基于matlab的信源编码仿真+源程序(4)
2 模拟信号的数字传输及其仿真
2.1模拟信号的数字传输模型及抽样定理
2.1.1模拟信号的数字传输模型
通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统，如果我们在发送端的信息源中包括一个模/数转换装置，在接收端包含一个数/模转换装置，则可以在数字系统中传输模拟信号。
采用最早的和目前使用比较广泛的模/数转换方法是脉冲编码调制，即PCM简称脉码调制)。采用脉码调制的模拟信号数字传输系统如图3-1。
3-1 模拟信号数字传输系统
2.1.2抽样定理
抽样定理是指：
一个频带限制在(0，fH)赫兹内的时间连续信号m(t)，如果以T<=fk/2秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
抽样定理告诉我们，如果对某一个带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能够准确地确定原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输抽样定理得到的抽样值。因此，该定理就为模拟信号的数字传输提供了理论基础。
模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，即抽样值m(kT)可以取无穷多个可能值，如果用N个二进制数字信号来代表该样值的大小，以便利用数字传输系统来传输该样值信息，那么N个二进制数字信号只能同M等于2N个电平样值相对应，而不能同无穷多个电乎样值相对应。这样一来，抽样值必须被划分成M个离散电平，此电平被称为量化电平。
利用预先给定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程被称为抽样。抽样是把一个时间连续的信号变换成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样。
2.2模拟信号的量化
2.2.1均匀量化
均匀量化是指在整个量化范围内的量化间隔都是相等的，均匀量化也称为线性量化，均匀量化的特性：
由于归一化信号绝对值满足 ，如果信号绝对值的量化数目为 ，取 ， ，则量化间隔 ，相应 。
当信号绝对值 及 时，将其量化为 ；当信号绝对值 时，将其量化为 。
量化后，最常用的编码是定长折叠二进制码，其码元安排为：最高位为极性码，用以表示信号极性，当信号值 时，极性码取1； 时，极性码取0。次高位以下为量化码，用以表示 的量化值 。
当 的量化间隔为 时，码长 。
在编码电路或编码程序中，一般编码过程是：
(1)对信号值进行极性判断，确定极性码；
(2)通过信号绝对值与量化码各位权值组合的逐次比较，确定量化码；
(3)将极性码和量化码组合起来，得到均匀量化编码。
2.2.2非均匀量化
非均匀量化的方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。通常使用的压缩器中，大多数采用对数式压缩，即y=lnx。广泛采用的两种对数压缩率是 压缩律和A压缩律。美国采用 压缩律，我国和欧洲各国均采用A压缩律。
压缩律
y=ln(1+ x)/ln(1+ ),0≤x≤1(3.1)
A压缩律
y=Ax/(1+lnA), 0<x≤1/A
y=(1+lnAx)/(1+lnA),1/A≤x≤1 (3.2)
式中，y－归一化的压缩器输出电压；
x－归一化的压缩器输入电压；
，A—压扩参数，表示压缩的程度。
实际中，往往都采用近似于A律函数规律的13折线(A=87.6)的压扩特性。
量化范围的13折线 律特性：
划分为8个不均匀的段落：其中第8段占 量化范围的 ，除第1段外，其余各段的宽度均按倍率 减小，即第7段占 ，第6段占 ，…，第2段占 ；第1段也占 。