AWGN信道下线性分组码性能研究与仿真
awgn信道中2askbpskbfsk的仿真分析
AWGN信道中2ASK/2FSK/BPSK 信号的误码率性能仿真课程名称《现代通信导论》学生班级英才实验学院学生姓名何萌学生学号 2指导老师武刚小组成员何萌、高铭业一、实验目的及主要内容1.1实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、BPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、BPSK相应的误码率统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系，及对信噪比的正确认识。
1.2实验内容设定噪声为高斯白噪声，对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计，并与理论值进行比较，以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。
二、实验原理2ASK：有两种解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。
其中包络检波法不需相干载波，利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点，取出其包络，经抽样判决即可恢复数码。
相干解调需要与相干载波相乘。
2FSK：常用的解调方法：非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。
将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。
其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小，可以不专门设置门限。
判决规则应与调制规则相呼应。
例如,若调制时规定“1”对应载频f1，则接收时应规定：上支路样值>下支路样值判为1，反之则判为0.。
BPSK：该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变，通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”，所以2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。
解调时必须有与此同频同相的同步载波。
而2PSK 信号是抑制载波的双边带信号，不存在载频分量，因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。
只有采用非线性变换，才能产生新的频率分量。
三、仿真过程设计及问题讨论本次仿真通过编写m文件分别对2ASK、2FSK、BPSK的调制解调过程进行简单的实现，同时在实际仿真的编写过程中遇到了两种不同判决的选用的问题及对信噪比的理解问题，下面将会详细讲诉。
AWGN信道中不同调制方式的仿真--课设报告
程设计报告姓名：xx _____________学号：_______班级：___________院系：信息与电气工程学院专业：___________ 、课程设计目的及内容1.1 、课程设计的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的有关PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们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，为今后参加科学工作打下良好的基础。
本课程设计主要研究AWGN言道中不同调制方式的仿真。
通过完成本课题的设计，拟达到以下目的：1．学习如何利用计算机仿真方法和技术对通信系统的理论知识进行验证，并学会搭建简单的系统模型；2．掌握MATLAB 的基础知识，熟悉MATLAB 进行通信系统仿真中各个常用模块的使用方法；3．通过系统仿真加深对通信课程理论知识的理解。
通过该课题的设计与仿真，可以提高学生综合应用所学基础知识的能力和计算机编程的能力，为今后的学习和工作积累经验1.2 课程设计的内容1：AWGN信道中不同调制方式的仿真1) 产生速率可调的数字基带数据，用其对可调的载波分别进行BPSK,QPSK,4QAM,16QAM调制，已调信号通过高斯白噪声通道，在接收端进行解调，恢复原始基带数据。
2) 画出上述过程中每一点的波形3) 画出不同调制方式下的信噪比，误码率曲线和星座图，并进行比较4) 将理论计算和仿真系统的结果进行对比5) 设计GUI界面展示本人工作6) 可参考但不允许抄袭网上的程序2:高斯白噪声信道CDMA性能仿真1 ：利用m 序列产生扩频码，对用户产生的速率可调数字基带数据进行扩频；、2:无需射频调制，仅需考虑基带BPSK调制；3:多个用户的扩频信号经AWGN信道到达接收端，实现用户数据相关检查；4：用户数，扩频增益可调；5：画出不同扩频增益、用户数情况下的信噪比、误码率曲线；二：BPSK仿真设计1：相移键控系统概述相移键控是目前扩频系统中大量使用的调制方式，也是和扩频技术结合最成熟的调制技术，原则上看是一种线性调制。
AWGN信道设计与仿真
天津理工大学《扩频通信》实验报告AWGN信道设计与仿真姓名：***学号： *********一、实验目的1、通过实验更加清楚的了解加性高斯白噪声信道（AWGN ）的产生与特性。
2、观察信号通过AWGN 信道后信号的变化。
二、 实验原理高斯白噪声是一种随机过程而且服从高斯分布，因此可以利用MATLAB 中提供的函数randn 得到正态分布的随机数作为AWGN 信道产生的干扰。
