差錯(cuò)控制系統(tǒng)的性能分析.doc

課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課 程 名 稱(chēng) : 移 動(dòng) 通 信 設(shè)計(jì)題目名稱(chēng)： 差錯(cuò)控制系統(tǒng)的性能分析 學(xué) 院 ： 信息工程學(xué)院 學(xué) 生 姓 名 ： 班 級(jí) ： 學(xué) 號(hào) ： 成 績(jī) ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 開(kāi)課時(shí)間： 20152016 學(xué)年第 二 學(xué)期目 錄1、課程設(shè)計(jì)目的82、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)83、進(jìn)度安排104、具體要求115、 基本原理115.1 卷積碼編碼與譯碼原理115.1.1 卷積碼的編碼原理115.1.2 卷積碼的譯碼原理125.2 分組碼（循環(huán)碼）編碼與譯碼原理155.2.1 循環(huán)碼編碼原理155.2.2循環(huán)碼的譯碼原理166、 Simulink單元模塊設(shè)計(jì)196.1 卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型196.1.1 總體設(shè)計(jì)框圖196.1.2 信源子系統(tǒng)196.1.3 信道216.1.4 信宿子系統(tǒng)226.1.5 卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)M文件276.1.6 運(yùn)行結(jié)果286.2 分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型296.2.1 總體設(shè)計(jì)框圖296.2.2 信源子系統(tǒng)296.2.3 信道316.2.4 信宿子系統(tǒng)326.2.5 分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)M文件356.2.6運(yùn)行結(jié)果357、運(yùn)行程序過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題及采取的措施368、心得體會(huì)369、參考文獻(xiàn)36 1、課程設(shè)計(jì)目的 移動(dòng)通信也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)課程的教學(xué)中占據(jù)了非常重要的地位。在學(xué)生學(xué)習(xí)了現(xiàn)代通信原理、數(shù)字信號(hào)處理（DSP技術(shù)）等課程后，學(xué)生已經(jīng)具有了一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，在此基礎(chǔ)上本實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)的主要作用和目的在于：1 幫助學(xué)生更好地理解移動(dòng)通信系統(tǒng)，掌握各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的模型2 幫助學(xué)生熟悉常用的通信系統(tǒng)仿真平臺(tái)，學(xué)習(xí)仿真模型的設(shè)計(jì)，掌握通信系統(tǒng)的仿真方法，學(xué)會(huì)利用仿真軟件對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；2、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目差錯(cuò)控制系統(tǒng)的性能分析課程設(shè)計(jì)目的移動(dòng)通信也是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)課程的教學(xué)中占據(jù)了非常重要的地位。在學(xué)生學(xué)習(xí)了現(xiàn)代通信原理、數(shù)字信號(hào)處理（DSP技術(shù)）等課程后，學(xué)生已經(jīng)具有了一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)技能，在此基礎(chǔ)上本實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)的主要作用和目的在于：1 幫助學(xué)生更好地理解移動(dòng)通信系統(tǒng)，掌握各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的模型2 幫助學(xué)生熟悉常用的通信系統(tǒng)仿真平臺(tái)，學(xué)習(xí)仿真模型的設(shè)計(jì)，掌握通信系統(tǒng)的仿真方法，學(xué)會(huì)利用仿真軟件對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：應(yīng)用MATLAB/SIMULINK設(shè)計(jì)出基于分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型和基于卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型，并通過(guò)MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行性能仿真分析。