PCM系统仿真设计 定稿
基于Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真
课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业14-2 班一、课程设计(论文)题目脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真二、课程设计(论文)工作自2017年1 月3日起至2017年1月 13日止。
三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室（4-410）。
四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生采用Matlab与Simulink相结合对各种编码与解码进行仿真的方法；（3）培养学生对PCM的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习Matlab与Simulink仿真软件的使用；（2）对PCM，DPCM，ΔM编码与解码各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出各种编码与解码电路的设计方案，选用合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。
a. 采样定理的原理仿真b. PCM编码与解码c. DPCM编码与解码；增量调制（至少选做一种）2）创新要求：3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）答辩标准：（1）完成原理分析（20分）（2）系统方案选择（30分）（3）仿真结果分析（30分）（4）论文写作（20分）5）参考文献：（1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电出版社第1版 .2010.11.1 （2）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆仿真 5 实验室撰写论文 3 实验室学生签名：2017年1月3日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统方案选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人：职称：副教授2017年1月13日目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................................................................... I I1 绪论 (1)2 PCM脉冲编码原理 (2)2.1 模拟信号的抽样及频谱分析 (2)2.1.1 信号的采样 (2)2.1.2 抽样定理 (2)2.1.3 采样信号的频谱分析 (3)2.2 量化 (3)2.2.1 量化的定义 (3)2.2.2 量化的分类 (4)2.2.3 MATLAB的A律13折线量化 (10)2.3 PCM编码 (10)2.3.1 编码的定义 (10)2.3.2 码型的选择 (11)2.3.3 ＰＣM脉冲编码的原理 (11)3 PCM的MA TLAB实现 (13)3.1 PCM抽样的MATLAB实现 (13)3.2 PCM量化的MATLAB实现 (16)3.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现 (16)3.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现 (18)3.3 PCM A律13折线编码的MATLAB实现 (20)4结果分析及总结 (23)参考文献 (24)。
PCM通信系统的仿真与实现
课程设计报告课程名称：专业综合课程设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：完成时间：报告成绩：摘要本课题是PCM通信系统的仿真与实现，根据原理框图设计出了电路图，实现了对PCM编译码电路的设计，采用SystemView 软件对其进行仿真，得到了所需要的仿真结果，并达到了预期的仿真效果，得出了相关波形。
SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。
本次课程设计将通过仿真展示PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。
关键词: PCM ；通信系统； SystemViewAbstractThis topic is PCM communication system simulation and implementation, according to the principle diagram to design the circuit diagram, implementation of PCM encoding decoding circuit design, use SystemView software carries on the simulation, the need of the simulation results, and achieved the desired effect of the simulation, the relevant waveform is obtained.SystemView simulation software can realize the multi-level communication system simulation. Pulse code modulation (PCM) is a modern important encoding digital voice communication. Use SystemView realize simulation of pulse code modulation (PCM) can provide theoretical basis for the hardware circuit implementation. This course design will show through the simulation