通信課程設(shè)計報告書

1、長沙理工大學(xué)通信原理課程設(shè)計報告 學(xué) 院 計算機與通信工程 專 業(yè) 通信工程 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 曹敦 課程成績 完成日期 2015年1月4日課程設(shè)計成績評定學(xué) 院 計算機與通信工程學(xué)院 專 業(yè) 通信工程 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 曹敦 課程成績 完成日期 2015年1月4日 指導(dǎo)教師對學(xué)生在課程設(shè)計中的評價評分項目優(yōu)良中及格不及格課程設(shè)計中的創(chuàng)造性成果學(xué)生掌握課程內(nèi)容的程度課程設(shè)計完成情況課程設(shè)計動手能力文字表達(dá)學(xué)習(xí)態(tài)度規(guī)范要求課程設(shè)計論文的質(zhì)量指導(dǎo)教師對課程設(shè)計的評定意見綜合成績 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日課程設(shè)計任務(wù)書 計算機與通信工程 學(xué)院 通信工程 專業(yè) 課程

2、名稱通信原理課程設(shè)計時間20142015學(xué)年第一學(xué)期1718周學(xué)生姓名指導(dǎo)老師曹敦題 目卷積編碼與解碼的MATLAB實現(xiàn)及性能分析主要內(nèi)容： 本課程設(shè)計的目的主要是仿真糾錯編碼系統(tǒng)。對輸入隨機數(shù)字信號進(jìn)行卷積糾錯編碼后，送入含噪信道，在接收端再進(jìn)行解碼和檢糾錯，改變信道誤碼率大小，測試接收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率，分析該種糾錯編碼系統(tǒng)的抗噪聲性能。要求：（1）本設(shè)計開發(fā)平臺為MATLAB中的Simulink。（2）模型設(shè)計應(yīng)該符合工程實際，模塊參數(shù)設(shè)置必須與原理相符合。（3）處理結(jié)果和分析結(jié)論應(yīng)該一致，而且應(yīng)符合理論。（4）獨立完成課程設(shè)計并按要求編寫課程設(shè)計報告書。應(yīng)當(dāng)提交的文件：（1）課

3、程設(shè)計學(xué)年論文。（2）課程設(shè)計附件（主要是模型文件和源程序）。卷積編碼與解碼的MATLAB實現(xiàn)及性能分析學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師：曹敦摘 要 卷積碼是一種性能優(yōu)越的信道編碼。它的編碼器和譯碼器都比較容易實現(xiàn)，同時它具有較強的糾錯能力。隨著糾錯編碼理論研究的不斷深入，卷積碼的實際應(yīng)用越來越廣泛。在Simulink模塊設(shè)計中，完成了對卷積碼的編碼和譯碼以及誤比特統(tǒng)計整個過程的模塊仿真。最后，通過在仿真過程中改變卷積碼的重要參數(shù)約束度來加深理解約束度對卷積碼的誤碼性能的影響。經(jīng)過仿真和實測，并對測試結(jié)果作了分析，得出了結(jié)論：對于碼率一定的卷積碼，當(dāng)約束度N發(fā)生變化時，系統(tǒng)的誤碼性能也會隨之發(fā)生變化。關(guān)鍵

4、詞 卷積碼；約束度；MATLAB；誤碼性能1 引 言本課程設(shè)計通過基于MATLAB的Simulink下的模塊對卷積編碼，解碼進(jìn)行仿真。通過仿真可以更清楚的認(rèn)識到卷積碼的編碼，解碼的各個環(huán)節(jié)，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，得出卷積碼Viterbi譯碼的誤比特性能和約束度的關(guān)系。1.1課程設(shè)計目的我的課程設(shè)計的題目是卷積編碼與解碼的MATLAB實現(xiàn)及性能分析。目的是通過課程設(shè)計使學(xué)生培養(yǎng)其動手能力，觀察能力，分析和解決實際問題的能力，鞏固、加深理論課知識，增加感性認(rèn)識，進(jìn)一步加深對通信原理應(yīng)用的理解，提高對仿真能力和系統(tǒng)設(shè)計能力。提高對常見故障的分析和判斷能；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，理論聯(lián)

