文档介绍：该【卷积码编译码MATLAB程序 】是由【泰山小桥流水】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【卷积码编译码MATLAB程序 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。精选文档
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%survivorstate是一个矩阵,它显T了经过网格的最优路径,这个矩阵经过一个单独的函数
metric(x,y)
给出。
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%此中
G是一个矩阵,它的任一行决定了从移位寄存器到模
2加法器的连接方式
.为生成矩阵
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%这里,我们做了一个简单的(2,1,7)卷积码编码器。
k=1;
G=[1011011;1111001];%G1=133,G2=171
%以下3种输入序列,可任选一种%
%input=[0000000];%全0输入
%input=[1111111];%全1输入
input=[round(rand(1,7)*1)];%随机系列输入,也可用randint(1,7,[01])
figure;plot(input,'*r')%figure1:画图:目标input,红色(red,r),形状为*
s=input;
g1=G(1,:);
g2=G(2,:);
c1=conv(s,g1);%作卷积
%disp(c1);
c2=conv(s,g2);
%disp(c2);
n=length(c1);%7位输入时n=13
c=zeros(1,2*n);%生成全0矩阵,1*26
%disp(c);
fori=1:n
c(2*i-1)=c1(i);c(2*i)=c2(i);%两个模2加法器分别输出卷积结果序列后,由旋转开关读取的结
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果(此时仅为卷积结果,非
2进制
0/1)
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end
fori=1:2*n
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if(mod(c(i),2)==0)%mod(c(i),2)==0意思:c(i)除以2,余数为0c(i)=0;
elsec(i)=1;
end
end
output=c;
channel_output=output;%输出矩阵
%disp(channel_output);
figure;plot(output,'*b')%画图:目标:卷积码编码输出,蓝色(blue,b)*
%————————————————以上为编码部分,以下为维特比译码—————————
———————
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n=size(G,1);%取矩阵
G的行数,故
n=2。即获取输出端口,即
2个模
2加法器
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%检验G的维数
ifrem(size(G,2),k)~=0%当矩阵G的列数不为
error('SizeofGandkdonotagree')%报错
k的整数倍时,
rem
为求余函数
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end
ifrem(size(channel_output,2),n)~=0%当输出矩阵的列数不是输出端口n的整数倍时。(注:
size(channel_output,2)=26,2个模2加法器合成的输出)
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error('channleoutputnotoftherightsize')
end
L=size(G,2)/k;%得出移位数,即寄存器个数,此例程为7
%因为L-1个寄存器的状态即可表示出输出状态,因此总的状态数
number_of_states
可由前L-1
个寄存器的状态组合来确立
number_of_states=2^((L-1)*k);%此例程中2^6,移位寄存器组的状态数为
64个
%产生状态转移矩阵,输出矩阵和输入矩阵
forj=0:number_of_states-1%表示当前寄存器组的状态。因状态从
0开始,因此循环为从
0到
number_of_states-1
fort=0:2^k-1%k位输入端的信号构成的状态,总的状态数为
2^k,因此循环为从
0到2^k-1
[next_state,memory_contents]=nxt_stat(j,t,L,k);%nxt_stat完成从当前的状态和输入的矢量得出下寄存器组的一个状态
input(j+1,next_state+1)=t;%input数组值是用于记录当前状态到下一个状态所要的输入信号
矢量
%input数组的维数:一维坐标x=j+1指当前状态的值,二维坐标y=next_state+1指下一个状态的值
%因为Matlab中数组的下标是从1开始的,而状态值是从0
开始的,因此以上坐标值为:状态值+1
branch_output=rem(memory_contents*G',2);%branch_output用于记录在状态j下输入1时的
输出
nextstate(j+1,t+1)=next_state;%nextstate状态转移矩阵,记录了当前状态j下输入1时的下一个状态
output(j+1,t+1)=bin2deci(branch_output);%output记录了当前状态j下输入1时的输出(十进
制)
end
end
input;
state_metric=zeros(number_of_states,2);%state_metric数组用于记录译码过程在每个状态时的汉明距离,大小为number_of_states,2
%(:,1)为当前状态地址的汉明距离,为确立
值;(:,2)为当前状态加输入获取的下一个状态汉明距离,为暂时价
depth_of_trellis=length(channel_output)/n;%depth_of_trellis用于记录网格图的深度
channel_output_matrix=reshape(channel_output,n,depth_of_trellis);%channel_output_matrix为输
出矩阵,每一列为一个输出状态
%reshape改变原
矩阵形状,将channel_output矩阵变成n行depth_of_trellis列矩阵
survivor_state=zeros(number_of_states,depth_of_trellis+1);%survivo
