一、 设计内容

输入信号为给定语音信号 ，对该信号进行抽样、量化和13折线PCM编码，经过传输后，接收端进行PCM译码。试用MATLAB编程实现： 1）画出A＝1时未编码的波形与PCM译码后的波形。

2）设信道没有发生误码，画出不同幅度下（A取值为学号乘0.5）PCM译码后的量化

信噪比曲线。

二、 设计目的

1）培养学生熟练运用MATLAB语言进行通信系统仿真的能力； 2）加深学生对模似信号数字化知识点的理解；

3）培养学生系统设计与系统开的思想； 三、 设计要求

1）独立完成课题设计题目；

2）对所设计的课题原理要有较深入的了解，画出原理框图； 3）提出设计方案；

4）通过编写程序完成设计方案；

5）中间各个过程的仿真过程给出仿真结果；

6）提交详细的课程设计报告；同一题目设计报告雷同率达40%，双方均视为不合格。 四、 实验条件

计算机，matlab软件 五、 系统设计

1、 系统原理简介 （1）PCM编码原理

脉冲编码调制(PCM，Pulse Code Modulation)在通信系统中完成将语音信号数字化功能。是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样为8个位，总共64kbps。PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和 律方式，本设计采用了A律方式。

由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码，采用非均匀量化PCM编码示

意图如图1所示。

图1 PCM原理框图

（2）A律13折线原理

实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。广泛采用的两种对数压缩律是 压缩律和A压缩律。美国采用 压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律，因此，PCM编码方式采用的也是A压缩律。

所谓A压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：

y

y 其中A 87.6。

Ax1 lnA1 lnA

,0 X ,1A

1A

（3）

1 lnAx

X 1 （4）

在实际中，A律13折线应用比 律13折线用得广泛。 2、 设计方案

（1）PCM编码函数设计流程图

图2 主函数流程图

（2） PCM编码函数设计流程图

图3 编码函数

（3）PCM译码函数设计流程图

图4 译码

3、 方案实施

具体程序如下： clear all; t=0:0.01:5;

m=sin(2*pi*t+2*pi*rand(1)); v=1;

mm=m/v;

smm=floor(mm*2048); subplot(4,1,1); plot(t,m);

ylim([-2 2]);

y1=pcm_encode(smm); y2=pcm_decode(y1,v) subplot(4,1,2); plot(t,y2);

ylim([-1 1]);

x=6*0.5*sin(2*pi*t+2*pi*rand(1)); xx=x/(6*0.5); v=6*0.5;

sxx=floor(xx*2048); y=pcm_encode(sxx);

yy=pcm_decode(y,v);

nq=sum((x-yy).*(x-yy))/length(x); sq=mean(yy.^2); snr=(sq/nq);

snrq=10*log10(mean(snr)) subplot(4,1,3); plot(t,x);

subplot(4,1,4); plot(t,yy); 4、 仿真结果分析

snrq =-0.0535

六、 设计心得

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础． 七、 参考文献

1、《通信原理》第六版，樊昌信、程丽娜 主编，国防工业出版社 2、《matlab程序设计教程》第二版，刘卫国主编，中国水利水电出版社