交织码差错控制仿真实验研究
基于SystemView的差错控制编码的实验设计
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软 件 设 计 与 开 发
木 一 用 交换缓存 的主要 目的 ： ） （ 为集 中上 载提供上 载存储 空间； ） １ （ 在 ２…ຫໍສະໝຸດ ・ 一上 接第 ｌ０ ｌ 页
目的系统 不可 到达或规避其业务 高峰时 ， 可将需迁移数据暂存于对 （） ６利用 回调机 制 ， 照需 要把采集 到的视频 图像送 到到缓冲 按 应缓存区 ； 留待 目的系统 自行抓取或再次 推送 。３各缓存区间可实 区 ， （） 通过修改、 添加相关代码来实现进行视频图像 的分析处理。 在本 现数据交 换 ； 系统 中回调 函数为实时显示 的关键部分 。 ６５安 全 设 计 ． （） ７可按 照用户 需要 ， 利用ＶＣ Ｍ对视 频流进行压缩保存 以减少 安全设备包括 ： 防火墙 Ｘ２防毒墙 Ｘ 、 、 网闸 Ｘｌ防病毒软件 × ２ ， 文件的大小 ； 亦可不使用此 步骤 不对视频 图像 进行保存 。 １其 中： ， （） 序结束 ， ８程 中止视频 图像 采集 。 防火墙、 防毒墙部署于内外 网之间 ， 安全隔离和病毒检测 ， 提供 ５、实 验 结 果 与 分 析 双防火墙 、 防毒墙交叉连接构成双链 路， 保证健壮性 ； 在内外网之 间 通过上 述图像采集软件 的设计方法 ， 系统就 可以实时采集到所 设立Ｄ 区， ＭＺ 部署 面向外网服务 的ＷＥ 和流媒体服务器 ， Ｂ 以及病毒 希望检测 及采集的视频图像信 息 。 系统可 以检 测转炉吹炼前期、 中 升级 服务器 。 图１ 网 闸部署 与主干与 播出系统之 间 ， 送播链路上 实现数据摆 期和后期 的炉 口火焰 图像 ， 显示 的就是系统 采集 到的转炉 吹炼 再 前 期火 焰图像 。 渡， 安全 隔离 ；
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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。
《信息论与编码技术》实验教案
技术选型
根据实际需求选择合适的差错控制编码技术， 包括线性分组码、卷积码等。
实现与测试
通过编程实现所选差错控制编码技术的编码和解码过程，并进行测试和性能分 析。
04
现代编码技术实验
Turbo码编译码原理及性能评估
Turbo码基本原理
介绍Turbo码的结构、编码原理、迭代译码原理等基本概念。
编译码算法实现
《信息论与编码技术》实验教案
目录
• 课程介绍与实验目标 • 信息论基础实验 • 编码技术基础实验 • 现代编码技术实验 • 信息论与编码技术应用案例分析 • 课程总结与展望
01
课程介绍与实验目标
信息论与编码技术课程概述
课程背景
信息论与编码技术是通信工程、 电子工程等专业的核心课程，主 要研究信息的传输、存储和处理 过程中的基本理论和方法。
2. 根据概率分布生成模拟信源序列；
03
离散信源及其数学模型
3. 计算信源熵、平均符号长度等参数；
4. 分析实验结果，理解信源熵的物理 意义。
信道容量与编码定理验证
实验目的
理解信道容量的概念、计算方法和物理意义，验证香农编码定理的正确性。
实验内容
设计并实现一个信道模拟器，通过输入不同的信道参数和编码方案，计算并输出信道容量、误码率等关键参数。
数据存储系统中纠删码技术应用
纠删码基本原理
阐述纠删码的基本概念、原理及其在数据存储系统中的应用价值。
常用纠删码技术
介绍常用的纠删码技术，如Reed-Solomon码、LDPC码等，并分 析其性能特点。
纠删码技术应用实践
通过实验，将纠删码技术应用于数据存储系统中，评估其对系统可 靠性、数据恢复能力等方面的提升效果。
基于CRC与比特交织的LDPC码3D Flash差错控制方法研究
基于CRC与比特交织的LDPC码3D Flash差错控制方法研究1.引言随着信息技术的不断发展，存储技术也在不断地进行改进和突破。
3D NAND Flash是当前存储技术的一项重要成果，其具备高密度、高速度和低功耗等诸多优势，被广泛应用于移动设备、云计算、大数据等领域。
Flash存储设备在使用过程中很容易受到各种差错的影响，这对数据的可靠性和稳定性提出了挑战。
如何有效地进行差错控制，保障数据的可靠存储和传输成为了当前研究的热点之一。
纠错码是一种有效的差错控制方法，其中LDPC码是一种具有较高纠错性能的纠错码。
LDPC码能够有效地抵抗多种差错，因此被广泛应用于通讯和存储系统中。
而CRC（循环冗余校验）是常用的数据校验方法，能够很好地检测和纠正数据传输过程中的错误。
本文将结合CRC与LDPC码的特点，研究基于CRC与比特交织的LDPC码3D Flash差错控制方法，以提高Flash存储设备的数据可靠性和稳定性。
2.基于CRC与比特交织的LDPC码差错控制原理LDPC码是一种分组码，其分组中包含若干个信息位和校验位。
在编码过程中，信息位会经过编码器进行处理，生成校验位并与信息位合并形成编码后的数据流。
而解码过程中，采用了迭代译码算法，通过多次迭代，对接收到的数据流进行译码，最终得到原始的信息位。
