【正文】 大在大多數(shù)場合可解釋為距離最小，這種最小距離譯碼體現(xiàn)的正是最大似然的準(zhǔn)則。 對 于 (n, k, K )卷積碼，其網(wǎng)格圖中 共 2kL種狀態(tài) 。因此，當(dāng)序列發(fā)送完畢后，要在網(wǎng)格圖的終結(jié)處加上（ K1）個己知的信息作為結(jié)束信息。 T 稱為截短深度，T選的足夠大時，則對譯碼器輸出的譯碼錯誤概率影響很小。 在此單元中，支路量度與以前所存儲的路徑量度相加，然后對匯聚到同一節(jié)點(diǎn)處的支路進(jìn)行路徑量 度比較，選擇一條路徑量度最小的路徑保留下來。 Sample time= 表示抽樣時間，也就是說輸出序列中每個二進(jìn)制符號的持續(xù)時間是 秒。（ 3， [6， 7]）說明約束長度是 3，生成多項(xiàng)式是（八進(jìn)制） 6和 7，電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 24 無反饋多項(xiàng)式。 Computation mode 表示計(jì)算模式，幀的計(jì)算模式 (Entire frame)，誤碼統(tǒng)計(jì)模塊對發(fā)送端和接收端的所有輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 Decision type 是指判決類型，有 3種：（ 1） Unquantized（非量化）（ 2） Hard Decision（硬判決），（ 3） Soft Decision（軟判決） Traceback depth 表示反饋深度。 表 51 簡化譯碼模塊的 Bernoulli Binary Generator 的參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Bernoulli Binary Generator Probability of zero Initial seed 5 Sample time 10 Framebased output Checked Samples per frame 5 運(yùn)行仿真 ( )，在 matlab 的命令窗口中輸入 pdata 和 data 分別得到相應(yīng)的二進(jìn)制序列。 %準(zhǔn)備一個空白圖形 hold off。 圖 61 運(yùn)行結(jié)果 . 不同回溯長度對卷積碼性能的影響 下面將以（ 2， 1， 7）卷積碼來建立模塊仿真。 sim(39。yima139。)。 y=x。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。下面的曲線是（ 2， 1， 7）卷積碼的誤碼性能曲線。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。從接到題目到設(shè)計(jì)結(jié)束的過程中經(jīng)歷了很多，總的來說可以概括為以下幾點(diǎn)。從畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題到完成，唐老師給予了我們耐心的指導(dǎo)與細(xì)心的關(guān)懷，正因?yàn)橛辛诉@些，才不至于讓我們在課程設(shè)計(jì)過程中迷失方向，失去前進(jìn)動力。如對于Viterbi 譯碼的軟，硬判決的誤碼性能對比和應(yīng)用還有必要進(jìn)一 步研究。 經(jīng)過自己的努力和唐老師的耐心指導(dǎo)，畢業(yè)設(shè)計(jì)順利按時完成。)。yima39。 不同約束長度對卷積碼的誤碼性能影響 如下圖 64， 對于碼率一定的卷積碼 ,當(dāng)約束長度 N 發(fā)生變化時 ,系統(tǒng)的誤碼性能也會隨之發(fā)生變化 , 我們以碼率 R = 1/ 2 的 (2 ,1 ,3)和（ 2， 1， 7） 卷積碼為例展開分析。 end semilogy(x,y)。從圖 63中的誤比特率曲線可以看出 ,當(dāng)碼率一定時 ,隨著信道噪聲的逐漸減小 ,系統(tǒng)的誤比特率也逐漸減小 ,當(dāng)改變系統(tǒng)碼率時 ,隨著卷積碼 碼率的逐漸提高 ,系統(tǒng)的誤比特率也呈現(xiàn)出增大的趨勢 ,也就是說碼率越低 ,系統(tǒng)的誤比特率就越小 ,誤碼性能就越好 。 sim(39。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 y=x。 end %繪制 x 和 y的關(guān)系曲線圖，縱坐標(biāo)采用對數(shù)坐標(biāo) semilogy(x,y)。 M文件代碼如下： %x表示信噪比 x=10:5。 圖 57 簡化譯碼模塊框圖 同時，為了便于觀察，將 Bernoulli Binary Generator(貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器 )的參數(shù)設(shè)置為如表 51所示，以產(chǎn)生簡單的 15 位二進(jìn)制隨機(jī)碼，也將Viterbi Decoder 的 Trceback depth 值改為 5。 