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《卷积编码及其维特比译码算法的软件实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4卷第6期信息与电子工程Vo1．4，No．62006年12月INFORMATIONANDELECTRONICENGINEERINGDec．，2006文章编号：1672-2892(2006)06-0467-03(2,1,7)卷积编码及其维特比译码算法的软件实现刘少阳，邹永(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：提出了一种(2,1,7)卷积编码及其维特比(Viterbi)译码的软件实现方案，在Matlab环境中应用软件技术实现了(2,1,7)卷积码的Viterbi译码器功能。测试证明，该Viterbi译码算法在低信-6噪比下的误码率仍能
2、达到10。关键词：卷积编码；维特比译码；Matlab+中图分类号：TN957.513文献标识码：ASoftwareImplementationof(2,1,7)ConvolutionalCodingandItsViterbiDecodingAlgorithmLIUShao-yang，ZOUYong(SchoolofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，ChangshaHunan410073，China)Abstract:Asoftwareschemeof(
3、2,1,7)convolutionalcodingandViterbidecodingtechnologyispresented，whichimplementsViterbidecoderfunctionof(2,1,7)convolutionalcodeintheMatlab.-6Accordingtothetest,theBER(BitErrorRate)ofViterbialgorithmcanstillreach10inthelowSNR(Signal-to-NoiseRatio).Keywords:convolutionalcoding；Vite
4、rbidecoding；Matlab1引言卷积码是由Elias于1955年提出的。卷积码在编码过程中，将一个码组中r个监督码与信息元的相关性从本码组扩展到以前若干段时刻的码组，在译码时不仅从此时刻收到的码组中提取译码信息，而且还可从与监督码相关的各码组中提取有用的译码信息。无论从理论上还是实际上均已证明卷积码的性能至少不比分组码差，且实现最佳和准最佳译码也较分组码容易。本文所要讨论的(2,1,7)卷积码是目前国际卫星通信和其它通信系统中广泛使用的一种标准卷积码，也是国际空间数据系统协调委员会正式推荐作为遥测信道编码标准的两种编码方式之一。[1]卷积码译码器
5、的设计是由高性能的复杂译码器开始的。1967年由维特比(Viterbi)提出的Viterbi译码算法，是基于码的网图基础上的一种最大似然译码算法，是一种最佳的概率译码方法。当编码约束度不太大(小于等于-5[2]10)或者误码率要求不太高(约10)时，它的设备比较简单，用硬件译码计算速度快。本文将给出一种用软件实现(2,1,7)卷积码的Viterbi译码算法的设计方法。2(2,1,7)卷积编码(2,1,7)卷积码的k0=1,n0=2,N=7，该码的生成多项X式为(171,133)，自由距离d=10，其编码器结构如图Xfree1所示。输入数据????DDDDD
6、DDDDDDD该卷积编码结构包括6个移位寄存器，即m=6，m所以编码器的状态数有2=64。设状态为S0,S1,…,S63，YY若用十进制表示，则可记为Si=i；若用二进制表示，可以写为Si=b1b2b3b4b5b6，bi=0或1。因为k0=1，所以图1(2,1,7)卷积码编码结构图Fig.1Thestructureof(2,1,7)convolutionalcode每个状态都可以通过两种不同状态在输入相同的信息收稿日期：2006-08-14；修回日期：2006-09-27468信息与电子工程第4卷元后转移而来，同时在输入不同的信息元后转移到另外两种不同的状
7、态，状态之间的转化关系是固定不变的。假设状态Si=b1b2b3b4b5b6在输入信息元b0后转化为了状态Sj=b0b1b2b3b4b5，可以得到i与j之间固定的关系：jib=+×32，或者ji=(2mod64)+b260如输入比特0，S0和S32转移为S0；如输入比特1，S0和S32转移为S1。根据这个关系，就可以很容易地确定状态的前后转移关系。3卷积码的最佳译码——Viterbi译码Viterbi译码的原理详见文献[2]，这里只作简单介绍。Viterbi算法的基本思想就是利用编码网格图，在其中搜索一条路径，使其最接近实际路径，搜索到的这条路径称为幸存路径
8、。因此Vitebi译码算法实质上就是最大似然译码，它是逐步去除网格
