信道編碼方法的分析與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 16 恒比碼 16 漢明碼 17 循環(huán)碼（ CRC） 19 里德 索羅門碼 (ReadSolomon) 21 卷積碼 (Convolutioncodes) 23 5. 在 MATLAB 軟件或 VC 中的仿真實(shí)現(xiàn) 25 漢明編碼 25 VC 編寫 25 奇偶校驗(yàn)碼 27 VC 編寫 27 循環(huán)碼 CRC 29 MATLAB 編寫 29 RS 29 MATLAB 編寫 29 總結(jié) 32 致 謝 33 參考文獻(xiàn) 34 緒論 1 緒論 信道編碼的簡(jiǎn)介 信道是指?jìng)鬏斝盘?hào)的通道。但是 ,經(jīng)過信源編碼后并不能將信號(hào)直接送到傳輸通道發(fā)送出去 ,因?yàn)閿?shù)字信號(hào)在傳輸中受到衰減、雜波、 干擾等所造成的質(zhì)量劣化是突變性的 (模擬信號(hào)質(zhì)量的劣化是漸變的 ),也就是說 ,數(shù)字信號(hào)在衰減、雜波或干擾沒有低于某一門限時(shí) ,只要接收設(shè)備能判別出 0 碼 和 1 碼 ,信號(hào)質(zhì)量就不會(huì)受到大的影響 ,而一旦 超過此門限 ,接收設(shè)備判別不出 0 碼和 1 碼 ,信號(hào)就會(huì)丟失。因此 ,在數(shù)字信號(hào)傳輸中最重要的是防止誤碼 ,也就是要盡量降低誤碼率。因此 ,在數(shù)字信號(hào)傳輸中要在信號(hào)源的原數(shù)碼序列中以某種方式加入某些作為誤差控制用的數(shù)碼 (即糾檢錯(cuò)碼 ),以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾錯(cuò)或檢錯(cuò)的目的 ,這就是信道編碼或糾錯(cuò)編碼。 由此可見 ,信道編碼目的是為了降低信號(hào)的誤碼率 ,提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ谖覈?guó)大部分上星的節(jié)目中 ,都采用了前向糾錯(cuò)的方法 (FEC),即在發(fā)送端按照一定規(guī)則 ,在信號(hào)數(shù)碼中加入一定的控制誤差用數(shù)碼 ,以組成具有糾錯(cuò)能力的碼 ,接收端收到后 ,按預(yù)先的規(guī) 則進(jìn)行解碼 ,確定信息中有無錯(cuò)誤 ,若有錯(cuò)誤 ,確定其位置并進(jìn)行糾正。 信道編碼的 背景 和發(fā)展 信息是一種抽象的內(nèi)涵，必須依附某種有形的載體才能傳輸，這種載體就叫信號(hào)。模擬信號(hào)的每一個(gè)瞬間都包含無限信息量，無法使用“碼”這種有限載體；數(shù)字信號(hào)則是包含有限信息量，于是就產(chǎn)生了編碼技術(shù)。信道編碼是以信息在信道上的正確傳輸為目標(biāo)的編碼，可分為兩個(gè)層次：一個(gè)是如何正確接受載有信息的信號(hào)；二是如何避免少量差錯(cuò)信號(hào)對(duì)信息內(nèi)容的影響。 然而從信息論角度來看的信道編碼是指第二層次的編碼，即差錯(cuò)控制編碼。從差錯(cuò)控制的角度看， 按加性干擾引起的錯(cuò)碼分布規(guī)律的不同，信道可以分為三類，即隨機(jī)信道，突發(fā)信道，和混合信道 。在隨機(jī)信道中，錯(cuò)碼的出現(xiàn)是隨機(jī)的，切錯(cuò)碼之間是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。例如，由正態(tài)分布白噪聲引起的錯(cuò)碼就具有這種性質(zhì)。因此，當(dāng)信道中加性干擾主要是這種噪聲時(shí)，就稱這種信道為隨機(jī)信道。在突發(fā)信道中，錯(cuò)碼是成串集中出現(xiàn)的，也就是說，在一些短促的時(shí)間區(qū)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)大量的錯(cuò)碼，而在這些短促的區(qū)間之間卻又存在較長(zhǎng)的無錯(cuò)碼區(qū)間。這種成串出現(xiàn)的錯(cuò)碼稱為突發(fā)錯(cuò)碼。產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)碼的主要原因之一是脈沖干擾，而信道中的衰落現(xiàn)象也是產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)碼的另一主要原因 。當(dāng)信道中加性干擾主要是這種干擾時(shí)，便稱這種信道為突發(fā)信道。我們把既存在隨機(jī)錯(cuò)碼又存在突發(fā)錯(cuò)碼，且哪一種都不能忽略不計(jì)的信道，稱為混合信道。對(duì)于不同類型的信道，應(yīng)采用不同的差錯(cuò)控制技術(shù)。 近些年來，伴隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)通信質(zhì)量的要求變得也越來越高，因而對(duì)有效而可靠的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)系統(tǒng)的需要也日益增長(zhǎng)。因而在系統(tǒng)的設(shè) 緒論 2 計(jì)中，設(shè)計(jì)者最為關(guān)心的主要是差錯(cuò)控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠重現(xiàn)。