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通信原理实验与课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握通信原理的基本概念、原理和方法，能够运用通信原理分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.掌握通信系统的组成和基本原理；2.理解模拟通信系统和数字通信系统的差异和特点；3.熟悉调制、解调、编码和解码等基本通信技术；4.了解通信系统的性能评估方法。
5.能够运用通信原理分析和解决实际通信问题；6.具备搭建和调试简单通信系统的的能力；7.能够进行通信系统的性能分析和优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神；2.增强学生对通信技术的兴趣和热情；3.培养学生对科学研究的积极态度和探索精神。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括通信系统的组成、基本原理、调制解调技术、编码解码技术以及通信系统的性能评估。
具体内容包括：1.通信系统的组成和基本原理；2.模拟通信系统和数字通信系统的差异和特点；3.调制解调技术的基本原理和方法；4.编码解码技术的基本原理和方法；5.通信系统的性能评估方法和指标。
三、教学方法为了实现课程目标，将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解和演示，使学生掌握通信原理的基本概念和理论；2.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，培养学生的思维能力和解决问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将通信原理应用于实际问题；4.实验法：通过实验操作和数据分析，培养学生的实验能力和科学思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源。
教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的通信原理教材，为学生提供系统、全面的学习材料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动、形象地展示通信原理；4.实验设备：准备实验所需的通信设备和相关仪器，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
通信原理课程设计一、课程设计目的。
通信原理是电子信息类专业的重要基础课程，旨在使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法，为学生今后学习专业课程和从事相关工作打下坚实的基础。
因此，本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，培养学生的通信原理分析和解决问题的能力，提高学生的创新意识和实践能力。
二、课程设计内容。
1. 通信原理基础知识的学习。
通过教材学习和课堂讲解，学生应该掌握通信系统的基本概念、信号的基本特性、传输介质的特性、调制解调原理等基础知识。
2. 通信原理实验操作。
学生应该通过实验操作，掌握信号的产生与采集、调制解调器的使用、传输介质的特性测试等实际操作技能，加深对通信原理知识的理解。
3. 通信原理课程设计。
学生应该根据所学知识，结合实际案例，进行通信原理课程设计，包括信号的传输与接收、调制解调器的设计与应用、通信系统的性能分析等内容。
三、课程设计方法。
1. 教学方法。
采用理论教学与实践操作相结合的教学方法，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
2. 学习方法。
学生应该注重理论知识的学习，同时积极参与实验操作，灵活运用所学知识进行课程设计。
3. 评估方法。
采用考试、实验报告、课程设计报告等多种评估方法，全面评价学生的学习情况和能力水平。
四、课程设计要求。
1. 学生应按时完成课程设计任务，按要求提交实验报告和课程设计报告。
2. 学生应积极参与课堂讨论、实验操作，主动学习，提高自主学习能力。
3. 学生应严格遵守实验室规章制度，注意实验室安全，保护实验设备。
4. 学生应认真对待课程设计，理论与实践相结合，力求做到学以致用。
五、课程设计效果评估。
1. 通过考试和实验报告评分，全面评价学生的学习情况和能力水平。
2. 通过课程设计报告评分，评价学生的课程设计能力和创新意识。
3. 学生对通信原理的理解和掌握情况，通过课程设计效果评估，指导教师调整教学方法，提高教学质量。
六、总结。
通信原理课程设计是通信原理课程的重要组成部分，通过课程设计，学生可以将所学理论知识与实际应用相结合，提高学习兴趣，增强动手能力，培养创新意识和实践能力。
