唐 山 学 院
通信原理 课 程 设 计
题 目 模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析 系 (部) 班 级 姓 名 学 号 指导教师
2017 年 6 月 26 日至2017 年7月 8 日 共 2 周
通信原理 课程设计任务书
一、设计题目、内容及要求 设计题目：模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析 内容及要求： 1.了解Matlab/Simulink的运行环境及应用领域； 2.逐步熟悉模拟信号数字化传输系统的仿真过程，由简到难； 3.系统仿真及波形分析 (1) 模拟信号抽样过程原理与仿真分析； (2) 模拟信号量化过程原理与仿真分析； (3) PCM编译码系统设计与仿真分析； (4) DPCM编译码系统设计与仿真分析。 (5) 在高斯信道下对PCM系统的性能进行仿真分析。（可选） 二、设计原始资料 通信原理；软件Matlab；计算机一台 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 设计说明书1份，不少于2000字，应包含模拟信号数字化传输系统原理、相关系统设计、相关软件Matlab/Simulink介绍、系统仿真及波形分析。 四、进程安排 第1-2天 课设理论讲解及仿真软件介绍、学生练习使用软件 第3-4天 相关系统设计 第5-6天 系统仿真及波形分析 第7-8天 整理、撰写说明书 第9-10天 进行测试或答辩 五、主要参考资料 [1]樊昌信、曹丽娜.通信原理.北京:国防工业出版社，2006 [2]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真.北京:电子工业出版社，2011 [3]邵玉斌.MATLAB/Simulik通信系统建模与仿真实例分析.北京:清华大学出版社，2008 [4]张水英，徐伟强.通信原理及MATLAB/Simulink仿真.北京:人民邮电出版社，2012 [5]邵佳，董辰辉. MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲.北京:电子工业出版社，2009 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 课程设计成绩评定表
出勤 情况 成 绩 评 定 提问 (答辩) 出勤天数 缺勤天数 出勤情况及设计过程表现(20分) 课设答辩(20分) 设计成果(60分) 总成绩(100分) 问题 情况 综 合 评 定 指导教师签名： 年 月 日 目录
前言................................................................. 1模拟信号抽样过程原理 ...............................................
1.1抽样原理 ......................................................
1.1.1低通型连续信号的抽样 ..................................... 1.1.2 带通信号的抽样定理....................................... 1.2 量化原理......................................................
1.2.1均匀量化 ................................................. 1.2.2 非均匀量化............................................... 1.2.3 A律压缩律 ............................................... 1.2.4 13折线................................................... 1.3脉冲编码调制（PCM） .......................................... 1.4 差分脉冲编码调制（DPCM） .................................... 2 Matlab/Simulink的简介 ............................................. 3 基于Simulink的模拟信号数字化传输的设计与仿真分析..................
3.1抽样过程的设计与仿真分析 ...................................... 3.2量化过程的设计与仿真分析 ...................................... 3.3 PCM编译码系统设计与仿真分析 .................................
3.3.1 PCM编码器设计 .......................................... 3.3.2 PCM解码器设计 .......................................... 3.3.3有干扰信号的PCM编码与解码 ............................... 3.4 DPCM编译码系统的设计与仿真分析 .............................. 4 总结............................................................... 5参考文献 ...........................................................
前言
通信系统中的信息传输已经基本数字化。在广播系统中，当前还是以模拟方式为主，但数字化的趋向也已经明显，为了改进质量，数字声频广播和数字电视广播已经提到日程上来，21世纪数字系统已经逐步取代模拟系统。尤为甚者，设备的数字化，更是日新月异。近年来提出的软件无线电技术，试图在射频进行模数转换，把调制解调和锁相等模拟运算全部数字化，这使设备超小型化并具有多种功能，所以数字化进程还在发展。
Simulink工具是MATLAB软件提供的可以实现动态系统建模和仿真的软件包，它让用户把精力从语言编程转向仿真模型的构造，为用户省去了很多重复的代码编写工作。Simulink中的每个模块对我们来说都是透明的，我们只须知道模块的输入、输出和每个模块的功能，而不需要关心模块内部是如何实现的，留给我们的事情就是如何利用这些模块来建立仿真模型以完成自己的任务。至于Simulink中的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样的，事件是如何驱动的等问题，我们可以不去关心。正是由于Simulink具有这些特点，所以它被广泛应用在通信仿真中。
1模拟信号抽样过程原理
1.1抽样原理
抽样是按照等时间等间隔进行的，模拟信号被抽样后成为抽样信号，把该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。抽样的抽样速率下限是由抽样定理确定的。抽样定理告诉我们，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输抽样定理得到的抽样值。因此该定理就为模拟信号的数字化传输提供了理论基础。
1.1.1低通型连续信号的抽样
定理内容：抽样定理在时域上可以表述为：对于一个频带限制在（0，fH）Hz内的时间连续信号f(t),如果以Ts≤1/(2fH)秒间隔对其进行等间隔抽样，则f（t）将被所得到的抽样值完全确定。
模拟信号抽样过程中各个信号的波形与频谱。
(a) 模拟信号的波形及频谱
(b) 冲激函数的波形及频谱 (c) 抽样信号的波形及频谱
图1-1抽样过程中的信号波形与频谱
以下为两种情况下的频谱分析结果。但抽样频率小于奈奎斯特频率时，即如果ωs<2ωH，则抽样后信号的频谱在相邻的周期内发生混叠，如图1-2所示，当
模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析
