卷积编码及译码在数字通信系统中的仿真
卷积码的编解码仿真与研究
卷积码的编解码仿真与研究摘要卷积码是一种性能优越的信道编码。
它的编码器和译码器都比较容易实现，同时它具有较强的纠错能力。
随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实际应用越来越广泛。
本文简明地介绍了卷积码的编码原理和译码原理。
并在SIMULINK模块设计中，完成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。
最后，通过在仿真过程中分别改变卷积码的重要参数来加深理解卷积码的这些参数对卷积码的误码性能的影响。
经过仿真和实测，并对测试结果作了分析。
得出了以下三个结论：（1）当改变卷积码的码率时，系统的误码性能也将随之发生变化。
（2）对于码率一定的卷积码，当约束长度N 发生变化时，系统的误码性能也会随之发生变化。
（3）回溯长度也会不同程度上地影响误码性能。
关键词:卷积码；码率；约束长度；回溯长度Simulation and Research on Encoding and Decoding ofConvolution CodeAbstractConvolution code has a superior performance of the channel code. It is easy to coding and decoding. And it has a strong ability to correct errors. As correcting coding theory has a long development, the practice of convolution code is more and more extensive. In this thesis, the principle of convolution coding and decoding is introduced simply firstly. Then the whole simulation module process of encoding, decoding and the Error Rate Calculation is completed in this design. Finally, in order to understand their performances of error rate, many changes in parameters of convolution code are calculated in the simulation process. After simulation and measure, an analysis of test results is presented. The following three conclusions are draw:(1) When the rate of convolution Code changes, BER performance of the system will change.(2) For a certain rate of convolution code, when there is a change in the constraint length of N, BER performance of the system will change.(3) Retrospective length will affect BER.Key words: convolution code; rate; constraint length; retrospective length;目录论文总页数：21页1 引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本课题的意义 (1)1.4 本课题的研究方法 (1)2 卷积码的基本概念 (2)2.1 信道 (2)2.2 纠错编码 (2)2.3 卷积码的基本概念 (2)2.4 卷积码编码的概念 (2)2.4.1 卷积编码 (2)2.4.2 卷积码的树状图 (3)2.4.3 卷积码的网格图 (4)2.4.4 卷积码的解析表示 (5)3 卷积码的译码 (6)3.1 卷积码译码的概述 (6)3.2 卷积码的最大似然译码 (6)3.3 VITEBI 译码的关键步骤 (7)3.3.1 输入与同步单元 (7)3.3.2 支路量度计算 (7)3.3.3 路径量度的存储与更新 (7)3.3.4 信息序列的存储与更新 (8)3.3.5 判决与输出单元 (8)4 结论 (9)4.1 卷积码的仿真 (9)4.1.1 SIMULINK仿真模块的参数设置以及重要参数的意义 (9)4.2 改变卷积码的参数仿真以及结论 (12)4.2.1 不同回溯长度对卷积码性能的影响 (12)4.2.2 不同码率对卷积码误码性能的响 (14)4.2.3 不同约束长度对卷积码的误码性能影响 (15)结论 (17)参考文献 (18)致谢..................................................... 错误!未定义书签。
通信综合课程设计 卷积码的实现与仿真
文章标题：深度解析通信综合课程设计中卷积码的实现与仿真引言：通信综合课程设计是通信工程领域的重要教育环节，而卷积码作为其中的重要内容之一，其实现与仿真更是学生们需要深入了解和掌握的技能。
本文将从简到繁地讨论通信综合课程设计中卷积码的实现与仿真，帮助读者更好地理解和掌握这一重要内容。
第一部分：通信综合课程设计概述1.1 通信综合课程设计的重要性在通信工程领域，通信综合课程设计是学生将在实际工作中常常用到的实践环节，通过这一环节，学生们可以将所学的理论知识应用到实际项目中，提高实践能力和解决问题的能力。
1.2 通信综合课程设计的内容概述通信综合课程设计内容丰富多样，包括调制解调、信道编码、卷积码、纠错码等多个主题，而卷积码的实现与仿真是其中的重要部分之一。
