通信原理课程设计-- 卷积码的仿真

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1、信息与电气工程学院课程设计报告课程：通信原理题目：卷积码的仿真专业：通信工程任务书题目卷积码的仿真时间安排2014-2015第二学期第18周目的：1)巩固所学的专业技术知识，理解卷积码编译码的原理、方法、性能。2)熟悉SystemView仿真环境，并能在其环境下了解通信系统的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；3)学习使用通信系统仿真软件SystemView，了解SystemView的基本功能，并设计出卷积码编译码的仿真电路框图；4)提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。要求：1)根据所选的题目建立相应的数学模型；2)在System

2、View仿真环境下，在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接收器图符库等中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统；3)设置调整各功能模块参数，实现系统模拟；4)设置观察窗口，分析模拟数据和波形。总体方案实现：卷积码将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。卷积码是由连续输入的信息序列得到连续输出的已编码序列。指导教师评语：评分等级：【】指导教师签名：目录第一章前言11.1设计目的11.2设计要求1第

3、二章系统原理22.1卷积码的结构22.2卷积码的图解表示32.3卷积码的解析表示52.4卷积码的译码6第三章仿真实现83.1卷积码系统模型83.2系统的参数设置93.3系统仿真153.4系统抗噪声性能分析17第四章总结19第一章前言1.1设计目的1)巩固所学的专业技术知识，理解卷积码编译码的原理、方法、性能。2)熟悉SystemView仿真环境，并能在其环境下了解通信系统的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；3)学习使用通信系统仿真软件SystemView，了解SystemView的基本功能，并设计出卷积码编译码的仿真电路框图；4)提高综合运用

4、所学理论知识独立分析和解决问题的能力。1.2设计要求1)根据所选的题目建立相应的数学模型；2)在SystemView仿真环境下，在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接收器图符库等中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统；3)设置调整各功能模块参数，实现系统模拟；4)设置观察窗口，分析模拟数据和波形。20第一章系统原理2.1卷积码的结构卷积码编码器的一般结构形式如图2-1所示，它主要由移位寄存器和加法器组成。输入移位寄存器包括N段，每段有k个，共Nk个寄存器，负责存储每段的k个信息码元；各信息码元通过n个模2

5、加法器相加，产生每个输出码组的n个码元，并寄存在一个n级的移位寄存器中移位输出。整个编码过程可以看成是输入信息序列与由移位寄存器和模2加法器之间连接所决定的另一个序列的卷积，卷积码即由此得名。通常把N称为卷积码的约束长度，通常把卷积码记为：（n，k，N）；其中，n为码长，k为码组中信息码元的个数，它的编码效率为R=k/n。图2-1卷积码编码器的一般形式下面以一种（2，1，3）卷积码为例加以说明。图2-2所示为这种卷积编码器的结构，其中没有画出图2-2中延时为零的第一级移位寄存器，并用转换开关代替了输出移位寄存器。图2-2（2，1，3）卷积码编码器

6、它的编码方法是：输入序列依次送入一个两级移位寄存器，编码器每输入一20位信息b，输出端的开关就在C1，C2之间来回切换一次，输出C1和C2。在图2-2中，m1与m2为移位寄存器，它们的起始状态均为零。C1、C2与b1、b2和b3之间的关系如下：假如输入的信息为D=[11010]，为了使信息D全部通过移位寄存器，还必须在信息位后面加3个零。表2-1列出了对信息D进行卷积编码时的状态。表2-1信息D进行卷积编码时的状态输入信息D110100000001111001100000输出11010100101100002.2卷积码的图解表示根据卷积码的特点，

7、常常采用图解表示法对其进行研究。主要的图解表示法有3种，即树状图、网状图和状态图。对于图2-2所示的（2，1，3）卷积码编码电路，其树状图如图2-3所示。这里，分别用a，b，c和d表示寄存器m1和m2的四种可能状态：00，10，01，11，作为树状图中每条支路的节点。20图2-3（2，1，3）卷积码的树状图以全零状态a为起点，当第一位信息为0时，输出码元为00，寄存器保持状态a不变，对应图中从起点出发的上支路；当=1时，输出码元为11，寄存器则转移到状态b，对应图中的下支路；然后再分别以这两条支路的终节点a和b作为处理下一位输入信息b的起点，从而

8、得到4条支路。以此类推，可以得到整个树状图。显然，对于第i个输入信息比特，图中将会出现条支路。但从第4位信息开始，树状图的上半部和下半部