信道编码的研究—开题报告

1、信道编码信道编码 的研究的研究 专业：通信工程专业：通信工程姓名：方涛姓名：方涛学号：学号：10050069指导老师：田野指导老师：田野毕业设计开题报告毕业设计开题报告 1.课题的意义课题的意义 2.国内外发展状况国内外发展状况 3.课题研究内容课题研究内容课题研究步骤课题研究步骤5.研究方法手段研究方法手段 4.课题研究步骤课题研究步骤6.参考文献参考文献1.课题的意义课题的意义n 信道编码是通过编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性信道编码是通过编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。的理论和方法。n 近些年来，数字通信领域尤其是移动通信，卫星通信和计算近些年来，数字通信领域尤

2、其是移动通信，卫星通信和计算机通信有了巨大的增长。人们对通信质量的要求也越来越高，机通信有了巨大的增长。人们对通信质量的要求也越来越高，对有效可靠的数据传输存储系统的需求也日益增长。因而在系对有效可靠的数据传输存储系统的需求也日益增长。因而在系统的设计中设计者最为关心的是差错控制，一实现数据的可靠统的设计中设计者最为关心的是差错控制，一实现数据的可靠重现。重现。n 由于环境干扰和传输介质的物理缺陷，数据在传输中可能损由于环境干扰和传输介质的物理缺陷，数据在传输中可能损坏并发生错误。因此为了确保一个可靠的传输，信息在传输过坏并发生错误。因此为了确保一个可靠的传输，信息在传输过程中需要增加保护措施

3、。差错控制编码就是这样的一种应用，程中需要增加保护措施。差错控制编码就是这样的一种应用，在数字通信中用于保护信息不被噪声低干扰和检错纠错上，以在数字通信中用于保护信息不被噪声低干扰和检错纠错上，以此来减少误数，进而提高通信的质量。信道编码就是通过冗余此来减少误数，进而提高通信的质量。信道编码就是通过冗余来使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码来使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。流传送中误码的发生。n 本文介绍了几种主要的信道编码技术研究分析了他们的原理本文介绍了几种主要的信道编码技术研究分析了他们的原理以及它在各个方面的应用和研究，并对各种编

4、码方法的优缺点以及它在各个方面的应用和研究，并对各种编码方法的优缺点进行了总结。进行了总结。2.国内外发展状况国内外发展状况n 随着现代通信技术的迅速发展，每天都在不断涌现新的通信业务和信息业务，随着现代通信技术的迅速发展，每天都在不断涌现新的通信业务和信息业务，同时用户对通信质量和数据传输速率的要求也在不断提高。同时用户对通信质量和数据传输速率的要求也在不断提高。 n 1948 1948年，数学家年，数学家ShannonShannon提出了信道容量的概念，同时他还提出了著名的信提出了信道容量的概念，同时他还提出了著名的信道编码定理从而奠定了信息理论的基础道编码定理从而奠定了信息理论的基础.

5、.当今社会，信道编码技术的纠错码包含当今社会，信道编码技术的纠错码包含有有RSRS编码、卷积码、和编码、卷积码、和TurboTurbo码等。码等。RSRS编码即里德编码即里德- -所罗门码，它能够纠正多个所罗门码，它能够纠正多个错误的纠错码。卷积码非常适用于纠正随机错误，但是，解码算法本身的特性却错误的纠错码。卷积码非常适用于纠正随机错误，但是，解码算法本身的特性却是：如果在解码过程中发生错误，解码器可能会导致突发性错误。为此在卷积码是：如果在解码过程中发生错误，解码器可能会导致突发性错误。为此在卷积码的上部采用的上部采用RSRS码块，码块， RS RS码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发

6、性错误。码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发性错误。所以卷积码和所以卷积码和RSRS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。码结合在一起可以起到相互补偿的作用。n 信道编码广泛使用于卫星通信、无人机测控、深空通信、移动通信等数字通信道编码广泛使用于卫星通信、无人机测控、深空通信、移动通信等数字通信系统，甚至被采纳到某些无线通信的标准之中，如信系统，甚至被采纳到某些无线通信的标准之中，如GSMGSM、IS-95IS-95和和CDMA2000CDMA2000的标准。随着信道编码理论和数字通信技术不断发展，信道编码技术会在通信工的标准。随着信道编码理论和数字通信技术不断发展，信道编码技术会在通信工程

7、领域得到越来越广泛的应用程领域得到越来越广泛的应用。3.课题研究内容课题研究内容n本论文的研究内容论文要求研究目前常用的信道编码，并对几种本论文的研究内容论文要求研究目前常用的信道编码，并对几种常用的编码进行研究、分析、对比和总结。在得到研究结论的基常用的编码进行研究、分析、对比和总结。在得到研究结论的基础上，选择一到两种信道编码方法进行改进研究，提出一到两种础上，选择一到两种信道编码方法进行改进研究，提出一到两种改进算法改进算法n（1）深入了解信道编码的概念及信道编码在通信系统中的作用；）深入了解信道编码的概念及信道编码在通信系统中的作用；n（2）研究有扰离散信道编码定理，研究纠错编译码的基

