課程設(shè)計(jì) 卷積碼的編譯碼

課程設(shè)計(jì)——卷積碼的編譯碼卷積碼編碼：數(shù)據(jù)分組到數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)換信息位長：碼長：碼率：記為卷積碼稱為碼元，稱為碼字。只與當(dāng)前k個(gè)碼元有關(guān)與當(dāng)前k個(gè)碼元和前mk個(gè)碼元有關(guān)（n,k,m）卷積編碼器，m：記憶深度卷積碼編碼器(2,1,2)卷積碼編碼器結(jié)構(gòu)連接矢量：編碼輸出：卷積碼的表示方法（1）狀態(tài)：圖中的橢圓內(nèi)的值為移位寄存器的狀態(tài)值。實(shí)線表示輸入值為0的情況，虛線表示輸入值為1的情況。括號(hào)內(nèi)表示輸入值，括號(hào)外表示輸出值。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖輸出：卷積碼表示方法（2）樹狀圖網(wǎng)格圖卷積碼編碼器輸入1110100輸出110110010010111/110/101/010/111/000/011/100/00卷積碼譯碼網(wǎng)格圖：把編碼器的狀態(tài)圖沿時(shí)間軸展開譯碼：譯碼器根據(jù)接收到的序列在條編碼路徑中選擇一條路徑作為譯碼輸出。最大似然譯碼譯碼任務(wù)譯碼器根據(jù)接收

產(chǎn)生給出與發(fā)端信息序列

最接近的估值序列。最大似然譯碼（ML）：尋找似然函數(shù)最大的碼字組成的序列，并讓其作為發(fā)送序列。L：輸入信息序列組數(shù)（k比特1組）最大似然譯碼尋找似然函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的路徑最大似然譯碼為簡化計(jì)算，取對(duì)數(shù)似然函數(shù)從條路徑中選擇對(duì)數(shù)似然函數(shù)值最大的一條路徑？復(fù)雜度太高！維特比譯碼路徑度量支路度量Viterbi譯碼譯碼過程中的最重要的操作：“加-比-選”度量值計(jì)算取出兩個(gè)分支在節(jié)點(diǎn)i的路徑度量值PM（PathMerit）；計(jì)算兩個(gè)分支在節(jié)點(diǎn)i+1改變的支路度量值BM（BranchMerit）；相加得到兩個(gè)分支的新PM值；比較兩個(gè)PM值，選出似然函數(shù)值較大可能者；110020003113102010004114103015113003012100接收序列：110110Viterbi譯碼硬判決譯碼硬判決譯碼：對(duì)常用的二進(jìn)制碼來說,就是由解調(diào)器輸出供給譯碼器譯碼用的每個(gè)碼元只限定于2個(gè)值0或1。在使用硬判決譯碼時(shí)，支路度量值為碼字間的漢明距離。軟判決譯碼軟判決：把解調(diào)器輸出的抽樣電壓進(jìn)行量化

，從而由解調(diào)器輸出供給譯碼器的值不止2個(gè)而有

個(gè)，通常取值為8或者16。在使用軟判決譯碼時(shí)，支路度量值為碼字間的歐式距離。軟判決譯碼Viterbi譯碼算法的基本步驟從某一時(shí)間單位開始，對(duì)進(jìn)入每一狀態(tài)的所有長為段分支的部分路徑，計(jì)算部分路徑度量。對(duì)每一狀態(tài)，挑選并存貯一條有最大度量的部分路徑及其部分度量值，稱此部分路徑為留選(幸存)路徑。

增加1，把此時(shí)刻進(jìn)入每一狀態(tài)的所有分支度量，和同這些分支相連的前一時(shí)刻的幸存路徑的度量相加，得到了此時(shí)刻進(jìn)入每一狀態(tài)的幸存路徑，加以存貯并刪去其他所有路徑，因此幸存路徑延長了一個(gè)分支。若，則重復(fù)以上各步，否則停止，譯碼器得到了有最大路徑度量的路徑。11信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：11011001011010舉例：維特比硬判決譯碼（1）補(bǔ)零002011

信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：11011001011010舉例：維特比硬判決譯碼（2）002000311310201011信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：110110010110100020003113102010004114103015113003012100舉例：維特比硬判決譯碼（3）11信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：110110010110100102010113003012100004114105013113003010102舉例：維特比硬判決譯碼（4）11信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：110110010110100010012100113003010102004114105013111001012104舉例：維特比硬判決譯碼（5）11信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：110110010110100010012100301010201311100101200001011130152舉例：維特比硬判決譯碼（6）信息序列M：1110100發(fā)送碼字C：11011001001011接收序列R：110110010110101100101000100011011120010111舉例：維特比硬判決譯碼（7）仿真分析（matlab）仿真程序流程圖關(guān)鍵模塊：每個(gè)狀態(tài)的度量值更新state_metric：（number_states，2）第1列是當(dāng)前時(shí)刻的度量值，第2列用來儲(chǔ)存下一時(shí)刻的度量值。flag=zeros（1，number_states）；%指示每個(gè)狀態(tài)是否是第一次更新forj=0:1:number_states-1%遍歷所有狀態(tài)fort=0:1:2^k-1%遍歷所有輸入[out，next_state]=F1（input，current_state）；branch_metric=

F2（out，channel_out）；%更新每個(gè)狀態(tài)的度量值if（state_metric（current_state，1）+branch_metric<

state_metric（next_state，2））||flag（next_state）==0state（next_state，2）=state_metric（current_state，1）+branch_metric；