西南科技大学 方向设计报告 课程名称：通信工程方向设计 设计名称：2/3卷积码编译码器仿真与性能分析 姓名： 学号: 班级： 指导教师： 起止日期：2011.12.12-2012.1.6 西南科技大学信息工程学院制
方向设计任务书 学生班级：学生姓名：学号： 设计名称：2/3卷积码编译码器仿真与性能分析 起止日期：2011.12.12-2012.1.6指导教师： 设计要求： （1）分析2/3卷积码编码器结构； （2）分析2/3卷积码译码的Viterbi算法； （3）基于SIMULINK进行2/3卷积码的纠错性能仿真； 方向设计学生日志 时间设计内容 12.15-12.17 查看题目及设计要求。 12.18-12.23 查阅相关资料，设计方案。 12.23-12.27 编写报告及调试程序。 12.28-12.29 完善修改课程设计报告。 12.30-12.31 答辩。
方向设计考勤表 周星期一星期二星期三星期四星期五 方向设计评语表 指导教师评语： 成绩：指导教师： 年月日
2/3卷积码编译码器仿真与性能分析 摘要： 卷积码是一种性能优越的信道编码。它的编码器和译码器都比较容易实现，同时它具有较强的纠错能力。随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实际应用越来越广泛。本文简明地介绍了卷积码的编码原理和Viterbi译码原理。并在SIMULINK模块设计中，完成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。最后，通过在仿真过程中分别改变卷积码的重要参数来加深理解卷积码的这些参数对卷积码的误码性能的影响。经过仿真和实测，并对测试结果作了分析。 关键词： 卷积码编码器、viterbi译码器、SIMULINK
卷积码的编解码Matlab仿真摘要 卷积码是一种性能优越的信道编码。它的编码器和译码器都比较容易实现，同时它具有较强的纠错能力D随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实际应用越来越广泛。本文简明地介绍了卷积码的编码原理和译码原理o并在SIMULINK模块设计中，完成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。最后，通过在仿真过程中分别改变卷积码的重要参数来加深理解卷积码的这些参数对卷积码的误码性能的影响。经过仿真和实测，并对测试结果作了分析。得出了以下三个结论z (1)当改变卷积码的码率时，系统的误码性能也将随之发生变化。 (2)对于码率一定的卷积码，当约束长度N发生变化时，系统的误码性能也会随之发生变化。 (3)回溯长度也会不同程度上地影响误码性能。 关键词:卷积码:码率:约束长度:回溯长度
Simulation and Research on Encoding and Decoding of Convolution Code Abstract Convolution code has a superior performance of the channel code. It is easy to coding and decoding.An d it has a strong ability to correct e盯ors. As correcting coding theory has a long development，the practice of convolution code is more and more extensive.In由1S由esis，the principle of convolution coding and decoding is introduced simply白rstly. Then由e whole simulation module process of encoding，decoding and the Error Rate Calculation is completed in由is design. Finally，in order to understand 由eir performances of error rate，many changes in parameters of convolution code are calculated in the simulation process.Af ter simulation and me皿UTe，an analysis of test results is presented.Th e following由ree conclusions are draw: (l)Wh en the rate of convolution Code ch皿ges，HER performance of the systemwill change. (2) For a certain rate of convolution code，when由ere is a change in the constraint length of N，BER perfonnance of由e system will change. (3) Re位ospec咀ve length will affect BE R. Key words: convolution code; rate; cons缸aint leng由; retrospective length;