第二部分：卷积码的基本原理2.1 卷积码的定义卷积码是一种线性时不变系统（LTI）编码器，在通信系统中起到纠错码的作用。
2.2 卷积码的编码和解码原理通过引入时延、存储元素和加法器，实现对输入序列进行编码；而解码过程则是通过译码器进行，根据输入序列和已知的编码规则进行解码。
第三部分：通信综合课程设计中卷积码的实现3.1 卷积码的软件实现在通信综合课程设计中，学生们可以利用MATLAB等软件工具，编写程序实现卷积码的编码和解码过程，从而加深对卷积码原理的理解。
3.2 卷积码的硬件实现除了软件实现，通信综合课程设计中也常常涉及到卷积码的硬件实现，学生们可以通过FPGA等硬件开发评台，实现卷积码的编码和解码过程。
第四部分：通信综合课程设计中卷积码的仿真4.1 仿真环境的建立在通信综合课程设计中，学生们需要建立仿真环境，包括信道模型、信号源、噪声源等，以便对卷积码的性能进行评估。
4.2 仿真结果的分析通过仿真实验，学生们可以得到卷积码在不同信噪比下的误码率曲线等性能参数，从而对卷积码的性能有更深入的了解。
结论：通过本文的深入讨论，相信读者已经对通信综合课程设计中卷积码的实现与仿真有了更深入的理解。
matlab 循环递归系统卷积码
MATLAB循环递归系统卷积码概述MATLAB是一种强大的数学计算软件，广泛应用于工程、科学和金融等领域。
在通信领域中，卷积码是一种重要的纠错码，能够有效地提高通信系统的可靠性和性能。
本文将从MATLAB循环递归系统卷积码的原理、实现方法和应用进行详细介绍。
一、卷积码的原理1.1 卷积码的基本概念卷积码是一种线性的纠错码，它利用置换、加法和乘法等运算对信息进行编码。
在通信系统中，卷积码通常采用编码器对输入数据进行编码，接收端则利用译码器对接收到的码字进行译码。
卷积码具有良好的纠错性能和较高的复杂度，广泛应用于数字通信系统中。
1.2 卷积码的特点卷积码是一种具有记忆性的码制，其编码过程是通过产生状态转移图来实现的。
在编码器中，输入的信息比特会依次经过一系列的状态转移，最终输出编码比特。
由于卷积码具有较长的约束长度和较复杂的状态转移图，因此其译码复杂度较高，但能够提供良好的纠错性能。
二、MATLAB实现卷积码的方法2.1 卷积码编码器的实现在MATLAB中，可以利用编程语言对卷积码进行编码器的实现。
首先需要定义卷积码的生成多项式和约束长度，然后利用状态转移图的方法来实现编码器。
在MATLAB中，可以利用有限状态机的方法来实现卷积码的编码器，通过状态转移图的定义和输入比特的移位来生成编码比特。
2.2 卷积码译码器的实现在MATLAB中，可以利用Viterbi算法来实现卷积码的译码器。
Viterbi算法是一种动态规划算法，通过计算每个状态的路径度量来实现译码过程，最终选择路径度量最小的状态作为最优路径。
在MATLAB中，可以利用编程语言编写Viterbi算法的程序来实现卷积码的译码器，从而实现卷积码信号的译码过程。
三、MATLAB循环递归系统卷积码的应用3.1 通信系统中的应用在数字通信系统中，卷积码广泛应用于无线通信、卫星通信和光纤通信等领域。
利用MATLAB实现的卷积码可以提高通信系统的可靠性和性能，降低误码率和提高数据传输速率。
数字通信中的卷积编码及Viterbi译码器设计
必 须 采 用 差 错 控 制 编码 等信 道 编码 技 术 ，使 误 码
率 进 一步 降低 。 差错 控 制 编 码 的基 本 过 程 是 ：在 发 送 端 被 传
的标 准 中等 等 。当然 ， 可 以应用 在 有线 通 信 的数 也 字视 频 广播 （ Ｖ 系统 之 中 。在 欧 洲制 定 的 Ｄ Ｂ Ｄ Ｂ） Ｖ — Ｃ标准 中 ，采 取 了卷积 码 和 分组 码 级 联 的方 法 ， 即 以 约 束 长 度 为 ７的卷 积 码 作 为外 码 ， Ｒ （ ｅ ｄ 以 Ｓ Ｒ ｅ— Ｓ ｌ ｍ ｎ 码 作 为 内码 。 ｏｉ ｏ ） ｏ
１ 差错 控制编 码的概 述
数 字信息 在有 噪声 的信道 中传输 时 ，会受 到噪
声 干扰 的影响 ， 码总 是不可 避免 的 。 码率 的大小 误 误
差 错 控 制 编 码 所 要 解 决 的 问题 就是 探 索 各 种
Hale Waihona Puke 编码 和译 码 方 法 。其基 本 方 法有 两 种 ， 种 是 自动 一 重 发 请 求 （ Ｑ： ｕｏ ｔ ｅ ｅｔ Ｒ ｑ ｅｔ方 法 ， ＡＲ Ａ ｔｍａ ｃ Ｒ ｐ ａ ｅ ｕ ｓ） ｉ
即在 接 收端 能够 通 过 检验 约束 关 系来 发 现 错误 ， 然
后 通 知发 送 端重 新 发送 出错 的部 分 ； 另一 种 是前 向 纠错 （ Ｅ Ｆ ｒ ａｄ Ｅ ｒｒ Ｃ ｒ ｃｉ ） 法 ， 收 端 Ｆ Ｃ： ｏｗ ｒ ｒ ｏｒ ｔ ｎ 方 ｏ ｅ ｏ 接
与许 多 因素有关 ，最基 本 的就是 信道 中随机干扰 的 大 小相 对 于有 用信 号 的强 度 比 ， 即信 噪 比（ ｖ 。 Ｅ ０ ） 根 据 香 农 信 息 理 论 ， 要 使 只 足 够 大 ， 可 以 就
卷积码(或者Turbo码)的交织与解交织的仿真编程和仿真实验
卷积码（或者Turbo码）的交织与解交织的仿真编程和仿真实验一、实验目的实现卷积码（或者Turbo码）的交织与解交织的仿真编程和仿真实验，观察交织编码分别在白噪声信道和衰落信道下系统误码率的影响，分析原因。
二、实验原理信道编码中采用交织技术，可打乱码字比特之间的相关性，将信道中传输过程中的成群突发错误转换为随机错误，从而提高整个通信系统的可靠性。
交织编码根据交织方式的不同，可分为线性交织、卷积交织和伪随机交织。
其中线性交织编码是一种比较常见的形式。
所谓线性交织编码器，是指把纠错编码器输出信号均匀分成m个码组，每个码组由n段数据构成，这样就构成一个n×m的矩阵。
这里把这个矩阵称为交织矩阵。
