DPCM編碼和BCH碼教學(xué)文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DPCM編碼和BCH碼-語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)仿真基于DPCM編碼和BCH碼學(xué)生姓名：XX指導(dǎo)老師：XXX摘要本課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)基于DPCM編碼和BCH碼的仿真，觀察仿真波形，并進(jìn)行結(jié)果分析。本課程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真模塊，程序運(yùn)行平臺(tái)為Windows98/2000/XP。本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)DPCM編解碼和BCH編解碼原理，運(yùn)用Simulink仿真模塊進(jìn)行繪圖、設(shè)置參數(shù)，最后完成仿真。關(guān)鍵詞MATLAB7.0；Simulink平

2、臺(tái)；DPCM編解碼；BCH編解碼；仿真；1引言本課程設(shè)計(jì)是通過(guò)DPCM編碼和BCH碼對(duì)語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)進(jìn)行仿真12。根據(jù)DPCM編解碼和BCH編解碼原理，運(yùn)用DPCMEncoder等模塊，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)進(jìn)行繪制，設(shè)置模塊參數(shù)，然后運(yùn)行，最后通過(guò)示波器得到相應(yīng)的仿真波形。通過(guò)對(duì)仿真波形的觀察，能夠檢驗(yàn)該系統(tǒng)功能是否正確實(shí)現(xiàn)。1.1課程設(shè)計(jì)目的學(xué)習(xí)并熟悉MATLAB平臺(tái)及Simulink仿真模塊的一般操作和運(yùn)用3，在加深對(duì)通信原理課本知識(shí)的理解的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)或分析一個(gè)簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)4，并且進(jìn)一步理解通信系統(tǒng)的基本組成、模擬通信和數(shù)字通信的基礎(chǔ)理論、通信系統(tǒng)發(fā)射

3、端信號(hào)的形成及接收端信號(hào)解調(diào)的原理、通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸質(zhì)量的檢測(cè)等方面的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生在知識(shí)的綜合運(yùn)用能力上以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力上得到一定的提高。1.2課程設(shè)計(jì)的要求（1）、學(xué)習(xí)MATLAB的基本知識(shí)，熟悉MATLAB集成環(huán)境下的Simulink仿真平臺(tái)的特點(diǎn)、規(guī)范及語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、編寫(xiě)方法。（2）、利用通信原理中學(xué)習(xí)的內(nèi)容，在Simulink仿真平臺(tái)中設(shè)計(jì)基帶傳輸系統(tǒng)，并按題目要求運(yùn)行、檢測(cè)系統(tǒng)仿真結(jié)果。（3）、按要求編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)，能正確闡述設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（4）、在老師的指導(dǎo)下，要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。1.3設(shè)計(jì)平臺(tái)MATLAB7.0MATLAB編程語(yǔ)言被業(yè)界稱(chēng)為第四

4、代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它允許按照數(shù)學(xué)推導(dǎo)的習(xí)慣編寫(xiě)程序。MATLAB7.0的工作環(huán)境包括當(dāng)前工作窗口、命令歷史記錄窗口、命令控制窗口、圖形處理窗口、當(dāng)前路徑選擇菜單、程序編輯器、變量查看器、模型編輯器、GUI編輯器以及豐富的函數(shù)庫(kù)和MATLAB附帶的大量M文件。2設(shè)計(jì)原理本次課程設(shè)計(jì)是進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)基于DPCM編碼和BCH碼的仿真，運(yùn)用MATLAB中的Simulink仿真模塊，根據(jù)DPCM編解碼和BCH糾錯(cuò)碼的原理完成對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的仿真。2.1MATLAB技術(shù)MATLAB是由美國(guó)MathWorks公司生產(chǎn)的一個(gè)為科學(xué)和工程計(jì)算專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的交互式大型軟件，是一個(gè)可以完成各種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的、可

