计算机与信息工程学院验证性实验报告
专业：通信工程 年级/班级：2011级 2013—2014学年第二学期 课程名称 移动通信 指导教师 刘艳芳 本组成员 学号姓名 实验地点 计科楼503 实验时间 周一7-8节 项目名称 交织实验 实验类型 验证性 一、 实验目的
1、了解分组码的编码原理和利用伴随式译码的基本方法； 2、掌握简单的交织和解交织的基本原理和方法； 3、了解利用交织和编码结合的方法纠突发差错的原理。 二、 预备知识
1、分组码的编码原理和译码的基本方法； 2、交织和解交织的基本原理和方法； 三、 实验仪器
1、移动通信实验箱 一台； 2、台式计算机 一台； 四、 实验原理
1 交织在纠突发差错中的原理
数字信号在传输过程中，会受到各种噪声和干扰的影响，使接收端产生错误判决，造成误码（差错）。差错的类型主要有二种。 1）随机差错
信道中各码元是否出现差错，与其前、后码元是否差错无关，每个码元地按一定的概率产生差错。从统计规律看，可以认为这种随机差错是由加性高斯白噪声AWGN引起的，主要的描述参数是误码率。
2）突发差错
差错成片出现，一个差错片称为一个突发差错。突发差错总是以差错码元开头、以差错码元结尾，头尾之间并不是每个码元都错，而是码元差错概率大到超过了某个标准值。通信系统中的突发差错是由突发噪声引起的，比如雷电、强脉冲、时变信道的衰落等。存储系统中，磁带磁盘物理介质的缺陷、读写头的接触
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不良等造成的差错均为突发差错。
对突发差错，本身有多种纠突发差错的编码方式，如GSM移动通信中所用FIRE码。也可以简单地利用交织的方式打乱成片的突发差错，与一般的纠错编码相结合，也能达到很好的纠突发差错的效果。
最简单的交错器是一个nm的存储阵列，码流按行输入后按列输出。图3.2.1-1是一个适用于码长N=7的57行列交错器的示意图，从图中看到，码流的顺序1,2,3„,7,8„经交错器后变为1,8,15,22,29,2,9„。现假设信道中产生了5个连续的差错，如果不交错，这5个差错集中在1个或2个码字上，很可能就不可纠。采用交错方法，则去交错后差错分摊在5个码字上，每码字仅一个。
7 14 21 28 35
6 13 20 27 34
5 12 19 26 33 4 11 18 25 32 3 10 17 24 31 2 9 16 23 30 1 8 15 22 29
7 14 21 28 35 6 13 20 27 34 5 12 19 26 33 4 11 18 25 32 3 10 17 24 31 2 9 16 23 30 1 8 15 22 29
图3.2.1-1 57行列交错器工作原理示意图
2 利用交织与分组编码结合纠突发差错的实验
我们首先设计能纠一位差错的（7，4）系统线性分组码。输入信息bit为：[u3,u2,u1,u0]。(7，4) 线性分组码，其生成矩阵是：
G =0111111001111000000 100010001编码后数据为[c6,c5,c4,c3,c2,c1,c0],该编码是系统编码，所以，其中[c3,c2,c1,c0]= [u3,u2,u1,u0]
其编码电路设计如图3.2.1-2：
图3.2.1-2
该线性分组码在无交织时，一个7比特收码中如果错2位比特将不能正确译码。
然后，我们设计一个8×7交织器以后，让八个（7，4）分组码经过交织器
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后输出到信道，进行传输。在信道传输的过程中，如果发生一个长度小于8bit的突发差错，在接收端解交织以后，错误比特将分摊在多个码字上，每码字仅一个差错，在分组码的纠错范围以内，突发差错可以完全纠正过来。
7 14 21 28 35 42 49 56 6 13 20 27 34 41 48 55 5 12 19 26 33 40 47 54 4 11 18 25 32 39 3 10 17 24 31 38 2 9 16 23 30 37 1 8 15 22 29 36 7 14 21 28 35 42 49 56 6 13 20 27 34 41 48 55 5 12 19 26 33 40 47 54 4 11 18 25 32 39 46 53 3 10 17 24 31 38 45 52 2 9 16 23 30 37 44 51 1 8 15 22 29 36 43 50 45 44 43 46 53 52 51 50
„„ 50 43 36 29 22 15 8 1
信道中8个连续的突发差错
图3.2.1-3
五、 实验步骤
1、 将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。
2、 将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“分
组码＋交织”实验，点击确认键。从而进入此实验界面。
3、 在实验界面点右下方“操作”一栏中的 “生成数据”，让系统自动生成待编
码的随机比特。也可在界面上直接双击所显示的bit，修改其值。（信息的显示为图形显示＋比特显示）。
4、 在界面上点击下发“原始数据”，该数据将被送入单片机（或CPLD）进行分
组码编码和7×8交织，然后经过编码和交织后的数据被送回学生平台并显示在“编码数据”栏。
5、 学生可以在噪声图样一栏加入一个突发差错，然后点击“加噪声”，再点击
下发“加噪数据”，将加入噪声的信息比特送到单片机（或CPLD）进行分组码解码和解交织。
6、 解码和解交织以后的数据被回显在解码数据一栏，同时，不能纠正的误码比
特在“错误统计”显示。
7、（可选）利用CPLD实现分组码＋交织时，学生自己编写（7，4）分组码的编
码和解码模块程序，综合适配后，下载到CPLD中，然后重复2～6步骤，进行验证。
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教师签名：
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