苏州科技大学天平学院电子与信息工程学院
信道编码课程设计报告
课设名称卷积码编译及译码仿真
学生姓名圣鑫
学号 32
同组人周妍智
专业班级通信1422 指导教师潘欣欲
一、实验名称
基于MAATLAB的卷积码编码及译码仿真
二、实验目的
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。本实验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。
三、实验原理
1、卷积码编码原理
卷积码是一种性能优越的信道编码，它的编码器和解码器都比较易于实现，同时还具有较强的纠错能力，这使得它的使用越来越广泛。卷积码一般表示为(n,k,K)的形式，即将 k个信息比特编码为 n 个比特的码组，K 为编码约束长度，说明编码过程中相互约束的码段个数。卷积码编码后的 n 各码元不经与当前组的 k 个信息比特有关，还与前 K-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 K*n 个。R=k/n 是编码效率。编码效率和约束长度是衡量卷积码的两个重要参数。典型的卷积码一般选 n,k 较小，K 值可取较大(>10)，但以获得简单而高性能的卷积码。
卷积码的编码描述方式有很多种：冲激响应描述法、生成矩阵描述法、多项式乘积描述法、状态图描述，树图描述，网格图描述等。
2、卷积码Viterbi译码原理
卷积码概率译码的基本思路是:以接收码流为基础，逐个计算它与其他所有可能出现的、连续的网格图路径的距离，选出其中可能性最大的一条作为译码估值输出。概率最大在大多数场合可解释为距离最小，这种最小距离译码体现的正是最大似然的准则。卷积码的最大似然译码与分组码的最大似然译码在原理上是一样的，但实现方法上略有不同。主要区别在于:分组码是孤立地求解单个码组的相似度，而卷积码是求码字序列之间的相似度。基于网格图搜索的译码是实现最大似然判决的重要方法和途径。用格图描述时，由于路径的汇聚消除了树状图中的多余度，译码过程中只需考虑整个路径集合中那些使似然函数最大的路径。如果在某一点上发现某条路径已不可能获得最大对数似然函数，就放弃这条路径，然后在剩下的“幸存”路径中重新选择路径。这样一直进行到最后第 L 级(L 为发送序列的长度)。由于这种方法较早地丢弃了那些不可能的路径，从而减轻了译码的工作量，Viterbi 译码正是基于这种想法。对于(n, k, K )卷积码，其网格图中共 2kL 种状态。由网格图的前 K-1 条连续支路构成的路径互不相交，即最初 2k_1 条路径各不相同，当接收到第 K 条支路时，每条路径都有 2 条支路延伸到第 K 级上，而第 K 级上的每两条支路又都汇聚在一个节点上。在Viterbi译码算法中，把汇聚在每个节点上的两条路径的对数似然函数累加值进行比较，然后把具有较大对数似然函数累加值的路径保存下来，而丢弃另一条路径，经挑选后第 K 级只留下2K条幸存路径。选出的路径同它们的对数似然函数的累加值将一起被存储起来。由于每个节点引出两条支路，因此以后各级中路径的延伸都增大一倍，但比较它们的似然函数累加值后，丢弃一半，结果留存下来的路径总数保持常数。由此可见，上述译码过程中的基本操作是，“加-比-选”，即每级求出对数似然函数的累加值，然后两两比较后作出选择。有时会出现两条路径的对数似然函数累加值相等的情形，在这种情况下可以任意选择其中一条作
为“幸存”路径。
卷积码的编码器从全零状态出发，最后又回到全零状态时所输出的码序列，称为结尾卷积码。因此，当序列发送完毕后，要在网格图的终结处加上（K-1）个己知的信息作为结束信息。在结束信息到来时，由于每一状态中只有与已知发送信息相符的那条支路被延伸，因而在每级比较后，幸存路径减少一半。因此，在接收到（K-1）个己知信息后，在整个网格图中就只有唯一的一条幸存路径保留下来，这就是译码所得的路径。也就是说，在己知接收到的序列的情况下，这条译码路径和发送序列是最相似的。
3、MATLAB 仿真
在本次实验中，主要是利用SIMULINK仿真模块对卷积码的编码及viterbi 译码的全过程进行了设计，SIMULINK仿真框图如下：
图1卷积码的SIMULINK仿真框图
基本设计思路是：先由Bernoulli Binary Generator（贝努利二进制序列产生器）产生一个0，1等概序列，经过Convolutional Encoder（卷积编码器）对输入的二进制序列进行卷积编码，并用BPSK调制方式调制信号。加入信道噪声（高斯白噪声）后再经过BPSK解调制后送入Viterbi Decoder（Viterbi译码器）进行硬判决译码。最后经过Error Rate Calculation（误码统计）后由Display （显示）输出。然后通过Selector（数据选通器）将结果输出到To workspace
（工作区间）。该结果将由m文件中的程序调用以绘制不同信噪比及其他参数下系统误码率曲线。
四、实验结果
1、不同的约束长度对卷积码误码率的影响
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, 本实验中以码率R = 1/2的(2,1,3)和(2,1,7) 卷积码为例展开分析。
仿真所用所用程序如下：
x=0:5;
y=x;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima');
y(i)=mean(BitErrorRate);
end
semilogy(x,y,’r’);
hold on;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima2');
y(i)=mean(BitErrorRate);
end
semilogy(x,y,’g’);
xlabel('SNR')
ylabel('BitErrorRate')
仿真结果：
图2约束长度对卷积码性能的影响
结果分析：