design ideas and specific process of PCM encoding implementation, and analysis.Keywords: PCM ；communication system；SystemView目录第一章绪论 (1)1.1 课程设计任务与目的 (1)1.1.1 任务： (1)1.1.2 目的： (1)1.1.3 课程设计要求 (1)1.2 设计方案 (1)第二章理论基础 (3)2.1 PCM系统结构 (3)2.2 PCM调制原理 (3)2.2.1 抽样 (3)2.2.2 量化 (3)2.2.3 编码 (5)第三章硬件设计 (8)3.1晶振-分频器1 (8)3.2分频器2 (9)3.3 帧同步信号产生器 (9)3.4 PCM编译码器 (10)第四章软件设计 (11)4.1 SystemView的简介 (11)4.2仿真电路模块 (11)4.2.1 信号源子系统 (12)4.2.2 编码器模块 (12)4.2.3 译码器模块 (13)4.3 仿真结果 (14)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录 PCM编码器的电路图 (19)第一章绪论1.1 课程设计任务与目的1.1.1 任务：PCM是现代语言通信中数字化的重要编码方式。
(完整word版)脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真
脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。
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。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。
本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。
系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM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,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM 原理框图下面将介绍PCM 编码中抽样、量化及编码的原理： (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。
PCM+2PSK系统systemview仿真
PCM和2PSK系统设计综合实验一、实验目的（1）利用PCM、2PSK技术构建一个通信系统，深入理解系统的工作原理、电路组成和信息传输特点；（2）熟悉上述通信系统的设计方法与参数选择原则；（3）掌握在SYSTEMVIEW环境中使用参数化图符模块构建通信系统模型的设计仿真方法；（4）熟悉系统中各信号时域波形特点；（5）熟悉系统中各信号频域的功率谱特点。
二、实验内容（1）通过不少于三个频率正弦信号叠加而成的模拟信号作为系统真实输入信号；（2）采用PCM 编码方法实现模数转换，模拟输入信号转换形成数字信号；（3）通过2PSK调制；（4）叠加上高斯白噪声，通过信道实现数字频带传输；（5）通过相干解调完成2PSK解调；（6）通过PCM解码恢复初始模拟信号；从时域观测各信号点波形；获得接收端信号眼图；从频域观察各信号功率谱；绘制误码率曲线。
三、实验原理（一）PCM调制解调原理PCM(脉冲编码调制)：在发送端将低频模拟信号根据ITU-T提出G.711建议中的规则变换为数字脉冲码；在接收端从收到的数字脉冲码中恢复出低频模拟信号。
图1 PCM系统原理图1、PCM编码实际上是一个数模转换过程。
包括如下三个过程：（1）抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列。
需要满足低通采样定理，采样频率8kHz。
（2）量化：将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号。
均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大。
效果：改善了小信号时的量化信噪比。
实现方法：实现非均匀量化的方法之一是把输入量化器的信号x先进行压扩处理，再把压扩得到的信号y进行均匀量化。
压扩器就是一个非线性变换电路，弱信号被扩大，强信号被压缩。
压缩器的入出关系表示为y=f(x) 。
常用压扩器大多采用对数式压缩，广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。
基于system_View_的PCM通信系统的仿真设计毕业设计
1 引言在通信原理的学习过程中，一直都致力于通信理论及原理的学习，而晦涩的理论知识给学习通信原理带来了不便，再加上现有的硬件条件又不能满足每一个通信系统的具体设计，所以很有必要通过另外的有效的途径来解决这一难题。
借助于System View软件，可以形象、直观、方便地进行通信系统仿真设计与仿真分析。
引入System View仿真实现PCM通信系统，将带来直观、形象的感受。
加深对通信系统的理解。
通过运用System View可以构造各种复杂的数字、模拟、数模混合系统以及各种速率的通信系统。
System View主要用于电路与通信系统的设计和仿真。
利用System View 软件，仿真通信系统，可以进一步加深了对通信原理的更好的更深层次的理解。
System View具有良好的交互的界面，通过打开其分析窗口和示波器模拟等方法，它能给用户提供了一个可视化具体的的仿真过程，其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库图示和专业库图示。
System View是基于Windows环境下运行的用来进行通信系统的设计与仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块去描述程序，不需要与复杂的程序语言打交道，也不用写一句代码就可以完成各种通信系统的设计与仿真，快速地、有效的建立和修改系统、进行访问与参数的调整，方便地加入注释。