如图1所示，数据以a11，a12，…，a1n，a21，a22，…，a2n，…，aij，…，am1，am2，…，amn(i=1，2，…，m;j=1，2，…，n)的顺序进入交织矩阵，交织处理后以a11，n21，…，am1，a12，a22，…，am2，…，a1n，a2n，…，amn的顺序从交织矩阵中送出，这样就完成对数据的交织编码，如图1所示。
还可以按照其他顺序从交织矩阵中读出数据，不管采用哪种方式，其最终目的都是把输入数据的次序打乱。
如果aij只包含1个数据比特，称为按比特交织;如果aij包含多个数据比特，则称为按字交织。
接收端的交织译码同交织编码过程相类似。
图 1 交织编码矩阵一般来说，如果有n个(m，k)码，排成，n×m矩阵，按列交织后存储或传送，读出或接收时恢复原来的排列，若(m，k)码能纠t个错误，那么交织后就可纠m个错误。
对纠正信道传输过程中出现的突发错误效果明显，如图2所示。
图2 交织编码示例GSM中使用这种比特交织器。
其交织方式为将信道编码后的每20ms的数据块m=456b拆分到8组中，每组57b，然后这每组57 b分配到不同的Burst中三、实验流程卷积交织解卷积交织四、源程序1、交织程序1）卷积交织function [aa]=jiaozhi(bb,n)%jiaozhi.m 卷积交织函数n=28; %分组长度%bb 卷积交织前原分组序列%aa 卷积交织后分组序列%序号重排方式：cc=[ 1 23 17 11 5 17 21; 8 2 24 18 12 6 28; 15 9 3 25 19 13 7; 22 16 10 4 26 20 14 ];%交织矩阵bb=[ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28];for i=1:naa(i)=bb(cc(i));end（2）循环等差交织function [aa]=jiaozhi_nocnv(bb,n)%jiaozhi_nocnv.m 循环等差交织函数n=28; %分组长度%bb 循环等差交织前原分组序列%aa 循环等差交织后还原分组序列%序号重排方式：bb=[ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 ]; j=1;for i=1:nj=rem(j+5-1,n)+1; %序号重排方式迭代算法aa(n+1-i)=bb(j);end2、解交织程序（1）解卷积交织function [bb]=jiejiaozhi(aa,n)%jiejiaozhi.m 解卷积交织函数n=28;% 分组长度%aa 解卷积交织前原分组序列%bb 解卷积交织后分组序列%序号重排方式：cc=[ 1 23 17 11 5 27 21; 8 2 24 18 12 6 28; 15 9 3 25 19 13 7 ;22 16 10 4 26 20 14 ]; aa=[ 1 8 15 22 23 2 9 16 17 24 3 10 11 18 25 4 5 12 19 26 27 6 13 20 21 28 7 14 ]; for i=1:nbb(cc(i))=aa(i);end（2）解循环等差交织function [bb]=jiejiaozhi_nocnv(aa,n)%jiaozhi_nocnv.m 解循环等差交织函数n=28;% 分组长度%aa 解循环等差交织前原分组序列%bb 解循环等差交织后还原分组序列%序号重排方式：aa=[ 1 24 19 14 9 4 27 22 17 12 7 2 25 20 15 10 5 28 23 18 13 8 3 26 21 16 11 6];j=1;for i=1:nj=rem(j+5-1,n)+1; %序号重排方式迭代算法bb(j)=aa(n+1-i);End交织码通常表示为（M，N），分组长度L=MN，交织方式用M行N列的交织矩阵表示。
卷积码编码及译码实验 浅谈卷积编码下的FPGA实现
卷积码编码及译码实验浅谈卷积编码下的FPGA实现
卷积编码是现代数字通信系统中常见的一种前向纠错码，区别于常规的线性分组码，卷积编码的码字输出不仅与当前时刻的信息符号输入有关，还与之前输入的信息符号有关。
本文主要是关于卷积码编码及译码实验的相关介绍，并着重分析阐述了基于卷积编码下的FPGA实现。
卷积编码卷积码的编码分为两类：前馈和反馈，在每类中又可分为系统和非系统形式。
我们这里只考虑非系统形式的前馈编码器。
‘
上图是WLAN 802.11a协议中采用的卷积编码器结构，输入比特k=1，输出n=2，存储器长度m=6，编码输出不仅与当前输入有关，还与存储器存储的之前的输入数据有关，具体由之前的哪些数据得到编码输出呢，由生成多项式确定其连接关系。
这里，生成多项式为g0=133（八进制）和g1=171（八进制）（右边是最高位），输出数据A的生成多项式为：
输出数据B的生成多项式为：
生成多项式确定了卷积编码器输出的连接关系。
根据多项式的系数，在相应项进行连接。
生成多项式写成二进制序列的形式分别为：g0 = ［1 0 1 1 0 1 1］和g1 = ［1 1 1 1 0 0 1］（右边是最高位）。
我们假设信息序列u，两个编码器输出序列分别为v（0）和v（1），编码器可以看成一个线性系统，系统的信道响应脉冲最多持续m+1个时间单元，编码输出可以写成编码输入与信道脉冲响应的卷积（即生成多项式），即
其中需要注意的是，所有的加法都是模2加运算。
卷积码编码及译码实验基本原理
1、卷积码编码
卷积码是一种纠错编码，它将输入的k个信息比特编成n个比特输出，特别适合以串行形。
matlab(n,k,m)卷积码原理及仿真
matlab(n,k,m)卷积码原理及仿真====================卷积码是一种重要的纠错码，它在通信系统中扮演着重要的角色。
特别是在高噪环境下，卷积码具有较好的性能表现，因此被广泛用于卫星通信、光纤通信等领域。
本文将介绍Matlab中实现(n,k,m)卷积码的基本原理以及仿真过程。
一、卷积码原理-------卷积码是一种非线性编码技术，它通过将信息序列与多个冗余序列进行卷积运算，生成新的编码序列。
卷积码具有较高的编码增益，同时具有较低的编码复杂度。
