通信系统原理课程设计：模拟信号数字化的处理

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1、课程设计报告课程设计名称：通信系统原理系：三系学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：吴琼开课时间：2013-2014学年一学期目录一、课程设计目的3二、设计任务书3三、进度安排3四、具体要求3五、课程设计内容4（一）基本原理41.1对模拟信号进行抽样41.2对离散数字信号序列量化51.3对量化后的数字信号进行编码8（二）仿真程序、程序编制、流程图、仿真结果112.1抽样定理的验证112.2量化与编码112.3增量调制14（三）结论及其分析153.1抽样定理的验证153.2量化与编码分析163.3增量调制17六、运行程序过程中产生的问题及采取的措施17七、总结和展望17八、参考文献

2、18一、课程设计目的本课程是为通信工程专业本科生开设的专业必修课，结合学生的专业方向的理论课程，充分发挥学生的主动性，使学生掌握应用MATLAB或者SYSTEMVIEW等仿真软件建立通信系统，巩固理论课程内容，规范文档的建立，培养学生的创新能力，并能够运用其所学知识进行综合的设计。通信系统原理的课程设计是对通信系统仿真软件、课程学习的综合检验，配合理论课的教学，让学生亲自参加设计、仿真、验证通信系统的一般原理、调制解调原理、信号传输及受噪声影响等方面的知识点。二、设计任务书a.熟悉模拟信号数字化的处理步骤：抽样、量化、编码；b.模拟信号的抽样过程，理解抽样频率的变化对抽样信号的影

3、响；c.用MATLAB或其它EDA工具软件对PCM编码进行使用A律和μ律的压缩和扩张进行软件仿真；d.PCM的8位编码C1C2C3C4C5C6C7C8e．仿真实现增量调制的过程和并理解噪声产生的原理。设计选题：模拟信号的数字化处理三、进度安排18周的时间安排：星期一查阅资料，确定选题和软件，思考总体设计方案星期二熟悉软件的编程环境星期三总体设计方案的确定与设计星期四各部分的具体实现（程序调试并程序注释）星期五整理完成设计报告的电子版，并答辩四、具体要求在设计期间，学生要认真查阅所需资料，按照选题设计通信网络，编写控制指令，并在程控交换机开发环境中进行调试，最终实现课题所要求的功能

4、。学生在课程设计结束时要提交《课程设计报告》。指导教师对学生所完成的题目进行现场检查，进行综合评定。五、课程设计内容（一）基本原理通信系统可以分为模拟和数字通信系统两大类。数字通信系统有很多的优点，应用非常广泛，已经成为现代通信的主要发展趋势。自然界中很多信号都是模拟量，我们要进行数字传输就要将模拟量进行数字化，将模拟信号数字化，处理可以分为抽样，量化，编码，这三个步骤。下图是模拟信号数字传输的过程原理图：下图是模拟信号数字化过程：模拟信号源抽样编码量化模拟信号首先被抽样，通常抽样是按照等时间间隔进行的。模拟信号抽样后，成为了抽样信号，它在时间上离散的，但是其取值仍是连续的，所以

5、是离散的模拟信号。第二步是量化，量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值是离散的。故量化信号已经是数字信号了，它可以看成多进制的数字脉冲信号。第三步是编码，最基本的和最常用的编码方法是脉冲编码调制（PCM），它将量化后的信号变成二进制码。由于编码方法直接和系统的传输效率有关，为了提高传输效率，常常将这种PCM信号进一步作压缩编码，再在通信系统中传输。1.1对模拟信号进行抽样抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。在等时间间隔T上，对它抽取样值，在理论上抽样可以看作是用周期单位冲激脉冲和模拟信号相乘，在实际上是用周期性窄脉冲代替冲激脉冲与模拟信号相乘。对一个

6、带宽有限的连续模拟信号进行抽样时，若抽样速率足够大，则这些抽样值就能够完全代替原模拟线号，并且能够由这些抽样值准确地恢复出原模拟信号。因此，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输这些离散的抽样值，接受端就能恢复原模拟信号。描述这一抽样速率条件的定律就是著名的抽样定律，抽样定律为模拟信号的数字化奠定了理论基础。上图左边就是简化的模拟信号转换离散的数字信号的抽样过程，其中f（t）是模拟信号，在送到乘法器上与s(t)取样脉冲序列进行乘法运算，事实上取样脉冲序列就是离散的一个个冲激函数（冲激函数如上图的右图），右边部分的fs(t)就是变成了一个个离散的函数点了。下面给出抽样的数学运算过程。

7、下面给出抽样过程的冲激抽样的函数过程：1.2对离散数字信号序列量化量化就是利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值的过程。时间连续的模拟信号经过抽样后的样值序列虽然在时间上离散，但是在幅度上仍然是连续的，也就是说，抽样值m(kT)可以取到无穷多个值。在一个区间里面可以取出无数的不同的数值，这就可以看成是连续的信号，所有这样的信号仍然属于模拟信号范围。因此这就有了对信号进行量化的概念。在通信系统中已经有很多的量化方法了，最常见的就是均匀量化与非均匀量化。均匀量化就是把信号的取值