2015 年 第24卷 第 4 期 https://www.doczj.com/doc/d814783483.html, 计 算 机 系 统 应 用 Research and Development 研究开发 257 基于DSP 的系统卷积码盲识别① 苗成林, 李 彤, 吕 军 (装甲兵工程学院 信息工程系, 北京 100072) 摘 要: 研究了一种系统卷积码的盲识别算法, 该算法通过建立数据矩阵, 遍历所有可能的矩阵形式, 分析矩阵秩特性的方法实现对信道盲参数识别, 参数包括码长、码字起点、码率、校验多项式和生成多项式. 并提出了将该算法移植到DSP 芯片中, 将软件仿真移植到硬件平台, 在CCS 软件中优化算法, 完成对1/2码率的系统卷积码盲识别仿真. 为实现快速算法, 运用在实际工程提供支持. 关键词: 卷积码; 盲识别; DSP; 秩特性 Blind Recognition of Systematic Convolutional Code Based on DSP MIAO Cheng-Lin, LI Tong, LV Jun (Department of Information Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China) Abstract : This paper researches an algorithm about the blind recognition of systematic convolutional code. By building data matrix and analyzing the rank property of the matrix, the algorithm can realize the blind recognition of channel parameters, which include the code length, code beginning, code rate, check polynomial as well as the generating polynomial. This paper also proposes the idea to transfer the algorithm to DSP. After transferring the software codes onto the hardware platform, we optimize the algorithm in the software CCS and then finish the simulation of the blind recognition of systematic convolutional code with code rate equals 1/2. It offers support to the fast implementation of the algorithm in actual projects. Key words : convolutional codes; blind recognition; DSP; rank characteristic 信道编码是现代数字通信系统的核心技术之一, 信道编码的参数分析是实现智能通信、通信侦察、网络对抗的必要组成部分. 卷积码由于实现简单、纠错性能较强, 在很多通信系统中得到应用[1]. 信道编码盲识别就是在未知编码信息条件下, 仅靠未知编码数据快速识别出编码体制、编码方法和编码参数[2]. 卷积码的快速盲识别算法[3]是一个比较新颖并且专业性较强的领域, 随着数字通信技术向着自适应、智能化方向发展, 越来越多的领域将产生对信道编码盲识别技术的需求, 因此对该技术进行研究具有重要的理论意义和应用价值. 本文研究的卷积码的盲识别技术是实现智能通信、网络对抗的关键技术之一. 在原有卷积码盲识别理论的基础上, 简化了识别算法, 使算法更加实用. 提 ① 收稿时间:2014-07-24;收到修改稿时间:2014-09-04 出了基于DSP 硬件平台的算法实现, 并完成了仿真实验, 结果体现了很好的特性. 1 DSP 选型 TMS320F28335 DSP 是TI 公司新推出的一款浮点型数字信号处理器[4]. 它在已有的DSP 平台上增加了浮点运算内核, 既保持了原有DSP 芯片的优势, 又能够对复杂浮点数进行运算, 节省代码执行时间和存储空间, 具有精度高、功耗小、成本低、外设集成度高, AD 转换精确和数据及程序存储量大等优点. 本设计中, 由于针对于大量的0、1符号对数据进行处理, 对存储空间和运算速度的要求较高, TMS320F28335的系统频率为150MHz, 片内Flash 和SARAM, 支持DSP/BIOS 实时操作系统在线仿真, 这些特点可满足设
