【正文】 分支相連的前一步的幸存路徑的度量值。 增加 1。存儲(chǔ)每個(gè)狀態(tài)的路徑（即幸存路徑）以及最小漢明距離。 維特比譯碼算法基本原理是：將接收到的信號(hào)序列和所有可能的發(fā)送信號(hào)序列比較，選擇其中漢明距離最小的序列認(rèn)為是當(dāng)前發(fā)送序列。概率譯碼，又稱(chēng)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。目前，代數(shù)譯碼的程 序 開(kāi) 始定 義 變 量初 始 化 四個(gè) 寄 存 器輸 入 1 比 特 信 息 存 放 在寄 存 器 0 中 ， 代 入 3 ， 4兩 式 ， 得 到 V 1 , V 2將 D 0 , D 1 , D 2 中 的 值 依 次向 后 傳 遞 一 位 ，輸 出 V 1 , V 2 ， 并 返 回 ，進(jìn) 行 下 一 次 運(yùn) 算第 4章 信道編碼 及譯碼 17 主要代表是大數(shù)邏輯解碼。 (1)譯碼原理： 卷積碼譯碼方法主要有兩類(lèi)：代數(shù)譯碼和概率譯碼。門(mén)限譯碼性能最差，但硬件簡(jiǎn)單 。常用的概率譯碼方法有維特比譯碼和序列譯碼。另一類(lèi)是概率譯碼，這種譯碼通常建立在最大似然準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上。其中， 代數(shù)譯碼，利用編碼本身的代數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行譯碼，不考慮信道本身的統(tǒng)計(jì)特性。(3) 1967年由維特比提出的 Viterbi算法。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(guò)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(mén)限譯碼，這是一種基于碼代數(shù)結(jié)構(gòu)的代數(shù)譯碼，類(lèi)似于分組碼中的大數(shù)邏輯譯碼 。 根據(jù)模 2 加運(yùn)算特點(diǎn)可以得知奇數(shù)個(gè) 1模 2運(yùn)算后結(jié)果仍是 1，偶數(shù)個(gè) 1模2運(yùn)算后結(jié)果是 0。 卷積碼的編碼過(guò)程介紹 以 (2,1,4)為例，如圖 41所示，詳細(xì)介紹卷積碼的編碼流程。編碼過(guò)程中相互關(guān)聯(lián)的碼元有 N n 個(gè)。 (n ,k ,N) 表示把 k個(gè)信息比特編成 n個(gè)比特， N 為編碼約束長(zhǎng)度 ,說(shuō)明編碼過(guò)程中互相約束的碼段個(gè)數(shù)。如圖 33所示， 15折線非常逼近μ =225 的對(duì)數(shù)壓縮特性。在 A 律特性分析中可以看出，取 A= 有兩個(gè)目的：一是使特性曲線原點(diǎn)附 近的斜率湊成 16。折線近似 A 律 39。A 律壓縮特性 39。b.39。r39。 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]。y39。x39。A Law39。k.:39。折線近似 u 律 39。u 律壓縮特性 39。b.39。r39。 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]。y39。x39。u Law39。k.:39。 else ya(i)=sign(x(i))*(1+log(A*abs(x(i))))/(1+log(A))。% u Law yu=sign(x).*log(1+u*abs(x))/log(1+u)。 u=255。 MATLAB 程序： clear all close all dx=。其具體值可見(jiàn)表 32： 表 32 u律 15折線 i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 y=i/8 0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1 x=(2i1)/255 0 1/255 3/255 7/255 15/255 31/255 63/255 127/255 1 相對(duì)斜率8/255(△ y/△ x) 1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 A 律、 u 律的特性比較 畫(huà)出 A律 13折線近似的壓縮特性曲線，與 A= 對(duì)應(yīng)的壓縮特性曲線進(jìn)行比較。 13折線和 A律 (A=)壓擴(kuò)特性的近似程度，可以由表 31看出： 表 31 A律 13折線 y 0 1/8 2/8 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1 x1 0 1/128 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1/ 1 x2 0 1/128 1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1 段落 1 2 3 4 5 6 7 8 第 3 章 信源編碼 11 斜率 16 16 8 4 2 1 1/2 1/4 u律 15折線形成如下。至于當(dāng) x在 1－ 0及 y在 1－ 0的第三象限中，壓縮特性的形狀與以上討論的第一象限壓縮特性的形狀相同，且它們以原點(diǎn)為奇對(duì)稱(chēng)，所以負(fù)方向也有八段直線，合起來(lái)共有 16個(gè)線段。