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文档之家› MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用第7章 通信系统差错控制仿真试验
MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用第7章 通信系统差错控制仿真试验
近年来,所谓RCPC(Rate CompatiblePuncturedConvolutionCodes,速率适配缩短卷积码) 亦是上述缩短卷积码的一项重要的应用。比如在具有 ARQ/FEC(即检错重发和前向纠错)的电路中,SSI(信源 重要性信息)与CSI(信道状态信息)在信息传输过程中不 断地通知编码器(可变速率)和解码器,根据SSI信息的重要 性和解码检错的情况,被检测到的信道的状态信息CSI,以 及调整编码速率的指令,在可变速率编码器、解码器之间传 送,以实现最少的差错发生。
第7章 通信系统差错控制仿真试验
用相同的生成多项式构建的维特比译码器,不同 的压缩图形的卷积码(不同的传输速率),都可以在 原打孔图形位置上嵌入填充的码元后进行译码。一个 具有多种编码效率、多种纠错能力的电路共用一种生 成多项式构建的编译码器,简化了电路,提高了可靠 性。
7.1.2 图7-1所示是具有缩短卷积码和调制解调功能的仿
Source2(信源)[1245] InsertZero(插零)[110110]′ dsmp(结果)[120450] 可以看出,对应信源序列1、2与4、5的位置之后 是插零的位置,故在1、2、4、5之后插入0,通过插零 电路后信号从每帧4码元变为每帧6码元。填0的位置就 是原先删去码元的位置。
第7章 通信系统差错控制仿真试验
真 系 统 。 图 中 只 有 Puncture( 打 孔 ) 模 块 和 InsertZezo (插零)模块是首次接触。下面,我们先介绍系统的 工作情况。
第7章 通信系统差错控制仿真试验 图7-1 带有缩短卷积码和调制、解调的传输系统
第7章 通信系统差错控制仿真试验
BernoulliRandomBinaryGenerator( 伯 努 利 二 进 制 随 机数发生器)产生的每帧2码元的随机二进制码,进入 卷积编码器后变成每帧6码元的二进制码流,因为 ConvolutionalEncoder( 卷 积 编 码 器 ) 使 用 的 是 IS95CDMA上行信道的卷积编码方案,该方案的格型结 构 是 Poly2trellis(9 , [ 557663711 ] ), 即 1 进 3 出 。 经 过 4/6的Puncture(打孔)模块后,即6个码元删去2个剩 下4个,变为每帧4码元的二进制数据。在调制、解调 的过程中,数据帧的大小不变,通过InsertZezo(插零) 模块后(即在原来删去码元的位置插入码元0),每帧 4码元变为每帧6码元。解卷积后,恢复为每帧2码元。
第7章 通信系统差错控制仿真试验
第7章 通信系统差错控制仿真试验
7.1 缩短卷积码 7.2 有缩短卷积码加交织的差错控制系统研究 7.3 自适应均衡系统(LMS算法) 7.4 迭代译码的级联卷积码
第7章 通信系统差错控制仿真试验
7.1 缩短卷积码
7.1.1 现代通信系统的信道编码中几乎毫无例外地采用
第7章 通信系统差错控制仿真试验
构建一个具有卷积、解卷积和打孔、插零功能以及相应 的传输环境的仿真系统,就可以对各类卷积码进行缩短卷积 码的仿真研究,并且可以得到在不同频带利用率条件下的差 错控制能力的定量结果,也可以得到在相同频带利用率条件 下不同打孔(删除方案)图形的差错控制能力的定量结果。 这对设计新的通信系统或研究现有通信系统无疑有很重要的 现实意义。
了先进的编码方式:卷积编码。如IS-95码分多址通信 系统CDMA,数字蜂窝通信系统GSM,数字集通信 系统TETRA等。在差错控制中,卷积码表现出了优秀 的纠错能力。卷积编码使得一列信号输入经编码后变 成了几列信号输出,冗余度愈大,纠错能力越强。代价 是计算复杂,编码效率低,即降低了频带利用率。
(1)Puncture(打孔)模块中的Puncturevector(打孔矢 量)应与输入信号具有相同的帧长度。
(2)Puncture(打孔)模块中的Puncturevector(打孔矢 量)应与InsertZero(插零)中的Insertvector(插零矢量)相同。
(3)vector(矢量)中的0就是打掉的码元的位置,也是 在解卷积之前插入0的位置,1是保留码元的位置。矢量的长 度与0的数目以及卷积码的结构共同决定了编码效率。
第7章 通信系统差错控制仿真试验
生成多项式的形式决定了它的特性。在发射端,如果将 编码以后的信息按照某种规律删去一些码元(打孔),虽然 提高了编码效率,但是纠错能力却相应下降。在接收端,按 照相同的规律,在删去码元的位置填入0(插零),则数据流 就恢复了卷积编码后的形状,然后再进行解卷积运算,从而 完成差错控制的全过程。
Source1(信源)[123456]′ puncture(打孔)[110110]′ smp(结果)[1245]′
第7章 通信系统差错控制仿真试验 图7-2 实验打孔器的传输系统
第7章 通信系统差错控制仿真试验 图7-3 实验插零器的传输系统
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可以看出,对应信源输出的序列3与6的位置是打 孔的位置(0的位置),故3、6在打孔输出端已被删去, 就完成了每帧6个码元经打孔后变为每帧4个码元的操 作。
第7章 通信系统差错控制仿真试验
为了说明打孔与插零模块的功能,参看图7-2与图 7-3 所 示 的 仿 真 试 验 及 结 果 。 图 中 的 Source1 、 Source2( 源 ) 就 是 前 面 介 绍 过 的 Constant( 常 数 ) 模 块,ToWorkspace(到工作空间)模块的结果(变量名为 smp、dsmp)见下面所列:
在功能完备的通信系统中有许多使命不同的逻辑信道。 不同的逻辑信道因为任务不同,对差错控制能力与频道利用 率的要求是不一样的。差错控制有两种实现的方法:构建不 同的卷积码;或者应用同一个卷积码,但是采用不同的缩短 (打孔)方案以适应不同的传输数码率,自然也有着不同的 纠错能力和频带利用率。在先进的数字集群系统中就采用的 是第二种方案。实践证明,删除型缩短卷积码的性能可以和 卷积码的性能做到相当接近,而且删除型缩短卷积码较容易 实现。