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1、兰州理工大学毕业论文摘要在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比情况下达到一定的误比特率指标，首先应该合理设计基带信号，使误比特率尽可能降低。但若误比特率仍不能满足要求，则必须采用差错控制编码，将误比特率进一步降低，以满足系统指标要求。本设计介绍了线性分组码和循环码的相关内容，运用MATLAB软件对差错控制编码系统进行了系统设计和仿真演示。本设计根据差错控制系统的理论基础并结合MATLAB仿真达到差错控制的目的，实现线性分组码和循环码的编码和译码过程,绘制误码率与信噪比曲线图。通过对仿真结果的分析得知：如果
2、对信息码进行差错控制，误码率会大大降低，而且信噪比越大误码率越低。关键词：差错控制；信道；线性分组码；循环码Abstract Due to the channel transmission characteristics is not unsatisfactory and the effects of additive noise. In the actual channel on the digital signal transmission, the receiver received digital signal error inevitably. In order to known S
3、NR as part of the bit error rate in this case,first of all,We should be reasonable design baseband signal,Lowly the bit error rate as much as possible. If it cannot meet the requirements.,still we must use error control coding, In order to meet the system requirements must be used to further reduce
4、the bit error rate. This design introduces the linear block codes, cyclic code and convolutional code related content, using MATLAB software for error control coding system for model construction, system design, simulation, the results show, the error analysis and comprehensive performance analysis.
5、According to error control systems theory ,combined with MATLAB simulation to achieve the purpose of error control. Implementation of linear codes and cyclic code the process of encoding and decoding Through the analysis of simulation results,we learn if the information codes error control, error ra
6、te will be greatly reduced.And the greater signal-to-noise ratio the lower bit error rate.Key Words: Error control; Channel; Linear code; Cyclic code目录第1章 绪论11.1 课题背景11.2课题研究意义11.3 国内外研究现状11.4 论文的研究内容和组织结构2第2章 差错控制原理22.1差错控制的基本方式22.2差错控制编码42.3差错控制编码的分类7第3章 线性分组码83.1线性分组码的基本概念83.2线性分组码编码设计原理103.3线性分组
7、码译码设计原理163.4线性分组码的差错控制流程图19第4章 循环码204.1循环码的基本概念204.2循环码编码设计原理254.3 循环码译码设计原理274.4循环码的差错控制流程图28第5章 基于Matlab差错控制技术仿真及结果分析305.1线性分组码差错控制仿真305.1.1 (7,3)线性分组码的差错控制仿真305.1.2 (7,4)线性分组码的差错控制仿真335.1.3 (6,3)线性分组码的差错控制仿真365.2循环码差错控制仿真385.2.1 (7,3)循环码的差错控制仿真395.2.2 (7,4)循环码的差错控制仿真395.2.3 (6,3)循环码的差错控制仿真40总结42参
8、考文献43附录1 源程序代码1附录2 文献翻译7致 谢36371 绪论第1章 绪论1.1 课题背景近些年来，通信增值业务得到迅速发展，保证通信中较低信噪比情况下的数据无误传输，提高通信的有效性和可靠性显得越来越重要。差错控制技术对于提高通信系统的传输可靠性，降低通信设备的发射功率和减小体积具有重要意义，随着数字通信的发展与电子计算机的广泛应用，差错控制编码日益受到人们的重视并取得迅速发展，因而在通信系统发达的今天，差错控制技术已经广泛的应用于卫星通信系统，移动通信系统，数据存储等各种数字通信方面，它对保证信息传输的可靠运行起着重要作用1。以差错控制技术，实现对信道传输数据进行纠错编码，在现有的