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)。所以原來(lái)的 16 段折線變?yōu)?13 段折線。而 x 取負(fù)值時(shí)，壓擴(kuò)特性與 x取正值成奇對(duì)稱(chēng)。因此，壓擴(kuò)特性各段的斜率 是不同的。 第三步：把 y 軸均勻劃分為 8段，每段均勻分為 16 分。如果按均勻量化計(jì)算，以最小臺(tái)階 為單位，最大信號(hào)需用 L=128X16=2048 個(gè)量化級(jí)表示，既需要 11位編碼?？梢钥闯雒總€(gè)量化級(jí)是不均勻的。；依次取第八段為 V~V/2,第七段為 V/2~V/4；第一段為 V/128~0。過(guò)程為： 第一步：把 x（ x0 部分）劃分為不均勻的 8段。 μ律壓縮編碼中包含兩個(gè)參數(shù)： mu value：用于指定μ律壓縮參數(shù)μ的值 Peak signal magnitude：用于指定能輸入信號(hào)的峰值 V，也是輸出信號(hào)的峰值。 第 3 章 信源編碼 9 μ ）（μ??? 1log )/1(log VXVy sgn（ x） （ 32） 式中，μ為μ律壓縮參數(shù)； V為輸入信號(hào)的峰值； log 為自然對(duì)數(shù)； sgn 函數(shù)當(dāng)輸入 為正時(shí)，輸出 1，當(dāng)輸入為負(fù)時(shí)，輸出 0 模塊的輸入并無(wú)限制。 A律壓縮編碼模塊中包含兩個(gè)參數(shù)： A value：用于指定濃縮參數(shù) A的值 Peak signal magnitude：用于指定能輸入信號(hào)的峰值 V。如果輸入為向量，則向量中的每一個(gè)分量將被單獨(dú)處理 [7]。 AAXylog1??sgn（ x） AVX ??0 (31) A VXAVy lo g1 )/lo g1( ???sgn（ x） VXAV ?? 式中， A 為 A 律壓縮參數(shù)，最常采用的 A 值為 ； V為輸入信號(hào)的峰值；log 為自然對(duì)數(shù)； sgn函數(shù)當(dāng)輸入為正時(shí)，輸出 1，當(dāng)輸出為負(fù)時(shí)，輸出 0。在 Simulink 中，包含了 A 律編碼、μ律編碼等，這里分別進(jìn)行介紹。這是通過(guò)調(diào)用模塊獲得下一個(gè)采樣時(shí)間函數(shù)來(lái)完成的。 Simulink 使用過(guò)零檢測(cè)來(lái)檢測(cè)連續(xù)狀態(tài)的不連續(xù)點(diǎn)。而對(duì)于連續(xù)狀態(tài)，則對(duì)連續(xù)狀態(tài)的微分進(jìn)行數(shù)值積分來(lái)獲得當(dāng)前的連續(xù)狀態(tài)。 （ 2）按照排列好的次序更新模塊中模塊的狀態(tài)。 Simulink 只把當(dāng)前值、模塊的輸入以及狀態(tài)量傳給這些函數(shù)計(jì)算模塊的輸出。 在每個(gè)時(shí)間步中， Simulink 所采取的動(dòng)作依次如下： （ 1）按照排列好的次序更新模型中的輸出。在每個(gè)時(shí)間步中，Simulink 計(jì)算系統(tǒng)的輸入、狀態(tài)和輸出，并更新模塊來(lái)反映計(jì)算出的值。一旦新的狀態(tài)向量計(jì)算完畢，被采樣的數(shù)據(jù)模塊和接收模塊才被更新。 首先，按照排列所確定的次序計(jì)算每個(gè)模塊的輸出。 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(lái)進(jìn)行仿真的，所運(yùn)用的仿真解法器（仿真算法 ）依賴(lài)于模型提供它的連續(xù)積分能力。 第 2 章 MATLAB 組件介紹及通信系統(tǒng)概述 7 Simulink 仿真包括兩個(gè)階段：初始化階段和模型執(zhí)行階段。離散模塊的輸出信號(hào)在下一個(gè)抽樣到來(lái)之前保持恒定，這時(shí)候 Simulink 只需要以一定的間隔計(jì)算輸出信號(hào)的數(shù)值。連續(xù)模塊是指輸出信號(hào)隨著輸入信號(hào)發(fā)生連續(xù)變化的模塊；離散模塊則是輸出信號(hào)以固定間隔變化的模塊。提供與其他高級(jí)語(yǔ)言的接口； 包含各領(lǐng)域的仿真工具箱，使用方便快捷并可以擴(kuò)展； 基于矩陣的數(shù)值計(jì)算； 基于以上優(yōu)點(diǎn)， Simulink 作為一種通用的仿真建模工具，廣泛用于通信仿真、數(shù)字信號(hào)處理、機(jī)械控制和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中 [2]。同時(shí)，通過(guò) Simulink 的存儲(chǔ)模塊，仿真數(shù)據(jù)可以方便地以各種形式保存到工作空間或文件中，以供用戶(hù)在仿真結(jié)束后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。如果仿真分析得到的結(jié)果打不到預(yù)期的目標(biāo)，用戶(hù)還需要重新修改通信仿真模型，這時(shí)候仿真分析就成為了一個(gè)新的循環(huán)的開(kāi)始 電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 6 Simulink 仿真及工作原理 Simulink是 MATLAB提供的用于對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的工具包。