基于matlab的通信系統(tǒng)仿真：信道編碼對通信系統(tǒng)性能的影響(已修改)
2024-11-26 03:34 本頁面
【正文】 課程設計報告 題目： 基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真 ——— 信道編碼對通信系統(tǒng)性能的影響 專業(yè)： 通信工程 姓名： XXX 學號： 0730xxxx 基于 MATLAB的通信系統(tǒng)仿真 ——— 信道編碼對通信系統(tǒng)性能的影響 摘要 ： 簡述信道編碼理論，詳細說明分組碼的編譯原理、實現(xiàn)方法及檢錯糾錯能力，用 MATLAB仿真有無信道編碼條件下對通信系統(tǒng)性能的影響及信道編碼在不同信道下對 通信系統(tǒng)性能的影響，如 AWGN信道和深衰落信道 。 關鍵詞： 信道編碼、分組碼、 MATLAB仿真、性能 一、 引 言 提高信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃允冀K是通信技術所追求的目標，而信道編碼能夠顯著的提升信息傳輸?shù)目煽啃浴?1948年 ,信息論的奠基人 “ 通信的數(shù)學理論 ” 中 ,提出了著名的有噪信道編碼定理 .他指出：對任何信道 ,只要信息傳輸速率 R不大于信道容量 C, 就一定存在這樣的編碼方法：在采用最大似然譯碼時 ,其誤碼率可以任意小 .該定理在理論上給出了對給定信道通過編碼所能達到的編碼增益的上 限 ,并指出了為達到理論極限應采用的譯碼方法 .在信道編碼定理中 ,香農(nóng)提出了實現(xiàn)最佳編碼的三個基本條件 ： (1 )采用隨機編譯碼方式 。 (2 )編碼長度Ｌ →∞ , 即分組的碼組長度無限 。 (3)譯碼采用最佳的最大似然譯碼算法。 【 1】 二、信道編碼理論 信道編碼的目的 在數(shù)字通信系統(tǒng)中由于信道內(nèi)存在加性噪聲及信道傳輸特性不理想等容易造成碼間串擾同時 多用戶干擾、多徑傳播和功率限制等 也 導致錯誤譯碼。為了確保系統(tǒng)的誤比特率指標通常采用信道編碼。 信道編碼是為了保證信息傳輸?shù)目煽啃?、提高傳輸質量而設計的一種編碼。 它是在信息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元，使碼字具有一定的抗干擾能力。 信道編碼的實質 信道編碼的實質就是在信息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元（稱為監(jiān)督碼元），使它們滿足一定的約束關系，這樣由信息碼元和監(jiān)督碼元共同組成一個由信道傳輸?shù)拇a字。舉例而言，欲傳輸 k位信息，經(jīng)過編碼得到長為 n(nk)的碼字，則增加了 n k = r 位多余碼元，我們定義 R = k / n 為編碼效率。 【 2】 信道編碼公式 令信息速率為 fb，經(jīng)過編碼以后的速率為 ft，定義： R＝ fb/ft為編碼率。則對于任何一個信道，總 存在一個截止速率 R0，只要 R?R0，總可以達到： BER?CR2nR0，其中 CR為某個常數(shù)，n為編碼的約束長度。 對于等概二進碼、 AWGN信道，有： )1(lo g1 00 /20 NER beR ????12 1ln1 )1(00 0 ?? ? Rb RNE三、線性分組碼的編譯碼原理 線性分組碼的基本概念 一個［ n ， k］線性分組碼， 是把信息劃成 k個碼元為一段 (稱為信息組 )， 通過編碼器變成長為 n個 碼元的一組， 作為［ n， k］線性分組碼的一個碼字。 若每位碼元的取值有 q種 (q為素數(shù)冪 )， 則共有 qk個碼字。 n長的數(shù)組共有 qn組， 在二進制情況下， 有 2n個數(shù)組。 顯然， qn個 n 維數(shù)組 (n 重 )組成一個 GF(q)上的 n 維 線性空間 。 如果 qk(或 2k)個碼字集合構成了一個 k維線性子空間， 則稱它是一個［ n ， k］線性分組碼。 即 將 k維 k重信息空間的元素線性映射到 n維 n重矢量空間（接收矢量 /收碼） 的 k維 n重子空間（碼空間） 。 如下圖為 [7,3]碼 生成矩陣和校驗矩陣 生成矩陣 ： ? ???????????????0 1 10 0 0 11 0 10 0 1 01 1 00 1 0 01 1 11 0 0 0????QG kI G稱為生成矩陣，因為可以用它產(chǎn)生整個碼組 A，即有 ? ? ? ?G34560123456 aaaaaaaaaaaA ?? 生成矩陣的性質 ： 具有 [IkQ]形式的生成矩陣稱為 典型生成矩陣 。由典型生成矩陣得出的碼組 A中，信息位的位置不變，監(jiān)督位附加于其后。這種形式的碼組稱為 系 統(tǒng)碼 。 矩陣 G的各行也必須是
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