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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');。
脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真摘要: 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（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 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、引言随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。
本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。
系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍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。
图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。
《学科基础课群课设》任务书学生姓名：王晓丹专业班级：通信1103班指导教师：周建新工作单位：信息工程学院题目: 脉冲编码调制（PCM）的实现初始条件：Matlab软件，电路基础，通信原理基础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位码参考书：[1] 樊昌信曹丽娜，《通信原理第六版》，国防工业出版社，2007[2] 周开利，《邓春晖主编MATLAB基础及其应用教程》，北京大学出版社，2007[3] 董振海,《精通MA TLAB 7 编程与数据库应用》，电子工业出版社,2007时间安排：1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2、课程设计时间为2周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间2天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间6天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
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..................................................................................... 错误！未定义书签。
Abstract ............................................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论................................................................................. 错误！未定义书签。
2 matlab简介...................................................................... 错误！未定义书签。
pcm脉冲编码调制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解脉冲编码调制（PCM）的基本概念和原理；2. 学生能掌握PCM系统的组成部分，包括模拟信号的采样、量化、编码和解码过程；3. 学生能解释采样定理及其在PCM中的应用；4. 学生了解不同类型的量化方法和编码方式，并明白它们对信号质量的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的PCM编码解码系统；2. 学生能够通过计算实例，评估不同PCM参数（如采样频率、量化位数）对信号恢复质量的影响；3. 学生能够操作相关软件或硬件工具，进行PCM的实际信号处理实验。
情感态度价值观目标：1. 学生通过PCM的学习，培养对通信技术发展的兴趣和认识，激发对工程问题的探究精神；2. 学生能够在小组合作中展现出团队精神和沟通能力，增强合作解决问题的意识；3. 学生能够认识到技术在现代社会中的重要作用，理解技术发展对生活的影响，培养积极的技术伦理观。
课程性质分析：本课程属于电子信息技术或通信原理的范畴，理论与实践相结合，通过PCM的学习，使学生掌握模拟信号数字处理的基础。
学生特点分析：针对高中年级或大一、大二理工科学生，他们具备一定的数学基础和物理概念，对通信技术有一定的好奇心，但需要具体案例和实际操作来加深理解。
教学要求：教学内容需结合实际案例，通过直观演示和动手实验，使学生在理解理论基础上，能够达到技能和情感态度价值观的双重目标。
教学过程中应注重启发式教学，鼓励学生提问和思考，促进知识的深入理解与应用。
二、教学内容1. PCM基本概念：介绍脉冲编码调制的基本原理，包括模拟信号的数字化过程；- 教材章节：第二章“模拟信号的数字化”- 内容：信号的采样、量化、编码与解码的基本定义和流程。
2. 采样定理：探讨奈奎斯特采样定理，理解采样频率与信号频率的关系；- 教材章节：第二章“采样定理”- 内容：采样频率的选择，避免混叠现象的方法。
3. 量化方法：讲解均匀量化和非均匀量化，以及量化误差的分析；- 教材章节：第三章“量化与编码”- 内容：量化级数的确定，量化误差的计算。
脉冲编码调制（PCM）的仿真一、教学目标：1掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法；2掌握用计算机仿真通信系统的方法。
3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。
二、教学重点、难点：重点掌握PCM通信系统设计的过程、步骤、要求、工作内容及设计方法。
三、教学过程设计：1PCM系统工作原理脉冲编码调制是把模拟信号数字化传输的基本方法之一，它通过抽样、量化和编码，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，然后在信道中进行传输。
接收机将收到的数字信号经再生、译码、平滑后恢复出原始的模拟信号。
PCM系统的组成如图1所示。
图1 PCM原理框图话音信号先经过防混叠低通滤波器，得到限带信号（300Hz～3400Hz），进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
对于电话，CCITT（国际电话与电报顾问委员会International Telephone and Telegraph Consultative Committee）规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有28=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
2 PCM仿真系统模型图2 PCM仿真系统模型图3 PCM仿真系统各模块设计⑴PCM信号源模块设计信号源模块由信号发生器、低通滤波器和延时器组成。
采用两路信号，一路为频率3000HZ的正弦信号，一路为高斯信号，信号通过低通滤波器后，通过延时得到编码模块的输入信号。
⑵编码器模块设计主要由信号源子系统、低通滤波器、瞬时压缩器、A/D转换器、并/串转换器、输出端子构成组成。
其主要工作过程是：信源信号经过 PCM 编码器低通滤波器完成信号频带过滤，由于PCM量化采用非均匀量化，还要使用瞬时压缩器实现A律压缩后再进行均匀量化，A/D转换器完成采样及量化，由于A/D转换器的输出是并行数据，必须通过数据选择器完成并/串转换成串行数据，最后通过输出PCM编码信号。
实验三 PCM编译码的MATLAB仿真一、实验目的1. 掌握利用MA TLAB进行仿真的方法；2. 理解PCM编译码的原理。
二、实验仪器及软件电脑、MA TLAB7.0软件三、实验原理1．脉冲编码调制（PCM）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。
利用MA TLAB语音实现语音信号的脉冲编码调制（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。
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。
图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。
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。
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。
数字通信原理与技术设计报告书课题名称脉冲编码调制<PCM）系统设计与仿真姓名学号院系专业指导教师2018年1月15日脉冲编码调制<PCM）系统设计与仿真<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<PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 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。
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。
