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  • 前言 通过前面八章的原理和介绍,小伙伴们应该已经对javacv原理和应用或多或少有所了解了。但是呢,还是有不少不喜欢看长篇大论的小伙伴们会感到很困惑。所以,为了照顾有些看到原理这种枯燥乏味,又像“老太太的...
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  • 第1章 L2 MAC层的架构 1.1 RAN的架构 1.2L2 MAC层的架构 1.3 MAC层的帧调度功能 ...混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ),是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传...(2)复用与解复用 ...

    目录

    第1章  L2 MAC层的架构

    1.1 RAN的架构

    1.2 L2 MAC层的架构

    1.3 MAC层的帧调度功能

    第2章 逻辑信道到物理信道的映射

    2.1 映射示意图

    2.2 逻辑信道

    2.3 传输信道

    第3章 MAC层PDU(MAC传输块TB)格式

    3.1 概述

    3.2 MAC层PDU的包格式

    3.3 MAC PDU头部格式

    3.4 MAC SDU的类型

    3.5 控制信息单元---PHR功率余量报告

    3.6 控制信息单元---C-RNTI

    3.7 控制信息单元---BSR(缓冲状态报告控制信息单元)

    3.8 控制信息单元---RAR (随机接入响应)


    第1章  L2 MAC层的架构

    1.1 RAN的架构

    1.2 L2 MAC层的架构

    L2(数据链路层),又称无线网络层,实现终端与基站之间通过无线信道(逻辑信道)传递IP分数数据。

    (1)PDCP(Packet Data Convergence Control,IP分组数据汇聚控制层)

    (2)RLC(Radio Link Control,无线链路控制层)该层把无线链路传输的数据分为三种:透明传输TM、非确认模式UM、确认模式AM。

    (2)MAC(Medium Access Control,媒体访问控制层),通过控制底层的物理层媒介(基带时频资源)传递数据。MAC层把逻辑信道数据映射到传输信道,并把映射后的传输信道传输块数据TB传递给物理层。

     

    1.3 MAC层的帧调度功能

    (1)用户优先级的处理(逻辑信道到传输信道的映射)

    • 不同用户的优先级。
    • 同一个用户,不同逻辑信道之间的优先级

    (2)复用与解复用(数据包的封装)

    将来自上层的SDU(服务数据包, 来自其他层未经过本层处理的数据包),复用成发送给物理层的下层MAC PDU(协议数据包)

    MAC层PDU,对于物理层而言,又称为传输块TB块上。

    (3)HARQ

    混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ),是一种将前向纠错编码(FEC)和自动重传请求(ARQ)相结合而形成的技术。

    HARQ实现了物理层传输块(MAC层PDU)的差错控制(检错、纠错、重传等)

    详见: https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/114399713

     

    (4)COMP(协同多点传输),以支持载波聚合CA功能。

     

    第2章 逻辑信道到物理信道的映射

    2.1 映射示意图

    在这里插入图片描述

    从上图可以看出:

    下行:多个逻辑信道,对应到一个传输信道,这个过程就是复用。

    上行:一个传输信道,对应到多个逻辑信道,这个过程就是解复用。

     

    从实现上来,一个个信道就是一个个优先级队列。

    MAC层的调度器:

    下行:从逻辑信道的队列中取数据,进行数据复用后,发送到传输信道的队列中。

    下行:从传输信道的队列中取数据,进行数据解复用后,发送到逻辑信道的队列中。

     

    2.2 逻辑信道

    MAC层为RLC层以逻辑信道的形式提供服务。

    逻辑信道只关注传输的信息是什么。

    通过逻辑信道,实现了MAC层与上层的分离。

    根据传输的是控制信息还是业务信息,逻辑信道分为:

    • 控制信道
    • 业务信道

    (1)下行控制信道:控制信道用于传输控制面信息。

    • 广播控制信道(BCCH, Broadcast Control Channel):用于广播系统控制信息的下行信道。它在用户的实际工作开始之前,传送一些必要的通知信息。
    • 寻呼控制信道(PCCH,Paging Control Channel):用于传输寻呼信息和系统信息变化通知的下行信道。寻人启事类消息的入口,一般用于被叫流程。
    • 公共控制信道(CCCH,Common Control Channel):在UE和网络之间还没有建立RRC连接时,用于发送控制信息。类似于主管和员工间协调工作用的渠道。
    • 专用控制信道(DCCH,Dedicated Control Channel):用于在RRC连接建立之后,UE和网络之间发送一对一的专用控制信息。类似于主管和亲信之间协调工作的渠道。
    • 多播控制信道(MCCH,Multicast Control Channel):点对多点的下行控制信息的传送信道。类似于领导给多个下属下达搬运货物的指示的渠道。

