卷积码(差错控制)特性的仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着现代通信技术的迅速发展，数字信号已经逐渐成为主要的传输信号类型，与模拟信号相比，数字通信具有高抗干扰能力，易于加密提高保险性，可以使用现代数字信号处理技术等优势。随着用户对通信质量和实时性等要求的不断提高，通信需要具有更高可靠性、更高速率、更低复杂度等性能。但在实际的通信系统中，由于被传输数据无法避免的会受到一定的干扰和噪声等的影响，导致接收端接收到的信息和发送端实际发送的信息之间存在一定的差错，信号就存在一定程度的失真。

信道编码已广泛应用于数字通信传输，其目的是为了提高系统的抗干扰特性。利用信道编码技术于数字通信，可以大大提高通信系统工作的可靠性，提高通信质量。在实际应用中，有效性和可靠性是衡量一个通信系统优劣的两个重要的指标，同时它们也是通信技术设计的重要部分。通信技术一直致力于提高信息传输的有效性和可靠性，其中保证通信的可靠性是现代数字通信系统需要解决的首要问题。由于信道的特性复杂，当调制好的信号在信道里进行传输的时候，必然要受到信道的影响，信道的影响可以分成以下三个方面：第一是信道本身对信号的产生的衰落：由于信道本身频率响应特性不理想，造成对信号的破坏；第二是信道中的各种噪声，如背景噪声，脉冲噪声等等，这些噪声叠加在信号上面，改变信号的幅度、相位和频率，使信号在解调时产生错误；第三是信号在传输过程中由于反射或沿不同路径传播从而带来的叠加效应，即多径效应，这会带来时间上前后信号互相干扰。总之这三种加性干扰都会导致接收端信号解调的错误，使系统的误码率大大增加，导致了其在无线信道中传输过程极易受到干扰而使码元波形变坏，所以传输到接收端后可能发生错误判决。信道的信道编码技术正是用来改善通信可靠性问题的主要技术手段之一。

实际应用中，一个通信系统一般包含信道编码和信道译码两个模块。信道编码的主要目的是为了降低误比特率，提高数字通信的可靠性，其方法是在二进制信息序列中添加一些冗余码元（监督码元），与信息码元一起组成被传输的码字。这些冗余码元是以受控的方式引入，它们与信息码元间有着互相制约的关系。当在信道中传输该码字，如果错误发生，信息码元和冗余码元之间相互制约的关系就会被破坏。那么在接收端对接收到的信息序列按照既定的规则校验码字各码元的约束关系，从而达到检错、纠错的目的。通过信道编码这种方法，可以有效的在接收端克服信号在无线信道中传输时受到噪声和干扰产生的影响。信道译码是信道编码的逆过程，即接收端将接收信息序列按照既定约束关系，同时去掉比特流在传播过程中混入的噪声干扰和添加的冗余，恢复比较完整、可靠的信息的过程。信道编码的方式有很多，如线性分组码、卷积码、turbo码等等。在第三代移动通信系统中，一般情况下，卷积编码方式多用于实时业务，turbo编码方式多用于非实时业务。

2. 研究内容和预期目标

1.主要研究内容：

(1)了解数字通信中差错控制编码的原理及其应用；

(2)熟悉各种差错控制编码的特点及的适用条件。

3. 研究的方法与步骤

1.研究方法：

（1）文献研究法：对国内外有关信源编码的文献进行全面搜集、梳理，并进行分析，在原有的成果基础上形成自己的观点；

（2）个案分析法：通过案列来解释和说明研究的问题，使文章根据有实际意义。

4. 参考文献

【1】樊昌信等编著《通信原理》.国防工业出版社,2007

【2】陈运等编著《信息论与编码》.电子工业出版社，2002

【3】唐朝京著《信息论与编码基础》.电子工业出版社，2010

5. 计划与进度安排

（1）2022年1月102022年3月15日：搜集资料，了解信道编码的原理、主要方法其及应用。研究信道编码的仿真设计方案，确定研究路线，了解有关仿真工具软件的使用方法。

（2）2022年3月16日至4月8日：学习掌握有关仿真工具软件的使用方法。学习有关信道编码性能参数的分析方法与数据处理的基本理论与方法。完成开题报告。同时完成英文翻译工作。

（3）2022年4月9日至4月26日：进行利用有关仿真工具进行信道编码（以卷积码编译码为主）的仿真及调试，修正参数。并进行有关信道编码原理与技术的进一步研究，在此期间，同时进行论文的撰写工作。