基于matlab的pcm系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　通信專業(yè)課程設(shè)計(jì)一</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目：基于MATLAB的PCM系統(tǒng)仿真</p><p>　　2013年 1 月 7 日</p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　學(xué)院（直屬

2、系）：電子信息工程學(xué)院 時(shí)間： 2013年1月7日</p><p>　學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師</p><p>　設(shè)計(jì)（論文）題目基于MATLAB的PCM系統(tǒng)仿真</p><p>　主要研究?jī)?nèi)容運(yùn)用MATLAB軟件研究PCM系統(tǒng)原理</p><p>　研究方法1.MATLAB仿真2.查閱資料</p>&

3、lt;p>　主要技術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo))1.對(duì)通信系統(tǒng)有整體的較深入的理解，深入理解仿真部分的原理；2.完成仿真軟件編制</p><p>　教研室意見(jiàn)教研室主任（專業(yè)負(fù)責(zé)人）簽字： 年 月 日 </p><p>　　基于MATLAB的PCM系統(tǒng)仿真</p><p><b>　　摘 要</b></p>

4、<p>　　脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation），簡(jiǎn)稱PCM。是數(shù)字信號(hào)是對(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。PCM的優(yōu)點(diǎn)就是音質(zhì)好，缺點(diǎn)就是體積大。PCM可以提供用戶從2M到155M速率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，也可以提供話音、圖象傳送、遠(yuǎn)程教學(xué)等其他業(yè)務(wù)。編碼調(diào)制系統(tǒng)用MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。編碼調(diào)制系統(tǒng)用MATLAB軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。通過(guò)編程，對(duì)含有脈沖編碼系統(tǒng)的PCM通信系統(tǒng)進(jìn)行了建

5、模，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行線性PCM與對(duì)數(shù)PCM的性能比較</p><p>　　關(guān)鍵詞：脈沖編碼調(diào)制、取樣、量化、編碼、MATLAB </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　第1章 緒論 </b><

6、;/p><p>　　1.1 研究背景與研究意義……………………………………………………………1</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)與任務(wù)…………………………………………………………1</p><p>　　第2章 PCM通信系統(tǒng)</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>

7、　　2.1.1通信系統(tǒng)的原理…………………………………………………………2</p><p>　　2.1.2所設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的原理……………………………………………………3</p><p>　　2.2詳細(xì)設(shè)計(jì)與編碼</p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………3</p><p>　　2.2.2編程工具的選

8、擇…………………………………………………………4</p><p>　　2.2.3編碼與測(cè)試………………………………………………………………5</p><p>　　第3章 仿真及其結(jié)果分析……………………………………………………………14</p><p>　　第4章 結(jié)論……………………………………………………………………………20</p><p&

9、gt;　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………21</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究背景與研究意義</p><p>　　數(shù)字通信系統(tǒng)己成為當(dāng)今通信的發(fā)展方向，然而自然界的許多信息通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換后，絕大部分是模擬量，脈沖編碼調(diào)制(PCM)是把模擬信號(hào)變換為數(shù)字信

10、號(hào)的一種調(diào)制方式，主要用于語(yǔ)音傳輸，在光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信中得到廣泛的應(yīng)用，借助于MATLAB 軟件，可以直觀、方便地進(jìn)行計(jì)算和仿真。因此可以通過(guò)運(yùn)行結(jié)果，分析系統(tǒng)特性。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)</p><p>　　通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是通信工程專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完通信工程專業(yè)基礎(chǔ)課、通信工程專業(yè)主干課及科學(xué)計(jì)算與仿真專業(yè)課后進(jìn)行的綜合性課程

11、設(shè)計(jì)。其目的在于使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)踐中充分利用所學(xué)理論知識(shí)分析和研究設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的各類技術(shù)問(wèn)題，鞏固和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)面，為以后走向工作崗位進(jìn)行設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是：（1）掌握一般通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程、步驟、要求、工作內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法；掌握用計(jì)算機(jī)仿真通信系統(tǒng)的方法。（2）訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，提高學(xué)生進(jìn)行通信工程設(shè)計(jì)的能力。</p>

