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实验七时分复用数字基带通信系统一、实验目的1.掌握时分复用数字基带通信系统的基本原理及数字信号传输过程。
2.掌握位同步信号抖动、帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
3.掌握位同步信号、帧同步信号在数字分接中的作用。
二、实验内容1.用数字信源模块、数字终端模块、位同步模块及帧同步模块连成一个理想信道时分复用数字基带通信系统，使系统正常工作。
2.观察位同步信号抖动对数字信号传输的影响。
3.观察帧同步信号错位对数字信号传输的影响。
4.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号、位同步信号。
三、基本原理本实验要使用数字终端模块。
1. 数字终端模块工作原理：原理框图如图7-1所示，电原理图如图7-2所示(见附录)。
它输入单极性非归零信号、位同步信号和帧同步信号，把两路数据信号从时分复用信号中分离出来，输出两路串行数据信号和两个8位的并行数据信号。
两个并行信号驱动16个发光二极管，左边8个发光二极管显示第一路数据，右边8个发光二极管显示第二路数据，二极管亮状态表示“1”，熄灭状态表示“0”。
两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3。
在数字终端模块中，有以下测试点及输入输出点：• S-IN 时分复用基带信号输入点• SD 抽样判后的时分复用信号测试点• BD 延迟后的位同步信号测试点• FD 整形后的帧同步信号测试点• D1 分接后的第一路数字信号测试点• B1 第一路位同步信号测试点• F1 第一路帧同步信号测试点• D2 分接后的第二路数字信号测试点• B2 第二路位同步信号测试点• F2 第二路帧同步信号测试点图7-1 数字终端原理方框图图7-1中各单元与电路板上元器件对的应关系如下：•延迟1 U63：单稳态多谐振荡器4528•延迟2 U62:A：D触发器4013•整形U64:A：单稳态多谐振荡器4528；U62:B：D触发器4013•延迟3 U67、U68、U69：移位寄存器40174•÷3 U72：内藏译码器的二进制寄存器4017•串/并变换U65、U70：八级移位寄存器4094•并/串变换 U66、U71：八级移位寄存器4014(或4021)•显示三极管9013；发光二极管延迟1、延迟2、延迟3、整形及÷3等5个单元可使串/并变换器和并/串变换器的输入信号SD、位同步信号及帧同步信号满足正确的相位关系，如图7-3所示。
武汉理工通信原理课设-时分复用数字通信系统武汉理工大学《数字通信系统》课程设计课程设计任务书学生姓名： v 专业班级：指导教师：周颖工作单位：信息工程学院题目：简易两路时分复用电路设计初始条件：具备通信课程的理论知识；具备模拟与数字电路基本电路的设计能力；掌握通信电路的设计知识，掌握通信电路的基本调试方法；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、完成一个简易的两路时分复用通信电路的设计，实现两路不同模拟信号的分时传输功能。
2、在信号接收端能够完整还原出两路原始模拟信号。
3、选用相应的编码传输方式与同步方式，进行滤波器设计。
4、安装和调试整个电路，并测试出结果；5、进行系统仿真，调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《数字通信系统》课程设计目录摘要 (1)1.概述 (2)1.1 PAM与抽样定理 (2)1.2 时分复用技术 (2)2.电路整体方案 (3)2.1系统方案原理 (3)2.2系统组成框图 (3)3.各电路模块原理 (4)3.1PAM调制电路 (4)3.2.1电路方案 (4)2.2.2电路原理图 (4)2.2.3乘法器 (5)2.2 时分复用电路 (5)2.2.1电路原理 (5)2.2.2加法器 (6)2.3 信号还原电路 (6)2.3.1电路方案 (6)2.3.2电路原理图 (7)2.3.3低通滤波器 (7)4. Multisim仿真 (8)4.1整体仿真图 (8)4.2仿真结果 (8)5. 实物测试 (10)6.总结 (11)7.附录 (12)附录1 元件清单 (12)附录2 芯片资料 (12)参考文献 (14)武汉理工大学《数字通信系统》课程设计摘要《通信原理》课程是信息学科中的一门重要课程，它主要讲述了通信系统组成原理以及信源和信道中的各种信息编码调制方式和原理等理论知识。
数字时分复接系统光通信实验一、实验目的1.掌握数字时分复用/解复用的概念和原理。
2.掌握数字时分复接光通信系统的结构。
3.掌握同步复接的帧结构二、实验仪器1.光纤通信实验箱2.20M双踪示波器3.FC-FC单模光跳线4法兰式可调衰减器5.光分路器6.小型电话单机 27.计算机串口线8.铆孔连接线若干三、基本原理在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。
数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。
在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。
把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。
在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。