在仿真過(guò)程中，用戶(hù)已經(jīng)從仿真過(guò)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(guò)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(duì)仿真性能的一個(gè)總體評(píng)價(jià)。 在明確了仿真系統(tǒng)對(duì)輸入 /輸出信號(hào)的要求之后，最好把這些設(shè)置整理成一份簡(jiǎn)單的文檔。 (2)仿真實(shí)驗(yàn) 仿真實(shí)驗(yàn)是一個(gè) 或一系列針對(duì)仿真模型的測(cè)試。確定了方針目標(biāo)后，下一步是獲取實(shí)際通信系統(tǒng)的各種運(yùn)行參數(shù)。在仿真建模過(guò)程中，可以先建立一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的仿真模型，然后再根據(jù)仿真結(jié)果和仿真過(guò)程的需要逐步增加仿真模型的復(fù)雜度。但過(guò)于復(fù)雜的仿真模型會(huì)產(chǎn)生很多相互因素，從而大大 延長(zhǎng)仿真時(shí)間和增加仿真結(jié)果分析的復(fù)雜度。 仿真模型是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的一種模擬和抽象。由于第 2 章 MATLAB 組件介紹及通信系統(tǒng)概述 5 仿真過(guò)程是一個(gè)螺旋式發(fā)展的過(guò)程，因此，這 3 個(gè)步驟可能需要循環(huán)執(zhí)行多次之后才能夠獲得令人滿(mǎn)意的仿真結(jié)果。因此，在對(duì)原有的通信系統(tǒng)作出改進(jìn)或建立一個(gè)新系統(tǒng)之前，通常對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，通過(guò)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(gè)過(guò)程就叫通 信仿真 [2]。 通信仿真 通信仿真是衡量通信系統(tǒng)性能的工具。 （ 4） 接收設(shè)備 接收設(shè) 備的主要作用是將來(lái)自信道的帶有干擾的發(fā)送信號(hào)加以處理，并從中提取原始信息，完成發(fā)送變換過(guò)程的逆變換 —— 解調(diào)和譯碼。 （ 3） 信道 信道是指信號(hào)傳輸?shù)拿浇椋盘?hào)是經(jīng)過(guò)信道傳送到接收設(shè)備的。根據(jù)信源所產(chǎn)生信號(hào)的性質(zhì)不同，可分為模擬信源和離散信源。整個(gè)流程是由信源、發(fā)送設(shè)備、信道（或傳輸媒質(zhì)）、接收設(shè)備和收信者（信宿）五部分組成。 通信是將信息從發(fā)信者傳遞給在另外一個(gè)時(shí)空點(diǎn)的收信者?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或?qū)б襟w中的傳輸機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者成為無(wú)線通信系統(tǒng)，后者成為有線通信系統(tǒng)。 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)。還 能夠鍛煉一個(gè)人在面對(duì)一個(gè)具體的項(xiàng)目時(shí)，遇到問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力；獲得獨(dú)立策劃、實(shí)施課題，并按照既定計(jì)劃進(jìn)行開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，以及查找相關(guān)文獻(xiàn)的能力。 本課題能避開(kāi)硬件系統(tǒng)的不足，巧妙的運(yùn)用軟件來(lái)仿真硬件才能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大降低了實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求，節(jié)約了人力和財(cái)力，而且有很多 的庫(kù)函數(shù)可以在實(shí)驗(yàn)時(shí)直接調(diào)用，避免了用硬件做實(shí)驗(yàn)的局限性。 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具，廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、數(shù)字控制、非線性系統(tǒng)以及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。 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(gè)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(huà)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。得出卷積碼 Viterbi譯碼的誤比特性能和回溯長(zhǎng)度，碼電子科技大學(xué)成都學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)論文 2 率，約束長(zhǎng)度的關(guān)系。 本課題的研究方法 本文通過(guò)基于 MATLA