多媒体通信报告.docx

中国地质大学武汉多媒体通信试验报告班级:075103专业:通信工程 学院：机电学院日期：2022.10编码的仿真一、 试验目的和要求目的：1、学会运用 Matlab 的根本操作及编码仿真2、通过试验加深理解 FEC 编码的根本原理；3、练习依据理论分析自行设计试验方法的力量。要求：1用 MATLAB 编写程序。2写出具体试验报告(要有自己对试验结果的结论)。二、试验原理：FEC：Forward Error Correction ，前向纠错。 是一种数据编码技术，传输中检错由接收方进展验证，在 FEC 方式中，接收端不但能觉察过失，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以订正。FEC 方式必需使用纠错码。觉察错误无须通知发送方重发。全部的操作都使用异或操作XOR, 在 N 个包中，只能有一个包丧失，否则不能进展纠错。无错误发生时。三、试验内容利用 MATLAB 函数或工具对 FEC 编码进展信道编码的模拟，并作出其时延和信噪比与帧丧失率的波形，分析其结果。四、试验过程描述：（1） 利用函数产生一个8*M 行 8 列的随机二进制矩阵，作为模拟的信源序列；（2） 承受4/5 速率传输，进展FEC 编码，产生纠错帧，形成编码帧序列进展传输；（3） 利用函数产生可控概率的二进制随机误码序列来模拟信道噪声，而其中的可控概率模拟信道信噪比即理论上的帧丧失率；（4） 将模拟噪声和经编码的信源序列进展叠加；（5） 计算误码率和时廷（6） 对于每次以 4/5 速率发送的编码包帧序列，假设只有一帧丧失则异或运算解码；对于帧丧失超过或等于 2 帧的编码包帧序列，则直接丢弃；作出信噪比即理论上的帧丧失率和丧失率即实际的丧失率准时延的波形。五、试验产生的波形：六、试验所编 Matlab 程序：Warning: Failed to load MathWorks locale database. Using MathWorks defaultlocale setting instead.>> a=int16(rand(1600); a=reshape(a,80000,32); f=zeros(80000,40); f(1:80000,1:32)=a;b=zeros(80000,8); c=zeros(80000,8); d=zeros(80000,8); e=zeros(80000,8); b(1:80000,1:8)=a(1:80000,1:8);c(1:80000,1:8)=a(1:80000,9:16);d(1:80000,1:8)=a(1:80000,17:24);e(1:80000,1:8)=a(1:80000,25:32);h=bitxor(b,c); j=bitxor(d,e); z=bitxor(h,j);%校验帧f(1:80000,33:40)=z;x=0; k=1;temp=0;for j=1:100 cnt=0;%丢包数for i=1:400000%共 6250 帧p=unifrnd(0,100);%产生 0100 的随机剩数,p<j 用于产生概率%-if rem(i,5)=0& p<jx=1;%用于标记校验帧出错的状况temp=temp+1;endif p<j&rem(i,5)=0 temp=temp+1;end%-if rem(i,5)=0&temp>=2&x=1cnt=cnt+temp-1;%该组校验帧出错，丢包个数计算方法，任何一组出错帧为1 均不丢包endif rem(i,5)=0&temp>=2&x=1 cnt=cnt+temp;end%temp 用于记录每组的丧失帧，每组进展一次初始化if rem(i,5)=0x=0;temp=0; end%-endpercent(k)=cnt/320220;%用于记录各种丧失率下的丢包率。k=k+1;end j=1:100;plot(j,percent(j);七、实习心得由于第一次接触多媒体通信，对于这门课有很多地方都是我所不了解的。对于刚刚接触FEC 的我，更是无从下手，不知道该怎么做。但是不能不做，摸着石头过河。首先要把握了 matlab 的使用方法。固然一开头必定是毫无头绪。不过，自己通过上网查资料，同时借阅一些书，并且询问了其他同学， 渐渐的也有了一些头绪。对于程序的运行，有的时候总是运行不出来，后来觉察其中的一些语句有问题，不过经过长时间的修改，终究改出来了。还好，最终还是能运行出来。