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, 我们以码率R = 1/ 2的(2 ,1 ,3)和（2，1，7）卷积码为例展开分析。上面的曲线是（2，1，3）卷积码的误码性能曲线。下面的曲线是（2，1，7）卷积码的误码性能曲线。从图4-4中的误比特率曲线可以清楚地看到,随着约束长度的逐渐增加,系统的误比特率明显降低,所以说当码率一定时，增加约束长度可以降低系统的误比特率,但是随着约束长度的增加，译码设备的复杂性也会随之增加,所以对于码率为1/ 2 的卷积码，我们在选取约束长度时一般为3～9 。
2、回溯长度对卷积码性能的影响
以（2，1，7）卷积码为例。将译码模块中的Traceback depth分别设置为20，35，50并在一个图中画出这三种方式下的误码性能曲线。
仿真所用程序如下：
x= 0:5;
y=x;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima');
y(i)=mean(BitErrorRate);
end
semilogy(x,y,’r’);
hold on;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima2'); y(i)=mean(BitErrorRate); end
semilogy(x,y,’g’);
hold on;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima3'); y(i)=mean(BitErrorRate); end
semilogy(x,y,’b’);
xlabel('SNR')
ylabel('BitErrorRate')
仿真结果：
图3 回溯长度对卷积码性能的影响
从上到下的三条曲线分别是Traceback depth为20，35，50。可以看出：回溯长度在Viterbi 译码过程中一个很重要的参数,他决定了译码延迟,随着他的不断变化，误码性能也随误比特率曲线可以清楚地看到,当回溯长度一定时,随着信道噪声的逐渐提高,系统的误比特率逐渐降低;当回溯长度逐渐增加,系统的误比特率随之逐渐降低,当回溯程度τ增加一定程度时，误比特率数值趋于稳定。
3.不同码率对误比特率的影响
以码率为1/2的（2，1,3）卷积码和码率为1/3的（3,1，3）码为例。它们的trellis结构分别是poly2trellis(3,[6 7])和poly2trellis(3,[1 6 5])。
仿真所用程序：
x=0:5;
y=x;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima');
y(i)=mean(BitErrorRate); end
semilogy(x,y,’r’);
hold on;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima2'); y(i)=mean(BitErrorRate); end
semilogy(x,y,’b’); xlabel('SNR')
ylabel('BitErrorRate'
图4 码率对卷积码性能的影响
结果分析：
从图中可以看出，当码率一定时，随着信道信噪比的提高，系统误比特率逐渐降低。当改变码率时，在信噪比一定的条件下，码率越高，误比特率越高。
5.不同信道对viterbi译码性能的影响
在这个部分主要考虑的是二进制对称信道与高斯白噪声信道对于viterbi 译码性能的影响。采用的是（2,1,7）卷积码。
仿真所用程序：
x=0:5;
y=x;
for i=1:length(x)
SNR=x(i);
sim('juanjima'); y(i)=mean(BitErrorRate); end
semilogy(x,y,’r’); semilogy(x,y,’b’); xlabel('SNR')
ylabel('BitErrorRate')
仿真结果：
图5二进制对称信道下的仿真结果
图6高斯白噪声信道下的仿真结果
结果分析：
高斯白噪声信道中，Viterbi译码随着信道的信噪比提升，误比特率越低，信道的可信度与纠错能力很高，而在二进制对称信道中，随着信道的误码率提升，viterbi译码的误比特率也会提升，当二进制对称信道的误码率高到一定程度时，Viterbi译码几乎会丧失纠错能力。总体上看，高斯白噪声信道要优于二进制对称信道。
五、实验心得及总结
本学期学了现代编码理论，对编码的概念和原理有了很大的理解，而本次实验我们选择了卷积码的编码和Viterbi译码的性能分析。我们在前期看现代编码
理论卷积码这块知识点的时候，花了很长时间才搞懂，尤其是Viterbi译码的算法，在用matlab进行性能分析的时候，从matlab的熟悉及相关子函数的编写，期间用到了很多问题，通过查询相关资料，问同学等方式最后得到解决，尤其是最后跑不同码率的卷积码性能分析的时候，由于时间长，况且中间出现了很多错误，在老师及同学的帮助下，解决了问题，完成了实验。
六、分工状况
我与周妍智一起翻看了书本，共同定下了课题及主要大纲，然后一起讨论和查阅资料，写下了程序。然后，她进行了程序的测试，我写了报告。
七、文献
《信道编码与MATLAB仿真》刘东华向良军著电子工业出版社
实验二抗衰落技术实验（4学时） 1.线性分组码实验 2.卷积码实验 姓名： 学号： 班级： 日期： 成绩：
1、线性分组码实验 一、实验目的 了解线性分组码在通信系统中的意义。 掌握汉明码编译码及其检错纠错原理，理解编码码距的意义。二、实验模块 主控单元模块 2号数据终端模块 4号信道编码模块 5号信道译码模块 示波器 三、实验原理
汉明码编译码实验框图 2、实验框图说明 汉明码编码过程：数字终端的信号经过串并变换后，数据进行了分组，分组后的数据再经过汉明码编码，数据由4bit变为7bit。 注：为方便对编码前后的数据进行对比观测，本实验中加入了帧头指示信号。帧头指示信号仅用于线性分组码编码时将输入信号的比特流进行分组，其上跳沿指示了分组的起始位置。 四、实验步骤 （注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变或者模块及仪器仪表的更换时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。） 任务一汉明码编码规则验证 概述：本项目通过改变输入数字信号的码型，观测延时输出，编码输出及译码输出，验证汉明码编译码规则。 1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。 2、按表格所示进行连线。 3、调用示波器观测2号模块的DoutMUX和4号模块的编码输出TH4编码数据，
