通信原理第六章仿真报告课件.docx

通信原理仿真实验报告 --模拟信号的数字传输 、 010791孙哲 2009/12/11  A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  SEQ 图 \* ARABIC 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  SEQ 图 \* ARABIC 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  SEQ 图 \* ARABIC 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