資料介紹
本文利用SystemView 軟件, 完成一個完整的PCM 語音通信系統。詳細地描述了SystemView通信系統仿真的過程和仿真的結果分析。本文的仿真過程可以很容易的推廣到其他的通信系統仿真,從而加深了對各種通信過程的原理認識。
隨著電子技術和計算機技術的發展, 仿真技術得到了廣泛的應用。用于實時通信系統的動態仿真軟件SystemView 具有強大的功能, 可以滿足從底層到高層不同層次的設計、分析使用,并且提供了嵌入式的模塊分析方法。SystemView 使得通信系統設計變得簡潔明了,比較容易完成復雜通信系統的設計。
SystemView 具有良好的交互界面, 通過分析窗口和示波器模擬等方法,提供了一個可視的仿真過程,不僅在工程上得到應用,在教學領域也得到認可,尤其在信號分析、通信系統等領域。其可以實現復雜的模擬、數字及數模混合電路及各種速率系統, 并提供了內容豐富的基本模塊庫和專業模塊庫。本文主要闡述了利用SystemView 實現脈沖編碼調制(PCM)的編解碼。該系統的主要由PCM 編碼模塊、PCM 譯碼模塊、及邏輯時鐘控制信號構成。通過仿真展示了PCM 編碼實現的設計思路及具體過程,并加以進行分析。
1、PCM 編解碼原理
PCM 即脈沖編碼調制, 在通信系統中完成將語音信號數字化功能。脈沖編碼調制就是把一個時間連續、取值連續的模擬信號變換為時間離散、取值離散的數字信號在信道中傳輸。PCM 的實現主要包括三個步驟完成:抽樣、量化、編碼。這三個步驟分別完成時間上離散、幅度上離散、及量化信號的二進制表示。所謂抽樣,就是對模擬信號進行周期性掃描, 把時間上連續的信號變成時間上離散的信號。該模擬信號經過抽樣后還應當包含原信號中的所有信息, 也就是說能無失真的恢復原模擬信號。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。在本文中采用8Kbit/s。所謂量化,就是把經過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散, 即用一組規定的電平,把瞬時抽樣值用最接近的電平值表示。根據CCITT的建議, 為改善小信號量化性能, 采用壓擴非均勻量化。實際中,非均勻量化的通常是將抽樣值壓縮再進行均勻量化。
2、信號源子系統的組成
PCM 編解碼的對象主要是語音信號, 我們采用多個頻率在300~3400Hz(語音信號頻率范圍)的不同頻率、不同幅度的正弦信號疊加來模擬語音信號。我們在仿真中采用了4 個頻率和幅度都不同的正弦信號疊加,模擬語音信號,當然也可以用更多的正弦信號疊加模擬語音信號。
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