6、此时系统初始状态为：2号模块提供32K编码输入数据，4号模块进行汉明码编码，无差错插入模式，5号模块进行汉明码译码。 7、实验操作及波形观测。 0000 0001 0010
0100 0101
0111 1000
哈夫曼编/译码的设计与实现实验报告 问题描述 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率，缩短信息传输时间，降低传输成本。但是，这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码，在接收端将传来的数据进行译码（复原）。对于双工信道（即可以双向传输信息的信道），每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发编写一个哈夫曼码的编/译码系统。 基本要求 （1）接收原始数据：从终端读入字符集大小n，以及n个字符和n个权值，建立哈夫曼树，并将它存于文件hfmtree.dat中。 （2）编码：利用已建好的哈夫曼树（如不在内存，则从文件hfmtree.dat中读入），对文件中的正文进行编码，然后将结果存入文件codefile.dat中。 （3）译码：利用已建好的哈夫曼树将文件codefile.dat中的代码进行译码，结果存入文件textfile.dat中。 （4）打印编码规则：即字符与编码的一一对应关系。 运行与调试 （1）利用教科书中的数据调试程序。
（2）用下表给出的字符集和频度的实际统计数据建立哈夫曼树，并实现以下报文的编码和译码：“THIS-PROGRAM-IS-MY-FA VORITE”。 字符 A B C D E F G H I J K L M 频度186 64 13 22 32 103 21 15 47 57 1 5 32 20 字符 频度57 63 15 1 48 51 80 23 8 18 1 16 1
实验小结 通过这次实验，让我对于树的应用多了认识，在读取文件时，遇到的一些困难，不过在和同学交流的过程中，解决了这个问题，我觉的自己对于树及文件的应用又有了一些进步。通过这次实验，感觉收获很大。
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
信号与系统上机实验报告一连续时间系统卷积的数值计算 140224 班张鑫学号 14071002 一、实验原理 计算两个函数的卷积 卷积积分的数值运算实际上可以用信号的分段求和来实现，即： 如果我们只求当 t = n? t1 是r ( t )的值，则由上式可以得到： ?t足够小时，r(t2)就是e(t)和f(t)卷积积分的数值近似值由上面的公式可 当1 以得到卷积数值计算的方法如下： (1)将信号取值离散化，即以为周期，对信号取值，得到一系列宽度间隔为 的矩形脉冲原信号的离散取值点，用所得离散取值点矩形脉冲来表示原来的连续时间信号； (2)将进行卷积的两个信号序列之一反转，与另一信号相乘，并求积分，所得为t=0时的卷积积分的值。以为单位左右移动反转的信号，与另一信号相乘求积 分，求的t<0和t>0时卷积积分的值； (3)将所得卷积积分值与对应的t标在图上，连成一条光滑的曲线，即为所求卷积积分的曲线。 1
信号与系统上机实验报告一二、处理流程图 三、C程序代码 #include"stdafx.h" #include"stdio.h" //#include "stdilb.h" float u(float t) { while (t>= 0) return(1); while (t<0) return(0); } float f1(float t) { return(u(t+2)-u(t-2)); } float f2(float t) { return(t*(u(t)-u(t-2))+(4-t)*(u(t-2)-u(t-4))); } int_tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
第五章纠错编码习题解答 1、已知一纠错码的三个码组为(001010)、(101101)、(010001)。若用于检错，能检出几位错码？若用于纠错，能纠正几位错码？若纠检错结合，则能纠正几位错码同时检出几位错码？ ［解］该码的最小码距为d o=4，所以有： 若用于检错，由d o> e+1，可得e=3,即能检出3位错码；若用于纠错，由d o> 2t+1，可得t=1，即能检出1位错码；若纠检错结合，由d o> e+t+1 (e>t),可得t=1, e=2，即能 纠正1 位错码同时能检出2 位错码。 2、设某(n,k)线性分组码的生成矩阵为： 001011 G 1 0 0 1 0 1 010110 ①试确定该(n,k)码中的n和k； ②试求该码的典型监督矩阵H； ③试写出该码的监督方程； ④试列出该码的所有码字； ⑤试列出该码的错误图样表； ⑥试确定该码的最小码距。 ［解］①由于生成矩阵G 是k 行n 列，所以k=3，n=6。 ②通过初等行变换，将生成矩阵G变换成典型生成矩阵 10 0 10 1
G 0 10 1 10 I k Q 0 0 10 11 1 0 1 1 1 0 由于Q 1 1 0 , P= Q T= 0 1 1，可知典型监督矩阵为 0 1 1 1 0 1 110 10 0 H = PI r 0 110 10 10 10 0 1 85 玄4 a? 0 ③监督方程为a。a3 q 0 a5 a3 a0 0 ④所有码字见下表 ⑤错误图样表即错误图样与校正子关系表，见下表
⑥线性码的最小码距为码字的最小重量(全零码除外) ，所 以该码的最小码距为 3。 3、已知一种(7,3)循环码的全部码组为： 0000000 0101110 1001011 1100101 0010111 0111001 1011100 1110010 试求该码的生成多项式 g(x)、典型生成矩阵G 和典型监督矩阵H ； ［解］由循环码的原理知，生成多项式g(x)对应的码字为前k-1 位码元 均为“ 0”的码字，即“ 0010111”，所以有 g(x)=x 4+x 2+x+1 x 2 g(x) 6 4 x x 3 x 2 x 1 0 1 1 1 0 0 则生成矩阵为G xg(x) 5 3 x x 2 x x 0 1 0 1 1 1 0 g(x) 4 2 x x x 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1
