卷积码的编解码Matlab仿真
cycbd解卷积matlab代码
cycbd解卷积matlab代码
在MATLAB中进行循环卷积的解卷积操作可以使用MATLAB内置
的函数进行实现。
首先,你需要使用MATLAB的conv函数进行卷积
操作。
然后,可以使用MATLAB的deconv函数进行解卷积操作。
下
面我会详细解释这两个函数的使用方法。
首先,让我们来看一下如何使用conv函数进行卷积操作。
假设
你有两个信号x和y,你可以使用以下代码进行卷积操作:
matlab.
z = conv(x, y);
这将会对信号x和y进行卷积操作,并将结果存储在z中。
接下来,让我们来看一下如何使用deconv函数进行解卷积操作。
假设你有卷积后的结果z和原始信号y,你可以使用以下代码进行
解卷积操作:
matlab.
x_recovered = deconv(z, y);
这将会对卷积后的结果z和信号y进行解卷积操作,并将恢复
的信号存储在x_recovered中。
需要注意的是,解卷积操作可能会受到噪声和舍入误差的影响,因此解卷积的结果可能不是完全准确的。
在实际应用中,你可能需
要对解卷积的结果进行进一步处理以提高准确性。
除了使用内置函数外,你还可以编写自定义的解卷积算法来实
现解卷积操作。
这通常涉及到使用傅里叶变换或其他信号处理技术
来实现。
然而,在大多数情况下,使用MATLAB内置的函数已经能够
满足大部分解卷积的需求。
希望以上信息能够帮助你理解在MATLAB中进行解卷积操作的方法。
如果你有任何进一步的问题,欢迎随时向我提问。
matlab 卷积编解码函数
主题:Matlab中的卷积编解码函数1. 概述Matlab是功能强大的科学计算软件,广泛应用于工程、科学和数学领域。
在通信系统设计和数字信号处理领域,卷积编解码函数是非常重要的工具。
本文将介绍Matlab中的卷积编解码函数,包括函数的基本原理、参数设置、使用方法和实际应用。
2. 卷积编解码函数的基本原理卷积编码是一种利用卷积操作来对数字信号进行编码的技术,主要用于在数字通信系统中实现信号的纠错和增强。
在Matlab中,卷积编码函数通常包括convenc和vitenc两个主要函数。
convenc函数用于对输入信号进行卷积编码,生成纠错编码后的输出信号;vitenc函数用于对卷积编码后的信号进行译码,还原原始信号。
3. 卷积编解码函数的参数设置在Matlab中,卷积编解码函数有一系列参数需要设置,以满足不同的应用需求。
其中包括生成多项式和约束长度等参数,用于指定卷积编码器的结构和特性;还有输入信号和输出信号的数据类型、结构和尺寸等参数。
设置这些参数可以对卷积编解码函数进行灵活的控制和定制化。
4. 卷积编解码函数的使用方法在使用Matlab中的卷积编解码函数时,通常需要按照一定的步骤进行。
首先是设置参数和初始化编解码器,然后是输入原始信号并进行编码,最后是对编码后的信号进行译码并输出结果。
在使用过程中,还需要注意对编解码过程中可能出现的错误进行处理和修正。
5. 实际应用举例在实际工程和科研项目中,卷积编解码函数有着广泛的应用。
比如在数字通信系统中,卷积编码可以用于对传输的数字信号进行纠错编码,提高信号的可靠性和稳定性;在无线通信系统中,卷积编码可以用于提高信号的抗干扰和抗干扰能力。
通过Matlab中的卷积编解码函数,工程师和科研人员可以快速、高效地实现对数字信号的编解码处理,加速研发和测试过程。
6. 总结本文介绍了Matlab中的卷积编解码函数的基本原理、参数设置、使用方法和实际应用,希望可以帮助读者对这一重要工具有一个更深入的理解。
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。
卷积码的维特比译码原理及仿真
卷积码的维特比译码原理及仿真摘 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 D g D D D D D=++++=++++其卷积编码器为: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。
卷积码的编解码Matlab仿真
卷积码的编解码Matlab仿真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。
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。
matlab卷积编码与viterbi译码的实现
matlab卷积编码与viterbi译码的实现MATLAB中viterbi译码算法讨论⼤家可以再评论区交流!!!MATLAB中实现viterbi译码的函数为:convenc其中:code = convenc(msg,trellis)vitdec其中:vitdec(code,trellis,tblen,opmode,dectype)code卷积编码,trellis⽹格表,tblen回溯长度,opmode:cont、term、trunc,dectype:unquant、hard、soft;本⼈最近在做⼀个关于viterbi译码算法,最终在FPGA中实现,在FPGA中最终的实现⽅案为xillinx IP核实现。
在此之前⽤MATLAB进⾏仿真验证。
matlab程序:Tre = poly2trellis(7,[133 171]);通过poly2trellis⽣成逻辑关系图,如下图所⽰。
逻辑关系图%卷积编码:msg = [0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1];code = convenc(msg,Tre);%code = [0,0,1,1,0,1,0,0,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1,0];%这是通过convenc函数⽣成的卷积码%vitdec译码:%在vitdec译码过程中采⽤硬判决,通过不同的tblen和opmode来找出其中关系。
%(1) opmode = conttblen = 12;msg_dat = vitdec(code,Tre,tblen,'cont','hard');%msg_dat =[ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 ];%通过了解到cont模式中,vitdec译码会有延迟,延迟的长度为tblen长度,所以在此对vitdec进⾏修改code_temp = [code,zeros(1,24)];msg_temp = vitdec(code_temp ,T,12,'cont','hard')msg_dat = msg_temp(13:end);%msg_dat = [ 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1];%此时vitdec译码出来的数据和信源⼀样tblen = 18;code_temp = [code,zeros(1,24)];msg_temp = vitdec(code_temp ,T,12,'cont','hard')msg_dat = msg_temp(13:end);%msg_dat = [ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0];%此时vitdec译码出来的数据和信源在后⾯最后⼀位不⼀样%(2) opmode = termtblen = 12;msg_dat = vitdec(code,Tre,tblen,'term','hard');%msg_dat = [0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0];%此时vitdec译码出来的数据和信源⼀样前16位和信源⼀样后⾯的就出错了tblen = 18;msg_dat = vitdec(code,Tre,tblen,'term','hard');%msg_dat = [0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0];%此时vitdec译码出来的数据和信源⼀样前16位和信源⼀样后⾯的就出错了%(3)opmode = trunctblen = 12;msg_dat = vitdec(code,Tre,tblen,'trunc','hard');%msg_dat = [ 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1];%此时vitdec译码出来的数据和信源⼀样tblen = 18;msg_dat = vitdec(code,Tre,tblen,'trunc','hard');%msg_dat = [ 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1];%此时vitdec译码出来的数据和信源⼀样总结:以上通过⽐较tblen和opmode模式的不同对产⽣的结果,其中cont和trunc的模式总结起来就是cont有tblen延迟,但是trunc没有。
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。
MATLAB实现卷积码编译码
本科生毕业论文(设计)题目:MATLAB实现卷积码编译码专业代码:作者姓名:学号:单位:指导教师:年月日目录前言----------------------------------------------------- 1 1. 纠错码基本理论---------------------------------------- 21.1纠错码基本理论 ----------------------------------------------- 21.1.1纠错码概念 ------------------------------------------------- 21.1.2基本原理和性能参数 ----------------------------------------- 21.2几种常用的纠错码 --------------------------------------------- 62. 卷积码的基本理论-------------------------------------- 82.1卷积码介绍 --------------------------------------------------- 82.1.1卷积码的差错控制原理----------------------------------- 82.2卷积码编码原理 ---------------------------------------------- 102.2.1卷积码解析表示法-------------------------------------- 102.2.2卷积码图形表示法-------------------------------------- 112.3卷积码译码原理---------------------------------------------- 152.3.1卷积码三种译码方式------------------------------------ 152.3.2V ITERBI译码原理---------------------------------------- 163. 卷积码编译码及MATLAB仿真---------------------------- 183.1M ATLAB概述-------------------------------------------------- 183.1.1M ATLAB的特点------------------------------------------ 193.1.2M ATLAB工具箱和内容------------------------------------ 193.2卷积码编码及仿真 -------------------------------------------- 203.2.1编码程序 ---------------------------------------------- 203.3信道传输过程仿真-------------------------------------------- 213.4维特比译码程序及仿真 ---------------------------------------- 223.4.1维特比译码算法解析------------------------------------ 233.4.2V ITERBI译码程序--------------------------------------- 253.4.3 VITERBI译码MATLAB仿真----------------------------------- 283.4.4信噪比对卷积码译码性能的影响 -------------------------- 283.4.5码率对卷积码译码性能的影响 ---------------------------- 303.4.6约束长度对卷积码误码性能的影响------------------------ 313.4.7回溯长度对卷积码误码性能的影响 ------------------------ 323.4.8判决方式对卷积码误码性能的影响------------------------ 324. 结论及展望------------------------------------------ 344.1结论-------------------------------------------------------- 344.2展望 -------------------------------------------------------- 355. 结束语----------------------------------------------- 36参考文献------------------------------------------------ 37致谢---------------------------------------------------- 38附录---------------------------------------------------- 39摘要在数字通信系统中,通常采用差错控制编码来提高系统的可靠性。
卷积码编译码实验报告
厦门理工学院实验报告书课程名称:信息论与编码实验实验名称:卷积码编译码m•个有效的寄存器单元,而输出移位寄存器仅中输入移位寄存器最多只有k起一个并串转换作用。
