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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)。
PCM的模拟与分析脉冲编码调制（PCM）用于在数字传输媒体上传送模拟信号，在PCM中，首先对模拟信号以高于其带宽两倍的奈奎斯特率进行采样，然后对所得样本进行量化。
采用不同量化级别生成的PCM编码会影响接收器重建模拟信号的质量。
此程序设计练习将有助于观察和分析PCM不同量化级别的量化噪声（也称量化误差，定义为输入值与量化值之间的差），使学生对PCM有更深入的理解。
量化电平可以是均匀的，也可以是不均匀的。
实验将从均匀PCM方法入手，产生一振幅为1和频率ω=1的正弦信号，分别用8电平和16电平进行量化，在同一坐标轴上绘出原信号和以量化信号，并比较这两种情况下的信号/量化噪声比(SQNR)。
此代码的文件名为 pcm.m. SQNR8=18.7348，SQNR16=26.7845。
相应的图形如下：然后对长度为500的高斯随机变量序列计算当量化电平数为64时所得的SQNR，并求出该序列的前5个值，相应的量化值以及相应的码字。
最后，画出量化误差。
再分别以量化电平为16和128时重做练习2，并对二者以及练习2的结果进行比较。
此代码为文件pcm3.m.运行结果为：SQNR64 = 30.1516a_quan64_result =-0.3921 -1.9606 -0.6162 1.4004 0.6162code64_result =0 1 1 1 0 00 0 1 1 1 00 1 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 0 1 0 1SQNR16 =18.0390a_quan64_result =-0.2241 -2.0166 -0.6722 1.5685 0.6722 code64_result =0 1 1 10 0 1 10 1 1 01 0 1 11 0 0 1SQNR_128 =36.5962a_quan128_result =-0.6063 -0.5578 -0.1698 0.8973 -0.3638 code128_result =0 1 1 0 0 1 10 1 1 0 1 0 00 1 1 1 1 0 01 0 1 0 0 1 00 1 1 1 0 0 0相应的图形如下：结论量化误差与量化比特数成正比，每增加一个比特，即每增加两倍的量化电平，误差约增加6db.创建PCM.M文件：SQNR_8 = sqnr8SQNR_16 = sqnr16x=0:0.1*pi:4*pi;y=sin(x);[sqnr8, a_quan8, code8 ] = u_pcm(y,8);[sqnr16, a_quan16, code16 ] = u_pcm(y,16);plot(x,y, x,a_quan8, x,a_quan16);创建u_pcm.m文件：function [sqnr,a_quan,code]=u_pcm(a,n)%U_PCM Uniform PCM encoding of a sequence.% [SQNR,A_QUAN,CODE]=U_PCM(A,N)% a=input sequence.% n=number of quantization levels (even).% sqnr=output SQNR (in dB).% a_quan=quantized output before encoding.% code=the encoded output.amax=max(abs(a));a_quan=a/amax;b_quan=a_quan;d=2/n; %取样间隔q=d.*[0:n-1];q=q-((n-1)/2)*d;%q是从－（1－1/n)到（1－1/n），且间隔为2/n的序列；for i=1:na_quan(find((q(i)-d/2 <= a_quan) & (a_quan <= q(i)+d/2)))=...q(i).*ones(1,length(find((q(i)-d/2 <= a_quan) & (a_quan <= q(i)+d/2))));b_quan(find( a_quan==q(i) ))=(i-1).*ones(1,length(find( a_quan==q(i) )));enda_quan=a_quan*amax; %循环结束后，a_quan中为量化后的值，b_quan为量化码号nu=ceil(log2(n)); %天花板函数求得PCM码比特数code=zeros(length(a),nu); %二维数组储存PCM码%下面代码为求PCM码矩阵codefor i=1:length(a)for j=nu:-1:0if ( fix(b_quan(i)/(2^j)) == 1)code(i,(nu-j)) = 1;b_quan(i) = b_quan(i) - 2^j;endendendsqnr=20*log10(norm(a)/norm(a-a_quan));创建PCM3.M文件：x=1:500;y=randn(1,500);[sqnr64, a_quan64, code64 ] = u_pcm(y, 64);SQNR64=sqnr64a_quan64_result = [a_quan64(1), a_quan64(2), a_quan64(3), a_quan64(4), a_quan64(5) ]%前五个量化值code64_result = [code64(1,1:6),code64(2,1:6),code64(3,1:6),code64(4,1:6),code64(5,1:6)] %前五个相应的码字[sqnr16, a_quan16, code16 ] = u_pcm(y, 16);SQNR16=sqnr16a_quan64_result = [a_quan16(1), a_quan16(2), a_quan16(3), a_quan16(4), a_quan16(5) ]code64_result = [code64(1,1:4),code64(2,1:4),code64(3,1:4),code64(4,1:4),code64(5,1:4)]SQNR_128 = sqnr128a_quan128_result = [a_quan128(1), a_quan128(2), a_quan128(3), a_quan128(4), a_quan128(5) ] code128_result = [code128(1,1:7),code128(2,1:7),code128(3,1:7),code128(4,1:7),code128(5,1:7) ]%下面为量化误差图形的代码subplot(2,3,1);plot(x,a_quan16); %画出量化后的图形subplot(2,3,4);[Y,I] = sort(y);% [ Y, I ] = sort(A)plot(a_quan16(I),abs(Y-a_quan64(I))); %以量化值为横坐标，量化误差为纵坐标的图形xlabel('N = 16');subplot(2,3,2);plot(x,a_quan64);subplot(2,3,5);[Y,I] = sort(y);plot(a_quan64(I),abs(Y-a_quan64(I)));xlabel('N = 64');subplot(2,3,3);plot(x,a_quan128);subplot(2,3,6);[Y,I] = sort(y);plot(a_quan128(I),abs(Y-a_quan128(I)));xlabel('N = 128');。
课程设计任务书欧阳歌谷（2021.02.01）学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 脉冲编码调制（PCM）的实现初始条件：1、MATLAB软件；2、脉冲编码调制相关知识。
要求完成的主要任务:1、任务实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。
2、要求用仿真软件对其进行验证，使其满足以下要求：（1）模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内；（2）分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化；（3）按照13折线A律特性编成8位码。
时间安排：第1，2天：分析题目，方案设计；第3，4，5天：软件设计；第6，7天：系统仿真；第8天：答辩，完成设计说明书。
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IAbstractII1 绪论12 MATLAB简介22.1 MATLAB软件简介22.2 MATLAB程序设计方法23 PCM脉冲编码原理43.1 模拟信号的抽样及频谱分析43.1.1 信号的采样43.1.2 抽样定理43.1.3采样信号的频谱分析53.2 量化53.2.1 量化的定义53.2.2 量化的分类63.2.3 MATLAB的A律13折线量化123.3 PCM编码123.3.1 编码的定义123.3.2 码型的选择133.3.3 PCM脉冲编码的原理134 PCM的MATLAB实现154.1 PCM抽样的MATLAB实现154.2PCM量化的MATLAB实现184.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现184.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现204.3PCM A律13折线编码的MATLAB实现225结果分析及总结25参考文献26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）系统原理进行建模与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的建模仿真。
目录摘要 (I)1。
PCM编码基本原理 (1)2. 抽样量化编码 (1)2.1 抽样 (1)2。
2 量化 (2)2.3 编码 (4)3。
系统仿真 (7)3.1 A律非线性化准则程序及运行结果 (7)3。
1.1 A律非线性程序 (7)3.1.2 量化误差图形 (9)3。
1。
3 量化器输出输入特性曲线 (9)3。
2 U律非线性化准则程序及运行结果 (10)3。
2.1 U律非线性程序 (10)3.2.2 量化误差图形 (12)3.2.3 量化器输出输入特性曲线 (12)总结 (12)参考文献 (13)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.脉冲编码调制是概念上最简单、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。
运用 Matlab 软件仿真来实现 PCM 编解码芯片的部分功能，从而完成整个电路设计上的编解码，设计简单，灵活方便。
本文介绍用 Matlab 的 Simulink 来仿真实现 PCM 编解码器的方法和过程，采用 Matlab 通信仿真软件对应用于无线信道中的数字通信方式和主要通信过程的实际情况进行计算机模拟仿真。
