(15,7)循環(huán)碼的編譯方法

實踐教學(xué)蘭州理工大學(xué)計算機(jī)與通信學(xué)院2013年秋季學(xué)期《計算機(jī)通信》課程設(shè)計■_rJ題目：(15,7)循環(huán)碼的編譯碼方法專業(yè)班級：通信工程(1)班姓名：趙曉瑾學(xué)號：10250131指導(dǎo)教師：王惠琴成績：摘要本次課程設(shè)計首先介紹了線性分組碼的編譯碼原理，循環(huán)碼的編譯碼方法、步驟、流程。其次在仿真部分利用MATLAB軟件完成任意（15,7）循環(huán)碼的編碼和譯碼的實現(xiàn),它可以對輸入的七位的信息碼進(jìn)行循環(huán)碼編碼，經(jīng)過高斯信道的傳輸后，對于接收到的15位碼字可以譯出七位信息碼，最后，求出了該碼的最小碼距以及其糾錯能力并且分析該碼在高斯信道下的誤碼性能。關(guān)鍵詞：循環(huán)碼;編碼;譯碼;糾錯目錄TOC\o"1-5"\h\z一、前言1\o"CurrentDocument"二、基本原理3\o"CurrentDocument"2.1線性分組碼的編譯碼原理32.1.1生成矩陣32.2伴隨式與譯碼42.2.1碼的距離及糾檢錯能力42.2.2伴隨式與譯碼5\o"CurrentDocument"2.3循環(huán)碼的編譯碼原理52.3.1編碼原理6\o"CurrentDocument"三、系統(tǒng)分析11四、系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)試12\o"CurrentDocument"4.1高斯信道下的（15,7）循環(huán)碼編譯碼系統(tǒng)設(shè)計12\o"CurrentDocument"4.2循環(huán)碼編碼過程124.3循環(huán)碼譯碼過程13\o"CurrentDocument"4.4高斯信道下循環(huán)碼誤碼率分析14\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)17\o"CurrentDocument"附錄18\o"CurrentDocument"致謝23循環(huán)碼在不同信噪比下的誤碼率圖101011C2-0.501.52率碼誤循環(huán)碼在不同信噪比下的誤碼率圖101011C2-0.501.52率碼誤0.51信噪比1C312.5圖4-6循環(huán)碼的誤碼率圖由圖可以看出，隨著信噪比越大，其誤碼率迅速減小。因此循環(huán)碼是一種誤碼率小的編碼方式，它的最大優(yōu)點為誤碼率小。總結(jié)本次課程設(shè)計題目是（15,7）循環(huán)碼的編譯碼方法，首先介紹了線性分組碼的編譯碼原理，循環(huán)碼的編譯碼方法、步驟、流程。其次在仿真部分利用MATLAB軟件完成任意（15,7）循環(huán)碼的編碼和譯碼的實現(xiàn)，它可以對輸入的七位的信息碼進(jìn)行循環(huán)碼編碼，經(jīng)過高斯信道的傳輸后，對于接收到的15位碼字可以譯出七位信息碼，最后，求出了該碼的最小碼距以及其糾錯能力并且分析該碼在高斯信道下的誤碼性能。通過本次課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)很多問題的存在，經(jīng)過查找資料和討論順利解決。首先，MATLAB軟件不熟悉，經(jīng)過查資料解決。其次，程序的編碼，很多函數(shù)的用法沒有掌握，利用MATLAB軟件的幫助程序得以進(jìn)行下去。本次課程設(shè)計的收獲如下：首先，我掌握了（15,7）循環(huán)碼的編譯碼方法，學(xué)會利用MATLAB計算該碼的最小碼距算法及糾檢錯能力，通過觀察該碼通過高斯信道后的仿真結(jié)果，可發(fā)現(xiàn)循環(huán)碼糾檢錯能力強(qiáng)；其次，通過此次課程設(shè)計不僅加深了我對課程理論的了解，并更加熟悉了MATLAB語言。參考文獻(xiàn)曾凡鑫.現(xiàn)代編碼技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2007李鵬?計算機(jī)通信技術(shù)及其程序設(shè)計?西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.6周炯槃、龐沁華等編著?！锻ㄐ旁怼罚ㄉ希┍本罕本┼]電大學(xué)出版社，2002（美）普?？