12、<p>　　第2章 PCM通信系統(tǒng)</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1.1通信系統(tǒng)的原理</p><p>　　通信系統(tǒng)的一般模型如下：</p><p>　　圖2.1 通信系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖中，信源的作用是把待傳輸?shù)南⑥D(zhuǎn)換成

13、原始電信號(hào)，如電話系統(tǒng)中電話機(jī)可看成是信源。信源輸出的信號(hào)稱為基帶信號(hào)。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(kāi)始，具有低通形式，。根據(jù)原始電信號(hào)的特征，基帶信號(hào)可分為數(shù)字基帶信號(hào)和模擬基帶信號(hào)，相應(yīng)地，信源也分為數(shù)字信源和模擬信源。 發(fā)送設(shè)備的基本功能是將信源和信道匹配起來(lái)，即將信源產(chǎn)生的原始電信號(hào)（基帶信號(hào)）變換成適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)。變換方式是多種多樣的，在需要頻譜搬

14、移的場(chǎng)合，調(diào)制是最常見(jiàn)的變換方式；對(duì)傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，發(fā)送設(shè)備又常常包含信源編碼和信道編碼等。 信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃梢允怯芯€的，也可以是無(wú)線的，甚至還可以包含某些設(shè)備。圖中的噪聲源，是信道中的所有噪聲以及分散在通信系統(tǒng)中其它各處噪聲的集合。 在接收端，接收設(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，即進(jìn)行解調(diào)、譯碼、解碼等。它的任務(wù)是從帶有干擾的接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始電信號(hào)來(lái)。信宿是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。<

15、/p><p>　　數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真。其基本框圖如下：抽</p><p>　　圖2.2 數(shù)字通信系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.1.2 所設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的原理</p><p>　　現(xiàn)在更詳細(xì)說(shuō)明以上數(shù)字通信系統(tǒng)的原理。</p><p>　　(1)模擬信號(hào)為原始的信號(hào)。</p><p>　　(2)抽樣是

16、將上述的時(shí)間和幅值都連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散幅值連續(xù)的信號(hào)。</p><p>　　(3)量化是將上述的時(shí)間離散幅值連續(xù)的抽樣信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間離散幅值離散的信號(hào)。</p><p>　　(4)信源編碼是將上述量化后的值編碼成0、1比特流的形式，并且可以減少冗余，提高效率。</p><p>　　(5)信道編碼是為了提高傳輸可靠性。</p><p>

17、;　　(6)數(shù)字調(diào)制是將上述0、1比特流轉(zhuǎn)換成適合在通信信道中傳輸?shù)牟ㄐ巍?lt;/p><p>　　(7)信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃盘?hào)在信道中傳輸時(shí)經(jīng)常會(huì)有噪聲的干擾。</p><p>　　(8)數(shù)字濾波器是將調(diào)制并加有噪聲的信號(hào)，去除噪聲，并且解調(diào)后形成方波形式的信號(hào)。</p><p>　　(9)抽樣判決是將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成0、1比特流。</p><p

18、>　　(10)信道譯碼是信道編碼的反過(guò)程。</p><p>　　(11)信源譯碼是信道編曲碼的反過(guò)程。</p><p>　　(12)最后還原成模擬信號(hào)。</p><p>　　2.2詳細(xì)設(shè)計(jì)與編碼</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)方案</p><p>　　圖2.3 程序設(shè)計(jì)框圖</p><p

19、>　　在主函數(shù)中，先產(chǎn)生一個(gè)模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)抽樣后得到抽樣值，將抽樣值通過(guò)13拆線法轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)值，將轉(zhuǎn)換后的值經(jīng)過(guò)量化和編碼后得到0、1比特流，再經(jīng)過(guò)信道譯碼，再經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制，再人為加入一些噪聲，再通過(guò)數(shù)字濾波器將噪聲和載波濾掉，取出直流分量，得到方波波形。再經(jīng)過(guò)抽樣判決后得到0、1比特流，再經(jīng)過(guò)線性分組碼譯碼，最后經(jīng)過(guò)信源譯碼，再經(jīng)過(guò)A侓公式反轉(zhuǎn)成原始模擬信號(hào)，畫(huà)出各階段的波形。</p><p>　　