    (2)下行业务信道

    • 专用业务信道(DTCH ,Dedicated Traffic Channel):用于去往/来自终端的用户数据的传输。传输所有上行链路和非MBSFN下行链路用户数据的逻辑信道。

    (3)上行控制信道

    • CCCH 公共控制信道,用于传输与随机接入相关的控制信息。
    • DCCH 专用控制信道,用于传输去往/来自终端的控制信息。用于终端的单独配置。

    (4)上行业务信道

    • DTCH 专用业务信道。

     

    2.3 传输信道

    传输信道不关心传输的是什么,而是怎么传。

    下行:

    • 广播信道(BCH,Broadcast Channel):通过广播的方式,给整个小区传输下行控制信息。
    • 下行共享信道(DL-SCH,Downlink Shared Channel):规定了待搬运货物的传送格式。用于传送业务数据。
    • 寻呼信道(PCH,Paging Channel):用于传输寻呼信息。

    上行:

    • 上行共享信道(UL-SCH,Uplink Shared Channel):规定了待搬运货物的传送格式。用于传送业务数据。方向为从终端到网络。
    • 随机接入信道(RACH,Random Access Channel):规定了终端接入网络时的初始协调信息格式。

     

    第3章 MAC层PDU(MAC传输块TB)格式

    3.1 概述

    MAC层支持多个逻辑信道到一个传输信道的映射,因此MAC层PDU包的格式, 又称为传输块TB包格式,可以容纳多个逻辑信道的数据。

    传递的数据类型包括:

    (1)终端与基站的L2 MAC层间的控制消息。本层的控制消息。

    (2)终端与基站在L3 RRC层的控制信令。上层的控制信道。

    (2)终端与基站核心网之间的数据。上层的数据信道。

     

    3.2 MAC层PDU的包格式

    第三章 <wbr>LTE <wbr>MAC协议解读 <wbr>--- <wbr>MAC <wbr>格式

    MAC 层帧具有一个头部 + 1或多个MAC层控制信息单元1-n + 1个或多个服务数据净荷SDU + 填充位。

    MAC层帧头部与MAC SDU都是可变长度的。

     

    3.3 MAC PDU头部格式

    一个MAC层帧头部,MAC PDU头部可能有一个或多个子头部(subheader),每一个子头部对应一个SDU、控制信息单元(control element)或者填充位。

    一个MAC帧子头部又由六个域(R/R/E/LCID/F/L)组成,如下图所示:

    但是对于最后一个子头部、固定长度的MAC控制信息单元以及填充位对应的子头部,它们只包含四个域(R/R/E/LCID)

    第三章 <wbr>LTE <wbr>MAC协议解读 <wbr>--- <wbr>MAC <wbr>格式

    MAC子头部是可变长的,它包含以下参数:

    • R:预留比特位,设为“0”

    • E:指示MAC 头部是否有多个域,当E=1时,意味着接下来存在另外一组R/R/E/LCID 域,如果是0,那么接下来就是payload了;该域的作用是用于连接多个MAC层的子头部,用于物理层一次传送多个逻辑信道的数据。

    • LCID:用于指示MAC PDU中的数据净荷SDU是什么类型。每一个子头,对应一个SDU。

    • F:如果SDU或者控制消息的长度大于128byte,那么设置F=1,否则设为0。通过F的值,我们就可以知道对应的L值的大小了,是1个字节还是2个字节的长度域。

    • L:指示对应的SDU或者控制消息的长度,除了最后一个子头以及固定长度的控制消息对应的字头,每一个子头都有一个L域,它的长度由F域指示;

    3.4 MAC SDU的类型

    (1)RRC层控制信道

    00000:CCCH,公共控制信道,用于RRC层发送小区公共信息。

     

    (2)RRC业务信道

    01011-11001:业务逻辑信道,每个id号,代表一个逻辑信道号,用于传递UE终端业务数据。

     

