长沙理工大学通信原理课程设计报告赵 旋学 院 计算机与通信工程 专 业 通信工程 班 级 通信10-03 学 号 33 学生姓名 赵 旋 指导教师 廖太长 课程成绩 完成日期 2012年12月28日课程设计成绩评定学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 课程成绩 完成日期 指导教师对学生在课程设计中的评价评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果学生掌握课程内容的程度课程设计完成情况课程设计动手能力文字表达学习态度规范要求课程设计论文的质量指导教师对课程设计的评定意见综合成绩 指导教师签字 年 月 日课程设计任务书计算机与通信工程学院 通信工程 专业 课程名称通信原理课程设计时间20122013学年第一学期1617周学生姓名赵旋指导老师廖太长题 目语音信号基带传输通信系统仿真基于PCM编码和线性码主要内容： 本课程设计的目的主要是仿真通信系统中的信源编码和纠错编码。录制一段语音信号，对其进行PCM编码后再进行线性编码，送入二进制对称信道传输，在接收端对其进行线性码解码和PCM解码以恢复原信号，回放比较传输前后的语音质量，改变信道差错率绘制误码率曲线，并结合理论进行说明。要求：（1）本设计开发平台为MATLAB中的Simulink。（2）模型设计应该符合工程实际，模块参数设置必须与原理相符合。（3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。（4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。应当提交的文件：（1）课程设计学年论文。（2）课程设计附件（主要是模型文件和源程序）。目录 1引言.1 1.1 课程设计的目的.1 1.2 课程设计的要求.2 1.3 设计平台.22设计原理.2 2.1 基带通信概述.2 2.2 PCM的编码方法.3 2.3 线性码编码方法.43 系统设计.5 3.1 系统设计框图.5 3.2 PCM编码器系统设计.5 3.3 PCM译码器系统设计.9 3.4 加入线性码后的系统设计.13 3.5 语音信号的PCM和线性编解码仿真.20 3.6 误码率曲线绘制.224仿真电路的分析与总结.245 结束语.25编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页语音信号基带传输通信系统仿真基于PCM编码和线性码学生姓名：赵 旋 指导老师：廖太长摘 要 本课程设计的目的主要是仿真通信系统中的信源编码与纠错编码。在课程设计中实验平台为MATLAB中的Simulink模块。绘制误码率曲线用的是MATLAB中的M文件。语音信号通过PCM编码，线性编码，然后通过二进制对称信道，在经过线性解码和PCM解码后经过低通滤波器滤波，最后还原出语音信号，从而仿真信号在基带系统中传输。改变信道误码率，用M文件计算并绘制误码率曲线图。绘制出的系统误码率曲线随着信道误码率的增大而增大，符合理论要求。本次课程设计中，语音信号在基带中传输后能较完美的还原，成功的做到了信源编解码和纠错编解码。关键词 PCM；线性码；MATLAB；Simulink；M文件1 引 言本课程设计的目的主要是仿真通信系统中的信源编码和纠错编码。录制一段语音信号，对其进行PCM编码后再进行线性编码，送入二进制对称信道传输，在接收端对其进行线性码解码和PCM解码以恢复原信号，回放比较传输前后的语音质量，改变信道差错率绘制误码率曲线，并结合理论进行说明。1.1 课程设计目的在MATLAB中的Simulink模块上模拟通信系统的信源编码和纠错编码，对语音信号进行基带传输。链接通信系统的基带传输与编解码技术。熟悉Simulink模块的使用，会用M文件绘制误码率曲线图。1.2 课程设计的要求 调用模块产生模拟正弦信号，对模拟信号进行采样、量化PCM编码，将编码后的信号进行线性纠错编码，对信号通过二进制对称信道，再进行线性纠错解码。解码后的信号再进行PCM解码，还原出原信号。改变信道误码率，计算并绘制误码率曲线图，成功后用自己录入的语音信号代替正弦信号进行调制。1.3 设计平台本课程设计的平台是MATLAB7.0下的Simulink6.0。MATLAB是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，他的交互式集成界面能够帮助用户快速的完成数值分析、矩阵运算、数字信号处理、仿真建筑、系统控制。优化等功能。而Simulink是MATLAB提供的用于对动态系统进行建筑方针和分析的工具包。Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。2 设计基本原理2.1 基带通信概述基带：信源（信息源，也称发终端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号所固有的频带（频率带宽），称为基本频带，简称基带。基带信号：信源（信息源，也称发终端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号。其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。）其由信源决定。由于在近距离范围内基带信号的衰减不大，从而信号内容不会发生变化。因此在传输距离较近时，计算机网络都采用基带传输方式。基带传输：不经过调制直接传输。基带通信亦为基带传输。它的基本结构如图2-1所示。PCM量化解码PCM量化编码线性纠错编码线性纠错解码低通滤波正弦信号还原信号二进制对称信道图2-1 基带传输系统的基本结构2.2 PCM的编码方法 PCM（脉冲光编码调制）：数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。 模拟信号数字化必须经过三个过程，即抽样、量化和编码，以实现话音数字化的脉冲编码调制。抽样是将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列；量化是将离散时间连续幅度的抽样信号转换成为离散时间离散幅度的数字信号；编码是用一定位数的脉冲妈祖表示量化采样值。其原理图如图2-3所示。量化分为均匀量化和非均匀量化。均匀量化时，对编码范围内小信号或大信号都采用等量化级进行量化，非均匀量化的实现方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。我国一般采用A压缩率，即13折线法。图2-2 13折线编码器抽样保持 模拟信号