基于Matlab的脉冲编码仿真_课程设计说明书

MATLAB课程设计报告题目：通信原理课程设计——PCM脉冲编码调制班级：08通信2班专业：通信工程姓名：成绩：一、课程设计目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关PCM 编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力；同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养，为今后参加科学工作打下良好的基础。

二、课程设计内容利用MATLAB集成环境下仿真平台,设计一个PCM脉冲编码调制系统.也就是根据所给题目设计一个相应的PCM脉码调制系统，并对其结果分析。

因为我国主要采用A压缩率（简称A律），所以，这里我们就使用A律来进行非均匀量化编码。

三、脉码调制PCM原理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，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。

下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。

原理框图如下所示。

在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。

这个抽样值仍是模拟量。

在它量化之前，通常由保持电路（holding circuit ）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。

在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。

图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。

这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。

图中的译码器的原理和编码过程相反。

其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D 变换器)； 译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。

下面我们将各个部分分别说明：3.1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。

课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业14-2 班一、课程设计(论文)题目脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真二、课程设计(论文)工作自2017年1 月3日起至2017年1月 13日止。

三、课程设计(论文) 地点: 图书馆、寝室、通信实验室（4-410）。

四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生采用Matlab与Simulink相结合对各种编码与解码进行仿真的方法；（3）培养学生对PCM的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即创新能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。

2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习Matlab与Simulink仿真软件的使用；（2）对PCM，DPCM，ΔM编码与解码各功能模块的工作原理进行分析；（3）提出各种编码与解码电路的设计方案，选用合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行分析。

a. 采样定理的原理仿真b. PCM编码与解码c. DPCM编码与解码；增量调制（至少选做一种）2）创新要求：3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）答辩标准：（1）完成原理分析（20分）（2）系统方案选择（30分）（3）仿真结果分析（30分）（4）论文写作（20分）5）参考文献：（1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电出版社第1版 .2010.11.1 （2）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天大学出版社6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料 2 图书馆仿真 5 实验室撰写论文 3 实验室学生签名：2017年1月3日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统方案选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果分析（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人：职称：副教授2017年1月13日目录摘要 (I)Abstract............................................................................................................................................................... I I1 绪论 (1)2 PCM脉冲编码原理 (2)2.1 模拟信号的抽样及频谱分析 (2)2.1.1 信号的采样 (2)2.1.2 抽样定理 (2)2.1.3 采样信号的频谱分析 (3)2.2 量化 (3)2.2.1 量化的定义 (3)2.2.2 量化的分类 (4)2.2.3 MATLAB的A律13折线量化 (10)2.3 PCM编码 (10)2.3.1 编码的定义 (10)2.3.2 码型的选择 (11)2.3.3 ＰＣM脉冲编码的原理 (11)3 PCM的MA TLAB实现 (13)3.1 PCM抽样的MATLAB实现 (13)3.2 PCM量化的MATLAB实现 (16)3.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现 (16)3.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现 (18)3.3 PCM A律13折线编码的MATLAB实现 (20)4结果分析及总结 (23)参考文献 (24)。

课程设计I(数据通信原理)设计说明书题目：3B4B编码与译码的设计与仿真学生姓名樊佳佳学号1318064017班级网络工程1301班成绩指导教师贾伟数学与计算机科学学院2015年 9 月 12 日课程设计任务书2015—2016学年第 1 学期课程设计名称：课程设计I(数据通信原理) 课程设计题目：3B4B编码与译码的设计与仿真完成期限：自 2015 年 8 月 11 日至 2015 年 9 月 11 日共2 周设计内容：设计一种数字基带传输中的一种编译码系统（HDB3、AMI、CMI、2B1Q、3B4B、曼切斯特、差分曼切斯特等选取一种）。

使用Matlab/Simulink仿真软件，设计所选择的基带传输的编码和译码系统。

系统能根据随机信源输入的二进制信息序列给出对应的编码及译码结果，并以图形化的方式显示出波形，能观察各分系统的各级波形。

指导教师：教研室负责人：课程设计评阅摘要设计一个码元信息传递系统，包括编码和译码两部分，这个系统可以高效地传递信息。

该系统是基于matlab/simulik实现的，设计数字电路来实现码元由3bit一组到4bit一组的转换,提高信息的传输效率。

关键词： 3B4B ; 编码器; 译码器目录目录 (2)1.课题描述 (3)2.3B4B码编译码模块设计 (4)2.1 3B4B码编译码原理 (3)2.2 3B4B编码器原理及框图 (4)2.3 3B4B译码器原理及框图 (5)2.4 编译码程序图 (5)3.3B4B编译码程序图的参数设置及其仿真结 (8)3.1仿真系统中模块参数设置和仿真实验结果 (8)4.总结 (11)5.参考文献 (13)1.课题描述设计一种数字基带传输中的一种编译码系统（HDB3、AMI、CMI、2B1Q、3B4B、曼切斯特、差分曼切斯特等选取一种）。

