【導讀】通信技術的飛速發(fā)展，信道編碼已經(jīng)成功地應用于各種通信系統(tǒng)中。輸方式對可靠性要求的不斷提高，信道編碼技術作為抗干擾技術的一種重要的手段，在數(shù)字通信技術領域和數(shù)字傳輸系統(tǒng)中顯示出越來越重要的作用。信道編碼的目的是為了改善通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。由于實際信道存在噪聲和干擾，使發(fā)送的碼字與信道傳輸后所接收的碼字之間存在差異，稱這種差異為差錯。真，（7,4）Hamming碼對信道的仿真，通過誤碼率的曲線圖來了解信道的編碼。利用matlab的simulink模塊仿真，運用simulink里的卷積碼viterbi譯碼器來對二進

　　

【正文】 nd %繪制 x 和 y的關系曲線圖，縱坐標采用對數(shù)坐標 semilogy(x,y)。 %保持已經(jīng)繪制的圖形 hold on 執(zhí)行此 M 文件，得到如下圖 所示的 關系曲線圖，由此圖可見，隨著信道信噪比的提升，維特比譯碼所得結果的誤比特率越低，信道的可信度越高，信基于 matlab 的信道編碼仿真 25 噪比在大于 2 時信道的誤碼率開始明顯降低。 圖 譯碼器對高斯白噪聲信道的誤碼率曲線圖 卷積編碼器在二進制對稱信道（ BSC）中的性能 二進制對稱信道模塊的一個主要用途是用于檢驗編碼的 糾鍺和檢錯 性能，因為它能夠方便地建立信道誤比特率與編碼信號的誤比特率之間的關系。本節(jié)以卷積編碼為例介紹卷積編 碼器在二進制信 道中的傳輸性能。 卷積編碼器以其優(yōu)良的糾鍺性能在移動通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。 Is95的前向信道和反向信道都采用了卷積編碼器，這些卷積編碼器的約束長度都是9，碼率等于 1/2 或 1/3。對于反向業(yè)務信道 (即從移動臺到基站方向的信道 )，速率集 1(Rate Set1)采用碼率為 1/3 的卷積編碼器 (3 個碼生成多項式分別等于八進制數(shù) 55 663 和 711)，速率集 2(Rate set 2)則采用碼率為 1/2 的卷積編碼器 (碼生成多項式分別等于八進制數(shù) 753 和 561)。在本實例中我們將使用反向全速業(yè)務倍道 (數(shù)據(jù)傳輸速率等于 9600bit/s)速率集 1 的卷積編碼器。圖 所示是本實例的系統(tǒng)組成框圖。 基于 matlab 的信道編碼仿真 26 圖 仿真系統(tǒng) 各個模塊的參數(shù)設置如下各表： 表 Bernoulli Binary Generator(貝努利二進制序列產(chǎn)生器 )的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Bernoulli Binary Generator Probability of zero Initial seed 61 Sample time 1/9600 Framebased output Checked Samples per frame 9600 表 Convolutional Encoder(卷積碼編碼器 )的參數(shù)設置 表 Binary Symmetric Channel（二進制對稱信道） 的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Convolutional Encoder Trellis Poly2trellis(9,557,663,711[]) Reset On each frame 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Binary Symmetric Channel Error probability BitErrorRate 基于 matlab 的信道編碼仿真 27 表 Viterbi Decoder(維特比譯碼器 )的參數(shù)設置 表 Error Rate Calculation(誤碼率統(tǒng)計模塊 )的參數(shù)設置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Error Rate Calculation Receive delay 0 Computation delay 0 Computation mode entire frame output data port reset port unchecked stop simulation unchecked 表 Selector(選擇模塊 )的參數(shù)設置 Initial seed 71 output error vector unchecked 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Viterbi Decoder Trellis structure poly2trellis(9, [557,663,711]) Decision type Hard decision Treceback depth 192 Operation mode Truncated 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 selector input type vector source of element indices internal elements 1 input port width 3 基于 matlab 的信道編碼仿真 28 表 Display(顯示模塊 )的參數(shù)設置 表 To Wrokspace(工作區(qū)寫入模塊 )的參數(shù)設置 整個系統(tǒng)已經(jīng)建造完畢。