課程設(shè)計(jì)的要求：1、運(yùn)用SIMULINK建立基于分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型1、 該模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，2、 信源部分的數(shù)據(jù)源是隨機(jī)的二進(jìn)制序列。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))3、 信道部分采用二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道。4、 信宿部分用子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。（5）調(diào)通鏈路，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能。（6）運(yùn)用MATLAB編寫(xiě)M文件，繪制出信道比特率與編碼信號(hào)誤比特率之間的關(guān)系曲線圖進(jìn)行分析。2、運(yùn)用SIMULINK建立基于卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型（1）該模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的數(shù)據(jù)源是隨機(jī)的二進(jìn)制序列，隨機(jī)的二進(jìn)制序列要經(jīng)過(guò)卷積編碼，經(jīng)過(guò)編碼的數(shù)據(jù)要進(jìn)行調(diào)制。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))（3） 信道部分對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行加噪，采用加性高斯白噪聲。（4） 信宿部分完成信號(hào)的解調(diào)和譯碼（維特比譯碼）。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))（5） 調(diào)通鏈路，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能。（6）運(yùn)用MATLAB編寫(xiě)M文件，繪制出不同編碼方式、不同信噪比下維特比譯碼的誤比特率的關(guān)系曲線圖進(jìn)行分析。課程設(shè)計(jì)報(bào)告的要求：1、 本次課程設(shè)計(jì)的目的和意義；2、 仿真的系統(tǒng)的基本原理；3、 詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程、各模塊參數(shù)的說(shuō)明、仿真波形；4、 給出分析結(jié)果、調(diào)試總結(jié)及心得體會(huì)；5、參考文獻(xiàn)（在報(bào)告中參考文獻(xiàn)要做標(biāo)注，不少于8篇）課程設(shè)計(jì)的工作進(jìn)度安排序號(hào)內(nèi) 容時(shí)間（天）1學(xué)習(xí)和熟悉仿真軟件Matlab/Simulink12系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及各模塊設(shè)計(jì)23總體系統(tǒng)仿真、調(diào)試14驗(yàn)收設(shè)計(jì)成果及上交設(shè)計(jì)報(bào)告（電子稿和打印稿）15合 計(jì)5成績(jī)?cè)u(píng)定辦法成績(jī)?cè)u(píng)定:（1）平時(shí)成績(jī)：無(wú)故曠課一次，平時(shí)成績(jī)減半；無(wú)故曠課兩次平時(shí)成績(jī)?yōu)?分，無(wú)故曠課三次總成績(jī)?yōu)?分。遲到15分鐘按曠課處理（2）設(shè)計(jì)成績(jī)：按照實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程及最終的實(shí)現(xiàn)結(jié)果給出相應(yīng)的成績(jī)。（3）設(shè)計(jì)報(bào)告成績(jī)：按照提交報(bào)告的質(zhì)量給出相應(yīng)的成績(jī)。主要參考書(shū)1鄧華等.MATLAB通信仿真及應(yīng)用實(shí)例詳解M.人民郵電出版社.2003年2李賀冰.Simulink 通信仿真教程M.國(guó)防工業(yè)出版社.2006年3孫屹.MTALAB通信仿真開(kāi)發(fā)手冊(cè)M.