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Turbo-DFH系统G函数设计及DSP实现

2020-12-10阅读(350)

Turbo-DFH系统G函数设计及DSP实现

论文摘要

由于短波通信传输距离远，成本低廉，抗毁性强，使得其在军事通信和应急通信领域占有十分重要的地位。差分跳频电台外场实际测试发现，在信道恶劣的时段，由于各种干扰和多径衰落的存在，电台通信几乎中断，因而有必要对现有差分跳频系统进行改进，以提升其在短波信道中全天候通信的能力。Turbo-DFH技术，将Turbo码引入到差分跳频系统中，可以有效提升差分跳频系统的纠错能力。本文针对Turbo-DFH采用随机交织器，尾序列不参与迭代，译码性能稍差的情况，提出了基于自归零交织器（Self-Terminated Interleaver,STI）的STI-Turbo-DFH技术，并对其在不同参数（频点个数，迭代次数，帧长，反馈系数）和不同干扰（部分频带干扰，多音干扰）下的性能进行了仿真比较。现有Turbo-DFH译码算法没有考虑实现中递推因子计算过程中可能会出现的溢出现象，本文首先在其基础上增加了防止溢出的处理，并对其进行了详细的公式推导，然后给出了改进后译码器的性能仿真。针对Turbo-DFH译码算法复杂，实现难度大的问题，本文提出了几种优化方法，通过逐级优化，在TI的定点芯片TMS320C6455上成功实现了Turbo-DFH的译码器，并对其译码性能进行了测试。本文的内容分为五章。第一章，首先对短波通信的特点和几种扩频方式进行了介绍，然后描述了差分跳频的研究现状，并指出了本文的研究内容和论文结构。第二章，首先介绍了Turbo码的编译码器结构和传统DFH的系统结构及工作原理，然后结合Turbo-DFH系统的编译码器结构，详细推导了带有防止溢出处理的迭代译码算法，最后对两种差分跳频系统的性能进行了仿真对比。第三章，首先介绍了两种交织器，并对其性能进行了仿真对比，然后研究了交织长度，反馈系数，频点个数和迭代次数对基于STI的Turbo-DFH系统性能的影响，最后对其抗干扰（包括部分频带干扰和多音干扰）性能进行了仿真分析。第四章，首先阐述了DSP程序的实现过程，然后描述了DSP程序实现的几种优化方法，最后给出了DSP程序和MATLAB仿真的性能对比。第五章，对本文所做的工作进行了总结，并阐明了下一步的研究思路。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 短波通信概述
  • 1.2 扩频通信技术
  • 1.2.1 直接序列扩频通信技术
  • 1.2.2 常规跳频通信技术
  • 1.3 差分跳频通信研究现状
  • 1.4 本文的主要研究内容与论文结构
  • 1.5 本章小结
  • 第二章 Turbo-DFH 系统结构及软输出迭代译码算法
  • 2.1 Turbo 码的系统结构
  • 2.1.1 Turbo 码的编码器结构
  • 2.1.2 Turbo 码的译码器结构
  • 2.2 传统 DFH 系统结构工作原理
  • 2.2.1 传统 DFH 系统结构
  • 2.2.2 传统 DFH 系统工作原理
  • 2.3 Turbo-DFH 系统结构及软输出迭代译码算法
  • 2.3.1 Turbo-DFH 的编码器结构
  • 2.3.2 Turbo-DFH 的译码器结构
  • 2.3.3 Turbo-DFH 的迭代译码算法
  • 2.3.4 Turbo-DFH 和传统 DFH 的性能仿真比较和分析
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 Turbo-DFH 的性能分析与仿真
  • 3.1 Turbo-DFH 的交织器设计
  • 3.1.1 交织器的作用及设计原则
  • 3.1.2 随机交织器
  • 3.1.3 自归零交织器
  • 3.1.4 交织器类型性能分析
  • 3.2 基于 STI 的 Turbo-DFH 系统仿真设计
  • 3.3 不同参数对 Turbo-DFH 系统性能的影响
  • 3.3.1 交织长度对 Turbo-DFH 系统性能的影响
  • 3.3.2 迭代次数对 Turbo-DFH 系统性能的影响
  • 3.3.3 反馈系数对 Turbo-DFH 系统性能的影响
  • 3.3.4 频点个数对 Turbo-DFH 系统性能的影响
  • 3.4 Turbo-DFH 系统的抗干扰性能分析
  • 3.4.1 AWGN 信道下系统的抗 PBNJ 性能分析
  • 3.4.2 频率非选择性 Rayleigh 慢衰落信道下系统的抗 PBNJ 性能分析
  • 3.4.3 AWGN 信道下系统的抗多音干扰性能分析
  • 3.4.4 频率非选择性 Rayleigh 慢衰落信道下系统的抗 MTJ 性能分析
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 Turbo-DFH 译码器的 DSP 实现
  • 4.1 Turbo-DFH 的 DSP 程序实现及优化
  • 4.1.1 Turbo-DFH 译码器的 DSP 程序实现
  • 4.1.2 Turbo-DFH 译码器的 DSP 程序优化
  • 4.2 Turbo-DFH 译码器的 DSP 程序性能测试
  • 4.2.1 Turbo-DFH 测试平台介绍
  • 4.2.2 DSP 程序性能测试
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 结论
  • 5.1 本文主要贡献
  • 5.2 未来研究方向
  • 致谢
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 攻读硕士研究生期间完成的工作