主要通信过程为采样、量化、编码、调制解调等，为建立实际通信系统提供了实验仿真。
学习通过利用计算机建立通信系统模型的基本方法和基本技能，学会利用仿真的手段对通信系统的基本理论和基本算法进行验证.学习现有流行的通信系统仿真软件的基本使用方法，利用Matlab软件解决通信中存在的问题。
关键字 PCM，Matlab，Simulink1。
PCM编码基本原理脉冲编码调制(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.就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
课程设计任务书欧阳家百（2021.03.07）学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 脉冲编码调制（PCM）的实现初始条件：1、MATLAB软件；2、脉冲编码调制相关知识。
要求完成的主要任务:1、任务实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。
2、要求用仿真软件对其进行验证，使其满足以下要求：（1）模拟信号的最高频率限制在4KHZ以内；（2）分别实现64级电平的均匀量化和A压缩率的非均匀量化；（3）按照13折线A律特性编成8位码。
时间安排：第1，2天：分析题目，方案设计；第3，4，5天：软件设计；第6，7天：系统仿真；第8天：答辩，完成设计说明书。
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IAbstractII1 绪论12 MATLAB简介22.1 MATLAB软件简介22.2 MATLAB程序设计方法23 PCM脉冲编码原理43.1 模拟信号的抽样及频谱分析43.1.1 信号的采样43.1.2 抽样定理43.1.3采样信号的频谱分析53.2 量化53.2.1 量化的定义53.2.2 量化的分类63.2.3 MATLAB的A律13折线量化123.3 PCM编码123.3.1 编码的定义123.3.2 码型的选择133.3.3 PCM脉冲编码的原理134 PCM的MATLAB实现154.1 PCM抽样的MATLAB实现154.2PCM量化的MATLAB实现184.2.1 PCM均匀量化的MATLAB实现184.2.2 PCM A律非均匀量化的MATLAB实现204.3PCM A律13折线编码的MATLAB实现225结果分析及总结25参考文献26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）系统原理进行建模与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的建模仿真。
课程设计(论文)任务书欧阳歌谷（2021.02.01）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1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。
通信系统仿真设计实训报告1.课题名称：基于 MATLAB 的PCM系统仿真设计与实现学生学号：学生姓名：所在班级：任课教师：2016年 10月25日目录1．PCM技术的产生和发展 (3)2 课题设计内容 (4)3 PCM基本原理 (4)3.1 抽样 (4)3.2 量化 (4)3.3 编码 (7)3.4 时分多路复用 (9)4 PCM系统仿真电路设计 (10)4.1 总体设计思想 (10)4.2 各模块的设计和仿真图形分析 (10)4.2.1 PCM编码模块设计 (10)4.2.2 PCM解码模块设计 (14)4.2.3 PCM系统总体模块 (15)5 结论 (17)6 参考文献 (18)1．PCM技术的产生和发展脉冲编码调制，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。
到70年代中、末期，各国相继把脉码调制成功地应用于同轴电缆通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信等中、大容量传输系统。
80年代初，脉码调制已用于市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机，并在用户话机中采用。
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0码”和“1码”，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。
而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。
这种电的数字信号称为数字基地信号，由PCM电端机产生，现在的数字传输系统都是采用脉冲编码调制（pulse code modulation）体制。
PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一条中继线不是只传送一条电话信号。
PCM有两种标准（表现形式）即T1和E1。
中国采用的是欧洲的E1标准。
T1的速率是1.544Mbit/s，E1的速率是2.048Mbit/s。
脉冲编码调制可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M 速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。