20、2.2.2 編程工具的選擇</p><p>　　2.2.2 編程工具的選擇</p><p>　　我選用的軟件是MATLAB，因?yàn)檫@款軟件的功能特很強(qiáng)大，學(xué)習(xí)方便，仿真容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　MATLAB具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 功能強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算功能；強(qiáng)大的圖形處理能力； 高級(jí)但簡(jiǎn)單的程序環(huán)境； 豐富的工具箱</p><p>　　最

21、重要的是MATLAB學(xué)習(xí)起來(lái)方便容易，以前有學(xué)C語(yǔ)言的基礎(chǔ)，MATLAB與C語(yǔ)言有類似之處，編程流程大概差不多，但要注意的是MATLAB與C語(yǔ)言在程序代碼上也有細(xì)微的差別，MATLAB是一種解釋性語(yǔ)言，在寫(xiě)程序代碼時(shí)容易方便，但是與C語(yǔ)言相比它的運(yùn)算速度較慢，但功能強(qiáng)大。</p><p>　　2.2.3 編碼與測(cè)試</p><p><b>　　程序代碼</b><

22、/p><p><b>　　子函數(shù)1：</b></p><p>　　function y1=zhexian(x)</p><p>　　x=x/max(x);</p><p>　　z=sign(x);</p><p><b>　　x=abs(x);</b></p>&l

23、t;p>　　for i=1:length(x)</p><p>　　if((x(i)>0)&(x(i)<1/64))</p><p>　　y(i)=16*x(i);</p><p>　　else if((x(i)>=1/64)&(x(i)<1/32))</p><p>　　y(i)=x(i)*8+

24、1/8;</p><p>　　else if((x(i)>=1/32)&(x(i)<1/16))</p><p>　　y(i)=4*x(i)+2/8;</p><p>　　else if((x(i)>=1/16)&(x(i)<1/8))</p><p>　　y(i)=2*x(i)+3/8;</p&

25、gt;<p>　　else if((x(i)>=1/8)&(x(i)<1/4))</p><p>　　y(i)=x(i)+1/2;</p><p>　　else if((x(i)>=1/4)&(x(i)<1/2)) </p><p>　　y(i)=1/2*x(i)+5/8;</p><p>

26、;　　else if((x(i)>=1/2)&(x(i)<=1))</p><p>　　y(i)=1/4*x(i)+3/4;</p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　end;</b&g

27、t;</p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　en

28、d;</b></p><p><b>　　y1=z.*y;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　此子函數(shù)的功能是將抽樣后得到的值用13拆線轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的值。</p><p><b>　　子函數(shù)2：</b></p>&l

29、t;p>　　function bit=bianma(y4,n)</p><p><b>　　m=2/n;</b></p><p>　　for i=1:n+1</p><p>　　q(i)=min(y4)+(i-1)*m;</p><p><b>　　end</b></p>&l

30、t;p><b>　　%量化過(guò)程</b></p><p>　　t=length(q);</p><p>　　ttt=[]; %存放將抽樣信號(hào)量化后的值</p><p><b>　　tt=[];</b></p><p><b>　　e=

31、1;</b></p><p><b>　　tt(1)=-1;</b></p><p>　　for x=2:length(q)</p><p>　　tt(x)=(q(x-1)+q(x))/2; %存放第幾個(gè)電平段的電平值</p><p><b>　　end</b></

32、p><p>　　tt=[tt,max(y4)];</p><p>　　b_duan=[]; %存放電平段</p><p>　　for x=1:length(y4)</p><p>　　if y4(x)==q(t)</p><p>　　b_duan(x)=length(tt);

33、</p><p><b>　　else</b></p><p>　　if y4(x)==min(q)</p><p>　　b_duan(x)=1;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　for y=1:t-1</p><p>

34、;　　if (q(y)<=y4(x))&& (y4(x)<q(y+1))</p><p>　　b_duan(x)=y+1;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b&g

