通信原理第六章仿真报告.docx

通信原理仿真实验报告--模拟信号的数字传输、01079101079044孙哲2009/12/11A律13折线编码A律13折线编码概念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。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：极性码段落码段内码其中，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。A律13折线编码的编码方法本仿真程序针对由load handel函数产生的随机语音信号进行编码。1）由于load handel产生的随机语音信号的正负幅值均为0.8，故首先将其归一化，使其输入的语音电平均落在（-1，1）之间。2）对输入电平进行正负极性及段落码编码。获取第i个输入电平，首先判断该输入电平的极性，若为正数，则相应的A律13折线编码的第8（i-1）+1位记为1，为负则为0。根据间距向量fen=[0 ,1/128, 1/64 ,1/32 ,1/16 ,1/8 ,1/4 ,1/2 ,1]判断该输入电平所在的段落数duan。由段落码与所在段落的关系可知，将所在段落减去1所对应的二进制数即为该段段落码，故易得段落码编码，记录在编码的8（i-1）+2至8（i-1）+4位。3）由所在段落duan以及间距向量fen，可以很容易的算出该段落的间距长度，将其均匀划分为16段，得到段内间距average。此时只需将该输入电平减去所在段落的起始电平数，除以average并向上取整即可得到所在的段内区间duan1。直接进行十六至四二进制编码即可，记录在编码的8（i-1）+5至8（i-1）+8位即可。编码完成。A律13折线编码的译码方法只需将8为A律13折线编码第一位，第二至四位，第五至八位分别取出，进行二进制到十进制的转换，即可知道该编码所属的段落，以及段落内所属的第几个区间段。根据间隔向量fen，即可得出译出该编码的对应的电平数。对随机语音信号进行编译码后的结果性能分析1.4.1 随机语音信号的时域图像采用load handel命令产生了随机语音信号y，其时域波形如图1所示：图 1 译码前随机语音信号的时域图像1.4.2 对其进行A律13折线编译码后的图像对上述语音信号采用A律13折线编译码后的图像如图2所示：图 2 A律13折线编译码后的时域波形取出编译前后的20个电平进行观察：Y=[0 -0.0077 -0.0938 -0.0390 0.0077 0.0476 0.0236 -0.0313 -0.0390 -0.0938 -0.1573 -0.1804 -0.2266 -0.2381 -0.0938 -0.0159 -0.0476 -0.0938 0 0.0938]输出m为：M=[0 -0.0073 -0.0938 -0.0371 0.0073 0.0469 0.0234 -0.0313 -0.0371 -0.0938 -0.1563 -0.1797 -0.2188 -0.2344 -0.0938 -0.0156 -0.0469 -0.0938 0 0.0938]由数据可以看出，由A律13折线编码译码过后，由于量化的取整原因，在信道没有误码率的情况下，还是会有误差。其误差图如下图3所示：图 3 A律13折线编码译码与输入信号误差根据公式计算出此时在通过无误码率的信道之后，其信噪比为33.334dB。1.4.3 信道误码率对A律13折线编码的影响现将编码的码元通过误码率为Pe的二元对称信道，分析误码率对其的影响，信噪比随误码率的变化如下图4所示：图 4 A律13折线码的信噪比随误码率的变化规律由上图明显能够看出，随着误码率的增加，译码过后的信噪比呈现下降趋势，当误码率增加之后，利用sound函数听该随机语音信号的声音