实验九 (2,1,5）卷积码编码译码技术 一、实验目的 1、掌握(2,1,5）卷积码编码译码技术 2、了解纠错编码原理。 二、实验内容 1、(2,1,5）卷积码编码。 2、(2,1,5）卷积码译码。 三、预备知识 1、纠错编码原理。 2、(2,1,5）卷积码的工作原理。 四、实验原理 卷积码是将发送的信息序列通过一个线性的，有限状态的移位寄存器而产生的编码。通常卷积码的编码器由K级（每级K比特）的移位寄存器和n个线性代数函数发生器（这里是模2加法器）组成。 若以（n,k,m）来描述卷积码，其中k为每次输入到卷积编码器的bit数，n 为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字，m为编码存储度，也就是卷积编码器的k元组的级数，称m+1= K为编码约束度m称为约束长度。卷积码将k 元组输入码元编成n元组输出码元，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，卷积码编码生成的n元组元不仅与当前输入的k元组有关，还与前面m-1个输入的k元组有关，编码过程中互相关联的码元个数为n*m。卷积码的纠错性能随m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。 编码器 随着信息序列不断输入，编码器就不断从一个状态转移到另一个状态并同时输出相应的码序列，所以图3所示状态图可以简单直观的描述编码器的编码过程。因此通过状态图很容易给出输入信息序列的编码结果，假定输入序列为110100，首先从零状态开始即图示a状态，由于输入信息为“1”，所以下一状态为b并输出“11”，继续输入信息“1”，由图知下一状态为d、输出“01”……其它输入信息依次类推，按照状态转移路径a->b->d->c->b->c->a输出其对应的编码结果“110101001011”。 译码方法 ⒈代数 代数译码是将卷积码的一个编码约束长度的码段看作是[n0(m+1），k0(m+1)]线性分组码，每次根据（m+1）分支长接收数字，对相应的最早的那个分支上的信息数字进行估计，然后向前推进一个分支。上例中信息序列 =(10111），相应的码序列 c=(11100001100111）。若接收序列R=(10100001110111），先根据R 的前三个分支（101000）和码树中前三个分支长的所有可能的 8条路径(000000…）、（000011…）、（001110…）、（001101…）、（111011…）、（111000…）、（110101…）和（110110…）进行比较，可知（111001）与接收
目录 摘要 ................................................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................................................... I I 目录 ...........................................................................................................................................................III 第1章绪论. (1) 1.1课题研究背景与意义 (1) 1.2线性分组码和卷积码的盲识别研究在国内外现状和发展趋势 (1) 1.3论文结构安排 (3) 第2章数字通信理论与信道编码 (4) 2.1数字通信 (4) 2.1.1数字通信系统简介 (4) 2.2无线信道 (6) 2.3信道编码 (7) 2.3.1信道容量 (7) 2.3.2纠错码的认识 (8) 2.3.2.1两种码字在编码和解码中的比较 (8) 2.3.2.2典型的纠错码历史 (9) 2.3.3交织与扰码对通信的影响 (9) 2.4信道编码的盲识别阐述 (10) 2.4.1盲识别研究基于信道编码的初衷 (10) 2.4.2关于二进制线性分组码和卷积码盲识别分析的近况 (10) 2.5本章小结 (11) 第3章线性分组码与卷积码的盲识别分析 (12) 3.1线性分组码 (12) 3.1.1几个有关线性分组码的经常使用的概念 (12) 3.1.2二进制线性分组码 (12) 3.2盲识别中的二进制线性分组码分析 (13) 3.2.1高斯法解方程 (13) 3.2.2码重分析法 (14) 3.2.2.1码重分析法中的几个定理 (14) 3.2.2.2仿真结果与结果分析 (15) 3.2.3线性矩阵分析法 (16) 3.2.3.1矩阵模型的选择 (16) 3.2.3.2分组码长和分组码输出起始点的确立 (17) 3.2.3.3仿真结果与结果分析 (17) 3.3卷积码 (19) 3.3.1卷积码概述 (19) 3.3.2卷积码的矩阵形式 (20) 3.3.3卷积码的盲识别分析 (22) 3.3.3.1高斯法解方程 (22) 3.3.3.2线性矩阵分析法 (23) 3.3.4仿真结果与结果分析 (25) 3.4本章小结 (27) 第4章线性分组码与卷积码的盲识别在数字通信中的应用 (28) 4.1智能通信领域 (28) 4.2通信侦察领域 (29) 4.3本章小结 (29) 第5章总结与展望 (30) III 万方数据
卷积码的编码及解码（Viterbi 解码） 一、实验目的 1、了解卷积码的基本原理； 2、掌握卷积码编码的电路设计方法； 2、掌握卷积码 Viterbi 译码的基本方法和电路设计方法。 二、实验仪器 1、移动通信实验箱一台； 2、台式计算机一台； 三、实验原理 1.卷积码编码原理 卷积码是一个有限记忆系统，它也将信息序列切割成长度 k的一个个分组，与分组码不 同的是在某一分组编码时，不仅参看本时刻的分组而且参看本时刻以前的 L 个分组。我们把 L＋1 称为约束长度。 2.卷积码的译码算法（硬判决 Viterbi 译码） Viterbi译码算法是一种最大似然算法，它不是在网络图上依次比较所有可能的路径， 而是接收一段，计算，比较一段，保留最有可能的路径，从而达到整个码序列是一个最大似然序列。Viterbi解码算法的基本步骤如下： 1、从某一时间单位j＝m开始，对进入每一状态的所有长为j段分支的部分路径，计算部分路径度量。