BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析.docx
- 文档编号:30692847
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:227.26KB
BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析.docx
《BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析
BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析
学生姓名:
指导老师:
摘要:
本课程设计主要为了进一步理解BCH编码原理和解码原理,并通过MATLAB系统软件来实现对BCH编码与解码,且通过对各个元件的参数进行不同的设置,来观察示波器的波形与误码率并分析BCH的性能。
在课程设计中,我们将用到MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台。
在熟悉Simulink的工作环境下,构建BCH编码器及解码器模块,对随机信号进行BCH编码,解码,观察比较随机信号和BCH解码后信号。
关键词:
MATLAB;BCH解码器;误码率;
1引言
1.1课程设计目的
通过本课程的学习,我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学有关BCH编码的基本概念,基本理论和基本方法,而且能锻炼我们今后分析问题和解决问题的能力;同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养,为今后参加科学研究工作打下良好的基础。
1.2课程设计内容
在MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,才考通信原理教材有关BCH编码的原理电路,依据原理图设计出通信电路图。
在仿真平台中构造BCH编码的通信仿真电路图并不断调试知道通过。
在仿真图中加入编码率与量化纠错来理解设计目的。
1.3课程设计要求
1)熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉BCH编码与解码原理,构建BCH编码与解码电路图.
2)对模拟信号进行BCH编码,将编码后的信号输入信道再进行BCH解码,还原出原信号.建立仿真模型,分析仿真波形.
3)在编码与解码电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解码后波形,分析噪声对系统造成的影响。
4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
2BCH编码及解码原理
在以前提出的许多纠正随机错误的码中,BCH码是至今用得最广泛和很多有效地一种码。
BCH码是以发明这种子码的三个人的名字“Bose—chaudhuri—hocguenghem”来命名的。
由循环码可知,只要找到循环码的生成多项式g(x),则该码的编码问题就解决了。
但是,在系统设计中常是在给定纠正随即错误个数的条件下来寻找生成多项式g(x),从而得到满足抗干扰性能要求的码。
BCH码就是为了解决这个问题而发展起来的一类纠正多个随即错误的循环码,而且该码的编码也较容易实现。
BCH码分为两类,即本原BCH码,本原BCH码的码长为Nn=2m-1,它是生成多项式g(x)中含有的最高次数为m次的本原多项式;非本原BCH码的码长n是2m-1的一个因子它的生成多项式g(x)中不含有最高次数为m的多项式。
对于正整数m=3和t 码长n=2m-1,监督位数r 由下面所列的循环码生成多项式g(x)产生的码,是一个能纠正t个错误的BCH码。 g(x)=LCM[m1(x),m3(x),……..m2t-1(x)] 式中t---------可纠正的错误个数; Mi(x)-----最小多项式; LCM()----指取括号内所有多项式的最小公倍数。 3模块设计与仿真图形分析 3.1Simulink的工作环境熟悉 建立一个很小的系统,用示波器观察正弦信号的平方的波形,如图1所示。 系统中所需的模块: 正弦波模块,示波器模块,乘法器; 图1正弦波仿真电路图 正弦波参数设置如图2所示。 图2正弦波参数设置 系统内的示波器所显示的波形如图3所示。 图3单正弦波与平方波的对比 结论: 两正弦波的叠加之后的周期是原周期的1/2,频度是原来的2倍。 3.2无干扰信号的BCH编码与解码 (1)无干扰信号的BCH编码与解码仿真原理图 无干扰信号的BCH编码与解码仿真电路图如图4 此系统所用仿真电路模块有: 随机信号模块,BCH编码器模块,BCH解码器模块,Buffer模块,示波器模块。 随机信号模块用于发出源信号,示波器用于观察波形。 图4无干扰信号的BCH编码与解码仿真模拟电路图 (2)系统所用模块参数设置 随机信号模块的参数设置: M-arynumber是设置源信号的几进制信号设 置为二进制信号,Sampletime抽样时间为0.2S,Sampleperframe是输入信息码为1。 图5随机信号的参数设置 BCH编码器的参数设置: N=15,K=5如图6所示。 图6BCH编码器的参数设置 BCH解码器的参数设置: N=15,K=5,如图7所示。 图7BCH解码器的参数设置 Buffer的参数设置: 如图8所示。 