因此称参量m为卷积吗的记忆长度(段)2、维比特译码原理它的基本思想是把接收到的矢量,和网格图上诸种可能的路径比较,删去距离大的路径,保留距离小的路径,以距离最小路径作为发码的估值五、实验内容在MATLAB环境下卷积码编/解码器的实现。
1、主函数main.mclear;clc;msg = randint(1,20,[0,1])word = encode_conv213(msg)word(1) =~word(1); %信道中存在污染,人为的模拟传输过word(10) =~word(10); %程中的出错码字word(15) =~word(15);word1=wordmsg_1 = decode_conv213(word1)msg-msg_12 、状态积state_machine.mfunction [output,nextState] = state_machine(input,current_state)output(1) = mod(current_state(1)+current_state(3),2);output(2) = mod(input+current_state(2)+current_state(1),2);nextState(1) = current_state(2);nextState(2) = current_state(3);nextState(3) = input;3、汉明距离hamming_distance.mfunction distance = hamming_distance(a,b)temp = a+b;temp = mod(temp,2);distance = sum(temp);4 、213编码程序encode_conv213.mfunction word = encode_conv213(msg)word = zeros(1,length(msg)*2);current = [0 0 0];for i = 1:length(msg)[out,next] = state_machine(msg(i),current);current = next;word(2*i-1) = out(1);word(2*i) = out(2);End5、213维比特译码decode_conv213.mfunction msg = decode_conv213(word)chip = 10; %初始状态选十个信息for i = 1:2^chipM(i,:) = de2bi(i-1,chip); %把所有可能性按二进制输出W(i,:) = encode_conv213(M(i,:));%得到相应的二进制编译后的码字D(i) = hamming_distance(W(i,:),word(1:chip*2));%与出错码字对比得到汉明距end[val,index] = sort(D);%val中存汉明距从小到大排列,index中存对应val数据所在位置ret_msg = zeros(1,length(word)/2); %开辟译出码字的存放空间for i = 1:6%1024种选择6种最小距离,并输出在ret_msg中,最小汉明距存于ret_dis ret_msg(i,1:chip) = M(index(i),:);ret_dis(i) = D(index(i));enditer = (length(word)-chip*2)/2; %剩余要译出的码字个数for i=1:iter %迭代过程for j=1:6msg_temp1 = [ret_msg(j,1:chip+i-1) 0]; %下一状态出“0”msg_temp2 = [ret_msg(j,1:chip+i-1) 1]; %下一状态出“1”word_temp1 = encode_conv213(msg_temp1);%下一状态为“0”时的编码word_temp2 = encode_conv213(msg_temp2);%下一状态为“1”时的编码dis_temp1 = hamming_distance(word_temp1,word(1:chip*2+2*i));dis_temp2 = hamming_distance(word_temp2,word(1:chip*2+2*i)); %算两种汉明距if (dis_temp1<dis_temp2)ret_msg(j,1:chip+i) = msg_temp1;ret_dis(j) = dis_temp1;elseret_msg(j,1:chip+i) = msg_temp2;ret_dis(j) = dis_temp2;%选择较小汉明距的状态储存并输出在ret_msg中,最小汉明距存于ret_disendendend[val,index] = sort(ret_dis); %把最终选择的6种最小汉明距按从小到大排列msg =ret_msg(index(1),:); %选出维特比译码最小的距离所译出的信息六、实验数据记录及分析(包括源程序清单及运行结果):。
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。
油井下声传输系统中卷积编码的Matlab仿真
油井下声传输系统中卷积编码的Matlab仿真作者:蔡小庆鲁小利陈晓芳母俐丽来源:《现代电子技术》2013年第17期摘要:为了实现钻井过程中井下信息的实时测量和上传,采用声波作为载波是一种很有发展前景的方法。
对随钻数据声波传输系统中的调制技术和编码解码方法进行了Matlab仿真,结果表明:采用QPSK调制技术和1/3编码效率的卷积编码能提高数据通信的可靠性,降低系统的误码率。
关键词:随钻数据传输;卷积编码解码;调制解调; Matlab仿真中图分类号: TN911.7⁃34;TP393 文献标识码: A 文章编号: 1004⁃373X(2013)17⁃0135⁃020 引言数字信号在传输的过程中受信道干扰的影响,在接收端可能会发生错误的判决,通常在设计数字通信系统时,必须采用差错控制的编码方式来提高信号传输的可靠性[1]。
选择信道编码方法时,一般是在给定的剩余比特差错率和平均编码率以及传输带宽下,选择允许最低的信噪比一种方法[2]。
其中卷积编码是一种很好的纠错编码方法,与之相应的维特比算法是加性高斯噪声信道下卷积码最优的译码算法。
1 卷积编码与Viterbi译码原理卷积编码的译码方法有:序列译码,门限译码和Viterbi译码。
其中Viterbi译码是一种极大似然译码方法,即它对整个信息比特序列译码的差错概率最小。
它的基本思想是把接收到的矢量,和网格上诸多种可能的路径比较,删去距离最大的路径,保留距离最小的路径,以距离最小的路径作为发码的估计值。
2 仿真结果分析在随钻数据声波传输系统中,由于油井下环境复杂,实际的钻柱信道中存在高环境噪声、有限频带、传输时延大、多径传输、码间干扰严重,它所对应的误码率公式基本上是不可能得到的,但是许多复杂问题均可以通过计算机仿真的方法进行研究。
本文利用Matlab仿真软件[5]对方案中的信道编码环节进行仿真试验,根据声波沿钻杆传输的特性,仿真模型中采用莱斯信道[6]。
OFDM是一种有效的抗频率选择性衰落的并行调制方式,其基本原理是将串行高速数据信号先转换成并行的低速子数据流,提高了频谱利用率[7⁃8],因此采用OFDM技术来减小系统的误码率。
咬尾卷积编码解码matlab
一、引言咬尾卷积编码解码是一种常用的数字通信技术,能够有效地对传输的数据进行编码和解码,提高数据传输的可靠性和稳定性。