5、視化的、強(qiáng)大的計(jì)算工具。它集圖示和精確計(jì)算于一身，在應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、化工、機(jī)電工程、醫(yī)藥、金融和其他需要進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。MATLAB作為一種科學(xué)計(jì)算的高級(jí)語(yǔ)言之所以受歡迎，就是因?yàn)樗胸S富的函數(shù)資源和工具箱資源，編程人員可以根據(jù)自己的需要選擇函數(shù)，而無(wú)需再去編寫(xiě)大量繁瑣的程序代碼，從而減輕了編程人員的工作負(fù)擔(dān)，被稱(chēng)為第四代編程語(yǔ)言。2.2Simulink仿真模塊Simulink仿真模塊以MATLAB核心數(shù)學(xué)運(yùn)算、圖形處理和編程語(yǔ)言為基礎(chǔ)，結(jié)合了含有框圖界面和交互仿真能力飛非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真工具，使仿真編程更為方便、快捷。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，

6、是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性系統(tǒng)、非線(xiàn)性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶(hù)接口(GUI)，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶(hù)可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。2.3系統(tǒng)功能介紹進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)基于DPCM編碼和BCH碼的仿真，首先要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行D

7、PCM編碼。DPCM編碼是經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼等過(guò)程，將輸入的模擬信號(hào)編程數(shù)字信號(hào)。DPCM編碼是廣泛運(yùn)用的預(yù)測(cè)編碼方法之一。在DPCM編碼中，每個(gè)抽樣值不是獨(dú)立的編碼，而是將前一個(gè)抽樣值當(dāng)做預(yù)測(cè)值，然后再取當(dāng)前抽樣值和預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行編碼并傳輸。DPCM譯碼同樣是將前一個(gè)值當(dāng)做預(yù)測(cè)值，然后取當(dāng)前值與預(yù)測(cè)值之差進(jìn)行解碼，將一個(gè)個(gè)脈沖碼組轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的量化采樣值，最后經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器重建原模擬信號(hào)。DPCM系統(tǒng)原理方框圖如圖2.1所示。抽樣量化器編碼器信道譯碼器延遲Ts延遲Ts圖2.1DPCM系統(tǒng)原理方框圖根據(jù)課程題目，在進(jìn)行完DCPM編碼后，要利用BCH碼進(jìn)行糾錯(cuò)編解碼。BCH碼是一種獲得廣泛應(yīng)

8、用的能夠糾正多個(gè)錯(cuò)碼的循環(huán)碼。BCH碼是一類(lèi)能夠先確定糾錯(cuò)能力t，然后設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)和生成多項(xiàng)式的碼。對(duì)于任意的整數(shù)m和可達(dá)到的糾錯(cuò)數(shù)t，都可以構(gòu)造出一個(gè)設(shè)計(jì)距離為的二元本原BCH碼滿(mǎn)足：BCH碼的碼長(zhǎng)n與監(jiān)督位、糾錯(cuò)個(gè)數(shù)t之間的關(guān)系如下：對(duì)于正整數(shù)m（m3）和正整數(shù)t1，且除得盡(-1)，則為非本原BCH碼。3設(shè)計(jì)步驟本次課程設(shè)計(jì)是運(yùn)用Simulink仿真模塊完成通信系統(tǒng)中的信源編碼和糾錯(cuò)編碼。輸入一個(gè)正弦信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行DPCM編碼后再進(jìn)行BCH編碼，送入二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道傳輸，在接收端對(duì)其進(jìn)行BCH解碼和DPCM解碼以恢復(fù)原信號(hào)。完成正弦信號(hào)的編解碼后，用自己錄制的一個(gè)信號(hào)替代正弦信號(hào)，進(jìn)過(guò)編解碼，

9、回放比較傳輸前后的語(yǔ)音質(zhì)量3.1正弦信號(hào)基帶傳輸通信系統(tǒng)仿真進(jìn)行正弦信號(hào)的系統(tǒng)仿真，首先要新建一個(gè)Simulink文件起步驟是：打開(kāi)MATLAB單擊工具欄中的Simulink選項(xiàng)打開(kāi)Simulink對(duì)話(huà)框選擇菜單欄中的File/New/Modle，這樣就完成了Simulink文件的新建。完成文件的新建后，就可以進(jìn)一步進(jìn)行正弦信號(hào)的模型建立及仿真了。進(jìn)行正弦信號(hào)的系統(tǒng)仿真，首先要在Simulink模塊庫(kù)中找到正弦信號(hào)的模塊，然后調(diào)用模塊產(chǎn)生模擬正弦信號(hào)?；蛘邌螕鬍dit/Findblock，在彈出的對(duì)話(huà)框中輸入要尋找的模塊名稱(chēng)，即可方便快捷的找到需要的模塊。找到正弦信號(hào)模塊后，可直接將模塊拖入模

