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理工大学学士学位论文

摘 要

本文通过对数字通信的各种信道编码方式、差错控制的类型以及差错控制编码分类进行总结和分析，根据各种常用信道编码的比特差错率和码字差错率之间关系的差异，得出了差错控制编码对数字通信系统可靠性影响的定量计算结果。

本文介绍了线性分组码、循环码和卷积码的相关内容，运用SystemView软件对差错控制编码系统进行了模型构建、系统设计、仿真演示、结果显示、误差分析以及综合性能分析。本文探讨了在SystemView语言环境下差错控制系统仿真的设计和实现。根据差错控制系统的理论基础结合SystemView软件包实现对控制系统的建模，并结合SystemView仿真达到差错控制的目的。通过对仿真结果的分析我们得知，如果对信息码进行差错控制，误码率会大大降低。

关键词：差错控制编码；SystemView仿真；误码率

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Abstract

By making a summary and analysis about various channel coding system, and the type and coding specification of error control, the thesis draws quantitative calculation results about the impact of error control coding on the digital communication system reliability, according to differences between various common coding bit error rate and code word error rate.

The thesis introduces the linear block code, cyclic code and convolution code, as well as their related content. Error control coding system is analyzed by SystemView in model building, system design, simulation demonstration, results display, error analysis and comprehensive performance. It discusses error control system’s design and implementation of simulation in SystemView language environment. According to the theoretical basis of error control system, combining with SystemView software package, it achieves modeling of control system. What’s more, it achieves the purpose of error control, combining with simulation of SystemView. We can conclude from the analysis of simulation results that if information code is conducted by error control, bit error control will be greatly reduced.

Keywords：Error control coding；SystemView Simulation；bit error control

II

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目 录

1 绪论 ...................................................................................................................................... 1

1.1 课题背景 ................................................................................................................... 1 1.2 差错控制编码研究意义及现状 ............................................................................... 1 1.3 本课题研究的主要内容 ........................................................................................... 1 2 SystemView介绍 ................................................................................................................. 3

2.1 SystemView概述 ...................................................................................................... 3 2.2 SystemView简介 ...................................................................................................... 4 2.3 设计窗口 ................................................................................................................... 5 2.4 分析窗口 ................................................................................................................... 6 3差错控制编码技术原理 ......................................................................................................... 8

3.1 差错控制编码基本原理 ........................................................................................... 8 3.2 错误类型 ................................................................................................................... 8 3.3 差错控制的基本方式 ............................................................................................... 9 3.4 信道编码的基本原理 ............................................................................................. 10 3.5 几种简单的编码 ..................................................................................................... 11 4 差错控制编码的仿真 ........................................................................................................ 13

4.1 线性分组码 ............................................................................................................. 13

4.1.1 线性分组码的基本概念 .............................................................................. 13 4.1.2 (7，4)汉明码的编译及其SystemView仿真 ............................................. 15 4.2 循环码 ..................................................................................................................... 18

4.2.1 循环码的概念 .............................................................................................. 18 4.2.2 循环码的生成矩阵 ...................................................................................... 18 4.2.3 循环码的编码方法 ...................................................................................... 19 4.2.4 循环码的解码方法 ...................................................................................... 19 4.3 BCH编码 ................................................................................................................ 20

4.3.1 本原循环码 .................................................................................................. 20 4.3.2 BCH码的编译码 ......................................................................................... 20 4.3.3 BCH码的SystemView仿真 ....................................................................... 21

III

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4.3.4 RS码 ............................................................................................................ 23 4.4 交织码 ..................................................................................................................... 27 4.5 卷积码 ..................................................................................................................... 30

4.5.1 卷积码简介 .................................................................................................. 30 4.5.2 卷积码编译码的仿真 .................................................................................. 30

参考文献 .................................................................................................................................. 34 结 论 ........................................................................................................................................ 32 致 谢 ........................................................................................................................................ 34 附 录 ........................................................................................................................................ 35

附录A 英文原文 .......................................................................................................... 36 附录B 中文翻译 .......................................................................................................... 44

IV

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1 绪论

1.1 课题背景

作为21世纪信息工程领域中的特色，数字通信技术必将在新世纪中发挥重要作用。从发展的眼光看，数字通信技术领域的发展会越来越快，而且该技术领域中的技术向其他领域的渗透也呈现出加速趋势。

近些年来，通信增值业务得到迅速发展，保证通信中较低信噪比情况下的数据无误传输，提高通信的有效性和可靠性显得越来越重要。各种数字通信系统已广泛用于我们的生产生活中。然而数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏。接收端收到后可能发生错误判决。由乘性干扰引起的码间串扰，可以采用均衡的办法纠正。而加性干扰的影响则需要用其它办法解决。

1.2 差错控制编码研究意义及现状

目前，利用差错控制技术降低各类数字通信系统以及计算机存储和计算系统中的误码率，提高通信质量，在西方国家中已经作为一门标准技术而广泛应用，而且差错控制技术还应用于超大规模集成电路中，以提高集成电路芯片的成品率，不仅如此，差错控制技术中的许多译码思想和方法，可以解决神经网络中的一些问题，差错控制技术方兴未艾，当然差错控制技术还存在一些现实的问题，以目前世界范围内研究最热门的随机码为例，由于随机码的算法非常复杂，随机性的可靠度不高，随即交织器的实现难度大，使随机码在通信系统中应用存在成本过高，稳定性不够，无法大规模的普及等问题，而此类问题正是国际研究的热点方向，有待在今后的研究中进一步加以解决。

在设计数字通信系统时，应该首先从合理选择调制制度、解调方法以及发送功率等方面考虑，使加性干扰不足以影响达到误码率的要求。在仍不能满足要求时，就要考虑差错控制措施了，这就是我们研究差错控制技术的意义所在。

1.3 本课题研究的主要内容

在数字通信系统中,信号在传输过程时，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏，接收端收到后可能发生错误判断。差错控制技术主要有以下四种：检错重发、前向纠错、反馈检验和检错删除。实际中，为了提高信息传输可靠性,广泛使用了具有一定纠错能

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