在数字通信领域,咬尾卷积编码解码已经被广泛应用于各种通信系统中。
在本文中,将对咬尾卷积编码解码在MATLAB中的实现进行介绍。
二、咬尾卷积编码解码的原理1. 咬尾卷积编码的原理2. 咬尾卷积解码的原理三、MATLAB中的咬尾卷积编码解码实现1. MATLAB中的咬尾卷积编码2. MATLAB中的咬尾卷积解码四、使用MATLAB进行咬尾卷积编码解码的案例分析1. 案例一:实现一个简单的咬尾卷积编码解码系统2. 案例二:利用MATLAB进行咬尾卷积编码解码的性能分析五、结论在本文中,通过对咬尾卷积编码解码原理进行介绍,以及在MATLAB 中对其实现的讲解,说明了咬尾卷积编码解码在数字通信中的重要性和广泛应用。
通过案例分析,也验证了MATLAB在实现咬尾卷积编码解码时的可行性和有效性。
希望本文对读者在理解和应用咬尾卷积编码解码方面有所帮助,并能够对相关领域的研究工作提供参考。
六、参考文献1. 张三, 李四, 王五. 咬尾卷积编码解码原理与实现[M]. 北京: 电子工业出版社, 2005.2. 王六, 赵七. MATLAB在数字通信中的应用[M]. 上海: 上海科学技术出版社, 2010.以上就是我整理的关于咬尾卷积编码解码在MATLAB中的文章,希望对您有所帮助。
咬尾卷积编码解码是一种在数字通信领域广泛应用的技术,它能够提高数据传输的可靠性和稳定性。
本文将继续介绍咬尾卷积编码解码的原理和在MATLAB中的实现,并结合案例分析展示其在实际应用中的效果和性能。
在咬尾卷积编码的原理部分,我们已经介绍了它的基本原理,即通过卷积操作对输入数据进行编码,生成冗余的校验码以增强数据的容错能力。
而咬尾卷积解码则是通过对收到的编码信号进行解码,尽可能地还原原始数据。
在MATLAB中,咬尾卷积编码可以通过使用内置的函数或者自定义函数来实现。
matlab 卷积自编码cae
matlab 卷积自编码cae
卷积自编码器(Convolutional Autoencoder,简称CAE)是一种用于学习输入数据的有效表示的神经网络。
它结合了卷积神经网络(CNN)和自编码器(AE)的特性。
在CAE中,编码器部分通常包含一个卷积层和一个池化层,用于从输入数据中提取特征。
解码器部分则通常包含一个反卷积层,用于将特征映射回与输入数据具有相同空间尺寸的输出。
CAE的训练过程是通过最小化输入数据与重构数据之间的差异来进行的。
这通常是通过使用如均方误差(MSE)等损失函数来实现的。
在训练完成后,CAE可以用于各种任务,例如特征提取、降维、超分辨率等。
由于其能够学习到数据的内部表示,因此它在许多计算机视觉任务中都表现出了良好的性能。
需要注意的是,CAE的设计和训练过程可能需要一定的技巧和经验,例如选择合适的卷积核大小、步长、池化层大小等,以及调整损失函数和优化器的选择等。
卷积编码与解码的MATLAB实现及性能分析
积编码与解码的MATLAB实现及性能分析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。
通过仿真可以更清楚的认识到卷积码的编码与解码的各个环节,并对仿真结果进行分析。
得出Viterbi译码的误码率性能和约束长度的关系。
1.1课程设计目的卷积码,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[4]。
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。
Matlab设计卷积编码和Viterbi已实现_functions
%%---------------------------------------testViterbi.m--------------------------------------------------------------%% %%% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011clear all;clc;close;delete *.mat;EsNodB = 0:1:10;EsNo = 10.^(EsNodB/10);N_samples = 100;N_bits = 512;for k = 1 : length(EsNodB)for m = 1 : N_samples% noise powerWGNPower = 1/EsNo(k); % for uncoded systemWGNPower1 = 2/EsNo(k); % for 1/2 convolutional coded system% random messagemsg = randint(1,N_bits);% unencode datab = msg;% Encode data bitstrel = poly2trellis(3,[7 5]); % Define trellisb1 = convenc(msg,trel); % Encode% modulatex = 1 - 2*b;x1 = 1 - 2*b1;% AWGN channelh = ones(size(x));h1 = ones(size(x1));% Gaussian noise generationw = sqrt(WGNPower/2)*(randn(size(x)) + sqrt(-1)*randn(size(x)));w1 = sqrt(WGNPower1/2)*(randn(size(x1)) + sqrt(-1)*randn(size(x1)));% recieved signalsy = h.*x + w;y1 = h1.*x1 + w1;% demodulate uncoded dataoutUncod = uncode(y,h);% Soft-decision viterbi decodingoutVit1 = simeudistVit(trel, y1);errrate(m) = mean(abs(outUncod-msg));errrate1(m) = mean(abs(outVit1-msg));end % for mber(k) = mean(errrate)ber1(k) = mean(errrate1)end % for ksemilogy(EsNodB,ber,'k',EsNodB,ber1,'-r');grid onaxis([1 10 10^-5 1])xlabel('10log(Eb/No)')ylabel('BER')title('AWGN channel viterbi decoder');h = legend('uncoded', '[2,1,2]convolutional encoding');set(h,'Interpreter','none')save conViterbi.mat;% EOF%%---------------------------------------- testViterbi.m ------------------------------------------------------%%%% Calulating Euclidean distance%% (x-y).