基于matlab仿真BCC卷积码编解码_卷积编解码

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引言

实验流程

实验结果及分析

引言

本文的实验是在matlab上按照（2，1，7）卷积码编码后的数据加高斯白噪声，即模拟编码后的数据在信道中传输。然后观察在不同功率的加性高斯白噪声作用下，接收端接收到的不同信噪比的信号数据，再进行维特比算法解码，观察不同信噪比的信号其解码数据的误比特率，并且分析其结果。

实验流程

如图所示，为整个实验的主要代码流程图。首先，随机生成信息序列message,按照（2，1，7）卷积码、生成多项式为（133，171）方式对其进行编码。这其中，编码是利用matlab内置函数convenc来进行编码。然后模拟BPSK调制方式，对信息序列进行调制，即把0映射到1，把1映射到-1。然后对信息序列进行加噪处理。加的噪声为加性白噪声，使用的是awgn函数来加噪声。加噪声时，根据不同的信噪比来加不同功率的噪声，这次实验中，信噪比范围为-10dB到10dB，每次步进0.5dB。然后调用自己编写的维特比算法代码来进行解码。本次实验中，使用的是维特比算法软解码。加噪处理后，得到的数据为浮点型小数，直接对这数据进行解码操作，得到解码结果。最后根据解码结果与信息序列，计算其解码错误的比特数，最后拿错误比特数除总比特数，即得到误比特率。

实验结果及分析

本次实验中，一共随机生成100组数据，每组数据长度为100，对应每组数据，信噪比控制在-10dB到10dB内，每次步进0.5dB，对其进行加噪处理。因为噪声是随机是生成的，为了提高数据的稳定性，在同一数据、相同的信噪比下，进行了10次加噪解码操作。噪声通过影响接收端接收到的最终数据，使其远远偏离正确的数据，最终导致译码错误，如原本为-1的值，通过加性高斯白噪声后，在数值上更加接近1，这就容易导致译码出错。最后得到在不同信噪比情况下的误比特率的值。

如图所示，展示了实验中误比特率随信噪比的变化情况，可以看出在信噪比为3.5dB时，误码率已经下降到10-3以下。信噪比在-4dB到2dB时，随着信噪比的增加，误比特率下降的速率比较快。信噪比在-10dB到-4dB时，其误比特率比较高，并且是有一定的上下波动，不是单调区间。理论上来说，随着信噪比的提高，其误比特率会逐渐下降，但其存在上下波动，可能是由于不同信噪比下，所加噪声具有一定随机性，影响了解码结果。并且最高误码率为0.5左右，误码率不再提高的的原因，可能是与维特比是一种概率解码算法有关，其总是寻找概率最大、最可能的序列作为解码结果。