均匀脉冲编码调制仿真.docVIP

通信原理课程设计 题目：均匀脉冲编码调制仿真 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：2010年12月27日——2010年12月31日 一.均匀脉冲编码调制原理 1.均匀量化原理 设模拟信号的取值范围是[a,b],量化电平数是M, 那么均匀量化的量化间隔是： 量化取间的端点是： 若量化输出电平取量化间隔的中点，则 ， 显然，量化输出电平和量化前的信号的抽样值一般是不同的，即量化输出电平有误差，这个误差称谓量化噪声（quantization noise）,并用信号功率之比（简称为信号量噪比），衡量此误差对信号的影响的大小。对给定的信号最大幅度，量化电平数越多，量化的噪声越小，信号量噪比越高。 在均匀量化时，量化噪声功率的平均值可以用下面的式子表示： 式子中的为模拟信号的抽样值，即，为量化信号值，为信号的抽样值的概率密度。为求统计平均值。为量化电平数。 信号的平均功率可表示为： 若已知信号的概率密度函数，则由公式可计算出平均信号量噪声比。 计算时可用如下公式直接计算，对于具有均匀概率密度的信号则有： 。 所以平均信号量噪比为： 在实际的应用中，对于给定的量化器的，量化电平数M和量化间隔都是给定的。所以，量化噪声也是给定的，但是，信号的强度可能是随时间变化的，像语音信号就是这样子的。当信号小时，信号的量噪比也小。所以这种均匀量化器对于小输入信号很不利。所以一般对小信号采用非均匀量化。 2.编码原理 量化后的信号，已经是取值离散的信号数字信号，下一步是如何进行编码。这里采用自然二进制编码和折叠二进制编码。自然二进制编码的编码方法如下： 对于模拟信号的抽样值为0，0.0998，0.1987，0.2955，0.3894，0.4794，0.5646，0.6442。采用的是8电平的量化级数。量化输出电平范围是 -0.8750，-0.6250，-0.3750，-0.1250，0.1250，0.3750，0.6250，0.8750。则量化后的电平是：-0.1250，0.1250 ，0.1250 ，0.3750，0.3750，0.3750 ，0.6250，0.6250。对应的采用自然二进制码是： 011 100 100 101 101 101 110 110 110 111。采用折叠二进制码编码，则输出为： 000 100 100 101 101 101 110 110 110 111。具体编码的方法见程序。 二．程序运行结果: 对于输入信号为sin（t）信号进行量化编码，其持续时间是10s，分别采用量化电平是8和16进行量化编码。运行结果是： 原模拟信号为的采样值为：0，0.0998，0.1987，0.2955，0.3894，0.4794，0.5646，0.6442。 1.采用8量化后的输出量化值为：-0.1250，0.1250 ，0.1250 ，0.3750，0.3750，0.3750 ，0.6250，0.6250。 相应的编码是：000 100 100 101 101 101 110 110 110 111 相应的量化误差为：sqnr = 18.8549 波形图： 2.采用16量化电平进行量化值为：-0.0625，0.0625，0.1875，0.3125，0.4375，0.4375，0.5625，0.6875 相应的编码是：0000 1000 1001 1010 1011 1011 1100 1100 相应的量化误差sqnr =25.1185 波形图： 三．小结 通过这次通信原理课程设计，锻炼了自己的对PCM编码原理的理解和掌握。同时，加强了对matlab编程的练习。我复习了MATLAB编程语言的基本概念、语法、语义和数据类型的使用特点，加深了对课堂所学理论知识的理解，掌握了运用结构化程序设计的基本思想和方法，更重要的是培养了自己的自学能力。因为这是我们第二次接触MATLAB编程语言，在编写程序以及调试的过程中遇到了很多困难，但是我通过去图书馆查找资料，请教同学老师，再自己一点点改善程序，最终编写出一个比较完善的程序，实现了所有要求功能，这是最值得我欣慰的一点。 以下是我的几点切身感受： （一）编写程序需要一个清醒的头脑，明确的思路，同时也要有耐心毅力。 刚拿到程序设计课题时，我感觉一片茫然，因为在之前的学习中，只是在一些例题中接触过MATLAB语言，甚至没有看过一些基础的书籍，所以初次遇到一个实际问题，感觉无从下手。由于自己对MATLAB的设计不够熟悉，同时对MATLAB的基本语句掌握不扎实，编写程序遇到了很大的困难，不过通过请教老师，和同学共同探讨后思路一下子豁然开朗，掌握了基本设计思