差錯(cuò)控制編碼已成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)和數(shù)字計(jì)算機(jī)中不可分割的一部分。本文主要介紹了差錯(cuò)控制編碼中線性分組碼的基本原理，在此基礎(chǔ)上 ，論述了漢明碼及循環(huán)碼的編、解碼原理和方法，并介紹了 RS 譯碼法和 卷積 譯碼法兩種譯碼法的特點(diǎn)和主要區(qū)別，還簡(jiǎn)要說明了線性分組碼的差錯(cuò)特性 。 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸或存儲(chǔ)越來越大，與此同時(shí)，數(shù)據(jù)的出錯(cuò)概率也大大增加。保持?jǐn)?shù)據(jù)的正確性，僅依賴于器件和設(shè)備的可靠運(yùn)算是不行的。為了糾正數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，信息應(yīng)具有某種冗余形式以保護(hù)數(shù)據(jù)。這就導(dǎo)致了編碼理論的產(chǎn)生。編碼的任務(wù)就是糾正數(shù)據(jù)在數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的正確與完整性，從而保護(hù)數(shù)據(jù)。 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于信 道內(nèi)存在加性噪聲、信道傳輸特性不理想造成的碼間串?dāng)_，信號(hào)誤碼是不可避免的 !為了確保系統(tǒng)的比特誤碼率指標(biāo)，通常采用循環(huán)碼進(jìn)行編碼，其編碼和解碼設(shè)備較簡(jiǎn)單，且糾錯(cuò)檢錯(cuò)能力強(qiáng) !循環(huán)碼糾錯(cuò)方法是在發(fā)送端將被傳輸?shù)男畔⒏郊由媳O(jiān)督碼元，監(jiān)督碼元與信息碼元之間相互約束 ! 接收端按規(guī)則校驗(yàn)信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系 ! 一旦傳輸發(fā)生差錯(cuò)，信息碼元與監(jiān)督碼元的關(guān)系就受到破壞，從而在接收端可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤 ! 在通信軟件中大多數(shù)采用循環(huán)碼進(jìn)行數(shù)據(jù)差錯(cuò)控制，有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 ! 研究的目的和意義 目的 ，如奇偶校驗(yàn)， CRC 校驗(yàn)，漢明碼等 ； 分析。 3. 對(duì)現(xiàn)有信道編碼方法的研究有助于開發(fā)出新的編碼方法，完成信道編碼。 基本條件 一定的編寫代碼能力（ C或者 matlab）。 前期工作 熟悉信道的相關(guān)知識(shí)；熟悉基本的信道編碼技術(shù) 。 課題內(nèi)容概要和關(guān)鍵問題 ：信道編碼的意義 ； 信道編碼的基本原理 ； 信道編碼的幾種基本方法 ； 信道編碼的實(shí)現(xiàn)以及性能分析 。 題：對(duì)糾錯(cuò)檢錯(cuò)技術(shù)的深入理解，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信道編碼方法以及對(duì)其進(jìn)行性能分析。 緒論 3 意義 對(duì)于數(shù)字話音傳輸系統(tǒng)， ep 為 103~104，但對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)馁Y料，則要求誤碼率 ep 小于 109，而對(duì)于某些關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)傳輸，要求誤碼率甚至更低。為了降低誤碼率 ,選擇高質(zhì)量的傳輸線路、改善信道的傳輸特性、增加信號(hào)的發(fā)送能量、選擇有較強(qiáng)的抗干擾能力的調(diào)制解調(diào) ，采用差錯(cuò)控制措施，使用信道編碼等方法來實(shí)現(xiàn)。 可行性 分析 可行性分析（ FeasibilityAnalysis）也稱為可行性研究，是在系統(tǒng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)新系統(tǒng)的開發(fā)是否具備必要性和可能性，對(duì)新系統(tǒng)的開發(fā)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社 會(huì)的方面進(jìn)行分析和研究 。可行性研究的目的就是用最小的代價(jià)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)確定問題是否能夠解決。 該編碼方案的可行性分析包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。 技術(shù)可行性 技術(shù)上的可行性分析主要分析技術(shù)條件能否順利完成開發(fā)工作，硬、軟件能否滿足開發(fā)者的需要等。 該系統(tǒng)采用了當(dāng)前流行的 VC,MATLAB 等語言進(jìn)行開發(fā)，因此，系統(tǒng)的軟件 開發(fā)平臺(tái)已成熟可行。硬件方面，科技飛速發(fā)展的今天，硬件更新的速度越來越快，