通信系统综合实验报告
通信系统基础实验报告

一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和功能;2. 掌握通信系统中的基本概念和原理;3. 熟悉通信实验设备的使用方法;4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
二、实验内容1. 实验设备:通信系统实验箱、示波器、信号发生器、频谱分析仪等;2. 实验步骤:(1)搭建通信系统实验平台,包括调制器、信道、解调器等模块;(2)进行模拟调制实验,包括调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM);(3)进行数字调制实验,包括二进制移幅键控(BPSK)、二进制移频键控(BFM)和二进制移相键控(BPM);(4)进行信道特性实验,包括噪声信道、多径信道和频率选择性信道;(5)进行信号解调实验,包括模拟解调、数字解调和相干解调;(6)进行眼图分析实验,观察信号波形和码间串扰情况。
三、实验结果与分析1. 模拟调制实验通过实验,观察到调幅、调频和调相三种调制方式下的信号波形。
分析结果表明,调制后的信号具有较好的频谱特性,能够满足通信系统的要求。
2. 数字调制实验实验结果显示,BPSK、BFM和BPM三种数字调制方式下的信号波形均满足通信系统的要求。
通过眼图分析,发现三种调制方式均存在一定的码间串扰,但可以通过调整调制参数来降低码间串扰的影响。
3. 信道特性实验通过实验,观察到噪声信道、多径信道和频率选择性信道对信号的影响。
分析结果表明,噪声信道会导致信号失真,多径信道会导致信号码间串扰,频率选择性信道会导致信号带宽受限。
4. 信号解调实验实验结果显示,模拟解调、数字解调和相干解调均能正确恢复出原始信号。
通过比较三种解调方式,发现相干解调在码间串扰严重的情况下具有更好的性能。
5. 眼图分析实验实验结果表明,未受码间串扰影响的眼图具有较为清晰的开口,而受码间串扰影响的眼图则由于符号间的干扰而导致开口变小,甚至闭合。
通过对比不同调制方式下的眼图,可以直观地观察到码间串扰对数字信号传输的影响。
四、实验总结1. 通过本次实验,掌握了通信系统的基本组成和功能,了解了通信系统中的基本概念和原理;2. 熟悉了通信实验设备的使用方法,提高了实验操作能力;3. 通过对实验结果的分析,加深了对通信系统性能的理解,为后续通信系统设计奠定了基础。
通信应用系统实验报告

一、实验目的1. 了解通信应用系统的基本组成和功能。
2. 掌握通信系统中的信号传输与处理方法。
3. 熟悉常用通信协议和标准。
4. 培养实际操作能力和问题解决能力。
二、实验器材1. 通信实验箱2. 计算机3. 信号发生器4. 示波器5. 信号分析仪6. 通信协议转换器三、实验原理通信应用系统主要包括信源、信道、信宿和编码解码器等组成部分。
信源产生原始信号,信道负责信号的传输,信宿接收并处理信号,编码解码器则用于信号的转换。
在通信过程中,信号可能会受到噪声、干扰等因素的影响,因此需要采取相应的处理方法来保证通信质量。
四、实验内容1. 信源与信宿(1)信源:使用信号发生器产生模拟信号,如正弦波、方波等。
(2)信宿:使用示波器接收并显示信号波形。
2. 信道(1)模拟信道:使用通信实验箱搭建模拟信道,观察信号在信道中的衰减、失真等现象。
(2)数字信道:使用通信实验箱搭建数字信道,观察信号在信道中的误码率、误码性能等现象。
3. 编码解码器(1)模拟信号编码:使用编码解码器将模拟信号转换为数字信号。
(2)数字信号解码:使用编码解码器将数字信号转换为模拟信号。
4. 通信协议(1)TCP/IP协议:使用计算机搭建TCP/IP网络,实现数据传输。
(2)蓝牙协议:使用蓝牙模块实现短距离无线通信。
5. 信号处理(1)滤波:使用滤波器对信号进行滤波,去除噪声和干扰。
(2)调制解调:使用调制解调器实现信号的调制和解调。
五、实验步骤1. 搭建实验系统:根据实验内容,搭建相应的实验系统。
2. 调整参数:根据实验要求,调整相关参数,如信道参数、滤波器参数等。
