循環(huán)碼產(chǎn)生電路課程設(shè)計(jì)

1、循環(huán)碼產(chǎn)生電路引言：循環(huán)碼是線性分組碼的一個(gè)重要子集，是目前研究得最成熟的一類碼。循環(huán)碼計(jì)數(shù)器是漢明距離為1的計(jì)數(shù)器，因而必然是偶數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用它構(gòu)成的計(jì)數(shù)電路由于不會出現(xiàn)毛刺干擾，具有可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而受到重視。同時(shí)，它還有許多特殊的代數(shù)性質(zhì)，這些性質(zhì)有助于按所要求的糾錯(cuò)能力系統(tǒng)地構(gòu)造這類碼，且易于實(shí)現(xiàn)；同時(shí)循環(huán)碼的性能也較好，具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。由于此類編碼的重要性，所以對循環(huán)碼編碼器的研究始終沒有停止過。循環(huán)碼又叫格雷碼,任何兩個(gè)相鄰的循環(huán)碼只有一位數(shù)字不同,當(dāng)數(shù)據(jù)變換時(shí),變換的數(shù)字?jǐn)?shù)少,出現(xiàn)競爭冒險(xiǎn)和出錯(cuò)的可能性會大大減小,所以循環(huán)碼具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn),在通信、軍事等領(lǐng)域中應(yīng)用非

2、常廣泛。在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中,常用卡諾圖化簡多變量邏輯函數(shù),畫卡諾圖時(shí)要用循環(huán)碼。由于循環(huán)碼的各位沒有權(quán)值,所以書寫和編制循環(huán)碼比普通二進(jìn)制碼困難。設(shè)計(jì)目的：通過 matlab 仿真進(jìn)一步深化對通信原理知識的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)任務(wù)：1、用simulink對系統(tǒng)建模 2、對接收的2dpsk信號進(jìn)行接收判決，給出經(jīng)過各器件后的仿真波形及判決結(jié)果。 3、對其應(yīng)用進(jìn)行舉例。4、對解調(diào)原理進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)分析：循環(huán)碼具有許多特殊的代數(shù)性質(zhì)，這些性質(zhì)有助于按照要求的糾錯(cuò)能力系統(tǒng)地構(gòu)造這類碼，并且簡化譯碼算法，并且目前發(fā)現(xiàn)的大部分線性碼與循環(huán)碼有密切關(guān)系。循環(huán)碼還有易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，很容易用帶反饋的移位寄存器實(shí)現(xiàn)其硬件

3、。循環(huán)碼是在嚴(yán)密的代數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上建立起來的。通過對循環(huán)碼多項(xiàng)式，生成多項(xiàng)式和生成矩陣，及編、譯碼方法等進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。仿真軟件：matlab設(shè)計(jì)過程：1. 循環(huán)碼多項(xiàng)式為了利用代數(shù)理論研究循環(huán)碼，可以將碼組用代數(shù)多項(xiàng)是來表示，這個(gè)多項(xiàng)式被稱為碼多項(xiàng)式，對于許用循環(huán)碼a=()，可以將它的碼多項(xiàng)式表示為： t(x)=對于二進(jìn)制碼組，多項(xiàng)式的每個(gè)系數(shù)不是0就是1，x僅是碼元位置的標(biāo)志。因此，這里并不關(guān)心x的取值。2. 生成多項(xiàng)式和生成矩陣（全0碼字除外）稱為生成多項(xiàng)式，用g(x)表示?？梢宰C明生成多項(xiàng)式g(x)具有以下特性： 1） g(x)是一個(gè)常數(shù)項(xiàng)為1的r=n-k次多項(xiàng)式；2） g(x)是的一個(gè)

4、因式；3） 該循環(huán)碼中其它碼多項(xiàng)式都是g(x)的倍式。 為了保證構(gòu)成的生成矩陣g的各行線性不相關(guān)，通常用g(x)來構(gòu)造生成矩陣，這時(shí)，生成矩陣g可以表示為： 其中，因此，一旦生成多項(xiàng)式g(x)確定以后，該循環(huán)碼的生成矩陣就可以確定，進(jìn)而該循環(huán)碼的所有碼字就可以確定。3. 循環(huán)碼的編、譯碼方法在編碼時(shí)，首先需要根據(jù)給定循環(huán)碼的參數(shù)確定生成多項(xiàng)式g(x)，也就是從的因子中選一個(gè)（n-k）次多項(xiàng)式作為g(x)；然后，利用循環(huán)碼的編碼特點(diǎn)，即所有循環(huán)碼多項(xiàng)式a(x)都可以被g(x)整除，來定義生成多項(xiàng)式g(x)。 根據(jù)上述原理可以得到一個(gè)較簡單的系統(tǒng)循環(huán)碼編碼方法：設(shè)要產(chǎn)生（n,k）循環(huán)碼，m(x)表