实验十三差分编译码实验 一、实验目的 掌握差分编码/译码原理 二、实验内容 1、学习差分编译码原理 2、用示波器观察差分编码结果和译码结果 三、基本原理 差分码是一种把符号‘0’和‘1’反映在相邻码元的相对变化上的波形。比如，若以相邻码元的电位改变表示符号‘1’，而以电位不改变表示符号‘0’，如图13－1所示。当然，上述规定也可以反过来。由图可见，这种码波形在形式上与单极性或双极性码波形相同，但它代表的信息符号与码元本身电位或极性无关，而仅与相邻码元的电位变化有关。差分波形也称相对码波形，而相应地称单极性或双极性波形为绝对码波形。差分码波形常在相位调制系统的码变换器中使用。 图13-1差分码波形 组成模块如下图所示： cclk d_out 端口说明： CCLK：编码时钟输入端 DIN：编码数据输入端 Diff－OUT：差分编码结果输出端 DCLK：译码时钟输入端
Diff－IN：差分译码数据输入端 DOUT：译码结果输出端 四、实验步骤 1、实验所用模块：数字编解码模块、数字时钟信号源模块。 实验连线： CCLK：从数字时钟信号源模块引入一高频时钟，如512K。 DIN：从数字时钟信号源模块引入一低频时钟，如16K。 DIFF－OUT与DIFF－IN短接。 DCLK与CCLK短接。 2、用示波器两探头同时观测DIN与DIFF－OUT端，分析差分编码规则。 3、用示波器两探头同时观测DIN与DOUT端，分析差分译码结果。 五、实验报告要求 设信息代码为1001101，码速率为128K，差分码的编码时钟为码速率的四倍，根据实验观察得到的规律，画出差分码波形。
实验名称：___ 卷积编码_______ 1、使用MATLAB进行卷积编码的代码编写、运行、仿真等操作； 2、熟练掌握MATLAB软件语句； 3、理解并掌握卷积编码的原理知识。 二、实验原理 卷积码是由Elias于1955 年提出的，是一种非分组码，通常它更适用于前向纠错法，因为其性能对于许多实际情况常优于分组码，而且设备较简单。 卷积码的结构与分组码的结构有很大的不同。具体地说，卷积码并不是将信息序列分成不同的分组后进行编码，而是将连续的信息比特序列映射为连续的编码器输出符号。卷积码在编码过程中，将一个码组中r 个监督码与信息码元的相关性从本码组扩展到以前若干段时刻的码组，在译码时不仅从此时刻收到的码组中提取译码信息，而且还可从与监督码相关的各码组中提取有用的译码信息。这种映射是高度结构化的，使得卷积码的译码方法与分组译码所采用的方法完全不同。可以验证的是在同样复杂度情况下，卷积码的编码增益要大于分组码的编码增益。对于某个
特定的应用，采用分组码还是卷积码哪一种更好则取决于这一应用的具体情况和进行比较时可用的技术。 （一）卷积编码的图形表示 卷积码的编码器是由一个有k 个输人位，n 个输出位，且有m 个移位寄存器构成的有限状态的有记忆系统，其原理如图1所示。 图1 卷积码编码器的原理图 描述这类时序网络的方法很多，它大致可分为两大类型：解析表示法与图形表示法。在解析法中又可分为离散卷积法、生成矩阵法、码多项式法等；在图形表示法中也可分为状态图法、树图法和网络图法等。 图2给出的是一个生成编码速率为1／2 卷积码的移位寄存器电路。输人比特在时钟触发下从左边移人到电路中，每输入一位，分别去两个模2加法器的输出值并复用就得到编码器的输出。对这一编码，每输入一比特就产生两个输出符号，故编码效率为
第七章 7.1画出K =3，效率为1/3，生成多项式如下所示的编码状态图、树状图和网格图： g 1(X ) = X + X 2 g 2(X ) = 1 + X g 3(X ) = 1 + X + X 2 + + + 状态图如下： 10 01 11 00 000 001 010100 101 011 111 110 树状图如下： 21)(x x x g += x x g +=1)(2 231)(x x x g ++=
1 a 000011a b 011111100 000011111100101110010001 a b c d 000 网格图如下： b=10 d=11 000 011 101 110 111 100010 001 a=00 c=01 7.2假定K =3，效率为1/2的二进制卷积码，其部分状态图如图P7.1所示，画出完整的状态图，并画出编码器的示意图。
图P7.1 g02 g12 g22 g21 g 11g 01 假设一初始状态00→10，分支字为11，此脉冲为10201==g g 。 接下来设状态变为01，分支字为10，脉冲变为0,11211==g g 。 再设状态变化为11→11，分支字为00，此脉冲为1,02221==g g 。 因此，编码器、完整的状态图如下：
+ + 10 01 11 00 00 00 1101 01 11 10 10 7.3画出图P7.2方框图描述的卷积码编码器的状态图、树状图和网格图。
图P7.2 状态图： 10 01 11 00 00 10 0001 11 10 11 01 树状图：
Pcm编译码实验报告 学院：信息学院 ：靳家凯 专业：电科 学号：20141060259
一、实验目的 1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。 2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态围和频率特性的定义及测量方法。 3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。 4、熟悉了解W681512。 二、实验器材 1、主控&信号源模块、3号、21号模块 2、双踪示波器 3、连接线 三、实验原理 1、实验原理框图