使用Matlab/Simulink仿真软件，设计所选择的基带传输的编码和译码系统。

系统能根据随机信源输入的二进制信息序列给出对应的编码及译码结果，并以图形化的方式显示出波形，能观察各分系统的各级波形。

如有帮助，欢迎下载支持课程设计说明书课程设计名称：专业课程设计课程设计题目：基于Matlab的脉冲编码仿真学院名称：信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：20 13 年7 月 3 日专业课程设计任务书20 12－20 13 学年第 2 学期第17 周－19 周题目基于Matlab的脉冲编码调制内容及要求1．以TP3067为核心设计调制系统；2．设计PCM解调系统；3．调制、解调信号必须一致。

进度安排17周：查找资料，进行系统软件方案设计；18周：软件的分模块调试；19周：系统联调；设计结果验收，报告初稿的撰写。

学生姓名：李明指导时间：每周一、二、三、四指导地点：E楼 610 室任务下达20 13年 6月 17 日任务完成20 13年 7月 5 日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师程宜凡系（部）主任付崇芳摘要本课题结合MATLAB软件的Simulink仿真功能与S-函数的仿真扩展功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的仿真与建模分析。

课题中主要分为三部分对脉冲编码调制（PCM）系统原理进行仿真建模与仿真分析，它们分别为采样、量化和编码原理的仿真建模。

同时仿真分析了采样与欠采样的波形、均匀量化与非均匀量化的量化误差、A 律13折线和μ律15折线的量化误差、PCM与DPCM系统的量化噪声。

通过对脉冲编码调制（PCM）系统原理的这些仿真分析，在教学中将会有很大的应用价值。

关键词：脉冲编码调制（PCM）；Simulink仿真；量化误差目录前言 ................................................................................................. ....错误！未定义书签。

第一章设计任务 .......................................................................... ...错误！未定义书签。

实验内容：利用Matlab软件的GUI界面编程，做一个简单的界面，通过此界面调用相关的程序去实现由抽样判决后的AMI码型、CMI码型和HDB3码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号。

实验目的：1,熟悉Matlab的GUI的编程操作，学会运用GUI来建立一个界面2.掌握AMI,CMI,HDB3码型的特点和意义，学会将PCM脉冲编码信号转化为AMI,CMI,HDB3的编码以及AMI,CMI,HDB3解码的方式。

实验方法：实验中采用的方法是先建立大概的界面，其中包括输入框、按钮、提示内容及坐标系等。

然后再对各种组件设置好属性，并对各个组件编写回调函数，最后进行调试验证饥渴。

实验代码：1.AMI码型转换：%%%%%%%%%%%% 编码 %%%%%%%%%%%%%p = -1;for i=1:length(f);if f(i)==1e(i) = (-1)*p;p = e(i);elsee(i) = f(i);endend%%%%%%%%%%%% 译码 %%%%%%%%%%%%for i=1:length(f);if e(i)~=0l(i) = 1;elsee(i) = 0;endend编码：代码中的f代表着输入字符串转化后的ASCII码，用变量p来实现原信号中1的正负交替。