用户在进行通信系统的设计时，仅仅只需要从System view配置的图示库中调出有关图示并进行所要求的参数设置，完成图示间的各项连线，然后运行仿真操作，System View最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析的详细结果。
每个模块对用户而言都是非常透明的，System view的各个模块在运行时是事件是如何驱动，时间是如何采样，如何执行等细节性问题，用户可以不去关心，用户只须知道各个模块的输入、输出以及模块的具体功能，而不需要考虑模块内部是怎么实现的如何运行的，于是留给用户的事情就是如何利用这些模块来建立所需要的模型以完成自己的仿真设计任务；正是由于具有这些独特的特点，所以System View被广泛的应用在通信的设计与仿真中，通过相应的设计与仿真将展示PCM通信系统实现的设计思路及具体过程，并对仿真结果加以进行分析。
实验二：PCM系统仿真
实验二：PCM系统仿真一、实验目的：1、掌握脉冲编码调制原理；2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。
3、理解非均匀量化的优点。
二、实验内容：1、对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。
(必做)2、对模拟信号进行抽样、A律压缩量化，改变量化级数和信号大小，根据MATLAB仿真获得量化误差和量化信噪比。
(选做)3、对抽样值进行A律13折线编码。
(选做)三、实验步骤1、均匀量化(必做)1) 产生一个周期的正弦波x(t) = cos (2 * pi *t )，以1000Hz频率进行采样，并进行8级均匀量化，用plot函数在同一张图上绘出原信号和量化后的信号。
(保存为图2-1)2) 以32Hz的抽样频率对x(t)进行抽样，并进行8级均匀量化。
绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图(后三个用stem函数)。
(保存为图2-2)3) 以2000Hz对x(t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。
另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。
(保存为图2-3)4)在编码位数为8和12时采用均匀量化，在输入信号衰减为0～50 dB时，以均匀间隔5 dB仿真得到均匀量化的量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。
注意，输入信号减小时，量化范围不变；抽样频率为2000 Hz。
(保存为图2-3-2)2) 在编码位数为8和12时均匀量化、编码位数为8时A律压扩量化，在输入信号衰减为0～50dB 时，以均匀间隔5dB仿真得到量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。
另外绘出8和12位编码时采用均匀量化的理论量化信噪比曲线进行比较。
注意，输入信号减小时，量化范围不变；抽样频率为2000Hz。
(保存为图2-5)二、实验思考题：1、图2-3表明均匀量化信噪比与量化级数(或编码位数)的关系是怎样的？答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求2、分析图2-5，A律压缩量化相比均匀量化的优势是什么？(选做)答：量化信噪比随着量化级数的增加而提高，当量化级数较小是不能满足通信质量的要求源程序：。
设计报告--002---PCM编解码器的SIMULINK建模仿真
PCM编解码器的SIMULINK建模仿真一．PCM编码设计一个13折线近似的PCM编码器模型，使它能够对取值在[-1,1]内的归一化信号样值进行编码。
测试模型和仿真结果如图2-1所示，示波器输出波形如图2-1所示。
其中Saturation作为限幅器，将输入信号幅度值限制在PCM编码的定义范围内，Relay 模块的门限设置为0，其输出即可作为PCM编码输出的最高位---极性码。
样值取绝对值后，以Look_Up Table模块进行13折线压缩，并用增益模块将样值范围放大到0～127，然后用间距为1的Quantizer进行四舍五入取整，最后将整数编码为7位二进制序列，作为PCM编码的低7位。
可以将该模型中虚线所围部分分装为一个PCM编码子系统备用。
分析：.PCM编码模块是利用13折线压缩进行的编码，运用增益模块和Quantizer 进行取整，最后将整数编码为7位二进制序列，作为PCM编码的低7位，而Relay的输出作为编码的高位，所以进行模块整合后，正好输出8位，constant 参数设置不同，编码结果就会不同。
图2-1 13折线近似的PCM编码器测试模型和仿真结果二．PCM解码设计并测试一个对应于以上编码器的PCM解码器。
测试模型和仿真结果如图2-2所示，其中PCM编码子系统就是图2-1中的部分，如图2-3所示。
PCM解码器中首先分离并进行数据中的最高位（极性码）和7位数据，然后将7位数据转换为整数值，再进行归一化、扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值。
图2-2 13折线近似的PCM解码器测试模型和仿真结果图2-3 13段折线A律PCM编码器分析：PCM解码是编码的逆过程，所以在模块中要加入编码好的子模块，解码器首先分离最高位和7位数据，再将7位数据进行归一化、扩张等得出解码值。
三．P CM传输在以上两个结论的基础上，建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。
仿真模型如图2-4所示，其中PCM编码和解码子系统内部结构参见图2-5。
基于Matlab程序的PCM系统仿真【范本模板】
通信原理课程设计题目基于Matlab程序的PCM系统仿真学生姓名赵欣学号 1213024111 所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程1204班指导教师魏瑞完成地点博远楼2015年 3月 28日基于Matlab程序的PCM系统仿真xx（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业xx班，陕西汉中 723003)指导教师:xx[摘要］在数字通信传输系统中，都是采用脉冲编码调制（pulse—code—modulation），简称 PCM。