对每一状态，挑选并存储一条有最大度量的部分路径及 其部分度量，称此部分路径为留选（幸存）路径。 2、j增加1，把此时刻进入每一状态的所有分支度量，和同这些分支相连的前一时刻的留选路径的度量相加，得到了此时刻进入每一状态的留选路径，加以存储并删去其他所有的路径。因此留选路径延长了一个分支。 3、若j 基于MATLAB的卷积码的分析与应用 毕业设计（论文）任务书 基于MATLAB的卷积码的分析与应用 摘要 随着现代通信的发展，特别是在未来4G通信网络中，高速信息传输和高可靠性传输成为信息传输的两个主要方面，而可靠性尤其重要。因为信道状况的恶劣，信号不可避免会受到干扰而出错。为实现可靠性通信，主要有两种途径：一种是增加发送信号的功率，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。前者常常受条件限制，不是所有情况都能采用。因此差错控制编码得到了广泛应用。 介绍了多种信道编码方式，着重介绍了卷积码的编码方法和解码方式。介绍了MATLAB的使用方法、编程方法、语句、变量、函数、矩阵等。介绍了TD-SCDMA通信系统和该系统下的卷积码，搭建了系统通信模型。编写卷积码的编码和解码程序。用MATLAB仿真软件对TD-SCDMA系统的卷积码编解码进行仿真。对其纠正错码性能进行验证，并且对误码率进行仿真和分析。卷积码的编码解码方式有很多，重点仿真Viterbi算法。Viterbi算法就是利用卷积码编码器的格图来计算路径度量，选择从起始时刻到终止时刻的惟一幸存路径作为最大似然路径。沿着最大似然路径回溯到开始时刻，所走过的路径对应的编码输出就是最大似然译码输出序列。它是一种最大似然译码方法，当编码约束长度不大、或者误码率要求不是很高的情况下，Viterbi译码器设备比较简单，计算速度快，因而Viterbi译码器被广泛应用于各种领域。 关键词：卷积码；信道编码；TD-SCDMA；MATLAB 目录 毕业设计（论文）任务书 ............................................................................................I 摘要........................................................................................................................... II Abstract......................................................................................... 错误!未定义书签。第1章绪论 . (1) 1.1课题研究的背景和来源 (1) 1.2主要内容 (2) 第2章相关理论介绍 (3) 2.1信道编码 (3) 2.1.1 信道编码的分类 (3) 2.1.2 编码效率 (3) 2.2线性分组码 (3) 2.3循环码 (5) 2.4卷积码 (6) 2.4.1 卷积码简介 (7) 2.4.2 卷积码的编码 (7) 2.4.3 卷积码的解码 (13) 第3章MATLAB应用 (21) 3.1数和算术的表示方法 (21) 3.2向量与矩阵运算 (21) 3.2.1 通过语句和函数产生 (21) 3.2.2 矩阵操作 (22) 3.3矩阵的基本运算 (22) 3.3.1 矩阵乘法 (22) 3.3.2 矩阵除法 (23) 3.4MATLAB编程 (23) 3.4.1 关系运算 (23) 3.4.2 控制流 (25) 第4章卷积码的设计与仿真 (27) 4.1TD-SCDMA系统 (27) 4.1.1 系统简介 (27) 4.1.2 仿真通信系统模型 (27) 收稿日期：2014-08-12修回日期：2014-09-18 基金项目： 国家自然科学基金（61201379）；安徽省自然科学基金资助项目（1208085QF103）作者简介：张 岱（1993-），男，安徽太和人，硕士研究生。研究方向：信道编码识别分析。 *摘 要：针对信息截获领域中（n ，n -1，m ） 卷积码盲识别问题，提出基于遗传算法的盲识别方法。该方法在矩阵分析得到编码参数之后，利用遗传算法的全局搜索能力实现对基本校验多项式矩阵的精确识别，进而实现对基本生成多项式矩阵的识别。仿真表明：该方法能够在高误码条件下实现对（n ，n -1，m ）卷积码的盲识别，且运算量相对于以往的高容错识别方法得到降低。 关键词：信息截获，卷积码，盲识别，遗传算法中图分类号：TP309 文献标识码：A 基于遗传算法的（n ，n -1，m ）卷积码盲识别* 张岱，张玉，杨晓静，樊斌斌 （电子工程学院， 合肥230037）Blind Recognition of （n ，n -1，m ）Convolutional Code Based on Genetic Algorithm ZHANG Dai ，ZHANG Yu ，YANG Xiao-jing ，FAN Bin-bin （Electronic Engineering Institute ，Hefei 230037，China ） Abstract ：Considering blind recognition of （n ，n -1，m ）convolutional code in information interception ，a recognition method based on