35、t;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　nu=ceil(log2(n)); %編碼 </p><p>　　code=zeros(length(y4),nu); </p>&

36、lt;p>　　for i=1:length(y4)</p><p>　　for j=nu:-1:0 </p><p>　　if (fix(b_duan(i)/(2^j))==1) </p><p>　　code(i,(nu-j+1))=1; </p><p>　　b_duan(i)=b_duan(i)-2^j; </p>

37、<p><b>　　else</b></p><p>　　code(i,(nu-j+1))=0; </p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　end</b></p

38、><p><b>　　bit=[];</b></p><p>　　for i=1:length(y4)</p><p>　　bit=[bit,code(i,:)];</p><p><b>　　end</b></p><p>　　此函數(shù)的功能是將抽樣后的值量化后進(jìn)行自然二進(jìn)制編碼

39、。采用8位二進(jìn)制編碼。</p><p><b>　　子函數(shù)3：</b></p><p>　　function bit2=xianxi(m)</p><p>　　H= [ 0 1 1 1 1 0 0;</p><p>　　1 0 1 1 0

40、 1 0;</p><p>　　1 1 0 1 0 0 1];</p><p>　　G= [1 0 0 0 0 1 1;</p><p>　　0 1 0 0 1 0 1;</p><p>

41、;　　0 0 1 0 1 1 0;</p><p>　　0 0 0 1 1 1 1 ]; %生成矩陣</p><p>　　C=rem(m*G,2);</p><p>　　[c,z]=size(C);</p><p><b>　　bit2=

42、[];</b></p><p><b>　　for i=1:c</b></p><p>　　bit2=[bit2,C(i,[1:7])];</p><p><b>　　end</b></p><p>　　此函數(shù)的功能是進(jìn)行信道編碼即：將每四位二進(jìn)制后加三位監(jiān)督位，比特流的總長(zhǎng)度除以四余下

43、的則不進(jìn)行加監(jiān)督位。</p><p><b>　　子函數(shù)4：</b></p><p>　　function bit3=xianxiyima(gg)</p><p><b>　　p=gg;</b></p><p><b>　　R=[];</b></p><p

44、><b>　　S=[];</b></p><p>　　for i=1:length(p)/7</p><p>　　R(i,[1:7])=p((i-1)*7 +1:i*7);</p><p><b>　　end</b></p><p>　　H= [ 0 1 1 1

45、 1 0 0;</p><p>　　1 0 1 1 0 1 0;</p><p>　　1 1 0 1 0 0 1];</p><p>　　[c,z]=size(R);</p><p>　　S=rem(R*H',2);<

46、/p><p>　　for i=1:c %伴隨式的行次</p><p><b>　　for j=1:7</b></p><p>　　b=all(S(i,:)==H(:,j)');</p><p><b>　　if b==1</b></p><p>　　R(i,j)=~

47、 R(i,j);</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　R(:,[

48、5:7])=[];</p><p>　　[c,z]=size(R);</p><p><b>　　bit3=[];</b></p><p><b>　　for i=1:c</b></p><p>　　bit3=[bit3,R(i,[1:4])];</p><p><b&

49、gt;　　end</b></p><p><b>　　子函數(shù)5：</b></p><p>　　function bb=BPSK(bit)</p><p>　　fs = 30000;</p><p><b>　　Ts = 0.1;</b></p><p>　　m =

50、 fs * Ts; %一個(gè)碼無(wú)所占寬度</p><p>　　High =ones( 1,m);</p><p>　　Low =zeros( 1,m );</p><p>　　U=rem(length(bit),4);</p><p>　　sheng=[bit(length(bit))-U+1:bit(length(bit))

51、];</p><p>　　w =300; %角頻率</p><p>　　for i=1:length(bit)/4</p><p>　　decode(i,[1:4])=bit((i-1)*4 + 1 : i*4);</p><p><b>　　end</b></p><p

52、>　　bit2=xianxi(decode); %線性分組碼編碼 </p><p>　　Sign = [bit2,sheng];</p><p>　　L=length (Sign ); %信號(hào)長(zhǎng)度</p><p>　　st=zeros (1,m*L);</p><p>　　sign1=zeros (1,m*L);</

