數(shù)字音頻廣播OFDM研究與系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、傳統(tǒng)廣播因使用模擬信號的處理方式導(dǎo)致其擴(kuò)展性不佳，頻譜利用率不高。進(jìn)而發(fā)展出數(shù)字化廣播，它全部采用數(shù)字化的信息處理方式，具有抗噪聲干擾性好、音質(zhì)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(diǎn)。歐美等發(fā)達(dá)國家已逐步實(shí)現(xiàn)從模擬廣播全面轉(zhuǎn)化為數(shù)字廣播的發(fā)展局面，我國也于2013年發(fā)布調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)擬稿。
　　本文根據(jù)數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，以信道編碼和調(diào)制子系統(tǒng)為研究對象，完成數(shù)據(jù)的編碼與調(diào)制系統(tǒng)的方案設(shè)

2、計。開展傳輸信道中各個編碼模塊功能實(shí)現(xiàn)以及采用正交頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)編碼數(shù)據(jù)調(diào)制的研究。
　　本文主要內(nèi)容如下：
　　（1）數(shù)據(jù)信道編碼與調(diào)制系統(tǒng)的方案設(shè)計
　　通過學(xué)習(xí)編碼和調(diào)制的理論知識，掌握信道編碼各模塊的功能。在此基礎(chǔ)上，對數(shù)字廣播的信道編碼與調(diào)制進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。研究信道編碼的實(shí)現(xiàn)算法及難點(diǎn)，結(jié)合實(shí)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(diào)制等模塊的設(shè)計方案。其中使用OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)編碼數(shù)據(jù)的調(diào)制，

3、 OFDM技術(shù)能夠?qū)⑿诺婪譃槿舾烧蛔有诺纴磉M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種正交性能夠有效對抗信道間的干擾。
　　（2）編碼模塊和調(diào)制模塊的功能仿真及性能研究
　　根據(jù)方案設(shè)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(shè)計方案能夠提高抵抗突發(fā)錯誤干擾的能力。首先根據(jù)參數(shù)要求編寫擾碼模塊M文件，實(shí)現(xiàn)擾碼器功能，進(jìn)而對信息序列進(jìn)行加擾。其次編寫在加入噪聲

4、信道中16QAM調(diào)制及解調(diào)的程序，實(shí)現(xiàn)其功能，得到解調(diào)接收信號的散點(diǎn)圖和誤比特率性能曲線圖。在完成16QAM調(diào)制解調(diào)的基礎(chǔ)之上加入卷積編碼進(jìn)行仿真，并使用軟判決和硬判決兩種解碼方式。從仿真結(jié)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(jī)錯誤干擾的能力。采取編寫自定義函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)排列矢量的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)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。可見糾錯編碼和交織編碼結(jié)合使用時能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行可靠的傳輸，降低發(fā)生突發(fā)隨機(jī)錯誤的可能性。最后根據(jù)方案要求，編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)編碼和OFDM系統(tǒng)的整體仿真。仿真驗證結(jié)果表明擾碼、卷積編碼、交織算法和星座映射等模塊的設(shè)計方案能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能，并且性能良好。