维特比译码213，维特比译码217源码
213
function [mybit,decoder_output_table,BER,right_channel_output,channel_output_table,cumulated_metric_table,survivor_state]=viterbi_2_1_3
changdu=input('Please input the length of the code sequence\n\n');
mybit=fix(rand(1,changdu)+0.5);
% (2,1,3)卷积编码
G=[1 1 1;1 0 1]; % (2,1,3)生成矩阵G=[1 1 1;1 0 1];
k=1;
right_channel_output=cnv_encd(mybit);
lgth=length(right_channel_output);
BER=zeros(1,lgth);
cumulated_metric_table=zeros(1,lgth);
decoder_output_table=zeros(lgth,lgth/2-2);
channel_output_table=zeros(lgth,lgth);
% 模拟信道误码
for z=1:lgth % 产生随机误码
% channel=zeros(1,lgth); % 通过改变lgth的值 ,调整误码个数
% for i=1:z:lgth
% channel(i)=1;
% end
if z==1
channel=zeros(1,lgth);
else
channel=fix(rand(1,lgth)+0.2); % 0.5可改
end
channel_output=mod(right_channel_output+channel,2);
channel_output_table(z,:)=channel_output; % 数据转移
n=size(G,1); % n=G的行数
% 检查大小
if rem(size(G,2),k)~=0
error('Size of G and k do not agree') % 存在合理的约束长度
end
if rem(size(channel_output,2),n)~=0
error('channel output not of the right size') % 经过信道后，进入译码器前，卷积编码的个数合理
end
L=size(G,2)/k; % 约束长度＝寄存器个数+1
number_of_states=2^((L-1)*k); % 状态数
% 产生状态转移矩阵、输出矩阵和输入矩阵
for j=0:number_of_states-1 % 对(2,1,3) j=0,1,2,3
for l=0:2^k-1 % l=0,1
[next_state,memory_contents]=nxt_stat(j,l,L,k);
input(j+1,next_state+1)=l;
branch_output=rem(memory_contents*G',2); % 状态图上根据寄存器状态和input作出的编码
nextstate(j+1,l+1)=next_state; % 生成矩阵，含有十进制表示的下一状态
output(j+1,l+1)=bin2deci(branch_output); % 生成矩阵，含有十进制表示的卷积编码
end
end
state_metric=zeros(number_of_states,2); % 4行，2列 (初始化)
depth_of_trellis=length(channel_output)/n; % 需要译码的个数 设为6
channel_output_matrix=reshape(channel_output,n,depth_of_trellis); % 将经过信道的编码序列转换为以需要译码的个数为行数，以n为列数的矩阵
survivor_state=zeros(number_of_states,depth_of_trellis+1); % 4行，7列 (初始化)
% 开始无尾信道输出解码
for i=1:depth_of_trellis-L+1 % i=1,2,3,4
flag=zeros(1,number_of_states); % 1行，4列 (初始化)
if i<=L
step=2^((L-i)*k); % i=1,2,3 step= 4,2,1
else
step=1; % i=4 step=1
end
for j=0:step:number_of_states-1 % i=1 j=0;i=2 j=0, 2;i=3,4 j=0,1,2,3
for l=0:2^k-1 % l=0,1
branch_metric=0; % 初始化
binary_output=deci2bin(output(j+1,l+1),n); % 将此时刻十进制的编码结果用二进制表示
for ll=1:n % ll=1,2
branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(ll,i),...
binary_output(ll)); % 将此时刻经过信道的编码与理论编码比较，得到分支度量值
end
if ((state_metric(nextstate(j+1,l+1)+1,2)>state_metric(j+1,1)...
+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,l+1)+1)==0)
state_metric(nextstate(j+1,l+1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;
survivor_state(nextstate(j+1,l+1)+1,i+1)=j;
flag(nextstate(j+1,l+1)+1)=1;
end
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);
end
% 开始有尾信道输出解码
for i=depth_of_trellis-L+2:depth_of_trellis
flag=zeros(1,number_of_states);
last_stop=number_of_states/(2^((i-depth_of_trellis+L-2)*k));
for j=0:last_stop-1
branch_metric=0;
binary_output=deci2bin(output(j+1,1),n);
for ll=1:n
branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(ll,i),binary_output(ll));
end
if ((state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)>state_metric(j+1,1)...