國(guó)防工業(yè)出版社.2005年 教研室意見(jiàn) 教研室主任（簽字）： 年 月 日系（部）意見(jiàn)系主任（簽字）： 年 月 日3、進(jìn)度安排星期一 學(xué)習(xí)和熟悉仿真軟件Matlab/Simulink星期二 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及各模塊設(shè)計(jì)星期三 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)及各模塊設(shè)計(jì)星期四 總體系統(tǒng)仿真、調(diào)試星期五 驗(yàn)收設(shè)計(jì)成果及上交設(shè)計(jì)報(bào)告（電子稿和打印稿)4、具體要求4.1 運(yùn)用SIMULINK建立基于分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型（1）該模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的數(shù)據(jù)源是隨機(jī)的二進(jìn)制序列。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))（3）信道部分采用二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道。（4）信宿部分用子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。（5）調(diào)通鏈路，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能。4.2 運(yùn)用SIMULINK建立基于卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型（1）該模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的數(shù)據(jù)源是隨機(jī)的二進(jìn)制序列，隨機(jī)的二進(jìn)制序列要經(jīng)過(guò)卷積編碼，經(jīng)過(guò)編碼的數(shù)據(jù)要進(jìn)行調(diào)制。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))（3）信道部分對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行加噪，采用加性高斯白噪聲。（4）信宿部分完成信號(hào)的解調(diào)和譯碼（維特比譯碼）。(子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn))（5）調(diào)通鏈路，能夠按照要求實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)基本功能。（6）運(yùn)用MATLAB編寫(xiě)M文件，繪制出不同編碼方式、不同信噪比下維特比譯碼的誤比特率的關(guān)系曲線圖進(jìn)行分析。5、 基本原理5.1 卷積碼編碼與譯碼原理5.1.1 卷積碼的編碼原理卷積碼，又稱(chēng)連環(huán)碼，是由伊萊亞斯(P.elias)于1955年提出來(lái)的一種非分組碼。積碼將k個(gè)信息比特編成n個(gè)比特，但k和n通常很小，特別適合以串行形式進(jìn)行傳輸，時(shí)延小。卷積碼是在一個(gè)滑動(dòng)的數(shù)據(jù)比特序列上進(jìn)行模2和操作，從而生成一個(gè)比特碼流。卷積碼和分組碼的根本區(qū)別在于，它不是把信息序列分組后再進(jìn)行單獨(dú)編碼，而是由連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列。卷積碼具有誤碼糾錯(cuò)的能力，首先被引入衛(wèi)星和太空的通信中。NASA標(biāo)準(zhǔn)（2，1，6）卷積碼生成多項(xiàng)式為： 其卷積編碼器為： 圖5-1-1 K=7，碼率為1/2的卷積碼編碼器5.1.2 卷積碼的譯碼原理維特比譯碼，采用概率譯碼的基本思想是：把已接收序列與所有可能的發(fā)送序列做比較，選擇其中碼距最小的一個(gè)序列作為發(fā)送序列。如果接收到L組信息比特，每個(gè)符號(hào)包括v個(gè)比特。接收到的Lv比特序列與2L條路徑進(jìn)行比較，漢明距離最近的那一條路徑被選擇為最有可能被傳輸?shù)穆穭?。?dāng)L較大時(shí)，使得譯碼器難以實(shí)現(xiàn)。維特比算法則對(duì)上述概率譯碼做了簡(jiǎn)化，以至成為了一種實(shí)用化的概率算法。它并不是在網(wǎng)格圖上一次比較所有可能的2kL條路徑(序列)，而是接收一段，計(jì)算和比較一段，選擇一段最大似然可能的碼段，從而達(dá)到整個(gè)碼序列是一個(gè)最大似然值得序列。下面以圖5-1-2的(2，1，3)卷積碼編碼器所編出的碼為例，來(lái)說(shuō)明維特比解碼的方法和運(yùn)作過(guò)程。為了能說(shuō)明解碼過(guò)程，這里給出該碼的狀態(tài)圖，如圖 mjmj-1mj-2輸出序列m1,m2,mj,y1jy2j輸入序列00ad 10（）cb110011010110圖5-1-3 (2,1,3)卷積碼狀態(tài)圖圖5-1-2 (2,1,3)卷積碼編碼器維特比譯碼需要利用圖來(lái)說(shuō)明移碼過(guò)程。根據(jù)卷積碼畫(huà)網(wǎng)格的方法，我們可以畫(huà)出該碼的網(wǎng)格圖，如圖5-1-4所示。