而CRC是一种检错校验码，其原理是将信息流通过多项式除法运算，得到余数作为校验位，将校验位附加到信息流末尾，形成完整的数据包。
在接收端，同样进行多项式除法运算，得到的余数与接收到的校验位进行比对，如果相同则认为数据包正确，否则认为数据包出错。
比特交织是一种差错控制技术，其原理是将数据流按照一定的规则进行重新排列，以增加数据流的随机性，从而提高数据的纠错性能。
通过比特交织，原本相邻的数据会分散到不同的位置，一旦发生差错，则差错的影响范围将会减小，提高了纠错的能力。
基于CRC与比特交织的LDPC码差错控制方法的原理是将CRC校验位和LDPC码的数据流进行比特交织，然后再进行传输或存储。
差错控制编码仿真
差错控制编码仿真一、实验目的掌握差错控制编码的实现技术以及仿真方法二、实验内容1、设计一个（7,4）汉明码编译码仿真模型2、观察经过并串转换后的(7,4)汉明码输出波形图三、实验原理1、线性分组码的基本概念：线性分组码（n，k）中许用码字（组）为2k个。
定义线性分组码的加法为模2和，乘法为二进制乘法。
即1+1=0、1+0=1、0+1=1、0+0=0；1×1=1、1×0=0、0×0=0、0×1=0。
且码字与码字的运算在各个相应比特位上符合上述二进制加法运算规则。
线性分组码具有如下性质（n，k）的性质：1）封闭性。
任意两个码组的和还是许用的码组。
2）码的最小距离等于非零码的最小码重。
对于码组长度为n、信息码元为k位、监督码元为r＝n－k位的分组码，常记作（n，k）码，如果满足2r－1≥n，则有可能构造出纠正一位或一位以上错误的线性码。
下面我们通过（7，4）分组码的例子来说明如何具体构造这种线性码。
设分组码（n，k）中，k = 4，为能纠正一位误码，要求r≥3。
现取r＝3，则n＝k＋r＝7。
我们用a0ala2a3a4a5a6表示这7个码元，用S1、S2、S3表示由三个监督方程式计算得到的校正子，并假设三位S1、S2、S3校正子码组与误码位置的对应关系如下表12.2所示。
（7，4）码校正子与误码位置S1＝0。
因此有S1＝a6⊕a5⊕a4⊕a2，同理有S2＝a6⊕a5⊕a3⊕a1和S3＝a6⊕a4⊕a3⊕a0。
在编码时a6、a5、a4、a3为信息码元，a2、a1、a0为监督码元。
则监督码元可由以下监督方程唯一确定即由上面方程可得到表12.3所示的16个许用码组。
在接收端收到每个码组后，计算出S1、S2、S3，如果不全为0，则表示存在错误，可以由表12.2确定错误位置并予以纠正。
例如收到码组为0000011，可算出S1S2S3=011,由表12.2可知在a3上有一误码。
Cable Modem系统的差错控制编码技术研究
信 号 在 存 在 Ｆ Ｃ 时 ， 并 在 ６ Ｑ Ｍ 调 制 Ｃ Ｎ 为 Ｅ ４Ａ ／ ２ ．ｄ ３５ Ｂ或 ２ ６ ＡＭ调 制 Ｃ Ｎ为 ３ ｄ ５Ｑ ／ ０ Ｂ条 件下 ， 提 供 能
ｌ 的误 码率 ， 当 于每 秒 ３ ５个误 码 ， 允 许 下 行 ０ 相 ～ 并
数 字载 波 的 幅 度 比模 拟 视 频 载 波 的幅 度 低 １ ｄ 这 Ｏ Ｂ， 有助 于减 轻系统 负 载并减 少对模 拟 信号 的干 扰 。 行 上
１ 差错 控 制编 码 基 本 理 论
差错 控制 编码 是指 在数 据通 信 时 ， 所传 输信 息 对
的正 确性 进行 检 测 ，对 传 输错 误 进 行 处理 的编 码 技 术 ， 叫纠错码 。 见 的纠错 码 如 图 ｌ 又 常 所示 。 数 据通 在 信 中 ， 生差 错 的原 因主 要有 两 个 ： 是外 界 干 扰 因 产 一 素， 二是 线路或 设 备 内部热 噪声 。热 噪声 引起 的差 错 称 为 随机 错 ， 引起 的某 位码 元 的 差错 是 孤 立 、 星 所 零 的， 与前 后码 位没 有关 系 。冲击 噪声 引起 的差 错称 为 突发错 。冲击 噪声 幅度 可能 相 当大 ， 无法 靠提 高信 号 幅度 来避 免冲击 噪声 造成 的差错 。 冲击 噪声虽 然持续
如 ，０ ０ ０与 ｌ ｌ 组 之 间码 距 为 ｄ ２ ０ ０与 ｌ ｌ码组 Ｏ码 ＝ ，０ ｌ
卷 积 码
纠
之 间码 距 为 ｄ ３ 最小 码 距 是指 对 于 ｎ ｋ 分 组码 ， ＝； ，） 许 用 码组 为 ２ 个 ， 中各 码 组 之 间的码 距 最小 值 ， 常 其 通
用 ｄ 表示 。 ０
码 的编码 效率 ， ￣ ｋ ｎ ｋ （ ＋ ） 即 ＝ ／ ＝ ／ ｋ ｒ 。编码 效 率 是衡
差错控制编码的编译码仿真实现
摘要本课程设计编辑了一个（7，4）线性分组码编码和译码的程序，并实现了它的编译码过程；该程序可以对输入的4位的信息码进行线性分组码编码，对于接收到的7位码字可以进行译码，从而译出4位信息码，这样就译出正确的信息码组；整个过程是用MATLAB语言实现的。
