simulink关于pcm、dpcm的通信原理课设_学位论文.docVIP

各专业全套优秀毕业设计图纸 目录 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。 1 模拟信号数字化传输原理 1.1 模拟信号的数字化传输 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的周期性冲激脉冲对它抽样时，m(t)将被这些抽样值所完全确定。由于抽样时间间隔相等，所以此定理又成为均匀抽样定理。设有一个最高频率小于的信号m(t)，如图1-2(a)所示。将这个信号和周期性单位冲激脉冲相乘。如图1-2(c)所示，其重复周期为T，重复频率为fs=1/T。乘积就是抽样信号，它是一系列间隔为T秒的强度不等的冲激脉冲，如图1-2(e)所示。这些冲激脉冲的强度等于相应时刻上信号的抽样值ms(t)，故有 （1-1） 模拟信号、冲激脉冲和抽样信号的频谱如图1-2(b)，(d)，(f)所示。图1-2可知：抽样信号ms(t)的频谱就是将原始信号m(t)的频谱ω)在频率轴上以采样角频率ωs2fs为周期进行周期延拓后的结果。 由样信号ms(t)的频谱ω)可以看出，如果ωs2ω（即fs2fH），那么各相邻频移后的频谱不会发生重叠。 取样信号ms(t)中恢复原信号m(t)，如图1-3所示。ωs2ωH，为了不发生混叠现象，必须满足ωs≥2ω。 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。 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像成一个离散幅度值的有限数集合。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。 如所示，量化器输出L个量化值yk，k=1，2，3，…，L。yk常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度x落在xk与xk+1之间时，量化器输出电平为yk。这个量化过程可以表达为： （1-2） 这里xk称为分层电平或判决阈值。通常Δk=xk+1-xk称为量化间隔。 模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。 均匀量化：采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称为均匀量化。均匀量化就是采用相同的等分尺来度量采样得到的幅度，也称为线性量化。量化后的样本值Y和原始值X的差E=Y-X称为量化误差或量化噪声。均匀量化示意图，如图1-5所示： 用这种方法量化输入信号时，无论对大的输入信