數字音頻廣播OFDM研究與系統設計.pdf

1、傳統廣播因使用模擬信號的處理方式導致其擴展性不佳，頻譜利用率不高。進而發(fā)展出數字化廣播，它全部采用數字化的信息處理方式，具有抗噪聲干擾性好、音質失真小、頻譜利用率高、覆蓋范圍廣以及高速移動接收性能好等優(yōu)點。歐美等發(fā)達國家已逐步實現從模擬廣播全面轉化為數字廣播的發(fā)展局面，我國也于2013年發(fā)布調頻頻段數字音頻廣播相關標準擬稿。
　　本文根據數字音頻廣播系統的結構組成，以信道編碼和調制子系統為研究對象，完成數據的編碼與調制系統的方案設

2、計。開展傳輸信道中各個編碼模塊功能實現以及采用正交頻分復用技術實現編碼數據調制的研究。
　　本文主要內容如下：
　?。?）數據信道編碼與調制系統的方案設計
　　通過學習編碼和調制的理論知識，掌握信道編碼各模塊的功能。在此基礎上，對數字廣播的信道編碼與調制進行系統設計。研究信道編碼的實現算法及難點，結合實際情況，針對各項問題確定擾碼、卷積編碼、星座映射、交織和調制等模塊的設計方案。其中使用OFDM技術實現編碼數據的調制，

3、 OFDM技術能夠將信道分為若干正交子信道來進行數據傳輸，這種正交性能夠有效對抗信道間的干擾。
　?。?）編碼模塊和調制模塊的功能仿真及性能研究
　　根據方案設計的各方面要求，使用MATLAB完成信道編碼中擾碼模塊、卷積編碼模塊、交織模塊和星座映射模塊的功能仿真，并且驗證了信道編碼中糾錯編碼的設計方案能夠提高抵抗突發(fā)錯誤干擾的能力。首先根據參數要求編寫擾碼模塊M文件，實現擾碼器功能，進而對信息序列進行加擾。其次編寫在加入噪聲

4、信道中16QAM調制及解調的程序，實現其功能，得到解調接收信號的散點圖和誤比特率性能曲線圖。在完成16QAM調制解調的基礎之上加入卷積編碼進行仿真，并使用軟判決和硬判決兩種解碼方式。從仿真結果可以看出加入卷積編碼作為糾錯碼以后，在同樣的噪聲信道中傳輸，包含卷積編碼的傳輸誤比特率低于不包含卷積編碼的誤比特率。其中使用硬判決譯碼方式的傳輸性能提高大約3dB，而使用軟判決譯碼方式的傳輸性能比硬判決譯碼性能提高約2dB。完成卷積編碼的功能仿真后

5、再加入交織編碼，以提高傳輸中對抗隨機錯誤干擾的能力。采取編寫自定義函數產生隨機排列矢量的方式對數據進行交織編碼。通過仿真分析得到加入交織編碼比未加入交織編碼的傳輸性能提高約2dB?？梢娂m錯編碼和交織編碼結合使用時能夠對數據進行可靠的傳輸，降低發(fā)生突發(fā)隨機錯誤的可能性。最后根據方案要求，編寫程序實現數據編碼和OFDM系統的整體仿真。仿真驗證結果表明擾碼、卷積編碼、交織算法和星座映射等模塊的設計方案能夠實現預期功能，并且性能良好。