+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,1)+1)==0)
state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;
survivor_state(nextstate(j+1,1)+1,i+1)=j;
flag(nextstate(j+1,1)+1)=1;
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);
end
% 从最佳路径中产生解码
state_sequence=zeros(1,depth_of_trellis+1);
state_sequence(1,depth_of_trellis)=survivor_state(1,depth_of_trellis+1);
for i=1:depth_of_trellis
state_sequence(1,depth_of_trellis-i+1)=survivor_state((state_sequence(1,depth_of_trellis+2-i)...
+1),depth_of_trellis-i+2);
end
decoder_output_matrix=zeros(k,depth_of_trellis-L+1);
for i=1:depth_of_trellis-L+1
dec_output_deci=input(state_sequence(1,i)+1,state_sequence(1,i+1)+1);
dec_output_bin=deci2bin(dec_output_deci,k);
decoder_output_matrix(:,i)=dec_output_bin(k:-1:1)';
end
decoder_output=reshape(decoder_output_matrix,1,k*(depth_of_trellis-L+1));
decoder_output_table(z,:)=decoder_output; % 数据转移
cumulated_metric=state_metric(1,1);
cumulated_metric_table(z)=cumulated_metric; % 数据转移
BER(z)=Bit_Error_Rate(mybit,decoder_output);
% BER1(z)=Bit_Error_Rate(right_channel_output,channel_output)
end
%----------------------------------------subfunction Bit_Error_Rate-------------------------------------------------
function y=Bit_Error_Rate(a,b)
y=nnz(mod(a+b,2))/length(a);
%-------------------------------------------subfunction cnv_encd----------------------------------------------------
function the_output1=cnv_encd(mybit) % the_output1为完全正确译码，编码输出结果多出2*移位寄存器个数； the_output2为不完全译码，译码结果与编码之前的原始信息差移位寄存器的个数
g=[1 1 1 0 1 1];
n=length(mybit);
juzhen=zeros(n,(n-1)*2+6); % 多余个数＝2*约束长度-2=2*移位寄存器个数
for i=1:n
juzhen(i,(i-1)*2+1:(i-1)*2+6)=g;
end
the_output=mybit*juzhen;
the_output=mod(the_output,2);
the_output1=the_output; % 需要时可以把分号去掉，看完全编码和不完全编码的结果
the_output2=the_output(1,1:n*2);
% survivor_state的每一行对应每一个状态，每一列对应每一个时刻，它的数值为从前一时刻到这一时刻、进入到所在的行状态所保留的幸存路径的来源状态
% cumulated_metric为译码结果所对应的编码序列与信道输入含误码序列的汉明距离
217
clc;
clear;
close all
mybit=fix(rand(1,215)+0.5)
lgth = 215;
% (2,1,7)卷积编码
G=[1 1 1 1 0 0 1;1 0 1 1 0 1 1]; % (2,1,7)生成矩阵G=[1 1 1 1 0 0 1;1 0 1 1 0 1 1];
k=1;
right_channel_output=cnv_encd(mybit);
BER=zeros(1,lgth);
cumulated_metric_table=zeros(1,lgth);
decoder_output_table=zeros(lgth,lgth/2-6);
channel_output_table=zeros(lgth,lgth);
% 模拟信道误码
for z=1:lgth % 产生随机误码
% channel=zeros(1,lgth); % 通过改变lgth的值 ,调整误码个数
% for i=1:z:lgth
% channel(i)=1;
% end
if z==1
channel=zeros(1,lgth);
else
channel=fix(rand(1,lgth)+0.2); % 0.5可改
end
channel_output=mod(right_channel_output+channel,2);
channel_output_table(z,:)=channel_output; % 数据转移
n=size(G,1); % n=G的行数
% 检查大小
if rem(size(G,2),k)~=0
error('Size of G and k do not agree') % 存在合理的约束长度
end
if rem(size(channel_output,2),n)~=0
error('channel output not of the right size') % 经过信道后，进入译码器前，卷积编码的个数合理
end
L=size(G,2)/k; % 约束长度＝寄存器个数+1
number_of_states=2^((L-1)*k); % 状态数
% 产生状态转移矩阵、输出矩阵和输入矩阵
for j=0:number_of_states-1 % 对(2,1,3) j=0,1,2,3
for l=0:2^k-1 % l=0,1
[next_state,memory_contents]=nxt_stat(j,l,L,k);
input(j+1,next_state+1)=l;