通信原理课程设计通信系统一、课程目标知识目标：1. 理解通信系统的基本原理，掌握模拟通信与数字通信的区别及各自特点；2. 学会分析并描述通信系统中的信号传输、调制解调、信道编码等关键过程；3. 掌握通信系统中常用的数学模型和公式，能够运用相关知识解决实际问题。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计简单的通信系统模型，并进行仿真实验；2. 培养学生运用图表、公式、文字等多种方式表达通信原理和过程的能力；3. 提高学生团队合作和沟通能力，学会在小组讨论中分享观点、倾听他人意见。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣，激发他们探索通信技术发展的热情；2. 增强学生的科技意识，使他们认识到通信技术在现代社会中的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到通信技术发展应遵循道德、法律和伦理原则。
本课程针对高中年级学生，结合通信原理课程内容，注重理论与实践相结合，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生在掌握通信原理的基础上，提高实践操作和团队合作能力，培养他们积极探索、创新精神和责任感。
二、教学内容1. 通信系统基本概念：介绍通信系统的定义、分类及发展历程，对比模拟通信与数字通信的优缺点。
教材章节：第一章 通信系统概述2. 信号与信道：讲解信号的分类、特性及数学描述，分析信道的特性及对信号传输的影响。
教材章节：第二章 信号与信道3. 调制与解调技术：介绍幅度调制、频率调制、相位调制等基本调制技术，以及相应的解调方法。
教材章节：第三章 调制与解调技术4. 信道编码与解码：阐述信道编码的原理及作用，介绍常用的编码解码方法，如汉明码、卷积码等。
教材章节：第四章 信道编码与解码5. 通信系统设计与应用：通过案例分析，展示通信系统在实际应用中的设计方法，如电话通信、无线通信等。
教材章节：第五章 通信系统设计与应用6. 仿真实验：指导学生运用软件进行通信系统仿真实验，巩固所学知识，提高实践能力。
通信原理课课程设计6一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法，能够运用通信原理分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.理解通信系统的组成和基本原理；2.掌握调制、解调、编码和解码的基本概念和方法；3.了解通信系统的性能评估方法。
4.能够运用通信原理分析和解决实际问题；5.能够使用仿真软件进行通信系统的模拟和分析；6.能够进行通信系统的调试和优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生对通信技术的兴趣和热情，提高学生对通信技术的认识；2.培养学生团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力；3.培养学生对科学研究的热情和责任感，提高学生的科学研究能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括通信系统的组成、调制解调技术、编码解码技术以及通信系统的性能评估。
具体内容包括：1.通信系统的组成：通信系统的基本概念、发送端、接收端、传输介质等；2.调制解调技术：调制的基本概念、调制的方法、解调的基本概念和解调的方法；3.编码解码技术：编码的基本概念、编码的方法、解码的基本概念和解码的方法；4.通信系统的性能评估：通信系统的性能指标、性能评估的方法。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法；2.讨论法：通过小组讨论，培养学生团队合作意识和沟通能力，提高学生解决实际问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够运用通信原理分析和解决实际问题；4.实验法：通过实验操作，使学生能够掌握调制解调技术、编码解码技术，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：通信原理教材，用于引导学生学习和掌握通信原理的基本概念、基本原理和基本方法；2.参考书：通信原理相关参考书，用于丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：通信原理相关视频、动画等多媒体资料，用于辅助学生理解和掌握通信原理；4.实验设备：通信原理实验设备，用于进行通信系统的模拟和分析，提高学生的实践能力。
通信原理实验与课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握通信原理的基本概念，包括信号、信道、调制、解调等；2. 学习并运用通信系统的数学模型，分析通信过程中的信号传输特性；3. 了解现代通信技术的原理及其在实际应用中的优势与局限。
