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‰是载频是振幅 表示两路二进制序列的数字信息所控制的相位 取值

归档日期:07-15       文本归类:地面遥测装置      文章编辑:爱尚语录

  ‰是载频是振幅 表示两路二进制序列的数字信息所控制的相位 取值范围是一 把四个相位代入上式可得 是双值信号因此可以表示为下式 两路二进制数据。于是可以得到两路数据对应的调制载波相位如表 所示 路数据 路数据载波相位 调制信号相位与数据的对应关系因此可以直接写出图中的中频输出信号 两路扩频后得到的数据

  ‰是载频是振幅 表示两路二进制序列的数字信息所控制的相位 取值范围是一 把四个相位代入上式可得 是双值信号因此可以表示为下式 两路二进制数据。于是可以得到两路数据对应的调制载波相位如表 所示 路数据 路数据载波相位 调制信号相位与数据的对应关系因此可以直接写出图中的中频输出信号 两路扩频后得到的数据。经过射频电路和天线辐射到空间 在传输过程中 将会受到空间各种信号和干扰噪声的污染 还有来自本身信号所产生的多径干扰。有用信号在传输过程中 一般产生随机时延 和多普勒频移 。以及随机相移矽 因而进入接收机的中频信号加噪声为 表示信道中的所有的加性噪声表示有用信号的多径延时信号和其他无线电设备发出的信号。中频滤波后的接收信号为 表示落入中频滤波器的多径干扰信号和其他无线电设各发出的信号。接收信号的模型如图 所示 本地扩频码 是和发射端同步的是延时锁定环路提供的同步跟踪量 作为对信道随机延时 的同步跟踪。载波解调用相关解调 本地中 频压控振荡器输出的两路正交载波信号为 和庐是有锁相环提供的跟踪量。设基带滤波器的冲击响应为矗其带宽和发射端数字信息带宽相同 且中频滤波器无失真的处理尺“ 如果相关器是理想的且中频滤波器和基带滤波器都是线形的 则我们建立的模型也是线形的。即从接收机中频输入端到基带输出的整个处理工程都是线形的于是 中的各项就可以利用线形叠加原理分别求出它们在基带滤波器输出端的响应再求总的响应。首先我们先对有用信号作分析。在对有用信号作分析时 先假设其他干扰信号和加性噪声都为零。于是 可以简化为 第二章直接序列扩频通信的基本原理当扩频伪码同步 。载波频率锁定一载波相位锁定成立时 且利用伪随机码的性质 上面两式可以化简为 的形式是相似的这里从略。这样通过低通滤波器后 去掉二次谐波的 两路信号为 从上面两个式子可以看出接收端 两路恢复的信号就是发射端 两路输入的信号。由上述处理过程我们可以看出 直接序列扩频接收机提取有用信号是充分利用亍伪随机编码尖锐的自相关特性而完成的‘” 。对于各种干扰信号 它们与本地伪随机码不相关 在相关处理过程中 干扰信号能量扩展到整个扩频带宽中 通过基带滤波器的输出很小。 本章小结本章介绍了常用的扩频通信的几种类型 在了解扩频通信基本理论基础的前提下 重点对直接序列扩频通信进行分析 推导出了在 调制方式下的数学模型。为扩频集成电路的设计打下理论基础。东南大学硕士论文 引言第三章通信系统中的信道编码当调制好的信号在信道里进行传输的时候 必然要受到信道的影响。信道的影响可以分成以下三个主要方面 第一是信道本身对信号产生的衰落 由于信道本身频率响应特性不理想 造成对信号的破坏 第二是信道中的各种噪声 如背景噪声 脉冲噪声等等 这些噪声叠加在信号上面 改变信号的幅度、相位和频率 使信号在解调时产生错误 第三 是信号在传输过程中由于反射 折射或沿不同路径传播从而带来的叠加效应 即通常所说的多径效应 这会带来时间上前后信号互相干扰。总而言之 这三种影响都会导致在接收端信号解调的错误 使系统的误码率大大增加。在无线信道中 由于环境的影响 以及外来的无线信号的干扰 使信道质量较有线信道质量差许多 必须设计合理的信道编译码部分 使其具有纠随机错误和突发错误的良好性能。 信道编码的任务信道编码的任务就是 在发送端以可控的方式在信号中加入一定的冗余度 而在接收端这些冗余度可以用来检测并且纠正信号通过信道后产生的错误。