3. 观察现象:观察信号在信道中的传输情况,分析信号衰减、失真、误码等现象。
4. 数据处理:对实验数据进行处理和分析,得出结论。
5. 撰写实验报告:总结实验过程、实验结果和实验结论。
六、实验结果与分析1. 模拟信道:在模拟信道中,信号经过传输后会出现衰减、失真等现象。
通过调整信道参数,可以减小信号衰减和失真。
通信实验报告范文

通信实验报告范文实验报告:通信实验引言:通信技术在现代社会中起着至关重要的作用。
无论是人与人之间的交流,还是不同设备之间的互联,通信技术都是必不可少的。
本次实验旨在通过搭建一个简单的通信系统,探究通信原理以及了解一些常用的通信设备。
实验目的:1.了解通信的基本原理和概念。
2.学习通信设备的基本使用方法。
3.探究不同通信设备之间的数据传输速率。
实验材料和仪器:1.两台电脑2.一个路由器3.一根以太网线4.一根网线直连线实验步骤:1.首先,将一台电脑与路由器连接,通过以太网线将电脑的网卡和路由器的LAN口连接起来。
确保连接正常。
2.然后,在另一台电脑上连接路由器的WAN口,同样使用以太网线连接。
3.确认两台电脑和路由器的连接正常后,打开电脑上的网络设置,将两台电脑设置为同一局域网。
4.接下来,进行通信测试。
在一台电脑上打开终端程序,并通过ping命令向另一台电脑发送数据包。
观察数据包的传输速率和延迟情况。
5.进行下一步实验之前,先断开路由器与第二台电脑的连接,然后使用直连线将两台电脑的网卡连接起来。
6.重复第4步的测试,观察直连线下数据包的传输速率和延迟情况。
实验结果:在第4步的测试中,通过路由器连接的两台电脑之间的数据传输速率较高,延迟较低。
而在第6步的测试中,通过直连线连接的两台电脑之间的数据传输速率较低,延迟较高。
可以说明路由器在数据传输中起到了很重要的作用,它可以提高数据传输的速率和稳定性。
讨论和结论:本次实验通过搭建一个简单的通信系统,对通信原理进行了实际的验证。
路由器的加入可以提高数据传输速率和稳定性,使两台电脑之间的通信更加高效。
而直连线则不能提供相同的效果,数据传输速率较低,延迟较高。
因此,在实际网络中,人们更倾向于使用路由器进行数据传输。
实验中可能存在的误差:1.实验中使用的设备和网络环境可能会对实际结果产生一定的影响。
2.实验中的数据传输速率和延迟可能受到网络负载和其他因素的影响。
通信系统实验报告

通信系统实验报告一、实验目的本次通信系统实验的主要目的是深入了解通信系统的基本原理和关键技术,通过实际操作和测量,掌握通信系统中信号的传输、调制解调、编码解码等过程,并分析系统性能和影响因素。
二、实验原理1、通信系统的组成通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生原始信息,发送设备对信号进行处理和变换,使其适合在信道中传输,信道是信号传输的媒介,接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理,恢复出原始信息,信宿则是信息的接收者。
2、调制解调技术调制是将基带信号变换为适合在信道中传输的高频信号的过程,常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
解调则是从已调信号中恢复出原始基带信号的过程。
3、编码解码技术编码用于提高信号传输的可靠性和有效性,常见的编码方式有差错控制编码(如卷积码、Turbo 码等)和信源编码(如脉冲编码调制PCM)。
解码是编码的逆过程。
三、实验设备及材料本次实验使用的设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信原理实验箱等。
四、实验步骤1、搭建通信系统实验平台按照实验指导书的要求,将实验设备连接好,组成一个完整的通信系统。
2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。
3、调制将基带信号分别进行 AM、FM 和 PM 调制,观察调制后的信号波形和频谱。
4、信道传输将调制后的信号通过信道传输,模拟信道中的噪声和衰减。
5、解调在接收端对已调信号进行解调,恢复出基带信号,并与原始基带信号进行比较。
