实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析_随机信号分析仿真实验

实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“随机信号分析仿真实验”。

实验二：模拟信号数字化传输系统的建模与分析

08电子信息工程（3）班

E08610308 陈建能

一、实验目的1.进一步掌握 Simulink 软件使用的基本方法； 2.熟悉信号的压缩扩张； 3.熟悉信号的量化； 4.熟悉PCM编码与解码。

二、实验内容

1.设计一个13折线近似的PCM编码器模型，能够对取值在[-1;1] 内的归一化信号样值进行编码；

2.设计一个对应于以上编码器的PCM解码器；

3.在以上两项实验的基础上，建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。

三、实验原理

1.信号的压缩和扩张

非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。中国和欧洲的PCM数字电话系统采用A律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。设归一化的话音输入信号为x[1,1]，则A律压缩器的输出信号y 是：

Ax1lnAysgnx(1lnAx)1lnAx1A1x1A

其中，sgn(x)为符号函数。A律PCM数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。Simulink通信库中提供了“A-Law Compreor”、“A-Law Expander”以及“Mu-Law Compreor”和“Mu-Law Expander”来实现A律和Ö 律压缩扩张计算。

压缩系数为87.6的A律压缩扩张曲线可以用折线来近似。16段折线点坐标是

11111111111111x1,,,,,,,,0，，，，1***64321684276543211234567y1,,,,,,,,0，，，，188888888888888

其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线近似。用Simulink中的“Look-Up Table”查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为

[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1] 输出值向量设置为

[-1:1/8:1] 扩张模块的设置与压缩模块相反。2.PCM编码与解码

PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。A律PCM数字电话系统中规定：传输话音信号频段为300Hz到3400Hz，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。因此，PCM编码输出的数码速率为64Kbps。

PCM编码输出的二进制序列中，每个样值用8位二进制码表示，其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用“0”表示，正值用“1”表示。接下来3位比特表示样值的绝对值所在的8段折线的段落号，最后4位是样值处于段落内16个均匀间隔上的间隔序号。在数学上，PCM编码的低7位相当于对样值的绝对值进行13折线近似压缩后的7bit均匀量化编码输出。

四、实验程序、注释、运行结果及运行结果说明 系统总图：

子系统1：

子系统2：

参数：

传输话音信号频段为1000H z，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit二进制数字序列。PCM编码输出的数码速率为64Kbps。

运行后：

五、心得体会

本次实验是信号的量化编码和解码，一开始主要还是建立模型，然后就是设置参数，最后便可以得到所需的结果。刚刚的时候都不知道从何下手，也不知道该求什么，最后慢慢看书，慢慢地调试，最后终于弄好了。