关键词：编码；译码；MATLAB目录前言 (2)第1章基本原理 (3)1.1 设计目的及意义 (3)1.2 线性分组码 (3)1.3 线性分组码的性质（n，k） (6)1.4 MATLAB仿真软件介绍 (6)1.5 系统分析 (7)第2章线性分组码的编码及译码 (11)2.1编码过程 (11)2.2译码过程 (13)2.3 错码矩阵 (16)第3章仿真过程及结果分析 (17)3.1 程序流程图 (17)3.2 仿真程序 (18)3.3 程序仿真图 (21)参考文献 (24)总结 (25)致谢 (26)前言随着通信技术的飞速发展，数字信息的存储和交换日益增加，对于数据传输过程中的可靠性要求也越来越高，数字通信要求传输过程中所造成的数码差错足够低。
引起传输差错的根本原因是信道内的噪声及信道特性的不理想。
要进一步提高通信系统的可靠性，就需采用纠错编码技术。
差错控制编码也称为纠错编码。
在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。
为了在已知信噪比情况下达到一定的比特误码率指标，首先应该合理设计基带信号，选择调制解调方式，采用时域、频域均衡，使比特误码率尽可能降低。
但实际上，在许多通信系统中的比特误码率并不能满足实际的需求。
此时则必须采用信道编码（即差错控制编码）才能将比特误码率进一步降低，以满足系统指标要求。
差错控制随着差错控制编码理论的完善和数字电路技术的飞速发展，信道编码已经成功地应用于各种通信系统中，并且在计算机、磁记录与各种存储器中也得到日益广泛的应用。
差错控制编码的基本实现方法是在发送端将被传输的信息附上一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联（约束）。
实验7 差错控制编码仿真实验
实验7 差错控制编码仿真实验7.1 实验目的1. 掌握差错控制编码的基本原理。
2. 掌握线性分组码和循环码的差错控制基本原理和过程。
3. 掌握用MATLAB/Simulink对差错控制编码过程进行建模和分析的方法。
7.2 实验原理通常差错控制技术包括两个主要内容：差错的检查和差错的纠正。
差错检测通常是通过差错控制编码来实现的，而差错纠正是通过差错控制的方法来实现的。
差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正错误，将差错限制在尽可能小的允许范围内。
差错控制的基本思想是在发送端根据要传输的数据序列，按一定的规律加入多余码元，即附加一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间是以某种确定的规则相互关联的，使原来不相关的数据序列变成相关的，即编码。
传输时将多余码元和信息码元一并传送。
接收端根据信息码元和多余码元（监督码元）之间的规则进行检验，即译码，根据译码结果进行错误检测，一旦传输过程中发生错误，信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而发现错误乃至纠正错误。
当发现错误时，或者通过反馈信道要求发送方重发有错的数据，或者由接收端的译码器自动将错误纠正。
多余码元为监督码元，根据信息码元产生监督码元的方法叫差错控制编码。
1、线性分组码的编码和译码原理线性分组码的编码和译码原理详见教材11.5节相关内容2、循环码的编码和译码原理循环码码的编码和译码原理详见教材11.6节相关内容7.3 实验内容1、基本要求（1）分别搭建利用线性分组码和循环码进行差错控制的仿真模型（2）改变二进制对称信道参数中的“差错概率”，分别观察两个模型中误码率随“差错概率”参数的变化情况，并记录相关实验数据，得出相应结论。
（3）撤掉线性分组码和循环码的差错控制编译码模块，仿真并观察在没有使用差错控制技术的情况下，误码率随“差错概率”参数的变化情况，与（2）中数据进行对比并记录相关实验数据，得出相应结论。
2、提高部分将基本要求部分两个模型中“差错概率”参数设置成变量，编写相应MATLAB程序，绘制误码率与“差错概率”参数之间关系曲线，并与没有使用差错控制技术的模型进行对比，得出相应结论。
差错控制编码电路的设计与仿真
差错控制编码电路的设计与仿真摘要MATLAB 是很实用的数学软件它在数学类科技应用软件中在数值运算方面首屈一指。
MATLAB 可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 来解算问题要比用 C，FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多，并且 mathwork 也吸收了像 Maple 等软件的优点,使 MATLAB 成为一个强大的数学软件。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到 MATLAB 函数库中方便自己以后调用，此外许多的 MATLAB 爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
关键字差错控制线性分组码目录绪论 (4)差错控制论述 (4)差错控制分类 (5)解决这些差错的途径 (5)方案 (5)差错控制编码的基本概念 (5)码距与纠错能力的关系 (7)过程论述 (7)线性分组码概述 (7)线性分组码具有如下性质（n，k）的性质 (8)线性分组码原理 (8)结果分析 (12)结论 (14)致谢 (14)参考文献 (15)绪论差错控制论述数字信号在实际信道的传输过程中，由于信道特性的不理想和线路本身电器特性造成的随机噪声、信号幅度的衰减、频率和相位的畸变、电气信号在线路上产生反射造成的回音效应、相邻线路间的串扰以及各种外界因素（如大气中的闪电、开关的跳火、外界强电流磁场的变化、电源的波动等）都会造成信号的失真。