说戎蝗~芝慧等譯。《通信系統(tǒng)工程》（第二版）。北京：電子工業(yè)出版社，2002.7樊昌信、曹麗娜編著?！锻ㄐ旁怼罚ǖ?版）。北京：國防工業(yè)出版社,2011.1黃載祿、殷蔚華編著《通信原理》北京：科學(xué)出版社，2005劉雪勇編著。《詳解MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真（配視頻教程）》。北京：電子工業(yè)出版社，2011.11附錄源程序代碼如下1.(15,7)循環(huán)碼的編碼clear;clc;a=input('請輸入消息矢量：’)；%高次項系數(shù)在前的生成多項式Gx=[100010111];%將數(shù)組a的高位依次放在數(shù)組Data的低位Data=zeros(1,15);Data(1)=a(7);Data(2)=a(6);Data(3)=a(5);Data(4)=a(4);Data(5)=a(3);Data(6)=a(2);Data(7)=a(1);%Data除以Gx得到余數(shù)Rx[Qx,Rx]=deconv(Data,Gx);b=Rx+Data;%將數(shù)組b的高位放在后面c=b(1);b(1)=b(15);b(15)=c;c=b(2);b(2)=b(14);b(14)=c;c=b(3);b(3)=b(13);b(13)=c;c=b(4);b(4)=b(12);b(12)=c;c=b(5);b(5)=b(11);b(11)=c;c=b(6);b(6)=b(10);b(10)=c;c=b(7);b(7)=b(9);b(9)=c;%將數(shù)組b校正fori=l:15ifrem(abs(b(i)),2)==0b(i)=0;endendfori=1:15ifrem(abs(b(i)),2)==1b(i)=1;endenddisp(輸入序列：');adisp(編碼輸出序列：');b2.(15,7)循環(huán)碼的編碼clear;clc;r=[101001001110000];h=[1,0,0,0,0,0,0,0;1,1,0,0,0,0,0,0;0,1,1,0,0,0,0,0;1,0,1,1,0,0,0,0;0,1,0,1,1,0,0,0;0,0,1,0,1,1,0,0;0,0,0,1,0,1,1,0;1,0,0,0,1,0,1,1;0,1,0,0,0,1,0,1;0,0,1,0,0,0,1,0;0,0,0,1,0,0,0,1;0,0,0,0,1,0,0,0;0,0,0,0,0,1,0,0;0,0,0,0,0,0,1,0;0,0,0,0,0,0,0,1];b=flipud(h);s=r*b;fori=1:8ifrem(abs(s(i)),2)==0s(i)=0;endendfori=1:8ifrem(abs(s(i)),2)==1s(i)=1;endendifs==[00000000]e=[000000000000000];elseifs==[10000000]e=[000000000000001];elseifs==[1,1,0,0,0,0,0,0]e=[000000000000010];elseifs==[0,1,1,0,0,0,0,0]e=[000000000000100];elseifs==[1,0,1,1,0,0,0,0]e=[000000000001000];elseifs==[0,1,0,1,1,0,0,0]e=[000000000010000];elseifs==[0,0,1,0,1,1,0,0]e=[000000000100000];elseifs==[O,O,O,l,O,l,l,O]e=[000000001000000];elseifs==[1,0,0,0,1,0,1,1]e=[000000010000000];elseifs==[0,1,0,0,0,1,0,1]e=[000000100000000];elseifs==[0,0,1,0,0,0,1,0]e=[000001000000000];elseifs==[0,0,0,1,0,0,0,1]e=[000010000000000];elseifs==[0,0,0,0,1,0,0,0]e=[000100000000000];elseifs==[0,0,0,0,0,1,0,0]e=[001000000000000];elseifs==[0,0,0,0,0,0,1,0]e=[010000000000000];elses==[0,0,0,0,0