本文主要介绍了数字通信系统中的信道编码理论、纠错码的分类以及卷积码的编译码方法，着重分析了卷积码的维特比译码及其算法。维特比译码算法又有硬判决和软判决之分。为比较硬判决译码算法和软判决译码算法的性能，首先用C语言写了硬判决和软判决维特比译码算法的简单程序，对比了两种算法的纠错性能，对比表明：相同情况下，软判决的纠错能力优于硬判决译码算法。然后分别用Simulink建立了具有卷积编码、硬软维特比译码通信系统仿真模型，对仿真性能进行对比分析，仿真结果表明：在相同误码性能条件下，软判决译码算法的信噪比比硬判决译码算法提升2dB。

研究内容

本文先是介绍了信道编码在数字通信系统中的应用，通过对卷积码编码译码的理论研究，分别分析了硬判决和软判决的viterbi译码算法，用C语言基于（3，1，2）卷积码写了硬判决和软判决维特比译码算法的简单程序，对比了两种算法的纠错性能，并用simulink建立硬判决、软判决译码算法仿真模型，对比分析了两种判决在相同信噪比下的误码率，进一步证明了两种算法的不同特性。

Simulink仿真参数设置及结果分析

本次仿真采用Simulink通信模块库中的“Bernoulli Random Binary Generator”作为信源，以基于帧的格式输出(每帧采样10 000次)，信源数据经过以编码效率为1／2、约束长度为7的卷积编码后进入二进制移相键控调制解调器。二进制数据经BPSK调制后产生的调相波形信号通过加性高斯信道中传输后先经映射解调转换成能进行软判决的信号，然后再经“Viterbi Decoder”模块译码便到达信宿实现了数据的恢复。最后用 “Error Rate Calculation(误码率计算)”模块计算仿真系统的误码率，并画出两个仿真的对比曲线。

图4-7是由仿真所得的误码率数据通过MATLAB所画的曲线对比图，结果表明为获得相同的比特误码性能，8级量化的软判决算法需要的信噪比比硬判决算法低了将近2dB，显然软判决维特比译码的性能要优于硬判决维特比译码。

先从C语言程序对两种判决译码算法的模拟运算，大致可以看出软判决在译码准确率上要优于硬判决译码算法。再从Simulink仿真过程可以清楚地看到，译码器做出的所有信息的最终判决都将是硬判决，而映射解调子系统不是做硬判决，而是发送较多的数据给译码器，以提供译码器更多的中间信息，提高其判决的准确度，使其能更好地恢复原始信源数据，因而软判决译码所获得差错性能优于硬判决译码。对比图4-4所示和图4-5所示仿真模型，结合如图4-7所示的仿真结果可知，软判决译码所获得差错性能的提高是以其系统设计的复杂程度为代价的。