图1 21号模块w68 1 5 1 2芯片的PCM编译码实验 图2 3号模块的PCM编译码实验 图3 ~μ律编码转换实验 2、实验框图说明 图1中描述的是信号源经过芯片W6815 12经行PcM编码和译码处理。 w681512的芯片工作主时钟为2o48KHz, 根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。图2中描述的是采用软件方式实现PcM编译码, 并展示中间变换的过程。 PcM 编码过程是将音乐信号或正弦波信号, 经过抗混叠滤波 (其作用是滤波 3.4kHz 以外的频率, 防止A/D转换时出现混叠的现象) 。抗混滤波后的信号经A/D转换,
然后做PcM编码,之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反, μ律的所有位都取反。因此, PcM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。 PcM译码过程是PcM编码逆向的过程,不再赘述。 A/μ律编码转换实验中,如实验框图3所示,当菜单选择为 A律转μ律实验时,使用3 号模块做 A律编码, A律编码经 A转μ律转换之后, 再送至21号模块进行μ律译码。同理, 当菜单选择为μ律转 A律实验时,则使用3号模块做μ律编码,经l,转A律变換后,再送入21号模块进行 A律译码。 四、实验步骤 实验项目一测试 w68l512的幅频特性 概述:该项目是通过改变输入信号频率,观测信号经 w681512编译码后的输出幅频特性, 了解芯片 w681512的相关性能。 1、关电,按图1所示进行连线。 2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【PCM编码】→【A 律编码观测实验】。调节 w1主控&信号源使信号 A_0UT输出峰峰值为3V左右。将模块21的开关 Sl 拨至“A-Law”, 即完成 A律PCM编译码。 3、此时实验系统初始状态为:设置音频输入信号为峰峰值3V,频率1KHz正弦波; PCM编码及译码时钟 CLK为64KHz方波;编码及译码帧同步信号 FS为8KHz。 4、实验操作及波形观测。 (1)调节模拟信号源输出波形为正弦波,输出频率为50Hz,用示波器观测A-out,设置A_out峰峰值为3V。 (2)将信号源频率从50Hz增加到4oooHz,用示波器接模块21的音频输出,观测信
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
苏州科技大学天平学院电子与信息工程学院 信道编码课程设计报告 课设名称卷积码编译及译码仿真 学生姓名圣鑫 学号1430119232 同组人周妍智 专业班级通信1422 指导教师潘欣欲 一、实验名称 基于MAATLAB的卷积码编码及译码仿真 二、实验目的 卷积码就是一种性能优越的信道编码。它的编码器与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。本实验简明地介绍了卷积码的编码原理与Viterbi译码原理。并在SIMULINK模块设计中,完成了对卷积码的编码与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。经过仿真与实测,并对测试结果作了分析。 三、实验原理
1、卷积码编码原理 卷积码就是一种性能优越的信道编码,它的编码器与解码器都比较易于实现,同时还具有较强的纠错能力,这使得它的使用越来越广泛。卷积码一般表示为(n,k,K)的形式,即将 k个信息比特编码为 n 个比特的码组,K 为编码约束长度,说明编码过程中相互约束的码段个数。卷积码编码后的 n 各码元不经与当前组的 k 个信息比特有关,还与前 K-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 K*n 个。R=k/n 就是编码效率。编码效率与约束长度就是衡量卷积码的两个重要参数。典型的卷积码一般选 n,k 较小,K 值可取较大(>10),但以获得简单而高性能的卷积码。 卷积码的编码描述方式有很多种:冲激响应描述法、生成矩阵描述法、多项式乘积描述法、状态图描述,树图描述,网格图描述等。 2、卷积码Viterbi译码原理 卷积码概率译码的基本思路就是:以接收码流为基础,逐个计算它与其她所 有可能出现的、连续的网格图路径的距离,选出其中可能性最大的一条作为译码估值输出。概率最大在大多数场合可解释为距离最小,这种最小距离译码体现的正就是最大似然的准则。卷积码的最大似然译码与分组码的最大似然译码在原理上就是一样的,但实现方法上略有不同。主要区别在于:分组码就是孤立地求解单个码组的相似度,而卷积码就是求码字序列之间的相似度。基于网格图搜索的译码就是实现最大似然判决的重要方法与途径。用格图描述时,由于路径的汇聚消除了树状图中的多余度,译码过程中只需考虑整个路径集合中那些使似然函数最大的路径。如果在某一点上发现某条路径已不可能获得最大对数似然函数,就放弃这条路径,然后在剩下的“幸存”路径中重新选择路径。这样一直进行到最后第 L 级(L 为发送序列的长度)。由于这种方法较早地丢弃了那些不可能的路径,从而减轻了译码的工作量,Viterbi 译码正就是基于这种想法。对于(n, k, K )卷积码,其网格图中共 2kL 种状态。由网格图的前 K-1 条连续支路构成的路径互不相交,即最初 2k_1 条路径各不相同,当接收到第 K 条支路时,每条路径都有 2 条支路延伸到第 K 级上,而第 K 级上的每两条支路又都汇聚在一个节点上。在Viterbi译码算法中,把汇聚在每个节点上的两条路径的对数似然函数累加
第五章 纠错编码习题解答 1、已知一纠错码的三个码组为(001010)、(101101)、(010001)。若用于检错，能检出几位错码？若用于纠错，能纠正几位错码？若纠检错结合，则能纠正几位错码同时检出几位错码？ [解]该码的最小码距为d 0=4，所以有： 若用于检错，由d 0≥e +1，可得e =3，即能检出3位错码； 若用于纠错，由d 0≥2t +1，可得t =1，即能检出1位错码； 若纠检错结合，由d 0≥e +t +1 （e >t ），可得t =1，e =2，即能纠正1位错码同时能检出2位错码。 2、设某(n ,k )线性分组码的生成矩阵为： 001011100101010110G ?? ??=?????? ①试确定该(n ,k )码中的n 和k ； ②试求该码的典型监督矩阵H ； ③试写出该码的监督方程； ④试列出该码的所有码字； ⑤试列出该码的错误图样表； ⑥试确定该码的最小码距。 [解] ①由于生成矩阵G 是k 行n 列，所以k =3，n =6。 ②通过初等行变换，将生成矩阵G 变换成典型生成矩阵