6、编码解码对基带信号进行编码处理,然后在接收端进行解码,观察编码解码前后信号的变化。
7、性能分析测量调制解调后的信号的误码率、信噪比等性能指标,分析不同调制方式和编码方式对系统性能的影响。
五、实验结果与分析1、调制实验结果(1)AM 调制AM 调制后的信号波形呈现出包络随基带信号变化的特点,频谱中包含载频和上下边带。
在小信号调制时,调幅指数较小,解调后的信号失真较大;在大信号调制时,调幅指数较大,解调后的信号较为接近原始基带信号。
中科大通信与电子系统综合实验报告

通信与电子系统综合实验设计一实现FPGA对CPLD外设的全部利用实验要求编写CPLD()程序控制其外设(LED,数码管,输入开关等)。
2)编写CPLD与FPGA(XC2V2000)的接口电路,实现FPGA与CPLD外设的直接对应关系。
3)编写FPGA程序测试CPLD的外设。
实验说明和分析1.硬件分析本次实验涉及的硬件包括:4个脉冲触发开关;8个拨码开关;8个7段数码管;32个LED发光二级管;以及如图1所示的相连接的CPLD和FPGA芯片。
图 1 硬件连接关系图2.实验要求分析要求通过FPGA对CPLD外设进行全部控制,我们看到如果不进行编码我们需要4+8+32+16=60根连接线,而实际只有23条,后来我就考虑4位脉冲信号和8位拨码信号直接传输,32位LED灯只需要5位信号就可以实现全控制了,对数码管控制信号只需要3位片选信号和4位信号控制信号,这样一共需要4+8+5+7=24根内部连接,依然多了一根。
这个时候,我们就可以考虑到串并和并串转换了,对于8位LED发光二级管我们只需要4位就可以了,三位表示二极管的位数,1位表示二极管的状态。
这样我们一共只需要4+4+5+7=20根内部连接,小于23根,可以满足实验需求。
图2为FPGA控制CPLD外设的结构示意图。
图 2 FPGA控制CPLD外设连接结构示意图设计方案1.CPLD程序设计4路脉冲信号按硬件连接接收进来不做变换直接传给FPGA,8路拨码开关信号按硬件连接接入进来进行并串转换,变成4位串行信号,前三位表示拨码开关的位选,最后一位表示开关的状态,程序实现如下:process(counter) //counter为计数信号,每计到16从0开始循环一次begincase counter iswhen "00000" =>dip_out(0) <= dip(0);dip_out(3 downto 1) <= "000";when "00010" =>dip_out(0) <= dip(1);dip_out(3 downto 1) <= "001";when "00100" =>dip_out(0) <= dip(2);dip_out(3 downto 1) <= "010";when "00110" =>dip_out(0) <= dip(3);dip_out(3 downto 1) <= "011";when "01000" =>dip_out(0) <= dip(4);dip_out(3 downto 1) <= "100";when "01010" =>dip_out(0) <= dip(5);dip_out(3 downto 1) <= "101";when "01100" =>dip_out(0) <= dip(6);dip_out(3 downto 1) <= "110";when "01110" =>dip_out(0) <= dip(7);dip_out(3 downto 1) <= "111";when others =>dip_out(0) <= dip(7);end case; //dip_out为4为并串转换后的信号LED发光二极管控制:通过32路选择器实现5位来自FPGA的对发光二极管的控制信号对外设的发光二极管译码控制,其中0 为灭,1 为亮;每次亮 5 位二进制数据对应序号的一个发光二极管。
通信系统实训报告