PCM 是对模拟信号进行抽样、量化和编码产生数字信号.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。
量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号,它仅为有限个数值。
编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
［关键词］PCM 量化编码µ压缩律The PCM System Based On Matlab Simulationxxx（Grade 20xxClass xxMajor of Communication Engineering，School of Physics and Telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)xxAbstract：In digital communication transmission system,using pulse code modulation,HereinafterReferred to as PCM.PCM is carried out on the analog signal digital signal sampling,quantization and coding.Periodically scan,an analogue signal sampling,that is，the continuous time signal into a discrete time signal.Quantitative,is after sampling the instantaneous value of the amplitude of discrete，which USES a set of rules of level,the instantaneous sampling value of the most close to the level of value。
j基于system View 的PCM通信系统的仿真设计
1 引言在通信原理的学习过程中，一直都致力于通信理论及原理的学习，而晦涩的理论知识给学习通信原理带来了不便，再加上现有的硬件条件又不能满足每一个通信系统的具体设计，所以很有必要通过另外的有效的途径来解决这一难题。
借助于System View软件，可以形象、直观、方便地进行通信系统仿真设计与仿真分析。
引入System View仿真实现PCM通信系统，将带来直观、形象的感受。
加深对通信系统的理解。
通过运用System View可以构造各种复杂的数字、模拟、数模混合系统以及各种速率的通信系统。
System View主要用于电路与通信系统的设计和仿真。
利用System View 软件，仿真通信系统，可以进一步加深了对通信原理的更好的更深层次的理解。
System View具有良好的交互的界面，通过打开其分析窗口和示波器模拟等方法，它能给用户提供了一个可视化具体的的仿真过程，其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库图示和专业库图示。
System View是基于Windows环境下运行的用来进行通信系统的设计与仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块去描述程序，不需要与复杂的程序语言打交道，也不用写一句代码就可以完成各种通信系统的设计与仿真，快速地、有效的建立和修改系统、进行访问与参数的调整，方便地加入注释。
用户在进行通信系统的设计时，仅仅只需要从System view配置的图示库中调出有关图示并进行所要求的参数设置，完成图示间的各项连线，然后运行仿真操作，System View最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析的详细结果。
每个模块对用户而言都是非常透明的，System view的各个模块在运行时是事件是如何驱动，时间是如何采样，如何执行等细节性问题，用户可以不去关心，用户只须知道各个模块的输入、输出以及模块的具体功能，而不需要考虑模块内部是怎么实现的如何运行的，于是留给用户的事情就是如何利用这些模块来建立所需要的模型以完成自己的仿真设计任务；正是由于具有这些独特的特点，所以System View被广泛的应用在通信的设计与仿真中，通过相应的设计与仿真将展示PCM通信系统实现的设计思路及具体过程，并对仿真结果加以进行分析。
基于 PCM 和 2PSK 信号调制-通信系统仿真实验
一、系统仿真目的
1.了解通信系统的组成、工作原理、信号传输、变换过程； 2.掌握通信系统的设计方法与参数设置原则； 3.掌握使用 SystemView 软件仿真通信系统的方法；
二、系统仿真任务
1.系统输入正弦波频率：500 Hz；码元传输速率：64kBd； 2.设计一通信系统，并使用 SystemView 软件进行仿真； 3.获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击相应和幅频特性曲线； 4.获取主要信号的功率谱密度； 5.获取眼图； 6.提取相干载波； 7.数据分析及心得体会。
2
调制器 基带信号 输入
信道
解调器 基带信号 输出
噪声源
数字调制系统的基本结构： 正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化，则产生二进制移相键控(2PSK)信号。通常 用已调信号载波的 0 和 180 分别表示 1 和 0。 2PSK 表达式：
0 0
e2 PSK (t ) [ an g (t nTs )] cos c t
三、原理简介
此系统输入为频率为 500hz 的正弦波信Байду номын сангаас，经过 PCM 编码、并串转换、2PSK 调制、 2PSK 解调、串并转换、PCM 解码等六个模块最终输出还原的信号。 1.PCM 编码/解码 PCM 系统,即脉冲编码调制系统，就是用一组二进制数字代码来代替连续信号的抽样 值， 从而实现数字调制的方式。 这种通信方式抗干扰能力强， 广泛用于光纤通信， 卫星通信， 及程控电话交换系统。PCM 传输过程主要包括：抽样，量化，编码，压扩，数字调制传输， 数字解调，译码，解压扩，低通滤波等，在接收端，二进制码组经译码后还原为量化后的样 值脉冲序列，然后经低通滤波器滤除高频分量，便可得到重建信号 m(t ) 。