[] 100101010110001011k G I Q ?? ??==?????? 由于101110110011011101T Q P Q ???? ????=???? ????????， ＝＝，可知典型监督矩阵为 []110100011010101001r H PI ?? ??=?? ????＝ ③监督方程为5424315 300 00 a a a a a a a a a ⊕⊕=??⊕⊕=??⊕⊕=? ④所有码字见下表 ⑤错误图样表即错误图样与校正子关系表，见下表
PCM编译码的实验报告 篇一：实验十一：PCM编译码实验报告 实验报告 哈尔滨工程大学教务处制 实验十一PCM编译码实验 一、实验目的 1. 掌握PCM编译码原理。 2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。 3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。 二、实验仪器 1. 双踪示波器一台 2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台 3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块 4. 麦克风和扬声器一套 三、实验步骤 1．实验连线 关闭系统电源，进行如下连接： 非集群方式 2. 熟悉PCM编译码模块，开关K1接通SL1，打开电源开关。3．用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。 4. 用示波器观察PCM编码输出信号。 当采用非集群方式时：
测量A通道时：将示波器CH1接SLA（示滤波器扫描周期不超过SLA的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCM A OUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。 测量B通道时：将示波器CH1接SLB，（示滤波器扫描周期不超过SLB的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCM B OUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。 当采用集群方式时：将示波器CH1接SL0，（示滤波器扫描周期不超过SL0的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2分别接SLA、PCM A OUT、SLB、PCM B OUT以及PCM_OUT，观察编码后的数据所处时隙位置与时隙同步信号的关系以及PCM信号的帧结构（注意：本实验的帧结构中有29个时隙是空时隙，SL0、SLA及SLB的脉冲宽度等于一个时隙宽度）。开关S2分别接通SL1、SL2、SL3、SL4，观察PCM基群帧结构的变化情况。 5. 用示波器观察PCM译码输出信号 示波器的CH1接STA，CH2接SRA，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。 示波器的CH1接STB，CH2接SRB，观察这两个信号波形是否相同(有相位差)。 6. 用示波器定性观察PCM编译码器的动态范围。
信号与系统实验报告学院：电子信息与电气工程学院 班级: 13级电信<1>班 学号: 20131060104 姓名:李重阳
实验三 信号卷积实验 一、实验目的 1、理解卷积的概念及物理意义； 2、通过实验的方法加深对卷积运算的图解方法及结果的理解。 二、实验原理说明 卷积积分的物理意义是将信号分解为冲激信号之和，借助系统的冲激响应，求解系统对任意激励信号的零状态响应。设系统的激励信号为x （t ），冲激响应为h （t ），则系统的零状态响应为()()()*y t x t h t ==()()x t h t d ττ∞-∞-?。 1、两个矩形脉冲信号的卷积过程 两信号x （t ）与h （t ）都为矩形脉冲信号，如图3-1所示。下面由图解的方法（图3-1）给出两个信号的卷积过程和结果，以便与实验结果进行比较。 图3-1 两矩形脉冲的卷积积分的运算过程与结果 2、矩形脉冲信号与锯齿波信号的卷积 信号f1（t ）为矩形脉冲信号， f2（t ）为锯齿波信号，如图3-2所示。根据卷积积分的运算方法得到f1（t ）和f2（t ）的卷积积分结果f （t ），如图3-2（c ）所示。 图3-2 矩形脉冲信号与锯齿脉冲信号的卷积积分的结果 3、本实验进行的卷积运算的实现方法 在本实验装置中采用了DSP 数字信号处理芯片，因此在处理模拟信号的卷积积分运算时，是先通过A/D 转换器把模拟信号转换为数字信号，利用所编写的相应程序控制DSP 芯片实现数字信号的卷积运算，再把运算结果通过D/A 转换为模拟信号输出。结果与模拟信号的直接运算结果是一致的。数字信号处理系统逐步和完全取代模拟信号处理系统是科学技术发展的必然趋势。图3-3为信号卷积的流程图。 图3-3 信号卷积的流程图 三、实验内容 1、检测矩形脉冲信号的自卷积结果。 用双踪示波器同时观察输入信号和卷积后的输出信号，把输入信号的幅度峰峰值调节为4V ，再调节输入信号的频率或占空比使输入信号的时间宽度满足表中的要求，观察输出信号有何变化，判断卷积的结果是否正确，并记录表3-1。 实验步骤如下： ①将函数发生器的SW702置于“方波”上。 ②连接函数发生器H701与数字滤波器的PB01，在TPB01上可观察到输入波形。将示波器接在TPB01上观测输入波形，并调节函数发生器模块上的频率旋钮与幅度旋钮，使信号频率为1KHz ，幅度为4V 。（注意：输入波形的频率幅度要在H701与PB01连接后，在TPB01上测试。） ③将红色拨动开关SWB01调整为“0001”。 ④按下复位键S1。 ⑤将示波器的CH1接于TP901；CH2接于TP903。可分别观察到输入信号的波形与卷积后的输出信号的波形。 表3-1 输入信号卷积后的输出信号
