信源编码与信道编码


实训二

信源编码与信道编码

一.实验目的。
1.掌握 A 律 13 折线的编码方法。 2.理解信道编码的作用。 3.理解量化技术、量化方法与量化信噪比的关系。

4.理解非均匀量化的优点。 二.实验内容。
1.对抽样信号进行均匀量化,改变量化级数和信号大小,根据 MATLAB 仿真获 得量化误差与量化信噪比。 2.对 抽样信号进 行 A 律 压缩 、均 匀量化,改变量化级数和信号 大小 ,根 据 MATLAB 仿真获得量化误差与量化信噪比。

三.实验结果。
1.对抽样信号进行均匀量化,改变量化级数和信号大小,根据 MATLAB 仿真获 得量化误差与量化信噪比。 (1)以 1000kHz 频率对 x(t)=sin(2πt)采样并进行 8 级均匀量化。绘出原正弦信 号与量化后的信号(对应的 m 文件为 quantiz1000.m) 。
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2012210178 黄 亮 平 正弦信号波形图 量化后的信号图

(2) 以 32kHz 的抽样频率对 x(t)抽样并进行 8 级均匀量化。 绘制出正弦波波形、 样值图、量化后的样值图、量化误差图(对应的 m 文件为 quantiz32.m) 。
1 0.5 0 -0.5 -1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2012210178 黄亮平 正弦信号波形图 样值图 量化后的样值图

0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

(3)以2000Hz对x(t)进行采样,改变量化级数(n=2~8) ,分别仿真得到量化信噪 比及理论信噪比随编码位数变化的曲线(对应的m文件为SNR_n.m) 。
50 45 40 35 30 25 20 15 10 2012210178 黄 亮 平 理论值 仿真值

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

(4)在编码位数为8和12时采用均匀量化,在输入信号衰减为0~50 dB时,以均 匀间隔5 dB仿真得到均匀量化的量化信噪比, 绘出量化信噪比随信号衰减变化的 图形(对应的m文件为SNR_dB.m) 。
80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2012210178 黄 亮 平 均 匀 量 化 8bit 均 匀 量 化 12bit

2.A 律压缩量化。 (1)绘出压缩前后的信号波形图、样值图、量化后的样值图(对应的m文件为 ACompand.m) 。
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t(s) 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2012210178 黄 亮 平

0.15 0.1 0.05 0 -0.05 -0.1 -0.15 -0.2

2012210178 黄 亮 平

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5 t(s)

0.6

0.7

0.8

0.9

1

(2)在编码位数为8和12时均匀量化、编码位数为8时A律压扩量化,在输入信 号衰减为0~50dB时,以均匀间隔5dB仿真得到量化信噪比,绘出量化信噪比随 信号衰减变化的图形。另外绘出8和12位编码时采用均匀量化的理论量化信噪比 曲线进行比较。注意,输入信号减小时,量化范围不变;抽样频率为2000Hz(对 应的m文件为SNR_Triways.m) 。
80 70 60 50 量化信噪比 40 30 20 10 0 2012210178 黄 亮 平 8位 均 匀 量 化 12位 均 匀 量 化 8位 非 均 匀 量 化

0

5

10

15

20 25 30 信 号 衰 减 dB

35

40

45

50

四.实验中遇到的问题
(1)编程比较均匀量化与A律压缩量化的误码率曲线时,思路不够清晰,没有 很好将理论知识消化吸收。 (2)计算信噪比与编码位数关系或者信噪比与三种不同量化方式比较时,需要 用到for语句与if语句的循环嵌套,但是仿真时不能将这两种语句融会贯通,所以 编程过程中自己还是很纠结的。 (3)均匀量化时选择quantiz函数中的量化区间、离散区间中值时要根据量化级 数、区间长度与量化间隔来确定,逻辑有点混乱。


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