第8章 信道编码和交织 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
详解MATLAB／SIMULINK 通信系统建模与仿真资料
本章内容
1.1 MATLAB简介 1.2 MATLAB程序设计 1.3 通信系统仿真
1.1 MATLAB简介
● 数值计算和符号计算功能 ● 具有很好的图形功能 ● 可以直接处理声言和图像文件 ● 具有功能强大的工具箱 ● 使用方便，具有很好的扩展功能 ● Simulink
1.2.2 MATLAB的帮助系统
● 查看命令或函数帮助 ● 联机帮助系统 ● PDF文件帮助系统 ● MATLAB网络资源
1.2.3 MATLAB的基本操作
数据类型
• （1）变量与赋值 • （2）变量的删除与修改 • （3）局部变量和全局变量
矩阵
• （1） 一般矩阵的生成 • （2）特殊矩阵的生成
1.2.5.5 用户参数交互输入
input函数用于向计算机输入一个参数 pause函数暂停程序的执行 disp函数是向命令窗口输出提示信息
1.2.6 文件操作
文件的打开与关闭
• fopen函数 、fclose函数
文件的读写操作
• fread 、fwrite 、fscanf 、fprintf
矩阵运算
1.2.4 MATLAB图形处理和数据可视化
plot函数
subplot函数 多图形窗口 hold命令 对数坐标图形
1.2.5 M文件编程
M脚本文件 函数文件 函数调用和参数传递 matlab的程序结构 用户参数交互输入
1.2.5.1 M脚本文件
1.2.5.4 matlab的程序结构
顺序结构 — 依次顺序执行程序的各条语句 循环结构 — 被重复执行的一组语句，循环是 计算机解决问题的主要手段。 分支结构 — 根据一定条件来执行的各条语句。
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真引言移动通信是现代社会中必不可少的一部分，而移动通信信道的建模与仿真对于无线通信系统的设计与性能分析具有重要的意义。
MATLAB作为一种强大的数学建模与仿真工具，能够方便地实现移动通信信道的建模与仿真。
信道建模移动通信信道可以被看作是一个多径传播的环境，其中包含了直达信号、反射信号和散射信号等多个路径。
为了更好地描述信道的传输特性，常用的信道模型有以下几种：AWGN信道模型：假设信道中只有加性高斯噪声，是最简单的信道模型。
Rayleigh信道模型：假设信道中存在多个随机相位、高斯分布的反射路径信号，适用于城市等复杂环境。
Rician信道模型：假设信道中除了多个反射路径信号外，还存在一个主导的直达路径信号，适用于开阔区域。
信道仿真利用MATLAB进行信道仿真可以通过以下步骤实现：1. 发送信号：根据通信系统的要求，所需的发送信号。
2. 信道建模：选择合适的信道模型，并根据信道参数进行信道建模。
3. 信道传输：将发送信号通过信道进行传输，得到接收信号。
4. 接收信号处理：根据发送信号和接收信号的差异计算误码率、信号功率等性能指标。
示例代码以下是一个基于MATLAB的AWGN信道模型的移动通信信道仿真示例代码：matlab% AWGN信道模型的移动通信信道仿真示例代码SNR_dB = 10; % 信噪比（单位：dB）EbNo_dB = SNR_dB + 10 log10(1/2); % 能量比率（单位：dB）EbNo = 10^(EbNo_dB / 10); % 能量比率（单位：线性）N0 = 1 / (2 EbNo); % 噪声功率谱密度N = 1000000; % 发送信号的长度transmit_signal = randi([0, 1], 1, N); % 随机发送信号（0/1序列）receive_signal = transmit_signal + sqrt(N0/2) randn(1, N); % 添加噪声基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真是一种快速并且有效的方法，能够帮助我们更好地理解和分析移动通信信道的性能。
基于matlab的调制解调与信道编译码仿真
基于MATLAB 的调制解调与信道编译码仿真摘要:随着信息时代的步伐，通信技术得到了全面的发展，信息技术已成为了21世纪最强大的国际化动力。
在通信技术中，信息的调制、解调和误码纠错都占有重要的地位。
MATLAB 作为一款功能强大的数学工具软件，在通信领域中得到了很广泛的应用。
本文基于MATLAB 对信号进行模拟仿真设计，实现对二进制相移键控、循环码的纠错仿真、BPSK 的调制解调等进行仿真设计。
关键字：MATLAB 、调制解调、2PSK 、BPSK 、重复码。
一 、二进制和四进制相移键控调制仿真设计1.1 二进制相移键控（2PSK ）原理相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息的，而振幅和频率保持不变。
在2PSK 中常用0和π分别表示二进制“0”和“1”，2PSK 的信号时域表达式为:2t )e c pskn w t ϕ+（）=Acos( n ϕ表示为第n 个符号的绝对相位，因此上式可改写为:2Acosw t -Acosw t 1-P Pe {psk c c t （）=概为概率为率 由于表示信号的两种码形完全相同，极性相反，故2PSK 信号一般表示一个双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘。
2p ()sk e t =s(t)cosw c t其中：s(t)=∑n a g(t-nTs);这里，g(t)为脉宽Ts 的单个矩形脉冲；n a 的统计特征为 n a =概率为 概率为即发送二进制“0”时（a 1n =+），2p ()sk t e 取0相位；发送二进制符号“1”时（a 1n =+），2p()sk t e 取π相位。
这种以载波的不同相位直接法去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对相移方式。
2PSK信号时间波形2PSK信号的调制原理如下图所示，与2ASK的产生方法相比，只是对s(t)的要求不同，在2ASK中s(t)是单极性的，而在2PSK中s(t)是双极性的基带信号。
（a）模拟调制方法（b）键控法2PSK信号的解调通常采用相干解调法，解调原理如下原理框图所示，在相干解调中，如何得到与接受的2PSK信号同频同相的相干载是关键问题，后续进一步介绍。
基于MATLAB的通信系统信道编码的研究及其仿真