AWGN 信道的“加性”特性因其满足可加性，所以可以直接用合成序列加上加高斯白噪声，这样就得到了有噪信号，这样的波形就相当于传输信号通过了AWGN 信道之后输出的波形。
三、 仿真结果-1012345678I 路序列-1012345678Q 路序列图1 I 路和Q 路信号-1012345678-1-0.500.51合成序列-1012345678-1-0.500.51加高斯噪声后的波形图2 合成序列和加入高斯噪声之后的波形图四、 源程序clear allclose allt=[-1:0.01:7-0.01];tt=length(t);x1=ones(1,800);for i=1:ttif (t(i)>=-1 & t(i)<=1) | (t(i)>=5& t(i)<=7);x1(i)=1;else x1(i)=-1;endendt1=[0:0.01:8-0.01];t2=0:0.01:7-0.01;t3=-1:0.01:7.1-0.01;t4=0:0.01:8.1-0.01;tt1=length(t1);x2=ones(1,800);for i=1:tt1if (t1(i)>=0 & t1(i)<=2) | (t1(i)>=4& t1(i)<=8);x2(i)=1;else x2(i)=-1;endendf=0:0.1:1;xrc=0.5+0.5*cos(pi*f);y1=conv(x1,xrc)/5.5;y2=conv(x2,xrc)/5.5;n0=randn(size(t2));f1=1;i=x1.*cos(2*pi*f1*t);q=x2.*sin(2*pi*f1*t1);I=i(101:800);Q=q(1:700);QPSK=sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q;QPSK_n=(sqrt(1/2).*I+sqrt(1/2).*Q)+n0;n1=randn(size(t2));i_rc=y1.*cos(2*pi*f1*t3);q_rc=y2.*sin(2*pi*f1*t4);I_rc=i_rc(101:800);Q_rc=q_rc(1:700);QPSK_rc=(sqrt(1/2).*I_rc+sqrt(1/2).*Q_rc);QPSK_rc_n1=QPSK_rc+n1;figure(1)subplot(4,1,1);plot(t3,i_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('I路序列');subplot(4,1,2);plot(t4,q_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('Q路序列');subplot(4,1,3);plot(t2,QPSK_rc);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('合成序列');subplot(4,1,4);plot(t2,QPSK_rc_n1);axis([-1 8 -1 1]);ylabel('加高斯噪声后的波形');。
AWGN信道上Rateless Code的研究的开题报告
AWGN信道上Rateless Code的研究的开题报告
标题：AWGN信道上Rateless Code的研究
研究背景和目的：
在现实通信系统中，信道噪声和干扰是极为普遍的挑战。
信道编码是提高通信可靠性和容忍程度的关键技术之一。
Rateless Code是一种使用类似于分布式算法的方法，通过增量式的码字添加来实现通信的可靠性。
在AWGN信道上，Rateless Code已经被广泛研究并应用于各种通信系统中。
本研究的目的在于深入探究AWGN信道上Rateless Code的理论和实现方法，并通过仿真实验进行验证和分析，为实际通信系统的性能优化提供支持。
研究内容和方法：
在本次研究中，我们将开展以下内容和方法：
1. 研究AWGN信道和Rateless Code理论，探究其工作原理和优势。
2. 设计并实现一种基于Rateless Code的传输系统，包括编码器和解码器。
3. 进行仿真实验，分析在不同信噪比下传输系统的可靠性和抗干扰能力，并与其他编码方法进行比较。
4. 对仿真实验结果进行分析和总结，为实际通信系统的应用提供优化建议。
预期成果和意义：
本次研究预计得到以下成果和意义：
1. 具备对AWGN信道和Rateless Code的深入理解和应用能力，有利于各类通信系统的设计和优化。
2. 设计和实现一种基于Rateless Code的传输系统，为提高通信可靠性和容忍程度提供借鉴。
3. 分析和总结仿真实验结果，为实际通信系统的应用提供优化建议和指导。
AWGN 信道下QPSK 信号SNR 似然估计方法分析与仿真
噪声的条件， 系统成型滤波器和匹配滤波器均为 均方根升余弦（RRC）滤波器。考查估计点数为 N，信源序列 ak 为 QPSK 调制信号。 经采样后的信息序列为
SNR
A2 2
（ 7）
所以信噪比的估计问题就转化为如何估计出系 （ 1） 数 A 和 。
mn ak hn N
k
其 中 ， hk ， k {( K 1) / 2,..., 1, 0,1,...,
（6）
1 N (mik rik mqk rqk )]2 2N k1 N 1 1 N (rik2 rqk 2 ) [ (mikrik mqk rqk )]2 2N k1 2N k1 [
（10） 这是基于 DA 的 SNR 最大似然估计；对于 DD， 我们用硬判决，有
其中 E{.} 、 Var{.} 分别表示数学期望和方差。 当把 RRC 滤波器的系数的平方和归一化后， 可 使 SNR 独立于信道， 通过适当调整 A 和 来设 置 SNR。这样可以简化上式得到