53、p><p>　　t = 0:1/fs:Ts*L-1/fs;</p><p><b>　　for i=1:L</b></p><p>　　if Sign(i)==1</p><p>　　sign1((i-1)*m +1:i*m) = High;</p><p><b>　　else</b

54、></p><p>　　sign1((i-1)*m +1:i*m) = Low;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　for i=1:L</b></p><p>　　i

55、f Sign(i) == 1</p><p>　　st((i-1)*m +1:i*m) =cos(2* pi*w *t((i-1)*m + 1:i*m)+(pi/ 2));</p><p><b>　　else</b></p><p>　　st((i-1)*m +1:i*m) =cos(2* pi*w *t((i-1)*m + 1:i*m));

56、</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　st1=st;</b></p><p>　　st1=st1+cos(3000*t);</p><p><b>　　figure

57、</b></p><p>　　plot(t, sign1);</p><p>　　axis( [0,Ts*(L+1),-(1/2),3/2] );</p><p>　　title ( '編碼后的信號(hào)' );</p><p><b>　　grid</b></p><p>

58、<b>　　figure</b></p><p>　　subplot (2,1,1);</p><p>　　plot (t,st );</p><p>　　axis([0,Ts*(L+1), - 3/ 2,3/2] );</p><p>　　title ( '數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)' );</p>

59、<p><b>　　grid</b></p><p>　　subplot (2,1,2);</p><p>　　plot ( t, st1 );</p><p>　　axis( [0,Ts*(L+1)+1, -5/2,5/2]);</p><p>　　title ( '加噪后的信號(hào)' );&l

60、t;/p><p><b>　　grid</b></p><p>　　dt = st1.*cos(2*pi*w*t );</p><p><b>　　figure</b></p><p>　　plot (t,dt);</p><p>　　axis( [0,Ts*(L+1),-2,

61、5/2] );</p><p>　　title ( '與相干波相乘后的波形' );</p><p><b>　　grid</b></p><p>　　[N,Wn] = buttord( 2*pi*50, 2*pi*100,3,25,'s'); %臨界頻率采用角頻率表示</p><p>　　

62、[b,a]=butter(N,Wn,'s');</p><p>　　[bz,az]=impinvar(b,a,fs); %映射為數(shù)字的</p><p>　　dt = filter(bz,az,dt);</p><p><b>　　figure</b></p><p>　　plot (t,dt);</

63、p><p>　　axis( [0,Ts*(L+1),- 3/2,3/2] );</p><p>　　title ( '低通濾波后的波形' );</p><p>　　ss=dt; %存放抽樣判決后的值</p><p><b>　　bit1=[];</b></p><p>　　tt=le

64、ngth(ss)/L;</p><p>　　for i=tt/2:tt:length(ss)</p><p>　　if ss(i)>(1/4)</p><p>　　ss((i-tt/2+1):(i+tt/2))=zeros ( 1,3000);</p><p>　　bit1=[bit1,0];</p><p>

65、<b>　　else</b></p><p>　　ss((i-tt/2+1):(i+tt/2))=ones ( 1,3000);</p><p>　　bit1=[bit1,1];</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p

66、><p><b>　　figure</b></p><p>　　plot (t,ss,'r-');</p><p>　　axis( [0,Ts*(L+1), -1/2,3/2] );</p><p>　　title ( '信道譯碼信號(hào)' );</p><p><b

67、>　　grid</b></p><p><b>　　bb=[];</b></p><p>　　U1=rem(length(bit1),7);</p><p>　　l=length(bit1);</p><p>　　sheng1=[bit1(length(bit1))-U1+1:bit1(length(b

68、it1))];</p><p>　　bit1([l-U1+1:bit1(l)])=[];</p><p>　　bb=xianxiyima(bit1); %線性分組碼譯碼;</p><p>　　bb=[bb,sheng1];</p><p>　　此函數(shù)的功能是將信源編碼后的0、1序列再經(jīng)過(guò)信道編碼（7，4）線性分組碼編碼，將信道編碼后的信號(hào)進(jìn)

