Исследование сверточных кодов и декодера Витерби в среде Matlab, страница 2

1 Цель работы

Ознакомление с методами построения структурных схем в пакете расширения Simulink. Экспериментальное исследование исправляющей способности сверточных кодов с декодированием по Витерби.

2 Выполнение

В процессе выполнения лабораторной работы выполняется моделирование процесса передачи данных по каналу связи с помехами для четырех случаев:

- информационный поток бит не кодируется (используется фазовая манипуляция PSK – Phase Shift Keying)

- информационный поток бит кодируется сверточным кодом (3, [6 7])

- информационный поток бит кодируется сверточным кодом (7, [171 133])

- информационный поток бит кодируется сверточным кодом (9, [561 753])

Для всех четырех случаев была снята зависимость количества ошибок на выходе декодера Витерби от отношения сигнал/шум в канале. При этом отношение сигнал/шум изменялось в пределах 2…5 дБ при передаче кодированной информации и 2…18 дБ при передаче некодированной информации. Снятые зависимости построены на общем графике.

3 Вывод

         В ходе данной лабораторной работы я исследовала исправляющую способность сверточных кодов, декодируемых при помощи алгоритма Витерби, и сделала следующие выводы:

- при увеличении кодового расстояния используемого кода вероятность ошибки снижается. Таким образом, из трех исследуемых кодов самым помехоустойчивым является тот, у которого кодовое расстояние равно 9. Однако при увеличении кодового расстояния резко возрастает число состояний декодера, а сложность декодирования возрастает по экспоненциальному закону

- при малом соотношении сигнал/шум (2-3 дБ) вероятность ошибки на выходе декодера Витерби превышает вероятность ошибки на входе. При увеличении отношения сигнал/шум вероятность ошибки на выходе декодера значительно снижается по сравнению с передачей некодированной информации. Таким образом, использование помехоустойчивого кодирования в «хороших» каналах (с небольшим уровнем шумов и редкими ошибками) значительно улучшает характеристики канала. В каналах с высоким уровнем шумов и большой вероятностью ошибки применение помехоустойчивого кодирования нецелесообразно, поскольку количество ошибок на выходе может даже возрасти. Данный эффект связан с тем, что передаваемая информация перераспределяется на значительно большее число символов, вероятность искажения которых в канале связи очень велика.