卷积码硬判决和软判决译码算法的性能分析

摘要

信道编码是数字通信系统中的重要组成部分，它是保证信号可靠传输的一种重要方式。卷积码以其优越的性能被广泛应用于通信系统中，而不同的译码方法又有不同的性能特点。本文主要介绍了数字通信系统中的信道编码理论、纠错码的分类以及卷积码的编译码方法，着重分析了卷积码的维特比译码及其算法。维特比译码算法又有硬判决和软判决之分。为比较硬判决译码算法和软判决译码算法的性能，首先用C语言写了硬判决和软判决维特比译码算法的简单程序，对比了两种算法的纠错性能，对比表明：相同情况下，软判决的纠错能力优于硬判决译码算法。然后分别用Simulink建立了具有卷积编码、硬软维特比译码通信系统仿真模型，对仿真性能进行对比分析，仿真结果表明：在相同误码性能条件下，软判决译码算法的信噪比比硬判决译码算法提升2dB。

关键词：信道编码，卷积编码，硬判决，软判决，通信系统仿真，误码率

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 引言 1

1.1 背景 1

1.2 研究内容 1

第2章 信道编码基本概念 3

2.1数字通信系统的基本概念 3

2.1.1数字通信系统的组成 3

2.1.2信道模型 4

2.2差错控制系统和纠错码分类 6

2.2.1差错控制系统分类 6

2.2.2纠错码的分类 7

2.2.3信道编码定理 7

第3章 卷积码编译码方法 10

3.1卷积码的代数结构 10

3.2卷积码的冲击响应和生成矩阵 11

3.3卷积码的图描述 13

3.3.1卷积码的树图描述 13

3.3.2卷积码的网格图描述 15

3.3.3卷积码的状态图描述 16

3.4卷积码的译码 17

3.4.1卷积码的最大似然译码 17

3.4.2硬判决的维特比译码 19

3.4.3软判决的维特比译码 20

第4章 仿真及结果分析 22

4.1 仿真平台 22

4.2 基于C语言仿真 22

4.2.1算法思想 22

4.2.2结果分析 25

4.3 Simulink仿真模型 25

4.3.1硬判决维特比译码算法仿真建模 25

4.3.2软判决维特比译码算法仿真建模 26

4.4 Simulink仿真参数设置及结果分析 29

第5章 结束语 31

致谢 32

参考文献 33

附录 34