9、通信系统和将来的新型通信系统数据传输中进行有效差错控制是一种必然的趋势，可以预见，在寻求一种在较低信噪比情况下具有强大纠错能力的差错控制技术是我们急待解决的课题。1.2课题研究意义由于在信道传输中存在多种干扰因素，严重影响数据传输性能，因此，如何在信道中实现可靠有效的通信成为业界非常关注的问题，而对差错控制技术的研究正是实现更佳的可靠性，有效性的最佳方法之一。差错控制编码技术广泛应用于通信系统.在通信系统中应用差错控制编码不仅可给系统提供很高的可靠性和传输稳定性,而且编码增益的提高对于降低发射机功率和个人移动终端的体积都具有重要意义,特别是对低功率受限的卫星信道2。1.3 国内外研究现状目前，
10、利用差错控制技术降低各类数字通信系统以及计算机存储和计算系统中的误码率，提高通信质量，在西方国家中已经作为一门标准技术而广泛应用，而且差错控制技术还应用于超大规模集成电路中，以提高集成电路芯片的成品率3，不仅如此，差错控制技术中的许多译码思想和方法，可以解决神经网络4中的一些问题，差错控制技术方兴未艾，当然差错控制技术还存在一些现实的问题，以目前世界范围内研究最热门的随机码为例，由于随机码的算法非常复杂，随机性的可靠度不高，随即交织器的实现难度大，使随机码在通信系统中应用存在成本过高，稳定性不够，无法大规模的普及等问题，而此类问题正是国际研究的热点方向，有待在今后的研究中进一步加以解决。1.4
11、 论文的研究内容和组织结构 差错控制编码基本的实现方法是在发送端要被传输的信息上附加上一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种的确定规则相互关联约束。在接收端按照既定之规则校验信息码元和监督码元之间的关系，一旦传输途中发生差错，会导致信息码元与监督码元之间的关系受到破坏，进而接收端可以发现错误乃至纠正错误。因此，研究各种的编码和译码的方法是差错控制编码所需要解决的问题。 编码涉及到的内容也比较广泛，前向纠错编码（FEC）、普通线性码、线性分组码（汉明码、循环码）、理德所罗门码（RS码）、BCH码、FIRE码、交织码，卷积码、TCM编码、Turbo码等都是差错控制常用编码。本文只对其中的
12、线性分组码、线性循环码做以介绍，并对相关内容进行仿真。先分别进行线性分组码编码与循环码编码的基于Matlab系统仿真，分别得到最终的编码序列和译码序列，进行变量的两次对比，分别是经过线性分组码编码5的系统传输比特差错率和经过循环码编码的系统传输比特差错率，由此以来可以得出结果：在信号传输过程中经过差错控制编码后的信道比特差错率会有明显的下降，即差错控制编码技术对于提高通信系统的传输可靠性具有重要意义；不同的差错控制编码方式会产生不同的差错可控效果，选择一种有效的编码方式对于提高数通信系统的传输可靠性至关重要。 本课题主要解决的问题就是运用线性分组码和循环码进行抗干扰编码，具体内容安排如下：第一
13、章：绪论。介绍了课题的背景及国内外研究现状，对论文的研究内容和章节安排做了简要的说明。第二章：差错控制原理，基本方式，编码及分类。第三章：线性分组码设计的基本概念，编码原理和译码原理。第四章：循环码设计的基本概念，编码原理和译码原理。第五章：基于Matlab差错控制技术仿真及结果分析。在论文最后作一总结 。对本次毕业论文从任务书到最后论文的撰写一系列问题进行归纳总结。为以后课题的完成奠定基础。并对尚未完成的工作及有待改进的地方提出自己的想法。参考文献第2章 差错控制原理在数字通信系统中，干扰会使信号产生变形，致使接收端产生误码，这将严重影响数字通信系统的可靠性。为了提高数字通信系统的可靠性，除
14、了可采用均衡技术来消除乘性干扰引起的码间串扰外，还可以通过对所传数字信息进行特殊的处理（即差错控制编码）对误码进行检错和纠错，进一步降低误码率，以满足通信的传输要求。因此，差错控制编码是提高数字通信系统可靠性的有效措施之一，能提高传输质量12个数量级。差错控制编码的目的就是通过加入冗余码来减小误码，进而提高数字通信的可靠性。本章主要分析差错控制编码的基本方法和基本原理，以及常用检错码、线性分组码和循环码的构造原理等。2.1差错控制的基本方式目前常见的差错控制方式主要有：前向纠错（FEC）、检错重发（ARQ）、混合纠错（HEC）、信息反馈（IF）和检错删除（deletion）等。几种差错控制方式
15、的原理如图2-1所示。（1）前向纠错(FEC)：发端除了发送信息码元外，还发送加入的差错控制码元。接收端根据接收到的这些码组后，并利用加入的差错控制码元不但能够发现错码，而且还能自动纠正这些错码。如图2-1（a）所示。前向纠错方式只要求单向信道，因此特别适合于只能提供单向信道的场合，同时也适合一点发送多点接收的广播方式。因为不需要对发信端反馈信息，所以接收信号的延时小、实时性好。这种纠错系统的缺点是设备复杂、成本高，且纠错能力愈强，编译码设备就愈复杂。 （2）检错重发(ARQ)：发端将信息码编成能够检错的码组发送到信道，收端接收到一个码组后进行检验，并将检验结果通过反向信道反馈给发端。发端根据收到的应答信号重新发送有错误的码元，直到接收端能够正确接收为止。如图2-1（b）所示。其优点是译码设备不会太复杂，对突发错误特别有效，但需要双向信道。（3）混合纠错（HFC）：混合纠错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合。如图21（c）所示。其内层采用FEC方式，纠正部分差错；外层采用ARQ方式，重传那些虽已检出但未纠正的差错。混合纠错方式在实时性和译码复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷，较适合于环路延迟大的高速数据传输系统。（4）信息反馈（IF）：前三种方式都