本科毕业设计论文题目：基于MATLAB的通信系统信道编码的研究及其仿真所在系：电气与信息工程系专业：电子信息工程班级：学号学生姓名：指导老师：摘要论文题目：基于MATLAB的通信系统信道编码的研究及仿真学科专业：电子信息工程姓名：班级：电信学号：指导教师：摘要现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂:另一方面，要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。
这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。
现代计算机科学技术快速发展，已经研发出了新一代的可视化的仿真软件。
这些功能强大的仿真软件，使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。
通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程. 对通信系统的发展起着举足轻重的作用。
通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。
本文首先介绍了通信系统仿真的墓本内容，包括通信系统仿真的一般步骤MATLAB中的一种可视化仿真工具Simulink 以及S-函数的相关概念。
从理论上对通信系统进行深入细致的研究是非常必要的。
本文对通信系统中的一些重要环节，包括信道、噪声、模拟信号的数字化传输、信道编码以及信号调制的原理、方法和过程进行了详细的阐述。
理论知识是用来指导具体实践的。
本文在深刻理解通信系统理论的基础上利用MATLAB强大的仿真功能，设计了许多具体的通信系统仿真模型。
在仿真模型设计过程中，本文对模型设计的目的、具体的结构组成、仿真流程以及仿真结果都给出了具体详实的分析和说明。
最后,本文对所做的研究工作进行了总结，并且提出了今后的工作和研究方向。
关键词：通信系统，仿真，MATLAB. S-函数，系统设计西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）ABSTRACTTitle: The communications system based on MATLAB simulation research and channel codingApplicant: Li JieSpeciality: Electronic information projectABSTRACTModern social development requirements will increasingly communication system, performance and high, more and more complex, on the other hand, the requirement communication system technology research and product development and shorten the cycle, reduce cost, improve level. So sharp opposition in two aspects, only through the use of powerful computer aided analysis and design techniques and tools to achieve. The modern computer science and technology development, have developed a new generation of visual simulation software. These powerful simulation software, communication system design and analysis of the simulation process relatively intuitive and convenient, which also makes communication system simulation technology faster development. Communication system simulation through the communication system design process of the development of communication system. Plays an important role. Communication system Simulation has extensive adaptability and good flexibility and help us to better research communications system performance. This paper introduces the system simulation of the content, including the communication system of general steps of MATLAB simulation of a visualization simulation tools and Simulink related concepts - function. From the theory of communication system intensive study is very necessary. This paper is an important link of some of the communication system, including channel simulation signal and noise, the digital transmission, channel coding modulation signal and the principle, method and process in detail. Knowledge is used to guide practice. Based on the profound understanding of the communication system based on the theory of MATLAB simulation, the design of the function of many specific communication system simulation model. In the design process simulation model, this model is designed, specific structure, simulation process and the