聲波通信編碼課件

聲波通信的編碼調(diào)制方案聲波通信編碼聲源產(chǎn)生不同頻率的聲壓，形成不同疏密程度的壓縮空氣聲波在空氣和液體（彈性介質(zhì)）中傳播時是縱波高頻聲波具有良好的方向性，容易得到較為集中的能量，無輻射。與電磁波相比，有更強的抗干擾和防竊聽能力。缺點是不能實現(xiàn)全雙工通信聲波通信的優(yōu)點：聲波通信編碼擴散衰減：單位面積上的聲波能量隨著聲源距離的平方而遞減吸收衰減：吸收衰減與聲波頻率成正比散射衰減：當(dāng)顆粒的尺寸遠小于波長時，散射衰減與頻率的四次方成正比;當(dāng)顆粒尺寸與波長相近時，散射衰減與頻率的平方成正比聲波的衰減特性聲波通信編碼=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間/8字節(jié)如1秒鐘的雙聲道立體聲CD音樂：44.1×1000×16×2×1/8=1764000B約1.68MPC、音頻CD采樣頻率為44.1KHZ電話機采樣頻率8KHZ、11KHZ（對于人聲足夠）人講話語音頻率主要在500-3000HZ，聲強10-50dB聲音的存儲空間計算聲波通信編碼以人的話音為例，語聲實質(zhì)上是由許許多多的不同頻率的正弦（余弦）信號組成，形成一個頻帶。每個語聲內(nèi)所包含的頻率成分都不是一樣的，不同的頻率成分，表達了不同的信息。抽樣模擬信號的數(shù)字化：抽樣頻率大于傳送信號的最高頻率兩倍以上，接收端就可不失真地還原信號。（奈奎斯特采樣定理）模數(shù)轉(zhuǎn)換過程也可稱為PCM脈沖編碼調(diào)制聲波通信編碼對抽樣后的信號進行量化（使幅值離散），量化一般有舍尾取整和四舍五入兩種方法。采用舍尾取整時，可將模擬信號分成八等份，例如：0~1V的模擬信號0-1/8v定義為數(shù)字量000,1/8-2/8v定義為001，以此類推，此種方法量化單位為1/8v四舍五入法則分的更細，分十六等分。對于話音信號，每抽樣值編為8位碼，共2^8=256個量化級，因而每路模擬話音相應(yīng)的數(shù)字話音標(biāo)準數(shù)碼率為64Kb/s量化聲波通信編碼PCM編碼模塊：模擬量輸入限幅極性判定絕對值A(chǔ)律壓縮器量化輸入二進制變換器聲波通信編碼所謂壓縮器就是一個非線性變換電路，微弱的信號被放大，強的信號被壓縮。入出關(guān)系：y=

A=87.6A律PCM主要用于30/32路一次群系統(tǒng)，用于歐洲和中國；u律PCM編碼主要用于24路一次群系統(tǒng)，北美和日本用得多。A律壓縮算法聲波通信編碼基帶信號編碼7位巴克碼64位原始數(shù)字信號16位CRC87位絕對碼ABS如果相對碼為1，載波相位對應(yīng)為π相對碼為0，載波相位相應(yīng)為0循環(huán)冗余校驗碼CRC漏檢率很低，聲波通信編碼巴克碼是一種取值為+1，－1的非周期，長度為n的序列。它具有單峰局部自相關(guān)系數(shù)R(i)巴克碼群同步：利用巴克碼作群同步的標(biāo)志，就是利用它的尖銳的相關(guān)函數(shù)。接收端利用自相關(guān)運算器對巴克碼進行判決。以7位巴克碼為例。只有輸入自相關(guān)預(yù)算器為巴克碼即輸出為7時，判決器才有輸出。7位中只要有一位與巴克碼不同，運算的結(jié)果便會小于7，從而無判決輸出。研究證明在誤碼率Pe=10－3(基本滿足數(shù)字通信要求)時，同步碼組長度n=7為最佳聲波通信編碼單極性或雙極性的脈

沖序列s(t)控制開關(guān)電

路的選通，生成載波

的絕對相位傳送數(shù)字

信息。

2psk的移相原理S(t)為原始信息模數(shù)轉(zhuǎn)換后的基帶脈沖序列2PSK調(diào)制就是將數(shù)字碼元“0”用初始相位0°的正弦波表示碼元“1”用初始相位180°的正弦波表示基帶信號2PSK信號聲波通信編碼2PSK調(diào)制M文件仿真：缺點是2PSK載波信號在解調(diào)恢復(fù)過程中存在相位模糊，即恢復(fù)信號的本地載波與相干載波可能反相，導(dǎo)致“1”變“0”，“0”變“1”。這種現(xiàn)象叫做“倒π”。聲波通信編碼二進制差分相移鍵控（二相相對調(diào)相），與2PSK不同之處是利用前后碼元的相對載波相位值（就是本碼元初相與前一碼元初相之差）傳輸數(shù)字信息。2DPSK調(diào)制原理：碼元為“1”時，載波相位與前一碼元的相位相比有π的變化碼元為“0”時，載波相位與前一碼元的相位比較沒有變化聲波通信編碼Simulink上的2DPSK信號仿真正弦載波二進制序列生成器量化編碼器帶通低通時延極性變換誤碼計算器顯示誤碼率2PSK調(diào)制中an必須是雙極性碼，抽樣判決器是根據(jù)極性判決的，正抽樣值判為1，負的判為0.聲波通信編碼模塊中所有的采樣都必須是離散的2DPSK仿真在simulink中的錯誤