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  • 信源编码信源编码是一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换,或者说为了减少或消除信源利余度而进行的信源符号变换。具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法...信道编码通过信道编码器和
  • 信道编码科普

    千次阅读 2020-09-14 22:35:13
    信道编码信道编码意义实现途径信道类型,错码特性,差错控制技术一一对应匹配检错纠错能力纠错编码类型分组码卷积码特别说明-Turbo码特别说明-LDPC码网格编码调制 信道编码意义 在信号传输过程中,由于受到干扰...

    信道编码的意义

    在信号传输过程中,由于受到干扰影响,码元波形将变坏。接收端可能发生错误判决。乘性干扰可以考虑均衡的方法;加性干扰则需要从调制制度、解调方法、发送功率等方面考虑。仍然不能满足要求,则可以考虑差错控制措施。

    实现途径

    差错控制具体用信道编码来实现。通过在信号码元序列中增加监督码元,并利用监督码元检错和纠错。

    信道类型,错码特性,差错控制技术一一对应匹配

    按照加性干扰造成错码的统计特性不同,可以将信道分为三类:随机信道、突发信道和混合信道。每种信道中的错码特性不同,所以需要采用不同的差错控制技术来减少或消除其中的错码。差错控制技术共有4种,即检错重发、前向纠错、检错删除和反馈校验其中前三种都需要采用编码。

    检错纠错能力

    一种编码的纠错和检错能力决定于最小码距。

    纠错编码类型

    纠错编码分为分组码和卷积码两大类。

    分组码

    分组码-》线性分组码-》循环码-》
    由代数关系式确定监督位的分组码称为代数码。在代数码中,若监督位和信息位的关系是由线性代数方程式决定的,则称这种编码线性分组码。奇偶监督码就是一种最常用的线性分组码。汉明码是一种能够纠正1位码的效率较高的线性分组码。具有循环性的线性分组码称为循环码。BCH码是能够正多个随机错码的循环码。而RS码则是一种具有很强纠错能力的多进制BCH码。

    卷积码

    卷积码的监督码元不仅和当前的k比特信息段有关,而且还同前面m=(N-1)个信息段有关。它监督着N各个信息段,N代表着约束度。

    特别说明-Turbo码

    Turbo码是一种特殊的链接码。由于分组码和卷积码的复杂度随码长的增大按指数规律增长,所以为了提高纠错能力,不是单纯增大码长,而是将多种简单的编码组合成复合编码。Turbo即涡轮,其编码部分包含交织器,目的是将集中出现的突发错码分散开,变成随机错码(按列发送就将错码分散到各行);其译码器有两个分量码译码器,像涡轮一样轮回迭代。其性能接近信息论上能达到的最好性能之一。

    特别说明-LDPC码

    LDPC低密度奇偶校验码是线性分组码。其性能与Turbo码接近,非规则LDPC码的误码性能比Turbo码还好。此码在码组很长时才具有优良性能。

    网格编码调制

    纠错编码可以在不增加功率的条件下降低误码率,但代价是增大了占用带宽。(码长变长,在保证信息码传输速率不变的情况下,必然增加码元传输速率,信号频率增加,频带增加)。将纠错编码和调制结合即,网格编码调制可以同时节省功率和带宽。
    举个栗子:8PSK,每个码元可以传输3b信息;但可以只让它每个码元传输2b信息,第3b用于纠错码。此时解调和解码是一个步骤完成的,不是传统做法中先解调得到基带信号后再为纠错去解码。

    Polar码

    2007年土耳其比尔肯大学教授E. Arikan基于信道极化理论提出的一种线性信道编码方法,即Polar码。该码字是迄今发现的唯一一类能够达到香农限的编码方法,并且具有较低的编译码复杂度,当编码长度为N时,复杂度大小为O(NlogN)。Polar码理论上比Turbo码和LDPC码更能达到香农限,可以实现不同场景的5G高性能通信。

    [1]: 《通信原理》樊昌信 曹丽娜 第11章差错控制编码

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  • 本文通过分析信道编码技术的发展现状,对其在5G 移动通信中的应用价值和意义进行了研究。同时,本文结合时代技术发展的特点,对 Turbo 码、LDPC 码与 Polar 码在5G 移动通信中的应用方法进行了探讨。这些研究对5G ...
  • 信道编码作业matlab.doc

    2021-04-23 11:26:12
    信道编码作业matlab.doc 信道编码 MATLAB 仿真作业 09274070 王若闻 思源 0903 1 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 1.用 ...