通过这次试验吧，明白自己要学习的地方还很多，不能止步不前， 也知道，软件方面是自己的软肋，好多地方都很不明白。知道自己的弱点，以后期望能加强对软件的学习，弥补缺乏 。多媒体通信通信技术将来的进展方向多媒体通信的含义与特点当今的信息社会，随着信息高速大路的迅猛进展，人们对通信技术的要求越来越高，对 能随便自如地操作、处理与传输图、文、声、像并茂的多媒体信息的期望也日益增长。在此形势下，一种全的通信技术多媒体通信便应运而生了。多媒体通信是指在多媒体网络上对用多种媒体包括文本、声音、图形、图像及视频 表示的、机器可以处理的信息进展显示、存储、检索、交换和传输。实现多媒体通信的 4 个根本要素是高效率、 综合化的多媒体信息加工处理系统；高效率、大容量的多媒体数据 库；综合化、多功能的多媒体终端；以及高速率、综合化的通信网络。从通信角度来看，多媒体通信是继电报、 、 之后兴起的一代通信手段。它与电视播送的最大区分在于其交互性和可选择性。它不仅能传送文本、图像和声音，更重要的是，它具有多媒体电脑的全部功能如信息的存储、处理、检索、转发和交换功能，而且把通信双方的电脑连结了起来，构成了一种和个人电脑相结合的智能式通信系统。多媒体通信是通信技术将来的进展方向。从信息效劳的角度来看，多媒体通信承受VI& PVisual, Intelligent and Personal的效劳模式，即“视频的、 智能的和个人的”效劳模式，它能够供给以图像为中心的视频智能效劳。总之，多媒体通信是多媒体技术与通信技术的完善结合，它突破了计算机、 、电视 等传统产业的界限，把计算机的交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体， 向人们供给全的通信效劳。目前，经济兴旺国家正投入巨资争论多媒体通信技术，并开发出了上百种多媒体应用系统，为信息技术产业的革命开拓了又一篇章。各国多媒体通信的进展概况美国美国 AT&T 公司为建筑多媒体通信网，在 1993 年至 1994 年间，连续与太平洋贝尔电信公司、大西洋贝尔 公司签订了10 亿多美元的合同，已推出了Telemedia 多媒体系统、交互式电视等产品系列。 该公司与太平洋贝尔电信公司共同投资2500 万美元，合作开发多媒体应用系统。另外，太平洋贝尔公司还单独投资了1 亿美元，预期在1996 年把加州的每一所学校、图书馆和社区学院与信息高速大路相连，供给会议电视、视像点播 VOD和其它交互型多媒体通信效劳。美国US West 公司也在奥马哈、丹佛、明尼阿波利斯、波特兰等地建成或筹建多媒体通信网，向用户供给远程购物、远程多媒体教学、VOD、 交互式电子玩耍等多媒体业务。NYNEX 公司从 1986 年起便着手开发能双向传输影像的宽频带技术， 1993 年已有用化，1994 年已开头在纽约曼哈顿进展真正的双向CATV试验。此外，美国还打算进展视频拨号音响VDT: VideoDial Tone效劳，它利用非对称数字用户线ADSL 传输技术及 网络系统连接Gbps 级的工作站设备，实现 1.5Mbps 的多媒体通信。美国把开发多媒体通信的重点放在以下几方面：交互式信息效劳，个人通信网络，多媒体闻以及各种网络根底设施的建欧洲国家法国电信公司于 1993 年 9 月在连接里昂、日内瓦、 洛桑的通信线路上承受了多媒体工作站。德国电信公司将于 1995 年建立联系柏林、汉堡和科隆的多媒体通信系统。英国的有线电视公司也打算投资数百万英镑进展多媒体效劳试验。该试验将涉及英格兰西北部地区的4000 多个家庭，并打算在 1994 年底把试验扩大到 2.5 万个家庭。韩国韩国乐观引进先进国家的技术， 进展本国的多媒体通信产业。 从 1993 年开头，韩国金星、三星等公司与美国、日本及欧洲一些著名公司开展战略性合作，开发标准多媒体通信。多媒体通信向人们传送的信息包罗万象，人们在各种场合，从各种终端上获得的信息今后都 可以从多媒体终端上猎取。多媒体通信的应用主要有以下一些方面。可视 多媒体通信的初级形式主要是可视 ，相距遥远的用户能够在通话的同时看到对方的形象，并传输所需的各种媒体信息。计算机支持的协同工作CSCW多媒体通信技术不仅能让处于不同地点的多个用户通过屏幕看到对方的形象，自由地交 谈，而且还能在双方的屏幕上同时显示同一文件，对同一文件或图表开放争论，进展修改， 在达成协议后再存储或打印出来。一切简单的、需要面对面争论的问题，都可以在短短的十 几分钟内解决。这样，人们就可以在家中办公，不用为上下班花费时间，从而可大大地削减交通负担，进一步提高工作效率。