該圖設(shè)接收到的序列長(zhǎng)度為8，所以畫(huà)8個(gè)時(shí)間單位，圖中分別標(biāo)以0至7。這里設(shè)編碼器從a狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)作。該網(wǎng)格圖的每一條路徑都對(duì)應(yīng)著不同的輸入信息序列。由于所有可能輸入信息序列共有2kL個(gè)，因而網(wǎng)格圖中所有可能的路徑也為2L條。這里節(jié)點(diǎn)a=00，b=10，c=01，d=11。abcd節(jié)點(diǎn)號(hào)0123456700000000000000111111111111111100000101010101010101010101111110101010圖5-1-4 (2,1,3)卷積碼網(wǎng)格圖設(shè)輸入編碼器的信息序列為(11011000)，則由編碼器對(duì)應(yīng)輸出的序列為Y=(1101010001011100)。若收到的序列R=(0101011001011100),對(duì)照網(wǎng)格圖來(lái)說(shuō)明維特比譯碼的方法。首先選擇接收序列的前6位序列R1=(010101)同到達(dá)第3時(shí)刻的可能的8個(gè)碼序列(即8條路徑)進(jìn)行比較，并計(jì)算出碼距。該例中到達(dá)第3時(shí)刻a點(diǎn)的路徑序列是(000000)和(111011)，他們與R1的距離分別為3和4；到達(dá)第3時(shí)刻b點(diǎn)的路徑序列是(000011)和(111000)，他們與R1的距離分別為3和4；到達(dá)第3時(shí)刻c點(diǎn)的路徑序列是(001110)和(110101)，他們與R1的距離分別為4和1；到達(dá)第3時(shí)刻d點(diǎn)的路徑序列是(001101)和(110110)，他們與R1的距離分別為2和3。上述每個(gè)節(jié)點(diǎn)都保留碼距較小的路徑作為幸存路徑，所以幸存路徑碼序列是(000000)、(000011)、(1101001)和(001101)，如圖5-2-5所示。用于上面類(lèi)似的方法可以得到第4、5、6、7時(shí)刻的幸存路徑。abcd節(jié)點(diǎn)號(hào)0123000000111111010101圖5-1-5 維特比譯碼第3時(shí)刻幸存路徑需要指出的是，對(duì)于某個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果比較兩條路徑與接收序列的累計(jì)碼距值相等時(shí)，則可以任意選者一條路徑作為幸存路徑，此時(shí)不會(huì)影響最終的譯碼結(jié)果。在碼的終了時(shí)刻a狀態(tài)，得到一條幸存路徑。如果5-1-6所示。由此可看到譯碼器abcd節(jié)點(diǎn)號(hào)0123110101456780001011100圖5-1-6 第8時(shí)刻幸存路徑輸出是R=(1101010001011100)，即可變換成序列(11011000)，恢復(fù)了發(fā)端原始信息。比較R和R序列，可以看到在譯碼過(guò)程中已糾正了在碼序列第1和第7位上的差錯(cuò)。當(dāng)然-+/+-如果差錯(cuò)出現(xiàn)太頻繁，以致超出卷積碼的糾錯(cuò)能力，還是會(huì)發(fā)生糾誤的。5.2 分組碼（循環(huán)碼）編碼與譯碼原理循環(huán)碼是線性分組碼的一種，所以它具有線性分組碼的一般特性，此外還具有循環(huán)性。循環(huán)碼的編碼和解碼設(shè)備都不太復(fù)雜，且檢(糾)錯(cuò)能力強(qiáng)。它不但可以檢測(cè)隨機(jī)的錯(cuò)誤，還可以檢錯(cuò)突發(fā)的錯(cuò)誤。（n,k）循環(huán)碼可以檢測(cè)長(zhǎng)為n-k或更短的任何突發(fā)錯(cuò)誤，包括首尾相接突發(fā)錯(cuò)誤。循環(huán)碼是一種無(wú)權(quán)碼，循環(huán)碼編排的特點(diǎn)是相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間符合卡諾圖中的鄰接條件，即相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間只有一位碼元不同，碼元就是組成數(shù)碼的單元。符合這個(gè)特點(diǎn)的有多種方案，但循環(huán)碼只能是表中的那種。循環(huán)碼的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有瞬時(shí)錯(cuò)誤，因?yàn)樵跀?shù)碼變換過(guò)程中，在速度上會(huì)有快有慢，中間經(jīng)過(guò)其它一些數(shù)碼形式，稱(chēng)它們?yōu)樗矔r(shí)錯(cuò)誤。這在某些數(shù)字系統(tǒng)中是不允許的，為此希望相鄰兩個(gè)數(shù)碼之間僅有一位碼元不同，即滿足鄰接條件，這樣就不會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)錯(cuò)誤。循環(huán)碼就是這樣一種編碼，它可以在卡諾圖中依次循環(huán)得到。循環(huán)碼又稱(chēng)格雷碼（ Grey Code ）。