这种失真将会使接收端收到的二进制比特和发送端实际发送的二进制比特不一致，从而造成由“0”变成“1”或由“1”变成“0”的差错，即产生误码。
差错控制分类随机差错：由信道的加性随机噪声引起的差错，例如正态分布的白噪声引起的差错，相应的信道称为随机信道；突发差错：在某一段时间内出现一连串的差错，例如移动通信中信号在某一段时间内发生衰落，相应的信道称为突发信道；混合差错：既有随机差错又有突发差错，相应的信道称为混合信道解决这些差错的途径1.合理设计基带信号传输码型；2.采用均衡技术3.提高信噪比，即加大发送功率4.适当选择调制解调方式5.采用差错控制编码。
rs纠错编码的仿真课程设计
rs纠错编码的仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解RS纠错编码的基本原理，掌握其编码和译码的数学公式及步骤。
2. 学会使用仿真软件进行RS纠错编码的仿真实验，分析不同错误情况下编码的性能。
3. 了解RS编码在通信系统中的应用及其重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立进行RS纠错编码的编码和译码操作。
2. 能够运用仿真软件设计简单的RS纠错编码实验，观察和分析实验结果。
3. 能够针对特定通信场景，选择合适的纠错编码方案，提高通信系统的可靠性。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程领域的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生严谨的学术态度，树立良好的学术道德观念。
3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在帮助学生掌握RS纠错编码的基本知识，培养他们在通信领域中的实际操作能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，使他们成为具有创新精神和实践能力的优秀通信技术人才。
通过本课程的学习，学生将能够达到以上具体的学习成果，为后续课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. RS纠错编码基本原理：包括错误纠正理论、有限域理论基础、RS编码的数学描述。
- 教材章节：第三章“纠错编码”第5节“RS码及其应用”2. RS纠错编码的编码过程：介绍编码步骤、生成多项式、校验位计算等。
- 教材章节：第三章“纠错编码”第5节“RS码及其应用”3. RS纠错编码的译码过程：包括译码步骤、伴随式计算、错误位置与错误值检测等。
- 教材章节：第三章“纠错编码”第6节“RS码的译码”4. RS纠错编码的仿真实验：使用仿真软件进行实验，分析不同错误率下编码性能。
- 教材章节：第四章“仿真实验”第2节“纠错编码仿真”5. RS编码在通信系统中的应用：介绍RS编码在实际通信系统中的应用场景及作用。
- 教材章节：第五章“编码技术在通信系统中的应用”第1节“RS码在通信系统中的应用”教学内容按照以上安排进行，共计10个课时。
【精品】纠错编码的MATLAB仿真课程设计精品
编号：课程设计说明书题目：RS(255,223)纠错编码的MATLAB仿真目录1引言·····················错误!未指定书签。
1.1信道编码理论与技术的发展历程及应用·····错误!未指定书签。
1.2纠错编码简介················错误!未指定书签。
2Reed–Solomon编码概述············错误!未指定书签。
3Reed–Solomon编码抽象代数基础········错误!未指定书签。
3.1群·····················错误!未指定书签。
3.2环和域···················错误!未指定书签。
3.3有限域···················错误!未指定书签。
交织编码的Systemview仿真课程设计报告讲解
通信原理课程设计——交织编码Systemview仿真差错编码系统仿真张旭 201100120146张昊 201100120179卓建森 201100120197目录一、引言 (2)二、基本原理 (3)1 差错控制编码的介绍 (3)2 交织编码 (6)3 Systemview仿真软件介绍 (8)三、交织编码仿真实验 (9)1 课程设计的目的 (9)2 交织编码实验原理 (9)3 数据波形图 (10)4 实验现象分析 (13)四、总结 (13)五、参考文献..............................................错误！未定义书签。
4一、引言随着通信技术的飞速发展，数字信息的存储和交换日益郑家，对于数据传输过程中的可靠性要求也越来越高，数字通信要求传输过程中所造成的数码差错足够低。