simulation results are given detailed analysis and explanation. Finally, this paper studies are summarized, and working for the future work and puts forward research direction.KEY WORDS: communication system, simulation of MATLAB. S - function, systemdesign西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）目录目录摘要 (I)ABSTRACT (III)1 绪论 (1)1.1选题意义 (1)1.2 选题目的 (2)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究内容及技术方法 (2)1.5研究课题的方案设计 (3)2 通信原理及通信系统仿真简介 (5)2.1 通信发展及趋势 (5)2.1.1 通信发展史简介 (5)2.2 通信的基本概念 (6)2.3 通信系统仿真及其重要作用 (7)2.3.1 通信系统仿真的概念 (7)2.3.2 通信系统仿真的重要作用 (8)3 通信系统仿真相关内容概述 (11)3.1 通信系统仿真的一般步骤 (11)3.1.1 仿真建模 (11)3.1.2 仿真实验 (11)3.1.3 仿真分析 (12)3.2 用于仿真的软件 (12)3.2.1 MATLAB (12)3.2.2 MATLAB的发展及特点 (13)3.2.3 MATLAB在通信仿真中的应用 (14)3.3 SIMULINK (15)3.3.1 Simulink概述 (15)3.3.2 Simulink仿真过程 (19)3.4 S-函数 (20)4 通信系统信道编码的研究及仿真 (23)4.1 信道编码概念 (23)4.1.1 信道编码概念及任务 (23)4.2 信道编码的分类 (23)4.2.1分组编码 (23)4.2.2循环冗余码 (24)西安交通大城市学院本科生毕业设计（论文）4.2.3卷积编码 (24)4.3仿真系统设计 (25)4.3.1 RS编码纠错性能分析 (25)4.3.2 CRC-16编码检错性能分析 (32)4.3.3卷积编码软判决译码和硬判决译码性能分析 (40)5.1 总结 (49)5.2展望 (49)致谢 (51)参考文献 (53)1 绪论1 绪论1.1选题意义随着现代通信系统的飞速发展,计算机仿真已成为今天分析和设计通信系统的主要工具,在通信系统的研发和教学中具有越来越重要的意义。
Simulink通信系统建模与仿真教学设计
详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真教学设计MATLAB/Simulink是一款广泛应用于各个领域的数学工具，其中Simulink可用于建立系统级仿真模型，以便进行电子、机械、流体和控制系统等领域内的实验分析和设计。
在通信领域中，Simulink非常适合建立通信系统的仿真模型，并用于进行传输计算、信道建模、信号处理和多模调制等。
本文将介绍MATLAB/Simulink通信系统模型的建立，及如何将其应用于通信系统教学设计。
通信系统模型建立数字调制数字调制是通信系统中的关键技术之一。
首先，我们需要在Simulink中建立基带信号源，并使用Math Function模块产生载波信号。
Modulation 模块可用于将基带信号和载波信号结合起来。
为了使得调制系统工作稳定和正常，通常在模型中加入Equalization和Resampling模块，以消除接收端接收到的噪声和信号失真。
当系统处理完成后，我们可以使用Scope模块来对模型工作情况进行进一步的分析。
数字解调数字解调需要在接收端建立解调器模型。
接收端模型包括匹配滤波器、采样器、时钟恢复器、色散补偿器和多值/二次干扰恢复器。
在这个模型中，也需要添加Equalization和Resampling模块以消除接收端所受的噪声和信号失真。
在接收端处理完成之后，我们也可以使用Scope模块对模型结果进行进一步分析。
信道建模信道建模是通信系统中另一个关键环节。
在Simulink中建造通信信道仿真模型，需要引入建立通信信道的数学模型，并建立符合通道模型的信道传输系统。
在建立仿真模型中，包括噪声源、多路复用技术、OFDM技术、信号调制和解调技术。
对于每个信道结构，我们都可以建立相应的仿真模型，进行仿真分析。
OFDM信息传输系统OFDM技术利用多个正交子载波来传输信息，以提高通信质量和可靠性，同时提高频带利用率。
OFDM系统建模主要包括加脉冲造型、IFFT、添加循环前缀、调制调制、运动模糊和色散模拟、反向调制、解压缩、去定时和轻度等模块。
信道编码-MATLAB仿真实验中的应用
⚫ 输入参数2——trellis，卷积码编码器的网格结构；
⚫ 输入参数3——tblen，a positive integer scalar，用于规定回溯深 度。If the code rate is 1/2, a typical value for tblen is about five times the constraint length of the code；
⚫ 输入参数1——msg，未编码的信息符号序列，二进制矢量形式； ⚫ 输入参数2——trellis，卷积码编码器的网格结构； ⚫ 输出参数——code，编码后的卷积码符号序列，二进制矢量形式。
⚫ 卷积码译码的MATLAB函数为：
⚫ vitdec
卷积码的维特比译码（二进制数据）
⚫ 最常用的函数格式为：
⚫ 输入参数5—— dectype，指示译码器的判决类型。其取值不同， 对应的输入参数1——code的数据类型也不同。其取值如下表：
Values of Meaning dectype Input
'unquant' 软判决，code的数据类型为实数（未量化），其中1表示逻 辑‘0’，-1表示逻辑‘1’ 。
decoded = vitdec(code,trellis,tblen,opmode,dectype)；
decoded = vitdec(code,trellis,tblen,opmode,'soft',nsdec)
⚫ 输入参数1——code，维特比译码器的输入符号序列，矢量形式。以 前述2/3码率的编码器结构为例，每个符号代表编码器输出的3个bit；
一、信道编码概述 四、卷积码译码
二、卷积码的结构 描述
三、卷积码编码
⚫ 信道编码又称检纠错编码，通过增加一定的 冗余度以提高数字通信系统的可靠性。
MatlabSimulink通信系统设计与仿真