视频会议Video Conference视频会议系统是多媒体通信的重要应用之一。其根本功能是利用多媒体计算机系统，将 反映各个会场的场景、人物、图片、图像以及讲话的相关信息，同时进展数字化压缩，依据视频会议的掌握模式，经过数字通信系统，向指定方向传输。与此同时，在各个会议场点的 多媒体计算机上，通过数字通信系统，实时接收，解压缩多媒体会议信息，并在显示屏上实 时显示出指定会议参与方的现场状况，取得实时沟通的效果。视频通信与自动掌握相结合，还可用于远距离现场监测和指挥，用于现代军事通信、交通掌握和生产治理等方面，使指挥或调度中心能依据现场状况准确地做出推断，并对现场进展实时掌握和指挥。依据目前国际市场行情，视频会议产品可分为 3 类：高、 中档会议系统；桌面会议系统；家庭终端型视频通信系统。1991 年全世界视频会议系统的市场约为2 亿美元。估量从 1991 年到 1996 年每年增长率约为 40，到 1997 年估量其市场将为 75 亿美元。远程医疗效劳以多媒体技术为主体的综合医疗信息系统是医药卫生保健信息化、自动化的重要标志。它能将医务人员的医务活动输入到以计算机为主体的各种设备中。医务人员也可以通过这些 设备充分利用各种形式的多媒体信息资源，以提高医疗效率和质量，直到实现医疗的自动化 和智能化。例如，美国堪萨斯大学的电视会议网络可使大学癌症中心的医生通过该网络同遥远的城镇医生及他们的病人一起会诊。一些检查结果如心电图、脑电图、CT 图片等都可在电视会诊网络上传送。此外，医生还可利用远程多功能生命传感器或微型遥测装置了解病人心脏的跳动。病人在家里就可以身临其境地承受询问和诊断，并准时得处处方。教学与培训多媒体通信可以让学生承受异地教师生动活泼的教育。学生与教师可以利用各自的多媒体终端进展“面对面”的教学活动，到达双向沟通的目的。的多媒体教材还包括各种图形、图像和语音等，它能大大提高学生的兴趣与承受力量， 使受教育者感到特别亲切。此外，学生还可依据自己的需要和程度来选择课程和教材，并按 照自己的状况合理地调整学习进度与学习时间。多媒体技术、通信技术和学问库的结合将有可能使教学从校园教学为主转变成以家庭教学为主，甚至可能完全走向家庭。任何人只要想上大学，皆可以在自己的家里听大学的课程。学问和信息将跨越时间和空间为每一个人所利用，从而实现看不见的“虚拟大学”或“无围 墙的学院”。日本东京大学等 16 所高等院校联合试办的“联机大学”就是这样的一个例子。多媒体邮件多媒体邮件是在电子邮政的根底上进展起来的，它能将数据、声音、图像等合在一起发送。用户可以查询多媒体邮件的状态，并对邮箱的信息内容实施掌握。今后的多媒体邮件还能供给媒体的转型应用，即邮件以一种形式发送，而以另一种形式阅读。例如，一份以图像 形式发送的文件，在阅读时则用光学字符阅读器来读取。在播送与出版业中的应用多媒体通信还可将播送与出版业融为一体。例如，用户可选择实时出版的多媒体报纸或期刊，并检索与阅读所需的多媒体信息。多媒体报刊的发行部门还可利用多媒体通信系统公布多媒体电子闻，出版多媒体期刊。目前，美国能够供给电子报刊效劳的公司已达500 多家。此外， 报纸、 语音报纸、激光视盘杂志等正在间续进入美国电脑网络。用户只需将自己的计算机与 线相连， 便可在电脑上读到当天的报纸、最近一期的杂志、世界各大通讯社每分每秒发出的最消息。用户还能通过完整的索引查到所需的闻或广告，也可把自己对闻广告的意见输入电脑， 传给记者和编辑。这种效劳可依据个人的需要索取信息，因此具有更大的敏捷性。询问效劳今后，旅游、邮电、交通、商业、气象等公共式信息以及宾馆、百货大楼的效劳指南都能以图文并茂的形式存放在多媒体数据库中，随时随地向公众或客户供给“无人值守”的咨 询效劳。用户查询时，既可获得文字数据说明，听到讲解，同时也可以看到有关的画面。居家旅游和其它文化消遣效劳多媒体通信与虚拟现实技术相结合，还可以向人们供给三维立体化的双向影视效劳，使 人们足不出户即能“进入”世界著名的博物馆、美术馆和旅游景点，并能依据自己的意愿选择赏识的场景，就象身临其境一般。在宽带ISDN 进入家庭和办公室之后，人们就可以利用多媒体终端在家里点播爱看的视听节目，选玩画面逼真、声音动听的电子玩耍，并实现居家 购物、订票、或检索网络上的浩大的多媒体数据库。多媒体通信的关键技术多媒体通信是一项综合技术，其中多媒体计算机与多媒体数据库是它的核心；图像与语 音压缩技术是它的重要支柱；多媒体通信网，尤其是宽带综合业务数字网B-ISDN是传 输多媒体信息的重要手段。