    (3)MAC层控制信息单元用于在终端与基站的对等MAC层实体之间传递控制信息。

    110110:功率余量报告PHR

    11011:C-RNTI, 对应的SDU传递的是C-RNTI。

    11100、11101、11110:缓冲状态报告控制信息单元(BSR),用于传递终端向基站申请MAC层内存资源。

     

    3.5 控制信息单元---PHR功率余量报告

    (1)数据格式

    每个PH值,对应一个Power Headroom等级值,如图上图所示。

    每个Power Headroom等级值,对应一定范围的功率值,如下图所示。

    比如UE需要上报的PH值为-22dB,那么只需要在MAC PDU的PHR控制单元中填写数值1即可。

     

    (2)PH功率余量的意义

    PH,全称Power Headroom,中文为功率余量,即UE允许的最大传输功率与当前评估得到的PUSCH传输功率之间的差值,用公式可以简单的表示为:PH = UEAllowedMaxTransPower - PuschPower。

    它表示的是除了当前PUSCH传输所使用的传输功率之外,UE还有多少传输功率可以使用。

    PH的单位是dB,范围是[-23dB,+40dB],如果是负值则表示网侧给UE调度了一个高于其当时可用发送功率所能支持的数据传输速率。

    由于PH的计算需要用到PUSCH的传输功率,因此也只在PUSCH的发送子帧计算功率余量。

    之所以定义PH值,原因之一在于它可以作为eNB分配上行RB资源的一个参考依据,不过这种参考依据的算法设计,或者说PH值怎么影响eNB的调度,是由各个设备厂家的算法决定的,

    如果PH值为负,表示当前的PUSCH传输功率已经超过UE允许的最大传输功率,在下次调度时可以考虑减少该UE的RB资源分配;

    如果PH值为正,那么后续分配的RB数目还可以继续增加。

    有人可能会奇怪:为什么PH会有负数?

    (3)PHR功率余量报告?

    PHR,全称是Power Headroom Report,中文为功率余量报告,即UE向网侧报告功率余量的过程。

    这个功率余量的值是通过MAC层的控制单元发送的,所以与这个过程相关的MAC控制单元也被称作PHR控制单元。

    PHR控制单元固定占一个字节,其中高2位是R位即保留位,暂时不用,仅使用低6位存放0~63这64个PH等级值。
     

    (4)什么时候触发PHR?

    只要满足下面几个条件中的任何一个,UE就会触发一个PHR(注意“触发”和“发送”的区别)

    • 当UE有传输新数据的上行资源,prohibitPHR-Timer定时器超时或已经超时,并且在上一次传输功率余量报告之后,路径损耗的变化值已经超过了dl-PathlossChange dB。这个条件需要留意两个地方:第一,这里用的是路损的“变化值”,即不区分当前路损是变大还是变小,考虑的是路损的绝对差值。第二,如果定时器prohibitPHR-Timer仍然在运行,是不能触发PHR的,无论路损变化多大都没用。prohibitPHR-Timer的存在,是为了防止因路损变动频繁或者路损门限设置过低,导致UE频繁发送PHR的情况发生。
    • periodicPHR-Timer 定时器超时。
    • 当RRC层配置或重配置PHR功能或参数,且这种配置或重配置并不是禁止PHR。比如说RRC重新配置了定时器的值。
       

    上面几个条件提到的参数prohibitPHR-Timer、dl-PathlossChange、periodicPHR-Timer,均由RRC在RadioResourceConfigDedicated -> MAC-MainConfig -> phr-Config中配置,

    prohibitPHR-Timer和periodicPHR-Timer的取值单位都是子帧,比如sf500表示500个子帧,如果是infinity表示不启动该定时器。

    dl-PathlossChange的取值单位是dB,比如dB3表示路径损耗的判断门限为3dB。

     

    3.6 控制信息单元---C-RNTI

    C-RNTI(Cell-RadioNetworkTemporaryIdentifier):小区内终端的无线网络临时标识,是由基站分配给UE的动态标识

    C-RNTI唯一标识了接入一个小区内的UE,且只有处于连接态下的UE,C-RNTI才有效。

     

    3.7 控制信息单元---BSR(缓冲状态报告控制信息单元)

    这个控制信息单元,对于上行调度是至关重要的,UE通过该信息,告诉基站,有多少数据要发送,基站需要按照该指示准备好内存空间等资源。

    BSR有两种:

    (1)短BSR和截断BSR格式:

    • 一个LCG ID:(逻辑信道标识)域

    逻辑信道组标识域指示了上报的缓冲区状态对于的逻辑信道组,它的长度为两个比特,也就意味着系统只设置了4个逻辑信道组;

     

    • 缓冲区大小域:

    指示终端请求的上行接收缓冲区的大小。基站收到这个消息后,就知道对应的UE的这个上行逻辑信道组有多少业务数据要发送、每个业务信道需要多大的缓冲区。 

    由于基站是对一个逻辑信道组分配资源,那么就意味着这些资源可以被这个组的逻辑信道共享,每一个逻辑信道能够获得多少资源这就取决于MAC层对UE的调度了,因此UE必须按照业务属性来请求分配资源,否则无法保证对应的业务的服务质量QoS。

    它指示了在构造了这个BSR控制信息单元之后的逻辑信道组内所有逻辑信道总的可以发送的数据量,数据量大小的单位是字节数。

    它应该包含在RLC层以及PDCP层可以传输的数据,这里的含义是指应该包含从PDCP发送到RLC的业务数据部分以及由RLC产生的RLC控制信息部分。

    值得注意的是:这里不包含RLC以及MAC的头部信息所要占用的字节数,因此我们在给这个逻辑信道组分配资源的时候需要考虑到这一点,可以适当的多分配一点,这样就可以减少BSR的数量,从而也就节约了空口资源。

    个域由六个比特位来指示,MAC层对不同的缓冲大小区间进行了量化,量化成为64个等级(可以用六比特表示),

    因此只需要传索引值而不是实际的大小,这样可以节约控制信息的长度,同时也是为了方便的管理缓冲区资源。

    如下图所示

    索引

    缓冲区大小 (BS)  [字节]

    索引

    缓冲区大小 (BS)  [字节]

    0

    BS = 0

    32

    1132 < BS <= 1326

    1

    0 < BS <= 10

    33

    1326 < BS <= 1552

    2

    10 < BS <= 12

    34

    1552 < BS <= 1817

    3

    12 < BS <= 14

    35

    1817 < BS <= 2127

    4

    14 < BS <= 17

    36

    2127 < BS <= 2490

    5

    17 < BS <= 19

    37

    2490 < BS <= 2915

    6

    19 < BS <= 22

    38

    2915 < BS <= 3413

    7

    22 < BS <= 26

    39

    3413 < BS <= 3995

    8

    26 < BS <= 31

    40

    3995 < BS <= 4677

    9

    31 < BS <= 36

    41

    4677 < BS <= 5476

    10

    36 < BS <= 42

    42

    5476 < BS <= 6411

    11

    42 < BS <= 49

    43

    6411 < BS <= 7505

    12

    49 < BS <= 57

    44

    7505 < BS <= 8787

    13

    57 < BS <= 67

    45

    8787 < BS <= 10287

    14

    67 < BS <= 78

    46

    10287 < BS <= 12043

    15

    78 < BS <= 91

    47

    12043 < BS <= 14099

    16

    91 < BS <= 107

    48

    14099 < BS <= 16507

    17

    107 < BS <= 125

    49

    16507 < BS <= 19325

    18

    125 < BS <= 146

    50

    19325 < BS <= 22624

    19

    146 < BS <= 171

    51

    22624 < BS <= 26487

    20

    171 < BS <= 200

    52

    26487 < BS <= 31009

    21

    200 < BS <= 234

    53

    31009 < BS <= 36304

    22

    234 < BS <= 274

    54

    36304 < BS <= 42502

    23

    274 < BS <= 321

    55

    42502 < BS <= 49759

    24

    321 < BS <= 376

    56

    49759 < BS <= 58255

    25

    376 < BS <= 440

    57

    58255 < BS <= 68201

    26

    440 < BS <= 515

    58

    68201 < BS <= 79846

    27

    515 < BS <= 603

    59

    79846 < BS <= 93479

    28

    603 < BS <= 706

    60

    93479 < BS <= 109439

    29

    706 < BS <= 826

    61

    109439 < BS <= 128125

    30

    826 < BS <= 967

    62

    128125 < BS <= 150000

    31

    967 < BS <=1132

    63

    BS > 150000

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    (2)长BSR格式:四个缓冲区大小域,对应于LCG IDs #0 到#3

    第三章 <wbr>LTE <wbr>MAC协议解读 <wbr>--- <wbr>MAC <wbr>格式

     