,0,0,1]e=[100000000000000];endu=r+e;fori=1:15ifrem(abs(u(i)),2)==0u(i)=0;endendfori=1:15ifrem(abs(u(i)),2)==1u(i)=1;endendData=zeros(1,7);Data(1)=u(9);Data(2)=u(10);Data(3)=u(11);Data(4)=u(12);Data(5)=u(13);Data(6)=u(14);Data(7)=u(15);ife==[000000000000000]disp('沒有錯誤：')k=0,elsedisp(第幾位錯誤：')k=find(e);enddisp('接收碼字')

disp（譯碼輸出序列：'）Data3.循環(huán)碼編碼與解碼Matlab源程序（實驗以（7,4）循環(huán)碼進(jìn)行分析）forSNRpBit=l:100;%信噪比n=15;k=7;msgn=15;k=7;msg=randint(k*4,1,2);意整數(shù)矩陣subplot(2,2,1)stem(msg)title('編碼器輸入信號')p=cyclpoly(n,k)code=encode(msg,n,k,'cyclic',p);subplot(2,2,2)stem(code)title(編碼器輸出信號')recode=decode(code,n,k,'cyclic',p)subplot(2,2,3)stem(recode)title(譯碼器輸出信號')t=-1:0.01:1;x=recode;設(shè)定N=length(x);fx=fft(x);df=100/N;n=0:N/2;f=n*df;subplot(2,2,4);plot(f,abs(fx(n+1))*2/N);grid;title('頻譜圖')%定義碼長%信息位長%隨機(jī)提取信號，引起一致地分布的任%循環(huán)碼生成多項式，n=7，k=4%編碼函數(shù)，對信號進(jìn)行差錯編碼%對信號進(jìn)行譯碼，對接收到的碼字進(jìn)行譯碼，恢復(fù)出原始的信息，譯碼參數(shù)和方式必須和編碼時采用的嚴(yán)格相同%將recode賦值給x，并進(jìn)行長度與fft22、誤碼率與信噪比之間的關(guān)系程序（以（3,2）循環(huán)碼進(jìn)行測試）n=15;%定義碼長k=7;%信息位長Fs=40;%系統(tǒng)采樣頻率Fd=1;%碼速率N=Fs/Fd;M=2;%進(jìn)制數(shù)SNR=SNRpBit/log2(M);%制造100個信息組，每組k位msg=randint(100,k,[0,1]);code=encode(msg,n,k,'cyclic/binary');%加入噪聲%在已調(diào)信號中加入高斯白噪聲noisycode=awgn(code,SNR);%將浮點數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，波形整形過程fori=1:100fora=1:15ifnoisycode(i,a)<0.5noisycode(i,a)=0;elsenoisycode(i,a)=1;endendend%譯碼newmsg=decode(noisycode,n,k,'cyclic');%計算誤碼率[number,ratio]=biterr(newmsg,msg);result(SNRpBit)=ratio;disp(['Thebiterrorrateis',num2str(ratio)]);end%不同信噪比下循環(huán)碼經(jīng)過加性高斯白噪聲信道的誤碼率figure(1)stem(result);title('循環(huán)碼在不同信噪比下的誤碼率')legend('誤碼率','*')xlabel(信噪比')；ylabel('在加性高斯白噪聲下的誤碼率')；致謝這次課程設(shè)計，給我留下了很深的印象。在這期間，讓我受益匪淺。通過這次課程設(shè)計，使我對線性分組碼有了全面的認(rèn)識，對通信系統(tǒng)的知識又有了深刻的理解，在之前通信原理的學(xué)習(xí)以及完成課后的作業(yè)的過程中，已經(jīng)使用過MATLAB,對其有了一些基礎(chǔ)的了解和認(rèn)識。經(jīng)過本次課程設(shè)計，讓我們更熟悉了通信原理的基本知識和MATLAB的語言，并且把課上的理論知識運用到實際中去；讓我們更