海南大学通信原理课题设计

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课程名称：通信原理课题名称：PCM编码与译码姓名：***班级：***时间：2023年6月7日

指导老师：***

一、摘要

本设计结合PCM的抽样、量化、编码和译码原理，利用MATLAB软件编程和绘图功能，完成了对脉冲编码调制（PCM）系统的建模与仿真分析。课题中主要分为四部分对脉冲编码调制（PCM）系统原理进行建模与仿真分析，分别为采样、量化和编码原理的建模仿真，同时仿真分析了采样与欠采样的波形、均匀量化与A律13折线非均匀量化的量化性能及其差异，最终进行PCM编码和译码从而分析PCM系统的特性。通过对脉冲编码调制（PCM）系统原理的仿真分析，对PCM原理及性能有更深刻的认识，并进一步把握MATLAB软件的使用。

二、关键词：脉冲编码调制（PCM）均匀与非均匀量化MATLAB仿真

三、PCM脉冲编码原理

1.信号的采样1.1抽样定理

抽样也称取样、采样，是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。抽样定理是指：在一个频带限制在（0，fh）内的时间连续信号f（t），假使以小于等于1/(2fh)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。2.信号的量化2.1量化的定义

所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅值离散，即用一组规定的电平，把瞬时值用最接近的电平值来表示。抽样是把一个时间连续信号变换成时间离散的信号，量化则是将取值连续的抽样变换成取值离散的抽样。

寻常，量化器的输入是随机模拟信号。可以用适当速率对此随机信号m(t)进行抽样，并依照预先规定，将抽样值m(kT)变换成M个电平q1，q2，…，qM之一，有mq(kTs)=qi，若mi-1≤m(kTs)

y=y.*128;y=fix(y);y=abs(y);fori=1:length(y)if(y(i)==128)y(i)=127.999;endend

fori=1:length(y)forj=6:-1:0f(i,8-j)=fix(y(i)/2^j);y(i)=mod(y(i),(2^j));endend

fori=1:length(y);if(z(i)==1)f(i,1)=0;elsef(i,1)=1;endend

5、非均匀量化PCM编码function[out]=pcm_encode(x)n=length(x);fori=1:nifx(i)>0out(i,1)=1;else

out(i,1)=0;end

ifabs(x(i))>0out(i,3)=0;out(i,4)=0;step=2;st=0;elseifabs(x(i))>=32out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=2;st=32;elseifabs(x(i))>=64out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=4;st=64;elseifabs(x(i))>=128out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=8;st=128;elseifabs(x(i))>=256out(i,3)=0;out(i,4)=0;step=16;st=256;elseifabs(x(i))>=512out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=32;st=512;elseifabs(x(i))>=1024out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=64;st=1024;elseifabs(x(i))>=2048out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=128;st=2048;else

out(i,2)=1;out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=128;st=2048;end

ifabs(x(i))>=4096out(i,2:8)=[1111111];else

tmp=floor((abs(x(i))-st)/step);

t=dec2bin(tmp,4)-48;%函数dec2bin输出的是ASCⅡ字符串，48对应0

out(i,5:8)=t(1:4);endend

out=reshape(out',1,8*n);

6、非均匀量化PCM译码function[out]=pcm_decode(in,v)n=length(in);in=reshape(in',8,n/8);slot(1)=0;

slot(2)=32;slot(3)=64;slot(4)=128;slot(5)=256;slot(6)=512;slot(7)=1024;slot(8)=2048;step(1)=2;step(2)=2;step(3)=4;step(4)=8;step(5)=16;step(6)=32;step(7)=64;step(8)=128;fori=1:n/8ss=2*in(1,i)-1;

tmp=in(2,i)*4+in(3,i)*2+in(4,i)+1;st=slot(tmp);

dt=(in