模拟信号数字化传输系统课程设计.docVIP

通信原理 课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 设计题目：设计 内容及要求： 1.了解Matlab/Simulink的运行环境及应用领域； 2.逐步熟悉的仿真，由简到难； .系统仿真波形分析 (1)； (2)； (3)；(4)DPCM编译码系统设计与仿真分析。 二、设计原始资料 通信原理；软件Matlab；计算机一台 设计说明书1份，不少于2000字，应包含原理、设计、相关软件Matlab/Simulink介绍、仿真波形分析。 课设理论讲解及仿真软件介绍、学生练习使用软件 相关系统设计 第5-6天 系统仿真波形分析 整理、撰写说明书 进行测试或答辩[1]樊昌信、曹丽娜.通信原理.北京:国防工业出版社2006 [2]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真.北京:电子工业出版社2011 [3]邵玉斌.MATLAB/Simulik通信系统建模与仿真实例分析.北京:清华大学出版社2008 [4]张水英徐伟强.通信原理及MATLAB/Simulink仿真.北京:人民邮电出版社2012 [5]邵佳，董辰辉. MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲.北京:电子工业出版社，2009目录 前言 1 1 模拟信号数字化传输原理 2 1.1 模拟信号的数字化传输 2 1.2 模拟信号的抽样 2 1.3 抽样信号的量化 3 1.4 脉冲编码调制 6 1.5 差分脉冲编码调制 7 1.5.1 预测编码? 7 1.5.2 DPCM的基本原理? 7 2 模拟信号数字化传输系统设计与仿真 9 2.1 Simulink组件使用介绍 9 2.2 模拟信号抽样的设计 10 2.3 模拟信号量化的设计 11 2.4 PCM编译码系统的设计 12 2.5 DPCM编译码系统的设计 13 3 模拟信号数字化传输系统的实现与分析 15 3.1 模拟信号抽样的观察与分析 15 3.2 模拟信号量化的观察与分析 16 3.3 PCM编译码系统的观察与分析 17 3.4 DPCM编译码系统的观察与分析 18 总结 19 参考文献 20 前言 1837年，莫尔斯完成了电报系统，此系统于1844年在华盛顿和巴尔迪摩尔之间试运营，这可认为是电信或者远程通信，也就是数字通信的开始。 数字化可从脉冲编码调制开始说起。1937年里夫提出用脉冲编码调制对语声信号编码，这种方法优点很多。例如易于加密，不像模拟传输那样有噪声积累等。但在当代代价太大，无法实用化；在第二次世界大战期间，美军曾开发并使用24路PCM系统，取得优良的必威体育官网网址效果。但在商业上应用还要等到20世纪70年代。才能取代当时普遍采用的载波系统。我国70代初期决定采用30路的一次群标准，80年代初步引入商用，并开始了通信数字化的方向。数字化的另一个动向是计算机通信的发展。随着计算机能力的强大，并日益被利用，计算机之间的信息共享成为进一步扩大其效能的必需。60年代对此进行了很多研究，其结果表现在1972年投入使用的阿巴网。 由此可见，通信系统中的信息传输已经基本数字化。在广播系统中，当前还是以模拟方式为主，但数字化的趋向也已经明显，为了改进质量，数字声频广播和数字电视广播已经提前到日程上来，21世纪已经逐步取代模拟系统。尤为甚者，设备的数字化，更是日新月异。近年来提出的软件无线电技术，试图在射频进行模数，把调制解调和锁相等模拟运算全部数字化，这使设备超小型化并具有多种功能，所以数字化进程还在发展。 模拟信号的数字传输是指把模拟信号先变换为数字信号后，再进行传输。由于与模拟传输相比，数字传输有着抗干扰能力强、差错可控等众多优点，因而此技术越来越受到重视。模/数变换是把模拟基带信号变换为数字基带信号，尽管后者的带宽会比前者大得很多，但本质上仍属于基带信号。这种传输可直接采用基带传输，或经过数字调制后再做频带传输。 数字化包括抽样、量化、编码三个步骤，如图1-1所示：抽样完成时间离散量化过程，所得抽样值m(T)为PAM信号；量化完成复制离散化过程，所得量化信号值mq(kT)为多电平PAM信号；编码完成多进制到二进制的变化过程，所得s(t)是二进制编码信号。 模拟信号通常是时间上连续的信号。在一系列离散点上，对这种信号抽取样值为抽样，如图1-2所示。图中m(t)是一个模拟信号，在等时间间隔T上，对它抽取样值。在理论上，抽样过程可以看作使用周期性单位冲激脉冲（impulse）和此模拟信号相乘。抽样结果得到的是一系列周期性的冲激脉冲，其面积和模拟信号的取值成正比。冲激脉冲在图1-2中用一些箭头表示，实际上，是用周期性窄脉冲代替冲激脉冲与模拟信号相乘。 抽样定理指出：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率fH，则以间隔时间为T1/2fH的周期性冲激脉冲