    • 相关论文文献

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    • [2].一种交织/解交织器的设计与实现[J]. 计算机工程 2011(S1)
    • [3].多项式交织器的设计与应用[J]. 通信技术 2010(07)
    • [4].一种新型的长度可变的S-随机交织器的设计[J]. 计算机应用研究 2010(11)
    • [5].一种基于正弦映射的混沌交织器设计及应用[J]. 计算机应用研究 2010(11)
    • [6].一种改进的随机交织器的设计[J]. 微计算机信息 2010(36)
    • [7].一种短交织长度匹配交织器设计[J]. 军事通信技术 2008(03)
    • [8].基于FPGA的改进型分组交织器的设计与实现[J]. 微计算机信息 2008(17)
    • [9].极化码静态解交织器电路设计与实现[J]. 科技与创新 2019(19)
    • [10].基于混沌交织的比特交织编码调制及迭代译码系统性能分析[J]. 中国科学:信息科学 2011(01)
    • [11].基于FPGA的伪随机交织器的设计与实现[J]. 信息技术 2011(01)
    • [12].一种基于FPGA的TD-SCDMA块矩形交织器的设计与实现[J]. 数据通信 2011(06)
    • [13].伪随机交织器的FPGA设计与实现[J]. 通信技术 2009(06)
    • [14].一种3GPP交织器在低信噪比条件下的改进方案[J]. 信号处理 2010(03)
    • [15].CDMA2000短码交织器的FPGA设计与实现[J]. 常州工学院学报 2010(04)
    • [16].一种基于递归系统卷积码校验重量下限的匹配交织器设计方法[J]. 信号处理 2009(09)
    • [17].基于最大相似度的伪随机交织器盲识别方法[J]. 探测与控制学报 2016(03)
    • [18].卷积交织器原理及FPGA实现[J]. 大众科技 2010(01)
    • [19].前向纠错技术中卷积交织器的FPGA实现[J]. 通信技术 2009(03)
    • [20].低信噪比下随机交织器识别[J]. 电讯技术 2018(01)
    • [21].卷积交织器盲识别方法[J]. 电子与信息学报 2013(08)
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    • [24].快衰落信道中交织器设计方法[J]. 电路与系统学报 2013(02)
    • [25].基于欧式距离的自适应交织算法[J]. 北京邮电大学学报 2010(04)
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    • [28].通信译码过程中3GPP交织器内存争用问题的解决[J]. 科技通报 2014(04)
    • [29].基于不同交织器下凿孔Turbo码性能的研究[J]. 电子设计工程 2018(22)
    • [30].基于Logistic映射的低延时S-随机交织器[J]. 武汉大学学报(理学版) 2015(03)

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