通信原理課程設(shè)計(jì)-基于systemview_軟件的pcm多路時(shí)分復(fù)用基帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目PCM多路時(shí)分復(fù)用基帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師2014年12月26日10通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄一．任務(wù)書2(一)設(shè)計(jì)題目2(二)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2二．研究背景2三．設(shè)計(jì)方案3(一)設(shè)計(jì)原理3(二)設(shè)計(jì)過(guò)程4四．仿真實(shí)現(xiàn)7五．結(jié)論與體會(huì)9參考文獻(xiàn)1010通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告一．任務(wù)書(一)設(shè)計(jì)題目基于SystemView軟件的PCM多路時(shí)分復(fù)用基帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)(二)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）基于Systemview/Matlab/Simulink軟件實(shí)現(xiàn)；（2）實(shí)現(xiàn)單路話音信號(hào)的抽樣、壓縮、均勻量化與編碼得到PCM信號(hào)；（3）實(shí)現(xiàn)多路PCM信

2、號(hào)的時(shí)分復(fù)用；（4）實(shí)現(xiàn)接收端的分接與譯碼；（5）考慮實(shí)現(xiàn)位同步電路；（6）觀察輸出信號(hào)的眼圖，得出誤碼率-信噪比曲線；（7）分別選擇不同特性信道時(shí)考察誤碼率-信噪比曲線。二．研究背景（1）數(shù)字通信系統(tǒng)己成為當(dāng)今通信的發(fā)展方向，然而自然界的許多信息通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換后，絕大部分是模擬量，脈沖編碼調(diào)制(PCM)是把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的一種調(diào)制方式，主要用于語(yǔ)音傳輸，在光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信中得到廣泛的應(yīng)用，借助于Systemview軟件，可以直觀、方便地進(jìn)行計(jì)算和仿真。因此可以通過(guò)運(yùn)行結(jié)果，分析系統(tǒng)特性。（2）SystemView軟件SystemView是一個(gè)用于現(xiàn)代工程與科學(xué)系統(tǒng)

3、設(shè)計(jì)及仿真的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析平臺(tái)。從濾波器設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、完整通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，直到一般的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立等各個(gè)領(lǐng)域，SystemView在友好而且功能齊全的窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個(gè)精密的嵌入式分析工具。SystemView是美國(guó)ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運(yùn)行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，它使用功能模塊(Token)描述程序。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)模混合系統(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，因此，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只需從System10通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告View配置的圖標(biāo)庫(kù)中調(diào)出有關(guān)圖標(biāo)

4、并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，完成圖標(biāo)間的連線，然后運(yùn)行仿真操作，最終以時(shí)域波形、眼圖、功率譜等形式給出系統(tǒng)的仿真分析結(jié)果。三．設(shè)計(jì)方案1、設(shè)計(jì)原理（1）PCM實(shí)驗(yàn)原理脈沖編碼調(diào)制：脈沖編碼調(diào)制是把模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸?shù)幕痉椒ㄖ?，它通過(guò)抽樣、量化和編碼，把一個(gè)時(shí)間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散、取值離散的數(shù)字信號(hào)，然后在信道中進(jìn)行傳輸。接收機(jī)將收到的數(shù)字信號(hào)經(jīng)再生、譯碼、平滑后恢復(fù)出原始的模擬信號(hào)。圖1是PCM原理框圖編碼器：模擬信號(hào)輸入→抽樣保持→量化器→編碼器→PCM信號(hào)輸出譯碼器：PCM信號(hào)輸入→譯碼器→低通濾波器→模擬信號(hào)輸出圖1話音信號(hào)先經(jīng)過(guò)防混疊低通濾波器，得到限帶信號(hào)（300Hz

5、～3400Hz），進(jìn)行脈沖抽樣，變成8KHz重復(fù)頻率的抽樣信號(hào)（即離散的脈沖調(diào)幅PAM信號(hào)），然后將幅度連續(xù)的PAM信號(hào)用“四舍五入”辦法量化為有限個(gè)幅度取值的信號(hào)，再經(jīng)編碼，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。（2）抽樣抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說(shuō)能無(wú)失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。（3）量化量化就是把一個(gè)連續(xù)幅度值的無(wú)限數(shù)集合映射成一個(gè)離散幅度值的有限數(shù)集合。模擬信號(hào)的量化分為均勻量化和非均勻量化。由于均勻量化存在的主要缺點(diǎn)是：無(wú)論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變

6、。實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。通常使用的壓縮器中，大多采用對(duì)數(shù)式壓縮。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是μ壓縮律和A壓縮律。PCM編碼方式采用的也是A壓縮律。（4）編碼10通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告編碼就是把量化后的信號(hào)變換成代碼，其相反的過(guò)程稱為譯碼。當(dāng)然，這里的編碼和譯碼與差錯(cuò)控制編碼和譯碼是完全不同的，前者是屬于信源編碼的范疇。在現(xiàn)有的編碼方法中，若按編碼的速度來(lái)分，大致可分為兩大類：低速編碼和高速編碼。通信中一般都采用第二類。編碼器的種類大體上可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級(jí)聯(lián)型、混合型。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)

7、碼的順序排列。仿真時(shí)將PCM編譯碼器分為編碼器和譯碼器模塊分別實(shí)現(xiàn)。（5）時(shí)分復(fù)用原理時(shí)分復(fù)用就是將抽樣周期分成若干時(shí)隙，各路信號(hào)的抽樣值編碼按一定的順序占用某一時(shí)隙，用一個(gè)信道傳輸多路數(shù)字信號(hào)，即一個(gè)物理信道分為多個(gè)邏輯信道。2設(shè)計(jì)過(guò)程1.信號(hào)源：如下圖的模塊0，產(chǎn)生的是正弦信號(hào)，正弦信號(hào)（如下圖所示）2.PCM編碼器模塊PCM編碼器模塊主要由信號(hào)源（模塊0）、低通濾波器（模塊1）、瞬時(shí)壓縮器（模塊2）、A/D轉(zhuǎn)換器（