69、行BPSK調(diào)制，由于考慮到在信道中傳輸是會(huì)有噪聲的影響，所以在仿真時(shí)我人為的加入一定的噪聲。</p><p>　　在接收端進(jìn)行相干解調(diào)，用一個(gè)與調(diào)制信號(hào)同頻的信號(hào)與接收到的信號(hào)（加入噪聲后的已調(diào)信號(hào)）相乘，再用一個(gè)數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，去掉了信號(hào)中的高頻成份和噪聲，取出直流分量，得到方波信號(hào)，對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行抽樣判決將其轉(zhuǎn)換成0、1比特流后，再經(jīng)過(guò)信道譯碼。</p><p><b>

70、　　子函數(shù)6：</b></p><p>　　function a3=yima(y,n)</p><p><b>　　m=2/n;</b></p><p>　　for i=1:n+1</p><p>　　q(i)=(-1)+(i-1)*m;</p><p><b>　　end&

71、lt;/b></p><p><b>　　tt=[];</b></p><p><b>　　tt(1)=-1;</b></p><p>　　for x=2:length(q)</p><p>　　tt(x)=(q(x-1)+q(x))/2; %存放第幾個(gè)電平段的電平值</

72、p><p><b>　　end</b></p><p>　　tt=[tt,1];</p><p>　　nu=ceil(log2(n));</p><p>　　decode=[];</p><p>　　for i=1:length(y)/(nu+1)</p><p>　　deco

73、de(i,[1:(nu+1)])=y((i-1)*(nu+1) + 1 : i*(nu+1));</p><p><b>　　end</b></p><p>　　ab=[] ; % 存放的十進(jìn)制數(shù)，到tt中去找對(duì)應(yīng)值</p><p>　　[w,z]=size(decode);</p>&l

74、t;p><b>　　for j=1:w</b></p><p><b>　　L=nu;</b></p><p><b>　　value=0;</b></p><p><b>　　for i=0:L</b></p><p>　　value=decode

75、(j,i+1)*(2^(L-i))+ value;</p><p><b>　　end</b></p><p>　　ab(j)=value;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　decode;</b></p><p>

76、<b>　　w;</b></p><p>　　a3=[] ; % 存放信源譯碼值</p><p>　　for i=1:w </p><p>　　a3(i)=tt(ab(i));</p><p><b>　　end</b></p>&

77、lt;p>　　此函數(shù)的功能是將接收到的0、1比特流分為八位二進(jìn)制一組一組的，再將每八位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，再到每段中去尋到與發(fā)關(guān)端有相同約定段號(hào)值。即可恢復(fù)原信號(hào)的量化值。</p><p><b>　　子函數(shù)7：</b></p><p>　　function y5=Ayi(y,A)</p><p>　　for i=1:length(y)

78、</p><p>　　if((abs(y(i))>=0)&(abs(y(i))<=(1/(1+log(A)))))</p><p>　　y1(i)=y(i)*(1+log(A))/A;</p><p>　　else if((abs(y(i))<=1)&(abs(y(i))>(1/(1+log(A)))))</p>

79、<p>　　y1(i)=(1/A)*sign(y(i))*exp(abs(y(i))*(1+log(A))-1);</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　end</b></p><p>&

80、lt;b>　　y5=y1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　此函數(shù)的功能是將恢復(fù)的量化值通過(guò)A律反轉(zhuǎn)換公式得到對(duì)應(yīng)的值，是用13拆線轉(zhuǎn)換的反過(guò)程。因?yàn)樵诋?dāng)A＝86.5時(shí)，可以用13折線用13條折線近似A律的平滑曲線，在實(shí)際工程中A律的平滑曲線不易實(shí)現(xiàn)，而用13折線法可以降低工程實(shí)現(xiàn)中的難度。</p>

81、<p><b>　　主函數(shù)：</b></p><p><b>　　clc</b></p><p><b>　　clear all</b></p><p>　　t=0:0.1:6*pi;</p><p>　　a1=sin(t); %模擬信源&