课程设计报告目录一、课程设计内容及要求....................................... 错误!未定义书签。
(一)设计内容............................................. 错误!未定义书签。
(二)设计要求............................................. 错误!未定义书签。
二、系统原理介绍................................................... 错误!未定义书签。
(一)系统组成结构框图............................. 错误!未定义书签。
(二)各模块原理......................................... 错误!未定义书签。
1.信源模块............................................. 错误!未定义书签。
2.信源编码模块..................................... 错误!未定义书签。
3.QPSK调制模块 ................................. 错误!未定义书签。
4.信道模块............................................. 错误!未定义书签。
5.QPSK解调模块 ................................. 错误!未定义书签。
6.误码率模块......................................... 错误!未定义书签。
三、系统方案设计................................................... 错误!未定义书签。
(一)方案论证............................................. 错误!未定义书签。
通信原理matlab仿真教程
通信原理matlab仿真教程通信原理是研究信息传输的基本理论和技术的学科。
在通信原理中，我们可以通过数学模型和仿真工具来分析和理解不同通信系统的行为和性能。
MATLAB是一种功能强大的数学软件，也可以被用来进行通信原理的仿真分析和实验。
首先，在MATLAB中仿真通信原理，我们需要理解和建立通信系统的数学模型。
这包括源信号的产生，信道模型的建立，调制解调的过程等。
源信号可以是数字信号或模拟信号。
对于数字信号，我们可以用MATLAB生成随机序列或特定模式的信号。
对于模拟信号，我们可以使用MATLAB中的信号生成函数来创建各种类型的信号。
信道模型是描述信号在传输过程中所经历的衰减、噪声等影响的模型。
在MATLAB中，我们可以创建不同类型的信道模型，如AWGN（加性高斯白噪声）信道、多径信道等。
可以用MATLAB的通信工具箱中的函数来定义信道模型参数。
调制和解调是通信系统中的核心过程，其中调制将信息信号转换为调制信号，解调将接收到的调制信号转换回原始信息信号。
在MATLAB中，我们可以使用通信工具箱中提供的调制解调函数来实现这些过程，如AM （调幅）、FM（调频）、PM（相位调制）等。
一旦建立了通信系统的数学模型，我们可以使用MATLAB来进行仿真分析。
通过在MATLAB中编写相应的脚本或函数，我们可以模拟整个通信系统的行为并评估其性能。
可以使用MATLAB的信号处理和通信工具箱来实现这些功能。
例如，我们可以通过仿真来比较不同调制方式的性能。
通过改变调制参数，如调制指数、调制深度等，我们可以观察到调制方式对系统性能的影响。
通过在MATLAB中编写相应的仿真脚本，我们可以绘制调制方式的信号谱图、误码率曲线等。
此外，MATLAB还可以用于其他通信原理的仿真分析，如信道编码、多址技术、均衡等。
通过在MATLAB中实现这些功能，我们可以更好地理解通信原理的概念和技术，提高我们对通信系统的设计和优化能力。
综上所述，MATLAB是一个非常强大和灵活的工具，可以用于通信原理的仿真分析和实验。
matlab通信系统仿真
3.模块的连接
一般情况下，每个模块都有一个或者多个输入口或者输出口。输入口通常是模块 的左边的“>”符号；输出口是右边的“>”符号。
模块的连接方法：把鼠标指针放到模块的输出口，这时，鼠标指针将变为“+” 十字形；然后，拖运鼠标至其它模块的输入口，这时信号线就变成了带有方向箭头 的线段。此时，说明这两个模块的连接成功，否则需要重新进行连接。
（2）量化及编码
产生量化索引和量化输出值的函数quantiz( ) 格式1：indx=quantiz(sig, partition) 功能：根据判断向量partition，对输入信号sig产生量化索引indx，
indx的长度与sig矢量的长度相同。
例2：>> partition=[3,4,5,6,7,8,9]; >> index=quantiz([2 9 8],partition)
index =
0 6 5
格式2：[index,quants] = quantiz(sig,partition,codebook)
Index仍为量化索引，quants为量化索引所对应的每个量化后的值
例3： partition=[0,1,3]; %量化区间 codebook=[-1,0.5,2,3]; %输入值落到每个量化区间时所取的量化值 sig=[-2.4, -1, .2,1.2, 2.9,3,3.5,5]; %输入值 [index,quants]=quantiz(sig,partition,codebook); >> index index =
MATLAB/Simulink 在通信系统中的应用
数字通信系统建模仿真
MATLAB通信仿真要点
MATLAB通信仿真要点1.通信系统模型建立：在MATLAB中建立通信系统模型是仿真的第一步。
这包括定义传输信道、接收信号处理和误码纠正等各个组成部分。
您可以使用MATLAB提供的信号处理工具箱来实现这些功能。
此外，MATLAB还提供了信号处理函数和工具，可以帮助您构建系统的模型。
2.信道建模：通信系统中的信道是模型中的一个关键组成部分。
信道的特性和行为对系统的性能有重要影响。
在MATLAB中，您可以使用函数和工具箱来模拟各种类型的信道，包括加性高斯白噪声信道（AWGN）、多径衰落信道等。
MATLAB还提供了信道估计和等化方法，可以帮助您处理复杂的信道环境。
3.信号生成和调制：在通信系统仿真中，生成和调制信号是非常重要的步骤。
MATLAB提供了各种工具箱和函数，可以帮助您生成各种类型的信号，包括连续时间信号和离散时间信号。
您可以使用这些工具来调制和解调信号，包括频率调制、相位调制和振幅调制等。
4.物理介质建模：通信系统通常会使用特定的物理介质来传输信号。
