通信原理课程设计72319new

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1、通信原理课程设计海南大学课程设计论文课程：通信原理题目：PCM编码与译码学院：信息科学技术专业班级：电子（1）班姓名：胡艳明学号：20101601310008指导教师：周又玲设计日期：2013年6月、-21-通信原理课程设计目录一、设计原理-3-1、脉冲编码调制-3-2、PCM编码原理-4-(1)抽样-4-(2)量化-4-(3)编码-6-（4）折叠二进制码-7-二、设计过程-8-1、均匀量化PCM编码-8-（1）自然二进制码-8-（2）折叠二进制码-10-2、非均匀量化PCM编码-11-3、非均匀量

2、化PCM译码-13-三、设计结果-14-1、连接全程序-14-（1）均匀量化PCM编码-14-（2）非均匀量化PCM编码与译码-15-（3）实验结果对比-17-四、设计问题与讨论-17-1、设计载体的选择-17-2、非均匀量化问题-17-五、设计心得体会-18-参考文献-18-附件：-19-完整程序清单-19-（1）均匀量化编码：-19-（2）PCM编码：-19-（3）PCM译码：-21--21-通信原理课程设计PCM编码与译码【摘要】数字脉冲编码调制（PCM）是目前模拟信号数字化的基本方法，将时间

3、离散的抽样值序列经量化、编码变换为二进制数字序列。量化是对抽样值的取值离散，根据量化间隔的不同选取分为均匀量化和非均匀量化，非均匀量化可以有效地改善信号的量化信噪比。语音信号的量化常采用ITU建议的对数特性的A律（中国和欧洲）和μ律（北美和日本）压缩的非均匀量化，为了便于采用数字电路实现量化，通常采用13折线和15折线近似代替A律和μ律。在本设计中，主要研究13折线近似代替的A律PCM编码与译码过程及特性。关键词：A律13折线PCM编码及译码非均匀量化一、设计原理1、脉冲编码调制脉冲编码调制(pul

4、secodemodulation，PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。PCM的编码原理比较直观和简单，下图为PCM系统的原理框图：抽样量化编码信道干扰m(t)ms(t)msq(t)A/D变换译码低通滤波msq(t)m(t)图中，输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM信号)，经信道传输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常，将量化与编码的组合称为模/数变

5、换器（A/D变换器)；而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者则相反，即完成数字信号到模拟信号的变换。PCM在通信系统中完成将语音信号数字化功能，它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。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码,采用非均匀量化PCM编码。-21

6、-通信原理课程设计2、PCM编码原理(1)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。(2)量化量化，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射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

7、为有限个数值。如下图所示，量化器输出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x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：模拟入量化器量化值这里称为分层电平或判决阈值。通常称为量化间隔。模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。均匀量化：用这种方法量化输入信号时，无论对大的输入信号还是小的输入信号一律都采用相同的量化间隔。为了适应幅度大的输入信号，同时又要满足精度要求，就需要增加样本的位数。但是，对话音信号来说，大信号出现的机会并不多，增加的样本位

8、数就没有充分利用。为了克服这个不足，就出现了非均匀量化的方法。非均匀量化：非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。它与均匀量化相比，有两个突出的优点。首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的