技能目标：1. 能够运用所学通信原理知识，设计简单的通信实验方案，并进行实际操作；2. 培养学生动手实践能力，学会使用相关通信实验设备，进行数据采集与分析；3. 提高学生的问题解决能力，能够针对通信过程中的问题提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣和热情，激发学生的学习主动性和积极性；2. 培养学生的团队合作精神，学会在实验过程中相互协作、共同进步；3. 增强学生的科技意识，认识通信技术在现代社会中的重要作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为通信工程及相关专业本科年级的实践性课程，结合理论教学，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点：学生具备一定的通信原理基础知识，具有较强的学习能力和动手实践欲望。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，鼓励学生开展自主学习和合作学习，提高学生的实践能力和综合素质。
通过课程目标的具体分解，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 信号与系统：信号分类、信号的时域与频域分析、线性时不变系统的特性；2. 信道与噪声：信道的数学模型、信道特性、噪声分类与性能指标；3. 数字调制技术：幅度键控、频率键控、相位键控及其组合调制技术；4. 解调与检测：同步解调、非同步解调、最佳接收机原理；5. 通信实验与课程设计：设计并实现基于数字调制解调的通信实验，包括实验方案、设备选型、数据采集与分析；6. 现代通信技术简介：蜂窝通信、光纤通信、卫星通信等。
教学大纲安排：第一周：信号与系统基本概念，教材第二章；第二周：信道与噪声，教材第三章；第三周：数字调制技术，教材第四章；第四周：解调与检测，教材第五章；第五周：通信实验与课程设计，结合教材及实验指导书；第六周：现代通信技术简介，教材相关章节及拓展资料。
通信原理相关课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握通信原理的基本概念，包括信号、信道、调制与解调等；2. 学习并掌握通信系统中常用的数学模型和公式，能够运用相关理论知识分析通信过程；3. 了解现代通信技术的发展趋势，认识通信技术在生活中的应用。
技能目标：1. 能够运用通信原理分析并解决实际问题，具备一定的通信系统设计能力；2. 能够运用所学知识进行通信设备的调试与维护，具备实际操作能力；3. 能够通过查阅资料、开展讨论等方式，自主学习和拓展通信领域的相关知识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信原理的兴趣，激发学习热情，养成主动探究和积极思考的习惯；2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中沟通与协作的能力；3. 提高学生的信息素养，使他们对通信技术在我国社会经济发展中的重要作用有深刻认识。
本课程针对高中年级学生，结合通信原理相关知识，注重理论联系实际，提高学生的知识水平和实践能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，使学生在掌握基本通信原理的基础上，能够灵活运用所学知识解决实际问题。
通过本课程的学习，旨在培养学生具备通信领域的基本素养和创新能力，为我国通信事业的发展储备人才。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开：1. 通信原理基础知识：- 信号与系统：信号的概念、分类及特性；系统的概念、线性时不变系统及其性质；- 信道：信道的概念、分类、特性及信道模型；- 调制与解调：调制原理、分类及性能指标；解调原理及方法。
2. 通信系统分析与设计：- 通信系统的数学模型：信号的数学表示、系统方程的建立；- 通信系统性能分析：误码率、带宽、功率等性能指标的计算与优化；- 通信系统设计：根据实际需求，选择合适的调制解调方式、信道编码等技术。
3. 现代通信技术应用：- 数字通信技术：数字信号传输、数字调制解调、多路复用技术；- 移动通信技术：移动通信系统的组成、多址技术、蜂窝技术；- 互联网通信技术：网络结构、协议、路由算法等。
通信原理课程设计一、任务背景通信原理是现代通信工程中的核心课程之一，通过该课程的学习，可以了解通信系统的基本原理和技术，掌握通信系统的设计和分析方法。
本次课程设计旨在通过实践操作，加深学生对通信原理知识的理解和应用能力的提升。
二、任务目标1. 理解通信原理的基本概念和原理；2. 掌握通信系统的设计流程和方法；3. 运用所学知识，设计一个简单的通信系统；4. 分析和解决通信系统中可能遇到的问题。
三、任务要求1. 设计一个基于频分多址（FDMA）的通信系统；2. 选择适当的载波频率和带宽，实现多用户之间的通信；3. 设计合适的调制解调器，实现信号的调制和解调；4. 设计合适的信道编码和解码方案，提高系统的抗干扰性能；5. 进行性能测试和分析，评估系统的可靠性和性能。
