2025年实验四通信原理实验.pdfVIP

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

三、实验步骤

1、下载一首后缀为.wav的音频，为了减少传输时间，可以使用音频剪切软件裁

剪为2s、采2025的音频（本程序理论上可传送任意长音频，但时间成本

较大）。或者使用ffmpeg进行裁剪。ffmpeg是一套可以用来记录、转换数字音

频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序，可以在命令行窗口进行操作。

提供几条命令：音频剪切：ffmpeg-ipa2.wav-vn-acodeccopy-ss00:00:20

-t00:00:25pa3.wavMP3换wav：ffmpeg-ipa.mp3-ar6000-ac1-acodec

pcm_u8pa2.wav改变采样率：ffmpeg.exe-y-i-i-ar

2、运行程序，下图表示配置成功。

3.本次采用的音频是12000个采样点，而分段为6000点一次，所以将发送两

次。第一次发送完成后，如下图所示。由图中可见，前3次收发是pluto在自

动进行同步。

4.完成后显示如下图的信息，并在目录下生成Received_Music.wav文件。

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

四、实验结果及分析

音频的处理：为了从接收的数据包里选出想要的部分，需要在发送的数据前面加

入匹配校验码，以便于在接收端检测到此校验码时开始提取数据。对接收的数据

一次判断3个校验码是否都匹配，若都匹配，则进行数据接收与存储；否则，将

一直比对，直至数据比对完。

音频复原：通过PCM译码把信号转为行列式，再保存音频。

PCM编码与译码：PCM编码得到符号位、段位码、段内码。PCM编码抽象成一个函

数，方便后续过程调用。编码时有一个归一化的操作，因此信号幅度已经丢失，

在解码时要将参数传入，以便解码恢复到原来的幅度。解码的时候有一个重塑矩

阵形状的操作，同样为了解码方便。通常编码后还会使用信道编码等，因此编码

时有一个重塑的操作，解码时又一个重塑操作。

升余弦滤波器的函数采用：Y=rcosflt(X,Fd,Fs,TYPE_FLAG,R)该函数使用

升余弦滤波器和默认延迟参数3对输入信号X进行滤波，输出的采样频率Y

是Fs（Hz），Fs必须是FD的整数倍。TYPE_FLAG标记提供特定的滤波器设计或

过滤选项。滚降因子R决定滤波器的过渡带的宽度。函数使用示例如下：

博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

音频信号的MATLAB处理：

PCM编码的MATLAB实现：

百川东到海，何时复西归?少壮不努力，老大徒伤悲。——汉乐府

海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐

PCM译码的MATLAB实现：