5、系實際的工作作風(fēng)和辯證思維能力。這次課程設(shè)計不僅檢測出我們的專業(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固情況，同時也使我們學(xué)到相關(guān)的專業(yè)知識和鍛煉我們動手能力以及獨立思考問題能力，對于以后的工作提高自我學(xué)習(xí)能力奠定了堅實的基礎(chǔ)。1.2課程設(shè)計的基本任務(wù)和要求本次課程設(shè)計的基本任務(wù)：主要是仿真糾錯編碼系統(tǒng)。對輸入隨機數(shù)字信號進(jìn)行卷積糾錯編碼后，送入含噪信道，在接收端再進(jìn)行解碼和檢糾錯，改變信道誤碼率大小，測試接收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率，分析該種糾錯編碼系統(tǒng)的抗噪聲性能。課程設(shè)計中的要求：（1）本設(shè)計開發(fā)平臺為MATLAB中的Simulink。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真

6、和綜合分析的集成環(huán)境。（2）模型設(shè)計應(yīng)該符合工程實際，模塊參數(shù)設(shè)置必須與原理相符合。（3）處理結(jié)果和分析結(jié)論應(yīng)該一致，而且應(yīng)符合理論。（4）獨立完成課程設(shè)計并按要求編寫課程設(shè)計報告書。1.3課程設(shè)計步驟信號流程可以表示為先由Bernoulli Binary Generator（貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器）產(chǎn)生一個0，1等概序列，經(jīng)過Convolutional Encoder（卷積編碼器）對輸入的二進(jìn)制序列進(jìn)行卷積編碼，加入二進(jìn)制噪聲信道后送入Viterbi Decoder（Viterbi譯碼器）進(jìn)行硬判決譯碼。最后經(jīng)過Error Rate Calculation（誤碼統(tǒng)計）后由Display（顯示

7、）輸出和將結(jié)果輸出到To workspace（工作區(qū)間）。 設(shè)計原理2.1卷積碼的基本概念卷積碼是一種性能優(yōu)越的信道編碼。(n ,k ,N) 表示把k個信息比特編成n個比特，N 為編碼約束度,說明編碼過程中互相約束的碼段個數(shù)。卷積碼將k比特輸入碼元編成n個輸出碼元，但k和n通常很小，特別適合以串行形式進(jìn)行傳輸，時延小。與分組碼不同，卷積碼編碼后的n 個碼元不僅與當(dāng)前組的k 個信息比特有關(guān),而且與前N - 1 個輸入組的信息比特有關(guān)1。編碼過程中相互關(guān)聯(lián)的碼元有N*n 個。2.2卷積碼的編碼 卷積碼的編碼描述方法有5 種:沖激響應(yīng)描述法、生成矩陣描述法、多項式乘積描述法、狀態(tài)圖描述法和網(wǎng)格圖描述

8、法1。卷積碼的糾錯能力隨著N的增加而增大，而差錯率隨著N的增加而指數(shù)下降。在編碼器復(fù)雜性相同的情況下，卷積碼的性能優(yōu)于分組碼。分組碼有嚴(yán)格的代數(shù)結(jié)構(gòu)，但卷積碼至今尚未找到如此嚴(yán)密的數(shù)學(xué)手段。分組碼的譯碼算法可以由其代數(shù)特性得到。卷積碼雖然可以采用適用于分組碼的門限譯碼(即大數(shù)邏輯譯碼)，但性能不如維特比譯碼和序列譯碼1。2.3卷積碼的編碼器卷積碼的編碼器一般都比較簡單。圖2-1是一般情況下的卷積碼編碼器框圖。它包括NK級的輸入移位器，一組n個模2和加法器和n級的輸出移位寄存器 1。對應(yīng)于每段k比特的輸入序列，輸出n個比特。由圖可知，n個輸出比特不但與當(dāng)前的k個輸入比特有關(guān)，而且與以前的(N-1