课程设计评分标准目录课程设计评分标准 0基于MATLAB/SIMULINK的PCM编码的研究与仿真....... - 2 -摘要 ............................................................................. - 2 -ABSTRACT....................................................................... - 2 -1 背景知识 ....................................................................... - 3 -1.1PCM原理及仿真 (3)1.1.1脉冲编码调制................................................................ - 3 -1.1.2 PCM编码原理................................................................ - 4 -2 M文件仿真 .................................................................... - 8 -3 SIMULINK仿真 ............................................................ - 12 -3.1原始模拟信号电路图及仿真图 (12)3.2PCM编码器电路设计 (14)3.3PCM解码器电路设计 (20)4心得体会 ...................................................................... - 23 -参考文献 ......................................................................... - 24 -基于MATLAB/simulink的PCM编码的研究与仿真摘要本设计结合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）系统的建模与仿真分析。
（设计报告自己独立完成，如有雷同，双方均为0分，请同学们自己保护好自己的设计报告，特此申明）。
通信原理课程设计设计报告课题名称：专业班级：姓名：学号：起止时间：信息科学与工程学院目录一、课题内容二、设计目的三、设计要求四、实验条件五、系统设计1、通信系统的原理2. 所设计子系统的原理六、详细设计与编码1. 设计方案2. 编程工具的选择3. 编码与测试4. 运行结果及分析七、设计心得八、参考文献 (2)2一、课题内容本课题是基于MATLAB的通信系统仿真—PCM系统仿真二、设计目的1、培养我综合得用多门课程知识的能力。
2、培养我熟练掌握MATLAB，运用此工具进行通信系统仿真的能力。
3、培养我查阅资料，解决问题的能力。
4、加深我对通信系统各部分的理解。
5、培养学生系统设计与系统开发的思想；三、设计要求1.独立完成自己的题目内容；2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图；3.提出仿真方案；4.完成仿真软件的编制；5.仿真软件的演示；6.提交详细的设计报告。
四、实验条件计算机、Matlab软件五、系统设计1、通信系统的原理（阐述整个通信系统原理，最后之处你主要负责哪一部分）通信的目的是传递消息，通信系统是一个以传递消息为目地的系统，通信系统的一般模型如下：图中，信源的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。
信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。
变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
目录摘要 (I)1. PCM编码基本原理 (1)2. 抽样量化编码 (2)2.1 抽样 (2)2.2 量化 (2)2.3 编码 (4)3. 系统仿真 (7)3.1 A律非线性化准则程序及运行结果 (7)3.1.1 A律非线性程序 (7)3.1.2 量化误差图形 (9)3.1.3 量化器输出输入特性曲线 (9)3.2 U律非线性化准则程序及运行结果 (10)3.2.1 U律非线性程序 (10)3.2.2 量化误差图形 (12)3.2.3 量化器输出输入特性曲线 (12)总结 (13)参考文献 (14)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。
脉冲编码调制是概念上最简单、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。
运用 Matlab 软件仿真来实现 PCM 编解码芯片的部分功能，从而完成整个电路设计上的编解码，设计简单，灵活方便。
本文介绍用 Matlab 的 Simulink 来仿真实现 PCM 编解码器的方法和过程，采用 Matlab 通信仿真软件对应用于无线信道中的数字通信方式和主要通信过程的实际情况进行计算机模拟仿真。
主要通信过程为采样、量化、编码、调制解调等，为建立实际通信系统提供了实验仿真。
学习通过利用计算机建立通信系统模型的基本方法和基本技能，学会利用仿真的手段对通信系统的基本理论和基本算法进行验证。
学习现有流行的通信系统仿真软件的基本使用方法，利用Matlab软件解决通信中存在的问题。
