【正文】 自然二進(jìn)制的模型轉(zhuǎn)換而來(lái)，（各模塊參數(shù)設(shè)置如自然二進(jìn)制模塊不變）： 折疊碼編碼模型 （各模塊參數(shù)設(shè)置如自然二進(jìn)制模塊不變）： 折疊碼譯碼模型 總體搭建模型見附錄D。 else y = u。 else y = u。i是大于1的整數(shù)。也就是說(shuō)，用第一位表示極性后，雙極性信號(hào)可以采用單極性編碼方法。（信道參數(shù)設(shè)置不變）： 加入了噪音的系統(tǒng)明顯受到了影響，信噪比設(shè)置為5dB。 x = xor((b(i1)), (g(i)))。： 格雷碼驗(yàn)證 Subsystem為編碼的封裝模塊，： 編碼模塊封裝 格雷碼的仿真設(shè)計(jì)因格雷碼由自然二進(jìn)制轉(zhuǎn)換而來(lái)，所以段內(nèi)碼采用格雷碼編碼方式，只需要在自然二進(jìn)制的編碼輸出接入封裝后的格雷碼位轉(zhuǎn)換器即可，其他模塊及模塊參數(shù)設(shè)置保持不變，編碼模型如下圖所示： 格雷碼編碼模塊 格雷碼譯碼為編碼的反過(guò)程，將編碼后的二進(jìn)制脈沖轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，其譯碼程序如下：function y = f(u)%emlb = zeros(8,1)。 g(i) = (x)。 b = u。由于simulink沒(méi)有這個(gè)格雷碼位轉(zhuǎn)換器模塊，所以在設(shè)計(jì)中通過(guò)編寫程序封裝調(diào)用到Simulink庫(kù)中來(lái)實(shí)現(xiàn)它的仿真。： （a）原始波形頻譜 （b）無(wú)噪音譯碼頻譜（c）編碼后的頻譜 （d）加噪音后的頻譜 自然二進(jìn)制下的頻譜圖當(dāng)信道中加信噪比為5dB的高斯噪聲時(shí)，譯碼后的原始信號(hào)有很小的失真。： 自然二進(jìn)制PCM系統(tǒng)總體模塊首先觀察無(wú)噪音影響下的波形輸出，高斯信道設(shè)置參數(shù)，讓誤碼率顯示為0即可。它的作用是得到回復(fù)原始的模擬信號(hào)。 ALaw Expander：A率擴(kuò)展器，它的作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行A率擴(kuò)展，此模塊中A 。 Relay：繼電模塊，它的作用是確定信號(hào)的極性。 13折線近似的PCM解碼器測(cè)試模型其中各個(gè)模塊的功能和參數(shù)設(shè)置如下： Demux：分離器，它的作用是將復(fù)用的多路信號(hào)分離出來(lái)。 To Frame：裝幀器。 Integer to Bit Converter：整數(shù)點(diǎn)轉(zhuǎn)換器，它的作用是將整數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值。 Gain：增益模塊，它是對(duì)數(shù)值的大小增加或減小倍數(shù)。Relay：繼電模塊，它的作用是實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)不同常數(shù)值之間進(jìn)行切換。利用輸出波形觀察解碼后的模擬信號(hào)。信宿是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。所謂基帶信號(hào)是指沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制（進(jìn)行頻譜搬移和變換）的原始電信號(hào)，其特點(diǎn)是信號(hào)頻譜從零頻附近開始，具有低通形式。3 PCM系統(tǒng)仿真 總體設(shè)計(jì)思想 由前面的原理介紹我們可以知道PCM系統(tǒng)包括模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)模塊、調(diào)制解調(diào)模塊、數(shù)字信號(hào)還原模擬信號(hào)模塊等三個(gè)模塊。： 數(shù)字壓擴(kuò)折線解碼器原理框圖 A率13折線譯碼器原理框圖與逐次比較型編碼器中的本地譯碼器基本相同，所不同的是增加了極性控制部分和帶有寄存讀出的7/12位碼變換電路，各部分的作用如下：串/并變換記憶電路：將增加的串行PCM碼變?yōu)椴⑿写a，并記憶下來(lái)，與編碼器中譯碼器的記憶作用基本相同?；谏鲜鲈?，在PCM編碼中使用折疊碼。比如誤碼發(fā)生在大信號(hào)，如1101誤碼為0101，對(duì)于自然碼誤差為8個(gè)量化級(jí)（13與5），對(duì)于折疊碼為11個(gè)量化級(jí)（13與2）。第二位開始至最后一位表示信號(hào)幅度，絕對(duì)值相同的折疊碼，其碼組除第一位外都相同；相對(duì)于零電平則呈對(duì)稱折疊關(guān)系，因此這種碼組形象地稱為折疊碼。，如果把16個(gè)量化級(jí)分成兩部分：0～7的8個(gè)量化級(jí)對(duì)應(yīng)于負(fù)極性樣值，8～15的8個(gè)量化級(jí)對(duì)應(yīng)于正極性樣值。這樣處理的結(jié)果將8個(gè)段落被劃分為了128個(gè)量化級(jí)。在13折線法中，無(wú)論輸入信號(hào)是正是負(fù)，均按8段折線（8個(gè)段落）進(jìn)行編碼。通信中一般都采用高速編碼。量化后的抽樣信號(hào)在一定的取值范圍內(nèi)僅有有限個(gè)可取的樣值，且信號(hào)正、負(fù)幅度分布的對(duì)稱性使正、負(fù)樣值的個(gè)數(shù)相等，正、負(fù)向的量化級(jí)對(duì)稱分布。 A律函數(shù)13折線 13折線時(shí)的值與計(jì)算值的比較0101按折線分段時(shí)的01段落12345678斜率16168421，第三行的值是13折線分段時(shí)的值。