第五章 信道编码 习题解答 1．写出与10011的汉明距离为3的所有码字。 解：共有10个：01111，00101，00000，01010，01001，00110，11101，10100，11000，11110。 2． 已知码字集合的最小码距为d ，问利用该组码字可以纠正几个错误可以发现几个错误请写出一般关系式。 解：根据公式： (1)1d e ≥+ 可发现e 个错。 (2)21d t ≥+ 可纠正t 个错。 得出规律： （1）1d = ，则不能发现错及纠错。 （2）d 为奇数：可纠 1 2 d -个码元错或发现1d -个码元错。 （3）d 为偶数：可纠 12 d -个码元错，或最多发现1d -个码元错。 （4）码距越大，纠、检错能力越强。 3．试计算（8，7）奇偶校验码漏检概率和编码效率。已知码元错误概率为4 10e p -=。 解：由于4 10e p -=较小，可只计算错两个码元（忽略错4或6个码元）的情况： 228788! 10 2.8106!2! e p C p --== ?=?? 7 87.5%8 η= = 4．已知信道的误码率4 10e p -=，若采用“五三”定比码，问这时系统的等效（实际）误码率为多少 解：由于4 10e p -=较小，可只计算错两个码元的情况 11252112 83232(1)610e e e p C C p p C C p --=-≈=?
5．求000000，110110，011101，101011四个汉明码字的汉明距离，并据此求出校正错误用的校验表。 解：先求出码字间距离： 000000 110110 011101 101011 000000 4 4 4 110110 4 4 4 011101 4 4 4 101011 4 4 4 汉明距离为4，可纠一位错。 由于一个码字共有6个码元，根据公式：21617r n ≥+=+= 得 3r = 即每个码字应有3位监督码元，6-3=3位信息码元。 直观地写出各码字：123456 000000110110011101101011 x x x x x x 令456x x x 为监督码元，观察规律则可写出监督方程：4135236 12x x x x x x x x x =⊕?? =⊕??=⊕? 从而写出校验子方程：113422353126s x x x s x x x s x x x *** *** ***?=⊕⊕?=⊕⊕??=⊕⊕? 列出校验表： 6．写出信息位6k =，且能纠正1个错的汉明码。 解：汉明码的信息码元为六个，即：6k =。监督码元数r 应符合下式：217r k r r ≥++=+
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ PCM编译码的实验报告
编号：FS-DY-20764 PCM编译码的实验报告 篇一：实验十一：PCM编译码实验报告 实验报告 哈尔滨工程大学教务处制 实验十一PCM编译码实验 一、实验目的 1. 掌握PCM编译码原理。 2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。 3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。 二、实验仪器 1. 双踪示波器一台 2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台 3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块 4. 麦克风和扬声器一套 三、实验步骤
1．实验连线 关闭系统电源，进行如下连接： 非集群方式 2. 熟悉PCM编译码模块，开关K1接通SL1，打开电源开关。3．用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。 4. 用示波器观察PCM编码输出信号。 当采用非集群方式时： 测量A通道时：将示波器CH1接SLA（示滤波器扫描周期不超过SLA的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCM A OUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。 测量B通道时：将示波器CH1接SLB，（示滤波器扫描周期不超过SLB的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2接PCM B OUT，观察编码后的数据与时隙同步信号的关系。 当采用集群方式时：将示波器CH1接SL0，（示滤波器扫描周期不超过SL0的周期， 以便观察到一个完整的帧信号），CH2分别接SLA、PCM
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
实验四Δm及CVSD编译码实验 一、实验目的 1、掌握简单增量调制的工作原理。 2、理解量化噪声及过载量化噪声的定义，掌握其测试方法。 3、了解简单增量调制与CVSD工作原理不同之处及性能上的差别。 二、实验器材 1、主控&信号源模块、21号、3号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、Δm编译码 （1）实验原理框图 信号源 music/A-out CLK 抗混叠滤波器 LPF LPF-IN LPF-OUT Δm 编码 编码输入 门限 判决 时钟 Δm译码 时钟 译码输入 译码输出 3# 信源编译码模块 比较 量化 延时 极性 变换 量阶 编码输出 延时 本地译码 音频输入 图一Δm编译码框图 （2）实验框图说明 编码输入信号与本地译码的信号相比较，如果大于本地译码信号则输出正的量阶信号，如果小于本地译码则输出负的量阶。然后，量阶会对本地译码的信号进行调整，也就是编码部分“+”运算。编码输出是将正量阶变为1，负量阶变为0。 Δm译码的过程实际上就是编码的本地译码的过程。 2、CVSD编译码 （1）实验原理框图
