实验二卷积码编码及译码实验一、实验目的通过本实验掌握卷积编码的特性、产生原理及方法，卷积码的译码方法，尤其是维特比译码的原理、过程、特性及其实现方法。二、实验内容1、观察 NRZ 基带信号及其卷积编码信号。2、观察帧同步信号的生成及巴克码的特性。3、观察卷积编码信号打孔及码速率匹配方法。4、观察接收端帧同步过程及帧同步信号。5、观察译码结果并深入理解维特比译码的过程。6、观察随机差错及突发差错对卷积译码的影响。三、基本原理1、卷积码编码卷积码是一种纠错编码，它将输入的k 个信息比特编成n 个比特输出， 特别适合以串行形式进行传输，时延小。卷积码编码器的形式如图17-1 所示，它包括：一个由N 段组成的输入移位寄存器，每段有k 段，共 Nk 个寄存器；一组n 个模 2 和相加器；一个由n 级组成的输出移位寄存器,对应于每段k 个比特的输入序列,输出 n 个比特。12⋯k12⋯k⋯12⋯k12⋯n卷积码输出序列信息比特一次移入 k个Nk级移位寄存器⋯图 17-1 卷积编码器的一般形式由图 17-1 可以看到， n 个输出比特不仅与当前的k 个输入信息有关,还与前（ N-1）k 个信息有关。通常将N 称为约束长度（有的书中也把约束长度定为nN 或 N-1）。常把卷积码记为：（n、k、N），当 k=1 时， N-1 就是寄存器的个数。编码效率定义为：/cRk n(17-1) 卷积码的表示方法有图解表示法和解析表示法两种：解析法， 它可以用数学公式直接表达，包括离散卷积法、生成矩阵法、码生成多项式法；图解表示法，包括树状图、网络图和状态图（最的图形表达形式）三种。一般情况下，解析表示法比较适合于描述编码过程，而图形法比较适合于描述译码。（1）图解表示法（2）解析法下面以 （2，1，3）卷积编码器为例详细讲述卷积码的产生原理和表示方法。（2，1，3）卷积码的约束长度为3，编码速率为1/2，编码器的结构如图17-2 所示。1jm2jmjm移位寄存器状态1, jp2, jp输入序列图 17-2 （2,1,3）卷积编码器这里我们主要介绍码多项式法。我们可以用多项式来表示输入序列、输出序列、编码器中移位寄存器与模2 和的连接关系。为了简化，仍以上述（2，1，3）卷积码为例，例如输入序列1011100⋯可表示为2341MxxxxL(17-2) 在一般情况下，输入序列可表示为231234Mxmm xm xm xL(17-3) 这里 m1，m2，m3，m4⋯为二进制表示（1 或 0）的输入序列。x 称为移位算子或延迟算子，它标志着位置状况。我们可以用多项式表示移位寄存...