10、型建立對(duì)界面，也可以右擊模塊，選擇下拉菜單中的“Addtothecurrentmodle”選項(xiàng)添加模塊。在模型建立界面中加入正弦信號(hào)后，雙擊正弦信號(hào)模塊，可對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行設(shè)置。在Frequency欄中填入正弦信號(hào)的頻率，本次課程設(shè)計(jì)中我用的是頻率為2*pi的模擬正弦信號(hào)。進(jìn)行完正弦信號(hào)模塊參數(shù)的設(shè)置后，添加一個(gè)示波器模塊觀察正弦信號(hào)的仿真波形。雙擊示波器設(shè)置示波器的參數(shù)，單擊示波器Scopes界面左上角第二個(gè)Parameters鍵，在彈出的對(duì)話(huà)框中設(shè)置參數(shù)：在General頁(yè)面的NumbersofAxes項(xiàng)中設(shè)置需要觀察的波形路數(shù)，在DataHistory頁(yè)面的Limitdatapointst

11、olast項(xiàng)中設(shè)置采集點(diǎn)數(shù)。示波器參數(shù)設(shè)置如圖3.1、圖3.2所示。圖3.1示波器觀察路數(shù)設(shè)置圖3.2示波器采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)置正弦信號(hào)的模型圖如圖3.3所示。圖3.3正弦信號(hào)模型圖模擬正弦信號(hào)參數(shù)設(shè)置如圖3.4所示。圖3.4模擬正弦信號(hào)參數(shù)設(shè)置模擬正弦信號(hào)仿真波形圖如圖3.5所示。圖3.5輸入正弦信號(hào)的仿真波形圖完成正弦信號(hào)的調(diào)用及觀察后，接下來(lái)要對(duì)產(chǎn)生的模擬信號(hào)進(jìn)行DPCM編碼，調(diào)用一個(gè)DPCMEncoder，雙擊模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。DPCM模塊的參數(shù)設(shè)置程序如一下程序段所示：t=0:0.1:10;x=sin(2*pi*t);helpdpcmoptPREDICTOR,CODEBOOK,PARTITI

12、ON=DPCMOPT(x,1,4)依據(jù)以上程序可得到DPCMEncoder的參數(shù)：PREDICTOR=00.8172CODEBOOK=-0.5129-0.18160.18160.5129PARTITION=-0.34730.00000.3473將計(jì)算所得的結(jié)果相應(yīng)的填入DPCMEncoder模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框中，單擊“OK”完成DPCMEncoder模塊參數(shù)設(shè)置。運(yùn)用示波器觀察DPCM編碼后仿真波形。DPCM編碼模型圖如圖3.6所示。圖3.6DPCM編碼模型圖DPCMEncoder參數(shù)設(shè)置如圖3.7所示。圖3.7DPCMEncoder參數(shù)設(shè)置DPCM編碼仿真波形如圖3.8所示。圖3.8DPCM

13、編碼仿真波形圖進(jìn)行完模擬信號(hào)的DPCM編碼后，就將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為了數(shù)字信號(hào)，此時(shí)的數(shù)字信號(hào)是以整數(shù)的形式表示的，在進(jìn)行下一步的糾錯(cuò)編碼前，要將信號(hào)從整數(shù)形式轉(zhuǎn)化為比特形式，因此需要調(diào)用一個(gè)IntegertoBitConverter模塊進(jìn)行數(shù)碼轉(zhuǎn)化。雙擊模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在彈出的對(duì)話(huà)框中填入每個(gè)整數(shù)所轉(zhuǎn)換的比特?cái)?shù)，單擊“OK”完成設(shè)置。本次課程設(shè)計(jì)中我是將一個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為2bit，故在參數(shù)設(shè)置對(duì)話(huà)框中應(yīng)填入“2”。用示波器觀察數(shù)碼轉(zhuǎn)換后仿真波形圖。模擬信號(hào)DPCM編碼數(shù)碼轉(zhuǎn)換模型圖如圖3.9所示。圖3.9數(shù)碼轉(zhuǎn)換模型圖數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.10所示。圖3.10數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊參數(shù)設(shè)置數(shù)碼轉(zhuǎn)換仿真波

