实验二PCM编解码器建模仿真.doc

《实验二PCM编解码器建模仿真.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验二PCM编解码器的建模仿真一．实验目的1.了解PCM编码器和解码器的建模过程2.了解PCM编码器和解码器的仿真过程二．实验内容建立PCM串行传输模型，并在传输信道中加入错误概率的随机误码。三．实验原理PCM是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话的标准语音编码方式。A律PCM数字电话系统中规定：传输语音的信号频段为300～3400Hz，采用率为8000次/s，对样值进行13折线压缩后编码为8位二进制数字序列。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

2、，正值用1表示。接下来的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。四．实验要求1.按要求建立SIMULINK系统模型；2.设置各模块参数及仿真参数后仿真系统；3.分析仿真结果。4.撰写实验报告。五．实验过程及结果2.1PCM编码和解码【实例2.6】：设计一个13折线近似的PCM编码器模型，使它能够对取值在[-1,1]内的归一化信号样值进行编码。测试模型和仿真结果如图2-1所示，示波器输出波形如图2-1所示。其中Saturation作为限幅器，将输入信号幅度值限制在PCM编码的定义范围内，Relay模块的

3、门限设置为0，其输出即可作为PCM编码输出的最高位---极性码。样值取绝对值后，以Look_UpTable模块进行13折线压缩，并用增益模块将样值范围放大到0～127，然后用间距为1的Quantizer进行四舍五入取整，最后将整数编码为7位二进制序列，作为PCM编码的低7位。可以将该模型中虚线所围部分分装为一个PCM编码子系统备用。图2-113折线近似的PCM编码器测试模型和仿真结果图2-213折线近似的PCM编码器测试示波器输出波形【实例2.2】：设计并测试一个对应于实例2.1编码器的PCM解码器。测试模型和仿真结果如图2-3所示，其中PCM编码子系统就是图

4、2-1中的部分，如图2-4所示。由仿真结果看，仿真输出错误比特率为0.3091，还是比较大的。PCM解码器中首先分离并进行数据中的最高位（极性码）和7位数据，然后将7位数据转换为整数值，再进行归一化、扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值。可以将该模型中的部分封装为一个PCM解码子系统备用，如图2-5所示。图2-313折线近似的PCM解码器测试模型和仿真结果图2-413段折线A律PCM编码器图2-513段折线A律PCM解码器【实例2.3】在以上两个实例的基础上，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。仿真模型如图2-6所示，其中PCM编

5、码和解码子系统内部结构参见图2-4，图2-5。PCM编码输出经过并串转换后得到二进制码流送入二进制对称信道。在解码端信道输出的码流经过串并转换后送入PCM解码，之后输出解码结果并显示波形。模型中没有对PCM解码结果作低通滤波处理，但实际系统中PCM解码输出总是经过低通滤波后送入扬声器的。图2-6PCM串行传输模型仿真采用率必须是仿真模型中最高信号速率的整数倍，这里模型中信道传输速率最高，为64kbps，故仿真步进设置为1/64000s。信道错误比特率设为0.01，以观察信道误码对PCM传输的影响。仿真结果波形如图2-7所示，传输信号为200Hz正弦波，解码输出

6、存在延迟。对应于信道产生误码的位置，解码输出波形中出现了干扰脉冲，干扰脉冲的大小取决于信道中错误比特位于一个PCM编码字串中的位置，位于最高位（极性）时将导致解码值极性错误，这时引起的干扰最大，而位于最低位的误码引起的干扰最轻微。图2-7PCM串行传输仿真结果六、实验总结本次实验主要是了解PCM编码器和解码器的建模过程和仿真过程，实验完成PCM串行传输模型的建立，并在传输信道中加入错误概率的随机误码，输出PCM串行传输仿真的结果。实验过程中，更加熟悉了simulink环境，和各个模块，对它们的参数设置也更加清楚。