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。
《学科基础课群课设》任务书学生姓名：王晓丹专业班级：通信1103班指导教师：周建新工作单位：信息工程学院题目: 脉冲编码调制（PCM）的实现初始条件：Matlab软件，电路基础，通信原理基础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位码参考书：[1] 樊昌信曹丽娜，《通信原理第六版》，国防工业出版社，2007[2] 周开利，《邓春晖主编MATLAB基础及其应用教程》，北京大学出版社，2007[3] 董振海,《精通MA TLAB 7 编程与数据库应用》，电子工业出版社,2007时间安排：1、理论讲解，老师布置课程设计题目，学生根据选题开始查找资料；2、课程设计时间为2周。
（1）确定技术方案、电路，并进行分析计算，时间2天；（2）选择元器件、安装与调试，或仿真设计与分析，时间6天；（3）总结结果，写出课程设计报告，时间2天。
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..................................................................................... 错误！未定义书签。
Abstract ............................................................................... 错误！未定义书签。
1 绪论................................................................................. 错误！未定义书签。
2 matlab简介...................................................................... 错误！未定义书签。
2.1 matlab软件简介................................................................ 错误！未定义书签。
2.2 matlab程序设计方法....................................................... 错误！未定义书签。
3 PCM脉冲编码原理 (4)3.1模拟信号的抽样及频谱分析 (4)3.1.1信号的采样 (4)3.1.2抽样定理 (5)3.1.3采样信号的频谱分析 (5)3.2量化 (6)3.2.1量化的定义 (6)3.2.2 量化的分类 (6)3.3 编码 (13)3.3.1编码的定义 (13)3.3.2 码型的选择 (13)4仿真测试 (15)4.1 PCM抽样的matlab实现 (15)4.2 PCM量化的matlab实现 (19)4.2.164级电平的均匀量化的matlab实现 (19)4.2.2A律非均匀量化的matlab实现 (21)4.3 PCMA律13折线编码的matlab实现 (22)5 总结 (26)参考文献 (27)随着信息时代和数字世界的到来，通信原理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。
在通信原理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是脉冲编码调制（PCM）。
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。
同时仿真分析了采样与欠采样的波形、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异。
通过对脉冲编码调制（PCM）系统原理的仿真分析，设计者对PCM原理及性能有了更深刻的认识，并进一步掌握MATLAB软件的使用。
关键词：脉冲编码调制（PCM）均匀与非均匀量化MATLAB仿真With the information age and the advent of the digital world, communication principles has become an extremely important disciplines and technical fields. In communication principles plays an important role and has been widely used in PCM.In this design，divide into 3 parts mainly, emulate to build mould and emulate analysis for the principle of pulse code modulation( PCM) systematic. They are modeling and emulatation of sampling, quantizing and ecoding. At the same time, emulate to analyse the waveform of sampling and owe sampling , the quantizing error of uniform quantizing and nonuniform quantizing.Through this design,the designer has a more profound understanding of PCM principles and performance , and further master the use of MATLAB software.Keywords: Pulse coding modulation ( PCM) uniform and non-uniform quantitative MATLAB simulation1 绪论数字通信作为一种新型的通信手段，早在20世纪30年代就已经提出。
在1937年，英国人里费（A.H.Reeves）提出了脉冲编码调制（PCM）方式。
从此揭开了近代数字传输的序幕。
PCM系统的优点是：抗干扰性强；失真小；传输特性稳定，远距离再生中继时噪声不累积，而且可以采用有效编码、纠错编码和保密编码来提高通信系统的有效性、可靠性和保密性。
另外，由于PCM可以把各种消息（声音、图像、数据等等）都变换成数字信号进行传输，因此可以实现传输和交换一体化的综合通信方式，而且还可以实现数据传输与数据处理一体化的综合信息处理。
故它能较好地适应信息化社会对通信的要求。
PCM的缺点是传输带宽宽、系统较复杂。
但是，随着数字技术的飞跃发展这些缺点也不重要。
因此，PCM是一种极有发展前途的通信方式。
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。
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。
本实验采用MATLAB实现脉冲编码调制（PCM）技术的三个过程：采样、量化与编码。
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2 MATLAB简介2.1 MATLAB软件简介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。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork 也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB 函数集）扩展了 MATLAB 环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。
其具有以下特点：友好的工作平台和编程环境；简单易用的程序语言；强大的科学计算机数据处理能力；出色的图形处理功能；应用广泛的模块集合工具箱；实用的程序接口和发布平台；应用软件开发（包括用户界面）。
2.2 MATLAB程序设计方法MATLAB有两种工作方式：一种是交互式的命令行工作方式；另一种是M文件的程序工作方式。
在前一种工作方式下，MATLAB被当做一种高级数学演算纸和图形表现器来使用，MATLAB提供了一套完整的而易于使用的编程语言，为用户提供了二次开发的工具，下面主要介绍MATLAB控制语句和程序设计的基本方法。
用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。
M文件有两类：命令文件和函数文件。
两者区别在于：命令文件没有输入参数，也不返回输出参数；而函数文件可以输入参数，也可以返回输出参数。
命令文件对MATLAB工作空间的变量进行操作，而且函数文件中定义的变量为局部变量，当函数文件执行完毕时，这些变量被清除。
M文件可以使用任何编辑程序建立和编辑，而一般常用的是使用MATLAB提供的M文件窗口。
首先从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，在选择M-file命令，将得到的M文件窗口。
在M文件窗口输入M文件的内容，输入完毕后，选择此窗口File菜单的save as命令，将会得到save as 对话框。
在对话框的File 框中输入文件名，再选择OK按钮即完成新的M文件的建立。
然后在从MATLAB 命令窗口的File 菜单中选择Open对话框，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中的File Name 框中输入文件名，或从右边的directories框中打开这个M文件。
在M文件所在的目录，再从File Name 下面的列表框中选中这个文件，然后按OK按钮即打开这个M文件。
在M文件窗口可以对打开的M文件进行编辑修改。