图8Buffer的参数设置 示波器的参数设置: 示波器的接口有两个,时间范围是10,如图9所示。 图9示波器的参数设置 用示波器观察随机信号的图形与进行BCH编码与解码后的图形如图10所示。 图10随机信号的图形与BCH编码与解码后的图形对 结论: 不加任何干扰信号的源随机信号的图形与进行BCH编码与解码后的图形是一致的。 3.3有干扰信号的BCH编码与解码 (1)有干扰信号的BCH编码与解码仿真模拟电路图 有干扰信号的BCH编码与解码仿真模拟电路图如图11所示 此系统所用模拟电路模块: 随机信号模块,BCH编码器模块,BCH解码器模块,Buffer模块,示波器模块,Error模块,Display模块,二进制对称信道。 图11有干扰信号的BCH编码与解码仿真模拟电路图 (2)系统所用模块的参数设置 随机信号的参数设置: 二进制信号,抽样时间0.2S,输出信息码长5。 如图5所示。 BCH编码器的参数设置: N=15,K=5.如图6所示。 BCH解码器的参数设置: N=15,K=5如图7所示。 Buffer的参数设置: 如图8所示。 Error的参数设置: 时延5,打开一个接口如图12所示。 图12Error的参数设置 Display的参数设置如图13所示。 图13Display的参数设置 二进制噪声参数设置如图14所示。 图14二进制噪声参数设置 加入二进制噪声错误率为0.1的各波形图如图15所示。 图15由上到下波形所表示为: 1.BCH编码与解码后的波形。 2.原随机信号的波形。 3.加入二进制噪声的波形。 图15加入二进制噪声错误率为0.1的各波形 二进制噪声为0.1时的误码率如图16所示。 图16Display数据显示图 二进制噪声参数设置错误率为0.3时如图17所示。 图17二进制噪声设置参数 加入二进制噪声错误率为0.3时波形图如图18所示。 图18加入二进制噪声为0.3的各波形图 二进制错误率为0.3的误码率如图19所示。 图19Display数据显示图 结论: 在编码器和解码器模块间加上二进制噪声模块模拟信号在信道中的传输有干涉,所以就有了误码率而且不小,并且随着错误率的增大误码率增大。 4结束语 通过本次课程设计,我们主要了解了随机信号二进制的BCH编码与解码原理,特别是BCH编码与解码的MATLAB实现与解调性能分析,把先修的一系列课程的内容应用到课程设计中来,进一步巩固和复习通信原理,MATLAB等课程,以达到融会贯通的目的。 为了学习计算机网络和数据通信,多媒体技术等课程打下了坚实的基础。 运用学习成果把课堂上学到的系统化的理论知识,尝试的应用于实际工作,并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建设和设想,检验学习成果,看一看课堂学习与实际工作到底多大距离,并通过综合分析,找出学习中的不足,以便为完善学习计划,更便学习内容与方法提供实践依据。 经过了近十天的努力,课程设计终于做完了。 要感谢一直陪伴着我完成整个课程设计的指导老师,认真给我们答疑解惑,给我们指导。 在完成课程设计的过程中,我的收获很大,不仅仅对自己所学专业知识加深了了解,同时还熟练地掌握了MATLAB和WORD软件的操作,而且还锻炼了我自己单独处理问题的能力,这次设计涉及以往所学的只是相对来说比较多,每一步都得用原有的知识来解决,这让我对书本上的知识有了更深的认识与了解,并培养了我的动手能力与自学能力。 在这么多天里,我遇到了很多不能按自己知识来解决的问题,但这些问题在老师的指导和同学们的帮助下我都一一的攻克了。 这次课程设计的过程中,最让我棘手的就是误码率开始的时候总是那么的大,让我无从下手,后来经过我反复的操作和对一些书籍的查找终于找到了解决的方法,原来是设置参数的问题,参数设置的不精确,其实参数的设置是这次课程设计中很头疼的一个问题,也是很多同学设计遇到的难点,其实一切事情都没有想象中的那么难,重要的是要敢于尝试,认为难主要的是对原理的不了解,要是搞懂了理论以及传送的流程,设置参数也挺简单的,就这样,经过自己的摸索和一些同学的帮助,我很快的解决了自己与到的问题。 。 此次课程设计让我看到了自己的缺点和不足,其实自己要学的东西真的是太多太多了,以前总是看问题太片面,认为自己什么都懂似的,但真的实践起来才知道原来什么都不是很懂,有点眼高手低,这次课程设计让我明白了学习知识是一个长期积累的过程,明白了学无止境的道理,因此,在以后的学习和工作中我都应该不断的学习,努力提高自己的综合素质。 最后还要感谢指导我们的蔡老师,在您的帮助下我的课程设计才能够成功的完成,谢谢! ! 老师! 参考文献 【1】曹志刚,钱亚生,现代通信原理,清华大学出版社,1992 【2】青松,程岱松,武建华,数字通信系统的SystemView仿真与分析,北京航空航天大学出版社,2001 【3】桑林,郝建军,刘丹,数字通信,北京邮电大学出版社,2002 【4】苗云长等主编,现代通信原理及应用。 电子工业出版社,2005 【5】吴伟铃,庞沁华,通信原理,北京邮电大学出版社,2005 【6】张圣勤,MATLAB7.0实用教程,机器工业出版社,2006 【7】邵玉斌,Matlab/Simulink通信原理建模与仿真实例分析,清华大学出版社,2008 【8】樊昌信,曹丽娜,通信原理,国防工业出版社,2008
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- BCH 编码器 解码器 MATLAB 实现 性能 分析