通信系统课程设计—基于FSK的信道编码性能分析

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1、通信系统课程设计基于 FSK 的信道编码性能分析 1 / 16 通信系统课程设计通信系统课程设计 实验实验报告报告 目录目录 摘要： 2 1、课程设计目的 .2 2、课程设计时间 .3 3、课程设计环境 .3 4、课程设计要求 .3 5、设计内容.4 5.1、系统框图设计 .4 5.2、模块设计.4 6、仿真结果及分析 7 6.1、FSK 调制解调分析 .7 6.2、相同信道环境下三种信道编码方式性能分析.9 6.3、不同信道环境下三种信道编码方式性能分析. 11 7、实验中遇到的问题及解决方法 13 8、实验心得与体会 14 9、总结 16 通信系统课程设计基于 FSK 的信道编码性能分析

2、2 / 16 摘要： 数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，通 过信道编码对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能 力，可极大地避免码流传送中误码的发生。 在 MATLAB 平台上进行通信系统仿真，通过不同信道编码方式在不同信道 环境下的性能比较，分析不同编码方式的性能表现及对不同信道的适应情况，分 析不同信道下最优的信道编码方式。 信道编码方式为 7-4 汉明码、交织码、卷积码，信道为：加性高斯白噪声信 道（AWGN Channel）和突发错误信道，调制方式采用 FSK 调制方式。 关键词：关键词： 信道编码 汉明码 交织码 卷积码 AWGN 信道

3、 突发错误信道 FSK 1、课程设计目的 数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从 而使接收端产生图像跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一 环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可 极大地避免码流传送中误码的发生。 信道编码的目的是为了改善数字通信系统的 传输质量。 加性高斯白噪声 AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最基本的噪声与 干扰模型。它的幅度分布服从高斯分布，而功率谱密度是均匀分布的。 在有记忆信道中， 噪声、 干扰的影响往往是前后相关的， 错误是成串出现的， 一般在编码中称这

4、类信道为突发差错信道。实际的衰落信道、码间干扰信道均属 于这类信道。 基于对此的学习和认识，我们设计了此仿真程序，在高斯信道和突发差错信 道下，对信源进行不同方式的信道编码，然后对信号进行 FSK 方式调制，通过信 道进行传输，在接收端解调和译码，分析比较同一信道环境不同编码方式的信噪 比-误码率曲线和同一编码方式不同信道环境的信噪比-误码率曲线， 来分析不同 通信系统课程设计基于 FSK 的信道编码性能分析 3 / 16 编码方式下的系统传输性能， 得出不同编码方式的性能优劣及适用信道情况的结 论。我们希望通过此系统设计，加深我们对于信道编码的认识，理解信道性能及 特点，学习 FSK 调试解

5、调方式及原理，熟悉在 MATLAB 仿真平台上对通信系统的 搭建，进一步熟悉通信系统的整体结构。 本仿真系统共涉及三种常用的信道编码方式： 7-4 汉明码、 交织码和卷积码， 信道模型采用加性高斯白噪声信道（AWGN Channel）和突发差错信道，调制方式 采用 FSK 调制方式。 2、课程设计时间 4 月 10 日5 月 30 日 3、课程设计环境 MATLAB 平台 4、课程设计要求 设计一个通信系统， 完成从信源到信宿的整个仿真过程， 编程实现信源模块、 信道编码模块、FSK 调制模块、信道仿真模块、FSK 解码模块、信道解码模块、 性能分析模块。其中信道编码方式分别采用 7-4 汉明

6、码、交织码、卷积码，信道 分别采用加性高斯白噪声信道（AWGN Channel） 、突发错误信道。要求可以实现 仿真信息可以从发送到接收的整个传输过程， 通过分析比较同一信道环境不同编 码方式的信噪比-误码率曲线和同一编码方式不同信道环境的信噪比-误码率曲 线来分析三种信道编码方式的性能，得出实验结论。 通信系统课程设计基于 FSK 的信道编码性能分析 4 / 16 5、设计内容 5.1、系统框图设计 基于 FSK 的信道编码性能分析实验仿真系统的程序框图如图 1 所示： 图 1 基于 FSK 的信道编码性能分析实验仿真系统的程序框图 5.2、模块设计 本程序采取模块化设计，分为以下几个模块： 5.2.1、信源模块 产生随机的二进制数字序列； 5.2.2、信道编码模块 5.2.2.1、7-4 汉明码编码模块 对信源产生的二进制数字序列进行 7-4 汉明编码， 输出要传送的二进制数字 序列； 5.2.2.2、交织码编码模块 对信源产生的二进制数字序列进行交织编码，输出要传送的二进制数字序 列； (1)循环码编码子函数 信源 信道编码 FSK 调制 信道 FSK 解调 信道