1、ook-Up Table(查表)模块进行 13 折线压缩，以 Quantizer 模块进行四舍五入取整量化，并用Integer to Bit Converter 将整数转换成长度为 M 个比特的二进制数据，最后用 Display 模块显示编码结果。将 PCM 编码器封装成一个子系统。整个模型保存为 ex2_1.mdl。2.设计一个对应上面编码器的 PCM 解码器。编码器采用上面已经建立的子系统，信号源仍为一个常数。分离并行数据中的最高位(极性码 )和 7 位数据，将 7 位数据转换为整数值，进行归一化处理，进行扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值。将 PCM 解码器也封装成一个子系统。整个文件
2、保存为ex2_2.mdl。3.在以上编码器和解码器基础上，建立 PCM 串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。加入正弦波信号，PCM 编码输出经过并、串转换后得到二进制码流送入二进制对称信道。在解码端信道输出的码流经过串、并转换后送入 PCM 解码器，通过低通滤波器后由示波器显示解码后的波形，并与原信号作比较。模型文件保存为 ex2_3.mdl。4.测试指定误码率条件下 PCM 语音信号的音质。使用 DSP 模块库的音频输入输出模块可对真实音频信号进行处理，首先录制或选择一个*.wav 文件，由 From Wave File 导入作为信号源，再通过 To Wave Devic
3、e 模块播放声音。改变 BSC 信道的误码率，可听到不同音质的声音。通过增大或减小 Gain 模块值的大小，可调整输入声音的幅度。保存为 ex2_4.mdl。5.编写程序 ex2.m，实现通过反复调用 ex2_4.mdl 来改变 BSC 中 Error probability 的值，从而听到不同误码率下的音质。调用格式是 sim(ex2_4.mdl)。实现要点说明：模拟信号的数字化基带信号的采样定理是指，对于一个频谱宽度为 BHz 的基带信号，可惟一地被均匀间隔不大于 1/(2B)秒的样值序列所确定。采样定理表明，如果以不小于 1/(2B)次/秒的速率对基带模拟信号均匀采样，那么所得到样值序列
4、就包含了基带信号的全部信息，这时对该序列可以无失真地重建对应的基带模拟信号。例如，电话话音信号的最高频率为 3400Hz，为了保证无失真采样，对其进行采样的最低速率必须大于等于 6800 次/秒，考虑到实际低通滤波器的非理想特性，数字电话通信系统中规定采样率为 8000 次/秒。为了保证在足够大的动态范围内数字电话话音具有足够高的信噪比，提出了非均匀量化：在小信号时采用较小的量化间距，而在大信号时用大的量化间距。在数学上，非均匀量化等价于对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。小信号通过压缩器时增益大，大信号通过压缩器时增益小。这样就使小信号在均匀量化之前得到较大的放大，等价于以较小间距直
5、接对小信号进行量化，而以较大间距对大信号进行量化。在接收端要进行相应的反变换，即扩张处理，以补偿压缩过程引起的信号非线性失真。中国和欧洲的 PCM 数字电话系统采用 A 律压扩方式，即： 1ln (2-1)sg()l)Axyx 压缩系数 A=87.6。A 律压缩扩张曲线可用折线来近似，16 段折线点是：x=-1,/24,-/816,-/324,-1/8,0/2, 63y,7/,5/,/,/, 7其中靠近原点的 4 根折线斜率相等，可视为一段，因此总折线数为 13 段，称为13 段折线近似。用 Simulink 中的 Look-Up Table 查表模块可以实现对 13 折线近似的压缩扩张计算的
6、建模，压缩模块的输入向量设置为： -1,/2,-/816,-/324,-1/8,0/2, 643输出量向量设置为： 。-:/扩张模块的设置与压缩模块的设置相反。任务一：PCM 编码PCM 是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。A 律 PCM 数字电话系统中规定：传输语音的信号频段为 3003400Hz，采样率为8000 次/s，对样值进行 13 折线压缩后编码为 8 位二数字序列。因此， PCM 编码输出的数码速率为 64kbps。PCM 编码的二进制序列中，每个样值用 8 位二进制码表示，其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用 0 表示，正值用 1 表示。接下来的
7、 3 位比特表示样值的绝对值所在的 8 段折线的段落号，最后 4 位是样值处于段落内 16个均匀间隔上的间隔序号。在数学上，PCM 编码较低的 7 位相当于对样值的绝对值进行 13 折线近似压缩后的 7 位均匀量化编码输出。实例 1：设计一个 13 折线近似的 PCM 编码器模型，使它能够对取舍在-1,1内归一化信号样值进行编码。测试模型和仿真结果如图 2-1 所示。其中信号源用一个常数表示。以Saturation 作为限幅器， Relay 模块的门限设置为 0，其输出即可作为 PCM 编码输出的最高位，即确定极性码。样值取绝对值后，以 Look-Up Table(查表) 模块进行 13 折线
8、压缩，并用增益模块将样值范围放大到 0127，然后用间距为 1 的Quantizer 模块进行四舍五入取整量化，并用 Integer to Bit Converter 将整数转换成长度为 8 个比特的二进制数据，最后用 Display 模块显示编码结果。将 PCM编码器封装成一个子系统，整个文件模型保存为 ex2_1.mdl。任务二：PCM 解码实例 2：测试模型和仿真结果如图 2-2 所示，其中 PCM 编码子系统就是图2-1 中虚线所围部分。PCM 解码器中首先分离并行数据中的最位(极性码) 和 7 位数据，然后将 7 位数据转换为整数值，再进行归一化、扩张后与双极性的极性码相乘得出解码值
9、。将该模型中的虚线所围部分封装为一个 PCM 解码子系统。整个文件模型保存为 ex2_2.mdl。图 2-1 13 折线 A 律编码器任务三：PCM 串行传输模型在以上两个实例基础上，建立 PCM 串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。实例 3：仿真模型如图 2-3 所示，其中 PCM 编码和解码子系统内部结构参见图 2-1 和图 2-2。PCM 编码输出经过并串转换后得到二进制码流送入二进制对称信道。在解码端信道输出的码流经过串并转换后送入 PCM 编码，之后输出解码结果并显示波形。模型中尚未对 PCM 解码结果作低通滤波处理。文件模型保存为 ex2_3.mdl。仿真采样率
10、必须是仿真模型中最高信号速率的整数倍，这里模型中信道传输速率最高为 64bps，故仿真步进设置为 1/64000s。信道错误比特率设为0.01，以观察信道误码对 PCM 传输的影响。信号源可以采用比如 200Hz 的正弦波。解码输出存在延迟。对应于信道产生误码的位置，解码输出波形中出现了干扰脉冲，干扰脉冲的大小取决于信道中错误比特位于一个 PCM 编码字串中的位置，位于最高位时将导致解码值极性错误，这时干扰最大，而位于最低位的误码引起的误码最轻微。通过改变 Binary Symmetric Channel 中的 Error Probability 的大小，观察原信号和解码后的输出。一种仿真情况下的仿真结果波形如图 2-4 所示。图 2-2 13 折线 A 律解码器图 2-3 PCM 串行传输模型狨狨ONTHS OFHISTORICAL DATES 14418. MEMORY SYSTEM FOR SPEECHES, JOKES,NARRATIVES, DRAMATIC PARTS ANDPOEMS, ARTICLES 14619. MEMORY SYSTEMS FOR LANGUAGES 15120. REMEMBERING FOR EXAMINATIONS 15421. REMEMBER TO REMEMBER! 1578
