实验三PCM编码译码.docx

实验三 PCM编码译码仿真
学院（院、系） 专业 班 通信原理 课程
学号—姓名 实验日期—教师评定
一、 实验目的
.熟悉PCM （脉冲编码调制）原理。
掌握编写PCM （脉冲编码调制）程序的要点。
掌握使用Matlab调制仿真的要点。
二、 实验内容
根据PCM （脉冲编码调制）原理，设计源程序代码。
.通过Matlab软件仿真给定模拟信号编码后的波形。
。
三、 实验原理
脉冲编码调制
脉冲编码调制在通信系统中是一种对模拟信号数字化的取样技术， 将模拟信号变换
为数字信号的编码方式。 PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。分
别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据 CCITT的建议，为
改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为 A律和■律方
式，本设计采用了 A律方式。由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码，采用非 均匀量化PCM编码示意图如图1所示
乱）
*量化编码
A/D（模数转换）
低通
译码
数字通信系统
Dh（数模辂换）
图1 PCM编码示意图
2•抽样：在一系列离散点上，对信号抽取样值称为抽样。其模拟信号的抽
样过程如图2所示
t tr~2T ii (b>
图2模拟信号的抽样过程图

图3非均匀13折线压缩特性曲线
64
128
64
32
16
|+1段》十2段亠*
图4非均匀13折线编码原理图
在实际应用中，量化器设计好后，量化电平数 M和量化间隔二•都是确定的。量化 噪声Nq也是确定的。但是，信号的强度会影响信号量噪比，当信号小时，信号量噪比 也就越小。因此，均匀量化器对小输入信号很不利，为了克服这个缺点，以改善小信号 时的信号量噪比，采用下述的非均匀量化方式。
在非均匀量化中，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。信号抽样值小时，量 化间隔"也小；信号抽样值大时，量化间隔*也大，非均匀量化的实现方法有两种： 一种是北美和日本采用的 卩律压扩，一种是欧洲和我国采用的 A律压扩，常采用的近 似算法是13折线法，该算法的压缩特性图如图 3所示。
信号小时，△小，信号大时，△大。一般语音信号，信号幅度小出现的概率大，信 号幅度大出现的概率小。通过非均匀量化，使得平均信噪比增大。
13折线A律PCM的非线性编码方法具体过程如表1所示。
在13折线法中采用的折叠码有8位。其中一位C1表示量化值的极性正负，后7位 分为段落码和段内码两部分。用于表示量化值的绝对值。其中第 2~4位(C2~C4)是段
落码，5~8位(C5~C8)为段内码，可以表示每一段落内的 16种量化电平。段内码代表 的16个量化电平是均匀分布的，因此，这7位码总共能表示27=128种量化值。编码方 法如下所示：
极性码 段落码 段内码
C1 C2C3C4 C5C6C7C8
将量化区间］a,b］分为4096个小段
正半轴2048个小段，负半轴2048个小段
每个小段用△表示
表1非均匀13折线编码原理
段落 編码 000
区间 范動A D⑹
量化
1间隔M
1
呈化 区间/ A [o,n [L2) [2,3)
■ ■■
[15, 16)
译码器 量化输出/A
1
2
3
■ ■■
15
FCM 编码
1 000 0000
1 0001 0001
1 ooo 0010
1 000 1111
001
r [16,32)
1
[16, 17)
16
1 001 0000
[LT,啲
17
1 001 0001
[18, 19)
18
1 001 0010
■■■
■ ■■
■■■
[31, 32)
31
1 001 1111
010
IX W
2
〔32, 34)
33
1 010 QUJ0
[34,36)
35
1 0101 0001
[3® 38)
3T
1 OlOi 0010
[62, 64)
63
1 010 1111
011
[64, L2B)
4
阴6B)
66
1 011 0000
[68, 72)
70
1 011 QOOl