《宽带无线通信技术》第四次作业
姓名：王勤民 学号：200911260122
1. 试说明卷积编解码的工作原理。请用 Simulink 仿真卷积编码，并用 Viterbi
译码的方法进行解码，在加性白高斯噪声信道中，画出比特信噪比与误码率
的关系曲线。
答：卷积码是 1955 年由 Elias 等人提出的。对于一般的线性分组码是将 k 个信息比特
的序列通过固定的方式映射为 n 个信道输入的序列，一个码字的监督单元仅与本码组的 k
位信息码元有关，与其它码字的码元无关。为了达到一定的纠错能力和编码效率，分组码
的码组长度 n 通常都比较大。编译码时必须把整个信息码组存储起来，由此产生的延时随
着 n 的增加而线性增加。卷积码的特点在于本组的码元不仅与当有输入的 k 个信息有关，
而且还与前面 m 个时刻输入的信息有关。卷积码的纠错能力随着 m 的增加而增大，而差错
率随着 m 的增加而指数下降。在编码效率与设备复杂性相同的前提下，卷积码的性能优于
分组码。但卷积码没有分组码那样严密的数学分析手段，目前大多是通过计算机进行好码
的搜索。
卷积码编码器的一般结构形式如图 1 所示。它包括：一个由 N 段组成的输入移位寄存
器，每段有 k 个，共 Nk 个寄存器；一组 n 个模 2 和相加器，一个由 n 级组成的输出移位寄
存器。对应于每段 k 个比特的输入序列，输出 n 个比特。由图可以看到，n 个输出比特不仅
与当前的 k 个输入信息有关，还与前（N-1）k 个信息有关。通常将 N 称为约束长度。通常
把卷积码记为：（n，k，N），当 k=1 时，N-1 就是寄存器的个数。
图 1 卷积码编码器的一般结构形式
卷积码的译码方法可分为代数译码和概率译码两大类。代数译码方法完全基于它的代
数结构，也就是利用生成矩阵和监督矩阵来译码，在代数译码中最主要的方法就是大数逻
辑译码。概率译码比较常用的有两种，一种叫序列译码，另一种叫维特比译码法。虽然代
数译码所要求的设备简单，运算量小，但其译码性能（误码）要比概率译码方法
差许多。因此，目前在数字通信的前向纠错中广泛使用的是概率译码方法。
图 2 通过仿真描述了在加性白高斯噪声信道中，利用 Viterbi 译码的方法进行解码的卷
积码的性能。图 3，图 4 分别表示在 simulink 中各模块的搭建。其中图 4 表示进行软输出的
判决子模块。
- 1
- 2
前往页