9、)k個輸入信息比特有關(guān)。整個編碼過程可以看成是輸入信息序列與由移位寄存器和模2加法器的連接方式所決定的另一個序列的卷積，卷積碼由此得名。本文采用的是沖擊響應(yīng)描述法編碼思想。圖2-1 卷積碼編碼器框圖如圖2-2是卷積碼（2，1，3）卷積編碼器的一個框圖1。左邊是信息的輸入。下面分別是系統(tǒng)位輸出和校驗位輸出。其中間是3個移位寄存器和一個模2加法器。簡單的說就是信息位經(jīng)過移位寄存器和一個模2加法器產(chǎn)生一個系統(tǒng)位和校驗位加在一起輸出?？梢钥闯觯好枯斎胍粋€比特，移位寄存器中就向右移動一個位子。原來的第三個寄存器就被移出?？梢娋矸e編碼不只與現(xiàn)在的輸入比特有關(guān)還與前面的3-1個比特有關(guān)。所以約束度是3。在這

10、里，其中k=1 ，n=2所以碼率R=k/n=1/2。 圖2-2 （2，1，3）卷積碼編碼器圖2.4卷積碼的碼樹圖對于圖2-2所示的(2,1,3 )卷積碼編碼電路，其碼樹圖如下圖2-3所示。這里，分別用a,b,c和d表示寄存器的4種狀態(tài):00, 01, 10，和11，作為樹狀圖中每條支路的節(jié)點。以全零狀態(tài)a為起點，當(dāng)輸入位信息位為0時，輸出碼元c1c2= 00，寄存器保持狀態(tài)a不變，對應(yīng)圖中從起點出發(fā)的上支路;當(dāng)輸入位為1時，輸出碼元c1c2 =11，寄存器則轉(zhuǎn)移到狀態(tài)b,對應(yīng)圖中的下支路;然后再分別以這兩條支路的終節(jié)點a和b作為處理下一位輸入信息的起點，從而得到4條支路.以此類推，可以得到整個

11、碼樹圖。如下圖2-3。圖2-3 （2，1，3）碼樹圖2.5卷積碼的網(wǎng)格圖如下圖2-4是（2，1，3）卷積編碼的網(wǎng)格圖1。圖2-4 （2，1，3）卷積編碼的網(wǎng)格圖2.6卷積碼的狀態(tài)圖如下圖2-5是（2，1，3）卷積編碼的狀態(tài)圖1。圖2-5 （2，1，3）卷積碼狀態(tài)圖2.7卷積碼的譯碼卷積碼的譯碼方式有三種:(1)1963年由梅西(Massey)提出的門限譯碼，這是一種基于碼代數(shù)結(jié)構(gòu)的代數(shù)譯碼，類似于分組碼中的大數(shù)邏輯譯碼;(2) 1963年由費諾(Fano)改進(jìn)的序列譯碼，這是基于碼的樹狀圖結(jié)構(gòu)上的一種準(zhǔn)最佳的概率譯碼;(3) 1967年由維特比提出的Viterbi算法。這是基于碼的網(wǎng)(trel

12、lis)圖基礎(chǔ)上的一種最大似然譯碼算法，是一種最佳的概率譯碼方法。其中，代數(shù)譯碼，利用編碼本身的代數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行譯碼，不考慮信道本身的統(tǒng)計特性。該方法的硬件實現(xiàn)簡單，但性能較差，其中具有典型意義的是門限譯碼。另一類是概率譯碼，這種譯碼通常建立在最大似然準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上。由于計算是用到了信道的統(tǒng)計特性.因而提高了譯碼性能，但這種性能的提高是以增加硬件的復(fù)雜度為代價的。常用的概率譯碼方法有維特比譯碼和序列譯碼。維特比譯碼具有最佳性能，但硬件實現(xiàn)復(fù)雜;門限譯碼性能最差，但硬件簡單;序列譯碼在性能和硬件方面介于維特比譯碼和門限譯碼之間。Viterbi譯碼過程并不復(fù)雜，譯碼器的運行是前向的、無反饋的。它接收一段

13、，計算一段，選擇一段最可能的碼段(分支)，從而達(dá)到整個碼序列是一個有最大似然函數(shù)的序列。傳輸序列很長時，判決需要的長延時和相當(dāng)大的存儲量是我們無法承受的。實際應(yīng)用中采用截短Viterbi算法，即不需要接收到所有序列才進(jìn)行判決，當(dāng)譯碼器接收并處理完了固定的T （T <<L）個碼段后，在接收第（T+1）個碼段的時候，它將比較前T級的路徑量度，然后從中選取最小者，由此得到與最小量度對應(yīng)的幸存路徑，將此路徑對應(yīng)的T個碼段判決輸出。T稱為截短深度，T選的足夠大時，則對譯碼器輸出的譯碼錯誤概率影響很小。因此，本課程設(shè)計采用的是Viterbi算法1。3 仿真糾錯編碼系統(tǒng)的設(shè)計3.1卷積碼仿真框圖

