PCM 系统仿真实验报告
本实验报告主要介绍了 PCM 系统的仿真实验，涵盖了 PCM 系统的基本原理、实验目的、实验内容、实验原理和实验结果等方面。
一、实验目的：
1. 了解不同通信系统的原理和信息传输方案
2. 掌握通信系统的设计方法与参数选择原则
3. 掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统的设计方法
4. 了解数字频带传输系统的原理和信息传输方案
5. 以通信系统设计为核心，掌握通信系统设计的方法及参数选择原则，提高利用计算机软件进行通信技术研究的能力
6. 熟悉通信系统的 SYSTEMVIEW 仿真测试环境
二、实验内容：
通过使用 SYSTEMVIEW 软件设计模拟信号的数字传输系统，完成系统仿真和性能测试。
三、实验原理：
PCM 系统的基本原理：
PCM(脉冲编码调制)：在发送端将低频模拟信号根据 ITU-T 提出 G.711 建议中的规则变换为数字脉冲码；在接收端从收到的数字脉冲码中恢复出低频模拟信号。
PCM 编码包括三个过程：
1. 抽样：将模拟信号转换为时间离散的样本脉冲序列
2. 量化：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
3. 编码：用一定位数的脉冲码表示量化采样
PCM 解码包括三个过程：
1. 译码：将数字 PCM 码变换成模拟信号，并去除编码过程中的变换，恢复采样后信号
2. 低通：从采样后信号恢复采样前信号形态
3. 放大：恢复原模拟信号电平
PCM 编码、解码功能框图如下：
PCM 的编码原理：
抽样：需要满足低通采样定理，采样频率 8kHz
量化：均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法
实现方法：实现非均匀量化的方法之一是把输入量化器的信号 x 先进行压扩处理，再把压扩得到的信号 y 进行均匀量化
压扩器是一个非线性变换电路，弱信号被扩大，强信号被压缩
PCM 的解码原理：
译码：包括以下两个动作
1. D/A 变换：PCM 码变换成模拟信号
2. 解压扩：采用一个与 13 段折线压扩特性相反的解压扩器来恢复 x
低通：通带要满足低通采样定理的要求
PCM 仿真的 System View 模型如下图所示：
上图中，模拟信号源是由 3 个频率分别为 500Hz，1500Hz，3400Hz 的正弦信号相加组成；6号图符为压扩器；12 号图符为解压扩器；13 号图符为巴特沃斯模拟滤波器。
可从上面的输入输出的比较覆盖图中进行分析，信号源波形经过压缩之后，其波形虽然发生了明显的变化，但是接收端能够基本正确恢复出原始信号。
随着在低通滤波器截止频率附近信号幅度增大，系统还原的波形失真变得更为明显。
从输入输出的功率谱出发可以进一步分析出波形失真的深刻原因。
因此要在经过采样后更好的恢复原有模拟信号，对信号功率谱的分析、采样频率的选择、恢复低通滤波器的设计都是非常重要的，之后设置各相关功能模块的恰当参数是获得良好恢复的途径。
数字调制及性能测试：
1. 调制：对于数字调制系统，其调制可以用模拟调制法实现。下面以 2DPSK 为例来说明模拟调制法的实现方法，其框图如下：
2DPSK 模拟调制法框图
其中 s(t) 表示信息的二进制矩形脉冲序列，码变换器实现绝对码波形到相对码波形的变换。
利用 SystemView 系统建立的 2DPSK 调制系统模拟调制法的仿真电路如下图所示。
图符 0 产生二进制矩形脉冲序列 s(t)，图符 3 和图符 4 实现差分编码，图符 9 为乘法器，图符 8 产生正弦载波。
2. 性能测试：
这里的性能测试主要指的是数字调制系统的抗噪声性能测试，也就是测试系统克服加性噪声影响的能力。
分析模型如下图所示。
加性高斯信道：
在信源库的中有高斯噪声源，通信系统发送信号通过信道时与该噪声相加再送到接收其中有高斯滤波器，通过设置适当的参数，获得所需要的高斯信道。
框图为：
对高斯噪声源设置相应的参数，以获得所需要的高斯信道模型。
伟传2019-01-04感谢资源，非常有用