仿真分析，仿真分析结果表明:在高信噪比时，5 种算法均有较好性能，而在低信噪比时有较大偏差。
Simulation and Analysis of SNR Maximum Likelihood Estimation for QPSK Modulation in an AWGN Channel
DENG Zhao HU Fei (No.30 Institute of CETC, Chengdu, China 610041)
Abstract The problem of SNR Maximum Likelihood (ML) estimation in AWGN channel was investigated in the paper. Several algorithms of non-data-aided (NDA) ML estimation were simulated and analyzed. The simulation shows that the five methods discussed in the paper all have high performance at high SNR level, while have some warp at low SNR level. Keywords SNR estimation; Maximum likelihood estimation; QPSK
《仿真awgn信道下的64qam传输系统论文》
在系统窗口的底端是状态栏，用于显示系统模拟的状态信息或元件参数。当鼠标置于某元件上时，该元件的参数便自动显示于状态栏中。也可用鼠标右键单击元件，会弹出一消息框显示该元件的参数信息。
2正交振幅调制
正交振幅调制（QAM,Quadrature Amplitude Modulation）是一种相位和振幅联合调制，所谓正交振幅调制是用两个独立的基带波形对两个相互正交的同频率载波进行抑制载波的双边带调制。在这种调制中，已调制载波的振幅和相位都随两个独立的基带信号变化。采用多进制正交振幅调制，可记得为MQAM(M>2)。增大M可提高频率利用率，也可提高传输有效性。
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2.1 MQAM信号的星座图表示
这种信号的一个码元可以表示成
式中：k=整数； 和 分别可以取多个离散值。
将上式展开为
令
则变为
也号之和。
若 值仅可以取 ， ，则此QAM信号就成为QPSK信号。有代表性的QAM信号是16进制的，记为16QAM，类似的有64QAM和256QAM等QAM信号，它们总称MQAM调制，如图所示。
图2.3 64QAM解调原理框图
AWGN信道中不同调制方式的仿真--课设报告
程设计报告姓名：xx _____________学号：_______班级：___________院系：信息与电气工程学院专业：___________ 、课程设计目的及内容1.1 、课程设计的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的有关PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们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，为今后参加科学工作打下良好的基础。
本课程设计主要研究AWGN言道中不同调制方式的仿真。
通过完成本课题的设计，拟达到以下目的：1．学习如何利用计算机仿真方法和技术对通信系统的理论知识进行验证，并学会搭建简单的系统模型；2．掌握MATLAB 的基础知识，熟悉MATLAB 进行通信系统仿真中各个常用模块的使用方法；3．通过系统仿真加深对通信课程理论知识的理解。
通过该课题的设计与仿真，可以提高学生综合应用所学基础知识的能力和计算机编程的能力，为今后的学习和工作积累经验1.2 课程设计的内容1：AWGN信道中不同调制方式的仿真1) 产生速率可调的数字基带数据，用其对可调的载波分别进行BPSK,QPSK,4QAM,16QAM调制，已调信号通过高斯白噪声通道，在接收端进行解调，恢复原始基带数据。
2) 画出上述过程中每一点的波形3) 画出不同调制方式下的信噪比，误码率曲线和星座图，并进行比较4) 将理论计算和仿真系统的结果进行对比5) 设计GUI界面展示本人工作6) 可参考但不允许抄袭网上的程序2:高斯白噪声信道CDMA性能仿真1 ：利用m 序列产生扩频码，对用户产生的速率可调数字基带数据进行扩频；、2:无需射频调制，仅需考虑基带BPSK调制；3:多个用户的扩频信号经AWGN信道到达接收端，实现用户数据相关检查；4：用户数，扩频增益可调；5：画出不同扩频增益、用户数情况下的信噪比、误码率曲线；二：BPSK仿真设计1：相移键控系统概述相移键控是目前扩频系统中大量使用的调制方式，也是和扩频技术结合最成熟的调制技术，原则上看是一种线性调制。
LDPC码在AWGN信道中的性能研究
LDPC码在AWGN信道中的性能研究
邵丽娜;史萍;骆超
【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(017)001
【摘要】低密度奇偶校验码(LDPC码)以其低复杂度的迭代译码算法和可逼近信道容限的性能而成为目前最佳的编码技术之一.本文在对低密度奇偶校验码现有理论研究的基础上,系统地阐述了LDPC码的编译码思想,并对LDPC的译码方法进行了深入的研究.通过LDPC码在AWGN信道中应用的仿真实验,得到了LDPC码优于Turbo码的性能曲线,以及在译码中迭代次数对误码率影响的曲线图.并对实验结果进行了深入的分析.
