基于MATLAB的通信编码仿真 数字通信课程设计

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1、数字通信课程设计题目：MATLAB信道编码仿真院系：专业：学号：姓名：1/15数字通信课程设计2：基于MATLAB的信道编码仿真数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生，提高信道可靠性。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。本实验将以以线性分组码和交织编码为例，讨论信道编码对于误码率的影响，通过比较信道编码前后的信噪比和误码率曲线，总结出采用信

2、道编码信道与不采用信道编码信道在误码率上的区别。验证信道编码对于信道可靠性的提高，以及对信道性能的改善。内容要求1：MATLAB仿真信道编码对信噪比和误码率的影响仿真条件：1信道输入:s(t),s(t)可以取为MPSK信号2考虑常数AWGN信道3噪声设为n(t)4信道输出为y(t)=As(t)+n(t)仿真要求：1利用线性分组码或者卷积码进行信道编码2画出SERVSSNR的结果图，SNR取0－10dBSER：符号差错率SNR：信噪比本仿真实验对传统基带系统模型进行简化，假设基带系统模型的框图如图1，只考虑AWGN信道和噪声

3、的干扰，其简化模型如图1：2/15图1基带传输系统简化模型在实际仿真实验中，采用了正交相移键控（QPSK），考虑常数AWGN信道，噪声为加性高斯白噪声。利用（7，4）线性分组码进行信道编码。输入信号为s(t)，每个码元s(t)可以表示两个比特，其QPSK星座图如图2：图2QPSK调制星座图噪声n(t)采用均值为1，方差为0的标准正态分布，通过信号发送峰值电平A来控制信号的发送功率和信噪比SNR，信噪比SNR与峰值电平A的关系为：SNR=A2/2σ2（1）由于噪声采用均值为0，方差为1的标准正态分布，即σ2=1，故公式（1）可简化为：2SN

4、R=A/2（2）利用MATLAB进行QPSK调制解调的仿真如图3：3/15图3QPSK调制时的信噪比误码率曲线通过对上图分析可知，对于发送QPSK信号，随着同样信噪比的提高，误码率逐渐减小，这满足AWGN信道中信噪比和误码率的一般关系。接下来将要分析在QPSK调制下，线性分组码对信道性能的影响。（7，4）分组码的编码效率为4/7，能够纠正一位误码，其信息码元与输出码的对应关系见表1：表1信息码元与输出码元的对应关系表4/15通过MATLAB仿真，得信道编码前后误码率的比较如图4：图4信道编码前后误码率变化由图可以发现：1）有信道编码的条件

5、下，误码率要低于无信道编码的误码率2）随着信噪比的提高，有信道编码的误码率要明显低于无信道编码的误码率，这是由于（7,4）线性分组码只能纠正一位错误，随着信噪比的提高，在只考虑随机错误的情况下，7个连续的比特中同时错两个的概率要远小于只错一个的概率，所以较大部分的误码被线性分组码纠正，所以误码率明显减低。5/15内容要求2：交织编码对部分时间深衰落信道的作用交织编码是在实际移动通信环境下改善移动通信信号衰落的一种通信技术。将造成数字信号传输的突发性差错，利用交织编码技术可离散并纠正这种突发性差错，改善移动通信的传输特性。交织编码的原理是把

6、一个较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码（FEC）技术消除随机差错。交织深度越大，则离散度越大，抗突发差错能力也就越强。但交织深度越大，交织编码处理时间越长，从而造成数据传输时延增大，也就是说，交织编码是以时间为代价的。因此，交织编码属于时间隐分集。下面将通过仿真讨论交织编码对短时深衰落的影响。仿真条件：1信道输入:s(t),s(t)可以取为MPSK信号,s(t)的抽样速率为10kb/s.2考虑理想化衰落信道，如图所示（0-8ms为周期，多个周期重复），由于采用QPSK调制和（7,4）线性分组码，为便于仿真，将周期由6

7、ms改为8ms。3噪声设为n(t)4信道输出为y(t)=k(t)*A*s(t)+n(t)6/15理想化衰落信道1.5衰落时间:1ms1k(t)0.50.10012345678910t图5信道衰落特性仿真要求：1设计交织＋纠错结合的信道编码。2画出SERVSSNR的结果图，SNR取0－10dB3比较有无交织在SNR变化情况下的结果。4改变衰落时间的取值，分别取为2ms,7ms，观察并画出结果。SER：符号差错率SNR：信噪比在仿真实验中，仍然采用QPSK的调制技术，同时采用交织编码与线性分组码结合的编码方式，交织编码的交织深

8、度为80个比特，输入信号为s(t)，噪声n(t)采用均值为1，方差为0的标准正态分布的高斯白噪声，信道输出为：y(t)=k(t)*A*s(t)+n(t)(3)k(t)表示信道的衰落随时间变化的