在MATLAB中，您可以使用建模工具箱来模拟各种物理介质的特性，包括传输线、射频电路和光纤等。
这些工具可以帮助您更准确地模拟和分析系统的性能。
5.误码纠正和解码：在通信系统中，误码纠正和解码是非常重要的步骤。
MATLAB提供了各种编码和解码算法，包括前向纠错编码（FEC）和纠正编码（ECC）等。
您可以使用MATLAB的编码和解码函数来实现这些功能，并评估系统的误码性能。
6.系统性能评估：在完成通信系统的建模和仿真后，评估系统的性能是非常重要的。
MATLAB提供了各种性能评估工具和函数，包括误码率（BER）、信噪比（SNR）和频谱效率等。
您可以使用这些工具来分析和优化系统的性能，并进行仿真实验。
7.仿真结果可视化：MATLAB提供了丰富的数据可视化工具，可以帮助您对仿真结果进行可视化分析。
您可以使用MATLAB的绘图函数和工具箱来绘制信号波形、频谱图和误码率曲线等。
Matlab中的无线通信系统建模与仿真
Matlab中的无线通信系统建模与仿真无线通信技术的应用正在日益广泛，对于研究人员和工程师来说，了解和掌握无线通信系统的建模与仿真技术至关重要。
Matlab作为一种强大的数学软件工具，提供了丰富的函数库和工具箱，可以帮助我们实现无线通信系统的建模与仿真。
一、无线通信系统概述在进入具体的建模与仿真之前，先让我们对无线通信系统有一个基本的了解。
无线通信系统是指通过无线介质传输信息的系统，在现代社会中起着关键的作用。
无线通信系统通常由无线信号发射端、传输介质和无线信号接收端组成。
无线通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两种类型。
模拟通信系统使用模拟信号进行传输，而数字通信系统使用数字信号进行传输。
在建模与仿真中，我们主要关注的是数字通信系统。
二、建模与仿真的重要性在无线通信系统的设计和优化过程中，建模与仿真起着关键的作用。
通过建立合适的数学模型，我们可以更好地分析和理解系统的性能特点，并进行系统参数优化。
仿真可以帮助我们在实际系统部署之前，进行性能验证和预测，节省了大量的时间和成本。
三、建模与仿真的步骤1. 系统需求分析在进行建模与仿真之前，首先需要对系统的需求进行分析。
了解系统的工作频段、传输速率、覆盖范围等关键参数，有助于我们确定建模与仿真的范围和目标。
2. 信道建模在无线通信系统中，信道起着至关重要的作用。
信道的特点直接影响到系统的传输性能。
在建模与仿真中，我们需要准确地描述信道的衰落特性、多径效应以及噪声等因素。
常用的信道模型包括AWGN信道模型、瑞利衰落信道模型和多径衰落信道模型等。
3. 发送端建模发送端是无线通信系统的核心部分，它负责将数字信号转换成适用于无线传输的信号。
在建模与仿真中，我们需要考虑发送端的调制方式、编码方式和功率控制等因素。
常用的调制方式包括BPSK、QPSK和16QAM等。
4. 接收端建模接收端负责接收无线信号，并将其转换为数字信号进行处理。
在建模与仿真中，我们需要对接收端的解调方式、译码方式和误码控制等进行建模。
通信中的交织编码及其MATLAB仿真
第 ３期
刘 吉 超 等
通 信 中 的交 织 编 码 及 其 ＭＡＴ ＡＢ仿 真 Ｌ
７ ７
如果 交织 时 是按 单个 比特进行 的 ， 称为 比特交织 ； 就 如果 交 织 时是 按 多 个 比特组 成 的符号 进 行 的 ， 交 此 织 就称为 符 号交织 。在实 际应 用 中 ， 用 的交 织方 式有 块 交织 和卷 积交 织 。 常
关 键词 ： 交织编码； 织器； 交 仿真
中图分 类号 ： Ｔ ７０３ Ｎ１ 。
文献 标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： １０ ９５（０００ ０７ ０ ０８ ６９ １）３ ０６ ５ ２ — —
在数字 通信 系统 中 ， 从源自码 和译 码 的角 度 看编 码 信 道 的范 围是 从编 码 器 的输 出 端至 译 码器 的输 入 端 。
交织器系统仿真程序如下一原始输入序列位置?表示输入的交织矩阵一表示出错的码元一一表示交织后输出序列解交织的输入矩阵一一将错误码元改正一解交织的输出序列还原成原输入序列三种输出序列的比较原始序列与出现错误码元的交织后序列关系假定给了长度为码元的输入序列用数字到分别表示这个码元的位置输入序列的交织矩万方数据第期刘吉超等通信中的交织编码及其仿真阵如图所示图交织矩阵当受到干扰码元传输时发生错误在矩阵发生错误即在的位置上发生错误我们用表示错误的码元
摘 要 ： 文章介绍交织 器性能及交织器在Ｍ Ｔ Ａ 中的仿真， ＡＬＢ 主要讲述交织编码的基本思想和原理， 并根据交织编码
的思 想 利 用 ＭＡＴＬ Ｂ进 行 仿 真 ， 后 根 据 结 果 分 析 了仿 真结 果 的性 能 及 交 织 深 度对 系统 传 输 质 量 的影 响 。 Ａ 最
１ １ 交 织 编 码 ．
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真1.引言1.1 项目背景1.2 研究目的1.3 研究内容1.4 研究方法2.移动通信信道模型2.1 信道模型概述2.2 多径信道模型2.2.1 多径传播原理2.2.2 多径信道建模方法2.3 表面波信道模型2.3.1 表面波传播原理2.3.2 表面波信道建模方法2.4 阴影衰落信道模型2.4.1 阴影衰落传播原理2.4.2 阴影衰落信道建模方法 2.5 小尺度信道模型2.5.1 小尺度信道传播原理 2.5.2 小尺度信道建模方法 2.6 大尺度信道模型2.6.1 大尺度信道传播原理2.6.2 大尺度信道建模方法3.移动通信信道仿真3.1 仿真平台及工具介绍3.2 仿真参数设置3.3 仿真方法和步骤3.4 仿真结果及分析4.结果与讨论4.1 仿真结果分析4.2 结果对比与验证4.3 结果的实际应用价值5.总结与展望5.1 研究总结5.2 存在问题与改进方向5.3 研究展望6.附件附件1：MATLAB程序代码附件2：仿真数据结果法律名词及注释：1.信道模型：信道模型是对移动通信信道的数学描述，用于模拟信道传输过程。
2.多径信道：多径信道指信号在传播过程中由于反射、折射等现象导致的多条信号路径同时存在的信道。
3.表面波信道：表面波信道是指信号在大地表面的传播过程中，通过地表产生的表面波信道。
4.阴影衰落信道：阴影衰落信道是指信号在传播过程中由于物体阻挡等原因导致信号强度发生波动的信道。
5.小尺度信道：小尺度信道指信道中存在的快速变化的信道衰落现象，如多径信道引起的快速衰落。
6.大尺度信道：大尺度信道指信道的整体特征，如路径损耗、平均衰减等。
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真
