PCM编码与传输实验设计.doc

当代通信系统课程实验设计报告
题 目： PCM编码与传播实验设计
姓 名： 陈伟强
学 号：
学 院： 物理与信息工程学院
专 业： 电子与通信工程
年 级： 级
指引教师：
年 12 月 25 日
PCM编码与传播 实验设计
实验目的
通过合理实验设计，针对某个特定信号，考察线性编码和非线性编码（以A律为例）性能，然后对编码后二进制码流，分别采用二进制双极性基带传播、BPSK传播以及QPSK传播，考察它们在加性高斯白噪声信道下性能。
实验框图设计
分析实验目后可以得出如下几点实验规定：
实验规定进行线性和非线性两种方式进行编码
每种编码方式非别要通过双极性、BPSK、QPSK进行调制
要模仿高斯信道，需要加入高斯噪声模仿信道传播过程
对三种调制方式分别进行解调，比较有关参数
进行PCM解码，比较两种编码方式优劣
依照实验规定画出系统实现框图：
图2-1 系统发送端原理框图
图2-2 系统接受端原理框图
如上图2-1、2-2所示，系统总共分六路进行传播。其中量化编码有两种方式，调制有三种办法，一下将每种办法单独设计在联系到系统中。
采样
本系统设计时重要考虑针对语音信号进行传播，~，抽样速率需不不大于2倍最高频率，本系统选用抽样率为8kHz。
非均匀量化编码、解码器设计
该系统非均匀量化编码器采用A律13折线法。程序设计思路是：
段内编码
除以最大值后乘以2048
量化
判断正负及所在段落进行段落编码
图2-3 非线性量化编码设计框图
非均匀量化解码为编码逆过程，一方面判断其正负值，然后判断其段落码后得到起始电平和段内码步进，依次解段内码后求得原信号。码字第一位表达信号极性，第二到第四位表达信号段落码，背面四位表达信号段内码。
均匀量化编码、解码器设计
均匀量化采用12位编码。第一位表达信号极性，后十一位均用来表达信号幅值，每一种量化间隔为1个量化单位。解码器一方面对第一位进行判断得到信号极性后依照后十一位得出信号幅值即可解原始信号值。
双极性二进制基带传播系统设计
在量化后得到一种码序列x，在此不深究x属于何种量化方式，只考虑0、1序列进行传播。一方面是将需要传播二进制序列x转换成双极性序列，即0变为-1,1仍为1。这种变换可以用简朴数学变化得到：
Xd=x*2-1
将输入码元通过上述公式变换后即可得到双极性码字序列，在码字中加入高斯噪声即可模仿信道传播。接受端接受到信号后，信号中存在噪声分量，需要对双极性码进行判决。按照编码思路，咱们同样可以通过数学公式实现：
Xo=（Xd+1）/2
但在本系统中采用下列判决方式，即在抽样点判断信号极性，为正输出1，负责输出0：
Xo=Xd>0；
BPSK系统设计
BPSK系统两个符号调制后存在180度相位差，用cos（2*pi*fc*t）调制后体当前信号极性变换时调制信号方向。因而设计BPSK系统时，一方面将码字序列x转换成双极性码字Xd，则通过：
S（t）=Xd*cos（2*pi*fc*t）
即可实现相位180度翻转，如下图示。
图2-4 BPSK调制信号180度相位翻转
BPSK解码采用相干解调方式，即将通过信道加入噪声信号乘以本机产生与BPSK调制采用余弦载波同频同相震荡信号，在对每个码元期间做积分运算，通过判决器即可恢复原调制信号。
QPSK系统设计
QPSK系统设计思路类似于BPSK系统，但不同是BPSK系统只有一路信号和一路载波，而QPSK系统拥有两个支路信号两个载波信号，两个载波信号互相正交。
由于QPSK有两个支路，需要将待调制码字序列提成2路分别进行调制，最简朴办法就是取出基数为进入I支路调制，取出偶数位进入Q支路调制。这里信号序列也需要先转换成双极性序列。
I支路载波为cos（2*pi*fc*t），Q支路载波为sin（2*pi*fc*t），各支路调制方式和BPSK同样，但得到Si（t）、Sq（t）后还需将两路信号相加得到最后调制信号S(t):
S(t)= Si（t）+ Sq（t）
解调时，只需将S（t）信号分别乘以本机产生I、Q支路震荡信号，取出相应分量后进行积分判决，其办法类