刺穿了卷积编码的

介绍

这个例子展示了模拟通信系统组成的一个随机二进制源,卷积编码器,BPSK调制器,加性高斯白噪声(AWGN)信道,和维特比译码器。的例子显示了如何运行模拟获取比特误码率(BER)曲线和比较这些曲线理论的束缚。

初始化

卷积编码和刺穿

创建comm.ConvolutionalEncoder系统对象和编码速率和约束长度7 1/2™。这个编码器以比特符号作为输入,并生成2比特符号作为输出。如果你认为3-bit消息作为输入,然后编码器将生成6-bit码字输出。

convEncoder = comm.ConvolutionalEncoder (poly2trellis (7 (171 133)));

指定一个穿刺模式创建一个利率3/4代码从之前的利率1/2代码使用穿刺模式向量[1;1,0,1,1,0]。穿刺的模式向量显示在位置1,2,4和5是传播,而职位3和6 0表明位穿刺或删除的传输信号。刺穿的效果是,现在,每一个3位的输入,刺穿了代码生成的4位的输出(相对于前6位产生刺穿)。这将导致利率3/4的代码。在这个例子中,穿刺模式向量的长度必须是一个整数倍数6因为3-bit输入转换为6-bit输出率1/2卷积编码器。

设置所需的穿刺模式卷积编码器的系统对象,hConvEnc,设置PuncturePatternSource财产财产和PuncturePattern财产[1;1,0,1,1,0]。

convEncoder。PuncturePatternSource =“属性”;convEncoder。PuncturePattern = [1; 1, 0, 1, 1, 0];

调制器和通道

初始化一个调制顺序变量,米2传输编码数据通过通道使用二进制相移键控调制。

M = 2;

创建一个comm.AWGNChannel系统对象。设置NoiseMethod房地产的渠道信号噪声比(Eb /不)指定使用能源的噪音水平每一点噪声功率谱密度比(Eb /不)。在运行模拟时,测试不同的值的编码系统Eb /不通过改变比例EbNo通道对象的属性。BPSK调制器产生单位功率的输出信号;设置SignalPower属性1瓦特。系统是在符号率;设置SamplesPerSymbol属性为1。

频道= comm.AWGNChannel (…NoiseMethod =信号噪声比(Eb /不)”,…SignalPower = 1,…SamplesPerSymbol = 1);

维特比解码与Depuncturing

配置一个comm.ViterbiDecoder系统对象所以解码穿刺代码指定的卷积编码器。这个例子假定unquantized维特比译码器的输入,所以设置InputFormat财产Unquantized。

vitDecoder = comm.ViterbiDecoder (…poly2trellis(7, 133年[171]),…InputFormat =“Unquantized”);

一般来说,穿刺模式向量使用卷积编码器和维特比译码器必须相同。指定穿刺模式,设置PuncturePatternSource财产财产。设置PuncturePattern属性相同的穿刺模式向量使用卷积编码器。

因为刺破位不传播,没有信息表明他们的价值观。因此,解码过程忽略了它们。

vitDecoder。PuncturePatternSource =“属性”;vitDecoder。PuncturePattern = convEncoder.PuncturePattern;

为1/2码率没有刺穿,你通常设置的回溯深度值接近40岁的维特比译码器。解码爆代码需要更高的价值,为了给解码器足够的数据来解决穿刺引入的不确定性。这个示例使用回溯的深度96。设置这个值使用TraceBackDepth财产。

vitDecoder。TracebackDepth = 96;

计算出错率

创建一个comm.ErrorRate计算器系统对象比较解码位原始传输位。出错率计算器对象的输出是一个三元素向量包含计算比特误码率(BER),观察到的数量错误,和处理的比特数。维特比译码器创建了一个延迟输出解码比特流等于回溯长度。考虑到这种延迟设置ReceiveDelay属性出错率计算器系统的对象到96。

errorCalc = comm.ErrorRate (…ReceiveDelay = vitDecoder.TracebackDepth);

流处理循环

分析戳破了编码系统的误码性能不同的噪音水平。

未编码的和编码Eb /不比率值

一般来说,测量系统的性能根据能源每一点的值噪声功率谱密度比(Eb /不)可以在信道编码器的输入。这样做的原因是,这个量是直接控制的系统工程师。分析编码系统的性能对Eb / 2和5分贝之间没有值。

EbNoEncoderInput = 2:0.5:5;在dB %

信号进入AWGN信道的编码信号。把Eb /没有值,这样他们对应的能量比在编码器的输出。如果你输入三位编码器和获得四位输出,然后给出的能量关系3/4率如下:

EbNoEncoderOutput = EbNoEncoderInput + 10 * log10 (3/4);

模拟循环

得到的误码率性能结果,通过通信系统传输帧的3000位。对于每个Eb /没有值,停止模拟到达特定数量的错误或传输。提高结果的准确性,增加目标数量的错误或传输的最大数量。

frameLength = 3000;% 3的倍数这个值必须是一个整数targetErrors = 300;maxNumTx = 5 e6;

分配内存来存储结果,然后循环通过Eb /不编码值。仿真需要几秒钟才能完成。

BERVec = 0(3、长度(EbNoEncoderOutput));为n = 1:长度(EbNoEncoderOutput)重置(errorCalc)重置(convEncoder)重置(vitDecoder)通道。EbNo = EbNoEncoderOutput (n);而(BERVec (2 n) < targetErrors) & & (BERVec (n) < maxNumTx)数据=兰迪([0 1]frameLength 1);%生成二进制帧%卷积编码数据encData = convEncoder(数据);%调制编码数据modData = pskmod (encData 2);%通过通过AWGN信道调制信号channelOutput =通道(modData);%通过真正的通道的一部分% unquantized复杂的输出%维特比译码器的输入。decData = vitDecoder(真正的(channelOutput));%计算和误差积累BERVec (:, n) = errorCalc(数据,decData);结束结束

比较结果的理论曲线

我们比较仿真结果使用比特错误概率的近似值开往被刺破代码按[1]。以下命令计算近似值的绑定使用前七的Eb /没有值的总和2:0.5:5。表2中的值用于nerr [2]。

dist = 11;nerr = [42 201 1492 10469 62935 379644 2253373];codeRate = 3/4;绑定=…nerr *(1/6) *误差补函数(√codeRate * (10.0。^ ((2: .02:5) / 10)) * dist))的;

阴谋的结果。如果目标数量的错误或模拟传输您指定的最大数量太小,曲线拟合的算法可能会失败。

berfit (EbNoEncoderInput BERVec (1:));%曲线拟结果持有在;semilogy((2: .02:5)绑定,‘g’);%的理论结果传奇(…“经验系统”,…“适合模拟系统”,…理论一定误码率的)轴(6 10 ^ 5 1 [1])

在某些情况下,以较低的误比特率,仿真结果显示出错率略高于绑定。结果模拟方差(如果少于500位观察错误)或从有限回溯深度解码器。

总结

我们利用几个系统对象来模拟通信系统卷积编码和刺穿。我们模拟了系统获得BER性能与不同的Eb /不比率值。结果比理论界限的误码率。

选定的参考书目