当然 冗余度的加入降低了系统的工作效率 但是和系统误码率的降低 即信号更加正确地传送 相比 这些代价是可以接受的。 信道编码的基本原理 信道编码的基本过程在一个噪声信道中 如果我们把调制 解调器和检测器看作是信道的一个组成部分。那么一个数字通信系统模型可以用图 表示 虚线框为假想的信道部分 数字通信系统模型信道编码器的作用是以可控的方式在二进制信息序列里插入一些冗余度以达到在接受端利用这些冗余度来克服信号在信道中受到的干扰和噪声的影响。编码的一般过程是 每次取后个、 ‘比特的信息序列 把这个 比特信息组跌射成与之唯一对应的胛比特组 这些 比特组称为码字。在这种方式中 由信道编码引入的冗余量可以用比值疗 来衡量 该比值的倒数 第三章通信系统中的信道编码称为码率。信道编码器输出的二进制序列被送入调制器进入信道。调制器把二进制序列映射成可以在噪声信道里传播的波形。调制器可以把每个二进制比特映射成两个可能的波形之一 即。映射为波形 映射为波形 或者采用 个可能的波形 每次把一个印比特组映射为其中一个可能的波形。 在接受端 解调器处理受损的接受波形 把波形映射为 个标量或矢量 作为发送的二元或 彳元数据符号的估值。然后检测器根据这个估值作判决输出送到信道译码器 利用可用的冗余度纠正信道和噪声产生的干扰。如果把检测器的判决过程看作是一种量化的形式 即把检测器看做是 元的量化器。那么 即对解调器输出作二值量化 称为硬判决 对解调器输出作值量化 称为软判决 当然这里要求 。假设图 里的信道编码器的输出为元信号 。检测器的输出为元信号 相应的信道的输出为中相应的聆个元素 如果联合条件概率那么图 里的假想信道就称为离散无记忆信道… 信道这个信道的输入信号集合是 ’假设发送的信号是接受到的信号是只 那么由事件 发生所提供的关于事件 的互信息是 因此输出】 为输入 提供的平均互信息量是煅 东南大学硕士论文式中输入信号的发生概率 受到信道编码器的控制 而转移概率尸 是由信道的特征决定的。对于一组给定的输入信号概率的最大值仅仅取决于转移概率 信道的特性。这个最大值称为信道的信道容量 用符号 表示 为底驭对数的单位是信道上每输送一个符号所能传递的比特数 如果以为底取对数 单位是每输入符号传送的奈特数 那么单位时间的信道容量为单位是比特 。一般的求取 信道容量 最大化输入符号的发生概率集 必须满足的充要条件是聪慧磐譬冀黧 。一此处为信道容量 ’通常检验等概集是否满足条件比较容易 若不满足必须找出一个满足条件的非等概集 。下面给出带限 波形信道在平均功率受限的输入条件下单位时间的信道容量 年提出的噪声信道编码定理给出噪声信道编码定理 只要传输速率 小于信道容量 总存在一种信道码及相应的解码器 以所要求的任意小的差错概率实现可靠通信 反之 如果 大于 则不可能有一种信道码能使差错概率趋近于零。第三章通信系统中的信道编码 信道编码的分类分组码 和卷积码 是信道编码的两种主要形式。分组码的特点是一次处理相当规模的信息块 通常为成百字节的数据 而卷积码则是处理串行的信息比特流。现在 人们已经设计出了许多种有用的分组码和卷积码 相应的也有许多种有效的译码算法 适用于不同的场合把原始信息从接收数据里面恢复出来。分组码由一组固定长度称为码字的矢量构成。码字的长度就是矢量元素的个数 用力来表示。码字的元素选自有 个元素的字符集合。如果 则称为二进制分组码 如果 则称为非二进制分组码。长度为疗的分组码一共有 ”个可能的码字。从中选取包含 。个码字的子集构成一种码 这样可以把一个 比特的信息分组映射到所选择的子集中的一个长度为 的码字。这样的得到的分组码称为 码。假设是某种 也是该分组码的码字时我们称该分组码为线性的 叫做线性分组码。汉明 码是实际应用中常见的线性分组码。循环码是线性分组码的一个重要的子集【…。循环码满足下列的循环移位特性 如果 是循环码的一个码字那么所有 的循环移位都是该循环码的码字。由于循环码的循环特性 使得循环码具有很多构造上的特点 可以在编码和解码时加以利用。