调制方式就是BPSK调制;信道是AWGN信道;编码方式有以下几种:Hamming码、RS码的、卷积码硬判决译码、卷积码软判决译码、LDPC码;对性能的评估标准就是不同编码方式在此时的误码率;请注意,给出的代码是Matlab的代码
时间: 2024-03-07 08:52:53 浏览: 206
好的,那么我可以给您提供一些Matlab代码来模拟这些编码方案的性能表现。在这里,我将提供基于二进制对称信道(BSC)的仿真代码。您可以将其扩展到AWGN信道或其他信道模型中。以下是基于BPSK调制的Hamming码、RS码、卷积码硬判决译码、卷积码软判决译码和LDPC码的Matlab代码:
Hamming码:
```
% 模拟Hamming(7,4)编码的性能
% BPSK调制,二进制对称信道(BSC)
clear all;
close all;
% 编码参数
k = 4; %信息位长度
n = 7; %编码后的长度
dmin = 3; %最小距离
% 仿真参数
SNR_dB = 0:0.5:10; %信噪比范围
num_bit = 1e6; %仿真比特数
BER = zeros(length(SNR_dB),1); %误码率
% 编码
G = [1 1 0 1; 1 0 1 1; 1 0 0 0; 0 1 1 1; 0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1];
H = [1 0 1 0 1 0 1; 0 1 1 0 0 1 1; 0 0 0 1 1 1 1];
codebook = mod([0:2^k-1]'*G,2);
% 仿真
for i = 1:length(SNR_dB)
% 生成随机比特
data = randi([0 1],num_bit,k);
% 编码
code = codebook(data+1,:);
% BPSK调制
s = 1-2*code;
% 信道
r = awgn(s,SNR_dB(i),'measured');
% 解码
data_hat = sum(repmat([1 2 4 8],num_bit,1).*((r<0)*[1 1 1 1] + (r>=0)*[0 0 0 0]),2);
syndrome = mod(data_hat*H',2);
err_index = bi2de(syndrome,'left-msb') + 1;
err_index(syndrome == 0) = 0;
err = zeros(num_bit,n);
err(sub2ind(size(err),1:num_bit,err_index')) = 1;
code_hat = mod(code+err,2);
data_hat = code_hat(:,1:k);
% 统计误码率
BER(i) = sum(sum(data_hat ~= data))/(num_bit*k);
end
% 绘图
semilogy(SNR_dB,BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('Hamming(7,4)编码性能表现');
```
RS码:
```
% 模拟RS(15,7)编码的性能
% BPSK调制,二进制对称信道(BSC)
clear all;
close all;
% 编码参数
k = 7; %信息位长度
n = 15; %编码后的长度
t = 2; %最大纠错能力
% 仿真参数
SNR_dB = 0:0.5:10; %信噪比范围
num_bit = 1e6; %仿真比特数
BER = zeros(length(SNR_dB),1); %误码率
% 编码
gen_poly = rsgenpoly(n-k,t,[],0);
codebook = cyclgen(n,gen_poly);
% 仿真
for i = 1:length(SNR_dB)
% 生成随机比特
data = randi([0 1],num_bit,k);
% 编码
code = gf(data)*codebook;
% BPSK调制
s = 1-2*double(code.x);
% 信道
r = awgn(s,SNR_dB(i),'measured');
% 解码
r = gf(r < 0,1);
[code_hat,errnum] = rsdec(r, n, k, gen_poly);
data_hat = double(code_hat.x(:,1:k));
% 统计误码率
BER(i) = errnum/num_bit/k;
end
% 绘图
semilogy(SNR_dB,BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('RS(15,7)编码性能表现');
```
卷积码硬判决译码:
```
% 模拟卷积码(2,1,5)的性能
% BPSK调制,二进制对称信道(BSC)
clear all;
close all;
% 编码参数
rate = 1/2; %码率
constraint_length = 5; %约束长度
generator_matrix = [37 33]; %生成矩阵
% 仿真参数
SNR_dB = 0:0.5:10; %信噪比范围
num_bit = 1e6; %仿真比特数
BER = zeros(length(SNR_dB),1); %误码率
% 编码器
trellis = poly2trellis(constraint_length,generator_matrix);
conv_encoder = comm.ConvolutionalEncoder(trellis);
% 译码器
hard_decision = 1;
vitdec = comm.ViterbiDecoder(trellis,'InputFormat','Hard',...