四、设计流程1. 确定系统需求和参数：- 确定通信系统的覆盖范围和用户数量；- 确定通信系统的传输速率和带宽需求；- 确定通信系统的信道特性和传输距离。
2. 频率规划和分配：- 根据用户数量和带宽需求，进行频率规划和分配；- 确定每个用户的频率资源。
3. 调制和解调设计：- 选择合适的调制方式，如调幅（AM）、调频（FM）或调相（PM）；- 设计调制解调器电路，实现信号的调制和解调。
4. 信道编码和解码设计：- 选择合适的信道编码方案，如卷积码、纠错码等；- 设计编码和解码器电路，提高系统的抗干扰性能。
5. 系统集成和测试：- 将各个模块进行集成，搭建完整的通信系统；- 进行性能测试和分析，评估系统的可靠性和性能。
五、数据和内容1. 系统需求和参数：- 通信系统覆盖范围：10km²- 用户数量：100- 传输速率：10Mbps- 带宽需求：20MHz- 信道特性：高频率衰减，传输距离为5km2. 频率规划和分配：- 频率范围：2GHz - 2.1GHz- 用户频率资源分配：每个用户占用200kHz的频率资源3. 调制和解调设计：- 调制方式：调幅（AM）- 调制解调器设计：采用集成电路实现AM调制和解调功能4. 信道编码和解码设计：- 信道编码方案：卷积码- 编码和解码器设计：采用FPGA实现卷积码编码和解码功能5. 系统集成和测试：- 搭建通信系统的硬件平台，包括调制解调器、编码解码器等；- 进行性能测试，如误码率、传输距离等的测量和分析。
通信原理毕业课程设计一、教学目标通过本章的学习，学生应掌握通信原理的基本概念、技术和方法，能够分析通信系统的基本组成、工作原理和性能指标，了解通信系统的应用和发展趋势。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解通信系统的定义、分类和基本组成；（2）掌握信号与系统的基本概念，如信号、系统、变换等；（3）学习模拟通信系统和数字通信系统的基本原理；（4）熟悉通信系统的性能评价指标，如误码率、信噪比等；（5）掌握通信系统的应用领域和发展趋势。
2.技能目标：（1）能够分析通信系统的基本组成和工作原理；（2）具备通信系统性能分析的能力；（3）学会使用通信系统相关软件和实验设备进行仿真和实验；（4）具备通信系统设计和优化的一般方法。
3.情感态度价值观目标：（1）培养对通信技术的兴趣和好奇心，提高学习的积极性；（2）树立正确的科学态度，勇于探索和创新；（3）认识通信技术在现代社会中的重要性和地位，关注其对社会发展的影响。
二、教学内容本章主要讲解通信原理的基本概念、技术和方法。
教学内容安排如下：1.通信系统概述：介绍通信系统的定义、分类和基本组成；2.信号与系统：学习信号与系统的基本概念，如信号、系统、变换等；3.模拟通信系统：讲解模拟通信系统的基本原理，包括调制、解调、编码等；4.数字通信系统：学习数字通信系统的基本原理，如数字调制、信道编码等；5.通信系统性能评价：熟悉通信系统的性能评价指标，如误码率、信噪比等；6.通信系统应用与发展趋势：介绍通信系统的应用领域和发展趋势。
三、教学方法本章采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解通信原理的基本概念、技术和方法；2.案例分析法：分析实际通信系统案例，加深对通信原理的理解；3.实验法：利用实验设备进行通信原理的验证和实践；4.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生思考和交流。
四、教学资源为支持本章教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源：1.教材：《通信原理》，用于引导学生系统学习通信原理的基本知识；2.参考书：《信号与系统》、《数字通信》，提供丰富的理论支持和案例分析；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，生动展示通信原理的相关概念和实例；4.实验设备：通信原理实验装置，用于学生动手实践和验证通信原理。
大学通讯原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握通讯原理的基本概念，包括信号与系统、傅里叶变换、采样与量化等；2. 学习并掌握各种通信系统的基本原理，如模拟通信、数字通信、光纤通信等；3. 掌握通信系统的性能指标，如带宽、误码率、信噪比等，并了解其影响因素。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决实际通信问题，设计简单的通信系统；2. 能够使用相关软件工具进行通信信号的仿真与处理；3. 培养学生的团队协作能力，通过小组讨论、项目实践等形式，提高学生的沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣和热情，激发学生的求知欲和探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，使学生具备持续学习的能力；3. 增强学生的国家意识和社会责任感，让学生认识到通信技术在国家发展和社会进步中的重要地位。