A律PCM编码系统设计与仿真
通信系统建模与仿真实验报告实验2：MATLAB编程实现 A律PCM编码系统设计与仿真1 主要技术指标：输入信号：s(t)=Asin(2πft+θ);输入信号幅值：A=-70~0dB;输入信号频率：f=4Hz;抽样频率：fs=100Hz;2图1. A律PCM编解码的系统框图3 程序块流程设计与检验3.1 A律PCM编码模块3.1.1 A律PCM编码规则：图2 段落码和段内码的编码规则3.1.2 PCM编码流程输入信号x后，先判断x的符号，x>0时C1=1，x<0时C1=0；判断完符号后将信号进行归一化和量化，再进行段落判断以及段内判断，最后将C1~C8输出。
流程图如下：3.2.A律PCM译码模块对已经编码的信号进行译码时，先输入已经编码的码组，根据极性码的规则提取符号，判断符号位，接着再判断段落位置和段内位置，最后将译码后的结果输出，其译码流程图如下:4 程序代码及测试仿真结果4.1 连接全程序输入的信号进行参数设定：抽样频率fs=40,dt=1/fs,t=0:dt:2,输入的正弦信号幅度不同，vm1=-70:5:0，这是以分贝为单位的，要将他转换为以伏特为单位的vm=10.^(vm1/20)； 开始画图调用各个模块的函数：PCM 均匀量化编码[sqnrM,zxx,zz]=upcm(x,M),PCM 编码y=pcm_encode(sxx),PCM 解码yy=pcm_decode(y,v);还要计算噪声平均功率与信号平均功率来得到信号的量化信噪比： nq(m)=sum((x-yy).*(x-yy))/length(x);sq(m)=mean(yy.^2);snr(m)=(sq(m)/nq(m));4.2 仿真结果在matlab 上运行主函数pcm_e_decode.m ，可得到原始信号波形，PCM 译码后的波形，不同幅度下PCM 编码后的量化信噪比以及均匀量化的量化信噪比的波形00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-1-0.50.51sample sequence00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-1-0.50.51pcm decode sequence图3 原始抽样信号（上）和PCM 译码后的重建信号（下）原始抽样信号与PCM 译码后的信号都是正弦波，可以看出经过PCM 译码后的重建信号与原始信号相比没有失真，译码正确。
最新脉冲编码调制PCM系统设计与仿真1精品版
2020年脉冲编码调制P C M系统设计与仿真1精品版脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真1 设计目的加深对所学的通信原理知识理解，培养专业素质；掌握通信电路的设计方法，能够进行设计简单的通信电路系统；掌握通信系统安装的基本知识和技能，培养学生对通信电路系统的整机调试和检测的能力；通过专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法，能够分析简单通信系统的性能。
2 设计要求画出系统结构框图，根据系统的工作原理，利用SystemView的模块画出系统的结构图并进行仿真，观察仿真波形。
3 设计原理SystemView仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。
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。
PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM 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,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。
图3.1 PCM 原理框图下面将介绍PCM 编码中抽样、量化及编码的原理： (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。
如图2所示，量化器Q 输出L 个量化值«Skip Record If...»，k=1，2，3，…，L 。
基于MATLAB的通信系统仿真— PCM系统仿真
（设计报告自己独立完成，如有雷同，双方均为0分，请同学们自己保护好自己的设计报告，特此申明）。
通信原理课程设计设计报告课题名称：专业班级：姓名：学号：起止时间：信息科学与工程学院目录一、课题内容二、设计目的三、设计要求四、实验条件五、系统设计1、通信系统的原理2. 所设计子系统的原理六、详细设计与编码1. 设计方案2. 编程工具的选择3. 编码与测试4. 运行结果及分析七、设计心得八、参考文献 (22)一、课题内容本课题是基于MATLAB的通信系统仿真—PCM系统仿真二、设计目的1、培养我综合得用多门课程知识的能力。
2、培养我熟练掌握MATLAB，运用此工具进行通信系统仿真的能力。
3、培养我查阅资料，解决问题的能力。
4、加深我对通信系统各部分的理解。
5、培养学生系统设计与系统开发的思想；三、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。
四、实验条件计算机、Matlab软件五、系统设计1、通信系统的原理（阐述整个通信系统原理，最后之处你主要负责哪一部分）通信的目的是传递消息，通信系统是一个以传递消息为目地的系统，通信系统的一般模型如下：图中，信源的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
脉冲编码调制(PCM)的MATLAB仿真(QDTU YUANCHAO)
(c)编码
所谓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。
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，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。下面结合13折线的量化来加以说明。
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)在设计滤波器时,首先要看系统信号源输出信号频率到底是处于在哪个频率范围,再根据其他参考参数和系统各项技术要求,决定是要设计哪种类型的滤波器。
