基于matlab的线性信道编码研究及仿真(附件)【字数：10464】
摘 要科技在不断进步社会也在不断发展，人民群众对生活的要求也越来越高，人们的生活作息都离不开通信，通信于我们人类息息相关。数字信号在传输的过程中会遇到各种各样的干扰让信号失真。为了增加数据的传输可靠性，就需要对数据信道编码。本文利用MATLAB仿真工具对信道编码进行仿真研究，通过研究及仿真，使我加深了对汉明码和卷积码在不同信道中的优劣势的认识。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题意义 1
第二章 信道编码 2
2.1信道编码的原理 2
2.2线性分组码的概念和原理 5
2.3伴随式译码 6
第三章 MATLAB和SIMULINK 7
3.1MATLAB的介绍 7
3.2 SIMULINK的介绍 8
第四章 MATLAB的仿真 9
4.1仿真实验及分析 9
4.4汉明码的MATLAB仿真 11
4.5卷积码的MATLAB仿真 13
第五章 SIMULINK的仿真 14
5.1汉明码的Simulink仿真 14
5.2卷积码的Simulink仿真 17
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 29
第一章 绪论
数字信号在传输的过程中会遇到各种各样的干扰让信号失真。为了增加数据的传输可靠性，就需要对数据进行信道编码。信道编码即增加冗余到要传输的数据，让系统进行编码处理且具有自动检错能力和纠错的能力，以此来减少传输过程中的各种干扰。本文将简要地说明信道编码的基本原理，然后通过MATLAB来仿真有无信道编码的误码率与信噪比之间的关系，通过对仿真结果的比较明确地说明信道编码的不可或缺性。
1.1课题背景
信道编码是不可或缺的部分。简单的通信系统一般由信源、信道、信宿组成。信源通过信源编码器把传输的消息变为二进制形式的信息序列。为了提高在传输过程中的抗干扰能力，需要在信息序列后增加一些冗余，使其具有自动检错、纠错能力。在传输的过程中由于信道干扰的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原因，二进制序列有可能会发生错误，所以需要经过信道译码器，对其中的错误进行纠正，最后通过信源译码器恢复成原来的消息送给用户。由于干扰大多数都是发生在信息传输的过程中，也就是信道中，所以信道编码就显得尤为重要。其中信道编码定理为信道编码提供了基本的理论基础。数字信号在通信信道上传输的过程中，由于受到各种加性噪声、码间串扰、信道衰落、色散等干扰的影响，会在接收端产生失真，从而使得接收端接收到的信号有可能发生错误。特别是像海底光缆通信、卫星通信、深空通信这种长距离的通信系统，恶劣电磁环境下的短距离无线电通信系统，以及噪声干扰下的水声通信等，传输信息发生错误的概率很大，容错能力是必须要解决的关键问题。信道编码为纠正信号在传输过程中发生的错误提供了很好的解决方案。因此，典型的现代数字通信系统通常采用如图 11 所示的模型。在发送端和接收端分别加入信道编码和信道译码来对抗信道噪声的影响，以提高通信系统的可靠性
1.2课题意义
在研究论文的过程之中，我学习了MATLAB的使用方法，也了解了信道编码的理论及意义。信道编码在生活中起了很大的作用。提升了我的自我学习能力，提升了独立思考的能力。
我认为信道编码的研究是有长远的意义的，它存在着很多的优势。他能增加通信的可靠性，因为拥有纠错和改错的能力，所以在这个通信极为重要极为发达的社会之中，有着很深远的意义，没有人可以离开他。
信道编码分为很多个不同的类型，例如线性分组码，卷积码，循环码等等。每种码都有不同的能力。
第二章 信道编码
2.1信道编码的原理
信道编码是现代通信系统广泛采用的一种差错控制措施。在信道编码的过程中，发送端通过某种方式对信息序列进行计算，得到相应的检错/纠错编码，然后把这个检错/纠错编码附加到信息序列中，经过载波调制之后发射出去。接收端对接收到的信号进行解调，恢复出含原始信息序列和检错/纠错编码的二进制序列。对这个序列实施信道编码的逆过程之后，就得到了所需的信息序列，同时也知道了改序列是否存在着传输错误。如果信道编码只具有检错能力，它可以通过发送端的重传过程来纠正这个错误；如果信道编码还具有一定的纠错能力，它就有可能纠正这个错误，但是前提是接收信号中误码的个数没有超出信道编码的纠错能力。
当调制好的信号在信道里进行传输的时候,必然要受到信道的影响。信道的影响可以分成以下三个主要方面：第一是信道本身对信号产生的衰落，由于信道本身频率响应特性不理想，造成对信号的破坏；第二是信道中的各种噪声，如背景噪声、脉冲噪声等，这些噪声叠加在信号上面，改变信号的幅度、相位和频率，使信号在解调时产生错误；第三是信号在传输过程中由于反射、折射或沿不同路径传播从而带来的叠加效应，即通常所说的多径效应，这会带来时间上前后信号互相干扰。总而言之，这三种影响都会导致在接收端信号解调的错误，使系统的误码率大大增加。
