第4章-基于SIMULINK的PCM编码与解码讲述.ppt

自适应差分脉码调制(ADPCM) 具体方法是：预测参数仍采用固定的；但此时有多组预测参数可供选择。这些预测参数根据常见的信源特征求得。编码时具体采用哪组预测参数根据信源的特征来自适应的确定。 为了自适应地选择最佳参数，通常将信源数据分区间编码，编码时自动地选择一组预测参数，使该区间实际值与预测值的均方误差最小。随着编码区间的不同，预测参数自适应的变化，以达到准最佳预测。 自适应量化：根据信号分布不均匀的特点，系统具有随输入信号的变化而改变量化区间大小, 以保持输入给量化器的信号基本均匀的能力，这种能力称为自适应量化。 例如，Microsoft 的ADPCM采用二预测参数，提供7组预测系数，如右表所示。编码时，根据选定的准则(如最小均方误差准则)，每个编码区间自动地选取一组最佳的参数。 系数集 系数1 系数2 0 256 0 1 512 -256 2 0 0 3 192 64 4 240 0 5 460 -208 6 392 -232 论文题目：基于Simulink的PCM编码与解码的研究 设 计 总 体 框 架 研究的背景及目的 SIMULINK工具介绍 PCM系统的基本原理 PCM系统仿真实现 结论 PCM是英国人A.里弗斯在1937年提出的，这一概念后来为数字通信奠定了基础，60年代为了扩充信息容量，它开始应用于市内电话网，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大了24～48倍。到了70年代中、末期，各国相继把PCM成功地应用于卫星通信、微波接力通信、同轴电缆通信和光纤通信等中、大容量传输系统。80年代初，市话中继传输和大容量干线传输以及数字程控交换机以及用户话机中采用了PCM技术。 本设计是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，研究设计的PCM通信系统。PCM系统主要包括模拟信号的数字化、信道传输和数字信号还原模拟信号三部分，最后观察输入信号和输出信号的波形，加上含有噪声的信道，最后运行结果并通过波形来分析该系统的性能。 研究的背景及目的 脉冲编码调制(PCM) “防失真滤波器”是一个低通滤波器，用来滤除声音频带以外的信号； “波形编码器”可暂时理解为“采样器”； “量化器”可理解为“量化阶大小(step-size)”生成器或者称为“量化间隔”生成器。 PCM编码框图 声音数字化有两个步骤：第一步是采样，就是每隔一段时间间隔读一次声音的幅度；第二步是量化，就是把采样得到的声音信号幅度转换成数字值。但那时并没有涉及如何进行量化。量化有好几种方法，但可归纳成两类：一类称为均匀量化，另一类称为非均匀量化。采用的量化方法不同，量化后的数据量也就不同。因此，可以说量化也是一种压缩数据的方法。 均匀量化 采用相等的量化间隔对采样得到的信号作量化，那么这种量化称为均匀量化。均匀量化就是采用相同的“等分尺”来度量采样得到的幅度，也称为线性量化 量化后的样本值Y和原始值X的差E=Y-X称为量化误差或量化噪声 非均匀量化 非线性量化：对输入信号进行量化时，大的输入信号采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔。这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来表示。声音数据还原时，采用相同的规则。 在非线性量化中，采样输入信号幅度和量化输出数据之间定义了两种对应关系，一种称为m 律压扩(companding)算法，另一种称为A律压扩算法。 采样频率为8 kHz，样本精度为13位、14位或者16位的输入信号，使用m 律压扩编码或者使用A律压扩编码，经过PCM编码器之后每个样本的精度为8位，输出的数据率为64 kb/s。这就是CCITT推荐的G.711标准。 m 律压扩和A律压扩 m 律压扩： 北美和日本等地区 13位PCM编码转换城8位。 A律压扩 欧洲和中国大陆等地区， 14位PCM编码转换城8位 输出信号均为64Kb/s PCM在通信中的应用 提高线路利用率通常用下面两种方法 频分多路复用 :把传输信道的频带分成好几个窄带，每个窄带传送一路信号。例如，一个信道的频带为1400 Hz，把这个信道分成4个子信道(subchannels)：820～990 Hz, 1230～1400 Hz, 1640～1810 Hz和2050～2220 Hz，相邻子信道间相距240 Hz，用于确保子信道之间不相互干扰。每对用