例如，f（1）=1，则e（1）=1，p=1；f（2）=1，则e（2）=-1，p=-1。

如此就可以得到正负1交替了。

译码：当e（i）不等于0，就把结果等于1。

2.CMI码型转换%%%%%%%%%%%% 编码%%%%%%%%%%%%%m=1;p=-1;for i=1:length(f)if(f(i)==1&m==1)s(i)=3;m=m*p;else if(f(i)==1&m==-1)s(i)=0;m=m*p;elses(i)=1;endendendk=dec2bin(s,2);l=k';x=l(:);y=x';n=str2num(y(1));for i=2:length(y)n=[n str2num(y(i))];end%%%%%%%%%%%% 译码%%%%%%%%%%%%%if n(1)==0if n(2)==1cm=[0];elsecm=[1];endelsecm=[1];endr=3;while r<length(n)if n(r)==0if n(r+1)==1cm=[cm 0];elsecm=[cm 1];endelsecm=[cm 1];endr=r+2;end3.HDB3码型转换%%%%%%%%%%%% 编码%%%%%%%%%%%%%yn=xn;% 输出yn初始化num=0;% 计数器初始化for k=1:length(xn)if xn(k)==1num=num+1; % "1"计数器if num/2 == fix(num/2) % 奇数个1时输出-1,进行极性交替yn(k)=1;elseyn(k)=-1;endendend% HDB3编码num=0; % 连零计数器初始化yh=yn; % 输出初始化sign=0; % 极性标志初始化为0V=zeros(1,length(yn));% V脉冲位置记录变量B=zeros(1,length(yn));% B脉冲位置记录变量for k=1:length(yn)if yn(k)==0num=num+1; % 连“0”个数计数if num==4 % 如果4连“0”num=0; % 计数器清零yh(k)=1*yh(k-4);% 让0000的最后一个0改变为与前一个非零符号相同极性的符号V(k)=yh(k); % V脉冲位置记录if yh(k)==sign % 如果当前V符号与前一个V符号的极性相同yh(k)=-1*yh(k); % 则让当前V符号极性反转,以满足V符号间相互极性反转要求yh(k-3)=yh(k); % 添加B符号,与V符号同极性B(k-3)=yh(k); % B脉冲位置记录V(k)=yh(k); % V脉冲位置记录yh(k+1:length(yn))=-1*yh(k+1:length(yn));% 并让后面的非零符号从V符号开始再交替变化endsign=yh(k); % 记录前一个V符号的极性endelsenum=0; % 当前输入为“1”则连“0”计数器清零endend%%%%%%%%%%%% 译码%%%%%%%%%%%%%input=yh; % HDB3码输入decode=input; % 输出初始化sign=0; % 极性标志初始化for k=1:length(yh)if input(k) ~= 0if sign==yh(k) % 如果当前码与前一个非零码的极性相同decode(k-3:k)=[0 0 0 0];% 则该码判为V码并将*00V清零endsign=input(k); % 极性标志endenddecode=abs(decode); % 整流实验现象：总体界面：AMI：CMI：HDB3：总结：1.本次实验中因为对画方波不太熟悉，在使用stairs函数时，方波图总是在最后少了一位，后来经查询后才知道stairs的正确用法。

课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位：题 目: 基于MATLAB 的信号调制与解调 初始条件：1.MATLAB 软件2.信号处理的相关知识3.希尔伯特变换4.信号的常规幅度调制、单边带幅度调制以及双边带调制要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）已知某消息信号⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=elset t t t t t m 03/23/23/01)(000以双边幅度调制（DSB-AM ）方式调制载波)2cos()(t f t c c π=，所得到的已调制信号记为)(t u ，设s t 15.00=，Hz f c 250=。

试比较消息信号与已调信号，并绘制它们的频谱。

（2）对（1）的DSB-AM 调制信号进行相干解调，并绘出信号的时频域曲线。

（3）对（1）中的信号进行单边带幅度调制（SSB-AM ）绘制信号的时频域曲线。

（4）对（1）中的信号进行常规幅度调制（AM ），给定调制指数8.0=a 绘制信号的时频域曲线。

时间安排：第12周：安排任务，分组第13-14周：设计仿真，撰写报告 第15周：完成设计，提交报告，答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 1常规双边带调制与解调 (1)1.1常规双边带调制 (1)1.2 常规双边带的解调 (2)2 抑制载波的双边带调幅与解调 (4)2.1 双边带幅度调制的基本原理 (4)2.2 DSB信号的解调 (5)2.2.1 相干解调的原理 (5)2.2.2 DSB信号解调 (5)3 单边带调制与解调.............................................................................. 错误！未定义书签。

重庆三峡学院通信原理课程设计题目：脉冲编码调制（PCM）系统设计与仿真院（系）：物理与电子工程学院班级： 2007级1班负责人：学号: 小组成员：学号：指导教师：摘要 :脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。

MATLAB 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。

利用MATLAB 软件实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。

通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。

关键词: PCM 编译码1、脉冲编码调制（PCM）原理脉冲编码调制（PCM）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。