    41528d3028836879cd698677c3999917.gif信道编码作业matlab.doc

    信道编码 MATLAB 仿真作业 09274070 王若闻 思源 0903 1 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 1.用 matlab 运行书上习题中的“clockcode.m”(a)说明(7,4)码的纠错检错方法 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 0 说明无单个或两个错((7,4)码最多可检测两个错误) 。 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。(b)在程序中标注“注释”处加上注释(英文或中文) Encode: 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 2 encode(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 1 x=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 1 x=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,2 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 if (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 else data2(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) else 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(传号) demodata1=data2 > 0; % 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/N0 1e-2 4.28dB 4.53dB 1e-3 6.63dB 6.61dB 1e-4 8.17dB 7.94dB(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。 (e)当采用(15,11)码时,观察与(7,4)码相比编码增益的变化。(7,4)码 (15,11) 码 相同信噪比下, (15,11)码误比特率比(7,4)码低,编码增益增大3 2.针对题目 1 中的 clockcode.m(a)若信道使信号幅度呈瑞利衰落,画出编码与未编码的 Eb/N0--- 误比特率曲线,说明 与题目 1 观察结果的异同,并说明原因。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。(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 值的大小,观察曲线的现象,能得出什么结论。K=0.3dB K=10dBK=30dB K=100dB 随着 K 值的增加,误比特率不断地提高,交点不断左移,说明在 K 值大的情况下,编 码的可靠性要比未编码的可靠性高的多。4 3.bpskh.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 (a)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, dspec); %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([0 1], 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 , Type , Bit ); % 注释:建立 PSK 调制模型 msg_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, .

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  • 积分 实验报告册课 程: 通讯系统原理教程 实 验: 信道编码实验 评语:成绩:签名:日期: 实验五:信道编码实验一、实验目的:1、了解信道编码的分类,理解线性分组码的特点2、掌握线性分组码的编码的过程3、理解据...

    实验报告册课 程: 通讯系统原理教程 实 验: 信道编码实验 评语:成绩:签名:日期: 实验五:信道编码实验一、实验目的:1、了解信道编码的分类,理解线性分组码的特点2、掌握线性分组码的编码的过程3、理解据线性分组码求最小码距和编码效率二、实验原理:k位信息组+(n-k)监督元->n位码组码长:码字中码元的个数,通常用n表示。码重:码字中“1”码元的数目,通常用W表示。码距:两个等长码字之间对应码元不同的数目,通常用d表示。两个码字对应位模2 相加得到的新码组的重量就是这两个码字之间的距离。 码的码距:码字集合中两两码字之间距离的最小值称为码的最小距离,通常用d0表示。 它决定了一个码的纠、检错能力,是一个极为重要的参数。 编码效率:信息码元数与码长之比,通常用表示。如(7,3)分组码,码字用表示,监督码元与信息码元之间的关系可用如下线性方程组表示: 线性分组码的封闭性:码字集中任意两个码字对应位模2加后得到的组合仍然是该码字集中的一个码字。 因此,线性分组码的最小码距必等于码字集中非全0码字的最小重量。线性分组码的典型生成矩阵为:其中是的单位矩阵。生成矩阵可以由监督矩阵确定由生成矩阵生成的码是系统码: ,如时,通过生成矩阵求得的码字为:三、实验程序:% 信道编码.mclearx=[0 1 1];%设码元为010Q=[1 1 1 0;0 1 1 1;1 1 0 1];G=[eye(3),Q];y=mod(x*G,2);plot(y,'linewidth',2); xlabel('信息元'); grid on;title('010码元加上四位监督元的(7,3)线性分组码,为011 1010');实验结果:codes = 0 1 1 1 0 1 0;其余的码元用同样的方法都可以编出,全部码字表格如下:码字=信息元X[ ]+监督元E[ ]实验结论:序号码字0信息元监督元10 0 00 0 0 020 0 11 1 0 130 1 11 0 1 041 0 01 1 1 051 0 10 0 1 161 1 01 0 0 171 1 10 1 0 0通过实验,理论计算与MatlAB编程都能达到实验要求的结果,证明实验过程的正确性,说明达到实验的预期目的。随着监督码元的不同,在输入相同的信息元时,所输出的码字也是不同的,所以选择适当的监督码元也实验过程和实际应用过程要做的首要任务。实验问题:对如何提高信道编码效率的问题上,我们应尽量减少码间干扰,如在接收端加上一个均衡器等。信息通过信道传输,由于物理介质的干扰和无法避免噪声,信道的输入和输出之间仅具有统计意义上的关系,在做出唯一判决的情况下将无法避免差错,其差错概率完全取决于信道特性。因此,一个完整、实用的通信系统通常包括信道编译码模块。视频信号在传输前都会经过高度压缩以降低码率,传输错误会对最后的图像恢复产生极大的影响,因此信道编码尤为重要。4

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    信道编码 实验
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  • 基于matlab的信道编码仿真(可编辑).doc基于matlab的信道编码仿真AbstractWith the rapid development of communication technology, channel coding has been successfully applied to various communications ...