genetic algorithm is proposed.After obtaining coding characters through matrix analysis ，this method achieves accurate recognition of the basic check polynomial matrix by utilizing global searching ability of the genetic algorithm.Then ，recognition of basic generator polynomial matrix is realized.The simulation shows that this method can blindly recognise （n ，n -1，m ）convolutional code in a high BER environment ，while its computing efforts get lower compared with high fault-tolerant methods before. Key words ： information interception ，convolutional code ，blind recognition ，genetic algorithm 0引言 在现代数字通信系统中普遍采用信道编码技术以提高信息传输的安全可靠性，其中，卷积码作为信道编码中一种典型的纠错编码方式，广泛应用于卫星通信、深空通信等领域中。因此，卷积码盲识别研究在非合作环境下的信息截获等领域具有重要意义［1］。（n ，n -1，m ）卷积码具有较高的编码效率，故本文将针对（n ，n -1，m ）卷积码的盲识别展开研究。 卷积码盲识别技术的重要性受到了国内外越来越多研究人员的关注［2-8］，目前的识别方法主要有基 于欧几里德算法的识别方法［3］、Walsh-Hadamard 分 析法［4］、基于校验统计的识别方法［5-6］ 、基于BM 的 快速合冲法 ［7］ 和基于矩阵分析的识别方法［8］等。其中基于欧几里德算法的识别方法适用于1/n 码率卷 积码，运算量小但容错性能差；Walsh-Hadamard 分 析法和基于校验统计的识别方法同样只适用于1/n 码率卷积码，具有较好的容错性，但运算量巨大；基于BM 的快速合冲法运算量小且具备一定容错性，但该方法只适用于1/2码率卷积码的识别；基于矩阵分析的识别方法可对不同码率卷积码进行全盲识别，其中在对卷积码编码参数识别时具有较高容错性，但对基本校验矩阵进行识别时容错性差。 文章编号：1002-0640（2015） 09-0031-04Vol.40，No.9Sep ，2015 火力与指挥控制 Fire Control &Command Control 第40卷第9期2015年9月 31·· 基于MATLAB对卷积码的性能分析 【摘要】本文对比了在加性高斯白噪声（AWGN）信道下经BPSK调制后的数据不编码与添加卷积编码后接收到的信道输出的误码性能，并通过对比对卷积码性能进行分析。采用MATLAB自编函数对[2，1，8]卷积码以及维特比译码进行仿真，且对其性能进行分析。由于卷积码有性能floor，编码增益随信噪比降低而体现不明显。仿真结果表明：当信噪比等于-1dB时，一个序列通过加性高斯白噪声信道后接收到的信道输出误比特率大于10-1，且该序列运用[2，1，8]卷积码编码，维特比译码（硬判决）后所得的序列误比特率升高。当信噪比为2dB时，一个序列通过加性高斯白噪声信道后接收到的信道输出误比特率约为4*10-2，且该序列运用[2，1，8]卷积码编码，维特比译码后所得的序列误比特率小于10-3，误码率远低于不编码时的误码率。因此卷积码适用于信道输出误码率比较低时候。 【关键词】维特比译码；卷积码；误比特率；马尔科夫性 1.引言 卷积码的编码器是由一个有k位输入、n位输出，且具有m位移位寄存器构成的有限状态的有记忆系统，通常称它为时序网络。[1]编码器的整体约束长度为v，是所有k个移位寄存器的长度之和。具有这样的编码器的卷积码称作[n，k，v]卷积码。对于一个（n，1，v）编码器，约束长度v等于存储级数m。卷积码是由k个信息比特编码成n（n>k）比特的码组，编码出的n比特码组值不仅与当前码字中的k个信息比特值有关，而且与其前面v个码组中的v*k个信息比特值有关。 卷积码有三种译码方式：序列译码、门限译码和概率译码。其中，概率译码根据最大似然译码原理在所有可能路径中求取与接收路径最相似的一条路径，具有最佳的纠错性能，[2]维特比译码是概率译码中极重要的一种方式。 序列译码和门限译码则不一定能找出与接收路径最相似的一条路径。不同于维特比译码，门限译码与序列译码所需的计算量是可变的且对于给定信息分组的最终判决仅仅基于（m+1）个接收分组，而不是基于整个接收序列。[3]与维特比译码所使用的对数似然量度不同，序列译码所使用的量度为Fano量度。在接收序列受扰严重的情况下，序列译码的计算量大于维特比译码所需的固定计算量，虽然序列译码要求的平均计算次数通常小于维特比译码。在采用并行处理的情况下，维特比译码的速度会优于序列译码。在同样码率和存储级数的条件下，门限译码的性能比维特比译码低大约3dB。 