基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真1. 引言移动通信技术作为现代社会中不可或缺的一部分，其在日常生活和商业领域中的应用越来越广泛。
为了能够更好地理解和改进移动通信系统的性能，对信道进行准确的建模和仿真显得尤为重要。
本文将介绍如何利用MATLAB进行移动通信信道建模与仿真的实践方法。
2. 信道建模移动通信信道可以被理解为信号在无线传输中所经历的各种影响和干扰。
由于无线传输环境的复杂性，信道建模是模拟和描述信号在传输过程中的各种损耗、衰减、多径效应等现象的过程。
对信道进行准确建模可以帮助我们更好地理解信道特性，从而优化系统设计和性能评估。
2.1 高斯白噪声信道模型高斯白噪声信道模型是一种简化但广泛使用的模型，它假设信道中的干扰为高斯分布的白噪声。
在MATLAB中，可以使用`awgn`函数来模拟高斯白噪声信道。
markdown% 示例代码signal = randn(1, N); % 随机信号snr = 10; % 信噪比为10dBnoisy_signal = awgn(signal, snr); % 添加高斯白噪声2.2 小尺度衰落信道模型小尺度衰落是由于多径传播引起的信号衰减效应。
常用的小尺度衰落模型包括瑞利衰落和莱斯衰落。
在MATLAB中，可以使用`rayleighchan`和`randsrc`函数来实现对小尺度衰落信道的建模。
markdown% 示例代码t = 0:1/fs:T; % 时间序列path_delays = [0, 1, 3]1e-6; % 多径延迟path_gns = [0, -10, -20]; % 多径增益fading_channel = rayleighchan(1/fs, max(path_delays), path_delays, path_gns); % 创建瑞利衰落信道对象fading_signal = filter(fading_channel, randn(length(t), 1)); % 对随机信号进行瑞利衰落处理3. 信道仿真信道仿真是利用计算机模拟和重现真实信道中的各种效应和干扰的过程。
MatlabSimulink通信系统建模与仿真课程设计
MatlabSimulink通信系统建模与仿真课程设计MatlabSimulink通信系统建模与仿真课程设计电子信息课程设计题目：Matlab/Simulink通信系统建模与仿真班级：2008级电子（X）班学号：姓名：电子信息课程设计Matlab/Simulink通信系统建模与仿真一、设计目的：学习Matlab/Simulink的功能及基本用法，对给定系统进行建模与仿真。
二、基本知识：Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，依托于MATLAB丰富的仿真资源，可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统，其最大优点是易学、易用，只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。
三、设计内容：1、基本练习：（1）启动*****K：先启动MATLAB，在命令窗口中键入：simulink，回车；或点击窗口上的*****K图标按钮。
图（1）建立simulink （2）点击File＼new＼Model或白纸图标，打开一个创建新模型的窗口。
（3）移动模块到新建的窗口，并按需要排布。
（4）连接模块：将光标指向起始模块的输出口，光标变为“+”，然后拖动鼠标到目标模块的输入口；或者，先单击起始模块，按下Ctrl键再单击目标模块。
（5）在连线中插入模块：只需将模块拖动到连线上。
（6）连线的分支与改变：用鼠标单击要分支的连线，光标变为“+”，然后拖动到目标模块；单击并拖动连线可改变连线的路径。
（7）信号的组合：用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号，送到另一模块（如示波器Scope）。
（8）生成标签信号：双击需要加入标签的信号线，会出现标签编辑框，键入标签文本即可。
或点击Edit＼Signal Properties。
传递：选择信号线并双击，在标签编辑框中键入，并在该尖括号内键入信号标签即可。
四、建立模型1. 建立仿真模型（1）在simulink library browser 中查找元器件，并放置在创建的新模型的窗口中，连接元器件，得到如下的仿真模型。
信道编码与译码matlab
信道编码与译码matlab1.引言1.1 概述概述信道编码与译码是信息传输中重要的技术手段之一。
在无线通信系统中，由于信道噪声、干扰和传输损耗等因素的存在，信号在传输过程中容易发生误码。
为了提高传输的可靠性和效率，人们采用信道编码与译码技术来减小误码率，提高系统的性能。
信道编码的主要目标是通过在发送端增加冗余信息，使得接收端能够检测和纠正传输中出现的误码。
它通过在原始数据上附加冗余编码，增加冗余度以提高传输可靠性。
常见的信道编码技术包括前向错误纠正码（FEC）和卷积码等。
译码是信道编码的一个重要环节，它是指接收端根据接收到的编码信息，恢复出原始数据的过程。
译码算法的设计和性能评估对于提高系统的可靠性和效率至关重要。
常见的译码算法包括硬判决译码、软判决译码和迭代译码等。
MATLAB作为一种强大的数学计算和仿真工具，在信道编码与译码中有着广泛的应用。
它提供了丰富的函数库和工具箱，可以实现对不同类型信道编码方案的设计、仿真和性能分析。
通过MATLAB，我们能够方便地研究各种信道编码与译码算法，并对其性能进行评估和优化。
本文将介绍信道编码与译码的基本概念，包括信道编码的原理、应用场景以及常见的编码方案；译码算法的分类和性能评估方法；MATLAB在信道编码与译码中的应用及实现步骤；以及通过实验结果与分析来验证不同编码方案的性能优劣。
最后，我们将总结本文的主要内容，并对未来研究进行展望。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解信道编码与译码的基本原理和应用，掌握MATLAB在信道编码与译码中的实现方法，并对不同编码方案的性能进行评估和优化，为无线通信系统的设计和优化提供一定的参考和指导。
文章结构的部分是用来说明本篇文章的组成和安排，以帮助读者更好地理解文章的内容和架构。
本文的结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构- 本节1.3 目的2. 信道编码2.1 信道编码的基本概念2.2 信道编码的应用3. 译码3.1 译码算法的分类3.2 译码性能评估4. 实现与分析4.1 MATLAB在信道编码与译码中的应用4.2 实验结果与分析5. 结论5.1 总结5.2 对未来研究的展望引言部分提供了本文研究领域的概述、文章结构和目的。
