MATLAB维特比译码算法在不同信道中的性能仿真(2)
5.2.2 文特比译码在AWGN中的仿真程序 28
5.2.3 文特比译码在AWGN中的各模块参数设置 28
5.2.4 文特比译码在AWGN中的仿真结果 33
6 结论与展望 34
致谢 36
参考文献 37
附录 38
引言
在无线通信系统中，为克服数据传输错误，需要进行差错控制编码。卷积编码是一种很好的纠错编码方法。它充分利用了各组之间的相关性，增加的监督元不仅与本组的信息元有关，而且与前面若干组的信息数字发生关系，这就是卷积码的基本想法。由于每个校验数字与更多的信息数字有关，无论从理论上还是实际上均已证明其性能优于分组码。与卷积码相应的文特比译码算法是加性高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道下卷积码的最优译码算法，在数据通信和卫星通信中得到了广泛地应用。
完成不同信道中的性能仿真方案。运用MATLAB完成对卷积码的设计，确定卷积码的编码器，并确定其生成多项式，采用卷积码的viterbi译码。建立了基于Simulink的具有卷积编码、软判决文特比译码完整的通信系统仿真模型，通过仿真所得到的误码率与软判决理论误码率的对比证明所建立的仿真系统的正确性。通过对卷积码在加性噪声信道中传输的性能来验证能否用于可靠的信息传输。重点研究了无线通信系统中的信道编码技术，探讨卷积码方案的基本原理，主要特点与编译码算法图像处理结果的展示以及结论分析、设计总结、致谢、参考资料等相关内容。
1 本课题的任务内容
1.1 课题背景及意义
1 背景
数字通信系统是传递信息所需的一切技术设备的总和，包括信息源、发送设备、传输介质、信息接收者和接收设备。数字通信系统传输的数据是数字化了的信息。单向数字通信系统的结构，如图1.1所示。
图1.1 数字通信系统
信息源中，模拟信息源（如模拟式电话机、电视摄像机）输出的是幅度连续变化的信号，离散信息源（如计算机）输出的是离散的符号序列或文字。通过采样和量化可以将模拟信息变换为离散信息。发送设各的基本功能是使不同种类和速率的信息源与传输媒介相匹配，通常是将信息源产生的信息经过编码，并变换为便于传送的信号形式，送往传输介质。
编码包括信源编码与信道编码两部分。信源编码把连续消息变换为数字信号，信道编码则使数字信号与传输介质匹配，提高传输的可靠性和有效性。调制是多种变换方式中最常见的一种。发送设各还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用、保密处理、纠错编码处理等。
传输介质是发送设备到接收设备之间信号传递所经过的媒介，例如：电磁波、红外线等无线传输介质，各种电缆、光缆、双绞线等有线传输介质。传输过程中必然会引入热噪声、衰减、脉冲等干扰。介质的固有特性和干扰特性直接关系到编码方式的选取。
接收设备的基本功能是完成对发送的反变换（解调、译码、解密等），从带有干扰的信号中恢复出正确的原始信息，对于多路复用信号还包括解除多路复用和实现正确分路（或称输出扫描）。
双向通信要求通信双方都有发送设备和接收设备，如果两个方向共用一个传输媒介，则必须采用分频或分时的办法。信息的传输系统和交换系统组成完整的通信系统，直至构成复杂的通信网络。
2 意义
卷积码是深度空间通信系统和无线通信系统中常用的一种差错控制编码。在编码过程中，卷积码充分利用了各码字间的相关性。在与分组码同样的码率和设备复杂性的条件下，无论从理论上还是从实践上都证明，卷积码的性能都比分组码具有优势。在卷积码译码过程中，不仅从此时刻收到的码组中提取译码信息，而且还要利用以前或以后各时刻收到的码组中提取有关信息。而且卷积码的纠错能力随约束长度的增加而增强，差错率则随着约束长度增加而呈指数下降。卷积码(n,k,m)主要用来纠随机错误，它的码元与前后码元有一定的约束关系而且卷积码在实现最佳译码方面也较分组码容易。因此卷积码广泛应用于卫星通信，CDMA数字移动通信等通信系统，是很有前途的一种编码方式。对其进行研究有很大的现实意义。