基于MATLAB的卷积码性能仿真比较(2)

菜单

3.3.2 高斯加性白噪声信道的仿真 30

3.3.3 在高斯加性白噪声信道的基础上加入瑞利信道仿真 32

3.3.4 在高斯加性白噪声信道的基础上加入莱斯信道仿真 34

3.4软判决和硬判决对误比特率的影响 37

3.4.1 Simulink仿真框图图 38

3.4.2 运行的程序和仿真结果 38

3.4.3 仿真结果分析 40

4 结论 40

5 参考文献 41

基于MATLAB的卷积码性能仿真比较

1 引言

随着现代通信的迅速发展，特别是在未来的4G通信网络中，信息传输的两个主要方面是高速信息传输和高可靠性传输。其中可靠性尤其重要，因为信道状况的恶劣，信号会不可避免地受到干扰而出错。为了实现可靠性通信，主要有两种途径：一种是增加发送信号的功率，以此来提高接收端的信号噪声比；另一种是采用编码的方法对信道差错进行控制。前者不是所有情况都能采用，它常常受到条件限制。例如卫星通信系统，该系统以很远的距离传送数据，由于衰落、噪声和干扰等的影响，信号在传输过程中会产生严重的畸变。如果要求信号具有尽可能大的能量，卫星体积和载重就会大大增加，也会使成本相对于原来大大增加，所以不可能给信号提供太大的能量。而建立在香农基础上的编码理论正可以解决这个问题，使得成本降低，实用性增强。卷积编码是当今无线数字通信系统的一个十分重要的组成部分。它是一种有效的信道编码方法，在实际中广泛受到应用。目前无线数字通信系统都采用某一形式的卷积编码如在W-CDMA、DVB-S、DVB-T、IEE802.11系统中都使用了卷积编码。由于其出色的纠错性能，一般在级联码中作为内码使用，从而保证外码有效地工作，大大提高了整个系统的纠错能力。

信道编码的应用领域主要包括深空通信、卫星通信、数据传输、移动通信、文件传输和数字音频/视频传输等等。卷积编码作为信道编码方式中最重要一种，被广泛使用于卫星通信、无人机测控、深空通信、移动通信、水声通信等数字通信系统，甚至被采纳到某些无线通信的标准之中。在无人机测控中，与传统的信道改善控制指令传输误码的方式比较，利用卷积码对无人机遥控信道进行编码，在一定信道条件下，其控制指令传输误码有明显下降。在码速率不增加的条件下，无人机系统控制指令传输可靠性得到明显改善。随着数字通信系统业务的不断拓展，随着卷积编码理论的不断发展和完善，卷积码的应用必将越来越广泛，卷积码在现在通信系统中的作用必将越来越大。

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。卷积码通常将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。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。

通过对卷积码的研究，用Matlab实现了卷积码的冲击响应编码和Viterbi译码，一系列的仿真试验进一步证明了卷积码的特性，从而说明卷积码是一种非常有前途的、能达到信道编码定理所提出的码类。利用Matlab对一个卷积码进行实现并设计一个硬判决维特比译码输出的完整电路，进行误码率分析，并对其进行设计和仿真。从而了解卷积码的原理和实现过程。也利用卷积码在不同信道中传输的性能来验证是否用于可靠的信息传输。重点是完成不同信道中卷积码纠错性能仿真方案，卷积码在二进制对称信道中的仿真以及卷积码在基带BPSK调制下加入高斯加性白噪声信道、瑞利信道、莱斯信道的仿真来得出信噪比与误码率之间的关系，还有不同判决方式对结果的影响，分析仿真后的数据得出最终结论。难点在于卷积码编码、译码原理的理解，MATLAB仿真调试中代码的编写，以及Simulink中各个模块的选取，模块参数的设定，以及软判决解调子系统的设置等。源:自*751~·论,文'网·www.751com.cn/