卷积码差错控制系统的仿真

宿迁学院

课程设计报告书

课程名称：指导教师：专业班级：学生姓名：学 号：

卷积码差错控制系统的仿真 马 英 辉 08通信2班 夏 雷 080306234

目 录

一、 综 述……………………………………………………………..1 1.1 题目…………………………………………...………………1

1.2 课程设计目的………………..………………..………………1 1.3 课程设计的主要内容和要求……….……………..…………………1 二、 课程设计原理…………………… …………………………..….1

2.1 卷积码…………………… …………………………….……….1 2.2 卷积码的算法…………………… ……………………………….1 2.3 特比译码过程…………………… ………………………..…….2 2.4 维特比译码原理…………………… …………………………….2 三、 仿真过程………………………………………………….………5 3.1 仿真模拟框图…………………… ………………………………….5 3.2 各部件的配置…………………… ……………………… ……….6 四、 好系统运行代码和运行结果..…………………………………..10

4.1 系统运行源代码…………………… …………………………….10 4.2 系统运行结果…………………… ……………………………….11 五、 心得体会………………………………………..……………….11 六、 参考文献…………………… …………………………….…….12

综述 1.1 题目

卷积码差错控制系统的仿真

1.2 课程设计目的

移动通信也是一门实践性非常强的课程，实验教学在整个课程的教学中占据了非常重要的地位。在学生学习了现代通信原理、数字信号处理（DSP技术）等课程后，学生已经具有了一定的理论基础和实验技能，在此基础上本实验课程开设的主要作用和目的在于：

1． 帮助学生更好地理解移动通信系统，掌握各种移动通信系统的模型

2． 帮助学生熟悉常用的通信系统仿真平台，学习仿真模型的设计，掌握通信系统的仿真方法，学会利用仿真软件对系统性能进行评价；

1.3 课程设计的主要内容和要求

（1）课程设计的主要内容：

1、 系统包括信源部分、信道部分和信宿部分。

2、 信源部分的数据源是随机的二进制序列，随机的二进制序列要经过卷积编码，经 过编码的数据要进行调制。(子系统实现) 3、 信道部分对调制后的信号进行加噪。

4、 信宿部分完成信号的解调和译码（维特比译码）。(子系统实现)

5、 对不同编码方式、不同信噪比下维特比译码的误比特率并画出图形。

（2）课程设计的主要要求：

1、要有详细的设计过程。即整个系统的仿真设计的选择，功能模块的设计过程和参数的选择，程序的调试过程等。

2、整个系统模型的仿真、调试结果。 一、

课程设计原理

2.1卷积码

卷积码是1955年由爱里斯(Elias)提出的一种性能优越的信道编码。他通常用( n，K，N)表示，他是把K个信息比特编成n个信息比特,但K和n通常很小，特别适宜于以串行方式传输信息，延时小。N为编码约束长度，说明编码过程中互相约束的码段个数。卷积码编码后的n个码元不仅与当前组的k个信息比特有关，而且与前N一1个输入组的信息比特有关。编码过程中相互关联的码元有N×n个。R=k／n．是卷积码的码率，码率和约束长度是衡量卷积码的两个重要参数。卷积码广泛应用在无线通信标准中，如GSM，CDMA2000，IS一95中。

2.2卷积码的算法

卷积码将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同，卷积码编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关，还与前面的N-1段信息有关，编码过程中互相关联的码元个数为nN。卷积码的纠错性能随N的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。

图2-1 卷积码的编码器

2.3特比译码过程

比译码是根据接收序列在码的格图上找出一条与接收序列距离（或其他量度）为最小的一种算法。它和运筹学中求最短路径的算法相类似。若接收序列为R=(10100101100111)，译码器从某个状态,例如从状态ɑ出发,每次向右延伸一个分支（对于l＜L,从每个节点出发都有 2=2种可能的延伸,其中L是信息序列段数,对l≥L，只有一种可能＝,并与接收数字相应分支进行比较,计算它们之间的距离，然后将计算所得距离加到被延伸路径的累积距离值中。对到达每个状态的各条路径（有2=2条）的距离累积值进行比较，保留距离值最小的一条路径，称为幸存路径（当有两条以上取最小值时，可任取其中之一）,译码过程如图。图中标出到达各级节点的幸存路径的距离累积值。对给定 R的估值序列为=(10111)。这种算法所保留的路径与接收序列之间的似然概率为最大，所以又称为最大似然译码。这种译码的译码 约束长度常为编码约束长度的数倍，因而可以纠正不多于(df/2)个错误

图2-2 Viterbi 译码流程

2.4维特比译码原理 ：

下面以图2-3的(2，1，3)卷积码编码器所编出的码为例，来说明维特比解码的方法和运作过程。为了能说明解码过程，这里给出该码的状态图，如图2-4所