14、的設(shè)計 本課程設(shè)計是通過MATLAB 2中的Simulink模塊進(jìn)行仿真。根據(jù)課程設(shè)計的基本任務(wù)：對輸入隨機數(shù)字信號進(jìn)行卷積糾錯編碼后，送入含噪信道，在接收端再進(jìn)行解碼和檢糾錯，改變信道誤碼率大小，測試接收信號與發(fā)送信號之間的誤碼率。在Simulink模塊中找出所需的模塊，然后將模塊與模塊之間連接起來，由此卷積碼的仿真框圖如下圖3-1。信號流程可以表示為先由Bernoulli Binary Generator（貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器）產(chǎn)生一個0，1等概序列，經(jīng)過Convolutional Encoder（卷積編碼器）對輸入的二進(jìn)制序列進(jìn)行卷積編碼，加入二進(jìn)制噪聲信道后送入Viterbi Dec

15、oder（Viterbi譯碼器）進(jìn)行硬判決譯碼。最后經(jīng)過Error Rate Calculation（誤碼統(tǒng)計）后由Display（顯示）輸出和將結(jié)果輸出到To workspace（工作區(qū)間）。在建立仿真模塊后，接下來對各個模塊分別一一進(jìn)行設(shè)置后并運行仿真。圖3-1 卷積編碼與解碼仿真圖3.2 Simulink仿真模塊的參數(shù)設(shè)置如下圖3-2是貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器模塊的設(shè)置框圖，其中參數(shù)有三項：第一項probability of a zero取值為0.5，表示0和1出現(xiàn)的概率相等。Initial seed 表示隨機種子數(shù)，不同的隨機種子數(shù)將產(chǎn)生不同的二進(jìn)制序列，特定的隨機種子數(shù)可以產(chǎn)生一個特定

16、的二進(jìn)制序列。Sample time=0.01表示抽樣時間。Samples per frame 表示每幀的抽樣數(shù)用來確定每幀的抽樣點的數(shù)目。Frame-based outputs 是用來確定幀的輸出格式。圖3-2 貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器模塊的設(shè)置框圖 如下圖3-3是卷積編碼器模塊的設(shè)置框圖。其中Trellis structure（ Trellis結(jié)構(gòu)）中通過poly2trellis()函數(shù)把卷積碼的約束度，生成多項式以及反饋多項式轉(zhuǎn)換成Trellis結(jié)構(gòu)的形式。如上面是（2，1，3）卷積碼的參數(shù)設(shè)置。（3，5，7）說明約束度是3，生成多項式是（八進(jìn)制）5和7，無反饋多項式。Reset是復(fù)位方式

17、，這里設(shè)置為None，它表示卷積碼編碼器在每幀數(shù)據(jù)開始之前不對寄存器復(fù)位。圖3-3 卷積編碼器模塊的設(shè)置框圖如下圖3-4是二進(jìn)制噪聲信道模塊的設(shè)置框圖，其中Error probability設(shè)置為0。圖3-4 二進(jìn)制噪聲信道模塊的設(shè)置框圖如下圖3-5是卷積碼譯碼器模塊的設(shè)置框圖。Trellis structure: Trellis結(jié)構(gòu)（前面已說明）。Decision type是指判決類型，有3種：（1）Unquantized（非量化）（2）Hard Decision（硬判決），（3）Soft Decision（軟判決），這里設(shè)置為Hard Decision。Traceback depth表示反