关键字 PCM，Matlab，Simulink1. PCM编码基本原理脉冲编码调制(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。
就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
@＠@@＠@通信工程专业《通信原理课程设计》题目基于MATLAB的PCM脉冲编码调制仿真学生姓名＠@＠@@ 学号@＠＠＠＠@ 所在院(系）物理与电信工程学院专业班级通信工程专业@＠＠@＠@ 班指导教师@@@@＠@完成地点物理与电信工程学院实验室2017年3 月18 日@@@@@@@通信原理课程设计任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程专业＠＠＠@＠＠班学生姓名@＠＠@＠一、课程设计题目基于MATLAB的PCM脉冲编码调制仿真二、课程设计工作自2017 年 2 月27 日起至2017 年 3 月18 日止三、课程设计进行地点：物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：通信系统的计算机仿真设计课程设计目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。
课程设计的任务是:（1）掌握一般通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法;掌握用计算机仿真通信系统的方法，对PCM系统的了解掌握。
（2）掌握MATLAB语言的函数调用,提高编程编程能力。
(3）掌握量化信噪比的基本概念.（4）学习均匀量化和非均匀量化的基本原理，加深对非均匀量化的理解。
(5）训练学生项目设计能力，训练学生综合运用专业知识的能力，提高学生进行通信工程设计的能力。
指导教师系（教研室) 通信工程系接受任务开始执行日期2017年2月27日学生签名基于MATLAB的PCM脉冲编码调制仿真@＠＠@＠@（＠＠＠＠@@物理与电信工程学院通信@@@@@＠班,＠＠@＠＠@)指导教师：@@＠@［摘要］本设计结合PCM的抽样、量化、编码和译码原理,利用MATLAB软件编程,完成了对脉冲编码调制PCM系统的编译与仿真分析。
课题中主要分为五部分对脉冲编码调制PCM系统原理进行编译与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的程序仿真，同时仿真分析了采样的波形、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异,最后进行PCM 编码和译码从而分析PCM系统的特性以及最后的误码率。
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)1 引言Simulink工具是MATLAB软件提供的可以实现动态系统建模和仿真的软件包，它让用户把精力从语言编程转向仿真模型的构造，为用户省去了很多重复的代码编写工作。
Simulink中的每个模块对我们来说都是透明的，我们只须知道模块的输入、输出和每个模块的功能，而不需要关心模块内部是如何实现的，留给我们的事情就是如何利用这些模块来建立仿真模型以完成自己的任务。
至于Simulink中的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样的，事件是如何驱动的等问题，我们可以不去关心。
正是由于Simulink具有这些特点，所以它被广泛应用在通信仿真中。
本文是利用Simulink强大的工具箱和其建模的优势建立了PCM通信系统的仿真模型。
PCM即脉冲编码调制，是数字通信中的一种。
与模拟通信相比，数字通信具有许多明显的优点，已成为现在通信的主要发展趋势之一。
可靠性好、抗干扰能力强、廉价格、易保密、便于加密处理和便于实现通信网的管理等都是其主要的特点。
实现数字通信，必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模拟信号数字化”。
模拟信号数字化有三个基本步骤。
第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，通常是以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值。
第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。
因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。
第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。
数字信号送入数字网进行传输。
接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数字信号还原模拟信号”，从而再现声音或图像。
1.1 PCM技术的产生和发展脉冲编码调制，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。
用MATLAB程序开发设计PCM编码调制系统目录一、作业要求 (1)二、PCM编解码原理简述 (1)三、MATLAB程序及仿真结果 (6)一、作业要求用MATLAB程序开发设计PCM编码调制系统。
系统参数设置如下：1．输入模拟信源的最高频率限制在4KHz以内（可以是正弦信号，也可随机产生信号）；2．信号平均功率的动态范围≥30dB（自行设定幅度区间）。
