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基于QPSK调制解调的信息传输系统

时间:2017-5-31 16:28:49 点击:

  核心提示:基于QPSK调制解调的信息传输系统...

·调制技术

通信技术融入计算机和数字信号处理技术以后发生了革命性的变化,它和计算机技术、数字信号处理技术结合是现代通信技术的标志。广义上讲,用任何方法,通过任何传输媒质将消息从一个地方传送到另一个地方,均可称为通信。

通信的目的是为了进行消息的有效传递与交换。直到19世纪初,人们开始利用电信号传输消息。从1837年莫尔斯(EB.Mors)e发明电报算起,一个世纪以来,通信的发展大致经历了三大阶段,首先,以1837年发明电报(莫尔斯电码)为标志的通信初级阶段其次以1948年香农(Shnnaon)提出的信息论开始的近代通信阶段;最后,以20世纪70年代出现的光纤通信为代表的和以综合业务数字网迅速崛起为标志的现代通信阶段。光纤通信技术、卫星通信技术和移动通信技术形成现代通信技术的三大主要发展方向。

数字调制技术作为这些领域中极为重要的一个方面,也得到了迅速发展。全数字调制解调器专用集成电路使得通信传输中的发送与接收设备可以更加紧凑,成本更低,减小功耗并大大提高设备的可靠性。另一方面,全数字调制解调技术的采用有可能使各类现代调制解调技术融合一体,使该调制解调器不仅适用于各类调制体制,而且速率也可变。

随着数字调制技术的出现,在有限的带宽内传输高速的数据已成为可能,并且比过去使用的模拟调制,如调幅(AM)和调频(FM)、频移键控(FSK)、开关键控(OOK)、脉宽调制P(WM)、脉位调制(PPM)、脉幅调制(PAM)等技术相比有更高的可靠性和抗扰性。

新型的数字调制与过去的一些离散数字/模拟调制技术有很多相同的地方。像开关键控和频移键控,它们在离散的时间上有离散的状态无论这些状态是幅度、相位还是幅度/相位。通过这些状态可以定义被传送的信息,同时这些状态的数量可以决定链路能传输的数据量。然而,数字调制可以只被看作是正交幅度调制(QAM)、正交相移键控(QPSK)、二进制相移键控(BPSK)以及由这些技术派生的调制方法。

本课题我们将采用正交相移键控(QPSK)做为信息传输的调制方式。

·纠错编码

随着现代通信技术的发展,高速传输和高可靠性成为信息传输的两个主要方面,而可靠性尤为重要。信息在实际信道中传输时,信道特性的不理想、加性噪声和人为干扰等因素的影响,都会使系统接收的信息不可避免地出现差错。为降低误码率,实现可靠性通信,通常采用的途径有两种:一种是通过选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加发送信号的功率、选择有较强抗干扰能力的调制解调方式等,来降低信道本身引起的误码;另一种是通过信道编码对信道差错进行控制。许多情况下,前者常常会受条件的限制,不是所有情况都能采用,而信道差错控制编码则可以弥补前者的不。纠错编码的基本实现方法是在发送端将被传输的信息附上一些监督码元,这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联(约束)。接收端则根据既定的规则校验信息码元与监督码元之间的关系。一旦传输发生差错,则信息码元与监督码元的关系就受到破坏,从而在接收端可以发现错误乃至纠正错误。

进行信道编码时,可采用多种纠错码。其中卷积码和分组码是纠错码的两种主要形式,在码率和编码器复杂程度相同的情况下,卷积码的性能要优于分组码,而且更易于实现最佳译码和准最佳译码。由于卷积码的优异性能,使得它在很多方面都得到了应用。由于卷积码各码组之间的相互关联,在对卷积码的分析时,至今未找到像分组码那样严密的数学分析手段,因此对卷积码的性能分析比较困难,目前大多是通过计算机进行好码的搜索。卷积码的译码也较分组码容易,可有两大类译码方法:代数译码和概率译码。在概率译码中,维特比译码算法是一种最大似然算法,在码的约束度较小时,其效率比序列译码算法更高、速度更快,译码器也较之更为简单。所以,自维特比译码算法提出以来,在理论和实践方面都得到了极其迅速的发展,被广泛地应用于各种数传系统。

作者:信息传输系统 来源:信息传输系统
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