    3.8 控制信息单元---RAR (随机接入响应)

    (1)MAC帧结构

    随机接入响应对于的PDU遵循MAC PDU的规则,只是里面的内容有所不同而已,它可以包含多个随机接入响应。

    第三章 <wbr>LTE <wbr>MAC协议解读 <wbr>--- <wbr>MAC <wbr>格式

    (2)MAC头部以及子头部

    一个MAC PDU 子头部由三个头部域组成(E/T/RAPID),如下图所示:

    但是对于BACKOFF 指示的子头部包含五个域(E/T/R/R/BI)如图下图所示:

    第三章 <wbr>LTE <wbr>MAC协议解读 <wbr>--- <wbr>MAC <wbr>格式

    RAR消息对应的MAC头部是可变长度的,定义如下:

    • E: 扩展域用于指示MAC头部还有其它域(例如其它RAR消息对于的子头部),如果E被置为“1”,也就是说随后至少还有一个(E/T/RAPID)域,否则,就指示随后是RAR消息或者填充部分,这里我们会发现对于RAR的填充部分它是紧随MAC头部的;
    • T: 类型域,用于指示这个MAC子头部包含的是随机接入ID(前导序列ID)还是BACKOFF指示,T置为“0”,也就是说这个子头部包含的是BI值, 如果是“1”,就意味着在这个子头部出现的是随机接入前导ID域;
    • R: 预留比特,置为"0";
    • BI: BACKOFF指示,通常是在小区过载的情况下,指示UE延后发送随机接入过程。4比特位表示;
    • RAPID: 随机接入前导与指示发送的随机接入前导序列,6比特位表示。

    (3)MAC SDU数据净荷

    A MAC RAR数据净荷包含四个域R/Timing Advance Command/UL Grant/Temporary C-RNTI

     

     

     

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  • 《频分复用、时分复用系统MATLAB仿真》由会员分享,可在线阅读,更多相关《频分复用、时分复用系统MATLAB仿真(7页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。1、上海大学20132014学年冬季学期“通信原理”课程项目报告课程名称...

    《频分复用、时分复用系统MATLAB仿真》由会员分享,可在线阅读,更多相关《频分复用、时分复用系统MATLAB仿真(7页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、上海大学20132014学年冬季学期“通信原理”课程项目报告课程名称: 通信原理 课程编号: 07275086 项目名称和内容: 搭建一个在高斯信道中传输的时分(或频分或码分)复用频带传输系统,并测试其性能。(码速率、调制方式、时分复用路数、信号功率和噪声功率自定)。要求:1、 搭建包括发送、信道、接收在内的完整系统。2、 系统性能用表格或曲线表达。3、 鼓励利用硬件完成。4、 撰写项目报告(含摘要、概述、内容、测试结果与分析、结论与感想)。5、 使用教学专用实验平台上交项目报告。成 绩: 任课教师: 评阅日期: 频分复用、时分复用系统MATLAB仿真2014.1摘 要:本文应用所学的通信原理。

    2、的知识,在MATLAB上搭建了频分复用和时分复用这两个系统进行仿真实验,以期起到巩固知识点、加深原理理解、增强实践能力的效果。1. 频分复用1.1频分复用原理频分复用(FDM)是信道复用按频率区分信号,即将信号资源划分为多个子频带,每个子频带占用不同的频率。然后把需要在同一信道上同时传输的多个信号的频谱调制到不同的频带上,合并在一起不会相互影响,并且能再接收端彼此分离开。频分复用的关键技术是频谱搬移技术,该技术是用混频来实现的。混频的原理,如图1.1所示。图1.1基带语音信号的频谱搬移图1.2 双边带频谱结构从图1.2可以看出上、下边带所包含的信息相同,所以恢复原始数据信息只要上边带和下边带的。

    3、其中之一即可。我们这里选择上边带。1.2频分复用系统仿真模型建立图1.3 频分复用系统如上图1.3所示,我们为该系统做了GUI界面,各个阶段的波形与频谱可以很清楚地看到。该系统模拟了电话的传输,我们可以录入三段时间自定义的音频,然后这三段音频分别调制到4K、8K、12K频率上,通过带通滤波器发送至信道。我们这里用添加高斯白噪声的方法来模拟信道特性,信噪比可自定义。在接收端,先经过一个带通滤波器滤去噪声,然后相干解调,最后由低通滤波输出。图1.4音频原始频谱 图1.5音频接收频谱2时分复用2.1时分复用原理时分复用是建立在抽样定理基础上的,因为抽样定理使连续的基带信号有可能被在时间上离散出现的抽。