本课程针对大学通信原理课程，结合大三年级学生的知识水平和认知能力，以实用性为导向，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，旨在帮助学生建立扎实的通信原理知识体系，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作精神，为我国通信行业培养高素质的专业人才。
二、教学内容1. 信号与系统：信号分类、信号的数学表示、线性时不变系统、卷积积分与卷积定理。
- 教材章节：第1章 信号与系统2. 通信系统概述：通信系统的基本模型、模拟通信与数字通信的对比、通信系统的性能指标。
- 教材章节：第2章 通信系统概述3. 傅里叶变换：连续傅里叶变换、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换及其应用。
- 教材章节：第3章 傅里叶变换4. 采样与量化：采样定理、量化原理、脉冲编码调制（PCM）。
- 教材章节：第4章 采样与量化5. 模拟通信系统：幅度调制、角度调制、解调技术、模拟通信系统的抗噪声性能分析。
- 教材章节：第5章 模拟通信系统6. 数字通信系统：数字调制、误码率分析、同步技术、数字通信系统的性能分析。
通信原理理论课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握通信原理的基本概念，如信号、信道、噪声等；2. 使学生了解并熟悉模拟通信与数字通信的区别及各自的特点；3. 引导学生掌握通信系统中常用的调制与解调技术，以及其优缺点；4. 帮助学生了解通信系统的性能指标，如误码率、带宽、信噪比等。
技能目标：1. 培养学生运用通信原理解决实际问题的能力，如分析并优化通信系统性能；2. 提高学生运用数学工具进行通信系统建模与仿真的技能；3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、实验等形式，共同完成通信系统的设计与调试。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对通信原理学科的兴趣，培养其探索精神与求知欲；2. 引导学生关注通信技术在现代社会中的广泛应用，认识到其在国家发展和社会进步中的重要性；3. 培养学生具备良好的科学素养，尊重事实，遵循科学原理，严谨治学。
本课程针对高年级通信工程及相关专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，使学生不仅能掌握通信原理的基本知识，还能将其应用于实际问题，提高解决实际问题的能力，为未来从事通信领域的工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 通信原理概述：介绍通信原理的基本概念、发展历程和通信系统的基本组成。
- 教材章节：第1章 通信原理概述- 内容安排：信号与系统、信道与噪声、通信系统分类及其应用。
2. 模拟通信系统：讲解模拟调制与解调技术，分析其性能特点。
- 教材章节：第2章 模拟通信系统- 内容安排：幅度调制、频率调制、相位调制、模拟解调技术。
3. 数字通信系统：介绍数字通信的基本原理、性能分析及其应用。
- 教材章节：第3章 数字通信系统- 内容安排：数字调制与解调、误码率分析、同步技术。
4. 数字信号处理：讲解数字信号处理技术在通信系统中的应用。
- 教材章节：第4章 数字信号处理- 内容安排：数字滤波器、快速傅里叶变换、正交变换。
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院综合课程设计设计题目PCM编码和译码电路的实现专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间课程设计任务书专业：通信工程学号：学生姓名（签名）：设计题目：PCM编码和译码电路的实现一、设计实验条件电子信息实验室二、设计任务及要求1.熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台，熟悉通信过程中的抽样、量化、编码等步骤；2.利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个PCM通信系统；3.学习PCM调制解调方法，对模拟信号进行抽样、量化、编码，将编码后的信号输入信道再进行PCM解码，还原出原信号，并做出仿真波形。