详解matlab simulink 通信系统建模与仿真
详解matlab simulink 通信系统建模与仿真MATLAB Simulink是一款广泛应用于通信系统建模和仿真的工具。
它提供了一种直观的方式来设计和测试通信系统，使得工程师可以更快地开发出高质量的通信系统。
本文将详细介绍MATLAB Simulink在通信系统建模和仿真方面的应用。
一、MATLAB Simulink的基本概念MATLAB Simulink是一种基于图形化界面的建模和仿真工具。
它可以通过拖拽和连接不同的模块来构建一个完整的系统模型。
每个模块代表了系统中的一个组件，例如滤波器、调制器、解调器等。
用户可以通过设置每个模块的参数来调整系统的性能。
二、通信系统建模在MATLAB Simulink中建立通信系统模型的第一步是选择合适的模块。
通信系统通常包括以下几个部分：1.信源：产生数字信号，例如文本、音频或视频。
2.编码器：将数字信号转换为模拟信号，例如调制信号。
3.信道：模拟信号在信道中传输，可能会受到干扰和噪声的影响。
4.解码器：将接收到的模拟信号转换为数字信号。
5.接收器：接收数字信号并进行后续处理，例如解码、解调、解密等。
在MATLAB Simulink中，每个部分都可以用一个或多个模块来表示。
例如，信源可以使用“信号生成器”模块，编码器可以使用“调制器”模块，解码器可以使用“解调器”模块等。
三、通信系统仿真在建立通信系统模型后，可以使用MATLAB Simulink进行仿真。
仿真可以帮助工程师评估系统的性能，例如误码率、信噪比等。
仿真还可以帮助工程师优化系统的设计，例如调整滤波器的参数、改变编码器的类型等。
在MATLAB Simulink中，可以使用“仿真器”模块来进行仿真。
用户可以设置仿真的时间范围、仿真步长等参数。
仿真器会根据系统模型和参数进行仿真，并输出仿真结果。
用户可以使用MATLAB的绘图工具来可视化仿真结果，例如绘制误码率曲线、信号波形等。
四、MATLAB Simulink的优点MATLAB Simulink具有以下几个优点：1.直观易用：MATLAB Simulink提供了一个直观的图形化界面，使得工程师可以更快地建立和调整系统模型。
信道编码matlab
信道编码在通信系统中是为了提高通信系统的可靠性和性能而采用的一种技术。
常见的信道编码包括奇偶校验码、循环冗余校验码（CRC）、卷积码和纠错码等。
在 MATLAB 中，你可以使用内置的函数或者通信工具箱来实现信道编码。
以下是使用 MATLAB 进行一些常见信道编码的示例：
1. 奇偶校验码：
2. 卷积码：
3. 纠错码（Reed-Solomon 码）：
4. Turbo 码：
这只是一些常见信道编码的示例。
实际上，信道编码的选择取决于通信系统的要求和特定的应用场景。
你可以根据需要选择适当的编码方案，并使用 MATLAB 中相关的函数或工具箱进行实现。
第8章 信道编码和交织 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
![第8章 信道编码和交织 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]](https://img.taocdn.com/s3/m/cf21a2f9b0717fd5370cdc3d.png)
本章内容
8.1 概述
• 8.1.1 差错控制方式 • 8.1.2 纠错码的分类 • 8.1.3 编码效率
8.2 线性分组码
• 8.2.1 Hamming码 • 8.2.2 循环码 • 8.2.3 BCH码 • 8.2.4 RS码 • 8.2.5 CRC校验码
8.3 卷积码
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8.3.3 卷积码的译码
代数译码和概率译码两大类。 代数译码是利用生成矩阵和监督矩阵来译码，
最主要的方法是大数逻辑译码。 概率译码比较实用的有两种：
2、code=convenc(msg,trellis,puncpat)
• 作用与1类似，其中puncpat定义凿孔模式。
3、code=convenc(msg,trellis,…,init_state)
• init_state指定编码寄存器的初始状态。
4、decoded=vitdec(code,trellis,tblen,opmode,dectype)
8.3.3.2 序列译码
译码先从码树的起始节点开始，把接收到的第一个子码的n个码元与自 始节点出发的两条分支按照最小汉明距离进行比较，沿着差异最小的分 支走向第二个节点。在第二个节点上，译码器仍以同样原理到达下一个 节点，以此类推，最后得到一条路径。
教案-信道编码与交织
信道编码与交织一、教学目标：理解WCDMA通信模型掌握信道编码及交织二、教学重点、难点：重点掌握WCDMA通信系统中的信道编码与交织三、教学过程设计：从WCDMA通信系统模型分析开始，重点讲述信道编码与交织。
1.WCDMA通信模型：WCDMA的基本通信模型如图所示，图中第一步是进行信源编码（语音编码），提高通信的有效性。
第二步是进行信道编码和交织，提高通信的可靠性。
第三步是进行扩频和加扰，把窄带通信转化成宽带通信。
第四步是把信息调制到要求的频段上发射出去。
信息经过无线信道后到达接收机，接收机再进行上述步骤的逆过程，最后还原成模拟的语音信号。
比特（Bit）：经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”；符号（Symbol）：经过信道编码和交织后的数据称为“符号”；码片（chip）：经过最终扩频得到的数据称为“码片”；2.信道编码：本节重点讲第二步：信道编码与交织。
信道编码的主要作用是：通过对做完信源编码后的信息加入冗余信息，使得接收方在收到信号后，可通过信道编码中的冗余信息，做前向纠错，保证通信的可靠性。
信道编码采用卷积码与Turbo编码相结合的方式,语音业务和低速信令采用卷积码;高速数据业务采用Turbo码，是一种接近香农极限的优秀编码方法。
3.交织：衰落是移动通信的大敌，移动通信中信号随接受机与发射机之间的距离不断变化即产生了衰落。
其中，信号强度曲线的中值呈现慢速变化，称为慢衰落；曲线的瞬时值呈快速变化，称快衰落。
其中，快衰落是移动台附近的散射体（地形、地物和移动体等）引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象。
正是因为移动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化，其变化率比慢衰落快。
因为信道的快衰落是成块出现的，会出现大面积错码，仅仅靠信道编码难以承担纠检错的任务了。
