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1、-摘 要本文主要是利用MATLAB中的SIMULINK通信系统仿真模型库进展循环码建模仿真，其中包含有循环码的编码，译码和仿真过程中的误码率的计算和分析，并将它们显示出来，除此之外，还调用通信系统功能函数进展编程，绘制频谱及误码率关系曲线图。从而得出一条类似于抛物线的频谱与误码率关系的曲线。针对信号与系统课程及电子信息类专业的特点, 提出将MATLAB引入到信号与系统课程的教与学中, 既能加强学生对理论知识的掌握及提高解决实际问题的能力, 又能为课堂教学及教学方法和手段的改革增添活力。关键词:循环码；MATLAB；编码；译码；误码率. z.-目录1 课程设计目的12 课程设计要求13 相关知识
2、14 课程设计分析55仿真66结果分析97参考文献 11. z.-循环码仿真1 课程设计目的（1） 稳固并扩展通信原理课程的根本概念，根本理论，分析方法和实现方法（2） 学习和掌握MATLAB和SIMULINK软件的使用，并用它们进展建模，了解其设计方法；（3） 培养创新思维和设计能力（4） 增强软件编程实现能力和解决能力。2 课程设计要求（1） 掌握循环码的编码与译码的相关知识；（2） 能够设计程序并建立模型；（3） 通过程序调出并运行模型，并产生误码率与频谱的关系曲线图。3 相关知识3.1循环码3.1.1循环码多项式 为了利用代数理论研究循环码，可以将码组用代数多项是来表示，这个多项式被称
3、为码多项式，对于许用循环码，可以将它的码多项式表示为：对于二进制码组，多项式的每个系数不是0就是1，*仅是码元位置的标志。因此，这里并不关心*的取值。3.1.2.生成多项式和生成矩阵 全0码字除外称为生成多项式，用g(*)表示。可以证明生成多项式g(*)具有以下特性：1g(*)是一个常数项为1的r=n-k次多项式；2g(*)是的一个因式；3该循环码中其它码多项式都是g(*)的倍式。为了保证构成的生成矩阵G的各行线性不相关，通常用g(*)来构造生成矩阵，这时，生成矩阵G可以表示为：其中，因此，一旦生成多项式g(*)确定以后，该循环码的生成矩阵就可以确定，进而该循环码的所有码字就可以确定。 例如，
4、一种7，3循环码的全部码元：码元编号信息位监视位码元编号信息位监视位1000000051000111200010116100110030010101710100104011100081111111表3.1 一种7，3循环码的全部码元3.2编码 在编码时，首先需要根据给定循环码的参数确定生成多项式g(*)，也就是从的因子中选一个n-k次多项式作为g(*)；然后，利用循环码的编码特点，即所有循环码多项式A(*)都可以被g(*)整除，来定义生成多项式g(*)。根据上述原理可以得到一个较简单的系统循环码编码方法：设要产生n,k循环码，m(*)表示信息多项式，则其次数必小于k，而的次数必小于n，用除以g
5、(*)，可得余数r(*)，r(*)的次数必小于n-k，将r(*)加到信息位后作监视位，就得到了系统循环码。下面就将以上各步处理加以解释。1用。这一运算实际上是把信息码后附加上n-k个0。例如，信息码为110，它相当于。当n-k7-34时，它相当于1100000。而希望的到得系统循环码多项式应当是。 2求r(*)。由于循环码多项式A(*)都可以被g(*)整除，也就是：因此，用除以g(*)，就得到商Q(*)和余式r(*)，即这样就得到了r(*)。 3编码输出系统循环码多项式A(*)为：-例如，对于7，3循环码，假设选用信息码110时，则：就相当于这时的编码输出为：11001013.3译码在译码时，
6、对于接收端译码的要求通常有两个：检错与纠错。到达检错目的的译码十分简单，通过判断接收到的码组多项式T(*)是否能被生成多项式g(*)整除来确定。当传输中未发生错误时，也就是接收的码组与发送的码组一样，即A(*)=T(*)，则接收的码组T(*)必能被g(*)整除；假设传输中发生了错误，则A(*)T(*)，T(*)被g(*)除时可能除不尽而有余项,即有因此，可以根据余项是否为零来判断码组中有无错码。需要指出的是，有错码的接收码组也有可能被g(*)整除，这时的错码就不能检出了。这种错误被称为不可检错误，不可检错误中的错码数必将超过这种编码的检错能力。在接收端为纠错而采用的译码方法自然比检错要复杂许多
