卷积码编译码的Matlab仿真及其性能研究.doc

卷积码编译码的Matlab仿真及其性能研究摘要:提出了一种(2,1,7)卷积编码及其维特比(Viterbi)译码的软件实现方案,在Matlab环境中应用软件技术实现了(2,1,7)卷积码的Viterbi译码器功能。测试证明,该Viterbi译码算法在低信噪比下的误码率仍能达到10-6。关键词:卷积编码;维特比译码;Matlab 中图分类号:TP314文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0878-02 TheSimulationandCapabilityStudyofConvolutionalCodeEncodingandDecoding WUYa-ting (puterScienceandInformation,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China) Abstract:Asoftwareschemeof(2,1,7)convolutionalcodingandViterbidecodingtechnologyispresented,whichimplementsViterbidecoderfunctionof(2,1,7),theBER(BitErrorRate)ofViterbialgorithmcanstillreach10-6inthelowSNR(Signal-to-NoiseRatio). Keywords:convolutionalcoding;viterbidecoding;matlab 卷积码是由Elias于1955年提出的。卷积码在编码过程中,将一个码组中r个监督码与信息元的相关性从本码组扩展到以前若干段时刻的码组,在译码时不仅从此时刻收到的码组中提取译码信息,而且还可从与监督码相关的各码组中提取有用的译码信息。无论从理论上还是实际上均已证明卷积码的性能至少不比分组码差,且实现最佳和准最佳译码也较分组码容易。本文所要讨论的(2,1,7)卷积码是目前国际卫星通信和其它通信系统中广泛使用的一种标准卷积码,也是国际空间数据系统协调委员会正式推荐作为遥测信道编码标准的两种编码方式之一。卷积码译码器的设计是由高性能的复杂译码器开始的。1967年由维特比(Viterbi)提出的Viterbi译码算法,是基于码的网图基础上的一种最大似然译码算法,是一种最佳的概率译码方法。当编码约束度不太大(小于等于10)或者误码率要求不太高(约10-5)时,它的设备比较简单,用硬件译码计算速度快。本文将给出一种用软件实现(2,1,7)卷积码的Viterbi译码算法的设计方法。 1(2,1,7)卷积编码(2,1,7)卷积码的k=1,n=2,N=7,该码的生成多项式为(171,133),自由距离d=10,其编码器结构如图1所示。该卷积编码结构包括6个移位寄存器,即m=6,所以编码器的状态数有2m=64。设状态为S0,S1,…,S63,若用十进制表示,则可记为Si=i;若用二进制表示,可以写为Si=b1b2b3b4b5b6,bi=0或1。因为k0=1,所以每个状态都可以通过两种不同状态在输入相同的信息元后转移而来,同时在输入不同的信息元后转移到另外两种不同的状态,状态之间的转化关系是固定不变的。假设状态Si=b1b