在(n,k,m)卷积码中，n表示编码长度，k 表示信息比特数，m表示每个码字所包含的冗余比特数。
二、Matlab仿真环境---------Matlab是一种强大的数学计算和仿真软件，它提供了丰富的工具和函数库，可以方便地实现各种数字通信系统。
在Matlab中，我们可以利用卷积码工具箱实现(n,k,m)卷积码的编码、译码和仿真。
三、仿真步骤------1.定义系统参数：包括信息比特数k、编码长度n、冗余比特数m 等。
2.生成随机信息序列：在Matlab中，可以使用rand函数生成随机比特序列作为信息序列。
3.编码：使用卷积码工具箱中的函数实现编码过程，生成冗余比特序列。
4.添加噪声：在通信系统中，噪声是不可避免的。
为了模拟高噪环境，可以在编码后的数据上添加高斯噪声。
5.译码：使用卷积码工具箱中的函数实现译码过程，恢复原始信息序列。
6.仿真结果分析：通过比较译码结果和原始信息序列，可以评估卷积码的性能。
四、示例代码------以下是一个简单的Matlab代码示例，用于实现(7,4,3)卷积码的编码、译码和仿真：```matlab%定义系统参数k=4;%信息比特数n=7;%编码长度m=3;%冗余比特数data=randi([0k-1],n,1);%生成随机信息序列noise=sqrt(0.1)*data+sqrt(0.9)*(randn(n,1));%添加高斯噪声con_code=codegen(k,m);%编码encoded=conv_mat(data',con_code');%卷积码矩阵表示法decoded=indelcod(con_code);%译码%比较译码结果和原始信息序列ifall(decoded==data)disp('译码成功！')elsedisp('译码失败！')end```五、总结----Matlab作为一种强大的数学计算和仿真软件，提供了丰富的工具和函数库，可以方便地实现各种数字通信系统。
卷积码编码技术仿真与性能分析
基于Matlab/simulink的卷积码编码技术仿真与性能分析学生姓名：付应文指导老师：胡双红摘要本课程设计主要解决通信系统中基带传输信道纠错编码技术中的卷积码编码技术。
产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行卷积编码，而后采用维特比(Viterbi)译码输出,并通过Matlab软件进行设计与仿真，并进行差错率-误码率曲线绘制和性能分析。
关键词课程设计；卷积码编码器；维特比译码器，Matlab；Simulink；设计与仿真，性能分析。
1引言本课程设计主要解决信号传输过程中的卷积编码和卷积解码的问题。
对一个串非归零二进制信号卷积码序列进行维特比(Viterbi)译码输出,并通过Matlab软件进行设计与仿真。
1.1课程设计目的卷积码是一种向前纠错控制编码。
它将连续的信息比特序列映射为连续的编码器输出符号。
这种映射是高度结构化的，使得卷积码的译码方法与分组码译码所采用的方法完全不同。
可以验证的是在同样复杂度情况下，卷积码的编码增益要大于分组码的编码增益。
对于某个特定的应用，采用分组编码还是采用卷积编码哪一种更好则取决于这一应用的具体情况和进行比较时可用的技术。
本课程设计的目的主要是仿真通信系统中基带传输信道纠错编码技术中的卷积码编码技术。
产生一段随机的二进制非归零码的基带信号，对其进行卷积码编码后再送入二进制对称信道传输，在接收端对其进行卷积解码以恢复原信号，观察还原是否成功，改变二进制对称信道的差错率，计算传输前后的误码率，绘制信道差错率-误码率曲线，并与理论曲线比较进行说明。
1.2课程设计的原理1.2.1 卷积编码原理卷积码，又称连环码，是由伊莱亚斯(P.elias)于1955年提出来的一种非分组码。
卷积编码的最佳译码准则为：在给定已知编码结构、信道特性和接收序列的情况下，译码器将把与已经发送的序列最相似的序列作为传送的码字序列的估值。
对于二进制对称信道，最相似传送序列就是在汉明距离上与接收序列最近的序列。
卷积编码设计与仿真实验报告
卷积编码设计与仿真实验报告一、实验目的了解卷积码对信号的纠错性能，掌握维特比译码算法，分析卷积码不同码率下纠错能力的强弱，深刻理解CCSDS标准、信道编译码等相关概念和算法。
二、实验内容1、自己编码实现（2,1,3）卷积码的编译码，对比不同信噪比条件下，是否采用编码对于误码率性能的影响；2、基于MATLAB自带的vitdec函数实现对（2,1,7）卷积码以及2/3、3/4码率删除码的编译码，并对于不同码率抗噪声能力的强弱；3、构造BPSK调制、加性高斯白噪声的传输环境。
三、实验原理卷积码一般表示为(n,k,N)的形式，即将k个信息比特编码为n个比特的码组，N为编码约束长度，说明编码过程中相互约束的码段个数。
卷积码编码后的n个码元不仅与当前组的k个信息比特有关，还与前N-1个输入组的信息比特有关。
编码过程中相互关联的码元有N*n个。
R=k/n是编码效率。
编码效率和约束长度是衡量卷积码的两个重要参数。
典型的卷积码一般选n,k较小，但N值可取较大(>10)，以获得简单而高性能的卷积码。
1、卷积码的编码原理卷积码的编码器一般比较简单，为一个具有k个输入端，n个输出端，m 级移位寄存器的有限状态有记忆系统。
下图所示为(2,1,7)卷积码的编码器。
图1 （2,1,7）卷积码编码器若输入序列为u=(u0u1u2u3……),则对应两个码字序列 C1=(ca0ca1ca2ca3……)和C2=(cb0cb1cb2cb3……)，相应的编码方程可写为 P1=u*C1，P2=u*C2，P=(P1,P2)。
“*”符号表示卷积运算，P1，P2表示编码器的两个冲激响应，即编码器的输出可以由输入序列和编码器的两个冲击响应卷积而得到，故称为卷积码。
这里的冲激响应指：当输入为[1 0 0 0 0 … … ]序列时，所观察到的两个输出序列值。
由于上图N 值为7，故冲激响应至多可持续到第7位，可写为P1=[1 1 1 1 0 0 1]，P2=[1 0 1 1 0 1 1]然后将两个输出端的码字序列合并为一个码字序列为C=(ca0cb0ca1cb1ca2cb2……)。
