【正文】 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?cè)谡n程設(shè)計(jì)過(guò)程中迷失方向，失去前進(jìn)動(dòng)力。如對(duì)于Viterbi譯碼的軟，硬判決的誤碼性能對(duì)比和應(yīng)用還有必要進(jìn)一步研究。（3）剛開(kāi)始在設(shè)計(jì)的步驟和方法上比較混亂，后通過(guò)借閱各種資料和請(qǐng)教老師，有了明確的工作方向和清晰的設(shè)計(jì)步驟，使我能在更短的時(shí)間內(nèi)很好的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。（2）由于面臨找工作的問(wèn)題，和此次設(shè)計(jì)工作的時(shí)間安排上有一定的沖突。從接到題目到設(shè)計(jì)結(jié)束的過(guò)程中經(jīng)歷了很多，總的來(lái)說(shuō)可以概括為以下幾點(diǎn)。經(jīng)過(guò)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(shí)完成。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(jìn)一步將其拓展到SIMULINK模塊仿真方面的應(yīng)用，主要給出了基于Matlab的卷積編碼和Viterbi算法應(yīng)用過(guò)程。所以我們要根據(jù)具體情況來(lái)選擇合適的參數(shù)。 end semilogy(x,y)。)。 sim(39。 hold on。 y(i)=mean(BitErrorRate)。yima39。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。圖 64 不同約束長(zhǎng)度對(duì)卷積碼誤碼性能的影響分析不同約束長(zhǎng)度對(duì)卷積碼誤碼性能影響用到的程序如下：x=0:5。下面的曲線是（2，1，7）卷積碼的誤碼性能曲線。 不同約束長(zhǎng)度對(duì)卷積碼的誤碼性能影響如下圖64，對(duì)于碼率一定的卷積碼,當(dāng)約束長(zhǎng)度N 發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)的誤碼性能也會(huì)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(kāi)分析。 y(i)=mean(BitErrorRate)。yima239。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 end semilogy(x,y)。)。 sim(39。 y=x。從圖63中的誤比特率曲線可以看出,當(dāng)碼率一定時(shí),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(shí),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(shì),也就是說(shuō)碼率越低,系統(tǒng)的誤比特率就越小,誤碼性能就越好。上面的一條曲線是碼率為1/2，下面的是碼率為1/3。 end semilogy(x,y)。)。 sim(39。 hold on。 y(i)=mean(BitErrorRate)。yima139。 for i=1:length(x) SNR=x(i)。 end semilogy(x,y)。)。 sim(39。 y=x。當(dāng)回溯長(zhǎng)度逐漸增加,系統(tǒng)的誤比特率隨之逐漸降低,但是當(dāng)回溯程度τ增加到τ≥5 N 時(shí)（ N 為編碼的約束長(zhǎng)度) ,誤比特率數(shù)值趨于穩(wěn)定,因此,在確定回溯長(zhǎng)度時(shí)既要考慮到隨著τ的增加誤比特率隨之降低的趨勢(shì),也要考慮到譯碼延遲會(huì)變大,在選取回溯長(zhǎng)度時(shí),通常取τ= 5 N。從上到下的三條曲線分別是Traceback depth為20，35，45。圖 61 . 不同回溯長(zhǎng)度對(duì)卷積碼性能的影響下面將以（2，1，7）卷積碼來(lái)建立模塊仿真。 end%繪制x和y的關(guān)系曲線圖，縱坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)semilogy(x,y)。)。 %運(yùn)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。%準(zhǔn)備一個(gè)空白圖形hold off。M文件代碼如下：%x表示信噪比x=10:5。第6章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析第6章 卷積碼譯碼器的誤碼率分析?？梢?jiàn)，譯碼器能夠正確進(jìn)行譯碼，所設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化譯碼器正確，因而，從理論上可推導(dǎo)，原設(shè)計(jì)正確。表51 簡(jiǎn)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 GeneratorProbability of zeroInitial seed5Sample time10Framebased outputCheckedSamples per frame5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。圖57 簡(jiǎn)化譯碼模塊框圖同時(shí)，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(jiǎn)單的15位二進(jìn)制隨機(jī)碼，也將Viterbi Decoder的Trceback depth值改為5。 簡(jiǎn)化維特比譯碼器的仿真為了驗(yàn)證譯碼模塊的正確性，便讓其進(jìn)行最簡(jiǎn)模式運(yùn)行，為此，臨時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)化信號(hào)系統(tǒng)，關(guān)閉信道噪聲，不進(jìn)行二進(jìn)制相位的調(diào)制與解調(diào)，去掉誤比特率統(tǒng)計(jì)模塊。Operation mode是指操作模式。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。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。對(duì)應(yīng)圖41看Elements是指輸出端口的個(gè)數(shù)為1。workspace表示把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸出到工作區(qū)。