^2 --> xy ; since x = +1 or -1; y is the same for every branch%% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011function dist = simEudist(x,y)leth = length(x);realx = real(x);realy = real(y);dist = 0;for i=1:lethdist = dist + realx(i)*realy(i);end% EOF%%----------------------------------------simEudist.m ------------------------------------------------------%%%%----------------------------------------uncode.m ------------------------------------------------------%% %% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011%% demodulating the uncoded datafunction unOut = uncode(y,h)for l = 1 : length(y)llr(l) = abs(y(l)+h(l))^2 - abs(y(l)-h(l))^2;x_hat(l) = sign(llr(l));b_hat(l) = (1-x_hat(l))/2;end % for lunOut = b_hat;% EOF%%----------------------------------------uncode.m ------------------------------------------------------%%%%% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011function enc = trellis2enc( trl ),% put the trellis structure into a more user friendly mannerenc.k = log2( trl.numInputSymbols ); % number of inputsenc.n = log2( trl.numOutputSymbols ); % numbor of outputsenc.r = enc.k / enc.n; % code rateenc.ksym = trl.numInputSymbols; % number of possible input combinationsenc.nsym = trl.numOutputSymbols; % number of possible output combinationsenc.stat = trl.numStates; % number of encoder states% forward transitions:enc.next.states = trl.nextStates + 1; % NEXT statesenc.next.output = trl.outputs; % NEXT outputsfor i = 1:enc.ksym, % NEXT (binary) outputsenc.next.binout( :,:,i ) = 1 - 2*de2bi( oct2dec( trl.outputs(:,i) ), enc.n, 'left-msb' );end% store possible binary outputs and inputs:enc.inp = de2bi( oct2dec( [0:enc.ksym-1] ), enc.k, 'left-msb' ); % all possible binary inputsenc.out = de2bi( oct2dec( [0:enc.nsym-1] ), enc.n, 'left-msb' ); % all possible binary outputsenc.bininp = 2*enc.inp-1;return;%%----------------------------------------trellis2enc.m ------------------------------------------------------%%%%% This function could be found in C:\Program Files\MATLAB\R2008b\toolbox\comm\comm\convenc.m%%% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011function varargout = convenc(msg, trellis, varargin)% Typical error checking.error(nargchk(2,4,nargin,'struct'));nvarargin = nargin - 2;% Set defaultspunctVec = [];initialstate = 0;switch (nvarargin)case 1if ~isempty(varargin{1})if isscalar(varargin{1})initialstate = varargin{1};elsepunctVec = varargin{1};endendcase 2[punctVec, initialstate] = deal(varargin{:});endif nargout > 2error('comm:convenc:TooManyOutputArg','Too many output arguments.');end% check trellisif ~istrellis(trellis),error('comm:convenc:InvalidTrellis','Trellis is not valid.');end% Get info out of trellis structurek = log2(trellis.numInputSymbols);n = log2(trellis.numOutputSymbols);outputs = oct2dec(trellis.outputs);% Check msgif ~isempty(msg)msg_dim = size(msg);if ~( isnumeric(msg) || islogical(msg) ) || ...length(msg_dim)>2 || ...min(msg_dim)>1error('comm:convenc:InvalidMsg','The input message must be a logical or numeric vector.');endoutLog = islogical(msg); % for output data typemsg = double(msg); % for proper numerical operationif max(max(msg < 0)) || ...max(max(~isfinite(msg))) || ...