王普明，李 雪

(河南機電高等?？茖W校，河南新鄉(xiāng)453002)

在研究通信系統(tǒng)時，首先要確定如何評價通信系統(tǒng)的優(yōu)劣。一般來說，有效性、可靠性、適應性、標準性、經濟性及維護使用等特性是評價一個通信系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標。而在這些特性當中，可靠性是最為重要的一個指標。可靠性主要是指消息傳輸的質量問題，對于數字通信系統(tǒng)而言，可靠性的衡量標準就是差錯率［1］。

由于數字通信系統(tǒng)的隨機性很大，用通常的確定性數值分析仿真方法很難對其差錯率進行仿真分析。蒙特卡洛法不同于確定性數值分析方法，它是用來解決隨機問題的非確定性的(概率統(tǒng)計的或隨機的)數值分析方法，因此，蒙特卡洛法也稱為統(tǒng)計試驗方法。蒙特卡洛法的應用有兩種途徑:仿真和取樣。仿真是指提供實際隨機現象的數學上的模仿的方法，取樣是指通過研究少量的隨機的子集來演繹大量元素的特性的方法。根據以上分析，本文提出了用蒙特卡洛法對具有隨機性的數字通信系統(tǒng)進行仿真分析。

漢明碼是1950年由漢明提出的一種能糾正單個錯誤的線性分組碼。它不僅性能好，而且編譯碼電路非常簡單，易于實現。與其他的錯誤校驗碼類似，漢明碼也利用了奇偶校驗位的概念，通過在數據位后面增加一些比特，可以驗證數據的有效性。利用一個以上的校驗位，漢明碼不僅可以驗證數據是否有效，還能在數據出錯的情況下指明錯誤位置。因此是數字通信系統(tǒng)中常用的一種糾錯碼。本文采用的就是(7，4)漢明碼。

1 (7，4)漢明碼簡介

(7，4)漢明碼是一種常見的信道編碼，性能參數如下:

生成矩陣G:

校驗矩陣H:

(7，4)漢明碼可糾錯誤圖樣見表1。

表1 (7，4)漢明碼可糾錯誤圖樣

2 二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)模型建立

二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)模型［2］如圖1所示。

在這個二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)模型中，信道編碼采用的是(7，4)漢明碼。噪聲是通信系統(tǒng)中常見的高斯白噪聲。通過差錯計數器分析差錯率。

圖1 二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)模型

3 二進制雙極性漢明編碼數字通信系統(tǒng)基于MATLAB軟件的蒙特卡羅仿真分析

蒙特卡羅分析仿真程序流程圖［2－4］如圖2所示:

圖2 仿真程序流程圖

根據圖2所示的流程圖編寫程序［4］，得出如圖3所示的二進制雙極性漢明編碼數字通信系統(tǒng)誤碼率曲線。

圖3給出了不同信噪比條件下，發(fā)送100000比特的二進制雙極性(7，4)漢明編碼通信系統(tǒng)的蒙特卡羅仿真結果，以及未編碼系統(tǒng)的仿真結果和未編碼系統(tǒng)的理論值曲線。漢明編碼數字通信系統(tǒng)仿真得到的誤碼率低于理論誤碼率和沒有進行漢明編碼數字通信系統(tǒng)仿真得到的誤碼率?？梢?7，4)漢明編碼可以降低二進制雙極性數字通信系統(tǒng)的誤碼率，從而提高了數字通信系統(tǒng)的可靠性。

圖3 二進制雙極性漢明編碼數字通信系統(tǒng)誤碼率曲線

4 結束語

本文首先介紹了通信系統(tǒng)的優(yōu)劣評價標準，引出誤碼率在評價數字通信系統(tǒng)中的重要作用，根據通信系統(tǒng)的特點，提出了利用蒙特卡羅法仿真分析二進制雙極性漢明編碼數字通信系統(tǒng)的可行性，然后根據二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)的特點建立通信系統(tǒng)模型，并在MATLAB環(huán)境下通過蒙特卡羅法對二進制雙極性漢明編碼通信系統(tǒng)進行了仿真分析，得到了誤碼率曲線，通過對結果的分析，證明了漢明信道編碼可以降低數字通信系統(tǒng)的誤碼率，從而提高數字通信系統(tǒng)的可靠性。

［1］樊昌信.通信原理(第5版)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2001

［2］John G.proakis，著.劉樹棠，譯.現代通信系統(tǒng) －使用 MATLAB［M］.西安:西安交通大學出版社，2001.

［3］ZHU X，KHAN K M.Performance bounds for coded free－spaceoptical communications through atmospheric turbulence channels［J］.IEEE Trans Commun，2003，51(8):1233－1239.

［4］LI J，MURAT U.Optical wireless communications:system model，capacity and coding［A］.IEEE VTC［C］.Lisbon，2003.