【总页数】6页(P77-82)
【作者】邵丽娜;史萍;骆超
【作者单位】中国传媒大学,信息工程学院,北京,100024;中国传媒大学,信息工程学院,北京,100024;中国传媒大学,信息工程学院,北京,100024
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.8
【相关文献】
1.Turbo码在AWGN和Rician信道中的性能研究 [J], 李春铭;顾学迈;刘晓锋
2.非正则LDPC码在AWGN信道中的性能研究 [J], 胡维钢;赵振纲;徐晶晶
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北京邮电大学世纪学院毕业设计(论文)题目AWGN信道下线性分组码性能研究与仿真学号 xxx学生姓名 xxx专业名称通信工程所在系（院）通信与信息工程系指导教师2013年 5月 30日北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）任务书北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）诚信声明本人声明所呈交的毕业设计（论文），题目《AWGN信道下线性分组码性能研究与仿真》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：日期：毕业设计（论文）使用权的说明本人完全了解北京邮电大学世纪学院有关保管、使用论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存论文；③学校可允许论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容。
本人签名：日期：指导教师签名：日期：题目 AWGN信道下线性分组码性能研究与仿真摘要差错控制编码技术是为提高数字通信系统的可靠性而建立的一门信息处理技术，自20世纪50年代诞生以来，已经经历了50余年的发展和演变。
而今，随着信息时代的到来，它也作为一项标准技术被广泛采用。
鉴于线性分组码在差错控制编码领域的基础性作用，本文以Hamming码、BCH码为例，着重研究了几种典型的线性分组码在加性高斯白噪声信道下的传输性能。
本文从理论出发，首先对差错控制编码的相关知识和目前广泛应用的几种线性分组码做了简单介绍，然后引入生成矩阵与校验矩阵以及生成多项式等概念，详细说明了其编译码原理。
仿真测试方面，运用“矩阵实验室”Matlab/Simulink编写代码绘制出已编码和未编码两种情况下，这类码字的信噪比与误比特率关系曲线。
最后，基于前面的实验结果，计算出编码增益这一重要性能指标，并通过分析数据得出结论。
关键词：差错控制编码线性分组码信噪比误比特率编码增益Title Research and Simulation of the Linear Block C ode’s Performance under the AWGN channelAbstractA Coding Technology of Error Control is an information processing technology to improve the reliability of digital communication systems. Since its inception in the 1950s,it has experienced 50 years of development and evolution and now it has been widely adopted as a standard technology with the arrival of the information age. Given the linear block codes’ fundamental role in the field of error control coding, this p aper focuses on the linear block code’s transmission performance which is under the additive white Gaussian noise and take Hamming code, BCH code as examples to elaborate.Starting from the theory, we have done a simple introduction of several widely used linear block code and a detailed description of the encoding and decoding principle by introducing the generator matrix and parity check matrix. Thus, we can establish a transmission system model and write code to draw out several relationship curves between the signal-to-noise ratios (SNR) and bit error rate concerning code and uncodeby MATLAB. Finally, we calculate the important performance indicators “coding gain”, basing on the results of the previous experiment. Thus, the conclusion is obtained.Keywords: error control coding linear block code signal-to-noise ratio bit error rate coding gain目录1. 