信道编码误码影响

卷积码对误码率影响探究

一、实验要求及目的

在通信中，由于各种实际中存在的各种干扰，严重影响通信质量。在前面实现的QBSK信号的模拟信道的加噪传输的基础上加上信道编码技术，观察信道编码技术对误码率的改善。本实验中采取（2,1,7）卷积码对基带序列进行编码，观察软、硬判决方法对传输误码率的改善作用。

二、实验原理

在实验中加高斯白噪声来模拟实际通信中的复杂的外界干扰条件，根据不同的归一化信噪比值计算加到每个信号上的能量，得到模拟的经过信道的加噪信号。

卷积码译码方法有两大类：大数逻辑译码，又称门限译码（硬判决）；另一种是概率译码（软判决），概率译码又分为维特比译码和序列译码。硬判决是以分组码理论为基础的，其译码设备简单，速度快，但其误码性能要比概率译码差。

在硬判决译码中，我们将从模拟信道上得到的信号进行解调，得到信息比特流，在进行硬判决。取一个判决长度，在实际应用中，一般取其基本信码单元的六到八倍，因而，本实验中取6，则在译码前的比特流中以12位为一组，进行加比选运算，得到最佳路径，确定码序列。软判决主要是利用高斯白噪声的概率密度函数，对信道上下来的信号直接进行处理，进行判决。计算每个原信息比特对应现在新的信道比特对应的错误

该概率，然后计算器对数释然比，进行量化软判决。得到信息比特流，与原始信息比特进行比较并统计其错误码元数，从而得到误码率。

三、实验步骤及实验软件平台

本模拟实验程序在MATLAB2009A中运行良好，如果程序在传递过程中格式发生变化，改成M文件的格式即可运行。

下面对本程序设计思路流程进行介绍：

（1）设计参数框，达到实验变量可调，试验参数包括基带码元个数、信噪比起始值、信噪比终止值、默认

的调制方式MPSK，M可以变化，但大于等于4且为

2的整数次幂。

（2）进行卷积码编码，主要运用库函数实现，卷积码为（2,1,7）卷积码，卷积码参数为[171,133]。

（3）调整基带码元序列，转化为PSKMOD函数所需的进制序列；由归一化信噪比的值计算加到每个调制后码

元上的噪声大小；进行QPSK调制，并在调制后的基

带序列上加噪。

（4）在这一步将分为两种方式进行解调，硬判决，按正常的解调方式解调QPSK信号，进行卷积码的硬判决，

得到传输得到的基带码元序列；软判决，计算QPSK

四个星座点对应的条件概率，计算Q值，利用库函

数进行卷积码的软判决，得到传输后的基带码元序

列。

（5）与最原始随机产生的信息序列进行错误码元统计，得到误码率；画图，产生两条图像，分别代表卷积

码软硬判决得到的误码率曲线。

四、实验结果及分析

实验结果如下图：

图片说明：红色为硬判决误码率，粉红色为软判决误码率

由图可见：

（1）在相同信噪比情况下，软判决比硬判决具有更加良好的误码性能，更有效的减小信道对传输的影响。

（2）在相同误码率要求的情况下，软判决具有更好

的信道适应能力

（3）在误码率为10^（-4）的情况下，编码增益为2.2Db。

五、实验心得

在实验中，得到了很多体会，但其中有一条让我印像最深，影响颇大。在原来一直有个观点，学习理论不如学习一门技能，现在发生了改变。在这次大作业中，我由于坐岗的原因没能上将卷积码软判决的那一堂课，就在大作业过程中不断地去查一些资料，但是一直不是很明白，编程一直没有思路。后来我问了一个同学，就几分钟就搞明白了软判决的基本思路，编程思路豁然开朗。这是一个实际的例子，怎么才能追求高效，其实基础理论、第一课堂才是最快的捷径。