数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。
本实验平台中，数据发送单元模块的U101内集成了数字复接器，数据接收单元的U105内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。
数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按字复接的方法和准同步复接的方式。
本实验中数字复接系统方框图，如下图7.3.1：定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将PCM1编码数据、PCM2编码数据、PC 机数据和地址开关（拨码器）设置的8BIT 数据都调整成速率为512KHZ 的码元，然后复接进同一个数据码流中。
并在第1路时隙中加入帧同步信号，在第7路时隙中加入的有关数据信息的信令。
第三章时分多路复用与复接技术1 时分多路复用为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。
目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。
频分多路复用用于模拟通信，例如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信。
时分多路复用通信，是各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。
由前述的抽样理论可知，抽样的一个重要作用，是将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。
具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。
图3－1为时分多路复用示意图，各路信号经低通滤波器将频带限制在3400Hz以下，然后加到快速电子旋转开关(称分配器)开关不断重复地作匀速旋转，每旋转一周的时间等于一个抽样周期T，这样就做到对每一路信号每隔周期T时间抽样一次。
由此可见，发端分配器不仅起到抽样的作用，同时还起到复用合路的作用。
合路后的抽样信号送到 PCM编码器进行量化和编码，然后将数字信码送往信道。
在收端将这些从发送端送来的各路信码依次解码，还原后的PAM信号，由收端分配器旋转开关K2依次接通每一路信号，再经低通平滑，重建成话音信号。
由此可见收端的分配器起到时分复用的分路作用，所以收端分配器又叫分路门。
当采用单片集成PCM编解码器时，其时分复用方式是先将各路信号分别抽样、编码、再经时分复用分配器合路后送入信道，接收端先分路，然后各路分别解码和重建信号。
要注意的是：为保证正常通信，收、发端旋转开关必须同频同相。
同频是指的旋转速度要完全相同，同相指的是发端旋转开关连接第一路信号时，收端旋转开关K2也必须连接第一路，否则收端将收不到本路信号，为此要求收、发双方必须保持严格的同步。
时分复用后的数码流示意图示于图3－21.1 时分复用中的同步技术时分复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。
摘要数据通信系统或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往会超过传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路,希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用技术(Multiplexing)。
采用多路复用技术能把多个信号组合起来在一条物理信道上进行传输，在远距离传输时可大大节省电缆的安装和维护费用。
频分多路复用FDM (Frequency Division Multiplexing)和时分多路复用TDM (Time Division Multiplexing)是两种最常用的多路复用技术。
时分多路复用（TDM）是按传输信号的时间进行分割，它使不同的信号在不同的时间内传送，将整个传输时间分为许多时间间隔（Slot time，TS，又称为时隙），每个时间片被一路信号占用，适用于媒体数据速率容量超过要传输的几路数字信号总速率的情况。
此次课程设计利用MATLAB/Simulink仿真软件实现对时分多路复用系统的模拟仿真，达到对输入信号实现复用和解复用的效果。
关键词：多路复用；解复用；系统仿真目录前言 (1)一、基本原理 (2)1.1多路复用技术 (2)1.2时分多路复用技术概述 (2)1.3TDM系统组成及工作原理 (3)1.4时分复用中的同步技术原理 (3)1.2.1位同步原理 (4)1.2.2帧同步原理 (4)1.2.3 载波同步原理 (4)1.2.4网同步原理 (4)二、模块简介 (6)2.1设计思路 (6)2.2 MATLAB概述 (6)2.3 Simulink简介 (6)2.4时分多路复用系统的基本原理 (7)三、时分复用系统仿真模型 (10)3.1 Simulink仿真框图搭建 (10)3.2 Subsystem/Subsystem1结构框图 (10)3.3参数设置 (11)3.4仿真结果及分析 (13)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)前言在实际的通信系统中，经常需要在两地之间同时传送多路信号。
苏州大学电子信息学院
设计性实验报告
数字时分复接系统光通信实验
实验者姓名：田海鸿
合作者姓名：周瑞、周富强
专业：信息工程
班级：13信息
