脉冲编码调制(PCM)实现..docx

西南科技大学 课 程 设 计 报 告 课程名称： 通信系统课程设计 设计名称： 脉冲编码调制（PCM）实现 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 西南科技大学信息工程学院制 课 程 设 计 任 务 书 学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 脉冲编码调制（PCM）实现 起止日期： 指导教师： 设计要求： 周期信号的周期为2，它的区间[0,2]，定义如下： 1、PCM均匀量化 （1）为该信号设计一个8级均匀PCM量化器，并且绘制系统的输入—输出关系图； （2）求出系统的量化编码输出结果； （3）计算系统的量化误差和量化信噪比； （4）用16级均匀PCM重做（1）、（2）、（3）； （5）用64级均匀PCM重做（1）、（2）、（3）。 2、PCM非均匀量化 （1）为该信号设计一个8级非均匀PCM量化器，并且绘制系统的输入—输出关系图； （2）求出系统的量化编码输出结果； （3）计算系统的量化误差和量化信噪比； （4）用16级非均匀PCM重做（1）、（2）、（3）； （5）用64级非均匀PCM重做（1）、（2）、（3）。 3、使用MATLAB软件编程实现上述功能。 课 程 设 计 学 生 日 志 时间 设计内容 6.24-6.25 查阅资料，确定方案 6.26-6.27 设计总体方案 6.27-7.1 分析PCM原理 7.2-7.5 使用matlab编程实现具体功能，完成报告 7.6 答辩 课 程 设 计 评 语 表 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日 脉冲编码调制（PCM）实现 设计目的和意义 脉冲编码调制（PCM），由法国工程师Alec Reeres于1937年最早提出来的，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。因此，PCM已成为数字通信中一个十分基本的问题。 通过此次课程设计，我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关 PCM编码和解码的基本概念、理论和方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时还能掌握matlab编程一些基本的方法。 设计原理 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，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。 图1 PCM原理图 在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。这个抽样值仍是模拟量。在它量化之前，通常由保持电路（holding circuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。图1中的量化把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。图1中的解码器的原理和编码过程相反。其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D变换器)；译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。 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。 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，k=1，2，3，…，L。常称为重建电平或量化电平。当量化器输入信号幅度落在与之间时，量化器输出电平为。这个量化过程可以表达为：