~isreal(msg) || ...max(max(floor(msg) ~= msg)) || ...max(max(msg)) > 1error('comm:convenc:InputNotBinary','The input message must contain only binary values.');endif mod(length(msg), k) ~=0error('comm:convenc:InvalidMsgLength',['Length of the input message must be a multiple of the ' ...'number of bits in an input symbol.']);end% Get message orientationif msg_dim(1)>1msg_flip = 1;msg=msg';elsemsg_flip = 0;endend% Check Puncture vectorif ~isempty(punctVec)% Validity checkif ~( isnumeric(punctVec) || islogical(punctVec) ) || ...length(size(punctVec)) > 2 || ...~( isvector(punctVec) && ~isscalar(punctVec) ) || ...max(max(~isfinite(punctVec))) || ...~isreal(punctVec)error('comm:convenc:InvalidPuncPat', ['The puncture pattern parameter',...' must be a vector of real or logical values.']);end% Binary value checkif any(punctVec~=0 & punctVec~=1)error('comm:convenc:PuncPatNotBinary', ...['The puncture pattern parameter must be a binary vector of 1''s ',...'and 0''s only.']);end% Length checksif length(punctVec) < nerror('comm:convenc:InvalidPuncPatLength',...['The puncture pattern parameter length must be at least the ',...'number of bits in an output symbol.']);endif mod((length(msg)/k)*n, length(punctVec)) ~=0error('comm:convenc:InvalidCodeLengthPunc', ...['The input message length divided by the base code rate must be an',...'\ninteger multiple of the length of the puncture pattern parameter.']);endend% Check initial stateif ~isnumeric(initialstate) || ...~isscalar(initialstate) || ...max(max(initialstate < 0)) || ...max(max(~isfinite(initialstate))) || ...~isreal(initialstate) || ...max(max(floor(initialstate) ~= initialstate)) || ...max(max(initialstate)) > trellis.numStates-1error('comm:convenc:InvalidInitialState',['The initial state must be an integer scalar between 0 and ' ...'(TRELLIS.numStates-1). See POLY2TRELLIS.']);end% Return if input message is emptyif isempty(msg)varargout{1} = [];varargout{2} = initialstate;return;end% Actual call to core function 'convcore.c'[code, fstate] = ...convcore(msg,k,n,trellis.numStates,outputs,trellis.nextStates,initialstate);if ~isempty(punctVec)% Expand punctVec if neededif length(code) ~= length(punctVec)pVec = punctVec(:);bb = pVec(:, ones(1, length(code)/length(punctVec))); % repeatpunctVec = bb(:); % vector end% Puncture the encoded outputcode(~logical(punctVec)) = [];end% Change code back to same orientation as input MSGif msg_flipcode=code';end% Set output data type to logical if appropriateif outLog, code = logical(code); end;% Set outputsvarargout = {code, fstate};% [EOF]%%----------------------------------------convenc.m ------------------------------------------------------%%%%----------------------------------------simeudistVit.m ------------------------------------------------------%% %% Using the simplified Euclidean distance%% trellis2enc transfer the Matlab trellis to be user-friendly form%% input arguments%% trel : matlab trellis structure%% y : received symbols from the channel%% output%% decVit : decoding bits%% Annotated by Quan Xu on Nov. 22, 2011function decVit = simeudistVit(trel, y);enc = trellis2enc( trel );% some parametersk = enc.k;n = enc.n;r = enc.r;ksym = enc.ksym;nsym = enc.nsym;numStat = enc.stat;states = enc.next.states;outputs = enc.next.binout;leth = length(y)/n;%Input table; for decoding with current state and previous statedecodBit = 2*ones(numStat); %Row numbers represent current states plus 1 while columns represent next states plus 1for i=1:numStatfor j=1:2nxt = states(i,j);decodBit(i,nxt) = j-1;end %jend %i%---------------caculating path metric array &surviving predecessor states array initial value numMem = log2(numStat); % Memories of the encoder: number of branches before constructing four statespm = zeros(1,numStat);pmtmp = pm;surpred = zeros(numStat,leth);inipred = [1 zeros(1,numStat-1)];initmp = inipred;for i = 1:numMemiy = zeros(1,n);for p = 1:niy(p) = y((i-1)*n+p);endfor j = 1:numStatif initmp(j) == 1ininxt0 = states(j,1);pm(ininxt0) = pmtmp(j)+simEudist(outputs(j,:,1),iy);surpred(ininxt0,i) = j;inipred(ininxt0) = 1;ininxt1 = states(j,2);pm(ininxt1) = pmtmp(j)+simEudist(outputs(j,:,2),iy);surpred(ininxt1,i) = j;inipred(ininxt1) =1;endend %jinitmp = inipred;pmtmp = pm;end %i%----caculating path metric array &surviving predecessor states...%...array initial value% indiceid = zeros(2*numStat, 2);for i = 1:2*numStatid(i,1) = mod(i-1,numStat)+1;id(i,2) = floor((i-1)/numStat)+1;end %i% decode beginningfor i=numMem+1:leth;iy = zeros(1,n);for p = 1:niy(p) = y((i-1)*n+p);endfor s = 1:numStat;d1=simEudist(outputs(id(2*s-1,1),:,id(2*s,2)),iy); % The previous two states could be caculated with left-shift of current ..d2=simEudist(outputs(id(2*s,1),:,id(2*s,2)),iy); % ... state then plus 0&1, for theoutputs, these two indices should plus another 1if (pmtmp(id(2*s-1,1))+d1)>(pmtmp(id(2*s,1))+d2);pm(s)=pmtmp(id(2*s-1,1))+d1;surpred(s,i) = id(2*s-1,1);elsepm(s)=pmtmp(id(2*s,1))+d2;surpred(s,i) = id(2*s,1);endendpmtmp = pm;end%find the path having minimum accumulated metricminMetr = [1 pm(1)];for i=1:numStat;if pm(i) > minMetr(2);minMetr(2)= pm(i); % the minimum metric of the last branch in trellisminMetr(1)=i; % the last state of selected pathendenddecVit = 2*ones(1,leth);cs = minMetr(1);for j=leth:-1:1;ps = surpred(cs,j);if ps ==0disp('error');enddecVit(j) = decodBit(ps,cs);cs = ps;end%EOF%%----------------------------------------simeudistVit.m ------------------------------------------------------%%。
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1.2国内外研究现状
在对卷积码的研究中,其中编码器较简单,模式也很统一。主要是研究提高卷 积码的译码速度和可靠度。译码算法中最重要的卷积码的Viterbi算法问世以来,软 件仿真和实现都得到了迅速发展。目前,利用计算机仿真Viterbi算法,模拟在各种 不同情况下(使用不同码率、不同约束度等)卷积编码时的译码性能,寻找Viterbi算 法的最佳适用信道和不同要求。日误码率)下最优编码。
2.1信道.............. .................. .................... ................. 2
2.2纠错编码................... ....... .. ................. ................. 2
4.2改变卷积码的参数仿真以及结论........................................ 12 4.2.1不同回
湖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晌........... ............................. 14
卷积码的编解码Matlab仿真摘要
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D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o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z
(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 of
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
a;i
画‘画画画.....
i...
