基于女生微信名字MATLAB/Simulink的数字电话通信系统分析与仿真
摘 要
南京大屠杀时间本文以Simulink 为软件平台，充分利用其提供的通信工具箱中的模块，以常用的DPCM(Differential Pul Code Modulation)和PCM(Pul-Code Modulation)数字电话通信系统为例，对这两种通信系统进行了模型构建、系统设计、参数设置、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，其中还包括了A律与μ律量化误差的分析，并且重点对DPCM与PCM女皇艾希duty进行误差分析和比较，并且对差错不可控以及频带利用率不高的缺点加入了纠错编码和复用技术并对其进行了仿真。通过系统的仿真与分析可以看出Simulink 在系统建模和仿真中的巨大优势，根据仿真结果分析系统性能，并且找出最优的系统配置方案。
MATLAB is a system of high degree integration. Simulink is a software package that is ud for molding, simulation and analysis to the dynamic system. MATLAB/Simulink was regarded as the software platform, and the communication system toolbox and the signal processing toolbox were utilized to design digital phone communications ystem of DPCM and PCM. And then the modeled structure, designed system, shown result, analyzed error
and the comprehensive analysis were given for the two communication systems bad on Simulink. The error analysis, the comparison of the DPCM and PCM, the error correction coding and the multiply were emphasized at last.
关键字
Simulink；仿真；DPCM；PCM
一、 课题背景
经典咏流传观后感Simulink 是MATLAB提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它让用户把精力从编程转向模型的构造，为用户省去了许多重复的代码编写工作；Simulink 的每个模块对用户而言都是透明的，用户只须知道模块的输入、输出以及模块的功能，而不必管模块内部是怎么实现的，于是留给用户的事情就是如何利用这些模块来建立模型以完成自己的仿真任务；至于Simulink 的各个模块在运行时是如何执行，时间是如何采样，事件是如何驱动等细节性问题，用户可以不去关心，正是由于Simulink 具有这些特点，所以它被广泛的应用在通信仿真中，而本文正是从这一思想出发，利用Simulink 强大的工具箱和其建模的优
势建立了常用的DPCM 和PCM 存储卡数字电话通信系统仿真模型，对这两种通信系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析，其中还包括了A律与μ律量化误差的分析，并且重点对DPCM与PCM进行误差分析和比较，而且该分析方法同样可推广到其它的通信系统，具有普遍意义。
此外，通过构建数字电话通信系统，对上学期通信原理课中讲到的信源编码与解码，信道编码与解码，信道传输，信道的信噪比对系统的影响，信号的调制与解调加深了理解，对整个系统的工作过程有了更进一步的认识。通过对系统的各个部分的性能分析，比较学习各种编码，调制方法的优劣，并进行系统的优化设计，已达到更为优良的传输效果。
二、 原理介绍及系统模型构建
2.1数字电话通信系统的组成原理说明
通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。又因数字通信系统拥有如下特点：⑴抗干扰能力强，无噪声积累。⑵保密性能好 。⑶便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。得到了广泛的应用。
实现数字通信，首先必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数转换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样认识钟表课件”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，可以以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值，也可以不等间隔抽取。第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。数字信号送入数字网进行传输。接收端则是一个还原过程，把收到的数字信号变为模拟信号，即“数模转换”，从而再现原始信号。数字通信系统模型如图2-1所示。
图2-1 数字信号系统模型
2.2数字通信系统模型构建图
虽然语音信号的频率通常在300~3400Hz之间，不过为了仿真和分析方便，在此选用频率为中国人民公安大学官网1Hz的正弦波替代作为信源，这样并不影响仿真和分析结果。
● PCM通信系统构建
量化后的信号，已经是取值离散的数字信号。传输是要对数字信号编码，最常用的编码是用二进制的符号，例如“0”和“1”，表示此离散数值。通常把从模拟信号抽样，量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（PCM），有时也将其称为“模拟/数字（A/D）变换”。其原理方框图如图2-2所示，在simulink工具箱中抽样量化编码器则实现了这一功能，为了使编码后的信号可以在带通信道中传输，必须用数字基带信号控制载波，进行数字调制，因此采用了M-FSK对其进行了调制，在接收端用相反的方式进行了解调及解码，得到恢复信号。PCM仿真模型结构如图2-3所示。
图2-2 PCM原理图
图2-3 PCM仿真模型结构
● DPCM通信系统构建
为了降低数字电话信号的比特率，改进办法之一是采用预测编码方法，差分脉冲编码调制（DPCM）是广泛应用的基本的预测方法。在预测编码中，每个抽样值不是独立的编码，
而是先根据前几个抽样值计算出一个预测值，再取当前抽样值和预测值之差，将此差值编码并传输。话音信号等连续变化的信号，其相邻抽样值之间有一定的相关性，这个相关性是信号中含有冗余信息。由于抽样值及其预测值之间有较强的相关性，即抽样值和其预测值非常接近，使此预测误差的可能取值范围，比抽样值的变化范围小。所以可以少用几位编码比特来对预测误差编码，从而降低其比特率。在DPCM中，只将前一个抽样值当做预测值，再取当前抽样值和预测值之差进行编码并传输。DPCM系统原理方框图如图2-4所示。为了进一步降低量化误差，在量化时采用非均匀量化编码，A律压缩与μ律压缩。采用A律压缩的DPCM仿真模型结构如图2-5所示。