信号源 music/A-out CLK 抗混叠滤波器 LPF LPF-IN LPF-OUT Δm 编码 编码输入 门限判决 时钟 Δm 译码 时钟 译码输入 译码输出 比较 延时 极性变换 量阶调整 编码输出 延时 本地译码 量阶调整 一致脉冲量阶 3# 信源编译码模块 音频输入 图二 CVSD 编译码框图 （2）实验框图说明 与Δm 相比，CVSD 多了量阶调整的过程。而量阶是根据一致脉冲进行调整的。一致性脉冲是指比较结果连续三个相同就会给出一个脉冲信号，这个脉冲信号就是一致脉冲。其他的编译码过程均与Δm 一样。 四、实验步骤 项目一：△M 编码规则实验 项目二：量化噪声观测 项目三：不同量阶△M 编译码的性能 项目四：△M 编译码语音传输系统 项目五：CVSD 量阶观测 项目六：CVSD 一致脉冲观测 项目七;CVSD 量化噪声观测 项目八：CVSD 码语音传输系统 五、 实验记录 TP4(信源延时)和TH14(编码输出) TP4(信源延时)和TP3(本地译码)
实验报告 学院：机电班级：姓名：学号： 实验名称：连续时间信号卷积运算的MATLAB实现 1.实验目的：掌握卷积的概念及计算方法 2.熟悉通过调用conv()函数求解连续时间信号卷积的数值分析 法 实验环境：MATLAB 6.5.1软件 实验要求： 1、已知信号f1（t）=t/2*[ε(t)- ε(t-2)], f2（t）= [ε (t)- ε(t-1)]，通过调用conv（）函数编程实现卷积计算y(t)= f1（t）* f2（t）,画出波形。 2、已知信号f（t）=e-t *ε(t), h（t）= t2 *e-2t *ε(t),y(t)= f（t）* h（t） （1）用符号分析法编程实现计算y（t）的理论解； （2）过调用conv（）函数编程实现卷积计算y(t)的数值解并画图 实验程序及结果： 第一题： M文件 (1) function f=uCT(t) f=(t>=0); 主程序：
k1=0:p:2; k2=0:p:1; f1=k1/2.*[uCT(k1)-uCT(k1-2)]; f2=uCT(k2)-uCT(k2-1); y=conv(f1,f2)*p; k0=k1(1)+k2(1); k3=length(f1)+length(f2)-2; k=k0:p:k3*p+k0; subplot(311) plot(k1,f1); xlabel('t') ylabel('f1(t)') axis([-0.5 2.5 -0.5 1.5]) grid on subplot(312); plot(k2,f2) grid on axis([-0.5 2.5 -0.5 1.5]) xlabel('t') ylabel('f2(t)') subplot(313)
大连理工大学实验报告 学院（系）：电子信息与电气工程学部专业：电子信息工程班级： 姓名：学号：组：_ 实验时间：实验室：大黑楼C221 实验台： 指导教师签字：成绩： 实验二差分编码、译码 一、实验目的和要求 目的：熟悉系统仿真软件systemview，通过分析理解差分编码／译码的基本工作原理。要求：自己构建一个差分编码译码系统，进行系统性能的测试。 二、实验原理和内容 实验内容：创建一对二进制差分编码／译码器，以PN码作为二进制绝对码，码速率Rb ＝100bit/s。分别观测绝对码序列、差分编码序列、差分译码序列，并观察差分编码是如何克服绝对码全部反相的，以便为分析2DPSK原理做铺垫。 实验原理：二进制差分编码器和译码器组成如下图所示，其中：{an}为二进制绝对码序列，{dn}为差分编码序列，D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在 SystemView中此延迟环节一般可不使用 D触发器，而是使用操作库中的“延迟图符块”。 （a）发送差分编码器（b）接收差分译码器三、主要仪器设备 计算机、SystemView仿真软件 四、实验步骤与操作方法dn-1 dn Q D CLK D Q CLK 位同步时钟 an an dn-1 发送码时钟 dn
第1步：进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数： 1)运行时间：Start Time: 0秒；Stop Time: 0.3秒； 2)采样频率：Sample Rate=10000Hz。 第2步：调用图符块创建仿真分析系统，分别用延时器和D触发器实现系统功能，各模块参数设置如下： 延时器模块： 编号图符块属性类型参数 0 Source PN Seq Amp=1v,Offset=0v,Rate=100Hz,Levels=2, Phase=0 deg 1,4 Operator Smpl Delay Delay=100Samples Initial Condition=0v Fill Last Register 2,3 Operator XOR Threshold=0.5 Ture=1 False=0 5 Operator Sampler Interpolating,Rate=100Hz,Aperture=0 sec, Aperture Jitter=0 sec, 6 Operator Hold Last Value ,Gain=2 7,8,9 Sink Analysis Input from t0 Output Port0 10 Operator NOT Threshold=0.5 Ture=1 False=0 D触发器模块： 10,11 Logic FF-D-1 Threshold=0.5 Ture=1 False=0 12,13 Source Pluse Train Offset=0v,Freq=100Hz,Amp=1v 14 Logic XOR Threshold=0.5 Ture=1 False=0 Gate Delay=0 15,16 Source Step Fct Offset=0v,Amp=1v,start=0sec 表2-1 实验二图符块参数设置 第3步：观察编、译码结果。在分析窗下，绘制差分编码器输入（绝对码）、差分编码输出及差分译码输出序列信号输出仿真波形，比较并分析； 第4步：得到仿真结果后，将差分编码器与差分译码器之间插入一个非门，看仿真结果。 五、实验数据记录和处理