湖北民族学院信息工程学院实验报告

班级：  15班    姓名：   ##  学号： ##     成绩：            

试验时间： 20## 年 4 月 21日1.2节          实验地点：  实验楼五楼   

课程名称：    通信原理实验     

 

第二篇：通信原理实验仿真报告

实验一. A率13折线编码

一、  A率13折线编码简介

1、          A率13折线的产生

A率13折线的产生是从不均匀量化的基点出发，设法用13段折线逼近A=87.6的A率压缩特性。具体方法是：把输入x轴和输出y轴用两种不同的方法划分。对x轴在0~1（归一化）范围内不均匀分成8段，分段的规律就是每次以二分之一对分，第一次在0到1之间的1/2处对分，第二次在0到1/2之间的1/4处对分，其余类推。对y轴在0~1（归一化）范围内采用等分法，均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把x,y各对应段的交点连接起来构成8段直线，得到近似A=87.6的A率压缩特性。这种近似中会得到13段（正负）斜率不同的折线，所以称其为A率13折线。

2、A率13折线的编码

在13折线编码中，普遍采用8位二进制码，对应有个量化级，即正、负输入幅度范围内各有128个量化级。这需要将13折线中的每个折线段再均匀分为16个量化级，由于每个段落长度不均匀，因此正或负输入的8个段落被划分成个不均匀的量化级。按折叠二进制码的码型，这8位码的安排如下：

其中，第一位表示采样点的极性，第二到第四位表示采样点所在段落。第五到第八位表示每段内的一个均匀量化级。

3、13折线幅度码及其对应电平

                                           表一

4、段内码

                                             表二

二、1、流程图

1）编码                                           2）译码

2、编程思路

编码

根据电平的极性判断C1码，正为1，负为0。——＞根据电平范围可按照表一判断出段落码C2C3C4——＞用电平值减去段落起始电平，除以相应的量化间隔，将得到的十进制数转换成二进制数，根据表二就可以判断出相应的段内码C5C6C7C8.

译码

根据C1来判断电平的极性，1为正，0为负。——＞量化段序号i=4*C2+2*C3+C4+1,则根据表一判断出起始电平I（i）——＞j=8*C5+4*C6+2*C7+C8,段内码对应的电平值为I1（i）=j*ΔV（i）Δ—＞译码后电平值为I（i）+ I1（i）。

三、原始音频和译码后的音频

实验二.均匀量化PCM系统的抗噪声性能测试

一、均匀量化简介

把输入信号的取值域按等间距分割的量化成为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平取在个区间的中电。其量化间隔ΔV取决于输入信号的变化范围和量化电平数。设输入信号的最大值和最值分别为a和b，量化电平数为M，则均匀量化时的量化间隔为

       ΔV=(a-b)/M

量化器输出为

m（q）=q（i），m(i-1)＜=m＜=m(i)

式中：m(i)是第i个量化区间的中电，可写为

m(i)=b+iΔV

q（i）是第i个量化区间的量化电平，可表示为

         q（i）=[m(i-1)+m(i)]/2,i=1,2,…,M

二、自然码、均匀量化以及输入信号为均匀分布的PCM码的抗噪声性能

1、接受端低通滤波器的输出为

m(t)’=m(t)+nq(t)+ne(t)

式中：m(t)——输出端信号成分，其功率用S0表示；

nq(t)——由量化噪声引起的输出信号，其功率用Nq表示

ne(t)——由信道加性噪声引起的输出噪声，其功率用Ne表示

系统的输出信噪比为

      S0/N0=S0/(Nq+Ne)

1）抗量化噪声性能

S0/N0=M^2=2^2N,N 为量化电平数

2）抗信道加性噪声性能

S0/Ne=1/4Pe      Pe为误码率

3）总信噪比

S0/N0=2^2N/(1+4Pe2^2N)

2、由上式可知，在接受端输入大信噪比的情况下，即4Pe2^2N＜＜1,Pe很小，可以忽略误码带来的影响，这时只考虑量化噪声的影响就可以了。在小信噪比的情况下，即4Pe2^2N＞＞1,Pe较大，误码噪声起主要作用，总信噪比与Pe成反比。

三、编程思路

1、编码

因为信号的幅度为[0,1]，所以量化器的量化范围也选为[0,1]，若M为8级均匀量化，则量化间隔为1/8，量化电平为量化间隔的中间值：0.0625  0.1875  0.3125  0.4375  0.5625  0.6875  0.8125  0.9375。最大量化误差为1/16 =0.0625。分别对应000，001，010，011，100，101，110，111。同理，M=2^N时有相应的量化电平和对应的二进制代码。

2、译码

将二进制代码转换为十进制数，根据量化间隔和量化区间可相应的转换成对应的电平值，完成译码。

四、1）输出信噪比随编码比特数N变化的曲线

2)输出信噪比随二元对称信道误码率变化的曲线。

实验仿真心得体会

通过编程仿真，加深了对所学知识的深刻理解，更熟悉地掌握了脉冲编码（PCM）和译码的方法。包括均匀的和非均匀的A律13折线，对误码率和量化电平数对输出信噪比的影响有了更直观的认识。程序中如果有错误，恳请老师指正。