18、饋深度，它的值會影響譯碼精度和解碼延遲。Operation mode是指操作模式，設(shè)置為Continuous。圖3-5 卷積碼譯碼器模塊的設(shè)置框圖如下圖3-6是誤比特統(tǒng)計模塊的設(shè)置框圖。其中Receive delay表示接收延遲，意思是在通信接收端口需要對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)，解碼或解交織而帶來一定的延遲，使得到達(dá)誤碼統(tǒng)計模塊接收端的信號滯后于發(fā)送端的信號，由示波器Scope的結(jié)果分析之后再進(jìn)行設(shè)置。Computation delay表示計算延遲，在仿真過程中，有時間需要忽略最初的若干個輸入數(shù)據(jù)就通過計算延遲來實現(xiàn)。這里設(shè)置為0。Computation mode表示計算模式，幀的計算模式(En

19、tire frame)，誤碼統(tǒng)計模塊對發(fā)送端和接收端的所有輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。output data是輸出數(shù)據(jù)，這里設(shè)置為Port的意思是表示把統(tǒng)計數(shù)據(jù)從端口中輸出。workspace表示把統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸出到工作區(qū)。圖3-6 誤比特統(tǒng)計模塊的設(shè)置框圖如下圖3-7是To workspace（工作區(qū)間）結(jié)果輸出模塊的設(shè)置框圖，其中Save format的參數(shù)要設(shè)為Array，這樣才能使m文件出來的圖易于觀察和進(jìn)行性能分析。圖3-7 To workspace（工作區(qū)間）結(jié)果輸出模塊的設(shè)置框圖如下圖3-8是Display（顯示）輸出模塊的設(shè)置框圖。Display（顯示）輸出不做任何改變，采取默認(rèn)設(shè)置。圖3-

20、8 Display（顯示）輸出模塊的設(shè)置框圖4 對輸出波形和結(jié)果的分析4.1無噪聲時的波形以及結(jié)果 保存好上面的仿真圖，文件名稱為ssary.mdl，然后運行，發(fā)現(xiàn)無錯誤就可以得出以下的波形圖和結(jié)果圖。圖4-1無噪聲的波形輸出圖圖4-2無噪聲的結(jié)果輸出圖 波形以及結(jié)果的分析：由上圖4-1無噪聲的波形輸出圖可知，第一行為貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器輸出的二進(jìn)制序列波形，第二行為二進(jìn)制序列進(jìn)入卷積編碼器后輸出的編碼序列波形，第三行為編碼序列進(jìn)入二進(jìn)制噪聲信道后輸出的二進(jìn)制序列，第四行為二進(jìn)制序列進(jìn)入卷積碼譯碼器后的輸出的二進(jìn)制序列。由第一行和第四行的波形對比可知原二進(jìn)制序列的波形與經(jīng)過譯碼出來的譯碼波形

21、完全相同，但是接收端的信號滯后于發(fā)送端的信號一個單位，由此可知道這兩者之間有時間延遲。由第二行和第三行的波形對比可知，當(dāng)二進(jìn)制噪聲信道的誤碼率為0時，也就是無噪聲，編碼后的二進(jìn)制序列和在噪聲信道出來的二級制序列完全相同，沒有出現(xiàn)誤碼。由上圖4-2無噪聲的結(jié)果輸出圖可知，當(dāng)誤比特統(tǒng)計模塊中的Receive delay設(shè)置為1，并且與卷積碼譯碼器中的Traceback depth設(shè)置為1要一致，才能使Display（顯示）輸出誤碼率為0，與二進(jìn)制噪聲信道的誤碼率為0相等，否則Display（顯示）輸出誤碼率始終不為0。圖4-3原序列與編碼之后的序列圖由上圖4-3的截取一部分波形來分析可知原序列為1

22、001011100，編碼之后的輸出序列為101011111110 0010011011。又由卷積碼（2，1，3）的編碼規(guī)則可判斷出該編碼正確，符合我們所需要的編碼系列。4.2有噪聲時的波形以及結(jié)果 將二進(jìn)制噪聲信道模塊中的Error probability（誤碼率）設(shè)置為0.03，表示此時有噪聲，并運行，可得出以下的波形圖和結(jié)果圖。圖4-4二進(jìn)制噪聲信道模塊中的Error probability設(shè)置為0.03圖波形分析：由下圖4-5有噪聲的波形輸出圖可知，添加了噪聲信道之后，通過第一行與第四行的波形的對比，接收端的信號出現(xiàn)了一定的誤碼，但是整體上非常少，通過第二行與第三行的對比可找出出現(xiàn)誤碼的

