清华大学2012届毕业设计说明书
维特比译码器的判决类型有硬判决和软判决之分。软判决是先将需要判决的信号进行量化，将量化以后的信号作为维特比译码器的输入再进行判决。
在本仿真模型中，我们将改变软判决的量化数目，研究量化间隔对软判决性能的影响，同时对软判决译码和硬判决译码的性能进行比较。
（2） 仿真系统模型结构组成及分析
本仿真模型结构如下图，Source(信源模块)对随机二进制信号进行卷积编码和二进制相位调制，输出基带调制信号；信道模块是一个AWGN Channel(加性高斯自噪声信道模块)：Sink(信宿模块)对调制信号进行软判决，得到原始的信息序列，并且计算调制信号的误码率。
图5.4 仿真模型结构图
图5.5 信源结构模块图
图5.6 信宿模块结构图
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图5.7 软判决模块结构图
图5.8 硬判决译码的信宿模块结构图
(3) 仿真模型运行结果及其分析
在不同的信噪比条件下重复运行前面建立的两个系统，绘制信道的信嗓比与编码信号误比特率之间的关系曲线图。
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图5.9 卷积码硬判决和软判决误码率比较曲线
由上图可见，在同样的AWGN 信道，相同信噪比，相同编码的方式下，软判决获得的增益相比于硬判决要好1到3dB。在无线通信系统中，通常对误码率的要求为10-3 ，从这一点来看，在信噪比为0到5.6dB 时，硬判决的误码率都大于1-3，而在软判决时，信噪比在4dB 时，就达到了10-3。当信噪比下降时，误码率下降越快，这也与事实相符。
对于上图中软判决和硬判决的曲线差别，很明显是由于判决方式的不同造成的。两种算法思想大体相同，区别仅在于两种算法中分支度量的求法不相同。对于硬判决译码，将输出码字判决定为+1 和-1，软判决译码，将输出的码字译为多个电平，或者介于+1 到-1 之间的几个实数值。从这个判决方式可以看出，软判决译码比硬判决译码包含了更多的序列信号信息，比硬判决译码更为接近原始序列，因此最后译码结果在相同情况下，软判决的误码率比硬判决要高1到3 dB。 5.4 本章小结
本章主要研究信道编码这一方面。首先，介绍信道编码的概念和分类。其次，介绍了几种信道编码方式。最后根据信道编码，设计了具体的仿真模型，并针对仿真模型给出分析。
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6 通信系统信号调制研究及仿真
6.1 信号调制
信号调制是根据输入信号改变传输信号，使之能够在特定的频率范围之内和特定条件的信道中传输的过程。
信号解调是信号调制过程的逆过程，它把某种特定形态的传输波形还原为发送端调制前的信号。根据调制前的信号是模拟信号还是数字信号可以把信号调制方式分成两类：模拟调制方式和数字调制方式。另外，根据调制信号是否存在载波还可以把模拟调制方式分为基带调制和频带调制，其中基带调制方式不需要载波，频带调制方式则把基带信号调制到更高频率的载波上进行传输。我们这里着重研究数字信号调制【21】。 6.2 数字信号调制 6.2.1 脉冲振幅调制（PAM)
除了正弦型信号外，在时间上连续的脉冲串，同样可以作为载波，这时的调制是用基带信号去改变脉冲的某些参数而达到的，人们常把这种调制称为脉冲调制。通常，按基带信号改变脉冲参数(幅度、宽度、时间位置)的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)等。这里我们着重研究一下脉冲振幅调制(PAM)。所谓脉冲振幅调制(PAM)，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲澈脉冲组成的，则抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。但是，实际上的真正的冲激脉冲串并不能实现，而通常只能采用窄带脉冲串来实现。因而，研究窄带脉冲作为脉冲载波的PAM方式，将具有实际意义。
设基带信号m(t)是一个频带限制在(0,fH)赫兹内的时间连续信号。脉冲载波为s(t)，它是由脉宽为秒、重复周期为T秒的矩形脉冲串组成，T是按抽样定理确定的，即T=1/2fH秒。抽样信号是基带信号m(t)与s(t)的乘积。抽样信号的频谱可表示为：
M1A???????(?)?M??S??S2?TSa(n??H)M(??n?????2n?H) （6.1）
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6.2.2 正交振幅调制（QAM)
正交振幅调制(QAM)是以载波的幅度和相位两个参量同时载荷一个比特或一个多元符号的信息。因此，它比单一参量受控数字符号的频带传输方式更富有抗干扰能力【22】。同时QAM的多元技术MQAM，M值可能很大，如M=1024(即1024QAM)其频带利用率大大提高，这对无线传输的频带资源有很大的节省。
正交振幅调制(QAM)信号的一般表达式为:
e0(t)?g(t?Ann?nTS)cos(wct??)n （6.2）
式中，g(t一nTS)是宽度为t的单个基带脉冲。
由上式可以看出，QAM信号可以看作两个正交调制信号之和。QAM有时也称为星座调制，因为在其矢量图平面上信号分布如星座。当前研究较多并被建议用于数字移动通信中的一种QAM信号是十六进制的正交振幅调制(16QAM)信号。
图 6.1 MQAM信号的构成 6．2．3 数字频率调制
(1) 最小频移键控(MSK)信号 频偏指数的定义是:
h?
2?fR?2?fTb?f1?f2bbR?n2
n?1,2.... （6.3）
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