一、实训目的通过本次通信系统实训,使学生对通信系统的基本原理、组成、工作过程及性能指标有更深入的了解,掌握通信系统的基本操作方法和实验技能,培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实训内容1. 实验一:通信系统基本模型与性能指标(1)实验目的:了解通信系统的基本模型,掌握通信系统的性能指标。
(2)实验内容:分析通信系统的基本模型,研究通信系统的性能指标,如误码率、信噪比、带宽等。
(3)实验步骤:① 研究通信系统的基本模型,分析其组成部分。
② 研究通信系统的性能指标,如误码率、信噪比、带宽等。
③ 比较不同通信系统的性能指标。
2. 实验二:模拟通信系统与数字通信系统(1)实验目的:了解模拟通信系统与数字通信系统的基本原理,掌握其特点和应用。
(2)实验内容:研究模拟通信系统与数字通信系统的基本原理,分析其特点和应用。
(3)实验步骤:① 研究模拟通信系统的基本原理,分析其特点。
② 研究数字通信系统的基本原理,分析其特点。
③ 比较模拟通信系统与数字通信系统的优缺点。
3. 实验三:无线通信系统(1)实验目的:了解无线通信系统的基本原理,掌握其工作过程。
(2)实验内容:研究无线通信系统的基本原理,分析其工作过程。
(3)实验步骤:① 研究无线通信系统的基本原理,分析其特点。
② 分析无线通信系统的工作过程,包括发射、传播、接收等环节。
③ 研究无线通信系统的关键技术,如调制、解调、编码、解码等。
4. 实验四:通信系统实验平台操作(1)实验目的:掌握通信系统实验平台的操作方法,提高实验技能。
(2)实验内容:学习通信系统实验平台的操作方法,进行实际操作。
(3)实验步骤:① 熟悉实验平台的结构和功能。
② 学习实验平台的操作方法,如连接设备、设置参数、观察波形等。
③ 进行实际操作,验证实验原理。
三、实训总结通过本次通信系统实训,我对通信系统的基本原理、组成、工作过程及性能指标有了更深入的了解。
以下是我对本次实训的总结:1. 通信系统的基本模型包括信源、信道、信宿等部分,性能指标有误码率、信噪比、带宽等。
通信工程实验报告

一、实验目的本次实验旨在让学生掌握通信工程基本原理,提高通信系统设计和分析能力,培养实际操作技能。
通过实验,使学生了解通信系统的基本组成、工作原理以及通信协议,熟悉通信设备的操作方法,为以后从事通信工程相关领域的工作打下基础。
二、实验内容1. 实验一:通信系统基本组成及工作原理(1)实验目的:了解通信系统的基本组成、工作原理,掌握通信系统的传输、交换、处理和监控等功能。
(2)实验仪器:通信实验箱、示波器、信号发生器、数字存储示波器等。
(3)实验步骤:①搭建通信系统实验平台;②观察通信系统各部分功能;③分析通信系统工作原理;④测试通信系统性能。
2. 实验二:通信协议及传输过程(1)实验目的:掌握通信协议的基本概念,熟悉TCP/IP协议栈的分层结构,了解数据传输过程。
(2)实验仪器:通信实验箱、计算机、网络分析仪等。
(3)实验步骤:①搭建网络实验环境;②观察TCP/IP协议栈各层功能;③测试数据传输过程;④分析网络性能。
3. 实验三:通信设备操作及调试(1)实验目的:熟悉通信设备的操作方法,掌握设备调试技巧。
(2)实验仪器:通信实验箱、计算机、通信设备等。
(3)实验步骤:①了解通信设备的功能及操作方法;②搭建通信设备实验平台;③进行设备调试;④测试设备性能。
4. 实验四:通信系统性能分析(1)实验目的:掌握通信系统性能分析的方法,提高通信系统设计能力。
(2)实验仪器:通信实验箱、计算机、通信系统性能分析软件等。
(3)实验步骤:①搭建通信系统实验平台;②进行系统性能测试;③分析系统性能指标;④优化通信系统设计。
三、实验结果与分析1. 实验一:通信系统基本组成及工作原理通过实验,学生了解了通信系统的基本组成、工作原理,掌握了通信系统的传输、交换、处理和监控等功能。
实验结果表明,通信系统能够满足实际通信需求,具有较好的性能。
2. 实验二:通信协议及传输过程通过实验,学生掌握了通信协议的基本概念,熟悉了TCP/IP协议栈的分层结构,了解了数据传输过程。
GSM通信系统实验报告

GSM通信系统实验
一、实验目的
了解GSM通信系统的组成及特性。
二、实验内容
1、让学生了解实验箱整体结构,溯溪界面的具体切换级每一项所代表的含义;