    4、样脉冲所代替。这样,当抽样脉冲占据较短时间时,在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值,因此,就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短,能够传输的路数也就越多。这就是时分复用的概念。此外,时分复用通信系统有两个突出的优点,一是多路信号的汇合与分路都是数字电路,简单、可靠;二是时分复用通信系统对非线性失真的要求比较低。时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开,互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。图2.1 时分复用系统示意图2.2 时分解复用中的同步技术原理在通信系统中,同步具有相当重要的地位。通信系。

    5、统能否具有有效、可靠地工作,在很大程度上依赖有无良好的同步系统。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。他们在通信系统中都具有相当重要的作用。时分解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。时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过相应电力和滤波器,把时分复用的调制信号不失真的分离出来。2.3 MATLAB仿真模型建立图2.2时分多路系统仿真模型图如上图2.2所示。用Pulse Generator(矩形脉冲)、Sine Wave(正弦波)、Repeating Sequence(锯齿波)作为3路输入信号,经。

    6、过发送端的时间分配器(Subsystem)对各路信号进行轮流导通,在经过Merge(合成)将由3路取样后信号合成1路时间复用信号;再经过接收端的时间分配器(Subsystem1)将合成的1路时间复用信号还原出3路输入信号。图2.3 时间分配器(Subsystem)内部结构2.4 仿真结果及其分析图2.4所示是门控信号,其频率是3.3KHz,占空比为33.3%图2.4 三个触发门控电路的门控信号图2.5 三路输入信号的波形100Hz图2.6 合并以后的波形图2.7解复用后的波形结果分析:由以上波形可以看出,所设计电路基本可以实现要求的功能,时分复用波形仿真正确,但有一点不足:同步信号应从接收信号中恢复,而不应该是在接收端捏造出一个同步信号。总体而言,基本上实现设计的目的。