82、lt;/p><p><b>　　figure(1)</b></p><p>　　plot(t,a1);</p><p>　　title ( '原始模擬信號(hào)' );</p><p>　　t1=0:2*pi/32:6*pi; %抽樣</p><p>　　a=sin(t

83、1);</p><p><b>　　figure</b></p><p>　　plot(t1,a);</p><p>　　stem(t1,a);</p><p>　　title ( '抽樣信號(hào)' );</p><p>　　y4=zhexian(a) ; %13

84、折線 </p><p>　　n=256; %量化電平數(shù);</p><p>　　bitstream=bianma(y4,n);</p><p>　　bit1=BPSK(bitstream);</p><p>　　y2=yima(bit1,n);</p><p>　　y5=A

85、yi(y2,87.65);</p><p><b>　　figure</b></p><p><b>　　plot(y5);</b></p><p>　　stem(y5,'r')</p><p>　　axis([0,100,-1,1.01])</p><p>

86、<b>　　figure</b></p><p>　　plot(y5,'r');</p><p><b>　　hold on</b></p><p>　　plot(y5,'.b');</p><p>　　axis([0,100,-1,1.01])</p>

87、<p>　　主函數(shù)的功能是是產(chǎn)生模擬信號(hào)并且進(jìn)行抽樣得到抽樣值，然后將各個(gè)子函數(shù)銜接到一塊，形成一個(gè)比較完整的通信系統(tǒng)，進(jìn)行仿真畫(huà)出各個(gè)階段重要的圖形，以便觀察和分析。</p><p><b>　　調(diào)試過(guò)程：</b></p><p>　　將各個(gè)子程序和主程序都放入MATLAB的工作空間中，雙擊main.m文件后，點(diǎn)擊Debug Run 運(yùn)行程序。<

88、;/p><p><b>　　圖2.4 調(diào)試</b></p><p>　　在這次通信系統(tǒng)仿真編程中，我遇到了很多問(wèn)題，例如在利用13折線進(jìn)行數(shù)值變轉(zhuǎn)時(shí)，需要考慮歸一化問(wèn)題，并且考慮到在第一象限和第三象限的情況基本相同，只是符號(hào)相反，所以只需考慮一段，那么在進(jìn)行運(yùn)算是得先把原來(lái)的值的符號(hào)位保存，再在變換后的值上添加符號(hào)值。還有在對(duì)連續(xù)幅值進(jìn)行量化時(shí)，我也犯了一些思路上的混亂，

89、導(dǎo)致我在調(diào)試的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤，但當(dāng)我反復(fù)一遍遍檢查，發(fā)現(xiàn)只是在取值端點(diǎn)上沒(méi)有弄好，當(dāng)我改后就好了。</p><p>　　還有在編碼時(shí)，一開(kāi)始不知怎么的老是前幾個(gè)數(shù)編出來(lái)只有六位，我又上那塊去找原因，發(fā)現(xiàn)又是在取值邊界上的問(wèn)題，我改后這個(gè)問(wèn)題也解決了。在進(jìn)行BPSK調(diào)制時(shí)，出現(xiàn)了相位模糊的問(wèn)題，我在抽樣判決后，人為的進(jìn)行取反，就得到了正確的0、1比特流。在信源譯碼的時(shí)候要注意的是，取的量化電平值要和發(fā)送端約定好，以便

90、在接收到0、1比特流后能夠正確譯出量化值，在量化值恢復(fù)成原始抽樣值時(shí)，我采用的是A律反解法，因?yàn)樵谖以O(shè)計(jì)的程序中令A(yù)的值為87.65，此時(shí)的A律曲線和13拆線很接進(jìn)，為了觀查它們的近似度，我在發(fā)送端和接收端分別用了13折線和A律公式。</p><p>　　第3章 仿真及其結(jié)果分析</p><p>　　先得到原始模擬信號(hào)如下圖：</p><p>　　圖3.1原始模擬信

