高效话带调制解调器全数字接收技术的研究

摘要

现代社会中,网络正在逐渐的渗透进人们的日常生活,给人们的工作、生活、娱乐等带来方便和快捷.但不法分子利用网络来进行相互的联系和非法信息的传播也大大增加,对于特定的犯罪嫌疑对象,若能对其上网信息进行监控,就可据此采取相应措施,阻止其对社会产生更大的危害.而目前在各种网络接入方式中,利用普通电话线拨号接入Internet占到大多数,因此,我们结合PSTN(公众电话交换网)数据截获系统,开发了一套针对拨号上网方式下数据的接收系统.话带Modem中发送端所采用的技术以及调制发送规程,完全由ITU所制定的V系列协议进行统一,对接收端部分ITU未做任何规定,完全由各开发商自行决定.而国外Modem厂商对自己的具体接收机方案都进行了专利保密.该论文的主要工作就是对话带Modem传输协议中调制器所用到的技术进行了详细研究,给出了符合ITU V.34和V.90协议的接收机方案,基于全数字接收机的概念,实现接收机中解调部分,并最终结合解码和纠错、解压缩模块,实现了全软件Modem的接收机.该文主要分为五章,第一章介绍课题背景,并对电话线拨号上网作一个简单介绍;第二章回顾了话带Modem传输协议的制定过程以及相应的传输技术发展历程;第三章则详细介绍了当前应用最普遍的V.34和V.90Modem传输协议,对发送机所采用的各个关键传输技术进行了研究;针对该课题背景,提出了基于全数字接收机的概念来实现Modem的接收部分,并在第四章中系统而全面的论述了全数字接收机的基本理论和实现方法,对全数字极大似然接收机进行了深入研究,然后详细分析了可以获得全数字接收机可实现算法和结构的两种途径,最后分析研究了全数字接收机中的特殊问题-插值滤波器的设计和控制;在此基础上,在该文的第五章中,论述了Modem接收部分的设计与实现,包括方案的工作原理、系统框图和各个子模块的结构图,并针对实际截获数据进行了测试,考察了接收机的实际运行情况.话带Modem以其设备简单、使用方便、价格相对较低等优势,在Internet至今的发展过程中,得到了广泛应用,推动了Internet的飞速发展并使得Internet走入人们的平常生活,使得网络更加贴近普通人.虽然现在话带Modem的传输速率已经基本上达到了香农极限,将要被更快的网络接入方式所替代,但是研究其所采用到的各种传输技术,对于研究新的信息传输系统仍然有着积极的意义.

目录

文摘

英文文摘

学位论文独创性声明及关于学位论文使用授权的说明

第一章绪论

§1.1Internet现状及接入方式

§1.2课题背景

§1.3电话线接入Internrnet简介

§1.4电话线信道传输特性

§1.5本文的主要工作

第二章 传输技术及协议的发展

§2.1早期V系列传输协议的发展

§2.2近年来V系列传输协议的发展

§2.3 Modem实现技术上的进步

§2.4 V.34和V.90协议主要特点

第三章V.34协议和V.90协议简介

§3.1 V.34 Modem中的线路信号

§3.1.1数据传信速率

§3.1.2符号速率和载频

§3.1.3预加重

§3.1.4 线路探测(Line Probing)

§3.1.5 QAM星座图

§3.2 V.34发送机

§3.2.1扰码器

§3.2.2帧结构

§3.2.3 Trellis编码

§3.2.4壳状映射器(Shell Mapper)

§3.2.5非线性预编码器

§3.2.6非线性扩展编码器

§3.2.7调制

§3.3 V.34协议启动过程及操作规程

§3.4 V.34连接过程中的重新训练

§3.5 V.90协议简介

§3.6 本章小节

第四章全数字接收机的理论和实现

§4.1全数字调制解调技术的发展和现状

§4.2全数字最大似然最佳接收机

§4.2.1采样序列的充分性

§4.2.2最大似然最佳全数字接收机

§4.3全数字接收机的可实现算法和结构

§4.3.1全数字最大似然最佳接收机算法的简化实现

§4.3.2全数字接收机的分解和实现

§4.4本章小结

第五章 V.34接收机的实现

§5.1回波抵消(Echo Cancellation)

§5.1.1回波的形成

§5.1.2回波抵消的方式

§5.1.3回波抵消自适应算法

§5.1.4回波抵消器的实现

§5.2 自动增益控制(AGC)

§5.3 QAM解调

§5.4插值滤波器

§5.5自适应均衡器

§5.5.1均衡器

§5.5.2分数间隔均衡器(FSE)

§5.5.3 FSE训练

§5.6接收机的同步

§5.6.1时钟同步

§5.6.2载波恢复

§5.6.3载波相位跟踪

§5.7解调器结构

§5.8接收机的整体实现

§5.8.1 V.34解码器

§5.8.2解压缩与纠错

§5.8.3总体接收机的实现

§5.9本章小节

结束语

致谢

参考文献