数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏。
接收端收到后可能发生错误判决。
由乘性干扰引起的码间串扰，可以采用均衡的办法纠正。
而加性干扰的影响则需要用其他办法解决。
在设计数字通信系统时，应该首先从合理选择调制制度、解调方法以及发送功率等方面考虑，使加性干扰不足以影响达到误码率要求。
在仍不能满足要求时，就要考虑采用差错控制措施了。
一些通用的系统，其误码率要求因用途而异，也可以把差错控制作为附加手段，在需要时加用。
在实际的通信系统中，由于信道传输特性不理想以及加性噪声的影响，传输的信息中不可避免地会发生错误，影响通信系统的传输可靠性。
随着数字通信技术的发展，各种业务对系统误码率的要求也逐渐提高，采用差错控制编码技术是提高数字通信可靠性的有效办法之一。
差错控制编码就是在发送端的信息码元序列中，以某种确定的编码规则加入一些监督码元，是信息码元与监督码元之间具有某种相关性。
接收端通过检验这种相关性是否存在来判断在传输过程中是否出现了误码。
线性分组码、巴克码、CRC冗余校验码等都是目前较为流行的差错控制编码技术之一。
16交织编解码
16交织编解码实验六交织编解码实验⼀、实验⽬的1、掌握交织码的编解码原理。
2、掌握交织码的软件仿真⽅法。
3、掌握交织码的硬件仿真⽅法。
4、掌握交织码的硬件设计⽅法。
⼆、预习要求1、掌握交织码的编解码原理和⽅法，及交织码的作⽤。
2、熟悉matlab的应⽤和仿真⽅法。
3、熟悉Quatus的应⽤和FPGA的开发⽅法。
三、实验原理1、交织编码的产⽣由于深度衰落的存在，移动通信信道中的⽐特错误经常是成串发⽣，然⽽传统的信道编码仅能检测和纠正单个和不太长的差错。
为了适应移动通信的这种衰落特性，要么采⽤特殊的具有极强的纠连续错误的编码⽅案，如法尔码；要么将这种衰落信道改造为传统的⽩噪声信道，如采取交织技术。
同时交织技术也被认为是⼀种隐分集技术。
2、交织技术的原理交织可以分散长的突发错误。
以最常⽤的交织器－⾏列交织器为例，它的交织⽅式是采⽤⾏顺序写⼊、列顺序读出的⽅式，⽽解交织列顺序写⼊，⾏顺序读出，交织时，输⼊序列为：a11 a12 a13 a14a21 a22 a23 a24a31 a32 a33 a34a41 a42 a43 a44矩阵中⾏的个数称为交织深度M。
通过⾏列交织后变为a11 a21 a31 a41a12 a22 a32 a42a13 a23 a33 a43a14 a24 a34 a44上述序列为四组长度为四的码组。
假设每组码的纠错能⼒为1位，设码组1：a11,a12 ,a13,a14在传输信道中遇到突发错误,a12,a13,a14出错。
那么，码组1将不能正确纠错。
如果输⼊码组在输⼊突发信道前先交织，则遇到相同突发错误后，a21,a31,a41出错，在数据收到并解交织后，错误分散到了各码组中（2、3、4组），因此错误可以正常识别和纠正。
假设每⼀⾏的纠错能⼒为t，则交织后，可以纠正⼩于tM的⼀次突发错误或t次突发长度为M的错误。
3、GSM系统中采取的交织技术如上图所⽰：GSM系统中采取的交织技术可以⽤下式表⽰：i(B,j)=c(n,k)。
交织码编译码
交织码编译码一、实验原理介绍数字通信系统进行数据传输时，不可避免地会在接受端产生差错。
在这种情况下，如果单纯通过改进信道的性能来降低误码率，在某些情况下是不切实际或不经济的。
因此，数字通信系统通常采用前向纠错编码的方法来纠正在传输过程中产生的误码。
目前常用的是纠错码包括分组码和卷积码，它们都是按一定的规律在原始信息序列中有意加上一些不含信息的多余比特，其作用是监督所有码组经过信道传输后是否有差错，以便在接收端根据码组中规定的监督关系对出现差错的码组进行纠错。
每一种纠错码都只具备有限的纠错能力。
当连续误码个数超过它的纠错能力之后，接收端的纠错译码便不能有效地降低信道误码率，甚至还会造成某种程度的恶化。
为了克服信道中出现突发性差错，需要使用交织编码技术，其作用就是将连续误码分散成非连续误码，增大纠错码的约束长度。
数字通信系统纠错码和交织编码，就具备了既能纠正随机差错，又能克服突发性差错的功能，大大提高了通信质量。
此外，交织编码器在turbo码设计中也起着十分重要的作用。
交织编码作为一种线性码，其基本思想是，通过数据交织，使得突发错误变得随机，并且错误分布于多个码字之间而不是仅仅是几个码字之间。
这样每一分组的错误的数量将会降低很多，并且可以用随机纠错编码进行纠正。
交织码主要用于有记忆的信道，特别是无线移动信道。
交织码的基本思路与纠错码思路不同，纠错码是为了适应信道，交织码是为了改造信道。
即将一个有记忆的突发信道经过交织、去交织变换将信道变为独立无记忆信道。
然后纠正独立随机差错的纠错码充分发挥其纠错功能。
二、模块设计1、交织编码的编码编码由信源模块、16分频器、32分频器、交织编码、双端口RAM 5个小模块组成。
ж信源模块（数据写入）ж 16分频器（写地址产生）ж32分频器（读写控制端）ж交织编码（读地址产生）ж双端口RAM2、交织编码的译码译码的数据编码产生，此外译码由16分频器、32分频器、交织编码、和双端口RAM 4个小模块组成，产生原理与编码相似。