当前，尽管多媒体通信已取得了肯定的进展，然而，如何进一步提高系统的质量与功能，以最大限度地满足人们的需求，还应进一步突破以下一些关键技术。1） 不断提高各种多媒体计算机芯片以及多媒体产品的质量， 开发的多媒体软、硬件产品品种，降低它们的本钱。2） 实现系统中各种多媒体信息之间的相互转换。例如， 利用语音识别和合成技术将语音转换成文本，或将文本转换成语音。3） 进一步提高调制解调器的速度与通信线路的质量， 以满足多媒体通信的要求。4） 进一步压缩语音与图像数据。例如，英、美两国正在争论一种超低比特率的活动图像压缩标准MPEG-4，估量在 23 年内，这种专供 线路传送活动图像用的标准将会投入使用。此外，将语音压缩至低于2400bps 也是可能的。5） 普及ISDN，尤其是基于ATM 的 B-ISDN。B-ISDN 承受光纤网，其信息交换方式承受异步传输模式ATM。 目前这种通信网络终端能处理 156Mbps 的信息量，今后 B-ISDN的传输率将能到达2.4Gbps。其上可传输高保真的立体声以及一般的和高清楚度的视频图像， 是多媒体通信最抱负的传输手段。6） 信息同步问题。 信息的时空同步问题伴随着多媒体通信进展的始终。如何保持各种媒体信息在时间上的全都性，是多媒体通信系统必需解决好的问题。各种多媒体应用系统对 同步性的要求也不一样，所承受的方法也各不一样。现在解决多媒体通信中信息同步的有效 方法是缓冲与反响方法和时间戳方法。今后还需要连续增加带宽，提高图像压缩与传输技术， 以进一步解决多媒体信息的严格匹配问题。7） 开发能传送双向图像的宽频技术。在美国， 各 公司都在开发能传送双向图像的宽频带技术。例如，NYNEX 公司从 1986 年起便着手开发能双向传输影像的宽频带技术。到1993 年已到达有用化水平，1994 年已开头在曼哈顿进展真正的双向CATV试验。8） 建立分布式多媒体系统。 分布式多媒体系统就是把多媒体信息的猎取、表示、传输、存储、加工和处理集成一体，运行在一个分布式计算机网络环境中，以便把多媒体信息的 综合性、实时性、交互性和分布式计算机系统的资源分散性、工作并行性和系统透亮性结合 在一起。美国IBM 公司正争论基于令牌环网和利用客户机来共享网络上的效劳器资源的分布式多媒体系统。英国 Lancaster 大学、荷兰 Twete 大学、德国 Darmstadt 大学都正在利用客户机效劳器模型开展分布式多媒体计算机系统的争论。9） 充分利用终端上的信息处理力量， 以削减通信线路上的信息量，进而削减通信费用与本钱。10） 在标准化方面，应尽量做到与国际标准连接。目前美、日两国都在乐观开展多媒体 的标准化争论。国际电信询问委员会CCITT也在加紧进展多媒体通信协议的标准化工作， 打算用于人机通信的多媒体通信协议将到1996 年完成。展望多媒体技术是当前计算机产业的热点之一。从目前来看，多媒体计算机技术的最大奉献是改善了人机接口界面，拓宽了计算机应用领域。从长远来看，它有可能对计算机机理和体 系构造产生深远的影响。尽管不少人认为，多媒体产品价格昂贵，技术不够成熟，在网络通信方面也还存在不少问题，但是，近期多媒体系统研制的一个特点是，随着大规模工业化生 产的逐步实现，其价格会越来越低。一台集数据、声音和视频技术为一体的桌面多媒体终端价格缺乏 5000 美元，这个价格已与购置多个分立的通信设备的价格相差无几，甚至更廉价一些。多媒体通信网络的进展，也必将与信息高速大路相结合，把丰富多采的多媒体信息送到 千家万户。例如，Internet 的多媒体子网 3W 网已为Internet 供给了可视的多媒体环境，并且成为 Internet 网中进展最快的局部。现在有 400 万人在该网上查询信息， 有数千家组织为该网供给信息。用户可通过一种易用的点击图形用户接口进展访问。信息高速大路的建设为 多媒体通信供给了宽阔的表演舞台。反之，多媒体通信的普及也将促进信息高速大路的建设， 加速向 21 世纪高度信息化社会迈进的速度。今后，随着多媒体及其相关技术的进步和多媒体产品价格的下降，随着 ISDN 的商用化以及多媒体终端的推广普及，多媒体信息将会具有更加抱负的传输环境，多媒体通信系统也 必将以其高质量的效劳赢得众多的用户。那时，多媒体计算机将会同现在的电视、 及个 人计算机一样，进入家庭和办公室。它将局部取代电视、 、 等通信方式，并对人类生活和社会生产产生重大的影响。到 21 世纪，多媒体通信将成为人们通信的根本方式，并使人类社会真正进入信息时代。