循环码仿真通信课程设计样本.doc

摘 要
本文重要是运用MATLAB中SIMULINK通信系统仿真模型库进行循环码建模仿真，其中包具有循环码编码，译码和仿真过程中误码率计算和分析，并将它们显示出来，除此之外，还调用通信系统功能函数进行编程，绘制频谱及误码率关系曲线图。从而得出一条类似于抛物线频谱与误码率关系曲线。
针对信号与系统课程及电子信息类专业特点，提出将MATLAB引入到信号与系统课程教与学中，既能加强学生对理论知识掌握及提高解决实际问题能力，又能为课堂教学及教学办法和手段改革增添活力。

核心词:循环码；MATLAB；编码；译码；误码率

目 录

1 课程设计目…………………………………………………………1

2 课程设计规定…………………………………………………………1

3 有关知识………………………………………………………………1

4 课程设计分析…………………………………………………………5

5 仿真……………………………………………………………………6

6成果分析………………………………………………………… ……9

7 参照文献…………………………………………………………… 11

循环码仿真
1 课程设计目
（1） 巩固并扩展通信原理课程基本概念，基本理论，分析办法和实现办法
（2） 学习和掌握MATLAB和SIMULINK软件使用，并用它们进行建模，理解其设计办法；
（3） 培养创新思维和设计能力
（4） 增强软件编程实现能力和解决能力。

2 课程设计规定
（1） 掌握循环码编码与译码有关知识；
（2） 可以设计程序并建立模型；
（3） 通过程序调出并运营模型，并产生误码率与频谱关系曲线图。

3 有关知识
3.1循环码
3.1.1 循环码多项式 
为了运用代数理论研究循环码，可以将码组用代数多项是来表达，这个多项式被称为码多项式，对于许用循环码，可以将它码多项式表达为：对于二进制码组，多项式每个系数不是0就是1，x仅是码元位置标志。因而，这里并不关怀x取值。 
3.1.2. 生成多项式和生成矩阵 
（全0码字除外）称为生成多项式，用g(x)表达。可以证明生成多项式g(x)具备如下特性：  
（1） g(x)是一种常数项为1r=n-k次多项式； 
（2） g(x)是一种因式；
（3） 该循环码中其他码多项式都是g(x)倍式。为了保证构成生成矩阵G各行线性不有关，通惯用g(x)来构造生成矩阵，这时，生成矩阵G可以表达为： 
 其中，因而，一旦生成多项式g(x)拟定后来，该循环码生成矩阵就可以拟定，进而该循环码所有码字就可以拟定。 
例如，一种（7，3）循环码所有码元：

码元编号
信息位

监督位

码元编号
信息位

监督位

1
0000
000
5
1000
111
2
0001
011
6
1001
100
3
0010
101
7
1010
010
4
0111
000
8
1111
111
表3.1 一种（7，3）循环码所有码元
3.2编码
在编码时，一方面需要依照给定循环码参数拟定生成多项式g(x)，也就是从因子中选一种（n-k）次多项式作为g(x)；然后，运用循环码编码特点，即所有循环码多项式A(x)都可以被g(x)整除，来定义生成多项式g(x)。
依照上述原理可以得到一种较简朴系统循环码编码办法：设要产生（n,k）循环码，m(x)表达信息多项式，则另一方面数必不大于k，而次数必不大于n，用除以g(x)，可得余数r(x)，r(x)次数必不大于（n-k），将r(x)加到信息位后作监督位，就得到了系统循环码。下面就将以上各步解决加以解释。 
  （1） 用。这一运算事实上是把信息码后附加上（n-k）个“0”。例如，信息码为110，它相称于。当n-k＝7-3＝4时，，它相称于1100000。而但愿到得系统循环码多项式应当是。 
（2） 求r(x)。由于循环码多项式A(x)都可以被g(x)整除，也就是： 

因而，用除以g(x)，就得到商Q(x)和余式r(x)，即 

这样就得到了r(x)。
  （3） 编码输出系统循环码多项式A(x)为：
-  
例如，对于（7，3）循环码，若选用信息码110时，则：

就相称于

这时编码输出为：1100101

3.3译码
在译码时，对于接受端译码规定普通有两个：检错与纠错。达到检错目译码十分简朴，通过判断接受到码组多项式T(x)与否能被生成多项式g(x)整除来拟定。当传播中未发生错误时，也就是接受码组与发送码组相似，即A(x)=T(x)，则接受码组T(x)必能被g(x)整除；若传播中发生了错误，则A(x)≠T(x)，T(x)被g(x)除时也许除不尽而有余项,即有