要運行實例程序，首先 在工作區(qū)中建立一個變量BitErrorRate，并且把 它設置為所需的二進制對稱信道的誤比特率。在這個程序里我們使用了缺省的運行時間 (10 秒 )，運行本實例程序，顯示模塊中顯示的是譯碼后的誤比特率，問時 在工作區(qū)中 可以看到，變量 DecodedErrorRate 是一個長 度為501bit 的向量，其中每 個元素都表示一幀數(shù)據(jù)譯碼之后的誤比特率。 為了觀測二進制對稱信道不同的誤比特率對卷積編碼器性能的影響，我們需要多次改變 BitErrorRat 的數(shù)值，然后重新運行實例程序。 這時我們有程序： %x 表示二進制對稱信道的誤比特 率的各種取值 x=[ ]。 %y 表示卷積編碼信號的誤碼率，它的長度與 x 的長度相等 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Display format short decimation 1 floating display unchecked sample time 1 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 To Wrokspace variable name DecodedErrorRate limit data points to last inf decimation 1 sample time 1 save format Array 基于 matlab 的信道編碼仿真 29 y=x。%對 x 中的每一個元素依次執(zhí)行仿真 for i=1:length(x)%將二進制對稱信道的誤比特率設置為 x 的第 i 個元素的數(shù)值 BitErrorRate=x(i)。 %運行仿真，仿真結果保存在向量 DecodedErrorRate sim(39。project39。)。 %計算 DecodedErrorRate 的平均值作為卷積編碼信號的誤碼率 %為了計算的準確性，舍棄其中的頭 100 個元素 y(i)=mean(DecodedErrorRate)。%(101:504))。 end %繪制 x 和 y 的對數(shù)關系曲線圖 semilogy(x,y)。 仿真出圖 圖 viterbi 譯碼器對二進制對稱信道的誤碼率曲線圖 從上圖 可以看到，當二進制對稱信道的誤碼率小于 20％時，卷積編碼信號的誤碼率都遠遠低于二進制對稱信道誤碼率；而當二進制對稱信道的誤碼率大基于 matlab 的信道編碼仿真 30 于 20％時，卷積編碼信號的誤碼 率近似達到了 50％。這說明當信道的誤碼率高于 20％時，卷積編碼基本失去了原有的糾錯能力。在實際應用中，移動通信系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)能夠保證信道的誤比特率遠遠低于 5％。根據(jù)我們的仿真結果．當信道的誤比特率等于 5％時，卷積編碼信號的誤碼率低于 ％．從這里可以看出．卷積編碼器具有很強的糾錯能力。 較 從上述 2個仿真中的圖 和圖 可以看出，高斯白噪聲信道中 viterbi譯碼隨著信道的信噪比提升，誤比特率越低，信道的可信度，糾錯能力最高。而在 二進制對稱信道中，隨著信道的誤碼率提升， viterbi 譯碼的誤比特率越高，當二進制對稱信道的誤碼率高到一定程度， viterbi 譯碼幾乎會失去糾錯能力。然而在二進制對稱信道和高斯白噪聲信道中可以看出卷積編碼 viterbi 譯碼有很強的糾錯能力。 基于 matlab 的信道編碼仿真 31 在這份畢業(yè)設計中，主要是對不同信道的仿真中學會一些譯碼，卷積碼和漢明碼。通過整個系統(tǒng)的設計與仿真，使我加深了對卷積碼和漢明碼的理解，掌握維特比譯碼的基本思路，知道如何進行誤碼率分析從而選者合適的信道傳輸信號，更重要的是學會了使用 Matlab 作為學習工具來對我們的通信系統(tǒng)進行設計和仿真等操作，這對我們以后的學習和工作有著重要意義。 通過參考資料，向同學請教，導師的教導完成了這份畢業(yè)設計，由于本人的能力有限，時間也有限，這份畢業(yè)設計的要求并沒有完全實現(xiàn)。可是在這次設計中讓我體會了 matlab 的強大功能和應用，讓我了解了以后工作中會需要用到matlab，為我以后的工作鋪下了奠基石。 對過去而言，這是一次總結，對于將來，則是新的邁向更高知識階梯的又一起點。 基于 matlab 的信道編碼仿真 32 致謝 首先，在這次畢業(yè)設計中，在指導老師祝老師的幫助下 順利完成。讓我在這次設計中了解到大學 4 年所沒掌握的一些知識， 使我獲益匪淺 。 使我對 matlab應用有了進一步的結合，這里我對她 表示 最 衷心 的 感謝 。 其次，感謝張艾在這次設計中給予我的幫助，讓我順利完成我的畢業(yè)設計。 最后，在此文即將完成之際，我衷心的感謝在此過程中幫助過我的每個人，在這里請接收我最誠摯的謝意！由于時間倉促、自身等原因，文章錯誤疏漏之處在所難免，懇請各位老師斧正。 基于 matlab 的信道編碼仿真 33 參考文獻 [1]樊昌信等 ， 《通信原理（第四版）》 國防工業(yè)出版社 [2]王立寧等 ， 《 MATLAB與通信仿真》 人民郵電出版社 [3]吳偉陵 ， 《信息處理與編碼》 北京郵電大學出版社 [4] 劉玉君 ， 信道編碼 [M]. 河南科學技術出版社， [5] 王秉鈞，馮玉珉，田寶玉 .通信原理 [M]. 清華大學出版社 [6] 王新梅，肖國鎮(zhèn) .糾錯碼［ M］ . 西安電子科技大學出版社 [7] 鄧華 .MATLAB通信仿真及應用實例詳解 [M]. 人民郵電出版社 [8] 劉寶琴，張芳蘭，田立生 . 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