14、形圖如圖3.11所示。圖3.11數(shù)碼轉(zhuǎn)換仿真波形圖如圖3.9中的第三欄所示，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)DPCM編碼、數(shù)碼轉(zhuǎn)換后的波形在示波器中是并行輸出的，為了便于觀察，我們需要進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，調(diào)用模塊FrameConversion、Buffer、Unbuffer，并在Buffer中設(shè)置輸入的并聯(lián)數(shù)據(jù)路數(shù)，單擊“OK”完成設(shè)置。由于要多次運(yùn)用串并轉(zhuǎn)換，為了簡(jiǎn)化模型建立，我們可以將串并轉(zhuǎn)換模型打包，作為一個(gè)模塊使用。串并轉(zhuǎn)換模塊如圖3.12所示。圖3.12串并轉(zhuǎn)換模塊Buffer模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.13所示。圖3.13Buffer模塊參數(shù)設(shè)置完成串并轉(zhuǎn)換后用示波器觀察結(jié)果。串并轉(zhuǎn)換后模擬信號(hào)DPCM編碼模型如圖

15、3.14所示。圖3.14串并轉(zhuǎn)換后DCPM編碼模型圖串并轉(zhuǎn)換后DPCM仿真波形如圖3.15所示。圖3.15串并轉(zhuǎn)換后DPCM仿真波形圖根據(jù)課程目的，完成模擬信號(hào)的DPCM編碼后，要將編碼后的信號(hào)調(diào)用通信模塊庫(kù)中的BCHEncoder模塊再進(jìn)行糾錯(cuò)編碼。BCH編碼需要調(diào)用Buffer、BCHEncoder及串并轉(zhuǎn)換模塊。本次課程設(shè)計(jì)中由于BCHEncoder采用默認(rèn)參數(shù)，即N=15，K=5，故Buffer模塊的參數(shù)應(yīng)設(shè)置為5，模擬信號(hào)DPCM編碼后進(jìn)行BCH編碼模型圖如圖3.16所示。圖3.16BCH編碼模型圖BCHEncoder參數(shù)設(shè)置如圖3.17所示。圖3.17BCHEncoder參數(shù)設(shè)置B

16、CH編碼后仿真波形圖如圖3.18所示。圖3.18BCH編碼仿真波形圖完成BCH編碼后，將編碼后的信號(hào)通過(guò)二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道，并用示波器觀察輸出的仿真波形圖。本次課程設(shè)計(jì)的碼元干擾設(shè)為0。調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道后的仿真模型圖如圖3.19所示。圖3.19調(diào)制信號(hào)通過(guò)二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道模型圖二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道參數(shù)設(shè)置如圖3.20所示。圖3.20二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道參數(shù)設(shè)置調(diào)制信號(hào)通過(guò)二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道仿真波形如圖3.21所示。圖3.21調(diào)制信號(hào)通過(guò)二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道仿真波形圖完成DPCM編碼、BCH編碼后，就要進(jìn)行相應(yīng)的解碼，并用低通濾波器還原出原始波形。首先進(jìn)行的是BCH糾錯(cuò)解碼。調(diào)用BCHDecoder模塊，進(jìn)行串并

17、轉(zhuǎn)換后用示波器觀察仿真波形圖。本次課程設(shè)計(jì)采用BCHDecoder的默認(rèn)參數(shù)。BCH解碼模型圖如圖3.22所示。圖3.22BCH解碼模型圖BCH解碼仿真波形如圖3.23所示。圖3.23BCH解碼仿真波形圖接下來(lái)進(jìn)行DPCM解碼。因?yàn)镈PCM解碼只能針對(duì)數(shù)字信號(hào)而言，故先要將信號(hào)進(jìn)行數(shù)碼轉(zhuǎn)換，將二進(jìn)制碼元轉(zhuǎn)化為數(shù)字。將上圖用放大鏡選項(xiàng)將X軸進(jìn)行放大后，可以發(fā)現(xiàn)BCH編碼前的波形與BCH解碼后的波形相比，有7個(gè)碼元的延時(shí)，因?yàn)楸仨氁勾a元的延時(shí)為數(shù)字轉(zhuǎn)換為碼元數(shù)值的整數(shù)倍，即為2的整數(shù)倍，故需在數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊前加入一個(gè)數(shù)值為奇數(shù)的碼元的延時(shí)模塊。碼數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)設(shè)置和數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊參數(shù)設(shè)置應(yīng)當(dāng)一致。