由于这种通信方式抗干扰能力强，因此在光钎通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的运用。

PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。

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。

PCM系统的原理框图如图1.1所示。

在编码器（1.1（a））中由冲击脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。

这个抽样值仍是模拟量。

在它量化之前，通常用保持电路将其做短暂保存，以便电路有时间将其量化。

在实际电路中常把抽样和保持电路做在一起，称为抽样保持电路。

图中的量化器把模拟抽样信号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。

这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。

图1.1（b）中的译码器的原理与编码过程相反，这里不再赘述。

模拟信号输入抽样保持量化器编码器 PCM信号输出冲激脉冲（a）编码器PCM信号输入译码器低通滤波器模拟信号输出（b）译码器图1.1 PCM原理方框图1.1 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。

现代通信原理课程设计报告题目：基于Matlab的A律PCM编码系统设计与仿真*名：**学院：研究生院专业：电子与通信工程指导教师：**完成日期：2013 年4 月14日基于Matlab 的A 律PCM 编码系统设计与仿真1 系统设计原理1.1脉冲编码调制（PCM ）脉冲编码调制(PCM ，Pulse Code Modulation)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。

是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。

PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样为8个位，总共64kbps 。

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 编码示意图如图1.2 A 律压缩律原理广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A 压缩律。

美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A 压缩律，因此，PCM 编码方式采用的也是A 压缩律。

所谓A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：A X A Ax y 10,ln 1≤<+=11,ln 1ln 1<≤++=X A A Ax y式中，x 为压缩器归一化输入电压；y 为压缩器归一化输出电压；A 为常数，决定压缩程度。

A 压缩律中的常数A 不同，则压缩曲线的形状也不同，它将特别影响小电压时的信号量噪比的大小，在实用中，选择A 等于87.6。

A 律压缩律表示式是一条连续的平滑曲线，用电子线路很难准确的实现。

由于A律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码, 压扩特性图如下图所示A律函数13折线压扩特性图图中横坐标x在0~1区间中分为不均匀的8段。

2/1~1间的线段称为第8段；4/1~2/1间的线段称为第7段；8/1~4/1间的线段称为第6段；依此类推，直到0~128/1间的线段称为第1段。

课程设计(论文)任务书信息工程学院通信工程专业142 班一、课程设计(论文)题目脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真二、课程设计(论文)工作自1月3日起至1月13日止。

三、课程设计(论文) 地址: 图书馆、寝室、通信实验室（4410）。

四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握通信系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生采取Matlab与Simulink相结合对各种编码与解码进行仿真的办法；（3）培养学生对PCM的理解能力；（4）能提高和挖掘学生对所学知识的实际应用能力即立异能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。

2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）学习Matlab与Simulink仿真软件的使用；（2）对PCM，DPCM，ΔM编码与解码各功能模块的工作原理进行阐发；（3）提出各种编码与解码电路的设计计划，选用合适的模块；（4）对所设计系统进行仿真；（5）并对仿真结果进行阐发。

a. 采样定理的原理仿真b. PCM编码与解码c. DPCM编码与解码；增量调制（至少选做一种）2）立异要求：3）课程设计论文编写要求（1）要依照书稿的规格打印誊写结业论文（2）论文包含目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）结业论文装订按学校的统一要求完成4）辩论标准：（1）完成原理阐发（20分）（2）系统计划选择（30分）（3）仿真结果阐发（30分）（4）论文写作（20分）5）参考文献：（1）王俊峰.《通信原理MATLAB仿真教程》人民邮电出版社第1版 ..11.1（2）赵静.《基于MATLAB的通信系统仿真》北京航空航天年夜学出版社6）课程设计进度安插内容天数地址构思及收集资料2图书馆仿真5实验室撰写论文3实验室学生签名：1月3日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理阐发（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）系统计划选择（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）仿真结果阐发（30分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）论文写作（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降品级：是（）、否（）评阅人：职称：副教授1月13日目录摘要IAbstractI1 绪论02 PCM脉冲编码原理02.1 模拟信号的抽样及频谱阐发02.1.1 信号的采样02.1.2 抽样定理02.1.3 采样信号的频谱阐发12.2 量化22.2.1 量化的界说22.2.2 量化的分类22.2.3 MATLAB的A律13折线量化82.3 PCM编码92.3.1 编码的界说92.3.2 码型的选择102.3.3 ＰＣM脉冲编码的原理103 PCM的MATLAB实现113.1 PCM抽样的MA TLAB实现113.2 PCM量化的MA TLAB实现153.2.1 PCM均匀量化的MA TLAB实现153.2.2 PCM A律非均匀量化的MA TLAB实现163.3 PCM A律13折线编码的MA TLAB实现184结果阐发及总结20参考文献21摘要本设计结合PCM的抽样、量化、编码原理，利用MATLAB软件编程和绘图功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的建模与仿真阐发。