前言 (1)1.1背景和意义 (1)1.2线性分组码的发展历史与研究现状 (2)1.3论文内容概述 (3)2. 编码理论简介 (4)2.1差错控制系统 (4)2.2差错控制码的分类 (4)2.3编码信道模型 (5)2.4汉明距离 (6)2.5信道容量和信道编码定理 (7)2.5.1 信道容量 (7)2.5.2 信道编码定理 (7)2.6小结 (8)3. 线性分组码的编码和译码 (9)3.1概念和描述方法 (9)3.1.1 概念 (9)3.1.2 线性分组码与生成矩阵 (9)3.1.3 线性分组码与校验矩阵 (10)3.2编译码过程分析 (10)3.2.1 线性分组码的编码 (10)3.2.2 线性分组码的译码 (11)3.3Hamming码的设计与编解码过程分析 (11)3.3.1 Hamming码简介 (11)3.3.2 (7,4)汉明码的设计 (12)3.4循环码及其描述方法 (15)3.4.1 概念 (15)3.4.2 循环码的表示 (16)3.4.3 循环码的编码 (17)3.4.4 循环码的译码 (18)3.5循环码的设计与编译码过程分析 (18)3.5.1 (7,3)循环码的设计 (18)3.5.2 (15,5)BCH码的设计 (21)3.6小结 (24)4. 线性分组码的传输性能研究 (25)4.1差错控制编码的性能估计 (25)4.1.1 编码增益的提出 (25)4.1.2 线性分组码的性能限 (25)4.2线性分组码性能的影响因素 (26)4.3小结 (27)5. MATLAB建模仿真与结果分析 (28)5.1通信系统仿真的意义 (28)5.2传输模型的建立 (28)5.3传输性能的仿真分析 (29)5.3.1 Hamming码性能的仿真与分析 (29)5.3.2 循环码性能的仿真与分析 (31)5.4小结 (35)6. 结论 (36)6.1结论 (36)6.2存在的问题 (36)6.3改进方案 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)1. 前言1.1 背景和意义目前，中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第二，互联网用户也早已突破5亿。
在国内信息通信制造业迅速发展的大势下，我国将加快建设新一代信息通信网络技术、完善通信系统生产体系。
与此同时，随着计算机、卫星通信及高速数据网的飞速发展，数据的交换、处理和存储技术得到了广泛的应用，人们对数据传输和存储系统的可靠性提出了越来越高的要求[1]。
然而，由于实际信道存在噪声或干扰，发送码元和接收码元之间可能会存在差异（这种差异被称为差错）。
一般来讲，信道噪声和干扰越大，码元产生差错的概率也就越大。
这些差错会造成接收端图像的跳跃、不连续、出现马赛克等问题。
为了解决这些问题，科学家们进行着不懈的探索与研究，最终得出了这样的结论：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差错的产生。
信道编码的目的是改善数字通信系统的传输质量，本质是增加通信的可靠性。
但信道编码会使有用的信息数据传输减少[2]。
不同的编码方式，其编码效率有所不同，这就要求我们探索一类能够最大限度保证信息传输的可靠性的编码方式，使得传输差错尽可能小。
从信道编码的构造方法来看，其基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些多余的码元，以保证传输过程的可靠性。
而信道编码的任务就是提高数据传输效率，降低误码率，构造出以最小冗余度换取最大抗干扰性能的“好码”。
人们对信道编码的研究大致着眼于两个方面：①信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题。
②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。
在此，我们按照信息码元和监督码元约束关系的不同将其分为分组码和卷积码，其中，线性分组码是编码学中最简单，最基本的一种码型，是编码理论的基石。
本课题研究的是上述编码中“线性分组码”在通信系统中的传输性能，并且将传输信道假设为加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道，虽然这是一种理想化的假设，但实际上很多频谱较宽的信道（太空信道），均可以近似看作AWGN信道，因此，这一假设在理论与现实中具有重要意义。
研究线性分组码的编码、译码原理及其在不同信噪比(SNR)条件下传输的误码、误符率，对优化编译码算法、提高传输效率、发现新型码字等方面的推动作用尤为显著。
1.2 线性分组码的发展历史与研究现状差错控制编码始于1948年信息论开创者Shannon发表的奠基性论文《通信的数学理论》。
Shannon在那篇论文中给出了著名的信道编码定理，即：只要实际传输速率R b小于信道容量C，就可以设计出一种差错控制码，使得传输过程中的差错率任意小。
人们从此开始了对这一类码字的寻找和探索。
首先出现的是分组码。
1950年，由Hamming（汉明）描述了一类可纠正单个差错的码字——Hamming码，然而，Hamming码与Shannon指出的性能极限（Shannon 限）相差甚远。
随后，以纠正多个差错的BCH码以及一种非二进制纠错的RS码，其中BCH码是目前应用最为广泛的码字之一，它使得人们开始研究其译码算法。