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陆顺杰pcm编解码simulink仿真.doc 29页
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陆顺杰pcm编解码simulink仿真
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基于simulink的pcm编解码建模与仿真
理解pcm编解码原理及过程
利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个PCM编码与解码系统
现代通信技术教材
Simulink或matlab
1、PCM：脉冲编码调制 (Pulse Code Modulation)是一种对模拟信号数字化的取样技术，将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式，特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样 8000 次；每次取样为 8 个位，总共 64kb。取样等级的编码有二种标准。北美洲及日本使用 Mu-Law 标准，而其它大多数国家使用 A-Law 标准。
脉冲编码调制主要经过3个过程：抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。如图所示：
A、抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。该模拟经过抽样后还应当包含原信号中所有，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
B、量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的，把瞬时抽值用最接近的电平值来表示。A律压缩特性
（美、日）
（我国、欧洲）
式中，x为归一化输入，y为归一化输出，A、μ为压缩系数。
数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线， 并用这些折线来近似A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。即对数压扩特性的折线近似法。
两种常用数字压扩技术：（1）A律13折线压扩——13折线近似逼近A=87.6的A律压扩特性；（2） μ律15折线压扩——15折线近似逼近μ=255的μ律压扩特性。
实际中A律常采用13折线近似如图所示
其具体分法如下:
先将X轴的区间[0，1]一分为二，其中点为1/2,取区间[1/2,1]作为第八段;
区间[0,1/2]再一分为二，其中点为1/4,取区间[1/4,1/2]作为第七段;
区间[0,1/4]再一分为二，其中点为1/8,取区间[1/8,1/4]作为第六段;
区间[0,1/8]一分为二，中点为1/16,取区间[1/16,1/8]作为第五段;
区间[0,1/16]一分为二，中点为1/32,取区间[1/32,1/16]作为第四段;
区间[0,1/32]一分为二，中点为1/64,取区间[1/64,1/32]作为第三段;
区间[0,1/64]一分为二，中点为1/128,区间[1/128,1/64]作为第二段;　　
区间[0,1/128]作为第一段。
然后将Y轴的[0,1]区间均匀地分成八段，从第一段到第八段
分别为[0,1/8],(1/8,2/8],(2/8,3/8],(3/8,4/8],(4/8,5/8],(5/8,6/8],
(6/8,7/8],(7/8,1]。分别与X轴对应。
C、编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。实际电路中，量化和编码是同时进行的，故有线性编码和非线性编码之分。线性编码相当于均匀量化编码，非线性编码相当于非均匀量化编码。下面结合A律13折线的量化来加以说明。
在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。这样处理的结果，8个段落被划分成128个量化级。
2、simulink：
Simulink是最重要的组件之一，它提供一个建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和的复杂仿真和设计。同时有大量的和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
Integer to Bit Converter：整数点转换器Mux：复用器，它的作用是将多路信号复用为一路信号。
To Frame：装帧器。
Buffer：缓冲器。
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