通信原理课程设计---PCM系统设计与仿真报告

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1、 引言引言 数字通信系统己成为当今通信的发展方向，然而自然界的许多信息通过传感器转换后，绝 大部分是模拟量，脉冲编码调制(PCM)是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式，主要用 于语音传输，在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中得到广泛的应用，借助于 MATLAB 软件， 可以直观、方便地进行计算和仿真。因此可以通过运行结果，分析系统特性。 MATLAB 是美国 Math Works 公司开发的一套面向理论分析研究和工程设计处理的系统仿真 软件，Simulink 是 MATLAB 提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它让用户把精力从 编程转向模型的构造，为用户省去了许多重复的代码编写工作

2、；Simulink 的每个模块对用户 而言都是透明的，用户只须知道模块的输入、输出以及模块的功能，而不必管模块内部是怎么 实现的，于是留给用户的事情就是如何利用这些模块来建立模型以完成自己的仿真任务；至于 Simulink 的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样，事件是如何驱动等细节性问题， 用户可以不去关心，正是由于 Simulink 具有这些特点，所以它被广泛的应用在通信仿真中， 通过仿真展示了 PCM 编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。 基于 MATLAB 的 SIMULINK 仿真模型，能够反映模拟通信系统的动态工作过程，其可视化界 面具有很好的演示效果，为通信系统的

3、设计和研究提供强有力的工具，也为学习通信系统理论 提供了一条非常好的途径。当然理论与实际还会有很大的出入，在设计时还要考虑各种干扰和 噪声等因素的影响。 系统介绍系统介绍 1、脉冲编码调制 脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统， 是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。PCM 的编码原理 比较直观和简单，下图为 PCM 系统的原理框图： 图中，输入的模拟信号 m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM 信号)，经信道传 输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号

4、m(t)。通常， 将量化与编码的组合称为模/数变换器（A/D 变换器)；而译码与低通滤波的组合称为数/模变 换器(D/A 变换器)。前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者则相反，即完成数字信号到 模拟信号的变换。 PCM 在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它的实现主要包括三个步骤完成：抽样、 量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据 CCITT 的建 议， 为改善小信号量化性能， 采用压扩非均匀量化， 有两种建议方式， 分别为 A 律和律方式， 我国采用了 A 律方式，由于 A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化 PCM 编码。 2、PCM 编码原理 (1) 抽样 所谓抽样， 就是对模拟信号进行周期性扫描， 把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。 该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。 它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。 抽样 量化 编码 信道 干扰 m(t) ms(t) msq(t) A/D 变换 译码 低通滤波 msq(t) m(t) (2) 量化 量化，就是把经过