通信原理课程设计 PCM仿真设计

1、通信原理课程设计设计报告课题名称： PCM系统仿真设计 专业班级： 2012移动通信 姓 名： 李国兴 学 号： 1204210103 起止时间： 目录一、课题内容及设计目的- 3 -二、设计要求- 3 -三、系统设计- 3 -四、详细设计与编码- 3 -1、 抽样、量化- 3 -2、编码- 3 -3、运行结果- 3 -五、设计心得- 3 -参考文献- 3 -一、课题内容及设计目的1、本课题是基于MATLAB的通信系统仿真PCM系统仿真2、培养我们综合运用多门课程知识的能力；培养我们熟练掌握MATLAB，运用此工具进行通信系统仿真的能力；培养我们查阅资料，解决问题的能力。加深我们对通信系统各部

2、分的理解。二、设计要求1.独立完成自己的题目内容；2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图；3.提出仿真方案；4.完成仿真软件的编制；5.仿真软件的演示；6.提交详细的设计报告。三、系统设计 脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。将模拟信号离散化，即对模拟信号按一定的时间间隔进行抽样；然后再将无限个可能的抽样值（不是指抽样点的个数，而是每个抽样点的可能取值）变成有限个可能取值，我们称之为量化；最后对量化后的抽样值用二进制（或多

3、进制）码元进行编码，就可得到所需要的数字信号。所谓编码就是用一组符号（码组）取代或表示另外一组符号（码组或数字）的过程。这种将模拟信号经过抽样、量化、编码三个处理步骤变成数字信号的A/D转换方式称为脉冲编码调制(PCM,Pulse Code Modulation）。PCM传输系统图如图1。图1 PCM传输系统四、详细设计与编码1、 抽样、量化 (a) 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。(b) 量化从数学上来看，量化就是把一个连

4、续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均

5、匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。2、编码编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。编码的实现是由编码器完成的。在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。通信中一般都采用第二类。编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。在逐次比较型编码方式中

6、，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。图 2 为逐次反馈型编码器。图2 编码器3、运行结果 原始模拟信号采样波形量化后的信号编码后的信号数模转化五、设计心得 本次课程设在刚开始的时候手忙脚乱，最终决定用Matlab软件仿真来实现PCM的编码过程。通过这次设计，掌握了PCM编码的工作原理及PCM系统的工作过程，进一步学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索程序编程问题的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了我的实际操作能力。参考文献1 李宗豪基本通信原理北京邮电大学出版社，20062 余成波，杨如民等数字信号系