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数字通信原理与技术设计报告书
课题名称 姓 名 学 号 院 系 专 业 指导教师
脉冲编码调制 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 2018年1月15日 脉冲编码调制 < 1设计目的 加深对所学的通信原理知识理解，培养专业素质；掌握通信电路的设计方法，能够进行设计简单的通信电路系统；掌握通信系统安装的基本知识和技能，培养学生对通信电路系统的整机调试和检测的能力；通过专业课程设计掌握通信中常用的信号处理方法，能够分析简单通信系统的性能。 2 设计要求 画出系统结构框图，根据系统的工作原理，利用SystemView的模块画出系统的结构图并进行仿真，观察仿真波形。 3 设计原理 SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。脉冲编码调制 2 / 16 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 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。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编码示意图见图1。 话音输入 话音输出 低通滤波 瞬时扩张 解 调 解 码 再 生 低通滤波 瞬时压缩 抽 样 量 化 编 码 信 道 图3.1 PCM原理框图 下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理： (a> 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。 (b> 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yk，k=1，2，3，…，L。yk常称为重建电平或量化电平。当 3 / 16 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 量化器输入信号幅度x落在xk与xk?1之间时，量化器输出电平为yk。这个量化过程可以表达为： y?Q(x)?Q?xk?x?xk?1??yk,k?1,2,3,,L ?xk?1?xk称为量化间隔。 这里xk称为分层电平或判决阈值。通常?kx 模拟入 量化器 y 量化值 图3.2 模拟信号的量化 模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。因此，当信号m(t)较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。 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?v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 4 / 16
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