通信原理课程设计-脉冲编码调制（pcm）

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1、塔里木大学信息工程学院课程设计1前言数字通信系统己成为当今通信的发展方向，然而自然界的许多信息通过传感器转换后，绝大部分是模拟量，脉冲编码调制(PCM)是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式，主要用于语音传输，在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中得到广泛的应用，借助于MATLAB软件，可以直观、方便地进行计算和仿真。因此可以通过运行结果，分析系统特性。近年来，计算机多媒体教序手段的运用逐步普及，大量优秀的科学计算和系统仿真软件不断涌现，为我们实现计算机辅助教学和学生上机实验提供了很好的平台。通过对这些软件的分析和对比，我们选择

2、MATLAB语言作为辅助教学工具，借助MATLAB强大的计算能力和图形表现能力，将《通信原理》中的概念、方法和相应的结果，以图形的形式直观地展现给我们，大大的方便我们迅速掌握和理解老师上课教的有关的知识。MATLAB是MathWork公司于1984年推出的一套面向工程和科学运算的高性能软件。它具有强大的矩阵计算能力和良好的图形可视化功能，为用户提供了非常直观和简洁的程序开发环境，因此被称为第四代计算机语言，MATLAB强大的图形处理功能及符号运算功能，为我们实现信号的可视化及系统分析提供了强有力的工具。MATLAB强大的工具箱函

3、数及系统仿真软件Simulink可以分析连续信号、连续系统，同样也可以分析离散信号、离散系统，并可以对信号进行各种分析域计算，如相加、相乘、移位、反折、傅里叶变换、拉氏变换、Z变换等等多种计算。此次课程设计是在Matlab软件下对脉冲编码调制(PCM)系统及其三过程抽样、量化及编码进行了模型构建、系统设计、仿真演示以及结果分析。2工程概况脉冲编码调制（PCM）是把模拟信号数字化的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，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，然后再信道中传输。其中PCM编码过程直接把量

4、化包含在内了。差分编码调制（DPCM）是在PCM编码调制的基础上所采用的预测编码调制，在预测编码中每个抽样值不是独立的编码而是根据前几个抽样值计算出一个预测值，再取当前抽样值与预测值之差，将此值进行编码并传输。本次课程设计主要是对其三个过程进行仿真及编程分析。由于时间原因，我们就用九天完成该课程设计。3正文3.1设计的目的和意义第17页共17页塔里木大学信息工程学院课程设计作为通信工程专业的一名学生，通信原理课程无疑是我所必修专业课中的重点，对于我们将来所要从事的领域有着直接的作用，学好这门课是无可厚非的。然而，对于课堂上老师的

5、讲解，最多只能做到了解，真正的理论知识显得枯燥而乏味，没有得到实用的理论等于一纸空文。在这次课程设计中，旨在让我们更深入的了解这门科目某些应用方面以及如何应用自己所学知识去做事情。同时，锻炼我们的动手能力，以及运用软件来实现通信系统中的的工作模式。这对于我们即将进入大三的学生是很好的历练，让我们学会发现问题，分析问题，解决问题。4.1DPCM编码调制设计及其原理通过DPCM编码和BCH码对语音信号基带通信传输系统进行仿真。根据DPCM编解码和BCH编解码原理，运用DPCMEncoder等模块，对语音信号基带通信传输系统进行绘制，

6、设置模块参数，然后运行，最后通过示波器得到相应的仿真波形。通过对仿真波形的观察，能够检验该系统功能是否正确实现。4.1.1DPCM原理分析输入一个正弦信号，对其进行DPCM编码后再进行BCH编码，送入二进制对称信道传输，在接收端对其进行BCH解码和DPCM解码以恢复原信号。观察传输前后波形变化。进行语音信号基带通信传输系统基于DPCM编码和BCH码的仿真，首先要对输入信号进行DPCM编码。DPCM编码是经过抽样、量化、编码等过程，将输入的模拟信号编程数字信号。DPCM编码是广泛运用的预测编码方法之一。在DPCM编码中，每个抽样值

7、不是独立的编码，而是将前一个抽样值当做预测值，然后再取当前抽样值和预测值之差进行编码并传输。DPCM译码同样是将前一个值当做预测值，然后取当前值与预测值之差进行解码，将一个个脉冲码组转换成对应的量化采样值，最后经过一个低通滤波器重建原模拟信号。DPCM系统原理方框图如图4-1所示。抽样量化器编码器信道译码器延迟Ts延迟Ts图4-1DPCM系统原理方框图4.1.2BCH编码原理分析在进行完DCPM编码后，要利用BCH码进行纠错编解码。BCH码是一种获得广泛应用的能够纠正多个错码的循环码。BCH码是一类能够先确定纠错能力t，然后设计

8、码长和生成多项式的码。对于任意的整数m和可达到的纠错数t，都可以构造出一个设计距离为的二元本原BCH码满足：BCH码的码长n与监督位、纠错个数t之间的关系如下：对于正整数m（m>3）和正整数t