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1、电子信息类实践课II通信系统仿真题 目 ubo码的编译码算法仿真专 业 学 号 姓 名 日 期 注：本报告仅供参照1、课程设计目的(黑体小三,段前段后个一行)通过完毕在在衰落信道下采用不同调制信号进行Tr码编译码的编程实现,进一步理解了Turbo码的编码解码过程，以及在不同调制方式不同信道下的性能比见。通过对卷积和交错器的设计,进一步理解卷积和交错的作用。以及熟悉了通信仿真的整体流程。 2、课程设计内容l 具体论述课程设计的重要内容和原理。表1重要课程设计内容列表课程设计内容负责人Tubo编码译码过程、信道设计、各模块整合肖雨桐卷积、交错杨佳能不同调制信号的设计熊风在进行本次Tur仿真时，采用
2、了两种不同编程方式。在程序一中是直接调用matlb ommnicationsysem olbo中的Tuo编码和解码工具箱,通过配备参数进行仿真。而在程序二中则根据Turbo码编译码原理编写。如果程序一更像是一种黑匣子，只能懂得通过编解码模块前、后的数据,而具体做了哪些则不得而知。.编码图1 Turbo码编码器构造典型的Turo码编码器构造框图如图所示:由两个反馈的编码器通过一种交错器并行连接而成。如果必要,由成员编码器输出的序列通过删余阵,从而可以产生一系列不同码率的码。例如，对于生成矩阵为g=g1,g2的（，2）卷积码通过编码后,如果进行删余,则得到码率为1/2的编码输出序列；如果不进行删余
3、,得到的码率为1/3。一般状况下,Trbo码成员编码器是RSC编码器。因素在于递归编码器可以改善码的比特误码率性能。通俗理解码率就是信号中有一半都是“无用信号”，这些“无用信号”就是两个分量编码器的生成的校验码,而删余则是各删除一部分校验码，把剩余的再和信息比特合在一块,形成编码好的矩阵。.译码图2 Turo译码构造Turb码获得优秀性能的主线因素之一是使用了迭代译码，通过与分量编码器相应的分量译码器之间软信息的互换来提高译码性能。对于Turb码这样的并行级联码，如果分量译码器的输出为硬判决,则不也许实现分量译码器之间软信息的互换，从而限制了系统性能的进一步提高。从信息论的角度来看，任何硬判决
4、都会损失部分信息,因此，如果分量译码器可以提供一种反映其输出可靠性的软输出，则其她分量译码器也可以采用软判决译码,从而系统的性能可以得到进一步提高。为此,人们提出了软输入软输出译码（SSO）的概念和措施。Tu码的分量码SO译码算法总体上可分为A和SOV两类重要算法。其中MAP算法是一种最佳后验概率算法。SOA类算法重要涉及软输出的维特比算法(SOA)和持续列表输出维特比算法(SLVA）。OVA算法事实上就是veerbi算法的扩展，保存的途径数不是两条而是和状态数有关从所有可行的途径中找最优的是最大似然序列检测。d.衰落信道由于多径和移动台运动等影响因素,使得移动信道对传播信号在时间、频率和角度
5、上导致了色散,如时间色散、频率色散、角度色散等等。根据不同无线环境，接受信号包络一般服从几种典型分布,如瑞利分布、莱斯分布和Nagami-m分布。在仿真衰落信道时,最重要的参数是多径扩展和多普勒频移。一般在离基站较远、反射物较多的地区，发射机和接受机之间没有直射波途径，存在大量反射波；达到接受天线的方向角随机且在(2p）均匀分布；各反射波的幅度和相位都记录独立。图瑞利分布概率分布密度3、设计与实现过程图4、程序一框图 l 具体实现过程:按照流程图中的各方面(模块）内容进行代码级的具体阐明，例如：l 衰落信道的设计在进行仿真的过程中尝试使用了两种不同的编写方式：a. rate Rayleighf
6、adingchanne objet.chaay = raylgchan(1/10000,100);edSig =fiter(hn,moSignal）； Applh hannel effcChan = comm.AWGNhanel(Noseehod,Sgnl to nose rti （SNR）)；hCanSN = Ebo_db(n);adedSg = filer(cha_ry,modSial)； % Apply the chal effecsreceiveSignal = step(hn,adedSig）; %Appl he channeeffects.调用改善JKES模型产生单径平坦型瑞利衰落