23、位置。圖4-5 有噪聲的波形輸出圖 通過截取一部分圖形可觀察得到以下的分析：由圖4-6左邊的半張圖第二行與第三行的對比可找出出現(xiàn)誤碼的位置，再由第一行與第四行的誤碼的位置對比可知發(fā)送端的為1,接收端的為0，因此誤碼的位置沒有得到糾錯。同理由圖4-6右邊的半張圖可知發(fā)送端的為1,接收端的為1，誤碼的位置得到了糾錯。所以該仿真糾錯編碼系統(tǒng)具有一定的糾錯能力。圖4-6糾錯對比圖輸出結(jié)果分析：由圖4-7中的輸出結(jié)果為0.01，噪聲信道模塊中的Error probability（誤碼率）為0.03，由此可知該仿真糾錯編碼系統(tǒng)能夠減少噪聲信道的誤碼率，通過計算可得糾錯能力為（0.03-0.01）/0.03

24、=66.67%的，由此可知該仿真糾錯編碼系統(tǒng)具有良好的糾錯能力。圖4-7有噪聲的結(jié)果輸出圖5 約束度對卷積碼的誤碼性能影響5.1 參數(shù)設(shè)置對于卷積碼（2，1，3）在二進(jìn)制噪聲信道模塊中的Error probability（誤碼率）參數(shù)設(shè)置為errorch，其中errorch是m文件中的一個變量，如下圖5-1。圖5-1二進(jìn)制噪聲信道模塊參數(shù)設(shè)置圖在誤比特統(tǒng)計模塊中的output data參數(shù)設(shè)置為workspace，workspace表示把統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸出到工作區(qū)，其中Variable中的Errorvec是m文件中的一個變量，如下圖5-2。同時保存文件名稱為ssarry0.mdl。圖5-2誤比特統(tǒng)計

25、模塊的參數(shù)設(shè)置圖與此同理可得對于卷積碼（2，1，5）在二進(jìn)制噪聲信道模塊中的Error probability（誤碼率）參數(shù)設(shè)置為errorsh，誤比特統(tǒng)計模塊中的output data參數(shù)設(shè)置為workspace，Variable改成Errorvec1，文件保存為ssarry1.mdl。對于卷積碼（2，1，7）在二進(jìn)制噪聲信道模塊中的Error probability（誤碼率）參數(shù)設(shè)置為errorth，誤比特統(tǒng)計模塊中的output data參數(shù)設(shè)置為workspace，Variable改成Errorvec2，文件保存為ssarry2.mdl。5.2卷積碼的性能分析在本次課程設(shè)計中，如下圖5

26、-3，對于碼率一定的卷積碼,當(dāng)約束度N 發(fā)生變化時,系統(tǒng)的誤碼性能也會隨之發(fā)生變化, 以碼率R = 1/ 2的(2 ,1 ,3)、（2，1，5）和（2，1，7） 卷積碼為例展開分析。上面的曲線是（2，1，3）卷積碼的誤碼性能曲線，中間的曲線是（2，1，5）卷積碼的誤碼性能曲線，下面的曲線是（2，1，7）卷積碼的誤碼性能曲線。從圖5-3中的誤比特率曲線可以清楚地看到,隨著約束度的逐漸增加,系統(tǒng)的誤比特率明顯降低,所以說當(dāng)碼率一定時，增加約束度可以降低系統(tǒng)的誤比特率,但是隨著約束度的增加，譯碼設(shè)備的復(fù)雜性也會隨之增加,成本也會增加，這對于實際情況也有一定的影響。所以對于碼率為1/ 2 的卷積碼，在

27、選取約束度時一般為39 。通過上面約束度重要參數(shù)的變化后對譯碼性能的分析，得到在卷積碼的編碼，譯碼過程中有很多條件影響誤碼率的，是不可能同時滿足的。所以要根據(jù)具體情況來選擇合適的參數(shù)，使我們的系統(tǒng)設(shè)計更加合理。圖5-3不同編碼約束度對卷積碼的誤碼率的曲線圖6 出現(xiàn)的問題以及解決辦法 本次課程設(shè)計在仿真過程中遇到了許多的問題，總結(jié)所遇到的問題以及解決的方法如下：（1）在查找有關(guān)模塊，我使用的是按照名稱搜索來查找，但是這樣查找出來的模塊是不符合自己所需的。所以只能通過自己一個個去查找以及在老師的幫助下都能夠成功找到了設(shè)計所需的全部模塊。（2）對于課題的任務(wù)書理解得不夠透徹，膚淺以以為單單改變二進(jìn)制

