信道编码作业MATLAB

1、信道编码MATLAB仿真作业09274070王若闻思源0903 现给出循环码及卷积码的编解码程序，理解各程序，完成以下习题。将程序运行结果及各目的解答写入word中：运行结果如下10FIIIIIIIII；Suncoded:coded用matlab运行书上习题中的“clockcode.m”说明(7,4)码的纟1111111答：接收码字与伴随矩阵相乘，计算得伴随矢量伴随矢量不为0说明发生错误，为O说明无单个或两个错(7,4)码最多可检测两个错误)。b伴随式不为0时，通过查表法进行译码，对于Hamming码，伴随式组成的二进制数即为错码的位数。在程序中标注“注释”处加上注释(英文或中文)Encode

2、：temp=data1(4*i-3:4*i);%注释：将原始数据分成四个一组，每次循环调用其中一组cyctemp=temp*G;%注释：将原码与生成矩阵G相乘cyctemp=mod(cyctemp,2);%注释：每个数据模2encode(7*i-6:7*i)=cyctemp;%注释：7位一组，进行编码Decode：temp=x(7*j-6:7*j);%注释：将分组码数据分成七个一组，每次循环调用其中一组s=temp*Ht;%注释：将分组码与伴随矩阵相乘生成伴随矢量if(s=Ht(k,:)%注释：如果伴随矢量与伴随矩阵中的某一列相等temp(k)=mod(temp(k)+1,2);%注释：分组数

3、据纠错：分组数据中第k个数据加1(模2加)decode(1,4*i-3:4*i)=decode1(1,7*i-6:7*i-3);%注释：分组码每组前4位写入解码输出数据Clockcode：data1=rand(1,nd)0.5;%注释：生成1000个随机数数组，以0.5作为门限取0或1x=encode(data1);%注释：对data1进行编码data1=rand(1,nd)0.5;%注释：生成1000个随机数数组，以0.5作为门限取0或1x=encode(data1);%注释：用之前声称的随机逻辑数组进行编码sigma=E/sqrt(2*SNR);%注释：计算未编码时高斯分布随机变量标准差，

4、SNR未信噪比sigma1=E/sqrt(2*SNR*code_rate);%注释：计算编码后高斯分布随机变量标准差。10if(data1(i)=0),data2(i)=-E+Gngauss(sigma);%注释：传0码时加入高斯分布白噪声干扰，双极性码elsedata2(i)=E+Gngauss(sigma);%注释：传1码时加入高斯分布白噪声干扰，双极性码if(x(i)=0),data3(i)=-E+Gngauss(sigma1);%注释：编码后数据在双极性传输时加入高斯分布白噪声干扰(空号)elsedata3(i)=E+Gngauss(sigma1);%注释：编码后数据在双极性传输时加入

5、高斯分布白噪声干扰(传号)demodata1=data20;%注释：双极性码硬判决noe2=sum(abs(data1-demodata1);%错误的比特数nod2=length(data1);%注释：总码元数ber(snr_num)=noe/nod;%注释：计算误比特率(c)对于编码和未编码的情况，误比特率为1e-2、1e-3及1e-4时的Eb/N0分别是多少?BER未编码Eb/N0编码后Eb/NO1e-24.28dB4.53dB1e-36.63dB6.61dB1e-48.17dB7.94dB(d)从物理意义上说明编码增益问题答：编码增益是编码信号相对于未编码信号效率的提高。单位为分贝。在编

6、码理论和相关的工程问题里，编码增益是一种度量，用来区别SNR(信噪比)级别在未编码的系统和编码的系统来达到相同的比特率(BER),应用在错误纠正编码(ECC)。编码增益越高，纠错能力越强。10101010crLUin10(7,4)码10扁码的Eb/N0误比特率曲线，说明与uncicodi-(15,11)码低，编码增益增大io3W2(e)当采用(15,11)码时，观察与(7，4)码相比编码增益的变化。相同信噪比下，(15,11)码误比特率比(7,4)码信道使信号幅度呈瑞利衰落，画出编码与未f针对题目1中的clockcode.m(a)若题目1观察结果的异同，并说明原因0123456789凹0123

7、45耳叫呵 101010101010101010101010101010101010232368aLUClLUmClLUClLUDCLUCDCHLUg101010101045耳叫阿45Eb叫阿100100K=10dB未编码时信号幅度若成瑞利衰落，则误比特率会提高;编码后则差别不大。Euncodecoded宅uncccodeK=30dBunccK-codeio-3交占八、K=100dB不断左移，说明在K值大的情况下，编10随着K值的增加，误比特率不断地提高,码的可靠性要比未编码的可靠性高的多。1047K=0.3dB(b)若信道使信号幅度呈莱斯衰落，画出编码与未编码的Eb/N0误比特率曲线，更改K

8、值的大小，观察曲线i的现象，能得出什么结论。-E-,farcarIU3bpskh.m为(2，1，7)卷积码采用硬判决译码时在AWGN中的误比特性能的仿真主程序，用matlab运行主程序bpskh.m，将运行结果写入word文档中，并回答以下问题(tblen为回溯长度)：运行结果为第一个图在标识注释处注释(中文或英文)trellis=poly2trellis(constlen,codegen);%注释：卷积码多项式转换到网格形式dspec=distspec(trellis,7);%注释：计算卷积码的距谱expVitBER=bercoding(EbNo,conv,soft,codeRate,dsp