18、放大后仿真波形如圖3.24所示。圖3.24放大仿真波形圖延時(shí)模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.25所示。圖3.25延時(shí)模塊參數(shù)設(shè)置BCH解碼后信號(hào)進(jìn)行數(shù)碼轉(zhuǎn)換的模型圖如圖3.26所示。圖3.26碼數(shù)轉(zhuǎn)換模型圖碼數(shù)轉(zhuǎn)換模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.27所示。圖3.27碼數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置碼數(shù)轉(zhuǎn)換后仿真波形如圖3.28所示。圖3.28碼數(shù)轉(zhuǎn)換仿真波形圖進(jìn)行完信號(hào)的碼數(shù)轉(zhuǎn)換，即可調(diào)用DPCMDecoder模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行DPCM解碼。使用DPCM模塊首先要雙擊進(jìn)行模塊的參數(shù)設(shè)置。DPCMDecoder?？斓膮?shù)設(shè)置與DPCMEncoder模塊的參數(shù)設(shè)置應(yīng)當(dāng)一致。進(jìn)行完參數(shù)設(shè)置后，可通過(guò)示波器觀察DPCM解碼后的仿真波形圖。DPC

19、M解碼的模型如圖3.29所示。圖3.29DPCM解碼模型圖DPCMDecoder參數(shù)設(shè)置如圖3.30所示。圖3.30DPCMDecoder參數(shù)設(shè)置DPCM解碼仿真波形如圖3.31所示。圖3.31DPCM解調(diào)仿真波形圖最后還原出原始信號(hào)，需要通過(guò)一個(gè)低通濾波器。本課程設(shè)計(jì)選擇的是巴特沃茲低通濾波器。在通信模塊庫(kù)中選擇一個(gè)低通濾波器模塊，雙擊設(shè)置模塊參數(shù)，在PassbandedgeFrequency一欄中填入與輸入正弦波信號(hào)相同的頻率，單擊“OK”完成設(shè)置。因?yàn)閯傞_(kāi)始輸入的模擬正弦信號(hào)的頻率設(shè)定為2*pi，故巴特沃茲低通濾波器的頻率也應(yīng)當(dāng)設(shè)置為2*pi。用示波器觀察還原信號(hào)。通過(guò)低通濾波器模型如圖

20、3.32所示。圖3.32通過(guò)低通濾波器模型圖巴特沃茲低通濾波器參數(shù)設(shè)置如圖3.33所示。圖3.33巴特沃茲低通濾波器參數(shù)設(shè)置通過(guò)低通濾波器還原出來(lái)的信號(hào)如圖3.34所示。圖3.34通過(guò)低通濾波器還原出的信號(hào)仿真波形圖最后調(diào)用一個(gè)ErrorRateCalculation模塊和一個(gè)Display觀察糾錯(cuò)編碼前后的誤碼率。雙擊ErrorRateCalculation模塊設(shè)置參數(shù)。因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)求出碼元延遲個(gè)數(shù)為7個(gè)，所以應(yīng)當(dāng)在ErrorRateCalculation模塊設(shè)置對(duì)話(huà)框中的Receivedelay一欄中填入接收碼元延時(shí)數(shù)目7，單擊“OK”完成設(shè)置。檢驗(yàn)誤碼率模型圖如圖3.35所示。圖3.35

21、檢驗(yàn)誤碼率模型圖ErrorRateCalculation模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.36所示。圖3.36ErrorRateCalculation模塊參數(shù)設(shè)置根據(jù)圖3.35所示，接收碼元的誤碼率為0，故表明正弦信號(hào)的DPCM調(diào)制解調(diào)、BCH調(diào)制解調(diào)正確，基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。編寫(xiě)M文件計(jì)算解碼后的誤碼率，M文件編寫(xiě)如下所示：snr=0:2:20;fori=1:length(snr)var=0.5./(10(0.1*snr(i);sim(wangjing.mdl);error(i)=ErrorVec(1);endplot(snr,error)保存文件名稱(chēng)為“erbfig”。將Simulink文件和M文

