td-scdma系统信道编码技术研究-论文答辩模板.ppt

毕业论文答辩
题目:TD-SCDMA卷积编码的研究
专业:通信工程
学院:信息科学与工程学院
年级:2008级
姓名:王喆
指导教师:彭盛亮
本文介绍了TD-SCDMA移动通信系统及其信道编码技术,其中着重介绍了卷积码的编码方法。论文搭建了通信系统模型,编写了卷积码的编码程序,用MATLAB仿真软件对TD-SCDMA通信系统中2种不同码率(1/2码率与1/3码率)的卷积编码的纠错性能进行验证,并且对信源序列经过卷积编码、QPSK调制、AWGN信道、解调以及Viterbi解码后的误码率进行仿真和分析。
论文内容
卷积编码器的原理
图(1)是码速率为1/2、约束长度为9的卷积编码器的结构框图。它有一个输入端,两个输出端,每次向编码器中移入一位码元。
图(2)是码速率为1/3、约束长度为9的卷积编码器的结构框图。它有一个输入端,三个输出端,每次向编码器中移入一位码元。
对于编码率为R=1/2的卷积码,
其编码矩阵为:G0 =561(八进制数),G1=753。
对于编码率为R=1/3的卷积码,
其编码矩阵为:G0=557(八进制数),G1=663,G2=711。
当码率为R=1/3时:
即,当码率为R=1/2时:
卷积编码纠错性能验证
随机输入一组序列,通过卷积编码器程序对所输入的序列进行编码,得到卷积码输出,再对这个卷积码进行噪声干扰,在实际通信系统中即相当于在空中传输过程中出现传输错误,出现误码,译码器接收到错误的码字进行解码,理论上按照Viterbi译码算法是可以回溯到原始的正确码字的,即原始的输入序列。现在用卷积编码器程序在MATLAB中对该实验进行仿真,验证译码是否正确,以得出是否有差错控制的功能,即卷积码是否可以实现差错控制。
设置编码器输入端:
随机输入序列:
coder_input=[1 0 1 1 0 1 0 0]
输入(2,1)卷积码的生成矩阵:
设置输入端个数:
k=1
通过仿真后的编码器输出结果如下:
当通信过程中遇到噪声干扰,就会出现误码。例如本次实验中将编码器输出序列的第一位、第五位、第十位和最后一位更改,得到加噪之后的序列,再将加噪序列送入Viterbi译码器程序进行译码输出。经过译码之后输出的序列理论上应该是原始的输入序列,若实际输出与输入序列相同,则验证成功。
编码器输出的卷积码序列:
channel_output=[1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0]
加了噪声之后的序列(被送到译码器中进行译码的序列):
channel_output=[0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1]
通过仿真后的解码器输出结果如下:
该序列与原始的输入序列coder_input=[1 0 1 1 0 1 0 0]相同,即还原到了原始的输入序列,达到了纠错的目的,验证成功。用同样的方法可以验证(3,1)卷积编码器的差错控制功能。
仿真通信系统模型
为了模拟实际通信系统,进行误码率分析,需要建立通信系统模型,仿真通信系统框图如下图所示。其中信源为随机输入的二进制码元,编码方式为卷积编码,信道为简单的加性高斯白噪声信道,即产生误码的原因。调制方式为QPSK调制,译码方式是采用了Viterbi算法的卷积码译码。
仿真通信系统框图模型
误码率分析
对卷积码译码误码率的分析离不开信噪比-误码率曲线图。该曲线图以信噪比(SNR)为横坐标,以误码率(BER)为纵坐标。信噪比是指信息功率与噪声功率的比值,单位是分贝(dB),即: