【導讀】Simulink軟件進行設計與仿真，進行誤碼率分析。卷積碼是一種性能優(yōu)越的信道。它的編碼器和譯碼器都比較容易實現，同時它具有較強的糾錯能力。糾錯編碼理論研究的不斷深入，卷積碼的實際應用越來越廣泛。了卷積碼的編碼原理和譯碼原理。并在SIMULINK模塊設計中，完成了對卷積碼的。最后，通過在仿真過程中分別。經過仿真和實測，并對測試結果作了分析。得出了以下三個結論：。當改變卷積碼的碼率時，系統的誤碼性能也將隨之發(fā)生變化?；厮蓍L度也會不同程度上地影響誤碼性能。

　　

【正文】 me 5 運行仿真 ( )，在 matlab 的命令窗口中輸入 pdata 和 data 分別得到相應的二進制序列。對所得序列分別截圖，可得如圖 58所示 結果?？梢?，譯碼器能第 5 章 卷積碼的仿真 27 夠正確進行譯碼，所設計簡化譯碼器正確，因而，從理論上可推導，原設計正確。 圖 58 簡化譯碼器仿真結果 通過對 文件進行仿真，證明設計正確，但因所得二進制碼太多，此處便不進行截圖證明。 電子科技大學成都學院本科課程設計論文 28 第 6 章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析 信噪比與誤碼率的關系 編制 M文件 ，使 在不同的信噪比條件下重復執(zhí)行前面建立的項目 。然后繪制信道的信噪比與編碼信號誤比特率之間的關系曲線圖。 M文件代碼如下： %x表示信噪比 x=10:5。 %y表示信號的誤比特率 y=x。 %準備一個空白圖形 hold off。 %重復運行 ，檢驗不同條件下硬判決譯碼的性能 for i=1:length(x) %信道的信噪比依次取 x中的元素 SNR=x(i)。 %運行仿真程序，得到的誤比特率保存在工作區(qū)變量 BitErrorRate 中 sim(39。convh39。)。 %計算 BitErrorRate 的均值作為本次仿真的誤比特率 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end %繪制 x 和 y的關系曲線圖，縱坐標采用對數坐標 semilogy(x,y)。 %保持已經繪制的圖形 第 6 章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析 29 hold on 執(zhí)行此 M 文件，得到如圖 61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，信噪比在大于 2 時信道的誤碼率開始明顯降低。 圖 61 運行結果 . 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。將譯碼模塊中的 Traceback depth 分別設置為 20， 35， 45并在一個圖中畫出這三種方式下的誤碼性能曲線得到 下圖 62。從上到下的三條曲線分別是 Traceback depth 為 20， 35， 45?？梢钥闯觯夯厮蓍L度是在 Viterbi 譯碼過程中一個很重要的參數 ,他決定了譯碼延遲 ,隨著他的不斷變化 ,誤碼性能也隨誤比特率曲線可以清楚地看到 ,當回溯長度一定時 ,隨著信道噪聲的逐漸減小 ,系統的誤比特率逐漸降低 。當回溯長度逐漸增加 ,系統的誤比特率隨之逐漸降低 ,但是當回溯程度 τ 增加到 τ ≥ 5 N 時 （ N 為編碼的約束長度 ) ,誤比特 率數值趨于穩(wěn)定 ,因此 ,在確定回溯長度時既要考慮到隨著 τ 的增加誤比特率隨之降低的趨勢 ,也要考慮到譯碼延遲會變大 ,在選取回溯長度時 ,通常取 τ = 5 N。 電子科技大學成都學院本科課程設計論文 30 圖 62 不同回溯長度對誤碼性能的影響 分析不同回溯長度對卷積碼誤碼性能的影響時用到的程序如下： x=10:5。 y=x。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima39。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 hold on。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima139。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end 第 6 章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析 31 semilogy(x,y)。 hold on。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima239。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 不同碼率對卷積碼誤碼性能的響 下面圖 63是通過改變卷積碼的碼率為 1/2 和 1/3 而得到的二條對比曲線。上面的一條曲線是碼率為 1/2，下面的是碼率為 1/3。 卷積碼的碼率 R = k/ n,他是卷積碼的一個重要參數 ,當改變卷積碼的碼率時 ,系統的誤碼性能也將隨之發(fā)生變化。從圖 63中的誤比特率曲線可以看出 ,當碼率一定時 ,隨著信道噪聲的逐漸減小 ,系統的誤比特率也逐漸減小 ,當改變系統碼率時 ,隨著卷積碼 碼率的逐漸提高 ,系統的誤比特率也呈現出增大的趨勢 ,也就是說碼率越低 ,系統的誤比特率就越小 ,誤碼性能就越好 。 圖 63 卷積碼不同碼率對誤碼性能的影響 分析不同碼率對卷積碼誤碼性能的影響時用到的程序如下： 電子科技大學成都學院本科課程設計論文 32 x=0:5。 y=x。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima139。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 hold on。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima239。