22、件保存在work文檔中，在MATLAB命令窗口中輸入“erbfig”可得到誤碼率曲線(xiàn)。在誤碼率原理框圖中設(shè)置二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道的Errorprobability為“var”。二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道參數(shù)設(shè)置如圖3.37所示。圖3.37二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道參數(shù)設(shè)置求誤碼率的模型圖如圖3.38所示。圖3.38誤碼率模型圖誤碼率曲線(xiàn)如圖3.39所示。圖3.39誤碼率曲線(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)基帶傳輸通信系統(tǒng)仿真進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的幾代通信傳呼系統(tǒng)的仿真，是在模擬正弦信號(hào)基帶通信系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上，將模擬正弦信號(hào)替代為自己錄制的語(yǔ)音信號(hào)，然后設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)還原出原語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音信號(hào)的錄制，首先在開(kāi)始菜單中選擇程序/附件/娛樂(lè)/錄

23、音機(jī)，然后設(shè)置錄音機(jī)的屬性，本次課程設(shè)計(jì)中我需要的是22025Hz、16bit、單聲道的語(yǔ)音信號(hào)。完成屬性設(shè)置后就可以開(kāi)始錄音了。錄音設(shè)備如圖3.40所示。圖3.40錄音機(jī)錄音機(jī)屬性設(shè)置如圖3.41所示。圖3.41錄音機(jī)屬性設(shè)置完成錄音后保存文件。只有將錄音文件和Simulink文件保存在MATLAB的work文檔中，文件才能運(yùn)行。保存文件后，將模擬正弦信號(hào)傳輸系統(tǒng)中的正弦信號(hào)模塊用一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)調(diào)用模塊取代，因?yàn)橐{(diào)用的語(yǔ)音信號(hào)名稱(chēng)為123.WAV，故在設(shè)置調(diào)用時(shí)應(yīng)當(dāng)在Filename一欄填入語(yǔ)音信號(hào)名稱(chēng)。FromWaveFile模塊參數(shù)設(shè)置如圖3.42所示。圖3.42FromWaveFile

24、模塊參數(shù)設(shè)置因?yàn)檩斎胄盘?hào)的參數(shù)發(fā)生了改變，故傳輸系統(tǒng)中所用到的有些模塊的參數(shù)也要進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的更改。語(yǔ)音信號(hào)的DPCMEncoder和DPCMDecoder參數(shù)設(shè)置計(jì)算為：x,fs,bits=wavread(123.wav);PREDICTOR,CODEBOOK,PARTITION=DPCMOPT(x,1,16)PREDICTOR=00.9832CODEBOOK=Columns1through13-0.0459-0.0322-0.0226-0.0153-0.0100-0.0063-0.0036-0.00160.00000.00220.00480.00820.0130Columns14throug

25、h160.01990.03280.0590PARTITION=Columns1through13-0.0391-0.0274-0.0190-0.0126-0.0082-0.0050-0.0026-0.00080.00110.00350.00650.01060.0164Columns14through150.02640.0459將上列參數(shù)相對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)設(shè)置模塊中，單擊“OK”完成DPCM編解碼模塊參數(shù)設(shè)置。進(jìn)行數(shù)碼、碼數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的參數(shù)設(shè)置，將Numbersofbitperinteger設(shè)置為16，單擊“OK”完成設(shè)置。運(yùn)行觀察仿真波形，放大波形的X軸數(shù)值后，可以看到BCH編解碼前后有9個(gè)碼元的

26、延時(shí)，故需加入一個(gè)9個(gè)碼元的延時(shí)模塊。語(yǔ)音信號(hào)放大仿真波形圖如圖3.43所示。圖3.43語(yǔ)音信號(hào)放大仿真波形圖完成以上設(shè)置后加入一個(gè)誤碼率檢測(cè)模塊，檢驗(yàn)系統(tǒng)是否出錯(cuò)。語(yǔ)音信號(hào)基帶通信系統(tǒng)原理圖如圖3.44所示。圖3.44語(yǔ)音信號(hào)基帶通信系統(tǒng)原理圖語(yǔ)音信號(hào)基帶通信系統(tǒng)仿真波形如圖3.45所示。圖3.45語(yǔ)音信號(hào)基帶通信系統(tǒng)仿真波形圖語(yǔ)音信號(hào)基帶通信系統(tǒng)仿真完成后可以用一個(gè)語(yǔ)音文件輸出模塊輸出調(diào)制解調(diào)后的語(yǔ)音文件，該語(yǔ)音文件以1231.WAV的名字保存在wok文檔里面，打開(kāi)這個(gè)語(yǔ)音文件回放調(diào)制解調(diào)后的語(yǔ)音信號(hào)，得到與輸入語(yǔ)音信號(hào)相同的語(yǔ)音信號(hào)。語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)如圖3.46所示。圖3.46語(yǔ)