因而，可以依照余项与否为零来判断码组中有无错码。
需要指出是，有错码接受码组也有也许被g(x)整除，这时错码就不能检出了。这种错误被称为不可检错误，不可检错误中错码数必将超过这种编码检错能力。
在接受端为纠错而采用译码办法自然比检错要复杂许多，容易理解，为了可以纠错，规定可纠正错误图样必要与一种特定余式有一一相应关系。这里，错误图样是指 中错码矩阵E各种详细取值图案，余式是指接受码组A（x）被生成多项式g(x)除所得余式。由于只存在上述一一相应关系时，才也许从上述余式唯一地决定错误图样，从而纠正错码。因而，原则上纠错可以分为如下三步进行： 
（1）用生成多项式g(x)除接受码A(x)，得出余式r(x)；
（2）按余式r(x)，用查表办法或通过某种计算得到错误图样E(x)。例如，通过计算校正子S和运用表关系，就可以拟定错码位置。
（3）从A（x）中减去E(x)，便得到已经纠正错误原发送码组T(x)。
这种办法叫做捕错解码法。普通，一种编码可以有不同几种纠错解码办法。对于循环码来说，除了用捕错解码法外，尚有大数逻辑解码等算法 。作判决有不同，有硬判决和软判决等办法。
4 课程设计分析
4.1设计思想

4.2原理图

图4.2 循环码实现原理图
5仿真
5.1分模块参数设立
5.1.1 Bernoulli Random Binary Generator模块
（1） 功能：伯努力随机二进制信号发生器，用于产生二进制随机信号并将它输出
（2） 重要参数设立图

图5.1 信号发生器参数设立图
5.1.2 Binary Cyclic Encoder模块
（1）功能：二进制循环码编码器,用于将产生二进制信号进行编码
（2）重要参数设立图

图5.2 编码器参数设立图
5.1.3 Binary Symmertric Channel 模块
（1）功能：二进制循环码均衡信道模块
（2）重要参数设立图

图5.3 均衡信道参数设立图

5.1.4 Binary Cyclic Dncoder模块
（1）功能：二进制循环码译码器,用于将产生二进制信号进行译码
（2）重要参数设立图

图5.4 译码器参数设立图
5.1.5 Error Rate Calculation模块和 Display 模块
（1）功能：误码率显示模块，用于计算和显示此配备参数状况下误码率
（2）重要参数设立图

图5.5 误码率参数显示模块参数设立图

图5.6误码率参数计算模块参数设立图

6成果分析
6.1仿真成果

图6.1误码显示图

图6.2 误码率与频谱关系曲线图

（1）误码某些一共分为两个某些，第一种某些是Error Rate Calculation（误码率计算），它可以设定输出To workspace（到工作空间）。输出数据是一种n行（与输入数据数目相等）3列矩阵。第1列是误码率，第2列是误码数量，第3列是码元总数就是前面所说n。因此Display模块三行分别表达误码率为0.02059，误码数量为206，码元总量是1e+004。
（1） 成果所示是一种误码率与频谱关系曲线图，它横坐标表达是二进制均衡信道误码概率，范畴在[0 ，0.05],步长为0.01；纵坐标表达是通过差错控制后仿真系统误码率，范畴在[0 ，0.05],步长为0.01。

6.2小结
在这次基于MATLAB通信原理课程设计中，我最大收获是对MATLAB软件使用有了更深理解，特别是simulink仿真板块运用，更加纯熟，此外，对循环码理论知识有了进一步结识。
刚拿到题目时候遇到诸多困难，当时通信原理理论学习并没有学习到循环码章节，并且在网上并没能找到诸多资源，但是通过查找了大量循环码理论知识和MATLAB仿真应用书籍之后，开始调试程序，并进一步理解MATLAB编程核心字运用，并且熟悉运用软件simulink、建模仿真、分析，在调试过程中不断出错，查阅资料之后进行不断修正和更改，得出最后成果。
这次MATLAB课程设计不但仅加深了对课程理论知识理解，并更加熟悉了计算机语言，软件应用。并让我理解，学习知识不但仅只在课本上，尚有更多更广渠道获得更辽阔知识。

7 参照文献 
[2]于润伟 朱晓慧编.MATLAB基本及应用.机械工业出版社..4 
[3]樊昌信著.通信原理[M].国防工业出版社.（12）：340-347  
[8]吴伶达著.计算机通信原理与技术[M].国防科技大学出版社..（3）：256-258 
[9]徐明远 邵玉斌著.MATLAB仿真在通信与电子工程中应用.西安电子科技大学出版社.（8）：169-172