【正文】 lane cable picture transmission system, named after its inventors Harry G. Bartholomew and Maynard D. McFarlane, used telegraph signaling of characters punched in paper tape to send samples of images quantized to 5 levels。 and the bit depth, which determines the number of possible digital values that can be used to represent each sample.History Early electrical munications started to sample signals in order to interlace samples from multiple telegraphy sources and to convey them over a single telegraph cable. The American inventor Moses G. Farmer conveyed telegraph timedivision multiplexing (TDM) as early as 1853. Electrical engineer W. M. Miner, in 1903, used an electromechanical mutator for timedivision multiplexing multiple telegraph signals。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，更要感謝我的指導(dǎo)老師魏老師。第四，最基本的搭建完了之后，就剩下參數(shù)設(shè)置來(lái)仿真了。后來(lái)學(xué)姐推薦我去研學(xué)論壇去搜索資料，果然在上面找到了很多與PCM相關(guān)的論文和期刊。4 結(jié)束語(yǔ) 歷經(jīng)半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲。參數(shù)設(shè)置根據(jù)要觀察的圖形來(lái)設(shè)置范圍。 End 折疊碼解碼程序 function y = f(u) %eml temp = u(1)。 折疊碼的程序?qū)崿F(xiàn) 折疊二進(jìn)制與自然二進(jìn)制碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系為： （） （） 式中，是自然二進(jìn)制碼。endy = b。在編碼模塊將輸入設(shè)為constant，驗(yàn)證程序的準(zhǔn)確性。 某二進(jìn)制數(shù)為： （） 其對(duì)應(yīng)的格雷碼為 ： （） 其中，最高位保留： （） 其它各位： （） 根據(jù)格雷碼的編碼規(guī)則編寫(xiě)程序后，在simulink的模塊庫(kù)中選擇function模塊，插入到環(huán)境中后單擊function，打開(kāi)后輸入程序，然后重新命名其為gray encode，就可直接在simulink中運(yùn)行。 設(shè)置高斯信道參數(shù)信噪比為5dB時(shí)，： 噪音影響下的波形輸出在高斯信道5dB的影響下。此模塊的輸入?yún)?shù)設(shè)為2。 Mux：復(fù)用器。 Mux：復(fù)用器，它的作用是將多路信號(hào)復(fù)用為一路信號(hào)。 Abs：絕對(duì)值模塊，它的作用是對(duì)輸入數(shù)值取絕對(duì)值。根據(jù)奈奎斯特抽樣定理可知抽樣頻率應(yīng)大于等于模擬信號(hào)最高頻率的2倍。信源的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成原始的電信號(hào)，比如電話系統(tǒng)中電話機(jī)可以看成是信源。 譯碼譯碼也就是將8位二進(jìn)制還原為原來(lái)的十進(jìn)制的量化電壓，過(guò)程剛好與編碼相反。如果第一位碼發(fā)生變化，自然碼解碼后，引起的幅度誤差是信號(hào)最大幅度的一半，這樣會(huì)使恢復(fù)出的模擬電話信號(hào)出現(xiàn)明顯的誤碼噪聲，在小信號(hào)時(shí)這種噪聲尤為突出。段落序號(hào)段落碼81117110610151004011301020011000 二進(jìn)制碼型電平序號(hào)自然二進(jìn)制碼折疊二進(jìn)制碼格雷碼012345670 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 10 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 1 10 0 1 00 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 0891011121314151 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 01 0 1 11 0 0 11 0 0 0理論上來(lái)來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)可逆的二進(jìn)制碼組均可用于PCM。在逐次比較型編碼方式中，無(wú)論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。 編碼 將量化后的信號(hào)變換成代碼的過(guò)程稱(chēng)為編碼，其相反的過(guò)程稱(chēng)為譯碼。廣泛采用的兩種對(duì)數(shù)壓縮律是壓縮律和A壓縮律。通常，把滿足信噪比要求的輸入信號(hào)取值范圍定義為動(dòng)態(tài)范圍，可見(jiàn)，對(duì)于弱信號(hào)時(shí)，均勻量化時(shí)的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍將受到較大的限制。