仿真

本文试图通过对已有的各种检错纠错编码方法的研究与分析，综合了各种码的优点，利用MATLAB进行仿真试验。众所周知，仿真技术是以相似原理、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关技术为基础，以计算机系统、与应用有关的物理设备及仿真器为工具，利用模型对系统（已有的或设想的）进行研究的一门多学科的综合性技术。

在本次仿真试验中，通过研究通信系统中信道的特性，通过归纳和抽象建立通信系统的仿真模型。通信系统仿真是一个循环往复的过程，它从当前系统出发，通过分析建立起一个能够在一定程度上描述原通信系统的仿真模型，然后通过仿真实验得到相关的数据。通过对仿真数据的分析可以得到相应的结论，然后把这个结论应用到对当前通信系统的改造中。如果改造以后通信系统的性能并不能像仿真结果那样令人满意，还需要重新实施仿真，这时候改造后的系统就成了当前系统，并且开始新一轮的仿真。

......

图4.9是仿真时间为2s时的性能曲线图，其中X轴表示信道的信噪比，Y轴表示误比特率。图 4.9 比较了码率为 1/2、2/3 和1/3的卷积码通过无记忆衰落信道后的误比特率。当码率一定时，随着信道噪声的逐渐减小，系统的误比特率也逐渐减小，当改变系统码率时，随着卷积码率的逐渐提高，系统的误比特率也呈现出增大的趋势，也就是说码率越低，系统的误比特率就越小，误码性能就越好。从图中可以看出，当系统码率从2/3 降至1/3时，可以使误比特率减小0.25dB,然而，信道带宽和译码器的复杂性也将相应的增加。

对于码率一定的卷据码，当约束长度N发生变化时，系统的误码性能也会随之发生变化，我们以码率R＝1/2的(2,1,3)卷积码为例展开分析。

从图4.10的误比特率曲线可以清楚的看到，随着约束长度的逐渐增加，系统的误比特率明显降低，所以说当码率一定时，增加约束长度可以降低系统的误比特率，但是随着约束长度的增加，译码设备的复杂性也会随之增加，所以对于码率为1/2的卷积码，一般选其约束长度为3－9。

......

选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。

本课题的任务是研究检错与纠错编码的原理、方法，并通过基于MATLAB的编程实现。MATLAB是一功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用户快速地完成数值分析、矩阵运算、数字图像处理、仿真建等功能。

（1）MATLAB的一个软件工具箱Simulink，它是一种可视化仿真工具，是结合框图界面和交互仿真工具,它具有不同的模块库，来实现不同的功能。

  差错控制编码技术检测和纠正在传输中出现的错误。为了完成检错和纠错，必须在发送的时候增加冗余信息。译码器使用这些冗余信息来进行检错和纠错。用户可以 通过在主COMMUNICATION BLOCKSET库中双击它的图标，打开信道编码库，后打开分组码子库。MATLAB中通信工具箱的函数可以通过以下的方式通信模块的库中模块的仿真：

帮助决定技术参数，比如纠错能了或信息长度

完成编码的低级计算，比如计算一个译码表，计算生成或校验矩阵,生成或校验矩阵之间的转换，计算生成多项式。

（2）深刻理解有关信道编码和纠错编码的原理知识，学习各种纠检错编码方法的思路，并综合分析他们的优缺点，以便在以后的毕业设计中更好的设计自己的系统，更加注重提高自己的理论与实践动手能力。

（3）计划采用编程控制的方法实现检纠错编码，并熟练掌握Matlab 语言的运用，最终能以较为准确的实验结果来进行验证。

......

在本课题研究中，做了以下几方面工作:

分析了信道编码的基本原理和理论背景，对线性分组码、循环码、卷积码等作了理论的论述，并对卷积编码、Viterbi解码作了详细的分析。

通过对纠错编码的各种现存方法的比较和经验总结，并利用MATLAB中的Simulink仿真软件，对卷积编码和循环冗余校验码讲行了仿真研究。