实验二：卷积码
一、实验仪器:
PC两台、USRP两台
二、实验目的：
1、 了解grc仿真中的信号处理模块、流程图以及使用方法 2、 了解卷积码的基本原理
3、 了解GunRadio实现信道编码的方法 4、 了解不同SNR对于误码率的影响 5、 了解卷积码对误码率的影响
6、 了解不同的卷积码对于误码率的影响
三、实验要求：
1.了解Grc的基本操作方法，要求仿真的流程中信道编码部分使用卷积编码
2.通过单机实验和GnuRadio+USRP的实验两种实验方式进行仿真 3.搭建有信道编码与无信道编码的Grc仿真模型 4.比较上述两种情况下的误码率，并且分析结果
5.比较不同的卷积码对于误码率的影响，并且分析结果。
四、实验原理：
卷积码将k个信息比特编码成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同，卷积码编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关，还与前面的N-1段信息有关，编码过程中互相关联的码元个数为nN。卷积码的纠错性能随N的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。卷积码的纠错能力不仅与约束长度有关，还与采用的译码方式有关。
GRC提供译码方式是维特比译码，它是卷积码译码方式中非常经典的以及广泛使用的一种译码方式。该实验可以考察编码前后数据有什么
变化，译码后能不能恢复原来数据，通过Number Sink考察加噪声后误比特率怎么样，对性能有什么提高，并且划出BER图形。下面为卷积码的一般流程：
五、实验步骤及分析：
1、单机实验：
单机实验分成（2,1,3）码、无信道编码、（2,1,8）码三个部分进行。 （一） 实验流程图：
首先，我们利用（2,1,3）卷积码进行信道编码，用DPSK进行调制，来进行单机实验，最终设计的流程图和参数如下图所示：
先是Vector Source，即信源，设置的数据是1,0,0,1,1。然后是Throttle限流模块。接下来是Packed to Unpacked模块，将pack成byte或short型的数据以unpacked型的数据输出。然后就是卷积码编码模块，这里需要找到（2,1,3）卷积码在电脑中的位置，再将路径设置到这个模块相应的位置中。接下来一个模块叫做Packet encoder，然后便是调制模块DPSK Mod，我们使用的便是DPSK调制。在噪声模块中设置噪声的大小为0.31，这个数字不能太大，否则就会是解码完全错误，也不能太小，否则误比特率几乎一直为零。
下面模拟的就是接收端，首先是DPSK demod模块，相应于DPSK编码模块，这个模块进行解码。Packet decoder相应于Packet encoder。然后需要加上一个模块Chunks to Symbols，用于后面的映射。接下来便是维特比译码模块，我们选择了一个将两个模块合二为一的模块，其中维度设置为1，映射与前一模块相同，路径与卷积码编码时路径相同。然后是Unpacked to Packed，将unpacked 的数据（bit）以byte或short型的数据输出。接下来就是将发送的数据输入到Error Rate的ref端，将解调译码之后的数据输入到in端，通过Error Rate模块进行误比特率的计算，并将结果存到一个file中，设置好它的路径和名称用于后面画图使用。最后一个模块是Number Sink，主要用于显示数据的具体数值，可用于计算误比特率时显示误比特率的时候等。
接下来我们去掉了卷积码编码和维特比译码的相关模块，观察其在无信道编码条件下的性能，流程图如下：
然后我们在第一个实验的基础上，将（2,1,3）卷积码编码换为（2,1,8）卷积码编码，观察其再这个状态下的性能，流程图除了路径部分其余与（2,1,3）码一致，这里不再画出。
（二）实验结果分析
首先我们对（2,1,3）卷积码编码和无信道编码时的状态进行了比较。先在相应的窗口中输入如下的语句：
无信道编码
（2,1,3）卷积码编码
上面的一幅图即为无信道编码情况下的误比特率情况。根据我们学过的知识，卷积码编码在通信中有着重要的作用，其加入了更多的校验码，
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