卷积码编译码matlab仿真
一、概述卷积码是一种常用的编码技术，用于提高数字通信系统的可靠性和抗干扰能力。
而编码的解码过程则需要运用编译码技术，以恢复原始数据。
Matlab作为一种强大的工程仿真软件，可以用来对卷积码编译码进行仿真分析，帮助工程师们更好地理解和优化卷积码系统，提高通信系统的性能。
二、卷积码原理1. 卷积码的概念卷积码是一种线性块码，它采用移位寄存器和模2加法器进行编码，通过引入冗余比特来提高信号的可靠性。
卷积码的编码过程可以简单描述为：将输入信息数据与特定的生成多项式进行卷积运算，得到编码后的输出数据。
2. 卷积码的特点卷积码具有较高的编码效率和能够很好地控制码长、纠错能力等特性，因此在实际通信系统中得到广泛应用。
三、编译码原理1. Viterbi算法卷积码的译码过程通常采用Viterbi算法，它是一种最大似然译码算法，通过计算最小距离路径的方式来进行译码。
Viterbi算法能够有效地对卷积码进行解码，提高译码的准确性。
2. 编译码的实现在Matlab中，编译码的实现通常是通过编写一定的程序来模拟Viterbi算法的译码过程。
通过仿真分析，可以评估不同的编码方案对通信系统性能的影响。
四、Matlab仿真环境1. Matlab的特点Matlab作为一种强大的仿真软件，具有丰富的工具和函数库，能够方便地进行数字通信系统设计与仿真分析。
Matlab提供了直观的图形界面和强大的数据处理能力，可用于展示仿真结果和进行数据分析。
2. 使用Matlab进行卷积码编译码仿真在Matlab环境中，可以编写程序来实现卷积码的编码和Viterbi算法的译码过程。
通过调用Matlab中的工具函数和绘图函数，可以直观地展示通信系统的性能指标，并对比不同编码方式的性能差异。
五、仿真实例分析1. 卷积码编码仿真我们可以编写Matlab程序，实现对卷积码的编码过程。
通过模拟不同的编码率和约束长度，可以观察到编码后的效果，并评估编码的性能。
对卷积码的编译码实现进行仿真编程和仿真实验
实验二：卷积码编译器1120510217 吴宏晶一、实验目的对卷积码的编译码实现进行仿真编程和仿真实验二、仿真软件LabVIEW 2013版（前面版用于数据显示，后面板为程序源代码）三、实验流程1.卷积码的编码以（3,1,2）卷积码为例，下图为LabVIEW仿真前面板每一时刻都有一个信息比特进入第一个寄存器中，如图中D1。
编码器利用D1和D2这两个寄存器来产生3比特的输出码字如图中所示C1、C2、C3。
编码的规则是C1=M1，C2=M1+D1+D2，C3=M1+D2。
定义D1和D2的状态为S1和S2，S1和S2共有四种组合状态。
描述的在不同的输入比特状态下，编码器对应的输出和下一个时刻的状态变化。
它们的转化关系如下图所示2.卷积码的译码卷积码的译码采用维特比译码法。
维特比算法的思路：在每个节点处，留下到达该节点处局部度量最大的路径，丢弃其余的局部路径，这条留下来的路径叫做幸存路径。
如果所有幸存路径在某个支路处是重合的，就可以输出这个支路上数据的译码结果。
为了避免延时，在当前局部路径中，找出局部累积量最大的，沿着这个路径回退N步会有一个分支，输出这个分支的数据。
（3,1,2）卷积码t0~t5六个时刻，第一次选取幸存路径发生在从t2到t3转移时刻。
四、实验源程序说明1.卷积码的编码程序源代码如下图所示1.坐标1处是输入码元数组，它经过一个FOR循环依次进入循环中。
2.坐标2处是D1和D2两个移位寄存器，D1的结果在一次循环过后移入D2中。
3.坐标3处表示C1的值为每次直接进来的码元值。
4.坐标4处为C2的计算值，对局部进行放大，有如下图说明：C2=D1+D2+M1（模2加法），M1为码元值。
因为没有模2加法的函数，故调用除2函数，再对余数与0进行比较是否相等，若结果为TRUE，则表明C2为2的倍数，即为0，故将0送入C2中，否则将1送入C2中。
5.坐标5处为C3的计算值，对局部进行放大，有如下图说明：C3=M1+C2，故将两数相加，再对结果与1比较，因为只有01或10相加才为1，其他值为0或者2，故若判断结果为TRUE,则将1的值赋值给C3，如上图所示。
卷积码的编码和译码
卷积码是一种纠错编码技术，通常用于无线通信和数字通信系统中，以提高数据传输的可靠性。
卷积码的编码和译码是两个关键步骤，下面分别介绍这两个步骤：**编码：**1. **选择卷积码的参数：** 在编码之前，您需要确定卷积码的参数，包括约束长度（constraint length）、生成多项式（generator polynomial）和码率（code rate）。
这些参数将决定编码器的结构和性能。
2. **构建编码器：** 卷积码编码器通常是一个有限状态自动机（Finite State Machine，FSM）。
根据所选的生成多项式，配置编码器的状态转移图。
编码器的输入是要编码的数据位，输出是编码后的码字。
3. **编码操作：** 对每个输入位进行编码操作。
编码器的状态会根据输入位的不同而变化，从而生成不同的编码输出。
通常，每个输入位都会产生多个输出位，这是卷积码的特点之一。
4. **输出码字：** 编码器将生成的码字传送出来，以便传输或存储。
**译码：**1. **构建译码器：** 卷积码的译码器通常是使用一种称为Viterbi算法的最大似然译码方法来实现的。
译码器需要与编码器具有相同的约束长度和生成多项式。
2. **接收和测量：** 译码器接收传输的码字，并测量接收到的码字与每个可能的发送码字之间的距离或差异。
这些度量值用于决定哪个发送码字最有可能是原始数据。
3. **路径追踪：** Viterbi算法使用路径追踪技术来跟踪可能的状态序列，并根据度量值来选择最有可能的路径。
这个过程可以看作是在状态图上搜索最佳路径的过程。
4. **译码操作：** 根据最佳路径上的状态序列，译码器重建原始数据位。
这些数据位就是译码器的输出。