图1 pcm系统原理框图
2．PCM编码中抽样、量化及编码的原理：
(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。
基于-MATLAB-的PCM系统仿真设计与实现
通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于 MATLAB 的PCM系统仿真设计与实现学生学号：学生姓名：所在班级：任课教师：2016年 10月25日目录1．PCM技术的产生和发展 (3)2 课题设计内容 (4)3 PCM基本原理 (4)3.1 抽样 (4)3.2 量化 (4)3.3 编码 (7)3.4 时分多路复用 (9)4 PCM系统仿真电路设计 (10)4.1 总体设计思想 (10)4.2 各模块的设计和仿真图形分析 (10)4.2.1 PCM编码模块设计 (10)4.2.2 PCM解码模块设计 (14)4.2.3 PCM系统总体模块 (15)5 结论 (17)6 参考文献 (18)1．PCM技术的产生和发展脉冲编码调制，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。
到70年代中、末期，各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。
80年代初，脉码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用。
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0码”和“1码”，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。
而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。
这种电的数字信号称为数字基地信号，由PCM电端机产生，现在的数字传输系统都是采用脉冲编码调制（pulse code modulation）体制。
PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。
PCM有两种标准（表现形式）即T1和E1。
中国采用的是欧洲的E1标准。
T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。
脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M 速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
论文题目：PCM系统仿真设计专业：通信技术学生：庆朋签名:指导老师：张鸣签名:摘要当信源为模拟信号时，在发端需要进行模/数变换，即经抽样、量化、编码，对其幅度和时间离散化处理，使之变成数字信号后再进行传输；在收端将收到的数字信号进行数/模变换，使之还原成模拟信号再送至信宿。
本文主要研究了本文主要研究了PCM系统基于Matlab和Simulink仿真设计,通过使用Matlab和Simulink PCM编码和解码系统的建模和仿真,结果与理论分析是一致的。
【关键词】PCM;MA TLAB/Simulink;仿真；编码；解码【论文类型】设计型Title: The design of PCM systemMajor: Communications TechniqueName:Meng Qingpeng Signature:Supervisor: Zhang Ming Signature:AbstractWhen the source is an analog signal, the originator need for analog / digital conversion, which is a sampling, quantization, coding, its amplitude and time discretization, and then make it into a digital signal for transmission; at the receiving end will receive the digital signal for digital / analog conversion, so that the analog signal and then restore to the sink.This paper mainly studies the this article main research the PCM system based on Matlab and Simulink simulation design, by using Matlab and Simulink for PCM coding and decoding system of model building and simulation, the result is consistent with theoretical analysis。
【Key words】PCM；MATLAB/Simulink；the simulation；coded；encoded 【Type of Thesis】Design前言通信的主要任务是可靠而有效的实现信息的传输。
随着信息科学技术的发展，人们对信息交流的要求也在逐渐提高。
研究和设计更可靠，更高速的通信系统势在必行。
在实际通信中，通常是比较复杂而且大规模的系统，在加上各种外界环境的影响，实际通信系统的设计和研究是比较困难的。
如果直接在研究中改变一些参数的设置，可能会导致整个系统性能改变。
在通信技术领域，系统仿真技术是进行通信协议研发、通信系统设计、通信信号处理等的重要手段。
经过近几年的发展，科研工作者和工程技术人员将仿真软件与系统设计有效结合，解决了这一难题。
目前，工程中应用最多的仿真软件是由MathWorks公司推出的一款具有强大功能的数学软件。
在众多的系统仿真平台中，Matlab/Simulink仿真工具相比之下，有着独特的优势。
传统的仿真技术基于C语言等计算机专业编程技术，编程工作量大，仿真程序的可读性和可用性很难适应大型通信系统的仿真要求。
Matlab将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供大量的内置函数，从而被广泛的应用于科学计算、系统控制、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。
