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1、基于Simulink的信道編碼技術(shù)仿真,專業(yè)班級(jí)：10通信工程（2）班,,答辯人：魏于雷 學(xué)號(hào)：1008431056,指導(dǎo)老師：程瑩,引言,研究背景 信息在信道中傳輸會(huì)受到各種干擾的影響，為了減少差錯(cuò)率，人們開始研究信道編碼。 研究意義 （1）有利于減少差錯(cuò)率； （2）可以在較低的信噪比下傳輸，防止其他設(shè)備原因的干擾； （3）數(shù)字通信系統(tǒng)的需求 成果形式 使用Simulink進(jìn)行建模和仿真，得出相關(guān)仿真結(jié)果,論文結(jié)構(gòu),信道編碼 Simulink的介紹和使用 論文的具體實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)方案,信道編碼的原理闡述 （1）卷積碼(convolution code)屬于非分組碼，它是一種小分組 多碼段相關(guān)
2、、糾錯(cuò)能力較強(qiáng)的FEC碼。卷積碼不同于 分組碼，它將 變成很短的分組 ，如(2 ，1)、(3， 1)、(3， 2)卷積碼等。 卷積碼的譯碼分為代數(shù)譯碼和概率譯碼兩種 （2）線性分組碼是將連續(xù)的數(shù)據(jù)比特流分割為長(zhǎng)度固定的組；各組再以m比特為單位分割為符號(hào)(Symbol)，一般取3比特或者8比特?cái)?shù)據(jù)組成一個(gè)符號(hào)。k個(gè)符號(hào)一起組成源字(Source word)，經(jīng)過編碼后就成為長(zhǎng)度為n的碼字(Code word)，稱為m比特符號(hào)的 分組碼。,,（3）循環(huán)碼 循環(huán)碼中的生成多項(xiàng)式的必要條件為某 碼是否位循環(huán)的必要條件是:冪為碼長(zhǎng)n的多項(xiàng)式，可分解出至少有1個(gè)因式的最高冪次為 ，即該因式最高次項(xiàng)為
3、x ，最低項(xiàng)為常數(shù)1。其生成多項(xiàng)式的充分條件是由必要條件得到的g(x)，其多項(xiàng)式的非零權(quán)系數(shù)個(gè)數(shù)還應(yīng)等于相應(yīng)分碼組的 。 （7,3）循環(huán)碼編輯器 對(duì)于接收端譯碼的要求通常有兩個(gè)：檢錯(cuò)與糾錯(cuò)。達(dá)到檢錯(cuò)目的的譯碼十分簡(jiǎn)單，可以由式 ，通過判斷接收到的碼組多項(xiàng)式 是否能被生成多項(xiàng)式 整除作為依據(jù),Simulink的介紹和使用,Simulink的簡(jiǎn)介 Simulink可以用來研究實(shí)際的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，Simulink的強(qiáng)大功能這幾個(gè)方面：1.交互式和圖形化環(huán)境2.交互式的仿真環(huán)境3.專用模塊庫(kù)4.提供了仿真庫(kù)的擴(kuò)充和定制機(jī)制5.與MATLAB工具箱集成這幾個(gè)方面
4、。 Simulink的工作環(huán)境 Simulink是MATLAB下的一個(gè)軟件包，要使用Simulink,在安裝MATLAB時(shí)必須選中Simulink組件，將其安裝。 Simulink的仿真方法 （1）首先新建一個(gè)空白編輯文件；（2）從模塊庫(kù)中找到自己需要的模塊并復(fù)制到空白編輯文件里，并按照給定的框圖對(duì)編輯窗口中模塊的參數(shù)進(jìn)行修改；（3）將每個(gè)模塊按照已給的框圖相連；（4）點(diǎn)擊菜單欄中的仿真開始選項(xiàng)或者輸入指令去開始仿真，在仿真的時(shí)候，不僅可以查看仿真結(jié)果，而且如果發(fā)現(xiàn)仿真出現(xiàn)問題，可以暫停仿真，修正參數(shù)設(shè)置。,具體實(shí)現(xiàn),1.Hamming碼仿真設(shè)計(jì) 在Simulink中新建系統(tǒng)模型去仿真通過
5、AWGN信道后未編碼和進(jìn)行（7,4）Hamming編碼的QPSK調(diào)制的誤比特率性能。,由上面的結(jié)果我們可以得出，在信噪比較低時(shí)（小于6dB），不編碼的誤比特率比編碼的誤比特率要好。這是因?yàn)榫幋a雖然可以帶來增益，但是在總能量不變的情況下，傳輸編碼碼字中的比特能量降低，信噪比降低。信噪比降低致使誤碼率升高，從而使編碼增益變小。當(dāng)信噪比大于6dB時(shí)，就能看到Hamming(7,4)編碼性能優(yōu)于不編碼。,循環(huán)碼仿真,在Simulink中Bernoulli Binary Generator模塊作為信號(hào)源，提供采樣時(shí)間為0.01的二進(jìn)制信號(hào)，并通過二進(jìn)制平衡信道。。,,通過對(duì)循環(huán)碼信道編碼條件下的誤碼率與
6、差錯(cuò)概率之間的關(guān)系和無信道編碼條件下的關(guān)系曲線圖比較可以看出，當(dāng)差錯(cuò)概率為0.05時(shí)，未編碼的誤碼率為0.052，而編碼后，無碼率僅為0.021。因此，采用了循環(huán)碼編碼差錯(cuò)控制后，系統(tǒng)的碼誤碼率得到了明顯的改善，其誤碼率明顯下降。,RS碼仿真設(shè)計(jì),用berawgn函數(shù)得到16-QAM調(diào)制未編碼的情況下的AWGN信道誤比特率性能（信道為二進(jìn)制信道），用Simulink仿真采用RS（15,11）編碼后的誤比特率性能隨信道誤比特率性能的變化情況（ 的范圍是010dB）。,,由上面的結(jié)果可以看出，在信噪比較小于4B時(shí)，不編碼的誤比特率比編碼的誤比特率要好。它是因?yàn)榫幋a雖然可以帶來增益，但是在總能量不變
7、的情況下，傳輸編碼碼字中的比特能量降低，信噪比降低。信噪比降低致使誤碼率升高，從而使編碼增益變小。當(dāng)信噪比大于4dB時(shí)，則可看到RS(15,11)編碼性能明顯比不編碼要好。,CRC校驗(yàn)碼仿真設(shè)計(jì),通過Simulink仿真CRC-16校驗(yàn)碼在二進(jìn)制對(duì)稱信道的錯(cuò)誤檢測(cè)的性能，二進(jìn)制信道通過16-QAM進(jìn)行調(diào)制，包含在每個(gè)幀中的信息比特?cái)?shù)是64。 的范圍是010dB。,,從結(jié)果可以得到無論SNR怎樣變化，CRC檢測(cè)器發(fā)生錯(cuò)誤判決的比例都小于 ，所以CRC經(jīng)常在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用（它可以完成自動(dòng)請(qǐng)求重傳功能）。,卷積碼仿真設(shè)計(jì),用Simulink仿真BPSK調(diào)制在AWGN信道下分別使用卷積碼，此中卷積碼碼率為1/2,碼的約束長(zhǎng)度為7，形成的多項(xiàng)式為【171，133】，譯碼分別采用硬判決譯碼。,從結(jié)果可以看出，在信噪比較高時(shí)，硬判決譯碼要比沒有采用卷積碼時(shí)性能大約提高3dB，但軟判決譯碼要比硬判決性能好大約2dB。,致敬,謝謝各位老師,
基于Simulink的信道編碼.ppt