卷积码的译码是一种计算密集型的过程，通常需要高效的硬件支持，特别是在高速通信系统中。
Viterbi算法是一种复杂的算法，但它在纠错性能方面非常出色，可以大大提高数据传输的可靠性。
卫星通信协议中卷积码序列译码的计算机模拟
收 稿 日期 ：２０ —１ Ｏ ５ ２—１ ６
码过程中， 通过增加信息 的冗余度 ， 使原来无规律的 组 信息具 有 某种 相 关性 ； 收 信 息 时 再 依 据 这 种 接 相 关性 译码 ， 编码 信息 具有 检 测或 者纠 错性 能 ， 使 以
ｇ ｏ ｏ ｎ ａｉ ｏ ｅ ｆ ｔｒ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ 印 ｐ ｃ ｔ ｎ． ｏ ｄ ｆｕ ｄ ｔ ｎ ｆｒｔ ｕ ｅ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｏ ｈ ｕ ｎ ｉ ｏ ｆ ａｉ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｃ ｎ ｏ ｕ ｉｎ ｌｃ ｄ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｖ ｌ ｔ ａ ｏ ｅ；ｓ ｆ — ｄ ｃ ｓｏ ｏ ｏｔ ｅ ｉｉｎ；Ｆａ ｏ ａｇ ｒｔｍ ；ｓ ｑ ｅ ｔ ｌｄ ｃ ｄＩ ｎ ｌｏｉｈ ｅ ｕ ｎ ａ ｅ ｏ ｉｇ ｉ ｌ
ｃ ｒｕ ｔｄ ｙ Ｇａ ｓａ ｎ ｉｅ，ｔ ｔｉ ａ ｌ ｓｇ ｎ ｒ ｔｄ．Ａｎｄ ｔ ｅ ｓｎ ａ ｏ ｏ ｒ ｐｅ ｂ ｕｓｉｎ ｏｓ ｈｅｍｅｒｃｔｂ ｅ ｉ ｅ ｅ ａｅ ｈ ｎ ｕ ｉｇ Ｆ ｎ ｓ 【 ，ｉ ｍｐ ｅ ｎｓ ｔ ｅ ｎｓ ｔｉ ｌｍｅ ｔ ｈ ｌ
艾楚杰 ，张 扬
（ 电子科技大学 电子工程学 院 ，成都 ６０ ５ ） １０４
摘
要 ：主要研究卫星通信协议 Ｉ Ｓ３９ Ｅ ０ 协议 中的 系统卷积码的编码及其序 列译码 的计算机模 Ｓ
拟。用 ｃ语言实现 了码 率为 １ ／ ３ 位的 系统卷积码的编码 ，然后模拟 高斯噪声信道 生成一 个 ２的 ６ Ｆｎ ａｏ度量 表 ，最后 用 Ｆｎ ａｏ算 法 实现 该卷积 码 的软 判 决序 列译 码 ，并进 行 了性 能 分析 ，为 以后 的
Ａ ｈ ． ｅ ＨＡ Ｇ ａ ｇ Ｊ Ｃ ｕｊ ．Ｚ Ｎ Ｙ ｎ ｉ
卷积码的编译码原理和仿真 论文
卷积码的编译原理及仿真摘 要 本课程设计主要解决对一个卷积码序列进行维特比(Viterbi)译码输出,并通过Matlab 软件进行设计与仿真，并进行误码率分析。
实验原理QPSK ：QPSK 是英文QuadraturePhaseShiftKeying 的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
四相相移键控信号简称“QPSK ”。
它分为绝对相移和相对相移两种。
卷积码：又称连环码，是由伊莱亚斯(P.elias)于1955年提出来的一种非分组码。
积码将k 个信息比特编成n 个比特，但k 和n 通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。
卷积码是在一个滑动的数据比特序列上进行模2和操作，从而生成一个比特码流。
卷积码和分组码的根本区别在于，它不是把信息序列分组后再进行单独编码，而是由连续输入的信息序列得到连续输出的已编码序列。
卷积码具有误码纠错的能力，首先被引入卫星和太空的通信中。
NASA 标准（2，1，6）卷积码生成多项式为：346134562()1()1g D D D D Dg D D D D D=++++=++++ 其卷积编码器为：输入序列++输出c1输出c2图1.1 K=7，码率为1/2的卷积码编码器维特比译码：采用概率译码的基本思想是：把已接收序列与所有可能的发送序列做比较，选择其中码距最小的一个序列作为发送序列。
如果接收到L 组信息比特，每个符号包括v 个比特。
接收到的Lv 比特序列与2L 条路径进行比较，汉明距离最近的那一条路径被选择为最有可能被传输的路劲。
当L 较大时，使得译码器难以实现。
维特比算法则对上述概率译码做了简化，以至成为了一种实用化的概率算法。
它并不是在网格图上一次比较所有可能的2kL 条路径(序列)，而是接收一段，计算和比较一段，选择一段最大似然可能的码段，从而达到整个码序列是一个最大似然值得序列。
下面以图2.1的(2，1，3)卷积码编码器所编出的码为例，来说明维特比解码的方法和运作过程。
通信系统中的信道编码技术
通信系统中的信道编码技术在现代的通信系统中，信道编码技术起着至关重要的作用，它能够在传输过程中保障数据的完整性和准确性。
随着通信技术的不断发展，信道编码技术也得到了广泛的应用，本文将对通信系统中的信道编码技术做出一些简单的介绍和分析。
一、信道编码技术的概念信道编码技术是指在数字通信系统中，对数据进行编码操作，使得数据在传输过程中能够在一定程度上克服噪声干扰和传播损失，以保证数据的准确性和完整性。
通俗的说，信道编码技术是一种保障数据可靠传输的技术手段。
二、常用的信道编码技术1、卷积编码卷积编码是一种线性、时域离散的编码技术，它通常用于数字通信中的错误控制和数据压缩。
卷积编码可以通过一个连续时间的线性移位寄存器来实现，具有简单的硬件实现和较高的编码率，广泛应用于数字通信、无线通信、卫星通信、数字电视等领域。
2、Turbo编码Turbo编码是一种迭代的信道编码技术，可以提高数据的容错能力和可靠性，广泛应用于数字通信、移动通信、卫星通信和宽带通信等领域。
Turbo编码采用两个卷积码结合交替信息交错和迭代译码的方法，从而达到更高的编码效率和更好的错误纠正能力。
3、LDPC编码LDPC编码（Low-Density Parity-Check Code）是指低密度奇偶校验码，是一种自适应的、基于图的线性编码技术。
它可以通过矩阵的方式实现并行计算，具有更高的编码率和更好的容错特性，广泛应用于数字电视、移动通信和卫星通信等领域。