量化過(guò)程可以用式（）表達(dá)為： （） 量化器這里稱(chēng)為分層電平或判決閾值。（b）中譯碼器的原理和編碼過(guò)程相反。根據(jù)CCITT的建議，為改善小信號(hào)量化性能，采用壓擴(kuò)非均勻量化，有兩種建議方式，分別為A律和μ律方式，我國(guó)和歐洲各國(guó)均采用了A律方式，由于A律壓縮實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，常使用 13 折線法編碼。 ? 使用Embedded MATLAB 模塊在Simulink和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用MATLAB算法 。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理等系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。而simulink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。在新的版本中也加入了對(duì)C++ 、FORTRAN、C、JAVA的支持。而且Simulink的示波器可以動(dòng)畫(huà)和圖像顯示數(shù)據(jù)，運(yùn)行中可調(diào)整模型參數(shù)進(jìn)行Whatif分析，能夠在仿真運(yùn)算進(jìn)行時(shí)監(jiān)視動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果。PCM編譯碼器的實(shí)現(xiàn)可以借鑒單片如MC14550的PCM編碼器集成芯片。其可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的模擬、數(shù)字及數(shù)?；旌想娐芳案鞣N速率系統(tǒng)，并提供了內(nèi)容豐富的基本庫(kù)和專(zhuān)業(yè)庫(kù)。Altera是世界上最大可編程邏輯器件的供應(yīng)商之一。加電時(shí)，芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程RAM中，等配置完成后，F(xiàn)PGA進(jìn)入工作狀態(tài)。它的基本特點(diǎn)主要有： ? 采用FPGA設(shè)計(jì)電路，用戶不需要投片生產(chǎn)就可以得到合用的芯片。重點(diǎn)運(yùn)用在語(yǔ)音傳輸之中，并且在數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信當(dāng)中得到了廣闊的運(yùn)用。 第二部分為PCM系統(tǒng)基本原理的闡述。第三步是“編碼”，就是把量化后的樣值信號(hào)用一組二進(jìn)制數(shù)字代碼來(lái)表示，最終完成模擬信號(hào)的數(shù)字化。 本次設(shè)計(jì)是利用Simulink強(qiáng)大的工具箱和其建模的優(yōu)勢(shì)建立了PCM通信系統(tǒng)的仿真模型。 脈沖編碼調(diào)制是70年代末法發(fā)展起來(lái)的，記錄媒體之一的CD。數(shù)字信號(hào)因其易于存儲(chǔ)和傳輸，并且沒(méi)有累積失真等數(shù)字的高品質(zhì)而被廣泛應(yīng)用。 指 導(dǎo) 教 師 系(教 研 室) 系(教研室)主任簽名 批準(zhǔn)日期 接受論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 IPCM系統(tǒng)的仿真與分析劉龍娟（陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 通信工程專(zhuān)業(yè) 2011級(jí)3班，陜西 漢中 723003）指導(dǎo)教師：魏瑞[摘要] 脈沖編碼調(diào)制(PCM)是將模擬語(yǔ)音信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的一種方式。因此，選擇PCM系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。 五、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 閱讀和學(xué)習(xí)關(guān)于PCM系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)方面的專(zhuān)業(yè)資料，參閱的外文文獻(xiàn)不少于3篇。根據(jù)仿真結(jié)果分析找出了相對(duì)最優(yōu)的系統(tǒng)配置方案，為實(shí)際應(yīng)用提供了一定的參考依據(jù)。PCM 通信系統(tǒng)就是采用了這種技術(shù)?，F(xiàn)在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)都是采用脈沖編碼調(diào)制（pulse code modulation）體制，這種電的數(shù)字信號(hào)稱(chēng)為數(shù)字基地信號(hào)，由PCM電端機(jī)產(chǎn)生。PCM脈沖編碼調(diào)制這項(xiàng)技術(shù)可以改善和提高的方面則越來(lái)越小。實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，必須使發(fā)送端發(fā)出的模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，既“模擬信號(hào)數(shù)字化”。接收端則是一個(gè)還原過(guò)程，把收到的數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)，即“數(shù)字信號(hào)還原模擬信號(hào)”，從而再現(xiàn)聲音或圖像。