cpm课程设计基于matlab的pcm仿真设计--大学毕设论文.doc

通信工程专业《通信仿真综合实践》研究报告基于MATLAB的PCM仿真设计学生姓名：学生学号：指导教师：所在学院：专业班级：信息技术学院课程设计任务书院专业学号：姓名：一、课程设计课题：基于MATLAB的PCM仿真设计二、课程设计工作日自年月日至年月日三、课程设计进行地点：程设计任务要求：1.课题来源:通信专业老师命题。2.目的意义:（1）培养我综合运用多门课程知识的能力。（2）培养我熟练掌握MATLAB，运用此MATLAB软件工具进行通信系统仿真的能力。（3）培养我发现问题，解决问题，查阅资料解决问题的能力。（4）加强我对通信系统各个不同方面的理解。（5）培养我们系统设计和系统开发的良好的思想。3.基本要求：1：使用matlab编程完成pcm编码与解码2：阐述pcm基本理论3：最终给出信号的仿真结果课程设计评审表指导教师评语：成绩：签字：日期：基于MATLAB的PCM仿真设计概述：数字通信系统己经成为现今通信发展的方向，但是经过传感器的转换以后自然界中的很多信息，大多数依旧为模拟量，PCM(脉冲编码调制)它是一种调制方式就是把模拟信号转换作数字信号。重点运用在语音传输，并且在数字微波通信、卫星通信、光纤通信当中得到了广阔的运用，通过凭借MATLAB软件，能够更便捷、直接的来仿真与计算。因此可以通过运行出的结果，分析系统特性。MATLAB能够进行绘制函数与数据、运算矩阵、用户界面的创建、算法的实现、matlab的开发工作界面连到其它编程语言程序等等。它重点运用在控制设计、工程的计算、金融建模分析和设计、检测信号、处理图像、信号通讯和处理等方面。第一部分原理介绍PCM的基本原理脉冲编码调制（PCM）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。因为此种通信方式抗干扰能力强，因此在光钎通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的运用。PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。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μ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。抽样抽样，即是对模拟的信号所进行的周期性的扫描，将在时间上连续的信号变为在时间上离散的信号。这个模拟信号经过抽样以后还应要包含原有信号当中所有信息，也就是说能够无失真的恢复原有模拟信号。抽样定理可确定其抽样速率下限。于一个频带限制在(0，fh)内的时间连续信号f(t)，若以1/2fh的时间间隔对它进行抽样，以此能完全恢复有原信号依靠这些个抽样值。也就是说，要是一个连续信号f(t)的频谱当中其最高的频率不大于fh，在抽样的频率fs≥2fh时候，原有连续的所有信息也就包含于抽样后的信号。这就是抽样定理。量化抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍然是模拟信号，其样值在一定的取值范围内，可有无限多个值。显然，对无限个样值一一给出数字码组来对应是不可能的。为了实现以数字码表示样值，必须采用“四舍五入”的方法把样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有限个值。这一过程称为量化。量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不再是模拟信号。这种量化失真在接收端还原模拟信号时表现为噪声，并称为量化噪声。量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。均匀量化均匀量化，即量化间隔相等，均匀量化输出与输入关系为均匀阶梯关系。在非过载区内，量化值随信号变化，在过载区内，量化值不随信号变化，保持在最大量化值。设过载量化电平，在非过载区内[]，量化电平数，且个量化电平数可以用个二进制数进行编码，均匀量化的量化间隔是图1均匀量化原理图如图1所示，在非过载区，当原电平数满足时，M就被量化为量化电平；在过载区，原电平被量化成最大值。非均匀量化非均匀量化的量化间隔是依据信号的不同的区间来定的。信号取值大的区间，它的量化间隔△v大；在信号的取值小的区间，它的量化间隔△v小。将它和均匀量化作比较，它有俩主要好处。首先，在信号具非均匀的分布概率密度（现实中经常如此）时当在输入量化器的时候，能够取得比更加高地的平均信号的量化噪声的功率比在非均匀量化器输出端上；第二是，量化噪声功率的它均方根值大体上和信号的抽样值成比例在非均匀量化的时候。所以说大信号和小信号在量化噪声影响下大体是一样的，也就是改良小信号的时候其量化的信噪比。在实际中，非均匀的量化的办法通常是将获得的抽样值经过压缩然后再均匀量化。广泛被采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A压缩律。在设计中我们使用A压缩律。所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