2023年线性分组码实验报告.docx

《2023年线性分组码实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年线性分组码实验报告.docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、综合性设计性实验报告专业：学号:姓名:实验所属课程：信息论与编码 实验室（中心）：信息技术软件实验室指导教师：2小教师评阅意见：s=sig n al;Ioadlowpassl%载入低通滤波器s=s,zero s (1, fix(le n g t h ( I o wpassl) / 2);s p a=f i lter( I owpassl,l,s);Ipfs=spa( f i x( I ength (lowpas s 1)/2) + 1 :en d );d e mos i gnal= 口；for i=():le n gth (c): I en g t h (Ipf s )length (c)i

2、f (1 p fs( i +length(c)/2) 0)d e mosi g n a 1 = demosignal, 1; e I sedemosi g nal=dem o signal, 0 ; endend en df unction f e rror, signal_yim a = y i m a(demo s ignal,H)sig n al_yim a =resha p e( d emosignal, I engt h (demo s i g nal)/7,7 )erro r =;f o r j=l:len g th(dem o signal)/7E=l,l, 1,1, 1 , 1

3、,11；%初始化错误图样R= s ig n a I _y i ma(j,:)S = m(H ),2);for i= 1 :7后与S相加T=H(:, i);B = mo d (S + T,2);i fall(B(: )=0)E ( 1 , i )= 1 ;e IseE(l, i )=0;e nd;end;0 d ( R *%S为随着矩阵%用f。r循环取出H中每一列,然E%得到错误图样ifE=O%纠错后得到%纠错后得到er r = R ;七个数据elseer r = m o d (R+E, 2)end%最终得到e r ror= e rror,er r ;纠错后的数据end署名：实险成绩:一、题目线

4、性分组码编译码实脸二、仿真规定1 .分别用不同的生成矩阵进行（7,4）线性分组码的编码，经调制解调后译码， 并比较两种线性分组码的纠错能力。2 .掌握线性分组码的编码原理、编码环节和译码方法。3 .熟悉mat I ab软件的基本操作，学会用mat la b软件进行线性分组码的编 码和译码。三、仿真方案具体设计编码：本实验采用的是（7,4）线性分组码，线性分组码的编码由监督矩阵和生成 矩阵实现，监督矩阵H为（3X4）的矩阵，由监督方程和（4X 4）的单位矩阵 构成，生成矩阵G为（4X7）的矩阵，由（4X4）的单位矩阵和监督矩阵的转 置矩阵构成。实现过程为：1、将要编码的序列先整形，整为4列2、假

5、如序列不能被4整除在后边补0使其能被4整除3、将整形后的序列与生成矩阵G相乘即得到编码后的码字在本实验中，分别生成两种生成矩阵，在产生了生成矩阵后根据输入的四位信息 位和生成矩阵相乘即可得到编码矩阵。译码：在译码过程中，我们运用错误图样和随着式来进行纠错。1、设一个接受码字矩阵为R, R*H =S （模2乘），则S为码字相应的随着式矩阵假如S=0则说明接受码字无差错；2、假如S不为0,查看矩阵S中不为。的那行所在行数，该行即收码字错 误所在行i ;3、将S转置，将不为。的一列与H每一列进行比较，找到H中相同列，该列 的列数即为错误所在列；4、由环节2和3得到错误具体位置，模2加相应的错误图样就

6、可得到对的 码字。BPSK调制：BPSK调制运用载波的相位变化来传递数字信息，振幅和频率保持不变。双 极性的全占空矩形脉冲序列与正弦载波相乘就得到调制信号。因此进行调制时 一方面进行码形变换变为双极性的，再经乘法器与载波相乘得到调制信号。其 具体实现方法如下：1、将0、1序列变为7、1序列；2、将序列与载波相乘，为1时与载波相位相同，为时与载波相位 相反。BPSK解调:解调是产生一个与载波频率相同的本地载波，与经信道加噪后的调制信号 相乘，得到解调信号，进而通过抽样判决得出原始信号。解调是调制的逆过程， 其作用是从接受信号中恢复出原基带信号。解调的方法分为两类：相干解调和非相干解调（如包络检波

7、）。相干解调也称同步检波，合用于所有线性调制信号 的解调。其关键是必须在已调信号的接受端产生与信号载波同频同相的本地载 波。本次仿真实验采用的是相干解调法，调制信号与想干载波相乘，通过低通 滤波器，再抽样判决得到原信号。通过产生一个与载波频率相同的本地载波， 与经信道加噪后的调制信号相乘，得到解调信号，然后通过低通滤波器滤波器再 抽样判决，得出解调后的原始信号。四、仿真结果及结论实验仿真图如下：10通过上面仿真图我们可以看出，通过随机产生3000 0个数据，再通过反复 记录误比特数100次，并取其平均值，得到了误码率曲线，最终生成两条线并可 以进行直观的对比。在仿真过程中，在我发现，随机产生的