信息论与编码实验报告-差错控制方法
实验报告课程名称：信息论与编码姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：年月日实验六 差错控制方法一、实验目的1、 了解纠错编码的基本原理2、了解几种常用编码：奇偶校验码、正反码等，线性分组码、循环码、卷积码的编解码原理3、 重点掌握线性分组码、循环码、卷积码的编解码原理。
二、实验原理N 个重复码是一种将输入比特重复n 遍的编码，假设信道的错误率为p ，接收端收到n 个比特后进行译码，如果n 个接收比特的“1”的个数多于”0“的个数，则译码为“1”反之为“0”，假设编码输入时等概的。
（1）计算n=5的信道错误率与译码的错误率的关系； （2）用matlab 仿真得到上述的曲线。
三、实验内容n 重复码是一种将输入比特重复n 遍的编码，假设信道的错误率为p ，接收端收到n 个比特后进行译码，如果n 个接收比特的“1”的个数多于“0”的个数，则译码为“1”，反之为“0”。
假设编码输入时等概的。
（1）计算n =5时信道错误率与译码错误率的关系； （2）用Matlab 仿真得到上述的曲线；实验步骤：（1）令n1，n2分别表示接收到的n 个比特中“0”和“1”的个数，则误码率可以写成Pb=P （n1<n0|”1”）P(1)+P(n1>n0|”0”)P(0)当n=5时，编码时“1”被映射成“11111”；“0”映射成“00000”，信道错误率为p ，则322541550521322541550521)1()1()"0"()1()1()"1"(ee e e e ee e e e pp C p p C p C n n P p p C p p C p C n n P -+-+=>-+-+=<因此 2345)1(10)1(5e e e e e b p p p p p P -+-+=四、实验环境Microsoft Windows 7Matlab 6.5五、编码程序MATLAB编码：n=5;m=0:-0.5:-3;pe=10.^m;Datad=(sign(randn(1,100000))+1)/2;s=[d;d;d;d;d];s=reshape(s,1,5*length(d));for k=1:length(pe)err=rand(1,length(d)*5);err=err<pe(k);r=rem(s+err,2);r=reshape(r,5,length(d));dd=sum(r)>2;error(k)=sum(abs(dd-d))/length(d);endloglog(pe,error)六、实验结果七、实验总结通过本次实验，掌握了差错控制编码的实验原理与编码过程。
基于交织的错误图样对DVB-S协议级联码译码性能的影响
基于交织的错误图样对DVB-S协议级联码译码性能的影响王东明;张君毅【摘要】Channel coding technology plays an important role in guaranteeing the reliable transmission of digital communication system. With the continuous improvement of the coverage of digital TV broadcasting,illegal activities involving illegal digital TV broadcasting occur frequently.In order to provide technical means for radio environment management at the channel coding level,improve the coding mode and transmission reliability of the digital communication system,the error pattern is proposed:take the physical level code in the DVB -S proto-col standard as the research object,establish a communication model consisting of RS codes,convolutional codes and convolutional interlea-ver,analyze the architecture of concatenated codes,find the weakness of the DVB -S protocol standard of concatenated codes exist in the en-coding system.An error pattern based on interleaving is designed,giving the design ideas and specific design pared with burst error pattern,the effect of the error pattern with different number of error bits in error symbols of concatenated codes decoding performance is simulated,The simulation results show that the interlaced error pattern has a greater impact on the decoding performance of the concatena-ted code than the burst error.