CRC编码的Simulink仿真实现Word格式文档下载.docx
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第一章设计要求
1.1、设计要求
CRCS
（1）对输入数据帧，进行CRC编码。
根据数据帧长度，选择适当长度的码器。
观察编码前后的波形。
（2）掌握CR（生成多项式、系统码等概念。
（3）掌握SIMULINK仿真参数的设置方法。
1.2提高要求
从误码率的角度考虑如何根据数据帧长度选择合适的长度的CRCS码器
1.3功能需求
实现CRCS码以及检测过程，并且在示波器上显示波形。
第二章系统组成及设计原理
2.1、系统组成
本系统由信源编码部分，信道部分，信宿检测部分组只要组成
2.2、CRC编码原理
在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫（N,K码。
对于一个给定的（N,K）码，可以证明存在一个最高次幕为N-K=R的多项式G（x）。
根据G（x）可以生成K位信息的校验码，而G（X）叫做这个CRC码的生成多项式。
校验码的具体生成过程为：
假设发送信息用信息多项式M（X）表示，将C（x）左移R位，则可表示成M（x）*2R，这样C（x）的右边就会空出R位，这就是校验码的位置。
通过M（x）*2R除以生成多项式G（x）得到的余数就是校验码。
2.3、通用CR（编码器
通用CR（编码器根据输入的一帧数据计算得到这帧数据的循环冗余码，并且把这个循环冗余码附加到帧数据后面，形成输出数据流。
如果通用CR（编码器的输人数据的帧长度等于凡，生成多项式的最高次数等于r，对每帧数据产生k个校验和
（CHECKSUM）则CR（编码器的工作流程如下：
（1）把输入的一帧数据等分成k个部分，每个部分的长度是n/k;
（2）在每个部分的数据。
后面添加r个二进制位（并且这r个二进制位的数值等于通用CR（编码器的初始状态），得到二进制序列S;
⑶计算5的循环冗余码Ci;
⑷把循环冗余码Ci添加到Wi的后面，得到二进制序列；
（5）把所有的序列连接起来形成数据帧。
2.4、CR—N编码器
CR—N编码器（CRC-NGenerator）计算每一个输入信号帧的循环冗余码（CRC）,并把计算得到的循环冗余码附加到输入帧的末尾。
CRC-N编码器是通用CR编码器的
简化，它的工作方式与通用CR（编码器类似，但是它提供了若干个经常使用的生成多项式，W就表示这些生成多项式的最高次数。
2.5、CR检测器（CRC—N检测器）
与通用CRCk成器、CRC-N生成器相对应，CR检测器也有两种：
即通用户CRC检测器与CR一W检测器。
这两种检测器具有相同的工作原理，它们首先从接收到的二进制序列中分离出信息序列和CRC然后根据接收端的信息序列重新计算CRC如果重新计算得到的CR与接收到的CR（相等，则认为接收序列是正确的；
否则，则认为接收序列存在着传输错误。
第三章概要设计
3.1、系统层次结构图
3.2、方案的比较
方案一：
使用Simulink自带的模块进行搭配，设置参数并仿真
CR（码的仿真模型主要由BernoulliBinaryGenerator（贝努利二进制序列生成
器模块），，CRC-NGenerator（CRC—N生成器）和CRC-NSyndromeDetector（CRC—N检测器）等模块组成。
通过设计各个模块的参数就可以得到仿真结果。
方案二：
使用C语言编写S函数并进行仿真。
通过Simulink中的S函数也可以得到同样的仿真结果。
与CR码仿真实现对应的是一个离散状态的s函数，其输入模块为BernoulliBinaryGnerator模块，通过S函数模块仿真后也能得到结果。
但是相比较而言，方案二过程过于复杂，编写代码也容易出错，而方案一简单明了，调试方便，所以选择的方案一来进行仿真。
第四章详细设计
4.1、仿真模型图
仿真模型图如图4-1
rwwwvIGmajIiI
•mm
*屮旨叩!
I豈
4用
图4-1
4.2、各个模块的功能及参数设置
（1）BernoulliBinaryGenerator（贝努利二进制序列生成器模块）
图4-2
BernoulliBinaryGenerator是一个二进制序列发生器，如图4-2所示。
Probabolityofazero设置序列中出现0的概率，这里设置为0.3。
Samplesperframe设置帧的长度。
（2）CRC-NGenerator（CRC编码器）CRC-NGenerator是用来对输入帧进行CRC
编码的，如图4-3所示。
CRC-NOenerdluF
图4-3
CRC-NMetho是用来设置生成多项式的，这里有6种生成多项式，如表4-1
所示
CRC32
忑煜卜声址*川站土拓22*工山+工M】十
ATm+A*+A?