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 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 ,當約束長度 N 發(fā)生變化時 ,系統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。上面的曲線是（ 2， 1， 3）卷積碼的誤碼性能曲線。下面的曲線是（ 2， 1， 7）卷積碼的誤碼性能曲線。從圖 54 中的誤比特率曲線可以清楚地看到 ,隨著約束長度的逐漸增加 ,系統的誤比特率明顯降低 ,所以說當碼率一定時 ， 增加約束長度可以降低系統的誤比特率 ,但是隨著約束長度的增加 ， 譯碼設備的復雜性也會隨之增加 ,所以對于碼率為 1/ 2 的卷積碼 ， 我們在選取約束長度時一般為 3～ 9 。 第 6 章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析 33 圖 64 不同約束長度對卷積碼誤碼性能的影響 分析不同約束長度對卷積碼誤碼性能影響用到的程序如下： x=0:5。 y=x。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima39。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 hold on。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 sim(39。yima139。)。 y(i)=mean(BitErrorRate)。 end semilogy(x,y)。 電子科技大學成都學院本科課程設計論文 34 通過上面從（ 1）回溯長度；（ 2）碼率；（ 3）約束長度這三個卷積碼的重要參數的變化后對譯碼性能的分析，我們得到在卷積碼的編碼，譯碼過程中有很多條件是不可能同時滿足的。所以我們要根據具體情況來選擇合適的參數。第 7 章 結論 35 第 7 章 結論 通過本次課題的研究，針對 Viterbi 算法在理論和實現兩方面分別進行了較深的研究。理論方面，在深入了解了用于卷積碼的 Viterbi 譯碼算法基本原理后，進一步將其拓展到 SIMULINK 模塊仿真方面的應用，主要給出了基于 Matlab 的卷積編碼和 Viterbi 算法應用過程。在實現方面，本 文重點研究的是用 SIMULINK實現不同碼率；不同約束長度；不同回溯長度下的卷積碼的誤碼性能的對比研究 .最后仿真得到對比圖，達到了研究的預期目的。 經過自己的努力和唐老師的耐心指導，畢業(yè)設計順利按時完成。它是對我們把本科四年所學的理論知識運用到實踐中的一次系統的檢驗。從接到題目到設計結束的過程中經歷了很多，總的來說可以概括為以下幾點。 （ 1）設計中要用到的 Simulink 仿真軟件是我們第一次接觸，所以剛接到題目時無從下手，后來通過上網和借助圖書館的書籍，學習這門新的軟件，學習過程中遇到很多困難，但通過 自己的努力和老師的幫助，最終掌握了仿真的基本方法。 （ 2）由于面臨找工作的問題，和此次設計工作的時間安排上有一定的沖突。為了順利完成設計工作，老師安排了每周的工作量和所要達到的目標，自己也制定了相應的時間表，以求更充分的利用時間。 （ 3）剛開始在設計的步驟和方法上比較混亂，后通過借閱各種資料和請教老師，有了明確的工作方向和清晰的設計步驟，使我能在更短的時間內很好的完成了本次畢業(yè)設計。 由于時間原因，本文的工作在很多方面未能更深入地研究下去。如對于Viterbi 譯碼的軟，硬判決的誤碼性能對比和應用還有必要進一 步研究。 參考文獻 36 參考文獻 [1] 《信息論與編碼》 高等教育出版社 仇佩亮 編著 [2] 《 MATLAB/Simulink通信系統建模與仿真實例》 電子工業(yè)出版社 邵佳 董辰輝編著 . [3] 《現代通信系統 — 使用 MATLAB》 西安交通大學出版社 約翰 . 馬蘇德 .薩勒赫 編劉樹棠譯 [4] 《 SIMULINK通信仿真教程》國防工業(yè)出版社 主編 李賀冰 副主編 袁杰萍 孔俊霞 [5] 呂鋒 ,劉泉，江雪梅． 基于 MATLAB 的信號與系統軟件實驗平臺 [J]. 理工高教研究 [6] 《通 信原理》 國防工業(yè)出版社 樊昌信 吳成柯編 [7] 基于 MATLAB的通信系統仿真，趙靜，張瑾等編著，北京航空航天大學出版社 [8]Train Communication Network(TCN)， IEC61375— 1， 1999 [9]通信原理 MATLAB仿真教程，趙鴻圖 茅艷主編 ，人民郵電出版社 [10] MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用，徐明遠，邵玉斌編著，西安電子科技大學出版社 致 謝 37 致 謝 在此次課程設計過程中，我們遇到了許多困難，但是在唐老師的親切指導和悉心關懷下，我們最終順利的完成了課程的 設計。從畢業(yè)設計的選題到完成，唐老師給予了我們耐心的指導與細心的關懷，正因為有了這些，才不至于讓我們在課程設計過程中迷失方向，失去前進動力。 感謝電子科技大學成都學院四年來對我們的辛苦培育，讓我們大學四年學到了很多東西，特別感謝電子信息工程系為我們提供了良好的學習環(huán)境，感謝領導老師們四年來對我們的關懷與指導，讓我們得以學習到很多有用的知識，最后感謝四年來我們一起奮斗學習的兄弟姐妹們，正是因為你們在我們困難的時候幫助我們，關心我們，支持和鼓勵我們，使得我們的四年學習生涯充滿了美好的回憶。結論 要想設計好和應用 好高速加工機床，設計者和應用者除了需要了解和掌握前面所介紹的一些相關基本知識和前人的實踐經驗之外， 還要 認真研究目前已有的一些具有代表性的高速加工機床所采用的技術方案和結構設計的特點，弄清其設計意圖和方案選用的依據，實際應用的效果和不同用戶所確認的該機床的優(yōu)缺點，從而可以吸取別人的經驗； 最后 要善于對各種可供選用，特別是其中擬自行研發(fā)或選用的技術方案和工藝方法，進行綜合的分析比較，評估其研發(fā)和選用的經濟合理性、技術先進性和適用性 致謝 38 Asdfghjkl 致 謝 39