三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务（设计任务书）2.前言（绪论）(设计的目的、意义等)3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）4.结束语（设计的收获、体会等）5.参考资料四、设计时间与安排1、设计时间：3周2、设计时间安排：熟悉实验设备、收集资料： 5 天设计图纸、实验、计算、程序编写调试：8天编写课程设计报告：2天答辩：1天一、设计题目与设计任务1.设计题目PCM编码和译码电路的实现2 .设计任务利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个PCM通信系统，使其能对模拟信号进行抽样、量化、编码，将编码后的信号输入信道再进行PCM 解码，还原出原信号，并做出仿真波形。
根据运行的数据和波形来分析该系统性能，结合理论分析验证结果的正确性。
二、前言脉冲编码调制（pulse code modulation），简称脉码调制，就是我们这次课程设计所要研究的PCM。
脉冲编码调制是不仅理论上已经很完善，而且在概念上也很简单的编码系统。
我们运用MATLAB软件中的Simulink工具来实现PCM编解与解码的仿真，其具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，从使得整个电路设计上的编码和解码易于完成。
本次课程设计所要研究的通信过程主要为抽样、量化、编码等步骤，MATLAB软件中的Simulink工具就为建立实际的通信系统提供了实验仿真。
利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台提供的信号处理工具箱和通信工具箱中的模块，充分发挥了Simulink建模简单，参数易于调整的特点。
运用到的主要模块有：PCM编码模块、PCM译码模块、以及逻辑时钟控制信号等。
用示波器观察所设计的PCM的编码与解码前后的信号波形，加上各种信号源，用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统的性能。
1. 课程设计目的本设计研究的内容是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个PCM通信系统。
PCM通信系统在功能强大的Simulink仿真环境之下，能够很好的为现实工作提供各种方便。
本设计的研究目的是在学习通信原理基本原理基础上，加深在课堂中的理论知识的理解并巩固理论课上所学的有关PCM编码和译码的基本概念、理论和方法；掌握脉冲编码调制技术特点；熟悉MATLAB软件的相关知识；并能够运用MATLAB软件工具对PCM系统进行辅助设计和仿真研究。
通过这些过程锻炼我们发现问题、分析问题和解决问题的能力。
三、设计主体1.设计原理利用Simulink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。
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。
输入图1 PCM原理框图1.1 抽样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就是抽样。
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。
由抽样定理确定它的抽样速率下限。
如果一个连续信号f（t）的频谱中最高频率不超过f，当抽样频率F≥2f时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。
这就是抽样定理。
1.2 量化如图2所示量化器Q 输出L 个量化值k y ，k =1，2，3，…，L 。
k y 常称为重建电平或量化电平。
当输入量化器信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时，量化器的输出电平为k y 。
这个量化过程可以表达为：L k x Q x Q y y x x kk k ,...,3,2,1,}{)(1==<<==+这里k x 称为分层电平或判决阈值。
通常k k k x x -=∆+1称为量化间隔。
图2 模拟信号的量化量化后的抽样信号会有所失真，并且不再是时间上和幅度上连续的信号。
这种量化后的失真部分的信号通过接收端再还原为模拟信号则为信号噪声，这称为量化噪声。
样值分级“取整”的方式决定了量化噪声的大小。
样值所分的级数越多，量化噪声就越小，被还原的模拟信号就越准确。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变，这是均匀量化的主要缺点。
因此，当信号小时，信号量噪比也小。
所以，这种均匀量化器对于小输入信号很不利。
为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化的量化间隔的确定根据的是信号的不同区间。
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。
通常将抽样值通过压缩再进行均匀量化就是是非均匀量化。
