水声通信原理课程设计-高速精确数字无线通信系统

《水声通信原理课程设计-高速精确数字无线通信系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文题目高速精确无线数字通信系统专业名称电子信息工程学生姓名指导教师学生学号航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文摘要本文讨论了一种高速数字无线通信系统的方案设计与实现。根据信息速率和码元速率（波特率）的关系Rs=Rblog2M。可见，多进制调可以在不增加带宽的前提下提高通信系统传输的信息速率。信号在传输过程容易发生区域性长突发错误，RS编码的的基础上，运用卷积交织编码技术可以有效纠正突发信道或混合信道中比较长的突发错误或多个突发错误，交织编码的好处是提高了纠正突发错误的能力但又不增加新的监督码元,从而不会降低编码效率。

2、理论上交织度越大,抗突发错误的能力就越强。本设计核心在于多进制编码调制以及运用外码RS码，交织码和内码卷积码的级联编码方式，提高频带利用率，降低传输信道误差，以实现高可靠性、高速率、高保密性的数字通信系统。本方案由信源量化编码部分，数制转换部分，信道编码，调制部分，信道噪声分析，解调部分，信道译码部分，信源译码部分和信道噪声判决部分组成。并将卷积交织码引入其中，本设计定位于传输语音信号兼顾高速数据信号，因此信源处理方面将涉及到模拟和数字信源两部分。数制转换部分受到信道噪声判决部分的控制和影响，因此采用多进制M和卷积交织技术，已实现在保证较高频带利用率的前提下尽可能可靠、高效率地传输

3、信号。在方案中的原理介绍中详细推到了最佳接收机的信噪比和接收误码率的关系，并且给出了信道编码进制与信噪比的关系，并根据这种关系对本方案的调制方式在降低误码率性能及所需带宽和发射的功率等方面进行了分析，分析结果表明采用RS为外码，交织和卷积码作为内码的级联方式性能较好。第二章、第三章和第四章介绍了数字通信原理及相关的理论分析，在第五章中具体计算和分析了方案的性能指标和实现过程中涉及到的关键数据。关键词：自适应脉码调制ADPCM，交织码，卷积码，四相相移键控调制，MQAM调制，载波恢复航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文目录第1章方案综述5第2章模拟信源的量化编码分析6

4、2.1抽样失真分析62.2量化62.3压缩与扩展72.4编码调制与解调8第3章多进制调制解调技术分析103.1独立多进制调制103.1.1MASK调制和MFSK调制103.1.2MPSK/MDPSK键控调制解调113.2MQAM调制解调系统123.2.1MQAM信号123.2.2MQAM信号的调制133.2.3星座映射与差分编码143.2.4MQAM信号的解调153.2.5脉冲形成滤波器163.3MQAM载波恢复设计分析183.4MQAM性能分析193.4.1匹配滤波器193.4.2最小错误概率最佳接收机20第4章纠错信道编码技术244.1前向纠错的差错控制方式FEC244.2RS

5、编译码原理264.2.1RS码的编码274.2.2RS码的译码294.3交织码编码方式特性294.3.1交织码29航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文4.3.2卷积码304.3.3卷积交织原理304.4优化的纠错信道编码技术33第5章方案设计计算分析34第6章方案设计总结376.1方案设计特色及心得376.2前景展望37参考文献38航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文第1章方案综述本设计应用于中短距离语音和数据的数字化传输，载波频率采用MHz,带宽取KHz。基于高可靠性、高速率、高保密性的通信需要。方案在信源编码部分采用多进制编码方式。在多进制数字调

6、制系统中，每个符号间隔内可能发送的符号有多种。多进制数字调制是用多进制数字基带信号去调制载波的幅度、频率或相位，因此相应有M进制振幅键控、M进制移频键控和M进制移相键控，也可以把其中的两个参数组合起来调制，本设计方案所用的MQAM调制方式，即为M进制振幅相位联合键控。　　在M进制数字调制系统中，每个符号可以表示log2M个二元消息符号，相同的码元传输速率下，Ｍ进制数字调制系统的信息传输速率比二进制系统的高，其代价是抗干扰性能不如二进制数字调制系统好。RS编码，卷积交织技术具有良好的抗干扰性能，本设计方案通过在信道编码采用RS-卷积交织编码技术，以减少长突发错误和随机错误并取得抗干扰

7、性能和信号传输效率的平衡。数字通信系统原理结构图如图1.1所示：图1.1数字通信系统原理结构图38航海学院2009级电子信息工程系通信原理课程设计论文第1章模拟信源的量化编码分析1.1抽样失真分析模拟信源首先要经过抽样和量化转换成离散的信号,其中对于抽样频率和量化方式的选择直接影响了模拟信号向数字信号转换的失真度。抽样定理表明，在低通情况下要求fs≥2fH，即抽样频率要大于等于2倍的信号最高频率。证明如下：对xt进行抽样得到离散形式为xst=xt*δt由频域卷积定理可