5、示信息多項(xiàng)式，則其次數(shù)必小于k，而的次數(shù)必小于n，用除以g(x)，可得余數(shù)r(x)，r(x)的次數(shù)必小于（n-k），將r(x)加到信息位后作監(jiān)督位，就得到了系統(tǒng)循環(huán)碼。下面就將以上各步處理加以解釋。 1） 用。這一運(yùn)算實(shí)際上是把信息碼后附加上（n-k）個(gè)“0”。例如，信息碼為110，它相當(dāng)于m(x)+x。當(dāng)n-k7-34時(shí)，+，它相當(dāng)于1100000。而希望的到得系統(tǒng)循環(huán)碼多項(xiàng)式應(yīng)當(dāng)是a(x) = + r(x)。2） 求r(x)。由于循環(huán)碼多項(xiàng)式a(x)都可以被g(x)整除，也就是：因此，用除以g(x)，就得到商q(x)和余式r(x)，即這樣就得到了r(x)。3） 編碼輸出系統(tǒng)循環(huán)碼多項(xiàng)式a(

6、x)為： 例如，對于（7，3）循環(huán)碼，若選用+ 1，信息碼110時(shí)，則： 上式相當(dāng)于：這時(shí)的編碼輸出為：1100101。在譯碼時(shí)，對于接收端譯碼的要求通常有兩個(gè)：檢錯(cuò)與糾錯(cuò)。達(dá)到檢錯(cuò)目的的譯碼十分簡單，通過判斷接收到的碼組多項(xiàng)式b(x)是否能被生成多項(xiàng)式g(x)整除作為依據(jù)。當(dāng)傳輸中未發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，也就是接收的碼組與發(fā)送的碼組相同，即a(x)=b(x)，則接收的碼組b(x)必能被g(x)整除；若傳輸中發(fā)生了錯(cuò)誤，則a(x)b(x)，b(x)不能被g(x)整除。因此，可以根據(jù)余項(xiàng)是否為零來判斷碼組中有無錯(cuò)碼。需要指出的是，有錯(cuò)碼的接收碼組也有可能被g(x)整除，這時(shí)的錯(cuò)碼就不能檢出了。這種錯(cuò)誤被稱

7、為不可檢錯(cuò)誤，不可檢錯(cuò)誤中的錯(cuò)碼數(shù)必將超過這種編碼的檢錯(cuò)能力。在接收端為糾錯(cuò)而采用的譯碼方法自然比檢錯(cuò)要復(fù)雜許多，因此，對糾錯(cuò)碼的研究大都集中在譯碼算法上。我們知道，校正子與錯(cuò)誤圖樣之間存在某種對應(yīng)關(guān)系。如同其它線性分組碼，循環(huán)編碼和譯碼可以分三步進(jìn)行：1） 由接收到的碼多項(xiàng)式b(x)計(jì)算校正子（伴隨式）多項(xiàng)式s(x)；2） 由校正子s(x)確定錯(cuò)誤圖樣e(x)；3） 將錯(cuò)誤圖樣e(x)與b(x)相加，糾正錯(cuò)誤。4. 循環(huán)碼的simulink建模及仿真建立模型方框圖，針對本文中所設(shè)計(jì)( 7,3)循環(huán)碼,通過simulink仿真，仿真模型如下圖所示simulink模型方框圖假設(shè)輸入碼為011，碼

8、多項(xiàng)式為+ 1，設(shè)置參數(shù)如下：仿真模型圖應(yīng)用：通過對循環(huán)碼的編譯碼技術(shù)的了解,并對分析其信道誤碼率。隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展,循環(huán)碼糾錯(cuò)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。解碼技術(shù)采用微處理器或數(shù)字信號處理器,實(shí)現(xiàn)簡單,糾錯(cuò)能力強(qiáng),可以降低誤碼率,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?大大提高通信質(zhì)量。循環(huán)碼是線性分組碼的一個(gè)重要子集，是目前研究最成熟的一類碼。循環(huán)碼計(jì)數(shù)器是漢明碼距離為1的計(jì)數(shù)器，因而必然是偶數(shù)進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用它構(gòu)成的計(jì)數(shù)電路由于不會出現(xiàn)毛刺干擾，具有可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而受到重視，同時(shí)，它還有許多特殊的代數(shù)性質(zhì)，這些性質(zhì)有助于按所要求的糾錯(cuò)能力系統(tǒng)地構(gòu)造這類碼，且易于實(shí)現(xiàn)；同時(shí)循環(huán)碼的性能也較好，具有

9、較強(qiáng)的檢錯(cuò)能力和糾錯(cuò)能力。由于此類編碼的重要性，所以對循環(huán)碼編碼器的研究始終沒有停止過?？偨Y(jié)： simulink已經(jīng)成為在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真方面應(yīng)用最廣泛的軟件包之一。他的魅力在于強(qiáng)大的功能和簡便的操作。作為matlab的重要組成部分，simulink具有相對獨(dú)立功能和使用方法。確切的說，它是對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模，仿真和分析的一個(gè)軟件包，它支持線性和非線性系統(tǒng)，連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)，離散時(shí)間系統(tǒng)等，而且系統(tǒng)可以是多進(jìn)程的。進(jìn)過幾天的課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，了解到循環(huán)碼產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)方法以及各種循環(huán)碼的用途及特點(diǎn)，知道什么樣的電路用什么樣的編碼，學(xué)會了使用simulink建模，運(yùn)行simulink，建立組成模型，進(jìn)行系統(tǒng)仿真，得到我們需要的仿真結(jié)果