通信原理课程设计--卷积码差错控制系统的仿真

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1、《移动通信》课程设计报告课程设计题目：卷积码差错控制系统的仿真系：三系学生姓名：张欣班级：通信工程（1）班学号：20100306117成绩：指导教师：马英辉开课时间：2012—2013学年2学期目录第一章引言-1-1.1题目-1-1.2课程设计目的-1-1.3课程设计的主要内容和要求-1-第二章原理-2-2.1卷积码-2-2.2卷积码的算法-2-2.4维特比译码原理：-4-第三章仿真过程-7-3.1仿真模拟框图-7-3.2各部件的配置-8-结论-12-心得体会-13-参考文献-14-附录-15-第一章引言1.1题目卷积码差错控制系统的仿真1.2课程设计目的移动通信也是一门实践性非常

2、强的课程，实验教学在整个课程的教学中占据了非常重要的地位。在学生学习了现代通信原理、数字信号处理（DSP技术）等课程后，学生已经具有了一定的理论基础和实验技能，在此基础上本实验课程开设的主要作用和目的在于：1．帮助学生更好地理解移动通信系统，掌握各种移动通信系统的模型2.帮助学生熟悉常用的通信系统仿真平台，学习仿真模型的设计，掌握通信系统的仿真方法，学会利用仿真软件对系统性能进行评价；1.3课程设计的主要内容和要求（1）课程设计的主要内容：1、系统包括信源部分、信道部分和信宿部分。2、信源部分的数据源是随机的二进制序列，随机的二进制序列要经过卷积编码，经过编码的数据要进行调制。(子

3、系统实现)3、信道部分对调制后的信号进行加噪。4、信宿部分完成信号的解调和译码（维特比译码）。(子系统实现)5、对不同编码方式、不同信噪比下维特比译码的误比特率并画出图形。（2）课程设计的主要要求：1、要有详细的设计过程。即整个系统的仿真设计的选择，功能模块的设计过程和参数的选择，程序的调试过程等。2、整个系统模型的仿真、调试结果。-14-第二章原理2.1卷积码卷积码是1955年由爱里斯(Elias)提出的一种性能优越的信道编码。他通常用(n，K，N)表示，他是把K个信息比特编成n个信息比特,但K和n通常很小，特别适宜于以串行方式传输信息，延时小。N为编码约束长度，说明编码过程中互

4、相约束的码段个数。卷积码编码后的n个码元不仅与当前组的k个信息比特有关，而且与前N一1个输入组的信息比特有关。编码过程中相互关联的码元有N×n个。R=k／n．是卷积码的码率，码率和约束长度是衡量卷积码的两个重要参数。卷积码广泛应用在无线通信标准中，如GSM，CDMA2000，IS一95中。2.2卷积码的算法卷积码将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。与分组码不同，卷积码编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关，还与前面的N-1段信息有关，编码过程中互相关联的码元个数为nN。卷积码的纠错性能随N的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。

5、在编码器复杂性相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。图2-1卷积码的编码器-14-2.3特比译码过程比译码是根据接收序列在码的格图上找出一条与接收序列距离（或其他量度）为最小的一种算法。它和运筹学中求最短路径的算法相类似。若接收序列为R=(10100101100111)，译码器从某个状态,例如从状态ɑ出发,每次向右延伸一个分支（对于l＜L,从每个节点出发都有2=2种可能的延伸,其中L是信息序列段数,对l≥L，只有一种可能＝,并与接收数字相应分支进行比较,计算它们之间的距离，然后将计算所得距离加到被延伸路径的累积距离值中。对到达每个状态的各条路径（有2=2条）的距离累积值进行比较，保

6、留距离值最小的一条路径，称为幸存路径（当有两条以上取最小值时，可任取其中之一）,译码过程如图。图中标出到达各级节点的幸存路径的距离累积值。对给定R的估值序列为=(10111)。这种算法所保留的路径与接收序列之间的似然概率为最大，所以又称为最大似然译码。这种译码的译码约束长度常为编码约束长度的数倍，因而可以纠正不多于(df/2)个错误图2-2Viterbi译码流程-14-2.4维特比译码原理：下面以图2-3的(2，1，3)卷积码编码器所编出的码为例，来说明维特比解码的方法和运作过程。为了能说明解码过程，这里给出该码的状态图，如图2-4所示。图2-4(2,1,3)卷积码状态图图2-3(

7、2,1,3)卷积码编码器维特比译码需要利用图来说明移码过程。根据卷积码画网格的方法，我们可以画出该码的网格图，如图2-5所示。该图设输入信息数目L=5，所以画L+N=8个时间单位，图中分别标以0至7。这里设编码器从a状态开始运作。该网格图的每一条路径都对应着不同的输入信息序列。由于所有可能输入信息序列共有2kL个，因而网格图中所有可能的路径也为2kL条。这里节点a=00，b=01，c=10，d=11。图2-5(2,1,3)卷积码网格图-14-设输入编码器的信息序列为(