頻分復(fù)用時分復(fù)用系統(tǒng)MATLAB仿真

1、上海大學(xué)20132014學(xué)年冬季學(xué)期“通信原理”課程項目報告課程名稱： 通信原理 課程編號： 07275086 項目名稱和內(nèi)容： 搭建一個在高斯信道中傳輸?shù)臅r分（或頻分或碼分）復(fù)用頻帶傳輸系統(tǒng)，并測試其性能。（碼速率、調(diào)制方式、時分復(fù)用路數(shù)、信號功率和噪聲功率自定）。要求：1、 搭建包括發(fā)送、信道、接收在內(nèi)的完整系統(tǒng)。2、 系統(tǒng)性能用表格或曲線表達。3、 鼓勵利用硬件完成。4、 撰寫項目報告（含摘要、概述、內(nèi)容、測試結(jié)果與分析、結(jié)論與感想）。5、 使用教學(xué)專用實驗平臺上交項目報告。成 績: 任課教師: 評閱日期: 頻分復(fù)用、時分復(fù)用系統(tǒng)MATLAB仿真2014.1摘 要：本文應(yīng)用所學(xué)的通信原理

2、的知識，在MATLAB上搭建了頻分復(fù)用和時分復(fù)用這兩個系統(tǒng)進行仿真實驗，以期起到鞏固知識點、加深原理理解、增強實踐能力的效果。1. 頻分復(fù)用1.1頻分復(fù)用原理頻分復(fù)用（FDM）是信道復(fù)用按頻率區(qū)分信號，即將信號資源劃分為多個子頻帶，每個子頻帶占用不同的頻率。然后把需要在同一信道上同時傳輸?shù)亩鄠€信號的頻譜調(diào)制到不同的頻帶上，合并在一起不會相互影響，并且能再接收端彼此分離開。頻分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)是頻譜搬移技術(shù)，該技術(shù)是用混頻來實現(xiàn)的。混頻的原理，如圖1.1所示。圖1.1基帶語音信號的頻譜搬移圖1.2 雙邊帶頻譜結(jié)構(gòu)從圖1.2可以看出上、下邊帶所包含的信息相同，所以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信息只要上邊帶和下邊帶的

3、其中之一即可。我們這里選擇上邊帶。1.2頻分復(fù)用系統(tǒng)仿真模型建立圖1.3 頻分復(fù)用系統(tǒng)如上圖1.3所示，我們?yōu)樵撓到y(tǒng)做了GUI界面，各個階段的波形與頻譜可以很清楚地看到。該系統(tǒng)模擬了電話的傳輸，我們可以錄入三段時間自定義的音頻，然后這三段音頻分別調(diào)制到4K、8K、12K頻率上，通過帶通濾波器發(fā)送至信道。我們這里用添加高斯白噪聲的方法來模擬信道特性，信噪比可自定義。在接收端，先經(jīng)過一個帶通濾波器濾去噪聲，然后相干解調(diào)，最后由低通濾波輸出。圖1.4音頻原始頻譜 圖1.5音頻接收頻譜2時分復(fù)用2.1時分復(fù)用原理時分復(fù)用是建立在抽樣定理基礎(chǔ)上的，因為抽樣定理使連續(xù)的基帶信號有可能被在時間上離散出現(xiàn)的抽

4、樣脈沖所代替。這樣，當抽樣脈沖占據(jù)較短時間時，在抽樣脈沖之間就留出了時間空隙。利用這些空隙便可以傳輸其他信號的抽樣值，因此，就可能用一條信道同時傳送若干個基帶信號,并且每一個抽樣值占用的時間越短，能夠傳輸?shù)穆窋?shù)也就越多。這就是時分復(fù)用的概念。此外，時分復(fù)用通信系統(tǒng)有兩個突出的優(yōu)點，一是多路信號的匯合與分路都是數(shù)字電路，簡單、可靠；二是時分復(fù)用通信系統(tǒng)對非線性失真的要求比較低。時分解復(fù)用信號在接收端只要在時間上恰當?shù)剡M行分離,各個信號就能分別互相分開，互不干擾并不失真地還原出原來的模擬信號。圖2.1 時分復(fù)用系統(tǒng)示意圖2.2 時分解復(fù)用中的同步技術(shù)原理在通信系統(tǒng)中，同步具有相當重要的地位。通信系

5、統(tǒng)能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依賴有無良好的同步系統(tǒng)。同步可分為載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步幾大類型。他們在通信系統(tǒng)中都具有相當重要的作用。時分解復(fù)用通信中的同步技術(shù)包括位同步(時鐘同步)和幀同步，這是數(shù)字通信的又一個重要特點。時分解復(fù)用的電路原理就是先通過幀同步信號和位同步信號把各路信號數(shù)據(jù)分開,然后通過相應(yīng)電力和濾波器，把時分復(fù)用的調(diào)制信號不失真的分離出來。2.3 MATLAB仿真模型建立圖2.2時分多路系統(tǒng)仿真模型圖如上圖2.2所示。用Pulse Generator（矩形脈沖）、Sine Wave（正弦波）、Repeating Sequence（鋸齒波）作為3路輸入信號，經(jīng)過發(fā)送端的時間分配器（Subsystem）對各路信號進行輪流導(dǎo)通，在經(jīng)過Merge（合成）將由3路取樣后信號合成1路時間復(fù)用信號；再經(jīng)過接收端的時間分配器（Subsystem1）將合成的1路時間復(fù)用信號還原出3路輸入信號。圖2.3 時間分配器（Subsystem）內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.4 仿真結(jié)果及其分析圖2.4所示是門控信號，其頻率是3.3KHz，占空比為33.3%圖2.4 三個觸發(fā)門控電路的門控信號圖2.5 三路輸入信號的波形100Hz 圖2.6 合并以后的波形圖2.7解復(fù)用后的波形結(jié)果分析：由以