通信系统中交织编码研究及其matlab仿真(附件)【字数：10254】
摘 要在通信系统的传输过程中，总会有各种各样的外界因素对所传输的信号产生干扰，因此所传递的信息也常常不准确。在实际的通信系统中，由于干扰而产生的错误往往不是随机的，大多为突发的错误，此误差会导致信号传输过程中产生更多的误差。为了处理信号传输过程中的突发差错的问题，交织编码技术的基本思路是将信号序列中的码元从时间上进行离散，其余的码字的码元可以用来补足他们之中的其余时间。信道编码技术只适用于发现和改正单独的和较短的连续错误，但现实情况下，它们产生的较长的连续突发性错误却使得信道编码技术收效甚微，但是交织编码技术可以在不添加其他冗余的前提下解决较长的连续突发错误。本文首先主要介绍了交织编码技术的基本原理和思想，然后分析了交织器的原理和思想，其次介绍了MATLAB的主要使用方法，并其与交织器结合起来讨论和实现了对交织器的仿真，最后也分析了影响交织器性能的一些因素。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2研究现状 1
1.3论文结构 2
1.4本章小结 2
第二章 MATLAB 3
2.1Matlab介绍 3
2.1.1MATLAB的产生和发展 3
2.1.2MATLAB的通信系统仿真 3
2.2MATLAB语言 4
2.2.1概述 4
2.2.2MATLAB环境 4
2.2.3基础语法 5
2.3本章小结 7
第三章 交织编码 8
3.1交织编码的决定因素 8
3.2交织编码介绍 8
3.3交织器介绍 9
3.4本章小结 10
第四章 交织器的仿真 11
4.1算法实现 11
4.2仿真 11
4.3结果分析 13
4.4本章小结 14
第五章 总结与展望 15
5.1总结 15
5.2展望 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18 第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
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在信号传输中, 系统的编码信道的范围可以换个方面来去分析，它的范围是以编码器输出端为起点，以译码器输入端为终点。信道编码也可以被叫做信道纠错编码,信道编码的主要功能是可以用来改善系统的传输数据的过程的可靠性[1]。
在数字通信系统中[2]，因为信道传输过程中不可避免的噪声的特性和衰落的特性，往往会产生各种各样不同程度的干扰和衰落，并对信息传输过程产生极大的干扰，最终也往往导致了传输的信号可能发生无法预知的错误。为了解决这些问题，人们也试图发明各式各样的信道编码技术来对因干扰而产生的误差进行纠错，希望达到降低信息传输过程中的误码率的目的，改善信息传输的过程的可靠性的目的。但是，随着经济的发展，对于通信系统信号传输领域的研究也有了不错的进展，人们也愈发需要性能更为优异的通信系统，信道编码的技术存在的缺点也越来越突出。比如，只有当出现并需要修改单独的错误或较短的连续性错误时，信道编码技术才能发挥其应有的作用，然而当信道传输过程中出现突发干扰时，随之而然的也会产生很多连续的错误。这种情况下循环码、汉明码、卷积码的作用则大大降低。针对这些方面，人们在信道编码的基础上进行了新的发明，也就是交织编码技术。
交织编码技术是数字通信系统中一种新的且区别于其他信道编码的技术，它主要被用在有记忆的信道传输过程，尤其是无线信道的传输过程，常常用来解决连续出现的比特差错和某些突发性差错。脚趾编码技术主要是在发送信号的端口增加一个数据的交织器，然后在接收的端口添加一个与之相对应的解交织器，利用了交织码时期在信号传输过程中主动的去变化信道，一个有记忆的突发性错误信道会经过交织、去交织的变换，最后被改变成单独的无记忆信道，达到让信道中的连续突发性错误离散开的目的。这样的话即使在传输的过程中出现了连续性的错误，当接收端恢复连续位串的消息时，连续的突发性错误就会化成单个或较短的错误，最后为了回复原来的消息，只需要合理运用信道编码技术带来的纠错功能来消除错误。
交织编码技术的出现极大程度上改善了信息传输过程的可靠性。信道纠错码是一种为了适应信道而出现的技术，这种局限性决定了它只能用来解决随机干扰的问题，其实现的方法是利用添加冗余来提高信道传输过程的可靠性。然而交织码却与纠错码大相径庭，它可以在不增加冗余的情况下对信道进行修改，达到解决突发干扰的目的[34]。
1.2研究现状
目前，通信系统传输过程需要解决的首要问题是提高可靠性，所以当下的研究重点主要是减小干扰对信号传输的影响，已知的信道编码技术在处理这方面的问题时效果显著。
在上个世纪，研究学者们大都认为通信过程的可靠性和有效性是很难解决的，直到香农发表的一篇《通信的数学理论》论文中，香农率先提出了一种方法可以用来提高通信[5]的可靠性，因此颠覆了固有的处理方法，不仅如此香农还一并阐述了信道编码的概念，其内容是如果信道中信号的传递的速度小于信道的容量，那么可利用合适的信道编码技术对干扰进行处理，达到缩小错误的目的，香农的研究成果也促进了信道编码的发展。在此基础上，越来越多的人投入到对信道编码的研究中，在这个时期也出现了很多针对干扰的编码技术，其中就包括了伪随机扰乱、纠错编码、交织编码、级联编码等。
1.3论文结构
本文从通信系统信道传输的基本原理出发，介绍了交织编码技术的实现过程以及涉及的核心算法，最后实现了交织器的仿真。
本文的组织结构如下：
第一章的内容为绪论。主要用于介绍本课程涉及到的交织技术的研究背景及意义，分析了通信系统中信道传输技术的研究发展现状以及交织编码技术的优缺点。确定论文的结构和内容安排。
