采用维比特卷积编码器设计论文.docVIP

辽 宁 工 业 大 学 通信课程综合设计与制作（论文） 题目： 信道编码中卷积编码器的设计 院（系）：电子与信息工程学院 专业班级： 通信工程061班 学 号： 060305015 学生姓名： 何文亮 指导教师： 王冬霞 教师职称： 教授 起止时间:2009.12.14-2010.1.4 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院 　　　　　　　　　　　　教研室：通信工程 学 号 060305015 学生姓名 何文亮 专业班级 通信061 课程设计（论文）题目 信道编码中卷积码编码器的设计 课程设计（论文）任务 1．设计一卷积码编码器， 2．确定当信息序列为 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1时，相应卷积编码器的输出。 3．理解并掌握卷积码编码器工作原理及其在信道编码中的应用； 4．实现卷积码编码器的仿真设计； 5．完成本次设计，填写设计指导书。 指导教师评语及成绩 平时成绩： 论文成绩： 指导教师签字： 答辩成绩： 总成绩 ： 年 月 日 目 录 第1章 卷积编码器的原理与设计 1 1.1 引言 1 1.2 卷积编码原理 1 1.3 卷积码的编码算法 3 1.4 卷积码的结构和描述方法 4 1.5 卷积编码器的设计 7 第2章matlab软件实现仿真及结果 9 2.1 Matlab程序及结果 9 2.2 Simulink仿真图显示 10 2.3卷积码性能分析 11 第3章 设计总结 13 参考文献 14 第1章 卷积编码器的原理与设计 1.1 引言 卷积码是1955年由Elias等人提出的，是一种非常有前途的编码方法。我们在一些资料上可以找到关于分组码的一些介绍，分组码的实现是将编码信息分组单独进行编码，因此无论是在编码还是译码的过程中不同码组之间的码元无关。卷积码和分组码的根本区别在于，它不是把信息序列分组后再进行单独编码，而是由连续输入的信息序列得到连续输出的已编码序列。即进行分组编码时，其本组中的n－k个校验元仅与本组的k个信息元有关，而与其它各组信息无关；但在卷积码中，其编码器将k个信息码元编为n个码元时，这n个码元不仅与当前段的k个信息有关，而且与前面的段信息有关。同样，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，编码复杂度可用编码约束长度mn来表示。一般地，最小距离d表明了卷积码在连续m段以内的距离特性，该码可以在m个连续码流内纠正（d－1）/2个错误。卷积码的纠错能力不仅与约束长度有关，还与采用的译码方式有关。总之，由于n，k较小，且利用了各组之间的相关性，在同样的码率和设备的复杂性条件下，无论理论上还是实践上都证实：卷积码的性能至少不比分组码差。 1.2 卷积编码原理 卷积码在一个二进制分组码（n,k）当中，包含k个信息位，码组长度为n，每个码组的（n-k）个校验位仅与本码组的k个信息位有关，而与其它码组无关。为了达到一定的纠错能力和编码效率（ ＝k/n），分组码的码组长度n通常都比较大。编译码时必须把整个信息码组存储起来，由此产生的延时随着n的增加而线性增加。 为了减少这个延迟，人们提出了各种解决方案，其中卷积码就是一种较好的信道编码方式。这种编码方式同样是把k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适宜于以串行形式传输信息，减小了编码延时。 与分组码不同，卷积码中编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关，而且也与前面（N-1）段的信息有关，编码过程中相互关联的码元为nN个。因此，这N时间内的码元数目nN通常被称为这种码的约束长度。卷积码的纠错能力随着N的增加而增大，在编码器复杂程度相同的情况下，卷段积码的性能优于分组码。另一点不同的是：分组码有严格的代数结构，但卷积码至今尚未找到如此严密的数学手段，把纠错性能与码的结构十分有规律地联系起来，目前大都采用计算机来有哪些信誉好的足球投注网站好码。 下面通过一个例子来简要说明卷积码的编码工作原理。正如前面已经指出的那样，卷积码编码器在一段时间内输出的n位码，不仅与本段时间内的k位信息位有关，而且还与前面m段规定时间内的信息位有关，这里的m＝N-1通常用（n，k，m）表示卷积码（注意：有些文献中也用（n，k，N）来表示卷积码）。图1就是一个卷积码的编码器，该卷积码的