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r_state描述译码过程中在网格图中的路径
[row_survivorcol_survivor]=size(survivor_state);
%开始非尾信道输出的解码
%i为段,j为什么一阶段的状态,t为输入
fori=1:depth_of_trellis-L+1%i指示网格图的深度
flag=zeros(1,number_of_states);%flag矩阵用于记录网格图中的某一列能否被接见过ifi<=L
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step=2^((L-i)*k);%在网格的开始,并不是全部的状都取到
else%用step来明个化
step=1;%状数从1到2到4,直到number_of_states
end
forj=0:step:number_of_states-1%j表示寄存器的当前状
fort=0:2^k-1%t当前的入
branch_metric=0;%用于距离
binary_output=deci2bin(output(j+1,t+1),n);%将当前状下入状t的出
outputn位2制,以便算距离。(明:数坐大小化同上)fortt=1:n%算的出同网格中此格某种出的距离
branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(tt,i),binary_output(tt));end
%距离小的路径,即当下一个状没有被就直接,否,用比它小的将其覆盖
if
((state_metric(nextstate(j+1,t+1)+1,2)>state_metric(j+1,1)+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,t+1)+1)
==0)
state_metric(nextstate(j+1,t+1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;%下
一状的明距离()=当前状的明距离(确立)+距离
survivor_state(nextstate(j+1,t+1)+1,i+1)=j;%survivor_state数的一坐下一个状,二坐此状
%在网格中的列地址,
的数当前状,就可以从网格中某地址的
%某个状得出其上
一个列地址的状,从而能很方便的完成程。
flag(nextstate(j+1,t+1)+1)=1;%指示状已被
end
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);%移state_metric,将移确立end
%开始尾信道出的解
fori=depth_of_trellis-L+2:depth_of_trellis
flag=zeros(1,number_of_states);
%状数从number_of_states→number_of_states/2→⋯⋯→2→1
%程序明同上,只不入矢量只0
last_stop=number_of_states/(2^((i-depth_of_trellis+L-2)*k));
forj=0:last_stop-1
branch_metric=0;
binary_output=deci2bin(output(j+1,1),n);
fortt=1:n
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branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(tt,i),binary_output(tt));
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end
if
((state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)>state_metric(j+1,1)+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,1)+1)==0)state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;survivor_state(nextstate(j+1,1)+1,i+1)=j;
flag(nextstate(j+1,1)+1)=1;
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);
end
%从最优路径产生解码输出
%译码过程可从数组survivor_state的最后一个地址逐级向前译码
%由段获取状态序列,再由状序列从input矩阵中获取该段的输出
%数组survivor_state的最后的输出状态一定为“0”
state_sequence=zeros(1,depth_of_trellis+1);
size(state_sequence);
state_sequence(1,depth_of_trellis)=survivor_state(1,depth_of_trellis+1);
%逐级译码过程
fori=1:depth_of_trellis
state_sequence(1,depth_of_trellis-i+1)=survivor_state((state_sequence(1,depth_of_trellis+2-i)+1),depth_of_trellis-i+2);%由后向前
end
state_sequence;
decoder_output_matrix=zeros(k,depth_of_trellis-L+1);
fori=1:depth_of_trellis-L+1
dec_output_deci=input(state_sequence(1,i)+1,state_sequence(1,i+1)+1);%依据数组input的定义来得出从当前状态到下一个状态的输入信号矢量
dec_output_bin=deci2bin(dec_output_deci,k);%变换成2进制信号
decoder_output_matrix(:,i)=dec_output_bin(k:-1:1)';%将每一次译码存入译码输出矩阵decoder_output_matrix相应的地址
end
decoder_output=reshape(decoder_output_matrix,1,k*(depth_of_trellis-L+1));%依据一维序列形式重新组织输出
cumulated_metric=state_metric(1,1);%state_metric为网格图最后一个列地址中“0”状态地址的汉明距离,此值就是整个译码过程中的汉明距离
%卷积码的维特比译码函数
figure;plot(decoder_output,'*r')%还原出的输入信号
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