9、ec);%注释：生成已编码的AWGN信道的误码率rand(state,seed(1);randn(state,seed(2);%注释：将随机数生成器rand指定在seed1状态，randn指定在seed2状态，这样每次生成的随机值都是一样的msg_orig=randi(01,numSymb,1);%注释：生成1e6个二进制原始信息序列msg_enc=convenc(msg_orig,trellis);%注释：对其进行卷积编码hMod=modem.pskmod(M,M,PhaseOffset,0,.SymbolOrder,Gray,InputType,Bit);%注释：建立PSK调制模型msg_

10、tx=modulate(hMod,msg_enc);%注释：发送端调制信号msg_rx=awgn(msg_tx,EsN0-10*log10(1/codeRate);%注释：接收端在信号中添加高斯白噪声hDemod=modem.pskdemod(M,M,PhaseOffset,0,.SymbolOrder,Gray,OutputType,Bit);%注释：建立PSK解调模型msg_demod=real(msg_rx);%注释：调制后信号取实部%qcode=quantiz(msg_demod,-.50.5,3:-1:0);%注释：产生量化指标和量化的输出值msg_dec=vitdec(qcode,

11、trellis,tblen,cont,soft,3);%注释：用Viterbi算法进行卷积解码BE_count(i)=length(find(msg_orig(1:end-tblen)=msg_dec(1+tblen:end);%注释：计算误码个数，如果原值与解码后值不等，误码个数+1在误比特率匕=10-5处，硬判决的编码增益(与未编码比较)bPerformanceforR=1/2,Conv.CodeandBPSKwithSoftL详细的解释以下函数(包括函数用法，意义，参数设置等方面)trellis=poly2trellis(constlen,codegen)反馈编码(编码率为K/N)。Co

12、nsLen是1-K的向量，K为输入编码器的比特流的延迟。CodeGen是一个八进制数的K-n矩阵，K为输入编码器的比特流的延迟，n个输出连接。expVitBER=bercoding(EbNo,conv,hard,codeRate,dspec)返回在加性高斯白噪声(AWGN)通道内传输的PSK调制的二进制卷积码的误码率上限。EbNo是信噪比(dB)。hard代表硬判决。odeRate代表卷积码码率。dspec输入是一个结构，它包含有关代码的距离谱的信息。msg_rx=awgn(msg_tx,EsN0-10*log10(1/codeRate)添加高斯白噪声信号，msg_tx为原信号，EsN0-10

13、*logl0(l/codeRate)为误码率hMod=modem.pskmod(M,M,PhaseOffset,pi/4,SymbolOrder,Gray,InputType,Bit)建设PSK调制模型，M为M进制信号，默认为2；PhaseOffset为理想星座信号的相位偏移；Gray为灰盒映射，输入为Bit流。msg_tx=modulate(hMod,msg_enc)以hMod模型调制msg_enc。hDemod=modem.pskdemod(M,M,PhaseOffset,pi/4,SymbolOrder,Gray,OutputType,Bit)建设PSK解调模型，M为M进制信号，默认为2

14、；PhaseOffset为理想星座信号的相位偏移；Gray为灰盒映射，输入为Bit流。msg_demod=demodulate(hDemod,msg_rx);以hDemod模型解调msg_demod。要保证性能没有显著下降，tblen至少应为多少；AeiRh时kwf*T曲WhMIWj.-jii*!：!：!：!如K-rnm“書!-iaKr-g环 4bpsks.m为（2，1，7）卷积码采用软判决译码时在AWGN中的误比特性能的仿真主程序，用matlab运行主程序bpsks.m，将运行结果写入word文档中，并回答以下问题（tblen为回溯长度）：PerformanceforR=1/2,K=7Con

15、v.CodeandBPSKwithSoftDecision10IIIIIIIII斗門-斗I.IIIIIIII|IJr=s=!=i=c=i=a=a=c=E=运行结果II-II(a)在标识注释处1trellis=poly2tredspec=distspec(expVitBER=bef:中文或英文）=*ZZ*=ZZZZ*=ZZ卢7）；聽三三E%注释：卷积码多项式转换%注释：计算卷积码的距谱coding(EbN&-Convsoftc&deRatedspet)%注释：生成已编码的UnionBoundSimulationResultsuncodecodechannelresultsrand(state,s

16、eed(1);randn(state,seed(2);%注释：将随机数生成器rand指定在seed1状态，randn指定在seed2状态，这样每次生成的随机值都是一样的msg_orig=randi(01,numSymb,1);%注释：生成1e6个二进制原始信息序列msg_enc=convenc(msg_orig,trellis);%注释：对其进行卷积编码hMod=modem.pskmod(M,M,PhaseOffset,0,.SymbolOrder,Gray,InputType,Bit);%注释：建立PSK调制模型msg_tx=modulate(hMod,msg_enc);%注释：发送端调制信

17、号msg_rx=awgn(msg_tx,EsN0-10*log10(1/codeRate);%注释：接收端在信号中添加高斯白噪声hDemod=modem.pskdemod(M,M,PhaseOffset,0,.SymbolOrder,Gray,OutputType,Bit);%注释：建立PSK解调模型msg_demod=real(msg_rx);%注释：调制后信号取实部%qcode=quantiz(msg_demod,-.50.5,3:-1:0);%注释：产生量化指标和量化的输出值msg_dec=vitdec(qcode,trellis,tblen,cont,soft,3);%注释：用Viterbi算法进行卷积解码，用软解码方式BE_count(i)=length(find(msg_orig(1:end-tblen)=msg_dec(1+tblen:end);%注