卷積碼硬判決和軟判決譯碼算法的性能分析

通信工程論文編號:TX332  論文字數:14395,頁數:52

目錄

摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
 1.1 背景 1
 1.2 研究內容 1
第2章 信道編碼基本概念 3
 2.1數字通信系統的基本概念 3
 2.1.1數字通信系統的組成 3
 2.1.2信道模型 4
 2.2差錯控制系統和糾錯碼分類 6
 2.2.1差錯控制系統分類 6
 2.2.2糾錯碼的分類 7
 2.2.3信道編碼定理 7
第3章 卷積碼編譯碼方法 10
 3.1卷積碼的代數結構 10
 3.2卷積碼的沖擊響應和生成矩陣 11
 3.3卷積碼的圖描述 13
 3.3.1卷積碼的樹圖描述 13
 3.3.2卷積碼的網格圖描述 15
 3.3.3卷積碼的狀態圖描述 16
 3.4卷積碼的譯碼 17
 3.4.1卷積碼的最大似然譯碼 17
 3.4.2硬判決的維特比譯碼 19
 3.4.3軟判決的維特比譯碼 20
第4章 仿真及結果分析 22
 4.1 仿真平臺 22
 4.2 基于C語言仿真 22
 4.2.1算法思想 22
 4.2.2結果分析 25
 4.3 Simulink仿真模型 25
 4.3.1硬判決維特比譯碼算法仿真建模 25
 4.3.2軟判決維特比譯碼算法仿真建模 26
 4.4 Simulink仿真參數設置及結果分析 29
第5章 結束語 31
致謝 32
參考文獻 33
附錄 34

摘要
 信道編碼是數字通信系統中的重要組成部分，它是保證信號可靠傳輸的一種重要方式。卷積碼以其優越的性能被廣泛應用于通信系統中，而不同的譯碼方法又有不同的性能特點。本文主要介紹了數字通信系統中的信道編碼理論、糾錯碼的分類以及卷積碼的編譯碼方法，著重分析了卷積碼的維特比譯碼及其算法。維特比譯碼算法又有硬判決和軟判決之分。為比較硬判決譯碼算法和軟判決譯碼算法的性能，首先用C語言寫了硬判決和軟判決維特比譯碼算法的簡單程序，對比了兩種算法的糾錯性能，對比表明：相同情況下，軟判決的糾錯能力優于硬判決譯碼算法。然后分別用Simulink建立了具有卷積編碼、硬軟維特比譯碼通信系統仿真模型，對仿真性能進行對比分析，仿真結果表明：在相同誤碼性能條件下，軟判決譯碼算法的信噪比比硬判決譯碼算法提升2dB。

關鍵詞：信道編碼，卷積編碼，硬判決，軟判決，通信系統仿真，誤碼率

ABSTRACT
 Channel coding is the important part in the digital communication system. It is also a way to ensure the reliability of the transmission in this system. Convolution code is widely used in the digital communication system by the ascendant performance. However, different decoding algorithms have different performances. In this article, the Channel coding、the type of error correcting codes、the convolutional encoding and the convolutional decoding are introduced. It mainly discusses Viterbi decoding algorithm of convolution code. Viterbi decoding includes hard-decision decoding and soft-decision decoding. In order to comparing hard-decision decoding and soft decision decoding’s performance, I wrote programs about this algorithms based on VC, and presented a modeling method of the algorithm based on simulink. The results show that the soft-decision decoding algorithm’s performance is better than hard-decision. Also The soft-decision decoding algorithm improves SNR by 2dB than hard-decision decoding algorithm.  

Keywords: channel coding, convolution encoding, hard-decision, soft-decision, communication  system simulation，bit error rate