    基于matlab的信道编码仿真(可编辑).doc

    基于matlab的信道编码仿真

    Abstract

    With the rapid development of communication technology, channel coding has been successfully applied to various communications systems. And a variety of transmission of the continuous improvement of reliability requirements, anti-jamming channel coding technology as an important means of technology in the field of digital communications technology and digital transmission systems in a more and more important role The purpose of channel coding is to improve the transmission quality of communications systems. As the actual existence of the channel noise and interference, the transmitted codewords and channel transmission received after the difference between code words, said this difference is wrong. Under normal circumstances, channel noise, the greater the interference, the code word generated the greater the probability of errorIn this paper, matlab binary symmetric channel BSC, Gaussian white noise channel AWGN two channel simulation, 7,4 Hamming code simulation of the channel, through the bit error rate curve to understand the channel coding. Using matlab to simulink block simulation, using simulink in the viterbi decoder to convolutional codes on the binary symmetric channel and Gaussian white noise channel simulation, observation error rate graphs to understand the two different channels

    Keywords: matlab, channel, coding, decoding, Simulink.

    目录

    1引言1

    1.1选题的目的和意义1

    1.2本选题的理论依据、研究内容1

    2.信道编码以及其运行环境MATLAB的介绍2

    2.1 信道编码的概念及分类2

    2.2 信道编码定理及信道编码中所包含的各种码类的简介2

    2.2.1卷积码2

    2.2.2线性分组码3

    2.2.3循环码3

    2.3 MATLAB语言的简介4

    2.4 Simulink5

    3.信道5

    3.1二进制对称信道(BSC)5

    3.2二进制删除信道(BEC)6

    3.3高斯白噪声信道AWGN6

    4. Hamming码7

    4.1汉明码7

    4.2校验方法7

    4.3汉明码编码9

    4.3.1汉明码对高斯白噪声信道9

    4.3.2汉明码对二进制对称信道的仿真11

    5.卷积码15

    5.1卷积码定义与原理15

    5.2维特比译码原理15

    5.3卷积码译码器对高斯白噪声信道的设计与仿真18

    5.3.1卷积码译码器的设计与仿真19

    5.3.2简化维特比译码器的仿真22

    5.3.3卷积码译码器的误码率分析24

    5.4卷积编码器在二进制对称信道(BSC)中的性能25

    6.卷积码译码器对二进制对称信道和高斯白噪声信道仿真比较30

    7.总结31

    致谢32

    参考文献33

    附录1:34

    附录2:37

    附录3:40

    附录4:41

    1引言

    1.1选题的目的和意义

    数字信号在传

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  • LTE物理层之信道编码--数据信息编码:turbo编码

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  • 信道编码之分组码

    万次阅读 2018-06-23 00:01:24
    因此,当最小码距d0 = 5时,如果按检错方式工作,则编码应具备检错能力,能检4个错误;如果按纠错方式工作,则编码应具备纠错能力,能纠正2个错误;如果按混合方式工作,就能纠正一个错误,超出纠错能力还能检3个...
  •  说明: “高效率,高可靠性”的信道编码存在,但未指出具体方法,该定理指出来信道编码的极限性能,为信道编码的研究指明方向。 高效率:信息传输率接近信道容量。 高可靠性:译码差错任意小。 存在这种信道编码的...
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  • 信道编码1

    2021-07-07 15:59:34
    I(X,Y):信息传输率,表示信道实际传输的信息...而信道编码是在假设信源熵很大的情况下(信源理想)降低损失熵即:H(X|Y).I(X,Y)=H(X)-H(X\Y):从而信源编码和信道编码都可以增大:平均互信息。 一:噪声信道的编码 ..
  • 最全的信源信道编码讲义。绝对值,对于通信专业的学生。很有意义
  • ​吐槽一句:这本书我觉得还是蛮好的,就是配套光盘,我以为是把内容好好讲一遍呢,结果发现就是把书拍照放到PPT上读了一遍,我不知道这种教学视频有什么意义。卷积码常用符号(n,k,m)​表示。每个(n,k)码段(也称子码...

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