维特比译码的数据输出方式有硬判决及软判决两种方式，本文选取生成多项式为561，753的（2，1，8）卷积码对硬判决的性能进行分析，并依据维特比译码的原理以及卷积码的特性，对卷积码编码和维特比译码过程在加性高斯白噪声（AWGN）信道下进行仿真，并且根据仿真结果对维特比译码（硬判决）的结果 本科生毕业论文（设计） 题目：MATLAB实现卷积码编译码 专业代码： 作者姓名： 学号： 单位： 指导教师： 年月日 目录 前言----------------------------------------------------- 1 1. 纠错码基本理论---------------------------------------- 2 1.1纠错码基本理论 ----------------------------------------------- 2 1.1.1纠错码概念 ------------------------------------------------- 2 1.1.2基本原理和性能参数 ----------------------------------------- 2 1.2几种常用的纠错码 --------------------------------------------- 6 2. 卷积码的基本理论-------------------------------------- 8 2.1卷积码介绍 --------------------------------------------------- 8 2.1.1卷积码的差错控制原理----------------------------------- 8 2.2卷积码编码原理 ---------------------------------------------- 10 2.2.1卷积码解析表示法-------------------------------------- 10 2.2.2卷积码图形表示法-------------------------------------- 11 2.3卷积码译码原理---------------------------------------------- 15 2.3.1卷积码三种译码方式------------------------------------ 15 2.3.2V ITERBI译码原理---------------------------------------- 16 3. 卷积码编译码及MATLAB仿真---------------------------- 18 3.1M ATLAB概述-------------------------------------------------- 18 3.1.1M ATLAB的特点------------------------------------------ 19 3.1.2M ATLAB工具箱和内容------------------------------------ 19 3.2卷积码编码及仿真 -------------------------------------------- 20 3.2.1编码程序 ---------------------------------------------- 20 3.3信道传输过程仿真-------------------------------------------- 21 3.4维特比译码程序及仿真 ---------------------------------------- 22 3.4.1维特比译码算法解析------------------------------------ 23 3.4.2V ITERBI译码程序--------------------------------------- 25 3.4.3 VITERBI译码MATLAB仿真----------------------------------- 28 3.4.4信噪比对卷积码译码性能的影响 -------------------------- 28 实验四 卷积码的编解码 一、实验目的 1、掌握卷积码的编解码原理。 2、掌握卷积码的软件仿真方法。 3、掌握卷积码的硬件仿真方法。 4、掌握卷积码的硬件设计方法。 二、预习要求 1、掌握卷积码的编解码原理和方法。 2、熟悉matlab 的应用和仿真方法。 3、熟悉Quatus 的应用和FPGA 的开发方法。 三、实验原理 1、卷积码编码原理 在编码器复杂度相同的情况下，卷积码的性能优于分组码，因此卷积码几乎被应用在所有无线通信的标准之中，如GSM ， IS95和CDMA 2000 的标准中。 卷积码通常记作( n0 ， k0 ， m) ，它将k 0 个信息比特编为n 0 个比特， 其编码效率为k0/ n0 ， m 为约束长度。( n0 ， k0 ， m ) 卷积码可用k0 个输入、n0 个输出、输入存储为m 的线性有限状态移位寄存器及模2 加法计数器来实现。 本实验以（2，1，3）卷积码为例加以说明。图1就是卷积码编码器的结构。 图1 （2，1，3）卷积码编码器 其生成多项式为： 21()1G D D D =++； 2 2()1G D D =+； 如图1 所示的(2，1，3)卷积码编码器中，输入移位寄存器用转换开关代替，每输入一个信息比特经编码产生二个输出比特。假设移位寄存器的初始状态为全0，当第一个输入比特为0时，输出比特为00；若输入比特为１，则输出比特为11。随着第二个比特输入，第一个比特右移一位，此时输出比特同时受到当前输入比特和前一个输入比特的影响。第三个比特输入时，第一、二个比特分别右移一位，同时输出二个由这三位移位寄存器存储内容所共同决定的比特。依次下去就完成了编码过程。 下面是卷积码的网格图表示。