2、了解实验箱中信号的具体流程
三、实验器材:
1、GSM实验系统
四、实验原理:
实验箱基本布局
五、实验步骤:
1、加电操作:(主要是操作实验箱右边的五个软键)
1)将GSM实验箱接通电源,此时人机接口部分的电源指示灯亮成红色,当按下开关
power键时,电源指示灯由红色转成黄色,同时主板上的5V和12V电源指示灯亮2)、调解亮度旋钮,使LCD背景亮度适中,显示开机界面00号,延时两秒后进入同步模式下,手机和GSM实验箱之间就可以进行通话操作。
2、手机入网操作
1)GSM实验箱加电后,将GSM实验箱随机配备的SIM卡放入手机,将天线与人机接口部分的射频输入输出相连,同时将手机靠近天线
2)在所有界面上,处于反白状态的项目均可用旋转编码器进行设置和选择
3、手机与GSM实验箱通信操作:
手机入网后,在同步模式下(01界面)按基站主叫,工作界面切换到04号界面,基站主叫字样闪烁,手机振铃,在手机接听电话情况下,界面切换到03界面,显示手机的IMEI和IMSI码,并且通话字样闪烁
4、挂机操作
当手机与实验箱之间通话完毕,03界面上按基站挂机键时,实验箱回到主界面;手机挂机则实验箱自动回到主界面。
六、实验心得体会:。
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通信系统综合实验报告实验一无线多点组网一、实验步骤1、组建树型网络组建5个节点的树形网络,阐述组建的过程。
2、进行数据传输节点之间进行通信,并记录路由信息,最后,进行组播和广播,观察其特点。
二、实验过程1、组建树型网络(1).网络1A、首先在配置中寻找到其他4个节点的地址信息。
自身地址:00:37:16:00:A5:46B、查找设备C、建立连接组网假设参加组网的共有5个BT设备,称为a、b、c、d、e。
首先由一个设备(例如b)发起查询,如果找到多个设备,则任选其二(例如d、e)主动与其建链。
在这个阶段,b、d、e构成一个微微网,b为主设备(M),d、e为从设备(S)。
注意在微微网中对处于激活状态的从设备的个数限制为2;而某个设备一旦成为从设备(即d、e),它就不能再被其它设备发现,也不能查询其它设备或与其它设备建链。
再由另外一个设备(a)发起查询,查询到设备b和设备c,再主动链接。
(1).网络1组建的网络图(1)(2)网络2同理,首先,在配置中寻找到其他4个节点的地址信息。
然后查找设备,再建立连接。
由地址为00:37:16:00:A5:42的节点连接00:37:16:00:A5:46和00:37:16:00:A5:43,再由00:37:16:00:A5:47连接00:37:16:00:A5:42和00:37:16:00:A5:45,最后组成网络。
组建的网络图(2)2.进行数据传输(1)点对点发送信息例如,对于组建的网络2.图中显示的是:00:37:16:00:A5:4A对00:37:16:00:A5:43的路由,途中经过了00:37:16:00:A5:47,00:37:16:00:A5:42由此可见,简单拓扑结构,路由具有唯一性。
(2)组播与广播1. 广播:由任何一个节点设备向网络内的所有其他节点发送同一消息,观察其发送的目标地址以及数据交换过程。
在这种情况下的路由过程与两个节点间数据单播的过程有何不同。
此时网络中的某个设备向所有的设备发送一个公共消息,网络中的全部设备(包括发送设备本身)都能收到此公共信息。
2.组播:网络中设置两个多播组。
网络中任何一个节点都可以申请加入一个或多个多组,而后网络中的任何一个节点设备向某组发送组播信息,观察数据包的发送过程。
可以更改节点加入的多播组,观察结果。
在网络1中,通过选择加入的组播组,就可以进行组播通信。
节点00:37:16:00:A5:46进行组播和广播。
网络1中组播与广播由图可以看出,进行组播时,地址为FF:FF:FF:FF:FF:00或FF:FF:FF:FF:FF:01,而进行广播时,地址为FF:FF:FF:FF:FF:FF.即为全1.五、实验思考1.组播具体如何实现?路由器如何知道相应的组播目的节点在哪一方向?如何减小无用组播数据的传播以及形成环路的情况?答:在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。