branch_output=rem(memory_contents*G',2); % 状态图上根据寄存器状态和input作出的编码
nextstate(j+1,l+1)=next_state; % 生成矩阵，含有十进制表示的下一状态
output(j+1,l+1)=bin2deci(branch_output); % 生成矩阵，含有十进制表示的卷积编码
end
end
state_metric=zeros(number_of_states,2); % 4行，2列 (初始化)
depth_of_trellis=length(channel_output)/n; % 需要译码的个数 设为6
channel_output_matrix=reshape(channel_output,n,depth_of_trellis); % 将经过信道的编码序列转换为以需要译码的个数为行数，以n为列数的矩阵
survivor_state=zeros(number_of_states,depth_of_trellis+1); % 4行，7列 (初始化)
% 开始无尾信道输出解码
for i=1:depth_of_trellis-L+1 % i=1,2,3,4
flag=zeros(1,number_of_states); % 1行，4列 (初始化)
if i<=L
step=2^((L-i)*k); % i=1,2,3 step= 4,2,1
else
step=1; % i=4 step=1
end
for j=0:step:number_of_states-1 % i=1 j=0;i=2 j=0, 2;i=3,4 j=0,1,2,3
for l=0:2^k-1 % l=0,1
branch_metric=0; % 初始化
binary_output=deci2bin(output(j+1,l+1),n); % 将此时刻十进制的编码结果用二进制表示
for ll=1:n % ll=1,2
branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(ll,i),...
binary_output(ll)); % 将此时刻经过信道的编码与理论编码比较，得到分支度量值
end
if ((state_metric(nextstate(j+1,l+1)+1,2)>state_metric(j+1,1)...
+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,l+1)+1)==0)
state_metric(nextstate(j+1,l+1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;
survivor_state(nextstate(j+1,l+1)+1,i+1)=j;
flag(nextstate(j+1,l+1)+1)=1;
end
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);
end
% 开始有尾信道输出解码
for i=depth_of_trellis-L+2:depth_of_trellis
flag=zeros(1,number_of_states);
last_stop=number_of_states/(2^((i-depth_of_trellis+L-2)*k));
for j=0:last_stop-1
branch_metric=0;
binary_output=deci2bin(output(j+1,1),n);
for ll=1:n
branch_metric=branch_metric+metric(channel_output_matrix(ll,i),binary_output(ll));
end
if ((state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)>state_metric(j+1,1)...
+branch_metric)|flag(nextstate(j+1,1)+1)==0)
state_metric(nextstate(j+1,1)+1,2)=state_metric(j+1,1)+branch_metric;
survivor_state(nextstate(j+1,1)+1,i+1)=j;
flag(nextstate(j+1,1)+1)=1;
end
end
state_metric=state_metric(:,2:-1:1);
end
% 从最佳路径中产生解码
state_sequence=zeros(1,depth_of_trellis+1);
state_sequence(1,depth_of_trellis)=survivor_state(1,depth_of_trellis+1);
for i=1:depth_of_trellis
state_sequence(1,depth_of_trellis-i+1)=survivor_state((state_sequence(1,depth_of_trellis+2-i)...
+1),depth_of_trellis-i+2);
end
decoder_output_matrix=zeros(k,depth_of_trellis-L+1);
for i=1:depth_of_trellis-L+1
dec_output_deci=input(state_sequence(1,i)+1,state_sequence(1,i+1)+1);
dec_output_bin=deci2bin(dec_output_deci,k);
decoder_output_matrix(:,i)=dec_output_bin(k:-1:1)';
end
decoder_output=reshape(decoder_output_matrix,1,k*(depth_of_trellis-L+1));
decoder_output_table(z,:)=decoder_output; % 数据转移
cumulated_metric=state_metric(1,1);
cumulated_metric_table(z)=cumulated_metric; % 数据转移
end
%----------------------------------------subfunction Bit_Error_Rate-------------------------------------------------
%-------------------------------------------subfunction cnv_encd----------------------------------------------------
D30
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