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基于Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真
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(含matlab源码)
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');。
基于Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真之欧阳歌谷创编
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。
基于MATLAB的PCM系统仿真
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。
基于Matlab的脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真之欧阳家百创编
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。
基于Matlab的脉冲编码调制PCM系统设计与仿真
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。
基于-MATLAB-的PCM系统仿真设计与实现
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。
通信原理PCM编码课程设计--基于MATLABsimulink的PCM编码的研究与仿真
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。