圖 56 卷積碼譯碼器模塊的設(shè)置框圖 如上圖 56是卷積碼譯碼器模塊的設(shè)置框圖。 Computation delay 表示計(jì)算延遲，在仿真過程中，有時間需要忽略最初的若干個輸入數(shù)據(jù)就通過計(jì)算延遲來實(shí)現(xiàn)。其中 Trellis structure（ Trellis 結(jié)構(gòu)）中通過 poly2trellis()函數(shù)把卷積碼的約束長度，生成 多項(xiàng)式以及反饋多項(xiàng)式轉(zhuǎn)換成 Trellis 結(jié)構(gòu)的形式。 Initial seed 表示隨機(jī)種子數(shù)。對 R=k/n 碼來說，每第 4章 信道編碼及譯碼 21 次將有 2 個不同的量度值。傳輸序列很長時，判決需要的長延時和相當(dāng)大的存儲量是我們無法承受的。有時會出現(xiàn)兩條路徑的對數(shù)似然函數(shù)累加值相等的情形，在這種情況下可以任意選擇其中一條作為“幸存”路徑。這樣一直進(jìn)行到最后第 L級(L為發(fā)送序列的長度 )。然后逐次比較譯出信息值。進(jìn)一步可以推知指向狀態(tài) i的前一時刻的兩個狀態(tài)生成的碼組，這樣便于以判斷漢明距離。 圖 43 (2,1,4)碼狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 如 圖 所示，圖 43 為 (2,1,4)碼的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，圖 45為 (2,1,4)碼的網(wǎng)格圖。這個漢明距離是進(jìn)入該狀態(tài)的分支度量加上在與該分支相連的前一步的幸存路徑的度量值。概率譯碼，又稱最大似然譯碼，是基于信道的統(tǒng)計(jì)特性和卷積碼的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。常用的概率譯碼方法有維特比譯碼和序列譯碼。這樣可以得到： （ 43) （ 44） D 0 D 2D 1 D 3++MV 1V 2O U T電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 16 編碼程序流程圖 圖 42 卷積碼編碼程序流程圖 卷積碼譯碼過程的概述 卷積碼的譯碼方式有三種 [3]:(1)1963年由梅西 ((Massey)提出的門限譯碼，這是一種基于碼代數(shù)結(jié)構(gòu)的代數(shù)譯碼，類似于分組碼中的大數(shù)邏輯譯碼 。 (n ,k ,N) 表示把 k個信息比特編成 n個比特， N 為編碼約束長度 ,說明編碼過程中互相約束的碼段個數(shù)。A 律壓縮特性 39。y39。折線近似 u 律 39。 yy=[1,7/8,6/8,5/8,4/8,3/8,2/8,1/8,1/8,2/8,3/8,4/8,5/8,6/8,7/8,1]。k.:39。 MATLAB 程序： clear all close all dx=。這樣，它基本上保持了連續(xù)壓擴(kuò)特性曲線的優(yōu)點(diǎn)，又便于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。 第三步：把 y 軸均勻劃分為 8段，每段均勻分為 16 分。過程為： 第一步：把 x（ x0 部分）劃分為不均勻的 8段。如果輸入為向量，則向量中的每一個分量將被單獨(dú)處理 [7]。 Simulink 使用過零檢測來檢測連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)。 在每個時間步中， Simulink 所采取的動作依次如下： （ 1）按照排列好的次序更新模型中的輸出。 完成以上工作后就可以進(jìn)行下一步工作了，也就是模塊執(zhí)行階段 （ 2） 模塊執(zhí)行階段 一般模型是使用數(shù)值積分來進(jìn)行仿真的，所運(yùn)用的仿真解法器（仿真算法 ）依賴于模型提供它的連續(xù)積分能力。 離散模塊的輸出信號在下一個抽樣到來之前保持恒定，這時候 Simulink 只需要以一定的間隔計(jì)算輸出信號的數(shù)值?；诰仃嚨臄?shù)值計(jì)算； 在仿真過程中，用戶已經(jīng)從仿真過程中獲得了足夠多的關(guān)于系統(tǒng)性能的消息，但是這些信息只是一些原始數(shù)據(jù)，一般還需要經(jīng)過數(shù)值分析和處理才能獲得衡量系統(tǒng)性能的尺度，從而獲得對仿真性能的一個總體評價。在仿真建模過程中，可以先建立一個相對簡單的仿真模型，然后再根據(jù)仿真結(jié)果和仿真過程的需要逐步增加仿真模型的復(fù)雜度。因此，在對原有的通信系統(tǒng)作出改進(jìn)或建立一個新系統(tǒng)之前，通常對這個系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果衡量方案的可行性，從中選擇最合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，然后在應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中，這個過程就叫通 信仿真 [2]。