宽带卫星通信系统中COFDM技术的研究

摘要

利用通信卫星承担高质量的通信业务已有近 30 年的历史，在此期间，各种新的通信技术取得了巨大的发展。随着第三代移动通信技术的提出与进步，卫星通信的地位越来越重要。为了适应多媒体通信的要求，研究提高卫星通信系统有效性和可靠性的技术很有必要。 本课题旨在研究先进的信道编码和调制方式在宽带卫星通信系统中的应用。考虑到卫星信道功率和带宽均受限的特点，为了有效地利用频率资源及避免宽带传输中频率选择性衰落对数据传输的影响，决定采用Turbo-Coded OFDM技术。 正交频分复用(OFDM)作为一种高效并行传输技术，由于其频谱利用率高、能够有效对抗ISI、成本低等原因越来越受到人们的关注。随着人们对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，将Turbo编码应用于OFDM系统中构成的Furbo-Coded OFDM系统同样有着广阔的应用前景。Turbo码技术是第三代移动通信系统中的关键技术，它为高速数据的无误传输提供了可靠的的技术保证。而交织器在Turbo编译码技术中的巧妙应用是Turbo码取得如此优秀性能的关键。 本文的主要工作包括： 1．研究Turbo码的编码原理，包括其中的交织器、分量码的选择、码率的变换等技术； 2．研究Turbo码的译码原理，重点研究其中的SISO软输入/软输出译码方式，MAX-LOG-MAP译码算法和衰落信道下的Turbo译码； 3．分析研究OFDM/COFDM技术基本原理，构建Turbo-Coded OFDM系统软件仿真平台： 4．着重分析Turbo码中的交织器对系统性能的影响，从理论计算和软件仿真两个方面来研究各种交织器对Turbo码系统及Turbo-Coded OFDM系统的影响，并分别在AWGN信道和]Rayleigh衰落信道下仿真其性能； 5．研究交织器的硬件实现方法，并利用xilinx公司的IsE实现了功能仿真。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1卫星通信概述

1.2课题背景

1.3研究内容

1.4论文结构及主要工作

1.4.1论文结构

1.4.2论文的贡献

第二章Turbo-Coded OFDM系统

2.1概述

2.2 Turbo码模块

2.2.1 Turbo编码

2.2.2 Turbo译码

2.2.3影响Turbo码性能的参数

2.3 OFDM/COFDM及其发展

2.3.1 OFDM技术的基本原理

2.3.2 COFDM技术的基本原理

2.4小结

第三章Turbo中的交织器

3.1 Turbo中交织器的作用

3.1.1从码重角度分析Turbo码中交织器的作用

3.1.2低码重码字的来源分析

3.1.3从相关性角度分析Turbo码中交织器的作用

3.2各类交织器

3.2.1 Turbo码中交织器的设计方法

3.2.2设计过程中应注意的问题

3.2.3交织器的分析与设计

3.3 小结

第四章Turbo交织器的软件仿真

4.1理论值计算与分析

4.1.1从码重角度进行的分析与仿真

4.1.2从相关性角度进行的分析与仿真

4.2系统仿真与分析

4.2.1 AWGN信道下的仿真

4.2.2 Turbo-Coded OFDM系统中的仿真

4.3 小结

第五章交织器硬件仿真

5.1 FPGA简介

5.1.1FPGA的基本知识

5.1.2 FPGA设计的主要流程

5.1.3仿真平台

5.2交织器的硬件实现

5.2.1功能描述

5.2.2模块设计及电路结构

5.2.3仿真波形

5.3小结

第六章总结展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文