91、號(hào)</p><p>　　將此模擬信號(hào)按每周期取32個(gè)點(diǎn)抽樣，得到以下圖形：</p><p><b>　　圖3.2抽樣信號(hào)</b></p><p>　　將抽樣后的量化值進(jìn)行二進(jìn)制編碼，第八位二進(jìn)制數(shù)表示一個(gè)量化值，將得到的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行信道編曲碼，得到如下圖形：</p><p>　　圖3.3信道編碼后的信號(hào)</p>

92、;<p>　　經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制后的信號(hào)和在調(diào)制后的信號(hào)中加入噪聲有如下圖形：</p><p>　　圖3.4數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)及加噪后的信號(hào)</p><p>　　在接收端用一個(gè)與調(diào)制后的波同頻的相干波與接收到的信號(hào)相乘后得到以下圖形：</p><p>　　圖3.5與相干波相乘后的波形</p><p>　　經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器濾除噪聲和

93、載波后的波形如下圖：</p><p>　　圖3.6低通濾波后的波形</p><p>　　通過(guò)信道譯碼后的圖形如下：</p><p>　　圖3.7信道譯碼信號(hào)</p><p>　　將信道譯碼后的信號(hào)，分為八位二進(jìn)制位一組一組的，再將其恢復(fù)成十進(jìn)制數(shù)，到對(duì)應(yīng)段去找取值，即恢復(fù)原始信號(hào)的量化值，再將其值通過(guò)A律公式反解出原始信號(hào)的抽樣</p&

94、gt;<p>　　圖3.8反解出的抽樣信號(hào)</p><p>　　將上圖用平滑的曲線邊接起來(lái)，再標(biāo)注上抽樣點(diǎn)則得到如下圖形：</p><p><b>　　圖3.9恢復(fù)信號(hào)</b></p><p><b>　　第4章 結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我真的感到受益匪淺

95、。因?yàn)槲腋映浞值睦斫饬苏n本上的知識(shí)，很多平時(shí)不太理解的知識(shí)點(diǎn)都開(kāi)始認(rèn)真復(fù)習(xí)并賦予實(shí)踐當(dāng)中了。對(duì)于通信系統(tǒng)仿真的設(shè)計(jì)，我得到了很大的提升，這也是我意識(shí)到現(xiàn)在我們所學(xué)習(xí)的一切知識(shí)都只是為將來(lái)付諸實(shí)踐而準(zhǔn)備的，所以，我們應(yīng)該堅(jiān)持著一切從實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，只有這樣才能充分的發(fā)揮我們的才能。通過(guò)MATLAB 語(yǔ)言對(duì)PCM調(diào)制系統(tǒng)的采樣、量化、編碼的仿真與計(jì)算，使得分析PCM調(diào)制系統(tǒng)變得直觀簡(jiǎn)單。</p><p>&

96、lt;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王秉鈞，馮玉氓等. 通信原理[M].清華大學(xué)出版社2006年11 月</p><p>　　[2]John G. proakis等著, 劉樹(shù)棠譯. 現(xiàn)代通信系統(tǒng)(Matlab版)（第二版）[M], 電子工業(yè)出版社, 2006.9</p><p>　　[3]Bernard Sklar著, 徐平平

97、等譯. 數(shù)字通信－基礎(chǔ)與應(yīng)用(第二版) [M], 電子工業(yè)出版社, 2004.11</p><p>　　[4]孫屹. Matlab通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)[M], 國(guó)防工業(yè)出版社，2005.1</p><p>　　[5]王福昌. 通信原理[M]. 清華大學(xué)出版社，2006.9</p><p>　　[6]樊昌信等. 通信原理（第6版）[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社，2008.3&l

98、t;/p><p>　　[7]《現(xiàn)代通信原理》，曹志剛，錢(qián)亞生，清華大學(xué)出版社，1992[8]《現(xiàn)代通信原理與技術(shù)》，張輝，曹麗，西安電子科技大學(xué)出版社，2005[9]《數(shù)字通信(第三版) 》，(美)John G.Proakis，張力軍等譯，電子工業(yè)出版社，2001[10]《通信原理(第六版)同步輔導(dǎo)及習(xí)題全解》，王穎惠，牛麗英，水利水電出版社，2009[11]《通信原理—基于Matlab的計(jì)算機(jī)仿真》，郭文彬