根據(jù)信源所產(chǎn)生信號的性質(zhì)不同，可分為模擬信源和離散信源。 為以后研發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 MATLAB 將高性能的科學(xué)計(jì)算、結(jié)果可視化和編程集中在一個易于操作的環(huán)境中，并提供大量的內(nèi) 置函數(shù)，具有強(qiáng)大的矩陣計(jì)算和繪畫功能，是用于科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域分析、仿真和設(shè)計(jì)工作。在卷積碼中，因?yàn)?Viterbi算法效率高，速度快，結(jié)構(gòu)相對簡單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 A律編碼、μ律編碼以及卷積碼以其高速性和可靠性在實(shí)際應(yīng)用中越來越廣泛。最后，通過在仿真過程中 分別改變卷積碼的重要參數(shù)來加深理解卷積碼的這些參數(shù)對卷積碼的誤碼性能的影響。卷積碼是一種性能優(yōu)越的信道編碼。 （ 2）對于碼率一定的卷積碼 ， 當(dāng)約束長度 N 發(fā)生變化時 ， 系統(tǒng)的誤碼性能也會隨之發(fā)生變化。而在對卷積碼的研究中，其中編碼器較簡單，模式也很統(tǒng)一。因此采用 Viterbi譯碼算法具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。Simulink 采用模塊化建模方式，每個模塊都有自己的輸入 /輸出端口，實(shí)現(xiàn)其功能 [5]。由于人們對通信容量要求越來越高，對通信的業(yè)務(wù)要求越來越多樣化，所以通信系統(tǒng)正迅速向著寬帶化方向發(fā)展，而光纖通信系統(tǒng)將在通信網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用 [2]。 在信號傳輸過程中，必然會引入發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒介的熱噪聲和各種干擾和衰減，及信號在信道中傳輸時，會產(chǎn)生信道噪聲。 (1)仿真建模 仿真建模是根據(jù)實(shí)際通信系統(tǒng)建立仿真模型，它是整個通信仿真過程中的一個關(guān)鍵步驟，因?yàn)榉抡婺Ｐ偷暮脡闹苯佑绊懼抡娴慕Y(jié)果以及仿真結(jié)構(gòu)的真實(shí)性和可靠性。在以上工作準(zhǔn)備好仿真模型后，就是仿真軟件的選擇了，使用仿真軟件建立好模型后，仿真建模的這一步驟就基本完成了。Simulink 提供了專門用于顯示輸出信號的模塊，可以在仿真過程中隨時觀察仿真結(jié)果。豐富數(shù)據(jù)的 I/O 接口； （ 1） 初始化階段 在初始 化階段， Simulink 內(nèi)部主要完成以下工作。決定模型由無顯示設(shè)定的信號屬性。 然后，根據(jù)當(dāng)前時刻的輸入和狀態(tài)來決定狀態(tài)的微分；得到微分向量后再把它返回給解法器；后者用它來計(jì)算下一個采樣點(diǎn)的狀態(tài)向量。對于離散系統(tǒng)， Simulink 只有在當(dāng)前時間是模塊采樣時間的整數(shù)倍時，才會更新模塊的輸出。電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 8 第 3 章 信源編碼 A 律μ律編碼特性 信源編碼也稱為量化或信號格式化，它一般是為了減少冗余度或?yàn)楹罄m(xù)的處理做準(zhǔn)備而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理。 μ律編碼 和 A 律壓縮編碼類似，μ律壓縮編碼中如果輸入信號為 x，輸出信號為 y，則μ律壓縮滿足式 32。 第二步：把每段均勻劃分為 16等份，每一份表示一個量化級，顯然 8 段共16x8=128= 個量化級，需要二進(jìn)制 7 位編碼表示。第一段斜率 其他段為 [7]: 以上分段為 x 取正值時的情況。由于正向一、二兩段和負(fù)向一、二兩段的斜率相同，這四段實(shí)際上為一條直線，因此正、負(fù)雙向的折線總共由 13條直線段構(gòu)成，故稱其為 13折線。 A=。) xlabel(39。) stem(xx,yy,39。) title(39。 plot(xx,yy,39。,4) 圖 32 A 律 13折線 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 14 圖 3－ 3 μ律 15 折線 如圖 32 所示， 13 折線各段落的分界點(diǎn) A= 曲線十分逼近，并且兩特性起始段的斜率均為 16，這就是說， 13折線非常逼近 A= 的對數(shù)壓縮特性。 R = k/ n 是卷積碼的碼率 ,碼率和約束長度是衡量卷積碼的兩個重要參數(shù) [1]。