因此在一个使用的通信系统中，必须采取一定的措施来纠正错误，提高系统的误码率性能。信道编码就是一种非常有效的措施。信道编码的任务就是，在发送端以可控的方式在信号中加入一定的冗余度，而在接收端这些冗余度可以用来检测并且纠正信号通过信道后产生的错误。当然，冗余度的加入降低了系统的工作效率，但是和系统误码率的降低（即信号更加正确的传送）相比，这些代价是可以接受的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2课题意义 1
第二章 信道编码 2
2.1信道编码的原理 2
2.2线性分组码的概念和原理 5
2.3伴随式译码 6
第三章 MATLAB和SIMULINK 7
3.1MATLAB的介绍 7
3.2 SIMULINK的介绍 8
第四章 MATLAB的仿真 9
4.1仿真实验及分析 9
4.4汉明码的MATLAB仿真 11
4.5卷积码的MATLAB仿真 13
第五章 SIMULINK的仿真 14
5.1汉明码的Simulink仿真 14
5.2卷积码的Simulink仿真 17
结束语 21
致谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 29
第一章 绪论
数字信号在传输的过程中会遇到各种各样的干扰让信号失真。为了增加数据的传输可靠性，就需要对数据进行信道编码。信道编码即增加冗余到要传输的数据，让系统进行编码处理且具有自动检错能力和纠错的能力，以此来减少传输过程中的各种干扰。本文将简要地说明信道编码的基本原理，然后通过MATLAB来仿真有无信道编码的误码率与信噪比之间的关系，通过对仿真结果的比较明确地说明信道编码的不可或缺性。
1.1课题背景
信道编码是不可或缺的部分。简单的通信系统一般由信源、信道、信宿组成。信源通过信源编码器把传输的消息变为二进制形式的信息序列。为了提高在传输过程中的抗干扰能力，需要在信息序列后增加一些冗余，使其具有自动检错、纠错能力。在传输的过程中由于信道干扰的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原因，二进制序列有可能会发生错误，所以需要经过信道译码器，对其中的错误进行纠正，最后通过信源译码器恢复成原来的消息送给用户。由于干扰大多数都是发生在信息传输的过程中，也就是信道中，所以信道编码就显得尤为重要。其中信道编码定理为信道编码提供了基本的理论基础。数字信号在通信信道上传输的过程中，由于受到各种加性噪声、码间串扰、信道衰落、色散等干扰的影响，会在接收端产生失真，从而使得接收端接收到的信号有可能发生错误。特别是像海底光缆通信、卫星通信、深空通信这种长距离的通信系统，恶劣电磁环境下的短距离无线电通信系统，以及噪声干扰下的水声通信等，传输信息发生错误的概率很大，容错能力是必须要解决的关键问题。信道编码为纠正信号在传输过程中发生的错误提供了很好的解决方案。因此，典型的现代数字通信系统通常采用如图 11 所示的模型。在发送端和接收端分别加入信道编码和信道译码来对抗信道噪声的影响，以提高通信系统的可靠性
1.2课题意义
在研究论文的过程之中，我学习了MATLAB的使用方法，也了解了信道编码的理论及意义。信道编码在生活中起了很大的作用。提升了我的自我学习能力，提升了独立思考的能力。
我认为信道编码的研究是有长远的意义的，它存在着很多的优势。他能增加通信的可靠性，因为拥有纠错和改错的能力，所以在这个通信极为重要极为发达的社会之中，有着很深远的意义，没有人可以离开他。
信道编码分为很多个不同的类型，例如线性分组码，卷积码，循环码等等。每种码都有不同的能力。
第二章 信道编码
2.1信道编码的原理
信道编码是现代通信系统广泛采用的一种差错控制措施。在信道编码的过程中，发送端通过某种方式对信息序列进行计算，得到相应的检错/纠错编码，然后把这个检错/纠错编码附加到信息序列中，经过载波调制之后发射出去。接收端对接收到的信号进行解调，恢复出含原始信息序列和检错/纠错编码的二进制序列。对这个序列实施信道编码的逆过程之后，就得到了所需的信息序列，同时也知道了改序列是否存在着传输错误。如果信道编码只具有检错能力，它可以通过发送端的重传过程来纠正这个错误；如果信道编码还具有一定的纠错能力，它就有可能纠正这个错误，但是前提是接收信号中误码的个数没有超出信道编码的纠错能力。
当调制好的信号在信道里进行传输的时候,必然要受到信道的影响。信道的影响可以分成以下三个主要方面：第一是信道本身对信号产生的衰落，由于信道本身频率响应特性不理想，造成对信号的破坏；第二是信道中的各种噪声，如背景噪声、脉冲噪声等，这些噪声叠加在信号上面，改变信号的幅度、相位和频率，使信号在解调时产生错误；第三是信号在传输过程中由于反射、折射或沿不同路径传播从而带来的叠加效应，即通常所说的多径效应，这会带来时间上前后信号互相干扰。总而言之，这三种影响都会导致在接收端信号解调的错误，使系统的误码率大大增加。
因此在一个使用的通信系统中，必须采取一定的措施来纠正错误，提高系统的误码率性能。信道编码就是一种非常有效的措施。信道编码的任务就是，在发送端以可控的方式在信号中加入一定的冗余度，而在接收端这些冗余度可以用来检测并且纠正信号通过信道后产生的错误。当然，冗余度的加入降低了系统的工作效率，但是和系统误码率的降低（即信号更加正确的传送）相比，这些代价是可以接受的。
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