【正文】 二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)過(guò)信道編碼后發(fā)送端的發(fā)送機(jī)將其發(fā)送到通信信道接口設(shè)備 —— 調(diào)制。由于信號(hào)在傳送的過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自外界及信道自身因素等的不同程度的干擾導(dǎo)致信號(hào)存在一定的失真，所以，信道編碼器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行編碼，編碼的方法是在信號(hào)中按照一定的規(guī)則加入一些冗余碼，目的是為了克服信號(hào)在傳輸時(shí)因噪聲和外界干擾等引起的失真。信源編碼的目的是為了減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即數(shù)據(jù)壓縮；另一個(gè)作用是為了將信源的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以實(shí) 現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸。一般而言，數(shù)字通信系統(tǒng)主要包含用來(lái)傳輸信息的傳輸系統(tǒng)和用來(lái)存儲(chǔ)信息的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)字通信系統(tǒng)模型主要構(gòu)成模 塊和功能性框圖如圖 所示。在第四章的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際的數(shù)字通信系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出有效的信道編碼方案并應(yīng)用于實(shí)際。 第四章重點(diǎn)討論線性分組碼、卷積碼、 RS 碼以及 Turbo 碼的理論，并利用 Matlab 仿真并分析其性能。 第三章介紹信道編碼的基本原理。 第二章為數(shù)字通信的基本理論。 本文的主要結(jié)構(gòu)如下： 第一章緒論。 本文的主要研究?jī)?nèi)容與組織結(jié) 構(gòu) 本文的主要研究?jī)?nèi)容是： 在不同信道環(huán)境下，通信總會(huì)受到不同程度的干擾和噪聲，這就需要糾錯(cuò)檢錯(cuò)能力比較強(qiáng)的信道編碼方法。接下來(lái)的十多年里，研究人員對(duì) LDPC 碼的研究有了突破性的進(jìn)展，使得 LDPC 碼的性能更加接近香農(nóng)限，而且對(duì)它的編譯碼理論描述變得簡(jiǎn)單，現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)也變得可行。但是，其譯碼算法卻非常復(fù)雜，且當(dāng)時(shí)的研究技術(shù)條件有限，在 LDPC 碼被提出后并 沒(méi)有收到廣大學(xué)者的關(guān)注。 LDPC 碼（低密度奇偶校驗(yàn)碼， Low Density Parity Check Code， LDPC），最早是 1963 年由麻省理工學(xué)院 Robert 博士提出。從此， Turbo 碼成為信道編碼領(lǐng)域的研究 熱點(diǎn)，并在這個(gè)時(shí)期得到了很好的發(fā)展。此文講述了 Turbo 碼結(jié)構(gòu)，并證實(shí)利用 Turbo 碼作為信道編碼，當(dāng)信噪比 ≥ 時(shí) (Shannon 限為 EN0dBb0= )，其誤碼率 BER ≤。 20 世紀(jì) 90 年代到 21 世紀(jì)期間，信道編碼研究極其活躍，具有歷史意義的 Turbo 碼 就是這個(gè)時(shí)候被提出。 20 世紀(jì) 80 年代之后，信道編碼開(kāi)始了它的第三個(gè)發(fā)展階段。在這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)了很多譯碼方法，如迭代譯碼、門(mén)限譯碼等等，尤其是卷積碼的最優(yōu)譯碼算法 —— Viterbi 譯碼方法。 BCH 碼就是這個(gè)時(shí)候被提出來(lái)的，它屬于循環(huán)碼中的一種。解碼的方法是用‘ 0’和采集來(lái)的 4 位格雷碼的最高位（第 4 位）異或，結(jié)果保留到 4 位，再將異或的值和下一位（第 3 位 ）相異或，結(jié)果保留到 3位，再將相異或的值和下一位（第 2 位）異或，結(jié)果保留到 2 位，依次異或，直到最低位，依次異或轉(zhuǎn)換后的值（二進(jìn)制數(shù)）就是格雷碼轉(zhuǎn)換后自然值的值。格雷碼屬于可靠性編碼，是一種錯(cuò)誤最小化的編碼方式。 格雷碼 (Gray Code) 是由法國(guó)工程師 JeanMauriceEmlleBaudot 提出的一種編碼，而因 1953 年 Frank Gray 申請(qǐng)專(zhuān)利而得名。首先，漢明碼的編碼效率比較低，它每 4 個(gè)比特編碼就需要 3個(gè)比特的冗余校驗(yàn)比特。為了 糾正 3 個(gè)以上的差錯(cuò)，就要加大碼距，使代碼冗余度大大增加，通信效率下降。漢明碼的抗干擾能力較強(qiáng)，但付出的代價(jià)也很大，比如 8 比特漢明碼有效信息只有總編碼長(zhǎng)度的一半，可以糾正 1 個(gè)差錯(cuò)發(fā)現(xiàn) 2 個(gè)差錯(cuò)。 漢明碼是在原編碼的基礎(chǔ)上附加一部分代碼，使其滿足糾錯(cuò)碼的條件。將含有七個(gè)比特的碼字輸入 到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)利用其中的三個(gè)冗余比特，根據(jù)某種規(guī)則和算法，達(dá)到檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的目的。 Hamming 編寫(xiě)的程序主要思想為：將輸入的信息比特分組，且每組含有四個(gè)比特，然后計(jì)算 每組四個(gè)比特之間的線性組合方程式，并求出三個(gè)冗余比特（校驗(yàn)比特）。 Shannon 指出，在信息傳輸速率 R 小于或等于信 道容量 C ，即 R ≤ C時(shí)，可以通過(guò)信道編碼的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠通信，可是 Shannon 只提出了這種理論，卻未給出具體實(shí)現(xiàn)的方法。