7、信道子程序namp = ;%脉冲抽样点数t 1/(num*nsap）;%抽样时间间隔t (:nmnamp-)*t；%抽样时间序列 rayleigh（10,t)；%调用瑞利衰落子程序,输入为（最大多普勒频移,抽样时间序列)mSigal = rectpule(odignal,nsamp）;矩形脉冲形成odSignal = .*oina;%通过瑞利信道rcveSina itdum(receivedSignl,nsamp); %匹配滤波相干解调使用matlab函数rayehcanl 程序一：.调用tuo编码器解码器ende= c.Trboncode（ntereavndiesourc，Iput po);
8、ddr = comm.TurboDecod（nrlerInicesSure，Inputpor， . NumIterations,4);b.调用AWG信道chn=cm.AWGNChnnel(EbN,Eb_db,Bitrymbo,og（M)；c 进行编码解码Trb编码:ncodedData tp(encoder,s，iex);调制编码过信道eceiveSina= step（cn,moSgnal);解调Turbo译码：receveBs= step(eoder,-demodSgnal,index)；l 程序二ode_lenth = 04;%码长rate= ;码率nitr4；迭代次数a信道:AWGNbN
9、0_ =2:；en = 0(EN0_db(EN)/1)；Lc 4*e*ra;%信道置信度sigma 1/sqrt(*ratee);%AN信道原则差过信道：r = encdeot + gma*rad(1,ode_leng*(）);b.ro编码器%第一种分量RSC编码oupu rsc_encode(G，msg，）;%1*y(1,:) =tput1(1:2:2cod_lnh)；%系统比特(,:）= otut(2:2:2cdelgth);校验比特%第二个分量RSC编码a = esape(y(1，:),2,32);y_inv =reshae（a，1,102)；output2 = rscencde（G，_
10、in,-1)；%输入1024 输出1248y(，:） otput(2：2*ceen）;%校验比特输出删余生成码率为1/2的码ecode_out(1:2:ed) = (1，:）；enoeo(2:4:end） =y(，1:2：d);encoe_out(4:4:e) =y(3,2:2:end)；%删余,奇为系统比特.Turo译码器通过解复用生成每个分量译码器的译码输入数据;初始化外部信息L_e(1:ce_length）后。根据迭代次数,循环依次进行第一分量译码、第二分量译码。%第一分量译码器La(iex)=L_e； %先验信息 _all=sova(e_s（1，：），,L_a，1）;Le L_allr
11、ec_s(1,1:2：*ode_legh)L_a；%计算外部信息%第二分量译码器L_a= L_e(de);L_ll sova(rec_s(,:),L_a，);L_e = L_ll-2*rec_(2,1:de_length)-_a;最后再估计信息比特值。.软输入Vitebi算法 初始化时，建立网格图，网格中的零状态初始化度量为0,其她为负无穷。输入先验信息La、RSC码生成矩阵以及数据;前向跟踪计算所有途径度量值;第一分量译码器，从零状态开始向后跟踪;第二分量译码器从最也许的状态开始后向跟踪；后向跟踪获得估计比特及最大似然途径；找到相应于不同信息比特估计的竞争途径的最小delta值，得到软输出。
12、（具体可参看刘向东、向良军编著的信道编码与mtlab仿真,除SOA算法外里面还给出了og_MA算法)。 4、结论在进行仿真时,发现上述两种衰落信道误码率基本都是0%左右，也就意味着基本上所有都是错的。在进行了分析之后发现，在不加其她模块进行仿真的时候,光对比通过衰落信道前后的比特流基本就能错一半左右。图5 衰落信道下程序仿真成果图6 仿真得出be值因无法仿真出较好的衰落信道，因此两个程序都放弃衰落信道改用加性高斯白噪声信道。图7 程序1成果 在6QAM调制信号时在-1dB便能达到接近。图8 程序2成果程序二是1/2码率，采用BPSK调制、sov译码算法,需要到B时，误码率大概能达到量级。两者程序浮现如此大的成果差别，最重要的也许与Turo译码方式有关。成绩评估表成绩评定项目比例得分报告成绩(百分制）20%答辩成绩(百分制)80%总评成绩（百分制）0%评语： 评审教师： 时 间:注:课题设计成绩评估表单独一页，装订在报告的最后