要求完成以下工作：1．采用均匀量化，若要求信噪比不应低于25dB，不考虑线路衰减和损耗，则设计该均匀量化器，并显示原始输入信号，量化输出信号，以及编码结果。
2．若采用A律13折线PCM编码，显示原始输入信号图及解码后的信号图；打印输出编码结果，并比较译码后的量化误差。
二、PCM编解码原理简述均匀量化的基本原理在脉冲编码调制中，模拟信号首先以高于奈奎斯特的速率采样，然后将所的样本量化。
假设模拟信号是以［-Ⅹmax,Ⅹmax］表示的区间内分布的，而量化电平数很大。
量化电平可以是相等的或是不相等的；前者就属于均匀PCM ，而后者就是非均匀PCM 。
关于量化的几个基本概念，量化间隔；量化误差；量化信噪比。
(1)相邻量化电平间距离称量化间隔， 用“Δ”表示。
(2)设抽样值为()s x kT ，量化后的值为()q s x kT ， x q (kTs)与x(kTs)的误差称为量化误差，又称为量化噪声；量化误差不超过±Δ/2，而量化级数目越多，Δ值越小，量化误差也越小。
(3)衡量量化的性能好坏最常用指标是量化信噪比(S q /N q ),其中S q 表示量化信号值x q (kTs)产生的功率，N q 表示量化误差功率，量化信噪比越大，则量化性能越好。
在均匀PCM 中，长度为2X max 的区间［-Ⅹmax ,Ⅹmax ］被划分为N 个相等的子区间，每一子区间长度为△=2X max /N 。
如果N 足够大，那么在每一子区间内输入的密度函数就能认为是均匀的，产生的失真为D=△2/12。
[摘要] 现在数字通信发展迅速，而在现实生活中，多数信源源本都是模拟的，本文主要讨论的就是如何将模拟信号数字化的这个过程既PCM传输系统进行仿真。
包括抽样，量化，编码几个部分。
将对整个过程中的信号变换做详细的分析，并提供方仿真波形图。
利用Matlab仿真软件，完成一个基本的数字通信系统。
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。
学习通过利用计算机建立通信系统模型的基本方法和基本技能，学习会利用仿真的手段对通信系统的基本理论和基本算法进行验证。
学习现有流行的通信系统仿真软件的基本使用方法，利用Matlab软件解决通信中存在的问题。
[关键词] PCM；Matlab；仿真[Abstract] Now the digital communication development is rapid, and in real life, most believe this is the stream simulation, this paper mainly discusses how to analog signal digital this process is PCM transmission system was simulated. Including sampling, quantification, coding several parts. Will the whole process of the signal transformation for detailed analysis, and the supplier simulation waveform figure. Use of Matlab simulation software to a basic digital communication system. Pulse code modulation (PCM) is the modern voice communication in the important digital coding way. Learning by using a computer model established communication system the basic method and the basic skills, learning, using simulation method for communication system of basic theory and basic algorithm is verified. Learning the existing popular communication system simulation software。
基于MATLAB的PCM仿真基于MATLAB的PCM仿真【摘要】本文的主要内容是对脉冲编码调制系统用MATLAB软件进行计算机仿真。
通过编程，对含有脉冲编码系统的PCM通信系统进行了建模，并以此为基础，进行线性PCM与对数PCM的性能比较。
【关键词】脉冲编码调制；均匀量化；非均匀量化；线性；非线性；MATLAB0.引言20世纪70年代后期，超大规模集成电路的脉冲编码调制（PCM）编、解码器的出现，使PCM在光纤通信、数字微波通信、卫星通信中得到越来越广泛的应用。
因此，PCM已经成为数字通信中一门十分重要的技术。
PCM也是通信工程专业学生必修的部分。
学生可以通过该系统的实验，加深线性编码和非线性编码等概念的理解，进一步掌握有关数字通信系统性能的分析方法和基本研究方法。
1.Matlab简介MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks 公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分，它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
2.脉冲编码调制（PCM）基本原理脉冲编码调制（PCM）概念是1937年由法国工程师Alec Reeres 最早提出来的。