简单的网络结构里路由具有唯一性。
如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据,也只需复制一份的相同数据包。
它提高了数据传送效率。
减少了骨干网络出现拥塞的可能性。
2.本实验的组网方式有什么不足,你能提出更好的组网方式吗?答:本实验中,受条件限制,只能组建树形的简单网络结构,路由具有唯一性。
除了组建树形和星型以外,还可以组建环型、总线型和复合型等网络。
3. 尝试组建各种拓扑结构的网络。
4.无线网络环境非常复杂,链路经常会在某一方或双方可能都不知道的情况下因不可靠而断开,如何保证网络的自检查和恢复?对网络负载将会有何影响?答:对于简单网络结构,例如树形网络而言,一个节点断开对网络负载的影响取决与节点的位置,如果它既作为主节点又作为从节点,那么,它的断开很可能会影响其他节点的通信。
对于总线型网络,一个节点的断开则不会对其他节点的通信产生影响。
总之链路的断开对网络负载的影响与网络的结构和链路的位置有关。
实验二、移动台主被叫实验一、实验目的1、掌握移动台主叫正常接续时的信令流程。
2、了解移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程。
3、了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程。
4、了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。
二、实验仪器1、移动通信实验箱一台;2、台式计算机一台;3、小交换机一台;三、实验步骤(1)正常呼叫过程中,移动台主叫部分信令流程如下:(2)被叫关机时,移动台主叫部分信令流程如下:(3)被叫振铃后无应答时,移动台主叫部分信令流程如下:(4)被叫号码无效时,移动台主叫部分信令流程如下:二、被叫实验(1)正常呼叫过程中,移动台被叫部分信令流程如下:(2)通话结束后,呼叫链路释放的信令流程如下:(3)被叫振铃后无应答时,移动台被叫部分信令流程如下:实验三语音信源压缩编码实验——PCM与ADPCM语音压缩编码一实验目的1、了解PCM 的基本原理和方法;2、了解ADPCM 的基本原理;3、了解语音压缩编码的基本原理和过程。
二实验仪器1、移动通信实验箱一台;2、台式计算机一台;三实验原理3.1 PCM基本原理和方法目前国际上普遍采用容易实现的A 律13 折线压扩特性和μ律15 折线的压扩特性。
我国规定采用A 律13 折线压扩特性。
本实验中的PCM 采用的是A 律13 折线PCM。
由预备知识可知,A 率对数压缩特性定义为:在CCITT 建议中,A=87.56。
在具体实现时压缩曲线c(x)用13 段折线来近似,量化电平数L=256,即编码位数R=8。
因为对语音的采样频率为8kHz,这样,A 率13 折线的PCM 输出数据流速率为64kb/s。
下图为A 律13 折线的压缩示意图:负电平部分的压扩特性和正电平部分的压扩特性是对称的,所以上图只画出了正电平压扩特性。
这种量化方式相比于线性量化,当信号为小信号时,其信噪比较高(尤其是语音信号)。
从图上可以看到,整个归一化电平区间被分为8个小区间,每个区间的斜率和起点电平如下表:正电平部分的第一段和第二段的斜率都是16,负电平部分的第一段和第二段的斜率也都是16,所以本来划分的16 折线段实际为13 折线段。
PCM 编码对一个采样值量化编码后得到的是8 比特的编码,下图是这8 比特的码位安排:可见,编码的第一位C1 为极性码,正电平为1,负电平为0。
C2~C4 为段落码,表示信号绝对值处在哪个段落,3 位码的8 种可能状态分别代表8 个段落的起点电平。
C5~C8 为段内码,段内码共4 位,并且段内采用均匀量化的方式,故共有24=16 个均匀量化级。
但因段落长度不等,故不同段落间的量化级是非均匀的。
小信号时,段落短,量化间隔小;反之,量化间隔大。
13 折线中的第一、二段最短,只有归一化的1/128,再将它等分16 小段,每一小段长度为1/128÷16=1/1024。