学号：1328405027
指导老师：高明义
实验日期：2016.5.31
目录
一设计任务 (2)
二方案选择与设计 (2)
三软、硬件原理与实现 (2)
四测试要求与设备 (5)
五结果记录与讨论 (5)
六存在问题与改进对策 (7)
参考文献 (7)
一、设计任务：
设计实验方案，实现时分复接后再经过波分复用的本地自环或双工异地传输（另一个数据可以为其他数据），画出实验结构框图。
二、方案选择与设计：
方案：
1、将两个支路的数字信号按时分复用的方式合并成单一的合路数字信号；
2、将信号分别送入光通信模块的光信道一1310nm和光信道二1550nm；
3、将两个光信道中的信号按波分复用的方式通过合波器合并成单一光路信
号；
4、将光信号通过解波器分成两路送入各自信道的接收端；
5、在接收端将单一合路数字信号分离成各路信号。
三、软、硬件原理与实现：
理论基础：
在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。
数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。
在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。
把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。
在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。
数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。
本实验平台中，数据发送单元模块的U101内集成了数字复接器，数据接收单元的U105内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。
数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按字复接的方法和准同步复接的方式。
本实验中数字复接系统方框图，如下图6.2.1：
图6.2.1数字复接系统方框
定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路
信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将PCM1编码数据、PCM2编码数据、PC机数据和地址开关（拨码器）设置的8BIT数据都调整成速率为512KHZ 的码元，然后复接进同一个数据码流中。
并在第1路时隙中加入帧同步信号，在第7路时隙中加入的有关数据信息的信令。
本实验中同步复接的帧结构如图6.2.2所示。
图 6.2.2 同步复接的帧结构示意
在出厂程序中仅提供了四路数据参加复接，加上同步帧头，所以还有3路时隙空闲，可供升级。
在默认控制下，各路数据占据的时隙位置如下表6.2.1。
信码中提取与接收信码同步的码元时钟信号。
定时单元的功能是通过同步单元提取时钟信号的推动，产生分接设备所需要的各定时信号，如帧同步信号、时序信号。
分接单元的功能是把复接信号实施分离，形成同步支路数字信号。
恢复电路的功能是把被分离的同步支路数字信号恢复成原始的支路信号。
一般情况下，帧同步提取有时会出现漏同步和假同步现象。
硬件实现：
电话A到电话B单工传输原理：
电话A到电话B双工双纤传输原理：
最后，我们设计电话Ａ到电话Ｂ双纤单工传输方案，这时候必须采用复用技术，
根据实验要求将其中的光传输系统改变成波分复用，即将1310nm 的光和1550nm 的光通过WDM-合波器、可调光衰减器、WDM-解波器。
光传输系统框图如下：
四、测试要求与设备：
测试要求：
1、系统开始稳定工作时，8BIT 发光二极管正常显示而且必须与SW101拨码器设置同步；
2、电话A （48）呼叫电话B （49），检验其通话质量，可听到对方说话的声音；
3、改变8BIT 拨码器的数据组合，则8BIT 发光二极管的显示状态也要发生相应的改变；
4、改变可调光衰减器，缓缓增加衰减量，检验系统是否正常工作。
实验设备：
1.光纤通信实验箱
2.示波器
3.FC-FC 单模光纤线
4.法兰式可调衰减器
5.光分路器（选配）
6.小型电话单机 2部
7.铆孔连接线 若干
五、结果记录与讨论：
1、8BIT 发光二极管显示与SW101拨码器设置同步
由上图可以知道线路工作正常。
2、检测TP104（帧同步脉冲）与P108（8路复接后的数据）
从上波形图中我们可以看到，每个帧脉冲的下降沿开始一帧数据开始输出。
按照：帧头，PCM1,PCM2,空，空，开关量，信令，空的顺序输出。
3、将PCM1这根连接线拔去
拔去之前：
拔去之后：
从上图我们可以看出，有一路数据全部变成高电平了。
4、电话A（48）呼叫电话（48），检验其通话质量，可听到对方说话的声音，通话质量良好。
六、存在问题与改进对策：
存在的问题：
1、光通信模块的工作指示LED灯开始时不亮；
2、8BIT发光二极管显示与SW101拨码器设置未能同步；
3、两台实验相异地通信时，线路连接完好，但是只能一方呼叫，另一方接听。
改进对策：
1、连接光纤头的时候一定要注意将卡口对准，不然不工作；
2、仔细检查线路连接是否正确，是否是线路故障，可先不用光信道传输，直接
用信号连接线短接复接、解复接两测试点P108/P111；
3、通过更换光纤，发现两根光纤中有一根损坏，更换一根良好的光纤。
参考文献：
[1]Gerd Keiser.光纤通信（第四版）.北京：电子工业大学出版社，2012
[2]电子信息学院.光通信技术实验讲义.苏州：苏州大学出版社，2016。
