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脈沖編碼調制通信系統仿真模型設計

文章來源:www.byxolb.tw   發布者:畢業設計網   瀏覽量:

畢業設計說明書(論文)中文摘要本文基于MATLAB/SIMULINK動態仿真環境,以實例闡述了建立脈沖編碼調制通信系統仿真模型的一般方法。根據該系統的基本原理將整個模型劃分為抽樣﹑量化﹑編碼等幾個子系統,并在傳輸線路上加入高斯白噪聲以檢驗該系統的傳輸質量和抗干擾能力。通過信號觀察窗對比信號波形發現,輸入輸出基本一致,說明該系統在通常信噪比條件下滿足可靠傳輸的基本要求,實現了預期目的。模擬仿真結果也表明,仿真模型能夠反映脈沖編碼調制系統的動態工作情況,具有較強的演示性,可視性和使用性,是學習,研究和設計通信系統強有力的工具。

關鍵詞:MATLAB;脈沖編碼調制;A律;系統仿真 畢業設計說明書(論文)外文摘要Title   Design and Simulation for PCM communication systemAbstractBased on MATLAB/SIMULINK, the methods of founding the simulation models for PCM communication systems are presented by means of some examples. Basing on the principle of this system, it divided the whole simulation models into sampling subsystem, quantization subsystem and encoding and decoding subsystem, and added Guass noise to the transmission line to test anti-interference ability of this system. Comparing the output signal wave with the input one through observing windows, the result is identical. The results also prove that the dynamic working state of PCM communication systems can be reflected with the simulation models. There is better performance in demonstration, visualization and practice. It provides powerful tools to study and design the communication systems.

Keywords : MATLAB; pulse code modulation(PCM); A-law; system simulation本文基于MATLAB/SIMULINK動態仿真環境,以實例闡述了根據模型框圖和數學模型,利用SIMULINK功能模塊或自建功能模塊,建立通信系統仿真模型的方法。充分發揮了SIMULINK功能強大,建模簡單,參數易于調整的特點。結果表明,基于MATLAB的SIMULINK仿真模型,能夠反映模擬通信系統的動態工作過程,其可視化界面具有很好的演示效果,為通信系統的設計和研究提供了強有力的工具,也為學習通信系統理論提供了一條非常好的途徑。當然理論與實際還會有很大的出入,在設計時還要考慮各種干擾和噪聲等因素。4.1 系統中各仿真模塊簡介4.1.1  信源在通信系統中假定我們僅用來傳送語音信號,因語音信號的頻帶范圍為300Hz~3400Hz,宜采用Chirp函數模塊,其頻率隨時間線性增長。但為了更好的觀察信號的波形,本實驗中我們選用了低頻率的正弦信號。4.1.2  模擬低通濾波器按照采樣定理的要求選擇采樣頻率,即fs≥2fx ,但考慮到信號的頻譜不是銳止的,最高截止頻率以上還有較小的高頻分量,為此可選fs=(3-4)fx 。如果選用變頻率信號源可在抽樣之前加一保護性的低通濾波器,濾去高于fs/2的一些無用的高頻分量,以及其他的一些雜散信號,因此在采樣前加入一低通濾波器。若實驗要傳輸的是語音信號,其頻帶為300Hz~3400Hz為留有一定的防衛帶,我們假定信號的最高頻率為4000Hz。為了用較低的階數來滿足系統的要求,可以選用切比雪夫I型低通濾波器,它具有如下特點:振幅特性在通帶內是等波紋的,在阻帶內是單調的濾波器。4.1.3  矩形脈沖序列由于產生和傳輸單位沖激函數難以實現,因此實際中通常采用矩形脈沖抽樣,根據CCITT標準,留一定的防衛帶則采樣頻率=8000Hz,T=1/8000=125us用占空比為50% 的矩形脈沖序列。4.1.4  相乘器通過相乘器使語音信號與矩形脈沖相乘從而獲得時域離散信號,此即信號的抽樣過程。4.1.5  A律壓縮我國和歐洲采用目前CCIT 建議的A律壓縮曲線:式中A=87.6,由于實現困難,因此工程上通常用十三折曲線來近似地表示A律曲線。4.1.6  均勻量化和編碼根據語音信號的統計結果:在信號動態范圍≥40dB的情況下信噪比不應低于26dB。因此應采用8位量化器,量化間隔為125us。4.1.7  編碼器編碼器是將量化后信號編成適合信道傳輸的信號,解碼器將從信道接收到的信息進行解碼。4.1.8  A律解壓對解碼后的信號量化值進行擴展,得到重建信號。4.1.9  零階保持零階保持完成將重建信號轉換為連續信號。零階保持其實是一階線性函數進行內插的過程。4.1.10  浮點示波器將產生的信號波形顯示出來。在本實驗中將原信號波形與恢復后的信號波形同時顯示在同一濾波器中,這樣可以直觀的比較信號的恢復程度。4.1.11  RS低通濾波器 濾去信道中加入的高頻噪聲以及濾去信號中其他一些無用的高頻分量。4.1.12  信道    傳輸信號以及可選擇不同特性的信道來對通信系統作出仿真,主要是在信道中加入噪聲來檢測通信系統的抗噪聲性能。以上的功能塊確定后,應對每個功能塊進行屬性配置,具體的參數可根據系統的不同要求來設置。最后是仿真參數的選取,在仿真全口中單擊Parameter彈出Simulink Parameter對話框,可以看到改變這些選項可以得到不同的仿真結果[14]。目   錄1  引言……………………………………………………………………………… 12  MATLAB及其通信工具箱………………………………………………………… 22.1  MATLAB簡介…………………………………………………………………… 22.2  通信工具箱及其使用方法……………………………………………………… 33  脈沖編碼調制……………………………………………………………………… 43.1  抽樣定理和實際抽樣…………………………………………………………… 53.2  量化……………………………………………………………………………… 93.3  編碼和譯碼…………………………………………………………………… 144  PCM 通信系統的仿真實現 ……………………………………………………… 184.1  系統中各仿真模塊簡介…………………………………………………………19(優秀畢業設計:)4.2  分系統的仿真與分析  ……………………………………………………… 214.3  PCM系統的仿真結果與分析…………………………………………………… 305  關于存在問題的幾點說明……………………………………………………… 33結論 ………………………………………………………………………………… 35致謝 ………………………………………………………………………………… 36參考文獻………………………………………………………………………………37




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