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    通信系统原理综设实验报告多路时分复用matlab仿真系统教师评语:1、引言在实际的通信系统中,为了扩大通信链路的容量,提高通信系统的利用率,需要在一条链路上传输多路独立的信号,即实现多路通信。时分复用就是一种常用的多路通信方式。它采用同一物理连接的不同时段来传输不同的信号以达到多路传输的目的。多路时分复用以时间作为信号分割的参量,故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。时分多路复用适用于数字信号的传输。由于信道的位传输率超过每一路信号的数据传输率,因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用,在规定的时间内,多个数字信号都可按要求传输到达,从而也实现了一条物理信道上传输多个数字信号。本实验系统的预期功能是通过设计的仿真系统运行能够得出各路的信号波形、复用后的信号波形以及解复用的各点波形。主要原理图示如下:图1-1复接、解复接流程图图1-2按字复接示意图``````帧同步码8位8位8位8位8位8位8位````````````01110010数据1数据2数据3数据4数据5数据6数据7``````图1-3时分复用输出信号帧结构图1-4特征信号复接波形示意图2、系统框图及分析本次仿真实现不同速率信号的时分多路复用系统。共八路输入信号,其中第一路信号为帧同步码信号,其余各路为用户信息信号。设标准频率均为1/8000,即每比特125μs(标准位),8个比特作为一个周期序列,即1个标准帧帧长为1ms。时分多路系统仿真模型图框架如下图所示:图2-1时分多路复用系统仿真模型图系统主要分为五大模块:(1)特征信号产生模块(subsystem)(2)并串转换模块(repositor)(3)信号提取模块(filter)(4)特征信号分离模块(demultiplr)(5)信号还原模块(transmission)其中(1)(2)模块又可看成复用部分,(3)(4)(5)可看成解复用部分。3、各部分结构原理及分析1、特征信号产生模块特征信号产生器框图如下所示。图3-1时分多路系统仿真模型图内部构成:一级定时时钟(频率1/8000),延时模块,特征信号产生器(上图中的Subsystem5等)。各路输入信号序列依次为[01110010][01010111][11011000][01011010][10011101][00110111][00110101][01110110]。其中,第一路为帧同步码,采用巴克码。第三路频率为1/4000,第四路频率为1/2000,第五路频率为1/4000,其余各路为标准频率1/8000。图3-2各路输入信号波形每路输入信号的每个延时单元频率与该路信号原频率相同。使第1~8路输入信号分别延时1~8个单元,利于时钟抽样。定时时钟的每个延时单元频率均为1/(2*8000),可使时钟延迟一个上升沿进行采样。(之所以是1/(2*8000)而不是1/8000,是由于占空比50%的原因)级联延时单元,使每路信号的Subsystem5-8的时钟起始时间产生相应延时,便于经过Subsystem5-12处理后的各路信号合拼到同一信号。(即使各路输入信号经过Subsystem5-12压缩字长信息到一位,再依次延时一至八位,以便并串转换器依次抽取各路压缩特征信号,合并到复用帧的第一至八位)延时信号波形上表现为原波形右移相应延时时间。第一至八路定时时钟分别延迟了1~8个标准位。Scope示波器输出延时后的各输入信号和经由Subsystem5、6、7、8处理后的各中间信号。延时后的各输入信号波形上表现为右移1~4个比特。(1)Subsystem5-12功能分析内部构成如下图。其中二级时钟频率1/(8000*8),作为MultiportSwitch的抽样频率,共8路分解信号合成一个特征信号,因复用帧帧长为原信号的字长,故二级时钟频率设置为1/(8000*8)。Subsystem以8比特为周期(一个字周期,也是一帧周期),每一比特作为单位,依次将该路信号分解成8路,其中,原信号每个上升沿时刻分解出的信号在该时刻起置1。分解出的8路信号送往MultiportSwitch进行抽样。MultiportSwitch经过抽样合并形成一路信号输出。这样便形成了特征信号,使复用帧中相应的第N位包含第N路原信号的字信息。此Subsystem5-8模块用于实现“按字复接”,使每比特长度由标准位125μs变成新的位长125/8μs=15.625μs。图34Subsystem5-8的内部构成其中Subsystem内部结构如下。图3-5Subsystem内部结构图3-6Subsystem中的Counter参数设置Counter2这一路的时钟、Hit信号(Hitvalues=2)、输出信号的对比如下。由于Initialcount=1,故Hitvalues=2对应第2阶级,如图输出1(下图第二路)。其中,Counter参数如下图所示。Counter1-7的参数Maxcount=7,代表一个周期抽样阶级从0抽到7级,Initialcount=1,代表起始抽样阶级为1,Hitvalues依次为0-7,目的是使时钟信号的第1-8个上升沿分别依次对输入信号的8个比特进行抽样。Hitvalues=2,代表当且仅当该周期抽样阶级信号为第2级时(如第一个上升沿到达至第二个上升沿到达的期间)输出1。图3-7Counter2这一路的时钟、Hit信号(Hitvalues=2)、输出信号的对比Subsystem5中的Scope1输出波形如下(即经由Subsystem处理后的信号波形)如上所述,Subsystem的时钟为一级时钟经过延迟单元后的时钟,Subsystem将该路信号分解出8路信号,每个上升沿时刻置1,送往MultiportSwitch进行抽样,合并形成一路信号输出。图3-8Subsystem5的内部信号分析对比图上图中的阶梯信号由Subsystem5二级时钟经过Counter1后产生,作为MultiportSwitch的选通信号,当级数为N时选通Out(N+1),对Subsystem的输出信号进行抽样。抽样结果如上图最后一行所示。从0.85ms起才得到合要求的抽样,这是因为Subsystem在0.85ms之后才完成对原信号的8路分解。Subsystem5-8的特征信号输出如下图偶数行所示。Subsystem9-12与Subsystem5-8类似,因此不再分析。图3-9Subsystem5-8的特征信号输出(2)特征信号产生模块的输出波形各路特征信号输出波形为下图第1-8行,按字复接后的信号为第9行。由于MultiportSwitch的关系,按字复接后的信号在3ms后才能保证完整体现复接信号的特征。其中,第一路传输帧同步码,采用巴克码。第三路频率为1/4000,第四路频率为1/2000,第五路频率为1/4000,其余各路为标准频率1/8000。图3-10各路特征信号及复用帧信号输出波形由图可见,两组红线之间的部分为第三路信号在复接信号中的位置,其出现一个完整周期的时间为2ms,读图,该信号为0110110000011110,由于第三路信号的频

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