循環(huán)碼最大的特點(diǎn)就是碼字的循環(huán)特性，所謂循環(huán)特性是指：循環(huán)碼中任一許用碼組經(jīng)過(guò)循環(huán)移位后，所得到的碼組仍然是許用碼組。若（ ）為一循環(huán)碼組，則（）、（ ）、還是許用碼組。也就是說(shuō)，不論是左移還是右移，也不論移多少位，仍然是許用的循環(huán)碼組。5.2.1 循環(huán)碼編碼原理(1)有信息碼構(gòu)成信息多項(xiàng)式m(x)= +其中高冪次為k-1;(2)用乘以信息多項(xiàng)式m(x)，得到的 m(x)最高冪次為n-1,該過(guò)程相當(dāng)于把信息嗎（，）移位到了碼字德前k個(gè)信息位，其后是r個(gè)全為零的監(jiān)督位;(3)用g(x)除 m(x)得到余式r(x),其次數(shù)必小于g(x)的次數(shù)，即小于（n-k）,將此r(x)加于信息位后做監(jiān)督位，即將r(x)于 m(x)相加，得到的多項(xiàng)式必為一碼多項(xiàng)式。5.2.2循環(huán)碼的譯碼原理 糾錯(cuò)碼的譯碼是該編碼能否得到實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵所在。譯碼器往往比編碼較難實(shí)現(xiàn)，對(duì)于糾錯(cuò)能力強(qiáng)的糾錯(cuò)碼更復(fù)雜。根據(jù)不同的糾錯(cuò)或檢錯(cuò)目的，循環(huán)碼譯碼器可分為用于糾錯(cuò)目的和用于檢錯(cuò)目的的循環(huán)碼譯碼器。 通常，將接收到的循環(huán)碼組進(jìn)行除法運(yùn)算，如果除盡，則說(shuō)明正確傳輸；如果未除盡，則在寄存器中的內(nèi)容就是錯(cuò)誤圖樣，根據(jù)錯(cuò)誤圖樣可以確定一種邏輯，來(lái)確定差錯(cuò)的位置，從而達(dá)到糾錯(cuò)的目的。用于糾錯(cuò)目的的循環(huán)碼的譯碼算法比較復(fù)雜，感興趣的話可以參考一些參考書(shū)。而用于檢錯(cuò)目的循環(huán)碼，一般使用ARQ通信方式。檢測(cè)過(guò)程也是將接受到的碼組進(jìn)行除法運(yùn)算，如果除盡，則說(shuō)明傳輸無(wú)誤；如果未除盡，則表明傳輸出現(xiàn)差錯(cuò)，要求發(fā)送端重發(fā)。用于這種目的的循環(huán)碼經(jīng)常被成為循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，即CRC校驗(yàn)碼。CRC校驗(yàn)碼由于編碼電路、檢錯(cuò)電路簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，因此得到廣泛的應(yīng)用。在通過(guò)MODEM傳輸文件的協(xié)議如ZMODEM、XMODEM協(xié)議中均用到了CRC校驗(yàn)技術(shù)。在磁盤(pán)、光盤(pán)介質(zhì)存儲(chǔ)技術(shù)中也使用該方法。 在SystemView中沒(méi)有提供專(zhuān)用的CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)碼編碼器，讀者可根據(jù)有關(guān)參考書(shū)設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的仿真電路。如果不想親自動(dòng)手設(shè)計(jì)，可以在CDMA庫(kù)（IS95）中找到一個(gè)現(xiàn)成的專(zhuān)用的CRC編碼器和譯碼器。該圖符（FrameQ）是的接入信道的數(shù)據(jù)幀品質(zhì)指示編碼器，其中使用了多種不同比特率的數(shù)據(jù)模型，通過(guò)CRC校驗(yàn)來(lái)判斷接入信道的質(zhì)量好壞。其中規(guī)定每一幀的長(zhǎng)度為20ms的數(shù)據(jù)。一個(gè)典型IS-95-A標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的9600信道的CRC測(cè)試碼的長(zhǎng)度為192比特，其中信息位172位、校驗(yàn)位12比特、尾部全零8比特。感興趣的讀者可以加入一個(gè)速率為860bps（192bit/0.2ms860）的PN數(shù)據(jù)，然后觀察經(jīng)過(guò)CRC編碼后的波形。并可用對(duì)應(yīng)的譯碼器譯碼觀察輸出波形是否與輸入的PN碼一致。當(dāng)碼字c通過(guò)噪聲信道傳送時(shí)，會(huì)受到干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤。如果信道產(chǎn)生的錯(cuò)誤圖樣是e，譯碼器收到的n重接受矢量是y,則表示為： y=c+e （13）上式也可以寫(xiě)成多項(xiàng)式形式：y(x)=c(x)+e(x) （14）譯碼器的任務(wù)就是從y(x)中得到，然后求的估值碼字= y(x)+ （15） 并從中得到信息組。循環(huán)碼譯碼可按以下三個(gè)步驟進(jìn)行：（1）有接收到的y(x)計(jì)算伴隨式s(x);（2）根據(jù)伴隨式s(x)找出對(duì)應(yīng)的估值錯(cuò)誤圖樣； （3）計(jì)算= y(x)+ ，得到估計(jì)碼字。