28、噪聲信道中誤碼率就能檢測出該仿真糾錯系統(tǒng)的抗噪聲能力。后來在老師的講述和自我的思考下，建立了一個以二進(jìn)制噪聲信道的誤碼率為變量的m文件，通過m文件的輸出的圖形能夠清晰地觀察出規(guī)律來，以便來進(jìn)行分析這一過程。（3）在仿真的過程中，當(dāng)二進(jìn)制噪聲信道的為0時，但是Display（顯示）輸出誤碼率始終不為0。最后經(jīng)過不斷調(diào)整參數(shù)和其他設(shè)置，終于發(fā)現(xiàn)了問題的所在：只有當(dāng)誤比特統(tǒng)計模塊中的Receive delay與卷積碼譯碼器中的Traceback depth設(shè)置要一致，才能使Display（顯示）輸出誤碼率為0，與二進(jìn)制噪聲信道的誤碼率為0對應(yīng)相等。 （4）在對于（2,1,5）二進(jìn)制噪聲參數(shù)設(shè)置的時候

29、Error probability選項中，我忘記設(shè)置的是一個數(shù)值而不是一個變量，使得m文件運行時，誤碼率一直是一個常數(shù)，后來把Error probability選項中變成一個變量，m文件運行出來的圖形才是正確的。7 結(jié)束語本次課程設(shè)計通過MATLAB中的Simulink模塊對卷積編碼與解碼以及信道傳輸都進(jìn)行了仿真并通過約束度對其性能分析。從這些過程中我們看到了通信系統(tǒng)的基本工作原理。通過整個卷積碼系統(tǒng)的設(shè)計與仿真，加深了我們對卷積碼的理解，掌握Viterbi譯碼的基本思路，并進(jìn)一步將其拓展到Simulink模塊仿真方面，知道了如何進(jìn)行誤碼率的分析從而選擇合適的信道傳輸信號，學(xué)會了使用MATLA

30、B作為學(xué)習(xí)工具來對我們的通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與仿真等操作，加深了我對MATLAB的了解，擴(kuò)展了我對MATLAB的認(rèn)識，同時也使我充分地了解卷積碼的特點和性能。通過為期兩周的課程設(shè)計，我的收獲甚多，不僅僅是課本知識上的收獲，還有實踐收獲。這次設(shè)計把我們?nèi)晁鶎W(xué)理論知識綜合起來運用到實踐中。剛接觸Simulink時，我都是一無所知，但是在老師的指導(dǎo)下，以及通過對視頻教學(xué)和PPT的學(xué)習(xí)，掌握了Simulink的基本知識。俗話說：“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。所以我們必須把書本的應(yīng)用到實踐當(dāng)中， 從實踐中學(xué)到更多課堂當(dāng)中學(xué)不到的知識。在做仿真時剛開始在設(shè)計的步驟和方法上比較混亂，經(jīng)過借助各種資料和請教老師，有了明確的方向和設(shè)計步驟，使我更好地完成了自己的設(shè)計。在仿真時，由于貝努利二進(jìn)制序列產(chǎn)生器一個參數(shù)設(shè)置忘記選中，導(dǎo)致整個仿真運行錯誤，經(jīng)過一步步的排查，終于找到了問題的所在。雖然問題解決了，但是導(dǎo)致我花了好多時間，降低了工作效率。通過這件事我意識到做設(shè)計仿真時我們要嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)，一個小錯誤就能使得整個設(shè)計失敗。這次課程設(shè)計不僅檢測出我們的專業(yè)基礎(chǔ)知識的鞏固情況，同時也使我們學(xué)到相關(guān)的專業(yè)知識和鍛煉我們動手能力以及獨立思考問題能力，對于以后的工作提高自我學(xué)習(xí)能