【正文】 功能的一門科學(xué)技術(shù)，它要將大量有用的信息無失真，高效率地進(jìn)行傳輸，同時(shí)還要在傳輸過程中將無用信息和有害信息抑制掉。當(dāng)今的通信不僅要有效地傳遞信息，而且還有儲(chǔ)存、處理、采集及顯示等功能，通信已成為信息科學(xué)技術(shù)的一個(gè)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(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和，包括信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)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(hào)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(hào)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(qiáng)、便于加密、易于實(shí)現(xiàn)集成化、便于與計(jì)算機(jī)連接等優(yōu)點(diǎn)。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對通信技術(shù)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(gè)通信領(lǐng)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(dāng)代通信系統(tǒng)的主流。 通信的發(fā)展史簡介遠(yuǎn)古時(shí)代,遠(yuǎn)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(shí)間長的缺點(diǎn)。為了在盡量短的時(shí)間內(nèi)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(shù)手段。1837年發(fā)明的莫爾斯電磁式電報(bào)機(jī)標(biāo)志著電通信的開始,之后，利用電進(jìn)行通信的研究取得了長足的進(jìn)步。1866年利用海底電纜實(shí)現(xiàn)了跨大西洋的越洋電報(bào)通信。1876年貝爾發(fā)明了電話,利用電信號(hào)實(shí)現(xiàn)了語音信號(hào)的有線傳遞，使信息的傳遞變的既迅速又準(zhǔn)確，這標(biāo)志著模擬通信的開始，由于它比電報(bào)更便于交流使用，所以直到20世紀(jì)前半葉這種采用模擬技術(shù)的電話通信技術(shù)比電報(bào)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(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信的開始。20世紀(jì)60年代以后集成電路、電子計(jì)算機(jī)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(dòng)電話在90年代中期被數(shù)字移動(dòng)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(jìn)入20世紀(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)和光導(dǎo)纖維等現(xiàn)代技術(shù)成果的問世，通信技術(shù)在以下幾個(gè)不同方向都取得了巨大的成功。 (1) 移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信的出現(xiàn)，使人們隨時(shí)隨地可通信的愿望可實(shí)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(shí)。 （3）光導(dǎo)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(jì)算機(jī)的出現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高的層次，借助現(xiàn)代電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)的融合，人們將世界變成了地球村。 （5）微電子技術(shù)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(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對通信的要求越來越高，各種技術(shù)會(huì)不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，各種新的通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來。到那時(shí)人們的生活將越來越離不開通信。第二章 模擬信號(hào)數(shù)字化PCM編碼設(shè)計(jì) 基本原理：本設(shè)計(jì)主要會(huì)用到的知識(shí)通信原理中的脈沖編碼調(diào)制（PCM）。本次課程設(shè)計(jì)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(diào)制—將模擬調(diào)制信號(hào)的采樣值變換為脈沖碼組。PCM編碼包括如三個(gè)過程。抽樣：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散的樣本脈沖序列。量化：將離散時(shí)間連續(xù)幅度的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成為離散時(shí)間離散幅度的數(shù)字信號(hào)。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(shí)間連續(xù)幅度的信號(hào)。其系統(tǒng)框圖如下：編 碼信道話音輸出再 生抽 樣 瞬時(shí)壓縮 低通濾波話音輸入解 碼解 調(diào) 瞬時(shí)擴(kuò)張 低通濾波量 化 圖21 PCM系統(tǒng)原理圖 量化信噪比設(shè)壓縮曲線則： 噪聲功率 信號(hào)功率量化信噪比上式表明： 壓縮特性為對數(shù)特性時(shí)，量化器的信噪比始終保持常數(shù)，與輸入信號(hào)的幅度無關(guān)，實(shí)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(shè)計(jì)采用的是A律13折線。 A律13折線的原理歸一化信號(hào)(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(biāo)準(zhǔn)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(shí)的值與計(jì)算值的比較。表 110101按折線分段時(shí)的01段落12345678斜率16168421表1中第二行的值是根據(jù)時(shí)計(jì)算得到的，第三行的值是13折線分段時(shí)的值?？梢?，13折線各段落的分界點(diǎn)與曲線十分逼近，同時(shí)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(fù)幅度部分也有7折線。但正負(fù)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(hào)，通過測試，其量化信噪比與輸入幅度的關(guān)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(hào)，信噪比的曲線會(huì)出現(xiàn)起伏現(xiàn)象，這是因?yàn)樵诿慷握劬€起始部分，量化間隔成倍增加，導(dǎo)致量化噪聲增加很快，而信號(hào)功率的增加卻沒有那么快，因而SNR反而略有下降。但隨信號(hào)功率的增加，噪聲功率基本保持不