若=c(x),則譯碼正確，否則，若c(x)，則譯碼錯(cuò)誤。由于g(x) 的次數(shù)為n - k 次，g(x) 除E(x) 后得余式（即伴隨式）的最高次數(shù)為n-k-1次，故S(x) 共有2n-k 個(gè)可能的表達(dá)式，每一個(gè)表達(dá)式對(duì)應(yīng)一個(gè)錯(cuò)誤格式?？梢灾?7,4）循環(huán)碼的S(x) 共有2(7-4) = 8個(gè)可能的表達(dá)式，可根據(jù)錯(cuò)誤圖樣表來(lái)糾正(7,4）循環(huán)碼中的一位錯(cuò)誤，其伴隨式如表所示。BCH（7，4）循環(huán)碼錯(cuò)誤圖樣表：錯(cuò)誤圖樣錯(cuò)誤圖樣碼字伴隨式S(x)伴隨式E6(x)=x61000000x2100E5(x)=x50100000x2+x110E4(x)=x40010000x2+x+1111E3(x)=x30001000x+1011E2(x)=x20000100x2+1101E1(x)=x10000010x010E0(x)=x000000011001E(x)=000000000000 BCH（7，4）循環(huán)碼錯(cuò)誤圖樣表上式指出了系統(tǒng)循環(huán)碼的譯碼方法：將收到的碼字R(x) 用g(x) 去除，如果除盡則無(wú)錯(cuò)；否則有錯(cuò)。如果有錯(cuò)，可由余式S(x) 一一找出對(duì)應(yīng)圖樣，然后將錯(cuò)誤圖樣E(x) 與R(x) 模2 和，即為所求碼字C(x) ，從而實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)目的。根據(jù)前面的討論，可得（7，4）循環(huán)碼譯碼的程序框圖如圖5-1-2所示圖 5-2-2 譯碼程序框圖6、 Simulink單元模塊設(shè)計(jì)6.1 卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型6.1.1 總體設(shè)計(jì)框圖卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)由信源子模塊，信道和信宿子模塊組成，信源子模塊發(fā)出隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)，經(jīng)過(guò)卷積編碼后經(jīng)過(guò)加性高斯白噪聲信道，傳到信宿模塊，信宿模塊完成解碼并計(jì)算誤碼率的功能?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖6-1-1所示。圖6-1-1 總體設(shè)計(jì)框圖 6.1.2 信源子系統(tǒng)信源模塊由伯努利二進(jìn)制序列發(fā)生器、卷積碼編碼器以及二進(jìn)制相位調(diào)制模塊組成，伯努利二進(jìn)制序列發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)二進(jìn)制序列經(jīng)過(guò)卷積編碼器編碼以及二進(jìn)制相位調(diào)制后送入信道，二未經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)直接送入信宿。電路圖如圖6-1-2所示。圖6-1-2 信源子系統(tǒng)模塊各部分參數(shù)設(shè)置如下圖（1）Bernoulli Binary Generator伯努利發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置（2）Convolutional Encoder（卷積碼編碼器）的參數(shù)設(shè)置（3）BPSK Modulator Baseband（二進(jìn)制相位調(diào)制模塊）的參數(shù)設(shè)置6.1.3 信道信道是加性高斯白噪聲信道，用于對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)添加加性高斯白噪聲。信道設(shè)計(jì)如圖6-1-3所示。圖6-1-3 信道模塊參數(shù)設(shè)置如下圖（1）AWGN Channel加性高斯白噪聲模塊6.1.4 信宿子系統(tǒng)信宿模塊由二進(jìn)制相位解調(diào)模塊、維特比譯碼、誤比特率統(tǒng)計(jì)模塊器、數(shù)值顯示模塊、選擇器組成。在接收到二進(jìn)制相位調(diào)制信號(hào)后，首先由BPSK Demodulator Baseband (二進(jìn)制相位解調(diào)模塊)對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化，得到硬判決量化信號(hào)，然后通過(guò)Viterbi Decoder(維特比譯碼器)對(duì)軟判決信號(hào)譯碼。譯碼輸出信號(hào)和信源模塊產(chǎn)生的原始信號(hào)輸入到Error Rate Calculator(誤比特率統(tǒng)計(jì)模塊)中，統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)一方面通過(guò)Display(顯示模塊)顯示出來(lái)，另一方面通過(guò)一個(gè)Selector(選擇器)把其中的第一個(gè)元素(編碼信號(hào)的誤比特率)保存到BitErrorRate中。