包括總體設(shè)計(jì)思想和編碼、解碼、調(diào)制解調(diào)等子模塊的設(shè)計(jì)。 方案選擇 分析PCM系統(tǒng)可以有多種手段，最常用的就是基于單片機(jī)的硬件電路實(shí)現(xiàn)、基于FPGA的軟件仿真和MATLAB環(huán)境下的Simulink仿真實(shí)現(xiàn)，方案選擇時(shí)對(duì)以上幾種方法都進(jìn)行分析，綜合確定自己的方案。 ? FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。當(dāng)我們需要修改功能時(shí)，只需要更換一片EPROM即可。 II的編譯設(shè)計(jì)主控界面，它顯示了Quartus II自動(dòng)設(shè)計(jì)的各主要處理環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)流程，包括設(shè)計(jì)輸入編輯、設(shè)計(jì)分析與綜合、適配、編程文件匯編（裝配）、時(shí)序參數(shù)提取和編程下載等幾個(gè)步驟。：信源抽樣量化信道編碼PCM編碼性能分析信道譯碼解調(diào)信道調(diào)制噪聲 PCM原理框圖隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術(shù)在電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用已越來(lái)越廣泛，而信號(hào)級(jí)系統(tǒng)仿真軟件SystemView的出現(xiàn)則標(biāo)志著仿真技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用達(dá)到了一個(gè)新的水平。由PCM編譯碼原理框圖可知，輸入端經(jīng)過(guò)一個(gè)晶振和一個(gè)分頻器1得出的信號(hào)在經(jīng)過(guò)一個(gè)分頻器2，然后進(jìn)行信號(hào)抽樣后輸出，此后，幀同步信號(hào)進(jìn)入幀同步產(chǎn)生器然后進(jìn)入復(fù)接器，正弦信號(hào)源ＡＢ分別進(jìn)入兩個(gè)PCM編碼器進(jìn)行編譯得到源基帶信號(hào)。 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB是一種具有強(qiáng)大的計(jì)算、仿真、繪圖等功能的解釋性執(zhí)行語(yǔ)言。 MATLAB被稱(chēng)為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。 Simulink的特點(diǎn)： ? 豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)。? 可訪問(wèn)MATLAB從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與可視化，定義信號(hào)參數(shù)，定制建模環(huán)境和測(cè)試數(shù)據(jù)。這個(gè)抽樣值仍是模擬量?？梢?jiàn)，如果讓開(kāi)關(guān)受一個(gè)窄脈沖串（序列）的控制，則脈沖出現(xiàn)時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，則脈沖消失時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此輸出y(t)就是一個(gè)幅值變化的脈沖串（序列），每個(gè)脈沖的幅值就是該脈沖出現(xiàn)時(shí)刻輸入信號(hào)f(t)的瞬時(shí)值，因此，y(t)就是對(duì)f(t)抽樣后的信號(hào)或稱(chēng)樣值信號(hào)。這種失真在接收端還原模擬信號(hào)是表現(xiàn)為噪聲，稱(chēng)為量化噪聲。對(duì)于信號(hào)取值大的區(qū)間，其量化間隔也大；反之，量化間隔就小。在實(shí)際中，往往采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線（A=）的壓擴(kuò)特性。若將有限個(gè)量化樣值的絕對(duì)值從小到大依次排列，并對(duì)應(yīng)的依次賦予一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字代碼，在碼前以“+”、“—”號(hào)為前綴，來(lái)區(qū)分樣值的正負(fù)，則量化后的抽樣信號(hào)就轉(zhuǎn)化為按抽樣時(shí)序排列的一串十進(jìn)制數(shù)字碼流，即十進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。若用8位折疊二進(jìn)制碼來(lái)表示輸入信號(hào)的抽樣量化值，其中用第一位表示量化值的極性，其余七位（第二位至第八位）則表示抽樣量化值的絕對(duì)大小。自然二進(jìn)制碼就是一般的十進(jìn)制正整數(shù)的二進(jìn)制表示。對(duì)于小信號(hào)，把1000誤碼為0000，對(duì)于自然碼誤差為8個(gè)量化級(jí)（8與0），對(duì)于折疊碼誤差僅有1個(gè)量化級(jí)（8與7）。極性控制部分：根據(jù)接收到的極性碼來(lái)控制譯碼后的PAM信號(hào)的極性，恢復(fù)原信號(hào)極性。信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，可以是有線的，也可以是無(wú)線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。： 13折線近似的PCM編碼器測(cè)試模型其中各個(gè)模塊功能和參數(shù)設(shè)置如下： ZeroOrder Hold ：零階保持器，它的作用是對(duì)輸入的一段采樣時(shí)間進(jìn)行保持。本設(shè)計(jì)中由于輸入信號(hào)幅度限制在[1,+