simulink具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统。
本文主要研究了如何利用simulink实现脉冲编码调制（PCM）。
系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码器模块、PCM译码器模块构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
目录1绪论 (5)1.1课题研究背景及意义 (5)1.2 MATLAB/Simulink软件简介 (6)1.3 本文主要内容 (7)2 PCM系统 (8)2.1 PCM系统简介 (8)2.2 PCM系统编码原理 (9)2.3 PCM系统译码原理 (12)2.4 本章小结 (13)3 PCM系统的仿真 (13)3.1 PCM编码系统的仿真 (13)3.1.1仿真模型及参数设置 (13)3.1.2 仿真结果及分析 (15)3.2 PCM译码系统的仿真 (17)3.2.1仿真模型及参数设置 (17)3.2.2 仿真结果及分析 (18)3.3 本章小结 (19)4.结论 (20)4.1工作总结 (20)4.2工作展望 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1绪论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。
MATLAB具有强大的图形处理的能力，功能强大的数值运算功能，丰富的工具箱，高级且简单的程序环境。
它被广泛应用在通信仿真中。
1.1课题研究背景及意义脉冲编码调制（PCM），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。
由于这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 折线法编码当信源为模拟信号时，在发端需要进行模/数变换，即经抽样、量化、编码，对其幅度和时间离散化处理，使之变成数字信号后再进行传输；在收端将收到的数字信号进行数/模变换，使之还原成模拟信号再送至信宿。
Simulink具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统1.2 MATLAB/Simulink软件简介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。
MATLAB具有强大的图形处理的能力，功能强大的数值运算功能，丰富的工具箱，高级且简单的程序环境。
它被广泛应用在通信仿真中。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。
确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。
Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。
在Simulink环境中，它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行系统的仿真，快速的得到仿真结果。
它的主要特点在于：（1）、建模方便、快捷；（2）、易于进行模型分析；（3）、优越的仿真性能。
它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
Simulink模块库（或函数库）包含有Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、Nonlinear（非线性环节）、Connection（连接与接口）和Extra（其他环节）等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块（或库函数）创建模型。
用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。
在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。
采用Scope模块和其他的显示模块，可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果，若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果，这适用于因果关系的问题研究。
仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。
模型分析工具包括线性化和整理工具，MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。
由于MATLAB和Simulink的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。
但是Simulink不能脱离MATLAB而独立工作。
1.3本文主要内容首先根据论文设计的具体要求，研究课题的背景及意义，PCM的研究现状；其次本设计是在掌握PCM基本原理的基础上，通过通信系统建模与仿真的实际操作，利用MATLAB/Simulink软件完成PCM系统的建模仿真，实现模拟信号数字化。
最后对通信系统中的各个仿真结果进行详细的分析。
本文共分四章：第1章为绪论。
简单介绍了PCM系统的发展现状、研究意义，以及对仿真软件Matlab/Simulink的认识。
第2章研究了PCM基本原理。
简介PCM系统，研究了编码器和译码器的原理。
第3章研究PCM系统的建模和仿真。
主要介绍了以PCM原理为基础的编码器和译码器的Simulink仿真模型的设计，以及仿真参数设置和结果分析。
第4章总结。
对全文进行总结，对未解决的问题和将来的研究方向进行探讨。
2 PCM 系统2.1 PCM 系统简介 Pulse-code modulation （PCM ），即脉冲编码调制，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。
到70年代中、末期，各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。