8、数据量越大，两条曲线重合的就越紧密，这说明即使是在不同的生成矩阵中，用同一种编码和调制 方式产生的误码率曲线都相差不大。五、总结与体会本次仿真实验是进行不同(7, 4)线性分组码的纠错能力的比较，通过进行 随机数据的产生、生成矩阵的产生以及信道编码译码等环节，最终仿真得出实 验结果。刚开始的时候对于线性分组码的编码还不太理解，通过查阅资料以及 看老师的课件最终了解了这次编码实验的原理，也有了思绪。之后就是进行ma t I ab程序的编写和调试，在调试程序时也碰到了许多问题，比如编译码老是 犯错，最后通过查阅资料和和同学讨论才得到了解决。通过这次仿真实验，我认真地学习了有关线性分组码的编码原理，

9、并且通过 对实验的仿真对其有了更加进一步的了解。这次实验不仅使我巩固了理论知识， 也锻炼了自己对编码问题的解决能力。六、重要仿真代码主函数：cl e ar a I I ;clc;N = 30O;a I ter =100;d a t a r ate=10O 0;f c = da t arat e ;fs=fc*16;Gl=ey e (4, 4) ;%产生4*4的单位矩阵g2= 0, 1,1:10, 1,0;G2= 1 , 0,1; 10, 1, 1;G=G 1 ,G2;%设立生成矩阵为G g= Gl,g2;H2=eye( 3, 3);%产生3* 3的单位矩阵作为监督矩阵H和h的后三列H=G2,H

10、2;%监督矩阵Hh=g7,H2:%监督矩阵hBER1=;%初始化误码率BER 1 ,用来记录监督矩阵为H时的误码率BE R2 = ;for snr =15:0.5:%信噪比er r 1=0;e r r2=0;for i = 1 :alte re nsignal_l,Xl = inform a t i o n(N,G)%编码后数据XI 为编码后生成的码组si g n a 1_1 =ensi g n a I _1*2-1;%变为双极性en s igna I _2, X 2 =informat i on(N, g )s i gnal_2 =ensignal_2 *2-1;modus i gnal_l

11、 =modu(signall,da t arate,fc, fs);%BPSK调制modu s ignal_2=modu(signal_2, d a t arate,fc, f s );y l=a w gn(m o dusi g n a I _1, s nr/measur ed) ;%加噪y2=awgn(modu s i g nal_2,snr, measure d );dem osigna l_l=bpskdemo(datarate, f c,fs, y1);%BPSK 解调demosignal_2=bp s k de m o( d a tar a t e , f c ,fs,y2);e r

12、ro r l,sign a I _yi m a=y i m a (de m os i gn a 1_ 1 ,H);%译码error 2,signal_yima=yima(d e mo s ignal_2,h);s 1 = 1；s2= 口；m,n= s ize ( X 1);fori=l:m%遍历每一行sl=s 1 , Xl(i, :);s2= s 2,X2( iend%er r or 1 为%er r or 1 为er r 1 = e rrl+ s um(ab s (e r ror 1 -si)H下纠错后得到数据e r r 2 =err 2 + s um (ab s ( e rror2- s

13、2)endBER1 = BERl,er r l/(alter*N/4*7)%误码率计算BER2=BER2, e rr2/(alter* N /4*7)endf igure (1)s em i logy(-l 5 : 0.5 :-5, B E R 1 , r *);hold onsem i logy (-15:0.5: -5,BER2, g );xlabel (信噪比)；ylabe I (误码率)；grid on功能函数：function |s i g n a I ,X =i n formation(N, G)m = r a ndi n t( 1, N);x=resh ape (m, I eng

14、 t h (m)/4,4)；%分组编码X=mod(x*G,2);%进行编码 n=l e n gth(m) / 4 *7;s i gnal=re s h a pe(X,l, n);%把编码后的码字信息转变为一维数组function m o d u signal = modu ( s ig n al, dataR a te,fc, fs)% 采用 BP S K调制方式”=lin s pace(0,1 ,fs/ f c);ca r r ier=sin(2*p i * f c*t);modus i gna I =;f o r i=l:l e n gth(s i gnal)mod u signal=mo

15、 d usignal,carrier*sign a 1( i ); endendfu n ctio n demosignal=bpsk d emo ( da t a r ate,f c ,fs,si gnal)%BPSK 解调t=li n space(0, l,fs/fc);c = sin (2*p i *fc*t);l=len g t h ( s i g n a I )/le n gt h ( c );for i= 1 : 1sig n a I ( i -1) * I e n gth( c ) +l:i*len g th(c) = sig n al( i - 1 )*len g th(c)+ 1 :i* I e n g th( c ). *c;end