%信道编码技术在保证数字通信系统可靠传输方面具有重要作用,随着数字电视广播的覆盖不断提升,不法分子利用数字电视广播从事非法活动的情况时有发生;为了在信道编码层面为无线电环境管理提供技术手段,改进编码方式,提高数字通信系统传输可靠性,以DVB -S协议标准中物理层级联码作为研究对象,建立了由 RS 码、卷积码和卷积器交织器构成的典型级联码的通信模型,深入分析了级联码的体系结构,并在编码体制上找到了DVB -S协议标准中级联码存在的弱点,设计了一种基于交织的错误图样,给出了设计思路和具体设计方法,仿真研究了错误符号中含有不同错误比特数的错误图样对级联码译码性能的影响,并与突发错误图样进行了对比;仿真结果表明,基于交织的错误图样对级联码的译码性能影响要大于突发错误.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2018(026)003【总页数】4页(P228-231)【关键词】级联码;交织;错误图样【作者】王东明;张君毅【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄 050081【正文语种】中文【中图分类】TP30 引言在信道编码中，纠错性能的提高往往意味着译码复杂度的增加，级联码通过将两种短码级联来构造长码，在不显著增加设备复杂度的情况下提高了纠错性能。
多媒体通信实验报告
多媒体通信实验报告姓名：学院：班级：学号：专业：指导老师：完成时间：实验一 FEC 前向纠错码仿真一、 实验目的1. 学会运用matlab 编程环境进行实验仿真；2. 深入了解FEC 前向纠错码的基本原理；3. 学会分析基本原理，编写程序仿真验证结果。
二、 实验要求1. 掌握FEC 前向纠错码的基本原理，并根据该原理编写程序进行matlab 仿真；2. 运行matlab 程序，对仿真得到的结果进行分析。
三、 实验原理前向纠错(Forward Error Correction ，FEC)编码，也叫“前向纠错码”，是增加数据通讯可信度的方法。
将传输的数据分割成帧，并由数据帧异或得到校验帧，校验帧随同数据帧一起在信道上传输，当接收端接收数据帧和校验帧后，收到的帧进行检验。
如果收到的校验帧没错，就可以对有限的错误数据帧进行纠错；反之，则不能对数据帧进行纠错。
FEC 编码常用的传输码率有4/5、5/6、6/7、7/8等。
四、 实验内容这里采用4/5的码率进行FEC 编码的仿真，即由四个数据帧加上由四个数据帧异或得到的一个校验帧构成长度为5帧的发送帧，当校验帧没错并且数据帧只有1帧发现错误时，则可以利用校验帧与其他3帧数据异或得到正确的数据帧来纠正错误的数据帧。
其他情况，都不能进行纠错。
在matlab 仿真实验中，采用图片信息作为数据在模拟丢包率的状态下进行FEC 编码，并计算在传输过程中，不同丢包率下的FEC 编码的丢包率以及时延。
具体实验过程如下：采集给定图像的信息，将彩色图像转化为灰度图像，并将图像数据保存在一个二维数组中。
灰度图像如图1所示。
图1原始灰度图像对图像进行FEC 编码，并在模拟信道丢包率的状态下传输，得到输出的图像数据，将FEC 编码纠错前的图像打印出来，这里选取的模拟信道丢包率为10%，打印出的图像如图2所示。
图2FEC 编码过程中，当满足FEC 纠错条件，即校验帧正确，数据帧只有一帧出错，就可以对图像数据进行纠正。
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古
交 织 块 大 小 分 别 为 ‘ ４： ＋ ’ １ 一’ ‘ １
正， 因此 误 码率 不 高 ． 当信 噪 比变 坏 ， 即大尺 寸 的干扰 出现 概率 比较 高时 ， 常 的差 错 控制 电路 就 无 能 为力 通 了， 这时 误码 率 将迅 速 上 升 ， 至无 法 正 常通信 ． 以 简单 的交织 编码 就 是 将数 据 在 发送 前 排列 成 Ｍ 行 Ｎ 列 的数 据 块 ， 按行 写 入 按 列读 出 ， 接 收端 数 据 在 块 收到 后再 按行 读 出 ． 这样 如 果 在传 输途 中遇 到 突发 干扰 ， 干扰 片 的尺 寸 为 Ⅲ ， 若 经交 织 解码 后 的干 扰片
ｌ１ ｌ
ｂ ｌ（ ≤ ｎ—ｋ １ ） 个错码， 卷积码 Ｈ ｒｂｒｅ ａ ｌ ｇ 码可以纠六位错． ｇａ 在信噪比不算差的随机信道中， 上述电路