三、信道编码技术的应用随着通信技术的不断进步和发展，信道编码技术已经成为数字通信系统中不可或缺的一部分。
在移动通信中，通过引入Turbo编码等高效编码技术，可以大大提高数据的传输速率和容错能力，为用户带来更好的通信体验。
在数字电视等广播领域，通过采用LDPC等高效编码技术，可以将传输速度提高到更高的水平，并提供更为清晰、流畅的视频信号。
此外，在卫星通信等特殊领域，信道编码技术也起到了重要的作用，有效提高了数据的可靠性和传输效率。
34卷积码编码原理解析总结计划及建模仿真
3/4 卷积码编码原理解析与建模拟真一、大纲卷积码是一种性能优越的信道编码。
它的编码器和译码器都比较简单实现，同时它拥有较强的纠错能力。
随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实质应用越来越广泛。
本文简短地介绍了卷积码的编码原理和 Viterbi 译码原理。
并在 SIMULINK模块设计中，达成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。
最后，经过在仿真过程中解析了卷积码误比特率与信噪比之间的关系，及卷积码与非卷积码的对照。
经过仿真和实测，并对测试结果作了解析。
要点词：卷积码编码建模SIMULINK 仿真目录一、大纲 .................................................................................................................................................................- 1 -二、设计目的和意义 .............................................................................................................................................- 2 -三、设计原理 .........................................................................................................................................................- 3 -卷积码根本看法 ......................................................................................................................................- 3 -卷积码的结构 ..........................................................................................................................................- 3 -卷积码的解析表示 ..................................................................................................................................- 4 -卷积码的译码 ..........................................................................................................................................- 4 -卷积码译码的方式 ........................................................................................................................- 4 -卷积码的 Viterbi 译码 ..................................................................................................................- 5 -四、详细设计步骤 .................................................................................................................................................- 6 -卷积码的仿真 ..........................................................................................................................................- 6 -SIMULINK 仿真模块的参数设置及意义.................................................................................- 6 -五、设计结果及解析 . (11)不相同信噪比对卷积码的影响 (11)卷积码的对照 (12)六、总结 (14)七、领悟 (14)八、参照文件 (14)二、设计目的和意义由于信道中信号不可以防范会碰到搅乱而出错。
通信系统中的卷积码编码与译码技术研究
通信系统中的卷积码编码与译码技术研究近年来，随着通信技术的飞速发展，通信系统的规模逐渐扩大，通信速率不断提高，但通信信道却变得越来越复杂。
在这样的情况下，如何保证通信质量成为了一个亟待解决的问题。
