1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 通信 工程 基于 Matlab 的自适应增量调制的仿真 一、课题研究意义及现状 本课题的研究的意义在于为了使增量调制器的量化阶能自适应，也就是根据输入信号斜率的变化自动调整量化阶的大小，以使斜率过载和粒状噪声都减到最小。目前，比较常见的有 3 种自适应增量调制系统分别为连续可变斜率增量调制 (CVSD)，固定系数增量调制(CFDM)，和改进的混合压扩增量调制 (HCDM)。 早期的简单增量调制的缺点是动态范围很窄，不能满足实用电话系统的要求，因此，出现了许多不同种类的增量调制的改进形式。 其中应用较广泛的一类是自适应增量调制，它的特点是量化器的量阶能自动跟随信
2、号幅度的变化，从而扩大了动态范围。 为了使增量调制器的量化阶能自适应，也就是根据输入信号斜率的变化自动调整量化阶的大小，以使斜率过载和粒状噪声都减到最小，许多研究人员研究了各种各样的方法，而且几乎所有的方法基本上都是在检测到斜率过载时开始增大量化阶，而在输入信号的斜率减小时降低量化阶。例如，宋 (Song)在 1971 描述的自适应增量调制技术中提出：假定增量调制器的输出为 1 和 0，每当输出不变时量化阶增大 50%，使预测器的输出跟上输 入信号；每当输出值改变时 ，量化阶减小 50%，使粒状噪声减到最小，这种自适应方法使斜率过载和粒状噪声同时减 到最小。 又如，使用较多的另一种自适应增量调
3、制器是由格林弗基斯(Greefkes)1970 提出的，称 为连续可变斜率增量调制 (continuously variable slope delta modulation， CVSD)。 它的基本方法是：如果连续可变斜率增量调制器 (continuously variable slope delta modulator， CVSD)的输出连续出现三个相同的值，量化 阶就加上一个大的增量，反之， 就加一个小的增量。 为了适应数字通信快速增长的需要， Motorola公司于 80 年代初期就已经开发了实现 CVSD 算法的集成电路芯片。如 MC3417/MC3517 和MC3418/MC351
4、8，前者采用 3 位算法，后者采用 4 位算法。 MC3417/MC3517 用于一般的数字通信， MC3418/MC3518 用于数字电话。 MC3417/ MC3418 用于民用， MC3517/MC3518 用于军用 . 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题要求学生具有较好的数字通信与通信原理的基础知识 ,并 且具有一定的 matlab编程基础。通过模拟信号波形产生 ,采样 ,量化 ,编码等过程进行系统仿真，并得到相应的信号波形图和性能曲线图。通过对模拟信号调制前后的波形图对比来研究 ADM 的性能。 通过信号波形对比图， 同一编码速率下，自适应增量调制系统的性能比非自适应增量调制系
5、统的性能要好得多。编码速率越高，自适应增量系统的性能越是优于非自适应增量调制系统。 三、课题研究的方法及措施 通过学习 m 语言编程和 simulink 工具，尝试实现对 自适应增量调制 的 Matlab 仿真，描绘自适应增量调制的系统流程图，根据流程图编写程序 代码，仿真得到自适应增量调制的信号的波形与原先的信号进行比较。 仿真流程图： 模拟型号通过抽样再经过量化后，在累积器中自适应的改变步长来保证信号失真达到最小，信号经过自适应增量调制通过信道传到解码器上，解码之后信号在累积器中通过滤波等到最后的模拟信号，在流程图中说明了信号保持最小失真的过程，最后通过信号波形的比较来判断失真大小。 信号
6、 抽样 量化 累积 调制 信道 解码 累积 滤波 信号 比 较 四、课题研究进度计划 暑假期间：阅读相关文献并撰写文献综述，完成外文文献的翻译； 第一学期第 1 周 第一学期第 3 周： 完成开题报告和开题答辩； 第一学期第 4 周 第一学期第 5 周：安装 matlab 开发环境，学习开发工具与开发流程； 第一学期第 6 周 第一学期第 10 周：完成自适应增量调制的 matlab 仿真； 抽样模块：按相等的时间间隔对模拟信号抽取样值。 量化模块：得到的信号在量化器中，如果实际的采样信号与预测的采样信号之差大“ 0”，则用“ +1”表示；反之则用“ -1”表示，或者相反。预测器根据输入“ +
7、1”或“ -1”来预测下一个样值是上升一个还是下降一个 !，以跟上模拟信号波形的变化。最后编码送出的是一串二进 制比特流：“ +1”用“ 1”表示；“ -1”用“ 0”表示。 调制模块：根据步长的变化来控制减小斜率过载失真，减小量化噪声。 解调模块：当积分器输入“ 1”码时，积分器输出产生一个正斜变的电压并上升一个量化台阶；而当输入“ 0”码时，积分器输出电压就下降一个量化台阶。 滤波模块：经过一个低通滤波器，平滑波形来恢复信源信号。最后对这两个模拟信号的波形进行对照比较。 第一学期第 11 周 第一学期第 12 周：拟定毕业论文提纲； 第一学期第 13 周 第一学期第 19 周：完成毕业论文
8、初稿； 第二学期第 1 周 第二学期第 6 周：对毕业论文进行修改，完成最终稿； 第二学期第 7 周 第二学期第 8 周： 制作答辩 ppt，准备答辩； 第二学期第 9 周 第二学期第 10 周：上交毕业设计相关文档，并完成毕业论文答辩。 五、参考文献 1 陶喆，林财兴，何绪兰 . 自适应增量调制 ADM 的实现与 Matlab 仿真 J. 现代机械 , 2010,6,(6): 59-62. 2 熊荣会 ， 杨嘉林 . 自适应增量调制的 Matlab仿真实现及性能研究 J. 思矛师范高等专科学校学报 ,2008,24（ 3） :32-35. 3 赵鸿图，茅艳 . 通信原理 MATLAB 仿真教
9、程 M. 北京 :人民邮电出版社 ,2010,11. 4 李志超 . Matlab仿真在电子信息技术中的应用 J. 黑龙江科技信息 , 2011,1(01):88-88. 5 苗长云 , 沈保锁 , 窦晋江 . 现代通信原理及应用 M. 电子工业出版社 , 2005,1,1. 7 沈保锁 , 候春萍 . 现代通信原理 M. 第二版 . 北京 :国防工业出版社 , 2009,1. 8 王建明 ,陈琳 ,申娟 ,喻春飞 .基于可变斜率自适应增量调制算法的 ZigBee网络语音通信方案 J .北京师范大学学报（ 自然科学版） , 2008(2):161-164. 10 陈建洪 , 李采芳 , 余丽贞
10、 . 基于 FPGA的 PCM编码器与解码器的设计与实现 J.电力系统通信， 2005,26（ 12） :64-70. 11 Stephen J.Brolla , Bronx,N.Y. ADAPTIVE DELTA MODULATION SYSTEMP. United States:887657,1971,11,14. 12 He.N,Kuhimann.F,Buzo.A.Double-loop sigma-delta modulation with DC inputJ. Communications,IEEE Transactions on,1990,4(38):487-495. 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日