8、本原理）研究有扰离散信道编码定理，研究纠错编译码的基本原理与分析方与分析方 法；法；n（3）研究分组码、卷积码、）研究分组码、卷积码、Turbo码、码、LDPC等常见的信道编码；等常见的信道编码；n（4）在研究的基础上，提出改进的信道编码算法，确保算法可）在研究的基础上，提出改进的信道编码算法，确保算法可行；行；n（5）搭建）搭建Matlab实验平台，证明新算法切实可行，且算法性能实验平台，证明新算法切实可行，且算法性能有所提高有所提高 目前的研究成果目前的研究成果n1.明确了信道编码的概念和目的明确了信道编码的概念和目的 信道编码是以信息在信道上的正确传输为目标的编码。数字信号在传输中往往由

9、于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。n2.研究了如下常用的信道编码研究了如下常用的信道编码n恒比码恒比码 恒比码又称定比码。在恒比码中你每个码组“0”“1”都保持固定的比例，这种码在检测时，只要计算接收到的码组中“1”的数目是否对就知道有无错误。在邮电部门的电传、电报及条形码中就广泛地使用恒比码。恒比码用于传输字母和符号。n卷积码卷积码 以（n,k,m）来描述卷积码，其中k为每次输入到卷积编码器的bit数，n为每个k

10、元组码字对应的卷积码输出n元组码字，m为卷积编码器的k元组的级数，称m+1= K为编码约束度m称为约束长度。卷积码将k元组输入码元编成n元组输出码元，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进。卷积码的纠错性能随m的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。 n循环码循环码 循环码，具有循环移位特性且能纠错的分组码，循环码是线性码的一个重循环码，具有循环移位特性且能纠错的分组码，循环码是线性码的一个重要的子类。它有以下两大特点：第一，码的结构可以用代数方法来构造和要的子类。它有以下两大特点：第一，码的结构可以用代数方法来构造和分析，并且可以找到各

11、种实用的译码方法；第二，由于其循环特性，编码分析，并且可以找到各种实用的译码方法；第二，由于其循环特性，编码运算和伴随式计算，可用反馈移位寄存器来实现，硬件实现简单。运算和伴随式计算，可用反馈移位寄存器来实现，硬件实现简单。n汉明码汉明码 汉明码，用于数据传送，能检测所有一位和双位差错并纠正所有一位差汉明码，用于数据传送，能检测所有一位和双位差错并纠正所有一位差错的二进制代码。汉明码利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增错的二进制代码。汉明码利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性，还能在数据出错的情况下指明错误加一些比特，可以验证数据的有效性，还能在数据

12、出错的情况下指明错误位置。位置。4.课题研究步骤课题研究步骤n（1）调研，查找相关文献，作开题报告；）调研，查找相关文献，作开题报告；n（2） 掌握信道编码的概念及其关键技术；熟练使掌握信道编码的概念及其关键技术；熟练使Matlab 软件和软件和VC程序。程序。n（3） 熟练使用熟练使用Matlab软件或软件或VC程序进行仿真；程序进行仿真；n（4） 完成毕业论文说明。完成毕业论文说明。5.研究方法手段研究方法手段 这是一个实用性很强的研究课题，因此需要理论紧密结合于实际，这是一个实用性很强的研究课题，因此需要理论紧密结合于实际，并且突出实验研究的重要作用。为此决定的研究方法是：并且突出实验研

13、究的重要作用。为此决定的研究方法是：n 了解信道编码的概念及有关分支技术；了解信道编码的概念及有关分支技术；n 了解信道编码技术应用的国内外研究现状；了解信道编码技术应用的国内外研究现状；n 利用利用Matlab仿真工具的图形化建模能力和功能模块库开发同步解调模仿真工具的图形化建模能力和功能模块库开发同步解调模型库。通过在中频的信道仿真有效地避免了加入载频所带来的高采样率。型库。通过在中频的信道仿真有效地避免了加入载频所带来的高采样率。通过仿真验证系统设计的正确性，同时分析了中频输入信号强度变化时，通过仿真验证系统设计的正确性，同时分析了中频输入信号强度变化时，信噪比与捕获概率的关系，为系统指

14、标分配提供了依据。信噪比与捕获概率的关系，为系统指标分配提供了依据。n （1）文献研究法：对国内外有关信源编码的文献进行全面搜集、梳理，）文献研究法：对国内外有关信源编码的文献进行全面搜集、梳理，并进行分析，在原有的成果基础上形成自己的观点并进行分析，在原有的成果基础上形成自己的观点n （2）个案分析法：通过案例来解释和说明研究的问题，使文章根据有）个案分析法：通过案例来解释和说明研究的问题，使文章根据有实际意义实际意义6.参考文献参考文献n1樊昌信等编著.通信原理. 国防工业出版社, 2001n2陈运等编著.信息论与编码. 电子工业出版社, 2002 n3曹雪虹,张宗橙编著.信息论与编码（第2版). 清华大学出版社,2009n4唐朝京著.信息论与编码基础. 电子工业出版社, 2010n5Cover，T.M