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(duì)發(fā)送端和接收端的所有輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。Computation delay表示計(jì)算延遲，在仿真過(guò)程中，有時(shí)間需要忽略最初的若干個(gè)輸入數(shù)據(jù)就通過(guò)計(jì)算延遲來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中Receive delay表示的是接收延遲，意思是在通信接收的端口需要對(duì)已經(jīng)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解碼或解交織而帶來(lái)一定的延遲，使得到達(dá)誤碼統(tǒng)計(jì)模塊接收端的信號(hào)滯后于發(fā)送端的信號(hào)。Reset是復(fù)位方式，這里設(shè)置為on each frame，它表示卷積碼編碼器在每幀數(shù)據(jù)開(kāi)始之前自動(dòng)對(duì)寄存器復(fù)位。（3，[6，7]）說(shuō)明約束長(zhǎng)度是3，生成多項(xiàng)式是（八進(jìn)制）6和7，無(wú)反饋多項(xiàng)式。其中Trellis structure（ Trellis結(jié)構(gòu)）中通過(guò)poly2trellis()函數(shù)把卷積碼的約束長(zhǎng)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。第二項(xiàng)是Samples per symbol（輸出信號(hào)采樣數(shù)）這里設(shè)置為1。Framebased outputs 是用來(lái)確定幀的輸出格式。Sample time=。Initial seed 表示隨機(jī)種子數(shù)。第5章 卷積碼的仿真第5章 卷積碼的仿真 Simulink仿真模塊的參數(shù)設(shè)置以及重要參數(shù)的意義在建立如圖51的仿真模塊后，對(duì)各個(gè)模塊分別一一進(jìn)行設(shè)置后并運(yùn)行仿真。對(duì)于R=1/n卷積碼而言，每接收一組新的支路信息，在各個(gè)狀態(tài)的路徑存儲(chǔ)器中存入經(jīng)“加一比一選”電路選出的一位假想信息比特，同時(shí)將最先存入路徑存儲(chǔ)器的一位比特輸出給判決單元。 在此單元中，支路量度與以前所存儲(chǔ)的路徑量度相加，然后對(duì)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(lái)。對(duì)R=k/n碼來(lái)說(shuō)，每次將有2個(gè)不同的量度值。當(dāng)譯碼器出現(xiàn)失步時(shí)，網(wǎng)格圖中幸存路徑合并的速率比同步時(shí)慢得多[9]。顯然，當(dāng)支路定時(shí)失步時(shí)，譯碼過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)大量的差錯(cuò)，只要能檢測(cè)出這種狀態(tài)，即能有效地調(diào)整支路同步。T稱為截短深度，T選的足夠大時(shí)，則對(duì)譯碼器輸出的譯碼錯(cuò)誤概率影響很小。傳輸序列很長(zhǎng)時(shí)，判決需要的長(zhǎng)延時(shí)和相當(dāng)大的存儲(chǔ)量是我們無(wú)法承受的。由上述可見(jiàn)，Viterbi譯碼過(guò)程并不復(fù)雜，譯碼器的運(yùn)行是前向的、無(wú)反饋的。因此，在接收到（K1）個(gè)己知信息后，在整個(gè)網(wǎng)格圖中就只有唯一的一條幸存路徑保留下來(lái)，這就是譯碼所得的路徑。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(gè)己知的信息作為結(jié)束信息。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩條路徑的對(duì)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。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)引出兩條支路，因此以后各級(jí)中路徑的延伸都增大一倍，但比較它們的似然函數(shù)累加值后，丟棄一半，結(jié)果留存下來(lái)的路徑總數(shù)保持常數(shù)。在Viterbi譯碼算法中，把匯聚在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的兩條路徑的對(duì)數(shù)似然函數(shù)累加值進(jìn)行比較，然后把具有較大對(duì)數(shù)似然函數(shù)累加值的路徑保存下來(lái)，而丟棄另一條路徑，經(jīng)挑選后第K級(jí)只留下2K條幸存路徑。 對(duì)于(n, k, K )卷積碼，其網(wǎng)格圖中共2kL種狀態(tài)。這樣一直進(jìn)行到最后第L級(jí)(L為發(fā)送序列的長(zhǎng)度)。用格圖描述時(shí)，由于路徑的匯聚消除了樹(shù)狀圖中的多余度，譯碼過(guò)程中只需考慮整個(gè)路徑集合中那些使似然函數(shù)最大的路徑。[3]主要區(qū)別在于:分組碼是孤立地求解單個(gè)碼組的相似度，而卷積碼是求碼字序列之間的相似度。概率最大在大多數(shù)場(chǎng)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。然后逐次比較譯出信息值。 ③譯碼如圖45所示，其中紅線表示計(jì)算得到的最優(yōu)路徑。在所有的接收碼組處理完之后，會(huì)得到一組漢明距離以及所對(duì)應(yīng)的最優(yōu)路徑。假設(shè)某一時(shí)刻的狀態(tài)i，首先判斷前一時(shí)刻所有狀態(tài)中，是哪兩個(gè)狀態(tài)指向當(dāng)前狀態(tài)i；其次，根據(jù)這兩個(gè)指向當(dāng)前狀態(tài)i的狀態(tài)生成的碼組和前一時(shí)刻接收的碼組比較，保留漢明距離最小的那條路徑以及到達(dá)狀態(tài)i時(shí)的最小漢明距離。進(jìn)一步可以推知指向狀態(tài)i的前一時(shí)刻的兩個(gè)狀態(tài)生成的碼組，這樣便于以判斷漢明距離。由上面可知，假設(shè)當(dāng)前狀態(tài)為i,那么在前一時(shí)刻中，產(chǎn)生狀態(tài)i的兩個(gè)狀態(tài)是2*i和2*i+1。并且進(jìn)一步觀察網(wǎng)格圖可以發(fā)現(xiàn)從狀態(tài)000011是由輸入的信息位0產(chǎn)生，從狀態(tài)100111是由輸入的信息位1產(chǎn)生。 （2）編程實(shí)現(xiàn) 維特比譯碼可分為網(wǎng)格圖建立，尋找最優(yōu)路徑，譯碼這三部分。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