+XS-JC4+X2+X+1
32
4-^+1
24
CRC-16
再国★北甘4工上+1
16
Rc^crwdCRC，（fi
X14+X1*+X+1
Jb
CRM
护十,於十"
+X*+X1+1
W3
X*十丄］+J；
1+x+f
4
表4-1
在本次设计中采用CRC-32莫式，其生成多项式对应二进制序列为
1000000100110000010001110110110111
（3）复数转换模块
该模块如图4-4所示
■
Conplixto
Redlimidg
图4-4
这个模块是用来将实数转换成虚部为0的复数，由于瑞利信道只能输入复数,以需要添加这个模块。
（4）多径瑞利衰减信道模块
该模块如图4-5所示
MultipalhKayleigb
Fjdin$Channel
图4-5
该模块是用来实现信号的多径瑞利衰减仿真，他的输入信号是帧的复数形式。
其参数设置如图4-6
图4-6
Dopplerfrequency（Hz）:
多普勒频移
Sampletime:
抽样间隔
Delayvector:
时延向量
Gainvector:
增益向量
（5）矩阵螺旋解交织器
该模块如图4-7所示
Mrirbc
Irrt前討呻
Interlejvei
图4-7
该模块能将实数序列转换成1列多行的矩阵，其参数设置如图4-8
图4-8
（6）CRC-检测器
CRC-检测器如图4-9所示
一
*
CRG^NSyndrome
Dftector
CRC-MSyndrome
n[i1
图4-9
该模块是用来CR解码的，并且能计算是否出错了设置参数方法跟CRC-编码器相同
（7）vectorscope示波器
该模块用来显示编码前后波形如图4-10所示
Vector
图4-10
（8）错误率统计模块
该模块从发射端和接收端分别接受数据并进行比较，得出误码率该模块如图4-11所示
ErrorRdte
图4-11
其参数设置如图4-12
图4-12
（9）选择器selector
该模块用来选择从错误率统计模块输出的3个数据中的第一个（三个数据分别
是：
误码率，错误码元数，总码元数）如图4-13所示
Sek«
tor
图4-13
第五章调试及测试结果与分析
在整个制作过程中，首先是弄清楚各个模块的功能以及参数的设置方法，布置好各个模块的位置，然后进行连接接。
再进行参数设置，进行仿真和调试。
5.1功能调试
按下运行，等仿真结束，观察示波器波形，然后计算CRC编码，看是否
与示波器波形相同。
示波器波形如图5-10
图5-1
从图5-1可以看出输入为
101101111001111111001101110101110110010000111111
CRC-编码器选用的是CRC-32即生成多项式对应二进制代码为
经过计算所得校验位1101010100110111101101001001100
所得CRC编码为
1011011110011111110011011101011101100100001111111101010100110111101101001001100
跟图示相同说明仿真过程完全正确。
5.2、问题发现及解决
调试过程中瑞利信道报错，查了资料，发现锐瑞利信道的输入输出必须是复数，在瑞利信道输入端接上一个复数转换模块，将输入实数转换成虚部为0的复数后问题
得到解决。
调试过程中又发现误码率非常高，通过查资料和请教老师，发现这是又由延迟造成的。
然后在信源和信宿分别连接一个ToWorksapce模块，再在示波器显示，观察延迟，并且在错误率统计模块修改延迟，然后再一次仿真，控制误码率在0.4左右，
问题得到了解决。
第六章设计总结
本次课程设计，学会了Simulink仿真工具的基本使用方法以及调试方法，并且初步了解了Simulink的模块，同时还了解了S函数的编程方法。
在本次设计中，完成了CR编码以及检测的要求，而且了解了系统码、线性编组码的定义，对设计中所用到的模块有了深刻的了解，尤其是CR（编码器和CR检测器
的工作原理，同时也了解了各个模块的设置要求以及输入输出数据的要求，总的来说
这次设计圆满完成了。
但是不可否认在本设计中还是存在很多问题，Vectorscope只能显示幅度
不能显示时间和频率；
误码率还是比较高（查资料显示使用瑞利信道误码率都很大）；
生成的多项式只能有6种模式，这个问题如果使用通用CRCS码器能得
到解决。
本次实验前，用使用Simulink进行多次仿真，在仿真过程中发现问题分
析原因后，及时修改设计方案，修改电路中的各项参。
但仿真的环境与实际情
况还是存在出入，因而在使用中，还要完善方案
2008
2004
参考文献:
[1].樊昌信曹丽娜等•通信原理（第6版）[M].北京：
国防工业，
[2].森正亮等Marlab仿真技术与实例应用教程•北京：
机械工业，
[3].邓华等Matlab通信仿真及应用实力详解.北京：
人民邮电，2003
附录1：
仿真电路图
总亡也£
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14W9>
I
"
*>
nr+|話
rirT|p・t
匚■Njnrr
0*iRp
附录2:
S函数代码
function[sys,xO,str,ts]=crcfunc（t,x,u,flag）OA定义S函数
m=[11010101];
消息对应的二进制序列
G=[11000000000000101]；
生成多项式G（）=
+5++1对应的二进制序列
switchflag，0A艮据flag的
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