卷积码编码与译码技术作为一种广泛应用于各种通信系统中的错误控制技术，为保障通信质量起到了至关重要的作用。
一、卷积码编码技术卷积码编码技术是一种线性分组码，利用移位寄存器和异或门可以实现。
它可以将输入信息序列编码成一个比特序列，以此达到纠错和误码检测的目的。
在卷积码编码中，输入信息序列经过“编码器”后生成的输出序列是由原输入信息序列和一些约束条件共同构成的。
卷积码编码通常采用生成矩阵或者状态图来进行描述。
其中生成矩阵是通过移位寄存器和异或门来描述卷积码的编码过程，由生成矩阵可以直接推导出卷积码的编码输出系数。
状态图是把卷积码的编码过程表示成有限状态机，从而实现对卷积码的解码。
基于状态图的解码技术可以应用于硬判决译码和软判决译码两种方式。
卷积码编码技术常用于数字通信、无线通信、卫星通信、有线通信等各种通信领域中，例如GSM、CDMA、WIMAX、LTE等通信系统中都采用了卷积码编码技术来实现传输数据的纠错。
二、卷积码译码技术卷积码译码技术是卷积码编码技术的逆过程，即将接收到的比特序列转换为原始比特序列。
前文提到的硬判决译码和软判决译码可以分别用于解码过程中。
硬判决译码是通过与预定义的码字比较，找到最接近接收序列的码字。
这种解码方式主要适用于信噪比较高的通信情况。
而在信噪比较低的情况下，就需要采用软判决译码技术。
软判决译码是通过概率计算得到最有可能的原始比特序列。
这种解码方式可以更好地处理信噪比较低的情况。
卷积码译码技术的速度、复杂度和电路成本等因素也是需要考虑的。
在实际通信中，具体选择哪种译码方式，还需要根据具体的通信场景情况和设计要求进行选择。
三、卷积码编码与译码的应用卷积码编码与译码技术广泛应用于现代通信系统中。
最新卷积编码与解码的MATLAB实现及能分析
卷积编码与解码的M A T L A B实现及能分析长沙理工大学《通信原理》课程设计报告王情学院城南学院专业通信工程班级通信1102 学号 201185250230 学生姓名王情指导教师曹敦课程成绩完成日期 2014年1月9日课程设计成绩评定学院城南学院专业通信工程班级通信1102 学号 201185250230 学生姓名王情指导教师曹敦课程成绩完成日期 2014年1月9日指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师对课程设计的评定意见卷积编码与解码的MATLAB实现及性能分析学生姓名：王情指导老师：曹敦摘要本课程设计主要解决通信系统中卷积编码与解码技术在Matlab中实现以及对其性能进行分析。
用贝努利二进制序列产生器作为信号源，产生基带信号，对其中的卷积进行编码，调制解调，然后采用Viterbi译码输出，最后计算误码率，对其性能进行分析。
关键词卷积码；卷积编码器；Viterbi译码器；BSK调制与解调；约束长度。
目录1引言 (4)1.1课程设计的目的 (4)1.2 课程设计的基本任务和要求 (4)1.2.1本次课程设计的基本任务 (4)1.2.2课程设计中的要求 (5)1.3设计平台 (5)2设计原理 (5)2.1卷积码的基本概念 (5)2.2卷积码的编码 (5)2.2.1卷积编码 (5)2.2.2卷积码的树状图 (6)2.2.3卷积码的网格图 (7)2.2.4卷积码的状态图 (8)2.3卷积码的解码 (8)3卷积码的仿真与性能分析 (9)3.1 卷积码的仿真 (9)3.1.1卷积码的设计框图 (9)3.1.2Simulink仿真模块的参数设置 (9)3.2 卷积码的波形输出 (15)3.2.1输入信号波形 (15)3.2.2输入信号与解码输出波形 (16)3.3卷积码的性能分析 (17)4出现的问题及解决方法 (19)5 结束语 (19)6参考文献 (20)1 引言本课程设计主要解决基于Matlab的Simulink下的模块对卷积编码与解码进行仿。
数字通信系统的设计与仿真
数字通信系统的设计与仿真摘 要：本次设计的是一种数字通信系统，该通信系统主要采用数字信源为输入、交织编码译码技术、MP 信道、2FSK 的调制和非相干解调技术。
利用system view 对系统进行仿真，并分析眼图和误码率。
关键字：system view,仿真，数字通信1 数字通信系统基本原理1.1 数字通信系统的模型图1 数字通信系统的模型1.2 信息源它的作用是把各种消息转换为原始电信号，信源分为模拟信源和数字信源。
本文的输入信号采用模拟信源，通过A/D 转换把输入的模拟信号转换为数字信号，模拟信号转化为数字信号包括三个步骤：抽样、量化和编码。
模拟信号首先被抽样。
通常抽样是按照等时间间隔进行的，虽然在理论上并不是必须如此的。
模拟信号被抽样后，成为抽样信号，它在时间上是离散的，但是其取值仍然是连续的，所以是离散模拟信号。
第二步是量化。
量化的结果使抽样信号变成量化信号，其取值是离散的。
故量化信号已是数字信号了，它可以看成是多进制的数字脉冲信号。
第三步是编码。
第一步抽样的定理：设一个连续模拟信号m(t)中的最高频率<H f 且带宽受到限制时，则以间隔时间为1/2H T f 的周期性冲击脉冲对它抽样时，()m t 将被这些抽样值所安全确定。
由于抽样时间间隔相等。
），低通滤波107中的最低频率是10Hz ，108的增益为300Hz 。
即奈奎斯特的定理。
第二步：量化。
模拟信号的抽样值为m(KT)，其中T 是抽样周期，k 是整数。
量化原理公式：,()q i m kT q =≤i-1i 当m m(kT)<m （1.1-2）在非均匀量化时，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的。
信号抽样值小时，量化间隔 v 也小；信号抽样值大时，量化间隔 v 也大。
非均匀量化的实现方法通常是在进行量化之前，先将信号抽样值压缩，再进行均匀量化。
其压缩是用一个非线性电路将输入电压x 变换成输出电压y ：()x y f= （1.1-3） 第三步：通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的过程，称为脉冲编码调制。