27、音信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)果分析正弦信號(hào)系帶傳輸通信系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖3.47所示。圖3.47正弦信號(hào)基帶傳輸系統(tǒng)仿真結(jié)果從上圖可以看出輸入的模擬正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)DPCM編解碼、BCH編解碼后，通過(guò)一個(gè)巴特沃茲低通濾波器成功的還原出了正弦信號(hào)，說(shuō)明該正弦信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)是正確的，它的結(jié)果符合理論結(jié)論，故該系統(tǒng)的功能成功實(shí)現(xiàn)。將模擬正弦信號(hào)替代為一個(gè)自己錄制的語(yǔ)音信號(hào)123.WAV后，該語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)得到了一個(gè)調(diào)制解調(diào)后的語(yǔ)音信號(hào)1231.WAV。比較兩個(gè)語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)語(yǔ)音信號(hào)基本上完全一致，該結(jié)果符合理論結(jié)論，故該語(yǔ)音喜好基帶通信傳輸系統(tǒng)的功能成功實(shí)現(xiàn)。4出現(xiàn)的

28、問(wèn)題及解決方法在查閱了書(shū)籍并且參照老師給的參考原理圖的基礎(chǔ)上，我基本上設(shè)計(jì)出了模擬正弦信號(hào)基于通信傳輸系統(tǒng)，并且在同學(xué)的幫助下設(shè)置好了所用模塊的參數(shù)，但是還是在延時(shí)單元設(shè)置是出現(xiàn)了錯(cuò)誤。在對(duì)比BCH編碼前的仿真波形和BCH解碼后的仿真波形，進(jìn)行延時(shí)碼元的計(jì)算時(shí)，一定要仔細(xì)觀察，以免出錯(cuò)。在本次課程設(shè)計(jì)中，首先我數(shù)出BCH編碼前的仿真波形和BCH解碼后的仿真波形相差8個(gè)碼元，因?yàn)槭?的整數(shù)倍，所以我沒(méi)有加延時(shí)單元，結(jié)果在碼數(shù)轉(zhuǎn)換是我發(fā)現(xiàn)碼數(shù)轉(zhuǎn)換后的仿真波形圖與數(shù)碼轉(zhuǎn)換前的波形圖有很大的誤差。后來(lái)經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀察，發(fā)現(xiàn)BCH編碼前的仿真波形和BCH解碼后的仿真波形相比實(shí)際上有7個(gè)碼元的延時(shí)，不是2的

29、整數(shù)倍，故必須加一個(gè)延時(shí)模塊延時(shí)一個(gè)碼元，使總體延時(shí)變成2的整數(shù)倍，在進(jìn)行碼數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)才不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。沒(méi)有加入延時(shí)模塊時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤如圖4.1所示。圖4.1沒(méi)有加入延時(shí)單元的錯(cuò)誤當(dāng)加入一個(gè)碼元單位的延時(shí)后，就得到了正確的結(jié)果。其正確結(jié)果如圖4.2所示。圖4.2加入延時(shí)單元后方正確正波形5結(jié)束語(yǔ)本次課程設(shè)計(jì)我們要根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的通信原理的有過(guò)知識(shí)，運(yùn)用MATLAB中的Simulink仿真模塊進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)基帶通信傳輸系統(tǒng)基于DPCM編碼和BCH碼的仿真。雖然本學(xué)期我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)通信原理的有關(guān)知識(shí)，但是運(yùn)用基本理論知識(shí)進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難免還是讓人膽怯，但是在同學(xué)的鼓勵(lì)幫助下，我很快克服了這種感覺(jué)，開(kāi)始認(rèn)真的對(duì)待課程設(shè)計(jì)。MATLAB可以說(shuō)是我們接觸得最多的軟件之一，但是Simulink仿真平臺(tái)卻是我們第一次使用。在老師的指導(dǎo)下，我知道了Simulink仿真平臺(tái)使用的基本方法，