7、，容易理解，为了能够纠错，要求可纠正的错误图样必须与一个特定余式有一一对应关系。这里，错误图样是指 中错码矩阵E的各种具体取值的图案，余式是指接收码组A*被生成多项式g(*)除所得的余式。因为只存在上述一一对应的关系时，才可能从上述余式唯一地决定错误图样，从而纠正错码。因此，原则上纠错可以分为以下三步进展：1用生成多项式g(*)除接收码A(*)，得出余式r(*)；2按余式r(*)，用查表的方法或通过*种计算得到错误图样E(*)。例如，通过计算校正子S和利用表的关系，就可以确定错码的位置。3从A*中减去E(*)，便得到已经纠正错误的原发送码组T(*)。这种方法叫做捕错解码法。通常，一种编码可以有
8、不同的几种纠错解码方法。对于循环码来说，除了用捕错解码法外，还有大数逻辑解码等算法 。作判决的有不同，有硬判决和软判决等方法。4 课程设计分析4.1设计思想4.2原理图图4.2 循环码实现原理图5仿真5.1分模块参数设置5.1.1 Bernoulli Random Binary Generator模块（1） 功能：伯努力随机二进制信号发生器，用于产生二进制随机信号并将它输出 （2） 主要参数设置图图5.1 信号发生器参数设置图5.1.2 Binary Cyclic Encoder模块1功能：二进制循环码编码器,用于将产生的二进制信号进展编码2主要参数设置图图5.2 编码器参数设置图5.1.3
9、Binary Symmertric Channel 模块1功能：二进制循环码均衡信道模块2主要参数设置图图5.3 均衡信道参数设置图5.1.4 Binary Cyclic Dncoder模块1功能：二进制循环码译码器,用于将产生的二进制信号进展译码2主要参数设置图图5.4 译码器参数设置图5.1.5 Error Rate Calculation模块和 Display 模块1功能：误码率显示模块，用于计算和显示此配置参数情况下的误码率2主要参数设置图图5.5 误码率参数显示模块参数设置图图5.6误码率参数计算模块参数设置图6结果分析6.1仿真结果图6.1误码显示图图6.2 误码率与频谱关系曲线图
10、1误码局部一共分为两个局部，第一个局部是Error Rate Calculation误码率计算，它可以设定输出To workspace到工作空间。输出的数据是一个n行与输入数据数目相等3列的矩阵。第1列是误码率，第2列是误码的数量，第3列是码元的总数就是前面所说的n。所以Display模块的三行分别表示误码率为0.02059，误码的数量为206，码元的总量是1e+004。（1） 结果所示的是一个误码率与频谱关系曲线图，它的横坐标表示的是二进制均衡信道的误码概率，范围在0 , 0.05,步长为0.01；纵坐标表示的是经过过失控制后仿真系统的误码率，范围在0 , 0.05,步长为0.01。6.2小
11、结 在这次基于MATLAB的通信原理课程设计中，我最大的收获是对MATLAB软件的使用有了更深的了解，尤其是simulink仿真板块的运用，更加熟练，此外，对循环码的理论知识有了进一步的认识。 刚拿到题目的时候遇到很多的困难，当时通信原理的理论学习并没有学习到循环码的章节，并且在网上并没能找到很多资源，但是通过查找了大量的循环码理论知识和MATLAB仿真应用的书籍之后，开场调试程序，并进一步了解MATLAB编程的关键字的运用，并且熟悉运用软件simulink、建模仿真、分析，在调试过程中不断出错，查阅资料之后进展不断的修正和更改，得出最终的结果。 这次MATLAB课程设计不仅仅加深了对课程理论知识的了解，并更加熟悉了计算机语言，软件的应用。并让我了解，学习知识不仅仅只在课本上，还有更多更广的渠道获得更宽广的知识。7 参考文献2于润伟 朱晓慧编.MATLAB根底及应用.机械工业.2021.43樊昌信著.通信原理M.国防工业.202112：340-3478吴伶达著.计算机通信原理与技术M.国防科技大学.2003.3：256-2589徐明远 邵玉斌著.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.*电子科技大学.20218：169-172. z.