在接下來(lái)的近五十年，各種新的信道編碼方案也不斷被研究者們研究出來(lái)，且這些編碼方案的性能與最佳限（香農(nóng)最佳極限）逐漸接近。在第 3 代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般情況下，卷積編碼方式多用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)， Turbo 編碼方式多用于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。對(duì)于一個(gè)無(wú)線信道來(lái)說(shuō)，非線性、時(shí)變、多普勒頻移等信道特征和來(lái)自外界的干擾等等因素，會(huì)使得數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線信道后總會(huì)產(chǎn)生一定的差錯(cuò)，因此，信道編碼在數(shù)字通信中必不可少。通過(guò)信道編碼這種方法，可以有效的在接收端克服信號(hào)在無(wú)線信道中傳輸時(shí)受到噪聲和干擾產(chǎn)生的影響。當(dāng)在信道中傳輸該碼字，如果錯(cuò)誤發(fā)生，信息碼元和冗余碼元之間相互制約的關(guān)系就會(huì)被破壞。 信道編碼的主要目的是為了降低誤比特率，提高數(shù)字通信的可靠性，其方法是在二進(jìn)制信息序列中添加一些冗余碼元（監(jiān)督碼元），與信息碼元一起組成被傳輸?shù)拇a字。 信道的信道編碼技術(shù)正是用來(lái)改善通信可靠性問(wèn)題的主要技術(shù)手段之一。總之這三種加性干擾都會(huì)導(dǎo)致在接收端信號(hào)解調(diào)的錯(cuò)誤，使系統(tǒng)的誤碼率大大增加。 通信技術(shù)一直致力于提高信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃?，其中保證通信的可靠性是現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)需要解決的首要問(wèn)題。但是，由于添加 了冗余碼元 (監(jiān)督碼元 )，導(dǎo)致傳輸信息的速率下降；同時(shí)，為了提高有效性，信號(hào)以簡(jiǎn)潔、快速的方式傳輸，這樣在遭到干擾和噪聲時(shí)，其自我保護(hù)能力大大下降，從而降低了傳輸?shù)目煽啃浴Ｈ欢?，從信息傳輸角度?lái)考慮，既要提高通信系統(tǒng)的有效性（即傳輸速率）又要提高通信系統(tǒng)的可靠性往往是相互矛盾的。然而，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，由于被傳輸數(shù) 據(jù)無(wú)法避免的會(huì)受到一定的干擾和噪聲等的影響，這就導(dǎo)致接收端接收到的信息和發(fā)送端實(shí)際發(fā)送的信息之間存在一定的差錯(cuò)，信號(hào)就存在一定程度的失真。 introduced and used Matlab to simulate linear block code、 convolution code、 and Turbo code. Analysis the simulation result, and deduce effective coding scheme in order to make munication transmit data efficaciously and reliably whenever the environment is good or relatively plex with it. KEYWORDS: Digital Communication Convolutional Code, Turbo Code 第一章 緒論 信道編碼研究背景及意義 隨著現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字信號(hào)已經(jīng)逐漸取代了模擬信號(hào)成為主要的傳輸信號(hào)類(lèi)型，與模擬信號(hào)相比較，數(shù)字通信具有高抗干擾能力，易于加密提高保密性，可以使用現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等優(yōu)勢(shì)。s limited bandwidth resource, timevariation, the severe fading and the high error rates, so that is a big challenge in order to ensure the reliable multimedia data transmission. We must solve two problems, one is source coding that try to press the source as to improve the high efficience of the system。M uWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%MzXNQExJ B8VK%W7m$ZA5JdkVWce9APz^FvJ zwYWCcyAh*bnxBvaFQH8YHV$amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%MzFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! z n%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ks v*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YW pazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。MuWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%M z849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3adNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。M uWFA5uxY7J nD6YWRr Wwc^vR9amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ks