因此在信道编码之后引入交织技术，通过交织，可以把成块的误码给分散，将突发的错误随机化，提高纠错编码的有效性。
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8.3.2 卷积码的描述
状态图
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8.3.2 卷积码的描述
格图也称网络或篱笆图，它由状态图在时间 上展开而得到
a 起点
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• 维特比译码 • 序列译码
目前，概率译码已成为卷积码最主要的译码 方法
8.3.3.1 维特比（Viterbi）译码
是一种最大似然译码算法。 最大似然译码算法的基本思路是，把接收码
字与所有可能的码字比较，选择一种码距最 小的码字作为解码输出。
由于接收序列通常很长，所以维特比译码对 最大似然译码做了简化，即它把接收码字分 段累接处理，每接收一段码字，计算、比较 一次，保留码距最小的路径，直至译完整个 序列。
8.3.3.2 序列译码
译码先从码树的起始节点开始，把接收到的第一个子码的n个码元与自 始节点出发的两条分支按照最小汉明距离进行比较，沿着差异最小的分 支走向第二个节点。在第二个节点上，译码器仍以同样原理到达下一个 节点，以此类推，最后得到一条路径。
若接收码组有错，则自某节点开始，译码器就一直在不正确的路径中行 进，译码也一直错误。因此，译码有一个门限，当接收码元与译码器所 走的路径上的码元之间的差异总数超过门限值时，译码器判定有错，并 且返回试走另一分支。经数次返回找出一条正确的路径，最后译码输出。 当该门限值很小时，序列译码的性能接近最大似然译码，尽管译码时每 一次搜索的计算量和所需存储容量不大，但是其频繁的返回则要求更大 的计算量，反而使其译码延时远大于维特比译码。当门限值很大时，序 列译码的计算量和延时会大大减少，但不一定能搜索到最佳路径，从而 导致译码输出误比特率增大。
特点：
• 可以用反馈线性移位寄存器很容易地实现其编 码和伴随式计算。
• 由于循环码有许多固有的代数结构，从而可以 找到各种简单实用的译码方法。
8.2.2 循环码
8.2.2 循环码
8.2.2 循环码
8.2.3 BCH码
8.2.4 RS码
在线性分组码中，它的纠错能力和编码效率 是最高的
第8章 信道编码和交织
本章内容
8.1 概述
• 8.1.1 差错控制方式 • 8.1.2 纠错码的分类 • 8.1.3 编码效率
8.2 线性分组码
• 8.2.1 Hamming码 • 8.2.2 循环码 • 8.2.3 BCH码 • 8.2.4 RS码 • 8.2.5 CRC校验码
8.3 卷积码
交织方法是一种很实用而且常用的构造码的方法，它能把比 较长的突发错误或多个突发错误离散成随机错误。
交织是指一个数据序列在一一对应的条件下进行数据的位置 重排过程。其逆过程为解交织，也就是将接收到的信息序列 进行位置还原，使数据的位置还原成发送时的顺序。
8.4 交织器
8.3.2 卷积码的描述
树图、状态图和格图
树图描述的是在任何数据序列输入时，码字
所有可能的输出。
a=00 状 b=01 态 c=10
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• 8.3.1 卷积码的原理 • 8.3.2 卷积码的描述 • 8.3.3 卷积码的译码 • 8.3.4 卷积码仿真
8.4 交织器
8.1.1 差错控制方式
检错重发、前向纠错和混合纠错
前向纠错 FEC
检错重发 ARQ
混合纠错 HEC
发端
纠错码
发端
检错码 判决信号
发端
检错和纠错码 判决信号
收端 收端 收端
8.1.2 纠错码的分类
线性码与非线性码 分组码与卷积码 检错码和纠错码
8.1.3 编码效率
采用差错控制编码是提高了通信系统的可靠性，但 是以降低有效性为代价换来的。
通常定义编码效率R 来衡量有效性 R k /n 其中，k 是一个码组中信息元的个数，n 为码长 对纠错码的基本要求是：
2、code=convenc(msg,trellis,puncpat)
• 作用与1类似，其中puncpat定义凿孔模式。
3、code=convenc(msg,trellis,…,init_state)
• init_state指定编码寄存器的初始状态。
4、decoded=vitdec(code,trellis,tblen,opmode,dectype)
8.3.4 卷积码仿真
MATLAB提供了卷积码的函数编码convenc和相应的Viterbi译码函数 vitdec，可以快速地得到编译码结果。
卷积码的编码函数主要有以下3个。 1、code=convenc(msg,trellis)
• 完成输入信号msg的卷积编码，其中trellis代表编码多项式，但其必须是 MATLAB的网格结果，需要利用poly2trellis函数将多项式转化为网格表达式。 msg的比特数必须为log2(trellis.numInputSymbols)。
• 检错和纠错能力尽量强； • 编码效率尽量高； • 编码规律尽量简单。实际中要根据具体指标要求，保证
有一定纠、检错能力和编码效率，并且易于实现。
8.2 线性分组码
8.2 线性分组码
8.2.1 Hamming码
8.2.2 循环码
除了具有线性码的一般性质外，还具有循环 性即循环码许用码组集合中任一码字循环移 位所得的码字仍为该码组集合中的一个码字。
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8.3.3 卷积码的译码
代数译码和概率译码两大类。 代数译码是利用生成矩阵和监督矩阵来译码，
最主要的方法是大数逻辑译码。 概率译码比较实用的有两种：
• 对码字code进行Viterbi译码。trellis表示产生码字的卷积编码器，tblen表示 回溯的深度，opmode指明译码器的操作模式，dectype则给出译码器判决的 类型，如软判决和硬判决。
8.4 交织器
实际信道中产生的错误往往是突发错误或突发错误与随机错 误并存
在这类信道中应用纠随机错误码纠错，效果显然不好，但是 如果首先能把突发错误离散成随机错误，然后再利用纠随机 错误的码纠错，则能取得明显效果。
短的中等码长下，其性能接近于理论值 不但可以纠正随机错误、突发错误以及两者
的结合，而且可以用来构造其他码类，如级 联码
8.2.4 RS码
8.2.4 RS码
8.2.4 RS码
8.2.5 CRC校验码
8.3.1 卷积码的原理
数据
S1
S2
S3
输入
m1
m2
C1 码字
C2 输出
8Байду номын сангаас3.1 卷积码的原理