通信电声wn, MATLAB在通信中的仿真应用 .论文 唐泽鹏，宋威 (南京邮电学院，江苏南京210003) 【摘要】采用MATLAB通信仿直软件对应用于无线信首中的4PSK,8PSK,8OAM的数字桶 信方式和主要通信过程的实际情况进行计算机模拟仿真。主要通信过程为抽样、量化、编码、调制解 调、纠错编码等，并给出了几种调制解调的主要特性，为建立实际通信系统提供了基本的依据。 【关键词】移相键控(PSK):正交幅度调制(OAM):脉码调制(PCM) 1引言 此项计算机模拟方案是针对语音信号进行的 转培界 由于语音信号是模拟信号，必须对它首先进行数号 化处理。在仿真过程中，用1k的正弦信号作为 示波器 示波器了，示波誉3 信号源，来替代真实的模拟语音信号：按照一般语 示波茶可示波器2乐波器4 通信的要求，这里采用8kz速率对1kz的正弦 爱冲器 信号进行抽样，进行256级(8bit)PCM量化编码。信 化 号的幅度为归一化幅度，最小幅度为-1，最大幅度 模拟波设计 分配 为1 图】信票的编解码 第一步为数字化，对输入信号进行8kHz的抽 2 样保持，得到的是间隔为125s的离散抽样值。对 抽样、量化和编解码 每一个抽样值进行256级量化，得到的是幅度上的 整个发送和接收的通信过程如图1所示。 离散量化值，范围从0到255。再将每一个样值转化 在发送端，仿真采用1kHz的正弦信号作为信 成8hit的0/1形式的P℃M代码流，其速率为64 号源，用标量量化器Scalar quantizer)对它进行8kH 的取样，取样后的离散样值信号的绝对值小于1。量 第二步为纠错编码，对PCM编码的数据流进行 化器把-1到1的范围等分为256个小区间，每一个 (4,7)的汉明编码，得到的是112kb/s的纠错编码 区间用0到255之间的 一个整数表示，每个样值通 后的数据流。 过它被量化成256个值中的某一个值。Scalar 第三步为调制解调，在发送端对码流进行数字 ntizer输出的就是这256个标量，是一系列在时 编码调制(4PSK/8PSK/8QAM),采用的载波是400 kH的正弦波，然后送上信道进行传输。信道是最常 标量值通过标量-矢量变换器(scalar to vector con 见的高斯加性白噪声信道，信号传输过程中受到高 verter)后转换成矢量信号，就是长度为8的矢量，矢 斯噪声的干扰。在接收端对接受到的码流进行数 量的每一维都是0和1。因为每一个量化的标量值 解调、汉明码解码、PCM信号恢复，最后信号通过低 编码成8bi,这8个0或1码就是标量的 进制 通滤波器恢复所发送的语音信号。 示。矢量信号通过转换器(commutator)转化为一个 这里所使用的仿真环境为MATLAB5.3通信仿 0,1数据流，相当于将并行数据进行了串行化。在A 真软件。下文中主要针对4PSK的仿真进行叙述，其 端得到经过PCM编码的64k灿s的比特流，然后再 它两种仿真过程和它类似，不予详述，只在最后的性 进行下面的信道编码和调制。 能比较中给出它们的结果。 在接收端，比特流经过传输得到恢复后反映在 48 《电声技术》2001年第11期总第197期 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net 《电声技术》!""# 年第 ## 期总第 #$% 期 !"#$"% 在通信中的仿真应用 唐泽鹏，宋 威 （南京邮电学院，江苏 南京 !#"""&） 【摘 要】 采用 ’()*(+ 通信仿真软件对应用于无线信道中的 ,-./，0-./，01(’ 的数字通 信方式和主要通信过程的实际情况进行计算机模拟仿真。主要通信过程为抽样、量化、编码、调制解 调、纠错编码等，并给出了几种调制解调的主要特性，为建立实际通信系统提供了基本的依据。 【关键词】移相键控（-./）；正交幅度调制（1(’）；脉码调制（-2’） ·论文· # 引言 此项计算机模拟方案是针对语音信号进行的。 由于语音信号是模拟信号，必须对它首先进行数字 化处理。在仿真过程中，用 # 345 的正弦信号作为 信号源，来替代真实的模拟语音信号。按照一般语音 通信的要求，这里采用 0 345 速率对 # 345 的正弦 信号进行抽样，进行 !67 级（0 89:）-2’ 量化编码。信 号的幅度为归一化幅度，最小幅度为;#，最大幅度 为 #。 第一步为数字化，对输入信号进行 0 345 的抽 样保持，得到的是间隔为 #!6 !< 的离散抽样值。对 每一个抽样值进行 !67 级量化，得到的是幅度上的 离散量化值，范围从 " 到 !66。再将每一个样值转化 成 0 89: 的 " = # 形式的 -2’ 代码流，其速率为 7, 38 =<。 第二步为纠错编码，对 -2’ 编码的数据流进行 （,，%）的汉明编码，得到的是 ##! 38 =< 的纠错编码 后的数据流。 第三步为调制解调，在发送端对码流进行数字 编码调制（,-./= 0-./= 01(’），采用的载波是 ,"" 345 的正弦波，然后送上信道进行传输。信道是最常 见的高斯加性白噪声信道，信号传输过程中受到高 斯噪声的干扰。在接收端对接受到的码流进行数字 解调、汉明码解码、-2’ 信号恢复，最后信号通过低 通滤波器恢复所发送的语音信号。 这里所使用的仿真环境为 ’()*(+6>& 通信仿 真软件。下文中主要针对 ,-./ 的仿真进行叙述，其 它两种仿真过程和它类似，不予详述，只在最后的性 能比较中给出它们的结果。 ! 抽样、量化和编解码 整个发送和接收的通信过程如图 # 所示。 在发送端，仿真采用 #345 的正弦信号作为信 号源，用标量量化器?.@ABAC DEAF:95GCH对它进行 0 345 的取样，取样后的离散样值信号的绝对值小于 #。量 化器把;# 到 # 的范围等分为 !67 个小区间，每一个 区间用 " 到 !66 之间的一个整数表示，每个样值通 过 它 被 量 化 成 !67 个 值 中 的 某 一 个 值 。 .@ABAC DEAF:95GC 输出的就是这 !67 个标量，是一系列在时 间上离散的信号，两个离散信号间隔 #!6 !<。这些 标量值通过标量;矢量变换器（<@ABAC :I JG@:IC @IFK JGC:GC）后转换成矢量信号，就是长度为 0 的矢量L矢 量的每一维都是 " 和 #。因为每一个量化的标量值 编码成 0 89: L这 0 个 " 或 # 码就是标量的二进制表 示。矢量信号通过转换器（@IMME:A:IC）转化为一个 "，# 数据流，相当于将并行数据进行了串行化。在 ( 端得到经过 -2’ 编码的 7, 38 =< 的比特流，然后再 进行下面的信道编码和调制。 在接收端，比特流经过传输得到恢复后反映在 通信电声 !"##$%&’()&"% *$+&" ,0