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1、课 程 设 计 报 告课 程 名 称 : 移 动 通 信 设计题目名称： 差错控制系统的性能分析 学 院 ： 信息工程学院 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学 号 ： 成 绩 ： 指 导 教 师 ： 开课时间： 20152016 学年第 二 学期目 录1、课程设计目的82、设计任务书83、进度安排104、具体要求115、 基本原理115.1 卷积码编码与译码原理115.1.1 卷积码的编码原理115.1.2 卷积码的译码原理125.2 分组码（循环码）编码与译码原理155.2.1 循环码编码原理155.2.2循环码的译码原理166、 Simulink单元模块设计196.1 卷积码的差错控制系统
2、仿真模型196.1.1 总体设计框图196.1.2 信源子系统196.1.3 信道216.1.4 信宿子系统226.1.5 卷积码的差错控制系统M文件276.1.6 运行结果286.2 分组码的差错控制系统仿真模型296.2.1 总体设计框图296.2.2 信源子系统296.2.3 信道316.2.4 信宿子系统326.2.5 分组码的差错控制系统M文件356.2.6运行结果357、运行程序过程中产生的问题及采取的措施368、心得体会369、参考文献36 1、课程设计目的 移动通信也是一门实践性非常强的课程，实验教学在整个课程的教学中占据了非常重要的地位。在学生学习了现代通信原理、数字信号处理
3、（DSP技术）等课程后，学生已经具有了一定的理论基础和实验技能，在此基础上本实验课程开设的主要作用和目的在于：1 帮助学生更好地理解移动通信系统，掌握各种移动通信系统的模型2 帮助学生熟悉常用的通信系统仿真平台，学习仿真模型的设计，掌握通信系统的仿真方法，学会利用仿真软件对系统性能进行评价；2、设计任务书题目差错控制系统的性能分析课程设计目的移动通信也是一门实践性非常强的课程，实验教学在整个课程的教学中占据了非常重要的地位。在学生学习了现代通信原理、数字信号处理（DSP技术）等课程后，学生已经具有了一定的理论基础和实验技能，在此基础上本实验课程开设的主要作用和目的在于：1 帮助学生更好地理解移
4、动通信系统，掌握各种移动通信系统的模型2 帮助学生熟悉常用的通信系统仿真平台，学习仿真模型的设计，掌握通信系统的仿真方法，学会利用仿真软件对系统性能进行评价；课程设计的主要内容和要求课程设计的主要内容：应用MATLAB/SIMULINK设计出基于分组码的差错控制系统仿真模型和基于卷积码的差错控制系统仿真模型，并通过MATLAB对系统进行性能仿真分析。课程设计的要求：1、运用SIMULINK建立基于分组码的差错控制系统仿真模型1、 该模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，2、 信源部分的数据源是随机的二进制序列。(子系统实现)3、 信道部分采用二进制对称信道。4、 信宿部分用子系统实现。（5）调
5、通链路，能够按照要求实现各项基本功能。（6）运用MATLAB编写M文件，绘制出信道比特率与编码信号误比特率之间的关系曲线图进行分析。2、运用SIMULINK建立基于卷积码的差错控制系统仿真模型（1）该模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的数据源是随机的二进制序列，随机的二进制序列要经过卷积编码，经过编码的数据要进行调制。(子系统实现)（3） 信道部分对调制后的信号进行加噪，采用加性高斯白噪声。（4） 信宿部分完成信号的解调和译码（维特比译码）。(子系统实现)（5） 调通链路，能够按照要求实现各项基本功能。（6）运用MATLAB编写M文件，绘制出不同编码方式、不同信噪比下维特比译
6、码的误比特率的关系曲线图进行分析。课程设计报告的要求：1、 本次课程设计的目的和意义；2、 仿真的系统的基本原理；3、 详细的设计过程、各模块参数的说明、仿真波形；4、 给出分析结果、调试总结及心得体会；5、参考文献（在报告中参考文献要做标注，不少于8篇）课程设计的工作进度安排序号内 容时间（天）1学习和熟悉仿真软件Matlab/Simulink12系统的总体设计及各模块设计23总体系统仿真、调试14验收设计成果及上交设计报告（电子稿和打印稿）15合 计5成绩评定办法成绩评定:（1）平时成绩：无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。迟到15分钟按旷课处
7、理（2）设计成绩：按照实际的设计过程及最终的实现结果给出相应的成绩。（3）设计报告成绩：按照提交报告的质量给出相应的成绩。主要参考书1邓华等.MATLAB通信仿真及应用实例详解M.人民邮电出版社.2003年2李贺冰.Simulink 通信仿真教程M.国防工业出版社.2006年3孙屹.MTALAB通信仿真开发手册M.国防工业出版社.2005年 教研室意见 教研室主任（签字）： 年 月 日系（部）意见系主任（签字）： 年 月 日3、进度安排星期一 学习和熟悉仿真软件Matlab/Simulink星期二 系统的总体设计及各模块设计星期三 系统的总体设计及各模块设计星期四 总体系统仿真、调试星期五 验