'TracebackDepth',constraint_length-1,'TerminationMethod','Terminated');
% 仿真
for i = 1:length(SNR_dB)
% 生成随机比特
data = randi([0 1],num_bit/rate,1);
% 编码
code = conv_encoder(data);
% BPSK调制
s = 1-2*code;
% 信道
r = awgn(s,SNR_dB(i),'measured');
% 解码
if hard_decision
data_hat = vitdec(r);
else
data_hat = vitdec(2*r/SNR_dB(i)^2);
end
% 统计误码率
BER(i) = sum(data_hat ~= data)/num_bit;
end
% 绘图
semilogy(SNR_dB,BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('卷积码(2,1,5)硬判决译码性能表现');
```
卷积码软判决译码:
```
% 模拟卷积码(2,1,5)的性能
% BPSK调制,二进制对称信道(BSC)
clear all;
close all;
% 编码参数
rate = 1/2; %码率
constraint_length = 5; %约束长度
generator_matrix = [37 33]; %生成矩阵
% 仿真参数
SNR_dB = 0:0.5:10; %信噪比范围
num_bit = 1e6; %仿真比特数
BER = zeros(length(SNR_dB),1); %误码率
% 编码器
trellis = poly2trellis(constraint_length,generator_matrix);
conv_encoder = comm.ConvolutionalEncoder(trellis);
% 译码器
hard_decision = 0;
vitdec = comm.ViterbiDecoder(trellis,'InputFormat','Soft',...
'TracebackDepth',constraint_length-1,'TerminationMethod','Terminated',...
'SoftInputWordLength',2);
% 仿真
for i = 1:length(SNR_dB)
% 生成随机比特
data = randi([0 1],num_bit/rate,1);
% 编码
code = conv_encoder(data);
% BPSK调制
s = 1-2*code;
% 信道
r = awgn(s,SNR_dB(i),'measured');
% 解码
if hard_decision
data_hat = vitdec(r);
else
data_hat = vitdec(2*r/SNR_dB(i)^2);
end
% 统计误码率
BER(i) = sum(data_hat ~= data)/num_bit;
end
% 绘图
semilogy(SNR_dB,BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('卷积码(2,1,5)软判决译码性能表现');
```
LDPC码:
```
% 模拟LDPC(3,6)码的性能
% BPSK调制,二进制对称信道(BSC)
clear all;
close all;
% 编码参数
num_var = 3; %变量节点数
num_chk = 6; %校验节点数
dv = 3; %校验节点度数
dc = 4; %变量节点度数
% 仿真参数
SNR_dB = 0:0.5:10; %信噪比范围
num_bit = 1e6; %仿真比特数
BER = zeros(length(SNR_dB),1); %误码率
% 编码
H = make_ldpc(num_var,num_chk,dv,dc);
encoder = comm.LDPCEncoder(H);
decoder = comm.LDPCDecoder(H);
% 仿真
for i = 1:length(SNR_dB)
% 生成随机比特
data = randi([0 1],num_bit,num_var);
% 编码
code = encoder(data);
% BPSK调制
s = 1-2*code;
% 信道
r = awgn(s,SNR_dB(i),'measured');
% 解码
data_hat = decoder(r);
% 统计误码率
BER(i) = sum(sum(data_hat ~= data))/(num_bit*num_var);
end
% 绘图
semilogy(SNR_dB,BER,'-o');
grid on;
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('BER');
title('LDPC(3,6)码性能表现');
```
这些代码可以帮助您模拟不同编码方式的性能表现。请注意,这些代码只是示例代码,您需要根据您的具体需求进行修改。例如,您可以将二进制对称信道替换为AWGN信道,或者更改译码器的参数以获得更好的性能表现。
阅读全文