这是最小的量化级间隔,它仅有输入信号归一化值的1/2048,记为Δ,代表一个量化单位。
第八段最长,它是归一化值的1/2,将它等分16 小段后,每一小段归一化长度为1/2÷16=1/32,相当于64 个最小量化间隔,记为64Δ。
其余各段的最小量化间隔的计算以此类推。
下图是13 折线PCM 的各段落段落内量化间隔,段落起始终点值,量化间隔等参数的表:此外,4 位段内编码可以采用自然二进制编码,也可以采用格雷码或折叠二进制码。
3.2 ADPCM 的基本原理由于语音信号的动态范围比较大,因此要实现最佳预测和最佳量化必须采用自适应系统,才有可能获得最佳的性能。
具有自适应系统的DPCM 称为自适应差分脉码调制,记作ADPCM。
ADPCM 的自适应方案包括自适应预测、自适应量化或两者皆有。
自适应预测值预测器的预测系数可以随话音瞬时变化作自适应调整,自适应量化指量化器的量化阶距可以随信号的瞬时变化。
如果DPCM 的预测增益为6~11 dB,自适应预测器可使信噪比改善4dB,自适应量化可以使信噪比改善4~7 dB,因此ADPCM 比PCM 可改善16~21 dB,相当于编码位数可以减少3~4 位。
自适应量化:指量化器的特性随输入信号的幅度作自适应变化,典型的方法是根据输入信号的短时方差来调整阶距,使阶距的大小变化与输入信号幅度匹配,从而进一步改善量化效果。
采用自适应量化付出的代价是引入了编码延时且运算复杂度随之增加。
由于调整量化阶距需要获取输入信号的方差信息,根据估计方差的不同方案,自适应量化可以分为前向自适应量化和后向自适应量化。
自适应预测:对于DPCM 编码,即使采用最简单的一阶线性预测器,也能使信噪比改善6 dB。
但随着预测器阶数的增加,信噪比提高的速度越来越缓慢。
即使采用10 阶以上的线性预测器,信噪比的改善也只有12 dB 左右。
此外,最佳固定线性预测器所能获得的量化信噪比的改善对于语音信号的不平稳性也是比较敏感的。
为了使系统能够适应语音信号的不平稳变化,进一步提高预测增益,就需要采用自适应预测。
与自适应量化相同,自适应预测也分为前向自适应预测和后向自适应预测。
四.实验步骤1.正弦信号通过A率十三折线的PCM的输出在新源编码中选择“A率”和“正弦信号演示”,从输出的波形和数据中选择十组,进行记录。
原始电平量化电平去极性7量化误差位码1 0.358 0.352 1100110 -0.0062 0.139 0.137 1010001 -0.0023 0.707 0.703 1110110 -0.0044 0.999 0.084 1111111 -0.0155 0.655 0.641 1110100 -0.0146 0.275 0.273 1100001 -0/0027 0.798 0.797 1111001 -0.0018 0.258 0.258 1100000 -0.0009 0.913 0.922 1111101 0.00910 0.808 0.797 1111001 -0.0112.任选一组数据,由逐次比较型编码器说出8为PCM编码的过程。
例如,选择第一组数据原始电平量化电平去极性7位码量化误差1 0.358 0.352 1100110 -0.006(1) 首先由原始电平可得输入信号抽样值Is=0.358*2048△=733△。
(2) 由于抽样值为正,则极性码C1=1.(3) 由Is=733△>Iw=128△,则:C2=1.(4) 由Is=733△>Iw=512△,则:C3=1.(5) 由Is=733△<Iw=1024△,则:C3=0.(6) 由段落码C2C3C4=110,表明抽样值位于第7段。
量化间隔为32△。
(7) C5的标准电流:512△+8*32△=768△>733△,则C5=0.(8) C6的标准电流:512△+4*32△=640△<733△,则C6=1.(9) C7的标准电流:512△+4*32△+2*32△=704△<733△,则C7=1.(10) C8的标准电流:512△+4*32△+2*32△+32△=736△>733△,则C8=0.(11) 因此,8位PCM码为111100110,与实验结果相同。