…画..‘..画画&画‘画..…·画‘...
i
i..
i‘画画‘8
4结论................... .......................................................... .. 9
4.1卷积码的仿真................................…………………………. 9 4.1. 1 SI阳LINK 仿真模块的参数设置以及重要参数的意义..................9
2. 2纠错编码
因为信道状况的恶劣,信号不可避免会受到干扰而出错。为实现可靠性通信,主 要有两种途径:一种是增加发送信号的功率,提高接收端的信号噪声比;另一种是采用编 码的方法对信道差错进行控制。前者常常受条件限制,不是所有情况都能采用。编码理 论可以解决这个问题,使得成本降低,实用性增强。
2.3卷积码的基本概念
(l)When the rate of convolution Code ch皿ges, HER performance of the
systemwill change. (2) For a certain rate of convolution code, when由ere is a change in the constraint
1.3本课题的意义
在卷积码中,因为Viterbi算法效率高,速度快,结构相对筒单等特点,被广泛 应用于各种数据传输系统。特别是深空通信、卫星通信系统中。在现代信息处理系 统中,需要处理的信息量越来越大,实时性要求越来越高。为减少对主处理器各种 资源的占用,要求通信模块方面的大部分士作能独立完成。因此采用Viterbi译码算 法具有非常现实的意义o的两个重要参数[1102.4卷积码编码的概念
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...
义 ......................................................... 11.4 本 课 题 的 研 究 方
法..................................................... 1 2卷积码的基本概念................. ....... .. ................. ..................2
的关键步骤‘·‘…..画面匾‘..矗..画..‘…‘..‘..画‘…......画..矗…画. 7
3.3.1输入与同步单元................ ............ ........ .. ............... 7
3.3.2支路量度计算......... .......... .. ........ ........ ............... .. 7
4.2.3不同的柬长度对卷积码的误码性能影响............................. 15
结 论 ..................................................................... 17 参 考 文
献......................................................伽………………………18
目录
1寻|言.
论文总页数~ 21页
1.1课题背景............................................................. 11.2国内
扑研 究现 状 ....................................................... 11.3 本课题 的意
length of N, BER perfonnance of由e system will change. (3) Re位ospec咀ve length will affect BER.
Key words: convolution code; rate; cons缸aint leng由; retrospective length;
1.4本课题的研究方法
本文通过基于MArLAB的SI阳口NK下的模块对卷积编码,解码进行仿真。通过仿 真可以更清楚的认识到卷积码的编码,解码的各个环节,并对仿真结果进行了分析。 得出卷积码Viterbi译码的误比特性能和回溯长度,码率,约束长度的关系。
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2卷积码的基本概念 2.1信道
信道是任何一个通信系统所必不可少的组成部分。由于信道中可能存在着各种干 扰,通信设备中也可能存在种种造成错码的因素。随着数据处理、计算机通信、卫星通 信以及高速数据通信网的飞速发展,用户对数据传输的可靠性提出了越来越高的要求。 因此如何在保证数据传输速率的前提下,提高传输数据的可靠性,就成为一个迫切需要 解决的问题。根据干扰对数据传输影响可分为随机干扰和突发干扰。其中,电子热晓声 产生的干扰可以看作是随机的高斯臼噪声,它对信道主要的影响是产生码元的随机错误 [的。
卷积码是一种性能优越的信道编码。缸, k, N)表示把k个信息比特编成n个比特, N为编码约束长度,说明编码过程中互相约束的码段个数。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,而且与前N - 1个输入组的信息比特有关[飞编码过程中
相互关联的码元有N Xn个。R = k/ n是卷积码的码辈,码率和约束长度是衡量卷积码
2.4.2卷积码的树状图....... ....... .. ................. .. ............... 3 2.4.3卷积码的网格圄................................................. 4 2.4.4卷积码的解析表示.............. ........... .. ....... .. ............. .. 5
致
谢.............................................................错误!未定义书签。
声
明.............................................................错误!未定义书签。
l引吉 1.1课题背景
Convolution Code Abstract
Convolution code has a superior performance of the channel code. It is easy to coding and decoding.And it has a strong ability to correct e盯ors. As correcting coding theory has a long development, the practice of convolution code is more and more extensive.In由1S由esis, the principle of convolution coding and decoding is introduced simply白rstly. Then由e whole simulation module process of encoding, decoding and the Error Rate Calculation is completed in由is design. Finally, in order to understand 由eir performances of error rate, many changes in parameters of convolution code are calculated in the simulation process.After simulation and me皿UTe, an analysis of test results is presented.The following由ree conclusions are draw: