基于matlab的通信系統(tǒng)仿真：信道編碼對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響(已修改)
2025-11-21 03:34 本頁面
【正文】 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目： 基于 MATLAB 的通信系統(tǒng)仿真 ——— 信道編碼對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響 專業(yè)： 通信工程 姓名： XXX 學(xué)號(hào)： 0730xxxx 基于 MATLAB的通信系統(tǒng)仿真 ——— 信道編碼對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響 摘要 ： 簡(jiǎn)述信道編碼理論，詳細(xì)說明分組碼的編譯原理、實(shí)現(xiàn)方法及檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力，用 MATLAB仿真有無信道編碼條件下對(duì)通信系統(tǒng)性能的影響及信道編碼在不同信道下對(duì) 通信系統(tǒng)性能的影響，如 AWGN信道和深衰落信道 。 關(guān)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(shù)所追求的目標(biāo)，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(xué)理論 ” 中 ,提出了著名的有噪信道編碼定理 .他指出：對(duì)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(shí) ,其誤碼率可以任意小 .該定理在理論上給出了對(duì)給定信道通過編碼所能達(dá)到的編碼增益的上 限 ,并指出了為達(dá)到理論極限應(yīng)采用的譯碼方法 .在信道編碼定理中 ,香農(nóng)提出了實(shí)現(xiàn)最佳編碼的三個(gè)基本條件 ： (1 )采用隨機(jī)編譯碼方式 。 (2 )編碼長(zhǎng)度Ｌ →∞ , 即分組的碼組長(zhǎng)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?dāng)_同時(shí) 多用戶干擾、多徑傳播和功率限制等 也 導(dǎo)致錯(cuò)誤譯碼。為了確保系統(tǒng)的誤比特率指標(biāo)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(zhì)量而設(shè)計(jì)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(shí)質(zhì) 信道編碼的實(shí)質(zhì)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(guān)系，這樣由信息碼元和監(jiān)督碼元共同組成一個(gè)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(zhǎng)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(duì)于任何一個(gè)信道，總 存在一個(gè)截止速率 R0，只要 R?R0，總可以達(dá)到： BER?CR2nR0，其中 CR為某個(gè)常數(shù)，n為編碼的約束長(zhǎng)度。 對(duì)于等概二進(jìn)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(gè)［ n ， k］線性分組碼， 是把信息劃成 k個(gè)碼元為一段 (稱為信息組 )， 通過編碼器變成長(zhǎng)為 n個(gè) 碼元的一組， 作為［ n， k］線性分組碼的一個(gè)碼字。 若每位碼元的取值有 q種 (q為素?cái)?shù)冪 )， 則共有 qk個(gè)碼字。 n長(zhǎng)的數(shù)組共有 qn組， 在二進(jìn)制情況下， 有 2n個(gè)數(shù)組。 顯然， qn個(gè) n 維數(shù)組 (n 重 )組成一個(gè) GF(q)上的 n 維 線性空間 。 如果 qk(或 2k)個(gè)碼字集合構(gòu)成了一個(gè) k維線性子空間， 則稱它是一個(gè)［ 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(yàn)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?yàn)榭梢杂盟a(chǎn)生整個(gè)碼組 A，即有 ? ? ? ?G34560123456 aaaaaaaaaaaA ?? 生成矩陣的性質(zhì) ： 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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