一般使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。
广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A 压缩律。
由于我国和欧洲各国采用的都是A 律压缩方式，所以PCM 编码方式采用的也是A 压缩律。
所谓A 律压缩方式则可以用A x A Ax y 10,ln 1≤<+=和11,ln 1ln 1<≤++=x AA Ax y 表示。
式中，x 为归一化输入，y 为归一化输出，A 为压缩系数。
由于13折线（A =87.6）的压扩特性和A 律函数规律很相近，并且A 律压缩特性函数的电路实现十分复杂。
所以，实际上我们通常采用13折线（A=87.6）的压扩特性来模拟A 律压缩特性。
这样，它不仅保持了连续压扩特性曲线的优点，而且易于用电路实现。
这就对于我们继续研究通信技术提供了方便。
这次课程设计的PCM 编码采用的就是13折线（A =87.6）的压扩特性来进行PCM 编码的，如图3。
表1列出了13折线时的x 值与计算x 值的比较。
图3 A 律函数13折线表1 13折线时的x 值与计算x 值的比较y 0 81 82 83 84 85 86 87 1 x1281 6.601 6.301 4.151 79.71 93.31 98.11 1按折线分段时的x 01281 641 321 161 81 41 21 1段落 1 2 3 4 5 6 78斜率1616842121 411.3 编码量化后的离散信号变换成二进制数代码就是编码，那么它的相反过程就称为解码。
这次课程设计所说的PCM的编码与译码是属于信源编码的范畴。
在一定的取值范围内，量化后的抽样信号仅有有限个可取的样值，并且信号正、负样值的个数相等，这是由于信号正、负幅度分布的对称性所决定的，信号的正、负向的量化级对称分布。
如果将有限个从小到大依次排列的量化样值的绝对值相应的依次赋予一个十进制数字代码的话，并且使用“+”、“-”符号作为数字代码的前缀来区分样值的正负，那么按照抽样时序排列的一串十进制数字码流就是由量化后的抽样信号转化而来的，即十进制数字信号。
编码就是把量化的抽样信号变换成给定字长的二进制码流的过程。
当前编码的方法有很多，不过在现如今的编码方法中，如果按照编码的速度来分，大致可分为低速编码和高速编码两大类。
通信中一般都采用第二类。
编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。
逐次比较型是一种很好的编码方式，在它的编码方式中，无论采用几位码，通常均按照极性码、段落码、段内码的顺序排列。
下面结合13折线的量化来加以说明。
在13折线（A=87.6）的压扩特性法中，不管输入的是什么样的信号，全部按照包括8个段落来进行PCM编码。
如果用8个段落来表示量化后的抽样信号，那么它的极性则用第一位数字表示，剩下的七位，也就是第二位至第八位则表示量化后的抽样信号的绝对大小。
PCM编码的具体原理是:段落码用第二位到第四位三位数字表示，它的8个段落的起始电平用相应的可能状态来分别表示。
段内码则用其他剩下的四位数字来代表，它的每一个段落的16个均匀划分的量化级分别用相应的16种状态来表示。
这样编码的结果是，第一和第二个段落被划分为16个量化级，以后的段落分别是前一个段落的2倍，那么8个段落就被划分成了128个量化级。
段落码和8个段落之间的关系如表2所示；段内码与16个量化级之间的关系见表3。
日常的话音PCM采样速率为每秒8kHZ，那么话音数字编码信号的速率就为8bits×8kHz=64kb/s，因为每个量化样值对应一个8位二进制码。
量化噪声随级数的增多和极差的缩小而缩小。
由于量化噪声随着编码的位数增加而减少，即增加编码位数有利于提高量化后的信号的真实度。
但是要使样值的个数增多，那么我们就要求量化级数增加，即需要更长的二进制编码，这就增加了编码的难度和复杂度。
大自然中的声音变幻莫测，充满着各式各样的声音信号，那么它们相应的波形也必然是复杂多变的。
一般我们使用的是脉冲编码调制编码，就是本次课程设计所说的PCM编码。
PCM编码依次通过抽样、量化和编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为在时间和幅度上都离散的数字编码。
2.基于simulink的PCM编码和解码的仿真图4Simulink PCM编码和解码组成的框图图5 封装之后的PCM编码子系统图6 封装之后的PCM解码子系统2.1仿真框图中各部分的简介1.常数模块（Constant）产生1个常数，该常数可以是实数，也能够是复数。
2.限幅的饱和特性模块（Saturation）它是对一个信号限定上下限的作用。
当输入在Lower limit和Upper limit之间时输出源信号，若输入信号超出该范围，则会自动被限制到上限信号或者下限信号。
3.绝对值或复数求模模块（Abs）表示输出是输入信号的绝对值（或复数的模）。
4.A率压缩（A-law Compressor）由于实现困难,因此工程上通常用十三折曲线来近似地表示A 律曲线。