他是比较清楚而又紧凑的描述卷积码的一种方式，它是最常用的描述方 摘 要：信道编码是数字通信中极其重要的环节，其识别成为信息截获恢复领域一个亟需解决的问题。针对卷 积码盲识别问题，提出了一种基于校验匹配统计的识别方法，该方法首先通过统计的方法求出最佳匹配的校验矩阵，进而推导出生成多项式矩阵。最后，通过MATLAB 实例仿真验证了该方法能够有效识别出所有卷积码，且具有很好的容错性能。 关键词：卷积码盲识别，匹配统计，容错性能，生成多项式中图分类号：TP309 文献标识码：A 一种新的高误码（2，1，m ）卷积码盲识别方法* 张东，陈国顺，王格芳，吕艳梅 （军械技术研究所， 石家庄050000）A New Method of Blind Recognition to （2，1，m ）Convolutional Code ZHANG Dong ，CHEN Guo-shun ，WANG Ge-fang ，L Yan-mei （Machine Technology Research Institute ，Shijiazhuang 050000，China ） Abstract ：Channel coding is a vital part in digital communication ，and its recognition has been a problem that must be solved.This paper proposes a method ，based on suited statistic ，to recognize the convolutional code.Firstly ，this method seeks the prime parity -check matrix by statistic ，and then deduces the generator polynomial matrix.At last ，the simulation of MATLAB proves that this method can recognize all convolutional code ，and has the good performance of error-resilient. Key words ：blind recognition of convolutional code ，suited statistic ，performance of error-resilient ，generator polynomial matrix 文章编号：1002-0640（2013） 11-0069-03Vol.38，No.11Nov ，2013 火力与指挥控制 Fire Control &Command Control 第38卷第11期2013年11月 引言 信道编码可以提高数据传输的可靠性，是保障通 信畅通的有效手段，也是数字通信系统的重要环节。目前信道编码主要包括线性分组码、卷积码、LDPC 码和Turbo 码等，而卷积码因纠错能力强和编译简单等优点已广泛应用于卫星系统测控链路、深空探测系统和第三代移动通信等［6］。这使得卷积码的识别成为信息对抗所面临的一项重要课题，如何在高误码率情况下有效识别出编码方式和参数并有效译码，是进行信息恢复所亟需解决的问题。目前，国外针对信道编码识别研究的公开文献资料非常少，国内有关卷积码 识别的方法主要有：欧几里德算法［1］ 、基于快速双合 冲算法［2］ 、基于Walsh-Hadamard 变换法［3］、构建分 析矩阵法［4］。可见，现有的卷积码识别方法应用范围受限，实用价值不高，一般不能在误码率较高情况 下进行识别。 （2，1，m ） 卷积码是卫星通信和深空探测中应用最广泛的卷积码，也是大多数（n -1）/n 码率删余卷积码的源码，本文针对该卷积码的识别问题提出了基于匹配统计的盲识别方法，该方法具有很好的容错性能，能够在误码率高达10-2量级情况下有效识别出一般（2，1，m ） 卷积码。弥补了Walsh-Hadamard 变换法需占用巨大存储空间的不足。 1（2，1，m ） 卷积码识别问题的描述实际应用的卷积码均是二进制卷积码，即建立在二元域F 2上。卷积码是把信源输出的信息序列， 收稿日期：2012-10-09 修回日期：2012-11-16 基金项目： 军内科研基金资助项目作者简介：张东（1984-），男，河北邱县人，硕士。研究方向：电子系统检测及故障诊断。 *ü69·· 卷积码 1、什么是卷积码？ 卷积码作为一种编码方法，是将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，因此时延小，特别适合以串行形式进行传输。通常它更适合于前向纠错，因而对于许多实际情况它的性能优于分组码，而且运算较简单。 2、卷积码的编译原理？ （1）编码原理 下图示出卷积码编码器一般原理方框图。编码器由三种主要元件构成，包括Nk级移存器、n个模2加法器和一个旋转开关。每个模2加法器的输入端数目可以不同，它连接到一些移存器的输出端。模2加法器的输出端接到旋转开关上。将时间分成等间隔的时隙，在每个时隙中有k比特从左端进入移存器，并且移存器各级暂存的信息向右移k位。旋转开关每时隙旋转一周，输出n比特（n）k）。 （2）译码原理 卷积码的解码方法可以分为两类：代数解码和概率解码。代数解码是利用编码本身的代数结构进行解码，不考虑信道的统计特性。概率解码则是基于信道的统计特性和卷积码的特点进行计算，其中一种概率解码方法是维特比算法。