所謂A壓縮律也就是壓縮器具有如式（）和式（）特性的壓縮律： （） （）A律壓擴(kuò)特性是連續(xù)曲線，A值不同壓擴(kuò)特性自然也就不同，在電路上實(shí)現(xiàn)這樣的函數(shù)規(guī)律是相當(dāng)復(fù)雜的。 實(shí)際中，非均勻量化的實(shí)際方法通常是將抽樣值通過(guò)壓縮再進(jìn)行均勻量化。非均勻量化是根據(jù)信號(hào)的不同區(qū)間來(lái)確定量化間隔的。由于均勻量化存在的主要缺點(diǎn)是：無(wú)論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。 模擬信號(hào)的量化 量化后的抽樣信號(hào)于量化前的抽樣信號(hào)相比較，當(dāng)然不再是模擬信號(hào)，且有所失真。如圖 ，k=1，2，3，…，L。假設(shè)某個(gè)模擬信號(hào)f(t)通過(guò)一個(gè)開關(guān)，則開關(guān)的輸出則與開關(guān)的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)的時(shí)候，開關(guān)的輸出就是輸入，即y(t)=f(t)；若開關(guān)處在斷開位置，輸出y(t)就為零。量化器把模擬抽樣信號(hào)變成離散的數(shù)字量，然后在編碼器中進(jìn)行二進(jìn)制編碼。在編碼器（（a））中由沖激脈沖對(duì)模擬信號(hào)抽樣，得到在抽樣時(shí)刻上的信號(hào)抽樣值。PCM信號(hào)的形成是將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)“抽樣、量化、編碼”三個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 ? 交互式的圖形編輯器來(lái)組合和管理直觀的模塊圖。 ? 通過(guò)Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號(hào)、參數(shù)、屬性，生成模型代碼。Simulink與MATLAB 緊密集成，可以直接訪問(wèn)MATLAB大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口（GUI），這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用與控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。MATLAB給用戶帶來(lái)的是最直觀、最簡(jiǎn)潔的程序開發(fā)環(huán)境。 MATLAB有著強(qiáng)大的功能且應(yīng)用范圍非常廣，可以用來(lái)進(jìn)行多種工作，具體如下： 數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程等。另外，MATLAB和其他高級(jí)語(yǔ)言也具有良好的接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與其他語(yǔ)言的混合編程，進(jìn)一步拓寬了MATLAB的應(yīng)用潛力。基于上述三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)及自己在大學(xué)過(guò)程中對(duì)各種軟件的熟悉程度，我最終選擇了第二種方案，利用Simulink來(lái)做。利用單片機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)的可行性較好，成本低，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的精度不高，而且在利用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要給單片機(jī)下載很正確的程序，相比較利用軟件搭建來(lái)說(shuō)，太過(guò)麻煩而且最后的結(jié)果比較不時(shí)很直觀。MC145503可以組成模擬用戶線與程控交換設(shè)備間的接口，包含有話音A律編解碼器、自調(diào)零邏輯、話音輸入放大器、RC濾波器、開關(guān)電容低通濾波器、話音推挽功放等功能單元。只需簡(jiǎn)單用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖符即可創(chuàng)建DSP濾波器、連續(xù)線性系統(tǒng)，并輸入／輸出基于真實(shí)系統(tǒng)模型的仿真數(shù)據(jù)。PCM系統(tǒng)主要包括模擬信號(hào)的數(shù)字化、信道傳輸和數(shù)字信號(hào)還原模擬信號(hào)三部分，在編碼模塊采用三種不同的段內(nèi)碼進(jìn)行編碼，最后用示波器觀察輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形，加上含有噪聲的信道，最后運(yùn)行結(jié)果并通過(guò)波形來(lái)分析該系統(tǒng)的性能。II設(shè)計(jì)流程 基于Simulink的PCM系統(tǒng)仿真Simulink是matlab最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在Quartus II上可以完成設(shè)計(jì)輸入、布線布局（適配）、HDL綜合、仿真、下載和硬件測(cè)試等流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)環(huán)境，使設(shè)計(jì)者能方便地進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、快速處理和器件編程。利用FPGA開發(fā)時(shí)，所用軟件為Quartus II。FPGA的編程不需要專用的編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。 FPGA設(shè)置其工作狀態(tài)是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。 ? FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。經(jīng)實(shí)踐表明，F(xiàn)PGA可以有效地運(yùn)用于PCM高碼速率場(chǎng)合。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求： ? 實(shí)現(xiàn)三種不同段內(nèi)碼的PCM系統(tǒng)的仿真并觀測(cè)調(diào)制解調(diào)過(guò)程中觀察各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)域和頻域的波形； ? 結(jié)合三種不同信道環(huán)境對(duì)比三種不同段內(nèi)碼的PCM系統(tǒng)的頻譜特點(diǎn)與誤碼率情況； ? 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析?？偨Y(jié)了在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題及最終解決辦法，感謝老師在整個(gè)過(guò)程中對(duì)自己的督促及幫助。 第三部分是PCM系統(tǒng)仿真模塊的總體設(shè)計(jì)。我最終選擇了在利用matlab下進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真。數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字網(wǎng)進(jìn)行傳輸。第二步是“量化”，將模擬信號(hào)樣值變換到最接近的數(shù)字值?？煽啃院?、抗干擾能力強(qiáng)、廉價(jià)格、易保密、便于加密處理和便于實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的管理等都是它主要的特點(diǎn)。 (2) 在錄音時(shí)采用多級(jí)或者串聯(lián)抽選的數(shù)字濾波器（減低采樣頻率），在重放時(shí)采用多級(jí)的內(nèi) 插的數(shù)字濾波器（提高采樣頻率），為了控制小信號(hào)在編碼時(shí)的失真，兩者又都需要加入 重復(fù)定量噪聲。脈沖編碼調(diào)制的比特率，從14bit發(fā)展到16bit、18bit、20bit一直到24bit；。中國(guó)采用的是歐洲的標(biāo)準(zhǔn)E1。而數(shù)字信號(hào)是稱為PCM即脈沖編碼調(diào)制，它對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的。到70年代中、末期，在同軸電纜通信、微波接力通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等中、大容量傳輸系統(tǒng)中，都相繼采用了脈碼調(diào)制。但是，數(shù)字化的語(yǔ)音信號(hào)也有它的的缺點(diǎn)，就是數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)的帶寬要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬語(yǔ)音信號(hào)的帶寬， 因此要求傳輸數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)的信道更大才能夠傳輸數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，為了來(lái)降低這種高成本從而促使發(fā)展了一種新的技術(shù)既壓縮編碼。Simulink simulation platform。詳細(xì)介紹了三種不同段內(nèi)碼的編碼方式下PCM編譯碼模塊的構(gòu)建；針對(duì)數(shù)字調(diào)制解調(diào)，構(gòu)建了含BPSK、信道以及濾波器在內(nèi)的子系統(tǒng)；最后通過(guò)仿真得出三種編碼方式下系統(tǒng)的誤碼率和頻譜圖。 4月21日——5月20日：進(jìn)一步完善PCM系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備作品驗(yàn)收。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求： ； ； 3. 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。題 目 PCM 系 統(tǒng) 的 性 能 分 析 畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通信03班 學(xué)生姓名 劉 龍 娟 一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚題目 PCM系統(tǒng)的性能分析 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自 2015 年 1 月 10 日 起 至 2015 年 6 月 15 日 止三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn): 物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求： 數(shù)字通信系統(tǒng)己經(jīng)成為現(xiàn)今通信發(fā)展的方向，但是經(jīng)過(guò)傳感器的轉(zhuǎn)換以后自然界中的很多信息，大多數(shù)依舊為模擬量，PCM(脈沖編碼調(diào)制)它是一種調(diào)制方式就是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換作數(shù)字信號(hào)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)