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文档简介

沈阳理工大学通信系统课程设计报告循环码仿真1课程设计目的巩固并扩展通信原理课程的基本概念,基本理论,分析方法和实现方法学习和掌握MATLAB和SIMULINK软件的使用,并用它们进行建模,了解其设计方法;培养创新思维和设计能力增强软件编程实现能力和解决能力。2课程设计要求掌握循环码的编码与译码的相关知识;能够设计程序并建立模型;通过程序调出并运行模型,并产生误码率与频谱的关系曲线图。3相关知识3.1循环码3.1.1

循环码多项式

为了利用代数理论研究循环码,可以将码组用代数多项是来表示,这个多项式被称为码多项式,对于许用循环码,可以将它的码多项式表示为:对于二进制码组,多项式的每个系数不是0就是1,x仅是码元位置的标志。因此,这里并不关心x的取值。

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)表示。可以证明生成多项式g(x)具有以下特性:

(1)

g(x)是一个常数项为1的r=n-k次多项式;

(2)

g(x)是的一个因式;(3)

该循环码中其它码多项式都是g(x)的倍式。为了保证构成的生成矩阵G的各行线性不相关,通常用g(x)来构造生成矩阵,这时,生成矩阵G可以表示为:

其中,因此,一旦生成多项式g(x)确定以后,该循环码的生成矩阵就可以确定,进而该循环码的所有码字就可以确定。

例如,一种(7,3)循环码的全部码元:码元编号信息位监督位码元编号信息位监督位1000000051000111200010116100110030010101710100104011100081111111表3.1一种(7,3)循环码的全部码元3.2编码在编码时,首先需要根据给定循环码的参数确定生成多项式g(x),也就是从的因子中选一个(n-k)次多项式作为g(x);然后,利用循环码的编码特点,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)。根据上述原理可以得到一个较简单的系统循环码编码方法:设要产生(n,k)循环码,m(x)表示信息多项式,则其次数必小于k,而的次数必小于n,用除以g(x),可得余数r(x),r(x)的次数必小于(n-k),将r(x)加到信息位后作监督位,就得到了系统循环码。下面就将以上各步处理加以解释。

(1)

用。这一运算实际上是把信息码后附加上(n-k)个“0”。例如,信息码为110,它相当于。当n-k=7-3=4时,,它相当于1100000。而希望的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:

因此,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:就相当于这时的编码输出为:11001013.3译码在译码时,对于接收端译码的要求通常有两个:检错与纠错。达到检错目的的译码十分简单,通过判断接收到的码组多项式T(x)是否能被生成多项式g(x)整除来确定。当传输中未发生错误时,也就是接收的码组与发送的码组相同,即A(x)=T(x),则接收的码组T(x)必能被g(x)整除;若传输中发生了错误,则A(x)≠T(x),T(x)被g(x)除时可能除不尽而有余项,即有因此,可以根据余项是否为零来判断码组中有无错码。需要指出的是,有错码的接收码组也有可能被g(x)整除,这时的错码就不能检出了。这种错误被称为不可检错误,不可检错误中的错码数必将超过这种编码的检错能力。在接收端为纠错而采用的译码方法自然比检错要复杂许多,容易理解,为了能够纠错,要求可纠正的错误图样必须与一个特定余式有一一对应关系。这里,错误图样是指中错码矩阵E的各种具体取值的图案,余式是指接收码组A(x)被生成多项式g(x)除所得的余式。因为只存在上述一一对应的关系时,才可能从上述余式唯一地决定错误图样,从而纠正错码。因此,原则上纠错可以分为以下三步进行:

(1)用生成多项式g(x)除接收码A(x),得出余式r(x);(2)按余式r(x),用查表的方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和利用表的关系,就可以确定错码的位置。(3)从A(x)中减去E(x),便得到已经纠正错误的原发送码组T(x)。这种方法叫做捕错解码法。通常,一种编码可以有不同的几种纠错解码方法。对于循环码来说,除了用捕错解码法外,还有大数逻辑解码等算法。作判决的有不同,有硬判决和软判决等方法。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分模块参数设置5.1.1BernoulliRandomBinaryGenerator模块功能: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主要参数设置图图5.1信号发生器参数设置图5.1.2BinaryCyclicEncoder模块(1)功能:二进制循环码编码器,用于将产生的二进制信号进行编码(2)主要参数设置图图5.2编码器参数设置图5.1.3BinarySymmertricChannel模块(1)功能:二进制循环码均衡信道模块(2)主要参数设置图图5.3均衡信道参数设置图5.1.4BinaryCyclicDncoder模块(1)功能:二进制循环码译码器,用于将产生的二进制信号进行译码(2)主要参数设置图图5.4译码器参数设置图5.1.5ErrorRateCalculation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置参数情况下的误码率(2)主要参数设置图图5.5误码率参数显示模块参数设置图图5.6误码率参数计算模块参数设置图6结果分析6.1仿真结果图6.1误码显示图图6.2误码率与频谱关系曲线图(1)误码部分一共分为两个部分,第一个部分是ErrorRateCalculation(误码率计算),它可以设定输出Toworkspace(到工作空间)。输出的数据是一个n行(与输入数据数目相等)3列的矩阵。第1列是误码率,第2列是误码的数量,第3列是码元的总数就是前面所说的n。所以Display模块的三行分别表示误码率为0.02059,误码的数量为206,码元的总量是1e+004。结果所示的是一个误码率与频谱关系曲线图,它的横坐标表示的是二进制均衡信道的误码概率,范围在[0,0.05],步长为0.01;纵坐标表示的是经过差错控制后仿真系统的误码率,范围在[0,0.05],步长为0.01。6.2小结在这次基于MATLAB的通信原理课程设计中,我最大的收获是对MATLAB软件的使用有了更深的了解,尤其是simulink仿真板块的运用,更加熟练,此外,对循环码的理论知识有了进一步的认识。刚拿到题目的时候遇到很多的困难,当时通信原理的理论学习并没有学习到循环码的章节,并且在网上并没能找到很多资源,但是通过查找了大量的循环码理论知识和MATLAB仿真应用的书籍之后,开始调试程序,并进一步了解MATLAB编程的关键字的运用,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的修正和更改,得出最终的结果。这次MATLAB课程设计不仅仅加深了对课程理论知识的了解,并更加熟悉了计算机语言,软件的应用。并让我了解,学习知识不仅仅只在课本上,还有更多更广的渠道获得更宽广的知识。7参考文献

[2]于润伟朱晓慧编.MATLAB基础及应用.机械工业出版社.2012.4

[3]樊昌信著.通信原理[M].国防工业出版社.2012(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.2003.(3):256-258

[9]徐明远邵玉斌著.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.西安电子科技大学出版社.2011(8):169-172

基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC(8)05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正(STR)调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现基于单片机的公寓用电智能管

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