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通信系统实验设计报告
——模拟信号数字化

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通信系统实验设计报告
——模拟信号数字化
一、概述：
模拟信号的数字化传输带来许多好处，当数字信号经过屡次转 换、中继、远距离传输后仍然有比拟高的信噪比，而模拟信号那么在此 方面较差。而且，模拟信号数字化以后便于进行处理如加密等，因此 数字化已普遍得到应用
二、系统的工作原理及性能分析
模拟信号经pcm编码后，进行扩频，在加性高斯信道传输后，进 行解扩频，pcm解码后恢复原信号。

三、各功能模块原理分析
1、PCM编码及解码
PCM编码通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号
转换为数字编码。为便于用数字电路实现，其量化电平数一般为2的 整数次幕，有利于采用二进制编码表示。采用均匀量化时，其抗噪声 性能与量化级数有关，每增加一位编码，其信噪比增加约6dB,但实 现的电路复杂程度也随之增加，占用带宽也越宽。因此实际采用的量 化方式多为非均匀量化，通常使用信号压缩与扩张技术来实现非均匀 量化。在保持信号固有的动态范围前提下，在量化前将小信号进行放 大而对大信号进行压缩。通常的压缩方法有13折线A律和u律两种 标准，国际通信中多采用A律。采用信号压缩后，用8位编码实际可 以表示均匀量化11位编码时才能表示的动态范围，能有效提高小信 号时的信噪比。
2、扩频及解扩频
所谓扩展频谱技术（简称扩频技术）一般是指用比信号带宽宽得 多的频带宽度来传输信息的技术。实验中采用直接序列扩频。直接序 列调制就是载波直接被伪随机码序列调制。在发射机端，要传送的信 息先转换成二进制数据或符号，与伪随机码（PN码）进行模2和运 算后形成复合码，再用该复合码直接调制载波。在接收机端，用与发 射端完全同步的PN码对接收信号进行解扩后经解调器还原输出原始 数据信息。扩频后，进行PSK调制，通过加性高斯信道后进行相干解 调，再进行解扩频。
四、仿真图及图符工作参数选择
模拟信号为话音信号，最高频率约为3400Hz,故采样频率设为 8000Hzo并串转换后为64KHz,用640KhzPN序列进行扩频，6. 4MHz 正弦信号进行PSK调制。
系统仿真图:

扩频及
解扩频
01061563张海英
I I
;01061J364 霍宇浩
SystemView by ELANIX III

主要图符参数如下:
Token 5 Parameters:
Comm: Compander A—Law
Max Input = ±5
Max Rate = 10e+6 Hz
Token 7 Parameters:
Logic: ADC
Two's Complement Gate Delay = 0 sec Threshold = 500e-3 v True Output = 1 v False Output = -1 v
No. Bits = 8
Min Input =一5V
Max Input = 5 v
Rise Time = 0 sec
Analog = t5 Output 0
Clock = t8 Output 0
Output 0 = Q-0 t24
Output 1 = Q-l t25
Output 2 = Q-2 t26
Output 3 = Q-3 t27
Output 4 = Q-4 t28
Output 5 = Q-5 t29
Output 6 = Q-6 t30
Output 7 = Q-7 t31
Output 8 = Q-8
Output 9 二 Q-9
Output 10 二 Q-10
Output 11 = Q-ll
Output 12 = Q-12
Output 13 = Q-13
Output 14 = Q-14
Output 15 二 Q-15
Max Rate (Port 0) = 10e+6 Hz
Token 8 Parameters:
Source: Pulse Train
Amp = 1 v
Freq = 8e+3 Hz
PulseW = 50e-6 sec
Offset = 0 v
Phase = 0 deg
Max Rate = 10e+6 Hz
Token 9 Parameters:
Logic: DAC
Two's Complement
Gate Delay = 0 sec
Threshold = 0 v
No. Bits = 8
Min Output =一5V
Max Output = 5 v
D-0 = tl03 Output 0
D-l = tl02 Output 0
D-2 = tlOl Output 0
D-3 = tlOO Output 0
D-4 = t99 Output 0
D-5 = t98 Output 0
D-6 = t97 Output 0
D-7 = t96 Output 0
D-8 = None
D-9 = None
D-10 = None
D-ll = None
D-12 = None
1)-13 = None
D-14 = None
D-15 = None
Max Rate = 10e+6 IIz
Token 13 Parameters:
Operator: Linear Sys Butterworth Lowpass HR 3 Poles
Fc = 3. 6e+3 Hz
Quant Bits = None
Init Cndtn = Transient
DSP Mode Disabled
Max Rate = 10e+6 IIz
Token 47 Parameters:
Source: Sinusoid
Amp = 1 v
Freq = 6.4e+6 Hz
Phase = 0 deg
Output 0 = Sine t48 t51
Output 1 = Cosine
Max Rate (Port 0) = 10e+6 Hz
Token 45 Parameters:
Source: PN Seq
Amp = 1 v
Offset = 0 v
Rate = 640e+3 Hz
Levels = 2
Phase = 0 deg
Token 53 Parameters:
Operator: Linear Sys Butterworth Lowpass HR 3 Poles
Fc = 70e+3 Hz
Quant Bits = None
Init Cndtn = Transient
DSP Mode Disabled
Token 54 Parameters: Logic: Buffer
Gate Delay = 0 sec Threshold = 0 v True Output = 1 v False Output =一1 v Rise Time = 0 sec Fall Time = 0 sec
五、输入信号的设想及参数选择
输入信号为话音信号，仿真用500Hz, 1500Hz及3400Hz正弦信 号叠加模拟。
六、各主要输出信号点的预想
PCM编码输出为8000KHZ序列，并串转换后为64KHz序列，设为 g(t)。扩频用PN序列为640Khz,设为h(t),那么扩频输出为g(t)h(t)。 PSK调制后为g(t)h(t)sin(cot)。解扩频输出为64KHz序列g' (t), 与g(t)相同。PCM解码后得到信号与原始模拟信号近似。