基于BCH-Turbo码的OFDM系统电力线信道编码技术研究

论文摘要

电力线通信（PLC,Power Line Communication）是利用电力线作为通信媒质来传输数据信息和话音信号的一种通信方式。电力线通信以其不用布线、遍布城乡和连接方便的显著特点,被普遍认为是提供“最后一公里”解决方案最具有竞争力的技术之一。随着人们对网络传输速度的要求越来越高,如何提高电力线载波通信系统性能成为关键问题之一。本论文主要针对这一问题进行了深入讨论,并提出了改进方案。论文首先对电力线信道特性进行了深入分析。然后,深入研究了电力线噪声特性和分类。通过对现有各种电力线信道模型的比较分析,本文选择了M.Zimmermann和K. Dostert提出的自顶向下的信道模型,并通过仿真验证了其有效性。Turbo码因其优越性能而被应用于OFDM电力线通信系统中。Turbo码的译码算法及交织器的优化设计是提高Turbo码纠错性能的重要方法。在Turbo码译码算法中,log-MAP算法具有最好的实用性;针对在信噪比较大时,CRC准则下的译码性能变差（主要出现未检测错误）,本文提出用BCH码作为检验Turbo码的停止准则,并提出了减少平均迭代次数的改进算法,仿真表明BCH-Turbo的译码效率比交叉熵准则高,性能更好。讨论OFDM系统参数选择的一般原则,并举例说明在电力线信道上指定数据传输速率的OFDM系统参数的选择。用matlab建立电力线信道的仿真模型,并用于BCH-Turbo-COFDM系统仿真,与卷积码OFDM系统进行性能比较。将BCH-Turbo-COFDM仿真系统,用于静态图像的传输。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 OFDM 的发展及应用
• 1.2.2 Turbo 码的研究及应用新进展
• 1.2.3 Turbo 码译码算法的研究现状
• 1.2.4 OFDM 系统中Turbo 编码的研究
• 1.3 研究目标及意义
• 1.4 研究内容和研究方法
• 第2章 电力线通信信道特性分析与模型研究
• 2.1 电力线通信信道特性
• 2.1.1 噪声特性及模型
• 2.1.2 衰减特性
• 2.1.3 阻抗特性
• 2.1.4 多径传输特性
• 2.2 电力线通信系统调制方式比较
• 2.3 电力线信道的数学模型
• 2.3.1 电力线信道通用模型
• 2.3.2 电力线信道简化模型
• 2.4 电力线通信信道容量
• 2.4.1 电力线信道的香农定理
• 2.4.2 电力线参考信道的信道容量
• 第3章 BCH-TURBO-COFDM 系统的关键技术
• 3.1 OFDM 技术基础
• 3.2 TURBO 编码基础
• 3.2.1 Turbo 码编码器的结构
• 3.2.2 交织器
• 3.2.3 Turbo 码译码原理
• 3.2.4 Turbo 码译码算法
• 第4章 TURBO 码迭代译码停止判据
• 4.1 引言
• 4.2 常用的TURBO码迭代译码停止判据
• 4.2.1 交叉嫡（CE）准则
• 4.2.2 符号变化率（SCR）准则
• 4.2.3 硬判决辅助（HDA）准则
• 4.2.4 循环冗余校验（CRC）准则
• 4.3 对BCH 迭代停止准则的算法改进
• 第5章 BCH-TURBO-COFDM 系统电力线信道仿真与结果分析
• 5.1 仿真框图
• 5.2 TURBO 码的优化设计
• 5.3 BCH 停止准则改进算法性能仿真
• 5.4 BCH-TURBO-COFDM 系统电力线信道仿真
• 5.4.1 基于matlab 电力线信道建模
• 5.4.2 电力线信道的OFDM 系统参数选择
• 5.4.3 BCH-Turbo-COFDM 系统的性能
• 5.4.4 静态图像在BCH-Turbo-COFDM 系统中的传输
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要工作及创新
• 6.2 下一步的主要工作
• 参考文献
• 附录一
• 个人简历、在校期间的研究成果
• 致谢