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数字微波通信系统的纠错码算法仿真研究与实现

作　者: 马军
导　师: 贺知明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 数字微波通信 RS码 卷积码 交织码
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 19次
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内容摘要


数字微波通信系统与传统的电缆通信相比,具有搭建成本低、信息传输可靠性高等优点,在近几十年来一直受到国内外学者的关注。随着社会的发展、科技的不断进步,现在的数字通信、数字广播以及数据存储系统中广泛的采用了纠错编码的理论。常用RS码、卷积码和交织码构成级联码,并将其应用到数字微波通信系统中。本文较为详尽的阐述了编码的原理,并在详细分析其实现方案的基础上进行了仿真实现,并且研究了通信系统中的RS码和卷积码及其相关的技术。RS编码具有距离特性好、编码效率高、能够用硬件电路实现编译码算法和具有良好的抗突发干扰能力等特点,并且广泛的应用于各种差错控制方案里面。在本文中将综合国内外近年以来对RS码编码译码算法以及实现的基础上,将其应用与卷积码和交织码级联,并且用Matlab进行仿真实现,提高了它的纠错能力和效率。这一级联码模式从太空数字通信等军事领域一直到数码光盘等民用领域都得到了广泛而重要的应用。本文首先介绍了数字通信系统的基本原理,阐述了信道编码定理。对信道编码的基本概念、分类和发展进行了介绍。然后简要介绍了数字微波通信系统总体设计框架,接着分析了在数字微波通信系统中常常用到的几种编码,重点研究分析阐述了RS码、卷积、交织编码和译码的算法。接着文中对RS、卷积、交织编码和译码的原理与算法进行了Matlab的仿真实现。最后设计了一种基于该数字微波通信系统的级联编解码的设计方案,并在最后一章对RS码和卷积码的编译码器进行了FPGA的实现。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究背景和意义  10-12
  1.2 国内外研究动态  12-14
  1.3 本文的主要内容  14-16
第二章 信道编码相关理论  16-23
  2.1 信道编码基本概念  16
  2.2 信道编码定理  16-17
  2.3 信道编码介绍  17-22
    2.3.1 分组码  18-19
    2.3.2 级联码  19-20
    2.3.3 Turbo 码  20-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 系统编译码方案分析与设计  23-28
  3.1 任务背景与系统分析  23
  3.2 数字微波通信系统的介绍  23-24
  3.3 数字微波通信系统要求  24-25
  3.4 系统参数分析与信道编码方案分析  25-26
  3.5 实际系统中编译码方案最终设计  26-27
  3.6 本章小结  27-28
第四章 纠错码算法分析与仿真  28-57
  4.1 仿真平台说明  28-29
  4.2 RS 码算法分析与仿真  29-41
    4.2.1 RS 编码算法  30-31
    4.2.2 RS 译码算法  31-39
    4.2.3 RS 仿真研究  39-41
  4.3 卷积码编解算法与仿真  41-50
    4.3.1 卷积码的编码  41-43
    4.3.2 卷积码的译码  43-46
    4.3.3 码率1/2 的卷积码仿真  46-47
    4.3.4 高码率卷积码仿真  47-50
  4.4 交织码原理与仿真  50-54
    4.4.1 交织编码  50-52
    4.4.2 交织器  52
    4.4.3 交织码算法实现与仿真  52-54
  4.5 实际数字微波通信系统中仿真的结果比较  54-56
  4.6 本章小结  56-57
第五章 纠错码编译码器的FPGA 实现  57-71
  5.1 FPGA 介绍与设计流程  57-59
    5.1.1 FPGA 介绍  57
    5.1.2 FPGA 设计流程  57-59
  5.2 RS 码的FPGA 实现  59-64
    5.2.1 GF( 25 ) 有限域乘法器  59-60
    5.2.2 RS 编码器  60
    5.2.3 RS 译码器  60-63
    5.2.4 RS 码的FPGA 仿真结果  63-64
    5.2.5 小结  64
  5.3 卷积码的FPGA 实现  64-68
    5.3.1 状态图  64-66
    5.3.2 网格图  66
    5.3.3 卷积码FPGA 仿真结果  66-67
    5.3.4 小结  67-68
  5.4 交织器的FPGA 实现  68-70
    5.4.1 分组交织原理  68-69
    5.4.2 矩阵交织仿真结果  69-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章 结论和展望  71-73
  6.1 本论文工作的总结  71-72
  6.2 工作展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
攻硕期间取得的研究成果  76-77

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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