都 能 正常工 作 ， 因为在 编 解码 电路 正常 的判 决 门限 以外 的大尺 寸 成 片突 发 干扰 出现 的概 率不 大 ， 是 出现 或 概 率较 高 的成 片干 扰 的尺 寸 一般 都 比较小 ， 要 干扰 片 的尺 寸或是 码 元 的个 数 在 纠错 能 力 之 内， 可 以 纠 只 都
尺寸就 变 为 ｍ／ ， Ｍ 只要 ｍ／ 小 于 差错 控制 电路 的纠 错 能力 范 围， 可 以克服 这一 干扰 带 来 的影 响 ， Ｍ 就 因 此 可 以有效 地抑 制 突发 干 扰 ， 别是 大 尺寸 的突发 干 扰 ． 特
２ 系统建模
交 织技 术通 常是 与 普 通 的 差 错
控 制方 法 联 合 应 用 ， 为 交 织 仅 只 因
是 改变 了 突 发 干 扰 位 置 与 尺 寸 ， ， 并
未 实现 纠 错 ． 代 通 信 系 统 中 卷 积 现
是 一 种应 用 最 广而 且 先 进 的差 错 控 制 方式 ， 缩 短 卷 积 码 在 适 应 可 变 而
速率 传 输 、 顾 信 道 利 用 率 与 差 错 兼 控 制能 力 上 表 现 十 分 优 秀 ． 在 先 现
①
收 稿 日期 ： ０ １ １ ２ ０ — １—０ ； ８
基 金 项 目 ： 南 省 计 算 机 技 术 应 用重 点 实 验 室 基 金 资 助 云
第一 作 者 简 介 ： 华 芳 ， ， ９ ４年 出生 ， 教授 ． 要 研 究 方 向 ： 理 学 、 字通 信 ． 林 女 １４ 副 主 物 数
１ 交织编码 的基本 原理
在 实 际应用 的通信 系 统 中， 传输 环 境有 各 种各 样 的情 况 ， 有产 生 随机 干 扰 、 发 干扰 ， 移动 通 信 中遇 突 而
到较多 的是 多径 干 扰， 处理 不 同 的 干扰 与 影 响 有 不 同 的方 法 ． 织编 码 是 克 服 突 发 干 扰 的 较 为 有 效 的方 交 法． 对于 任 何一 种差 错 控制 的编码 方 法都 有 自己的检错 与 纠错 的能 力 ． 比如 对于 分 组 码 （ 是 ， 可 以纠 ）它
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第 ３期
林 华芳， 徐明远等 ： 交织码 差错 控制仿真 实验研 究
３ ５
处理 器 的存储 空 间 和运 算 速 度 ． 而多 大 的 突发 干 扰需 要多 大 的交 织 突发 干扰 加 随机 干扰 的传 输 环境 中表 现如 何 ， 用构 建 仿 真模 型来 进 行 仿 真 实 验是 可 以 较 快 地 得 出定 量 应
行 了多种 交织 方案 在 不 同尺 寸 突发 干扰 的传输 信 道 中的仿 真 实验 ， 出 了有 实 际意 义 的 实验 结 得
果 、
关键 词 ： 交织技 术 ； 真 实验 ； 同 交织方 案及 环 境 仿 不
中图分 类号 ： Ｎ １ ３ Ｔ ９４．
文献 标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ７ ５ Ｘ（０２ ０ —０ ４—０ １０ —８ ５ ２ ０ ）３ ３ ３
实验 结 果 的好方 法 ．
ｒ： －ｌ ｎＲ－１ ４ 。 ｉ Ｒ，１５ １０１ ｍ＋： ５／ ｂ ：ｎ ＂ ／ ｉ ｎＲ－１ １１ ｇｓ： ５／ ｌ ｎＲ－１ ２１ ５／
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带有 多时钟 随机信号 源及 随机加 突发 干扰传输模 型
图 １ 带 有 交 织 及 缩 短 卷 积 码 的 仿 真 系 统 模 型
进 的数字 集 群通 信 系统 ＴＥ Ａ， 分 多址 通信 系 统 Ｃ ＴＲ 码 ＤＭＡ， 时分 多 址 数 字蜂 窝通 信 系 统 ＧＳ 都 使 用 ＇ Ｍ， 『 缩短 卷积 码 或者 卷积 码 加 交织 编 码 的技 术 ． 在简单 的交 织编 码 方 案 中， 织 深度 即上述 的 Ｍ 乘 Ｎ 的大 小 影 响 系 统 的 建造 成 本 和 时 间 延 迟 特性 ， 交
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第２ 卷 第３ ７ 期
２０ ０ ２年 ６月
昆
明
理
工
大
学
学
报
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ． １２ ３
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｎ ｉ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ Ｋｕ ｍｉｇ Ｕｎｖ ｓ ｙｏ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｔ Ｓ ｅ
Ｊｎ ２０ ｕ ．０ ２
交织码 差错控 制仿真 实验研 究
林华 芳， 明远， 徐 黄时华
（ 明理 工 大 学 信 息 工 程 与 自动 化 学 院 ， 南 昆 明 ６ ０ ５ ） 昆 萏 ５ ０ １
摘要 ： 简述 了交织 的基 本 原 理与 应 用， 并在 Ｔ ｔ ｅｒ 字 集 群 系统 的 缩短 卷 积 编 码 器 的基 础上 ， ａ数 进