当码的约束长度较短时，它比序贯解码算法的效率更高、速度更快，目前得到广泛的使用。 维特比算法的基本原理是将接收到的信号序列和所有可能的发送信号序列比较，选择其中汉明距离最小的序列认为是当前发送信号序列。若发送一个k位序列，则有2k种可能的发送序列。计算机应存储这些序列，以便用作比较。当k较大时，存储量太大，使实用受到限制。维特比算法对此作了简化，使之能够实用。 3、与分组码相比，卷积码的优势是什么？ 与分组码不同的是，卷积码编码后n个码元不但与本码组的k个信息码元有关，而且与前面的N-1段信息有关，编码的过程中相互关联的码元有N*n个。卷积码的纠错能力同样是随N的增大而增大，其差错率随N的增大而指数的下降。在编码器相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。另一点不同是，分组码有严格的代数结构，但是卷积码至今没有严格的数学手段把纠错能力和码结构有机地联系起来，目前大都是采用计算机搜索来搜索好用的码组。 4、卷积码编译电路的组成结构？ （1）信号发生器 （2）卷积码编码器 （3）信道 （4）卷积码译码器 参考文献： [1]通信原理（第6版）樊昌信、曹丽娜，国防工业出版社·北京，2012 [2]SystemView通信仿真开发手册，孙屹，国防工业出版社，2004 [3]SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计，罗卫兵、孙桦、张捷，西安电子科技大学出版社，2001 卷积码的编解码仿真与研究 摘要 卷积码是一种性能优越的信道编码。它的编码器和译码器都比较容易实现，同时它具有较强的纠错能力。随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实际应用越来越广泛。本文简明地介绍了卷积码的编码原理和译码原理。并在SIMULINK模块设计中，完成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。最后，通过在仿真过程中分别改变卷积码的重要参数来加深理解卷积码的这些参数对卷积码的误码性能的影响。经过仿真和实测，并对测试结果作了分析。得出了以下三个结论： （1）当改变卷积码的码率时，系统的误码性能也将随之发生变化。 （2）对于码率一定的卷积码，当约束长度N 发生变化时，系统的误码性能也会随之发生变化。 （3）回溯长度也会不同程度上地影响误码性能。 关键词:卷积码；码率；约束长度；回溯长度 Simulation and Research on Encoding and Decoding of Convolution Code Abstract Convolution code has a superior performance of the channel code. It is easy to coding and decoding. And it has a strong ability to correct errors. As correcting coding theory has a long development, the practice of convolution code is more and more extensive. In this thesis, the principle of convolution coding and decoding is introduced simply firstly. Then the whole simulation module process of encoding, decoding and the Error Rate Calculation is completed in this design. Finally, in order to understand their performances of error rate, many changes in parameters of convolution code are calculated in the simulation process. After simulation and measure, an analysis of test results is presented. The following three conclusions are draw: (1) When the rate of convolution Code changes, BER performance of the system will change. (2) For a certain rate of convolution code, when there is a change in the constraint length of N, BER performance of the system will change. (3) Retrospective length will affect BER. Key words: convolution code; rate; constraint length; retrospective length;基于MATLAB的卷积码的分析与应用
基于遗传算法的(n,n-1,m)卷积码盲识别
基于MATLAB对卷积码的性能分析
MATLAB实现卷积码编译码-
14卷积码编解码
一种新的高误码(2,1,m)卷积码盲识别方法
卷积码
卷积码的编解码仿真与研究
相关主题
文本预览