8、收设计成果及上交设计报告（电子稿和打印稿)4、具体要求4.1 运用SIMULINK建立基于分组码的差错控制系统仿真模型（1）该模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的数据源是随机的二进制序列。(子系统实现)（3）信道部分采用二进制对称信道。（4）信宿部分用子系统实现。（5）调通链路，能够按照要求实现各项基本功能。4.2 运用SIMULINK建立基于卷积码的差错控制系统仿真模型（1）该模型包括信源部分、信道部分和信宿部分，（2）信源部分的数据源是随机的二进制序列，随机的二进制序列要经过卷积编码，经过编码的数据要进行调制。(子系统实现)（3）信道部分对调制后的信号进行加噪，采用加性高
9、斯白噪声。（4）信宿部分完成信号的解调和译码（维特比译码）。(子系统实现)（5）调通链路，能够按照要求实现各项基本功能。（6）运用MATLAB编写M文件，绘制出不同编码方式、不同信噪比下维特比译码的误比特率的关系曲线图进行分析。5、 基本原理5.1 卷积码编码与译码原理5.1.1 卷积码的编码原理卷积码，又称连环码，是由伊莱亚斯(P.elias)于1955年提出来的一种非分组码。积码将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。卷积码是在一个滑动的数据比特序列上进行模2和操作，从而生成一个比特码流。卷积码和分组码的根本区别在于，它不是把信息序列分组后再进行单
10、独编码，而是由连续输入的信息序列得到连续输出的已编码序列。卷积码具有误码纠错的能力，首先被引入卫星和太空的通信中。NASA标准（2，1，6）卷积码生成多项式为： 其卷积编码器为： 图5-1-1 K=7，码率为1/2的卷积码编码器5.1.2 卷积码的译码原理维特比译码，采用概率译码的基本思想是：把已接收序列与所有可能的发送序列做比较，选择其中码距最小的一个序列作为发送序列。如果接收到L组信息比特，每个符号包括v个比特。接收到的Lv比特序列与2L条路径进行比较，汉明距离最近的那一条路径被选择为最有可能被传输的路劲。当L较大时，使得译码器难以实现。维特比算法则对上述概率译码做了简化，以至成为了一种实
11、用化的概率算法。它并不是在网格图上一次比较所有可能的2kL条路径(序列)，而是接收一段，计算和比较一段，选择一段最大似然可能的码段，从而达到整个码序列是一个最大似然值得序列。下面以图5-1-2的(2，1，3)卷积码编码器所编出的码为例，来说明维特比解码的方法和运作过程。为了能说明解码过程，这里给出该码的状态图，如图 mjmj-1mj-2输出序列m1,m2,mj,y1jy2j输入序列00ad 10（）cb110011010110图5-1-3 (2,1,3)卷积码状态图图5-1-2 (2,1,3)卷积码编码器维特比译码需要利用图来说明移码过程。根据卷积码画网格的方法，我们可以画出该码的网格图，如图
12、5-1-4所示。该图设接收到的序列长度为8，所以画8个时间单位，图中分别标以0至7。这里设编码器从a状态开始运作。该网格图的每一条路径都对应着不同的输入信息序列。由于所有可能输入信息序列共有2kL个，因而网格图中所有可能的路径也为2L条。这里节点a=00，b=10，c=01，d=11。abcd节点号0123456700000000000000111111111111111100000101010101010101010101111110101010图5-1-4 (2,1,3)卷积码网格图设输入编码器的信息序列为(11011000)，则由编码器对应输出的序列为Y=(110101000101110
13、0)。若收到的序列R=(0101011001011100),对照网格图来说明维特比译码的方法。首先选择接收序列的前6位序列R1=(010101)同到达第3时刻的可能的8个码序列(即8条路径)进行比较，并计算出码距。该例中到达第3时刻a点的路径序列是(000000)和(111011)，他们与R1的距离分别为3和4；到达第3时刻b点的路径序列是(000011)和(111000)，他们与R1的距离分别为3和4；到达第3时刻c点的路径序列是(001110)和(110101)，他们与R1的距离分别为4和1；到达第3时刻d点的路径序列是(001101)和(110110)，他们与R1的距离分别为2和3。上述每个节点都保留码距较小的路径作为幸存路径，所以幸存路径码序列是(000000)、(000011)、(1101001)和(001101)，如图5-2-5所示。用于上面类似的方法可以得到第4、5、6、7时刻的幸存路径。abcd节点号0123000000111111010101图5-