電路圖如圖6-1-4所示。圖6-1-4 信宿子系統(tǒng)模塊各部分參數(shù)設(shè)置如下圖(1)DPSK Demodulator Baseband （二進(jìn)制相位解調(diào)器）(2)Viterbi Decoder （維特比譯碼器）(3)Error Rate Calculation（誤比特率統(tǒng)計(jì)模塊器）(4)Display（顯示輸出模塊）(5)Selector（選擇模塊）(6)To Workspace（工作空間模塊）6.1.5 卷積碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)M文件x=-10:5; % y表示信號(hào)的誤比特率,它的長(zhǎng)度與x相同 y=x; %準(zhǔn)備一空白圖形hold off;%定義不同卷及方式時(shí)的Trellis結(jié)構(gòu)A=poly2trellis(9,557 663 711),poly2trellis(7,171 133);%不同卷積方式、信噪比情況下重復(fù)運(yùn)行untitledl,檢驗(yàn)不同條件下硬判決譯碼的性能for j=1:2%卷積方式分別取1/3卷積和1/2卷積STRUCTURE=A(j);%新到的信噪比依次取x中的元素for i=1:length(x) SNR=x(i); %運(yùn)行仿真程序，誤比特率保持在工作區(qū)變量BitErrorRate中 sim(juanjima); %計(jì)算BitErrorRate的均值作為本次仿真的誤比特率 y(i)=mean(cwq);end%繪制x和y的關(guān)系曲線圖，縱坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)semilogy(x,y);hold on;endgrid on;6.1.6 運(yùn)行結(jié)果：6.2 分組碼的差錯(cuò)控制系統(tǒng)仿真模型6.2.1 總體設(shè)計(jì)框圖總體設(shè)計(jì)框圖由信源子模塊，信道和信宿子模塊構(gòu)成。信源子模塊負(fù)責(zé)發(fā)生兩路信號(hào)，一路信號(hào)信號(hào)時(shí)隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)經(jīng)循環(huán)編碼后送入二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道，一路信號(hào)未經(jīng)調(diào)制直接送入信宿子系統(tǒng)。信宿子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將編碼后的信號(hào)譯碼并與原信號(hào)比較計(jì)算出誤碼率?？傠娐穲D如6-2-1所示。圖6-2-1 總體設(shè)計(jì)框圖6.2.2 信源子系統(tǒng)信源模塊由伯努利二進(jìn)制序列發(fā)生器和循環(huán)碼編碼器組成，功能是伯努利二進(jìn)制序列發(fā)生器發(fā)生隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)，經(jīng)過(guò)循環(huán)編碼器編碼再將信號(hào)傳送至信道。電路圖如圖6-2-2圖6-2-2 信源子系統(tǒng)模塊各部分參數(shù)設(shè)置如下圖（1）Bernoulli Binary Generator伯努利發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置（2）General CRC Generator 循環(huán)碼編碼器6.2.3 信道信道為二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道，是離散無(wú)記憶信道在J=K=2時(shí)的特例。它的輸入和輸出都只有0和1兩種符號(hào)，并且發(fā)送0而接收到1，以及發(fā)送1而收到0（即誤碼）的概率相同，所以稱(chēng)信道是對(duì)稱(chēng)的。信道設(shè)計(jì)如圖6-2-3所示 。圖6-2-3 信道模塊參數(shù)設(shè)置如下圖（1）Binary Symmetric Channel （二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道）6.2.4 信宿子系統(tǒng)信宿子系統(tǒng)由循環(huán)碼編碼譯碼器，誤碼率發(fā)生器，數(shù)值顯示模板構(gòu)成，功能是對(duì)經(jīng)過(guò)循環(huán)編碼的信號(hào)進(jìn)行譯碼，然后將信號(hào)傳到誤碼率發(fā)生器Rx端，未經(jīng)調(diào)制的信號(hào)傳到誤碼率發(fā)生器的Tx端，誤碼率發(fā)生器將兩路信號(hào)比較計(jì)算，得出誤碼率，經(jīng)數(shù)值顯示模板顯示出來(lái)。電路圖如圖6-2-4所示。圖6-2-4 信宿子系統(tǒng)模塊各部分參數(shù)設(shè)置如下圖(1)General CRC Syndrome Detector （循環(huán)碼編碼譯碼器）(2) Error Rate Calculation （誤比