基于matlab的卷积码编译码设计仿真(附件)【字数：6748】
目录
第一章 数字通信基础 1
1.1 通信系统的组成 1
1.2数字通信系统 1
第二章 差错控制编码 3
2.1差错控制编码基础 3
2.2差错控制编码的基本原理 3
第三章 卷积码的基本理论 6
3.1卷积码的编码原理 6
3.2卷积码的编译原理 9
第四章 卷积码MATLAB仿真 13
4.1MATLAB简介 13
4.2卷积码编译和仿真 13
4.3卷积码编译注意事项 17
第五章 误码率分析 18
5.1卷积码性能分析 18
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录A 23
第一章 数字通信基础
1.1 通信系统的组成
通信系统用已完成信息的传输过程，包含完成通信过程的全部设备和传输媒介。当通信系统是利用电磁波在自由空间传输时，称之为无线通信系统；而利用导引媒质中的传输机理时，称之为有线通信系统；还有一种利用光波称为通信系统。
1.1.1通信系统一般模型
通信系统可用图11所示的一般模型来描述，该图中的部分模块功能如下。
图11通信系统模型
信源：把各种可能的信息转换成原始电信号。
发送设备：将信源产生的基带信号变换成合适于在信道中传输的电信号。
信道：传输信号的物理通道。
噪声：影响传输过程中干扰信号。
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/> 接收设备：把带有干扰信号的信息恢复出原始信号。
信宿：将复原的原始信号转换成相应的信息。
1.2数字通信系统
1.2.1数字通信系统模型
数字通信系统是利用数字信号传递消息的通信系统，其模型如图12所示。
图12数字通信系统模型
1.2.2数字通信的主要特点
表11数字通信的主要表现
优点
缺点
抗干扰能力，无噪声积累
便于加密处理
便于存储、处理和交换
可通过差错控制编码的方法，来减小信息传输中的误码率，提高系统的可靠性
需要较大的传输带宽
需要严格的同步系统
量化噪声不可避免
第二章 差错控制编码
2.1差错控制编码基础
差错控制技术的基础思想是在发送端加入监督码元，利用监督位和信息位之间的确定关系来进行纠错和检错。因此，差错控制技术的编码方式称为差错控制编码。差错控制编码方式多种多样，可以从几个角度分析。本分主要讲对码元的处理方式分为卷积码和分组码。卷积码特别的地方是在进行编译码时，不仅需要考虑本组信息位，还需要考虑前面若干组信息位。
2.2差错控制编码的基本原理
本节首先介绍矢量空间和码空间的基本概念，进而分析差错控制编码的基本原理。
假设一个码元由n比特组成，则这个码元可视为一个n维矢量，表示为。其中F表示码字中信息位的数域取值，一般取F={0,1},为二元域。
所有n维矢量的码元集合，若满足以下条件，则码元集合是数域F上的n维矢量空间。
（1）中的矢量元素在矢量加运算下构成加群；
（2）中的矢量元素与数域F中的数值的标乘封闭在中；
（3）分配率和结合率成立，即。
矢量空间各元素间可能相关，也可能无关。n维的矢量空间应包含n个基底，但基底不是唯一的。
【例1】（0,1）和（1,0）是二维平面的基底。基底各矢量元素中只包含一个1而其余都为0，则该基底也称自然基底。自然基底的任意缩放和旋转仍是基底。所以（0,2）和（2,0）仍是二维平面的一个基底。（0,1，0）和（1,0，0）也是二维平面的一个基底。
由例1可以看出，基底也区别。这里“重”数是指构成矢量的有序元素的个数，而“维”数则指张成矢量空间的基底的个数。一般情况下，由n个n重基底张成n维度空间，维数和重数是一致的，但若引入子空间，则不一定。
【例2】用2位二进制对“春”、“夏”、“秋”、“冬”四季编码，分别为“00”、“01”、“10”、“11”，则当这4组码元在传输过程中出错，在接收端不能发现，造成误码。因此，利用差错编码原理，对该码进行编码，增加1位冗余度，组成3位，即“000”、“011”、“101”、“110”，这4组为许用码，而“001”、“010”、“100”、“111”为禁用码。
图21编码传输
上图21说明，编码后的码元比原码具有一定的纠错能力，它可以检测1比特和3比特，但2比特不能检测出来。
下面为了进一步说明一般情况下差错控制编码的检错和纠错能力，首先介绍“码重”、“码距”的基本概念。在错控制编码中，各个码元中“1”的个数称为“码重”，“码重”的最小值称为该码组的“最小码重”；两个码元对应位上的数字不同的位数，称为这两个码元的“码距”，这两个码元之间距离的最小值称为该码组的“最小码距”。最小码距d0的大小，直接关系到编码的检错和纠错能力：
未检测e个错码，要求最小码距;
为纠正t个错码，要求最小码距；
为纠正t个错码，检测e个错码，要求最小码距。
接下来通过下图22对上述结论分析说明。
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