变参信道极低速率数据传输关键技术研究

摘要

自然空间中存在一类特殊的通信环境,如战时严重的人为电磁干扰,自然灾害突发地区极其微弱信号的远距离传输,各种因素导致的极强环境噪声等等,此时,信号功率极小,噪声功率极大,信噪比极低,信号几乎淹没在噪声中,常规的通信手段几乎失效,最低限度通信正是应用于此背景下的一种应急通信手段。针对多进制正交扩频能克服信噪比极低的特点,采用信道纠错码和降低信息传输速率能很大程度上提高通信可靠性,保证特殊环境下通信链路的畅通。本文致力于研究变参信道下极低信息速率的通信体制,对工程应用给出参考性建议。
　　论文首先介绍了选题的背景和意义,总结了当前可靠通信中应用的各种调制解调方案以及关键数据传输技术的研究现状,在此基础上针对变参信道极低速率可靠通信的具体要求,给出了系统设计方案;然后分别描述了应用于可靠通信中的多进制正交扩频技术和 LDPC编译码的工作原理,重点阐述了一种新的构造具有良好相关特性复合码的方法,尝试对复合码基于一定准则进行筛选,优选出适合于最低限度通信体制下的复合码组;最后选取了802.11n(WLAN)、802.16e(WiMAX)和 DVB-S2三种典型标准下不同构造方式、不同码长和不同码率的 LDPC码,建立系统联合仿真框图,并基于 Matlab的图形用户界面(GUI)设计了变参信道极低速率通信仿真软件,通过对三个标准下不同长度、不同码率的 LDPC码与不同进制数、不同扩频因子的正交扩频码以及不同的基带相位调制方式(BPSK/QPSK)等技术的集成组合,在参数可变的信道环境下,进行了大量的仿真对比分析,验证了设计方案中的调制解调数传技术在系统联合仿真中能使系统获得较好的误码率性能,仿真软件的设计为后续的改进和研究工作打下基础。

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第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 国内外可靠通信中关键技术研究现状

§1.3 本文所做的工作

第二章 极低速率通信系统总体方案设计

§2.1 现有极低速率通信系统方案概述

§2.2 LDPC 码与正交扩频相结合的极低速率通信系统方案设计

§2.3 本章小结

第三章 多进制正交扩频技术与扩频码的选取

§3.1 直接序列扩频技术

§3.2 多进制正交扩频技术

§3.3 复合码构造和筛选

§3.4 多进制正交扩频系统性能分析

§3.5 本章小结

第四章 LDPC 码在极低速率可靠通信中的应用

§4.1 LDPC 码的表示

§4.2 LDPC 码的编译码

§4.3 LDPC 码的选取

§4.4 LDPC 码在变参信道下的仿真性能分析

§4.5 本章小结

第五章 系统联合性能仿真分析

§5.1 系统联合仿真框图及软件设计

§5.2 主要仿真功能模块介绍

§5.3 系统性能仿真及分析

§5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果