【正文】 功能的一門科學技術，它要將大量有用的信息無失真，高效率地進行傳輸，同時還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制掉。當今的通信不僅要有效地傳遞信息，而且還有儲存、處理、采集及顯示等功能，通信已成為信息科學技術的一個重要組成部分。通信系統(tǒng)就是傳遞信息所需要的一切技術設備和傳輸媒質的總和，包括信息源、發(fā)送設備、信道、接收設備和信宿(受信者) ，它的一般模型如圖11所示。 ↑圖11通信系統(tǒng)一般模型通信系統(tǒng)可分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng)是利用數(shù)字信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如圖12所示， ↑圖12 數(shù)字通信系統(tǒng)模型模擬通信系統(tǒng)是利用模擬信號來傳遞消息的通信系統(tǒng)，其模型如圖13所示。 圖13 模擬通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信系統(tǒng)較模擬通信系統(tǒng)而言，具有抗干擾能力強、便于加密、易于實現(xiàn)集成化、便于與計算機連接等優(yōu)點。因而，數(shù)字通信更能適應對通信技術的越來越高的要求。近二十年來，數(shù)字通信發(fā)展十分迅速，在整個通信領域中所占比重日益增長，在大多數(shù)通信系統(tǒng)中已代替模擬通信，成為當代通信系統(tǒng)的主流。 通信的發(fā)展史簡介遠古時代,遠距離的傳遞消息是以書信的形式來完成的,這種通信方式明顯具有傳遞時間長的缺點。為了在盡量短的時間內傳遞盡量多的消息,人們不斷地嘗試所能找到的各種最新技術手段。1837年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報機標志著電通信的開始,之后，利用電進行通信的研究取得了長足的進步。1866年利用海底電纜實現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報通信。1876年貝爾發(fā)明了電話,利用電信號實現(xiàn)了語音信號的有線傳遞，使信息的傳遞變的既迅速又準確，這標志著模擬通信的開始，由于它比電報更便于交流使用，所以直到20世紀前半葉這種采用模擬技術的電話通信技術比電報的到了更為迅速和廣泛的發(fā)展。1937年瑞威斯發(fā)明的脈沖編碼調制標志數(shù)字通信的開始。20世紀60年代以后集成電路、電子計算機的出現(xiàn)，使得數(shù)字通信迅速發(fā)展。在70年代末在全球發(fā)展起來的模擬移動電話在90年代中期被數(shù)字移動電話所代替，現(xiàn)有的模擬電視也正在被數(shù)字電視所代替。數(shù)字通信的高速率和大容量等各方面的優(yōu)越性也使人們看到了它的發(fā)展前途。進入20世紀以來，隨著晶體管、集成電路的出現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。特別是在20世紀后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星的發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計算機和光導纖維等現(xiàn)代技術成果的問世，通信技術在以下幾個不同方向都取得了巨大的成功。 (1) 移動通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時隨地可通信的愿望可實現(xiàn)。 (2）微波中繼通信使長距離、大容量的通信成為了現(xiàn)實。 （3）光導纖維的出現(xiàn)更是將通信容量提高到了以前無法想象的地步。 （4）電子計算機的出現(xiàn)將通信技術推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計算機的融合，人們將世界變成了地球村。 （5）微電子技術的發(fā)展，使通信終端的體積越來越小，成本越來越低，范圍越來越廣。隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，通信技術正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。隨著科學技術的進步，人們對通信的要求越來越高，各種技術會不斷地應用于通信領域，各種新的通信業(yè)務將不斷地被開發(fā)出來。到那時人們的生活將越來越離不開通信。第二章 模擬信號數(shù)字化PCM編碼設計 基本原理：本設計主要會用到的知識通信原理中的脈沖編碼調制（PCM）。本次課程設計主要是做量化、編碼、信道傳輸、譯碼四部分PCM系統(tǒng)的原理：脈碼調制—將模擬調制信號的采樣值變換為脈沖碼組。PCM編碼包括如三個過程。抽樣：將模擬信號轉換為時間離散的樣本脈沖序列。量化：將離散時間連續(xù)幅度的抽樣信號轉換成為離散時間離散幅度的數(shù)字信號。編碼：用一定位數(shù)的脈沖碼組表示量化采樣值。譯碼：把編碼后的碼流在通過信道傳輸后得到的碼流譯成離散時間連續(xù)幅度的信號。其系統(tǒng)框圖如下：編 碼信道話音輸出再 生抽 樣 瞬時壓縮 低通濾波話音輸入解 碼解 調 瞬時擴張 低通濾波量 化 圖21 PCM系統(tǒng)原理圖 量化信噪比設壓縮曲線則： 噪聲功率 信號功率量化信噪比上式表明： 壓縮特性為對數(shù)特性時，量化器的信噪比始終保持常數(shù)，與輸入信號的幅度無關，實現(xiàn)了最佳非均勻量化。 國際上通用的兩種對數(shù)壓縮特性：A律和m律 。本次設計采用的是A律13折線。 A律13折線的原理歸一化信號(x/V)，過載電壓為177。1，A律對數(shù) 其中A為壓縮系數(shù)，國際標準A=。未壓縮（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8） 0圖22為13折線特性 表11列出了13折線時的值與計算值的比較。表 110101按折線分段時的01段落12345678斜率16168421表1中第二行的值是根據(jù)時計算得到的，第三行的值是13折線分段時的值。可見，13折線各段落的分界點與曲線十分逼近，同時按2的冪次分割有利于數(shù)字化圖中只有正幅度部分，共7折線，負幅度部分也有7折線。但正負部分第一段折線斜率相等，為同一折線，共13折線。采用13折線近似后，加入正弦信號，通過測試，其量化信噪比與輸入幅度的關系如圖所示圖23 正弦輸入SNR曲線（13折線近似）如圖所示：采用折線近似方式后，加入正弦信號，信噪比的曲線會出現(xiàn)起伏現(xiàn)象，這是因為在每段折線起始部分，量化間隔成倍增加，導致量化噪聲增加很快，而信號功率的增加卻沒有那么快，因而SNR反而略有下降。但隨信號功率的增加，噪聲功率基本保持不