现在针对循环码已经设计出了许多有效的编码和硬判决译码算法 这样使含有大量码字的长循环分组码在实际系统中得到实用。循环汉明码 循环高莱码 最大长度移存器码和 码都是重要的循环码。本文第四章将详细介绍的里德一所罗门 码就是非二进制码的一种。卷积码是将发送的信息序列通过一个线性的 有限状态的移位寄存器而产生的编码。通常卷积码的编码器由 每级后比特的移位寄存器和疗个线性代数函数发生器组成 需要编码的二进制数据串行输入移位寄存器 每次移入后比特数据。每个后比特的输入序列对应一个疗比特的输出序列。关于卷积码的详细介绍将在第四章进行。另外为了尽可能的把传输过程中产生的错误均匀的分散到不同的码字中去 还会采用称为“交织”的手段。交织也主要分为两类 块交织和卷积交织。关于交织的原理也将在第四章介绍。在较为恶劣的信道情况下 如无线信道和电力线信道 单独使用一种信道编码不能达到满意的效果。人们又提出了级联码的概念 级联码也分为两种 串联级联码和并联级联码。串联的级联码由内码和外码组成 一般分别采用线性分组码和卷积码 译码时按次序先后译码。并联的级联码则没有内外码之分 在译码时一般采用反馈迭代算法 同时进行译码 也称为 码。东南大学硕士论文 本章小结本章在分析信道的基础上 给出信道编码的任务和基本原理 重点讨论了信道容量和信道编码定理 给出了信道编码的分类 并对常用的编码种类的功能进行简要介绍。 第四章无线扩频通信系统芯片设计中信道编解码方案的实现第四章无线扩频通信系统芯片设计中信道编解码方案的实现 引言在无线信道中 由于环境的影响 以及外来的无线信号的干扰 使通信的质量较有线信道差许多。在许多同时出现随机错误和突发错误的复合信道上 往往发生一个错误时 波及后面一串数据 导致突发误码超过纠错码的纠错能力。为了提高无线扩频通信系统的性能 进一步降低系统的误码率 人们在无线扩频通信系统中加入信道编码 使其具有纠随机错和突发错的良好性能。 无线扩频通信系统信道编解码模型无线扩频通信系统中 信道编码模块一般都包含两个主要部分 前向纠错码 和交织 。前向纠错码的作用是纠正信道产生的错误 恢复正确的原始信息 交织的作用是把信道中的突发错误打散 尽可能均匀的分散到接收到的数据序列里面 提高系统抗突发性错误的能力。图 信道编码模块结构纠正突发错误的种有效方法是以一个可以纠正随机错误的码为内码 而以一纠正突发错误性能良好的码作为外码 组成级联码 。在这种方式下 内码起着为外码纠正突发错误而扫清离散误码的作用 从而提高信道整体纠错能力。本文选择的信道编码方案是串联的级联码 一次交织卷积码 二次交织。 码作为外码 卷积码作为内码。图 是信道编码、信道译码模块的组成框图东南大学硕士论文 上发表了一篇论文文中描述了一类新的纠错码 现在人们称之为 …。这种纠错码具有很强的纠错能力和其他一些优点现在广泛的应用于光存储技术到深太空通信的许多领域。 码是非二进制循环码的一种 它在整个分组码中的地位如下 分组码一 线性分组码一 循环码一 信道编码译码方案的基本框图码通常用符号 表示。码的码字是由所比特的符号构成的符号序列 这里埘是大于等于 的正整数。对于给定大小的肌 满足下列条件的 这里是需要编码的信息符号序列的长度 是编码得到的 码字序列的长度。门一 是校验符号序捌的长度。在实际应用中 最常见的 这里校验符号序列的长度用来表示。这种 码还可以在长度上扩展到肛 但是再长就不行了。在相同输入输出长度的线性码中码具有最大的最小自由码距。对于非二进制的 最小自由码距采用如下定义两个码字按符号位置进行比较 不相同的符号的个数即为码距 所有码距中的最小码距称为最小自由码距。在 表示不大于。的最大的正整数。从上式不难看出对于 纠正个符号错误只需要 个校验符号。我们可以这样理解 对于每一个符号错误 需要一个校验符号来确定其位置 需要另一个校验符号确定该位置上的错误大小。因此

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