通信原理課程設(shè)計--CRC校驗碼的編解碼仿真實現(xiàn) 

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1、西南科技大學(xué)通信原理課程設(shè)計報告課程名稱:通信原理設(shè)計名稱:CRC校驗碼的編解碼仿真實現(xiàn)姓名:周長龍學(xué)號:20124479班級:通信1202指導(dǎo)教師:侯寶臨起止日期:2015.07.03-2015.07.17西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院制15方向設(shè)計任務(wù)書學(xué)生班級:通信1202學(xué)生姓名:周長龍學(xué)號:20124479設(shè)計名稱:CRC冗余校驗碼的編譯碼仿真實現(xiàn)起止日期:2015.07.03-2015.07.17指導(dǎo)教師:候?qū)毰R設(shè)計要求:(1)基于MATLAB編寫M文件,實現(xiàn)CRC編解碼;(2)仿真中要體現(xiàn)出有錯誤bit時的校驗情況,且要求錯誤時自

2、動報錯;方向設(shè)計學(xué)生日志時間設(shè)計內(nèi)容2015年7月4號在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料,理解設(shè)計題目含義2015年7月6號查閱相關(guān)資料,明確本次設(shè)計需要做的工作2015年7月8號確定整體設(shè)計方案2015年7月10號完成CRC校驗編解碼的相關(guān)原理部分2015年7月11號熟悉matlab軟件的使用2015年7月13號利用matlab軟件完成CRC校驗編解碼的仿真2015年7月14號撰寫設(shè)計報告熟悉CRC校驗編解碼的相關(guān)情況152015年7月15號2015年7月17號設(shè)計答辯15設(shè)計題目:CRC校驗碼的編解碼仿真實現(xiàn)一、摘要在實際通信系統(tǒng)中,由于信道傳輸特性

3、不理想以及加性噪聲的影響,傳輸信息中不可避免的會發(fā)生錯誤,影響通信系統(tǒng)的傳輸可靠性,隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展,各種業(yè)務(wù)對系統(tǒng)誤碼率的要求也逐漸提高,采用差錯控制技術(shù)是提高數(shù)字通信可靠的有效方法之一。差錯控制編碼就是在發(fā)送端的信息碼元序列中,以某種確定的編碼規(guī)則,加入一些監(jiān)督馬元,使信息碼元與監(jiān)督碼元之間具有某種相關(guān)性。接收端通過檢驗這種相關(guān)性是否存在來判斷在傳輸過程中是否出現(xiàn)了誤碼。本設(shè)計研究了CRC循環(huán)校驗碼的原理,以及利用matlab對其進(jìn)行了編譯仿真,實現(xiàn)了CRC循環(huán)校驗碼的編碼和校驗,在接收端瘦到通過校驗的碼,從而確定傳輸過程是否出

4、錯,得到的結(jié)論與理論上是一致的。二、設(shè)計目的和意義在實際的通信系統(tǒng)中,存儲器、CPU、I/O設(shè)備不斷進(jìn)行信息交換。由于結(jié)構(gòu)、工藝、元器件等種種原因有時會使信息出錯。例如,信息1變0,或0變1,其中存儲器出錯影響做大。為了提高計算機的可靠性,對于存儲器則采用了全方位的糾錯碼技術(shù),其中常用的校驗碼技術(shù)有:奇偶校驗碼、循環(huán)冗余校驗碼、海明碼等。本設(shè)計主要對最為常見的循環(huán)冗余校驗碼進(jìn)行研究,為以后的應(yīng)用提供必要的了解。三、設(shè)計原理1.1循環(huán)碼的概念循環(huán)碼:無權(quán)碼,每位代碼無固定權(quán)值,任何相鄰的兩個碼組中,僅有一位代碼不同。循環(huán)碼是線性分組碼中一個

5、重要的分支。它的檢、糾錯能力較強,編碼和譯碼設(shè)備并不復(fù)雜,而且性能較好,不僅能糾隨機錯誤,也能糾突發(fā)錯誤。?循環(huán)碼是目前研究得最成熟的一類碼,并且有嚴(yán)密的代數(shù)理論基礎(chǔ),故有許多特殊的代數(shù)性質(zhì),這些性質(zhì)有助于按所要求的糾錯能力系統(tǒng)地構(gòu)造這類碼,且易于實現(xiàn),所以循環(huán)碼受到人們的高度重視,在FEC系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。1.2循環(huán)碼333數(shù)學(xué)特征?1.2.1.線性分組碼的封閉型即如果c1,c2,是與消息m1,m2對應(yīng)的碼字,則c1+c2必定是與m1+m2對應(yīng)的碼字。?1.2.2.循環(huán)性即任一許用碼組經(jīng)過循環(huán)移位后所得到的碼組仍為該許用碼組集合中的

6、一個碼組。以3號碼組(0010111)為例,左移循環(huán)一位變成6號碼組(0101110),依次左移一位構(gòu)成的狀態(tài)圖如圖1-1所示。151011100010111000101110111001111001011001011001011圖1-1循環(huán)碼中的循環(huán)圈可見除全零碼組外,不論循環(huán)右移或左移,移多少位,其結(jié)果均在該循環(huán)碼組的集合中(全零碼組自己構(gòu)成獨立的循環(huán)圈)。1.3循環(huán)冗余校驗碼CRC1.3.1循環(huán)冗余校驗碼CRC的定義循環(huán)冗余校驗是常用的校驗碼,在早期的通信中運用廣泛,因為早期的通信技術(shù)不夠可靠1.3.2編碼規(guī)則CRC碼是由兩部分組成

7、,前部分是信息碼,就是需要校驗的信息,后部分是校驗碼,如果CRC碼共長n個bit,信息碼長k個bit,就稱為(n,k)碼。它的編碼規(guī)則是:移位:將原信息碼(kbit)左移r位(k+r=n)相除:運用一個生成多項式g(x)(也可看成二進(jìn)制數(shù))用模2除上面的式子,得到的余數(shù)就是校驗碼。非常簡單,要說明的:模2除就是在除的過程中用模2加,模2加實際上就是我們熟悉的異或運算,就是加法不考慮進(jìn)位,公式是:0+0=1+1=0,1+0=0+1=1即‘異’則真,‘非異’則假。由此得到定理:a+b+b=a也就是‘模2減’和‘模2加’直值表完全相同。有了加減

8、法就可以用來定義模2除法,于是就可以用生成多項式g(x)生成CRC校驗碼。生成多項式應(yīng)滿足以下原則:a、生成多項式的最高位和最低位必須為1。b、當(dāng)被傳送信息(CRC碼)任何一位發(fā)生錯誤時,被生

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