第二章为MATLAB的介绍。首先阐述了有关的MATLAB的产生和发展历史，其次对本文所使用到的MATLAB基本语法进行了简短的介绍。
第三章对交织编码进行了研究。不仅阐述了交织编码的基本原理，也对交织器的基本原理和交织器的实现过程进行了讨论，这将使得系统的仿真具有很高的可行性，为第四章的交织器仿真作了完善的准备工作。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2研究现状 1
1.3论文结构 2
1.4本章小结 2
第二章 MATLAB 3
2.1Matlab介绍 3
2.1.1MATLAB的产生和发展 3
2.1.2MATLAB的通信系统仿真 3
2.2MATLAB语言 4
2.2.1概述 4
2.2.2MATLAB环境 4
2.2.3基础语法 5
2.3本章小结 7
第三章 交织编码 8
3.1交织编码的决定因素 8
3.2交织编码介绍 8
3.3交织器介绍 9
3.4本章小结 10
第四章 交织器的仿真 11
4.1算法实现 11
4.2仿真 11
4.3结果分析 13
4.4本章小结 14
第五章 总结与展望 15
5.1总结 15
5.2展望 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18 第一章 绪论
1.1课题研究背景及意义
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在信号传输中, 系统的编码信道的范围可以换个方面来去分析，它的范围是以编码器输出端为起点，以译码器输入端为终点。信道编码也可以被叫做信道纠错编码,信道编码的主要功能是可以用来改善系统的传输数据的过程的可靠性[1]。
在数字通信系统中[2]，因为信道传输过程中不可避免的噪声的特性和衰落的特性，往往会产生各种各样不同程度的干扰和衰落，并对信息传输过程产生极大的干扰，最终也往往导致了传输的信号可能发生无法预知的错误。为了解决这些问题，人们也试图发明各式各样的信道编码技术来对因干扰而产生的误差进行纠错，希望达到降低信息传输过程中的误码率的目的，改善信息传输的过程的可靠性的目的。但是，随着经济的发展，对于通信系统信号传输领域的研究也有了不错的进展，人们也愈发需要性能更为优异的通信系统，信道编码的技术存在的缺点也越来越突出。比如，只有当出现并需要修改单独的错误或较短的连续性错误时，信道编码技术才能发挥其应有的作用，然而当信道传输过程中出现突发干扰时，随之而然的也会产生很多连续的错误。这种情况下循环码、汉明码、卷积码的作用则大大降低。针对这些方面，人们在信道编码的基础上进行了新的发明，也就是交织编码技术。
交织编码技术是数字通信系统中一种新的且区别于其他信道编码的技术，它主要被用在有记忆的信道传输过程，尤其是无线信道的传输过程，常常用来解决连续出现的比特差错和某些突发性差错。脚趾编码技术主要是在发送信号的端口增加一个数据的交织器，然后在接收的端口添加一个与之相对应的解交织器，利用了交织码时期在信号传输过程中主动的去变化信道，一个有记忆的突发性错误信道会经过交织、去交织的变换，最后被改变成单独的无记忆信道，达到让信道中的连续突发性错误离散开的目的。这样的话即使在传输的过程中出现了连续性的错误，当接收端恢复连续位串的消息时，连续的突发性错误就会化成单个或较短的错误，最后为了回复原来的消息，只需要合理运用信道编码技术带来的纠错功能来消除错误。
交织编码技术的出现极大程度上改善了信息传输过程的可靠性。信道纠错码是一种为了适应信道而出现的技术，这种局限性决定了它只能用来解决随机干扰的问题，其实现的方法是利用添加冗余来提高信道传输过程的可靠性。然而交织码却与纠错码大相径庭，它可以在不增加冗余的情况下对信道进行修改，达到解决突发干扰的目的[34]。
1.2研究现状
目前，通信系统传输过程需要解决的首要问题是提高可靠性，所以当下的研究重点主要是减小干扰对信号传输的影响，已知的信道编码技术在处理这方面的问题时效果显著。
在上个世纪，研究学者们大都认为通信过程的可靠性和有效性是很难解决的，直到香农发表的一篇《通信的数学理论》论文中，香农率先提出了一种方法可以用来提高通信[5]的可靠性，因此颠覆了固有的处理方法，不仅如此香农还一并阐述了信道编码的概念，其内容是如果信道中信号的传递的速度小于信道的容量，那么可利用合适的信道编码技术对干扰进行处理，达到缩小错误的目的，香农的研究成果也促进了信道编码的发展。在此基础上，越来越多的人投入到对信道编码的研究中，在这个时期也出现了很多针对干扰的编码技术，其中就包括了伪随机扰乱、纠错编码、交织编码、级联编码等。
1.3论文结构
本文从通信系统信道传输的基本原理出发，介绍了交织编码技术的实现过程以及涉及的核心算法，最后实现了交织器的仿真。
本文的组织结构如下：
第一章的内容为绪论。主要用于介绍本课程涉及到的交织技术的研究背景及意义，分析了通信系统中信道传输技术的研究发展现状以及交织编码技术的优缺点。确定论文的结构和内容安排。
第二章为MATLAB的介绍。首先阐述了有关的MATLAB的产生和发展历史，其次对本文所使用到的MATLAB基本语法进行了简短的介绍。
第三章对交织编码进行了研究。不仅阐述了交织编码的基本原理，也对交织器的基本原理和交织器的实现过程进行了讨论，这将使得系统的仿真具有很高的可行性，为第四章的交织器仿真作了完善的准备工作。
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