数字通信系统数据纠检错方法研究

来源：56doc.com 资料编号：5D1611 资料等级：★★★★★ %E8%B5%84%E6%96%99%E7%BC%96%E5%8F%B7%EF%BC%9A5D1611

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资料介绍

摘要：在噪声信道上传输数字化数据时,收到的数据将不可避免的含有差错.通常用户提出一个差错率,当超出此差错率时,接受数据不予使用.当接受数据不满足所要求的差错率时,常常可以采用纠检错编码将差错率减小到所容许的限度内,近年来,采用纠错编码解决此类问题日益广泛.香农曾在他的一篇论文中,对编码的效能加以阐明,在1948年,他证明:如果数据源的速率低于被称为信道容量之值时,可采用适当的编码和译码,以任意小的差错概率进行通信.
以后将会看到,真正对通信速率加以限制的并不是信道容量,而是实现编码方案所花的费用,费用的限制使通信速率远低于通信容量,近年来在寻求用于各类噪声信道上高效与实用的编码方案方面进行了大量的研究,并取得了很大的成就.
本文讨论的主题是CRC(循环冗余校验),汉明码,BCH码.
CRC(循环冗余校验)码又称多项式码,它是一种在计算机网络和数字通信中用的最广泛的一种检错码,漏检率比奇偶校验码低的多,同时实现也较简单.本文给出了利用单片机编程实现校验过程.
汉明码是一种线性分组码,它是一种能纠一个错误的码,BCH码是一种能够纠正多个随机错误的循环码,是目前发现的一类很好的线性纠错码类,它的纠错能力很强,本人就两种码进行MATLAB仿真,对两种码的性能作了比较.

When numeral data are transmitted in yawp channel, the data which are received will have error in evitablely, generally consumers call for an error rate, when overstepping the rate, the date will be rejected, when the data received can not meet consumers’ demand, error-correcting code technology can minish the error rate in facultative limit, in recent years, error-correcting code technology is used widely in the communication system,shannal clarified the efficiency of encoding in one of his dis-course, in 1948,he testified that if the speed of data source is under the capability of channel, you can adopt proper encoding and decoding, so that the error rate will be controlled at random in communiation system.
In future, you will see that it is not the channel capability which restrains the speed of communication but the cost of realizing the encoding scheme, the speed of communication is more lower than the channel capability, in recent years a lot of research in seeking the efficient and ptacticable encoding scheme have been done which are used in every kind of yawp channel.in which prodigious success has been taken.
The discussional subjects are CRC, hamming code, BCH.
The CRC code is also called multinomial code, it is a code which is used most broad in computer network and numeral communication, the leak checking ratio is more lower than odd or even code, the realization is also simpe, the text gives the MCS-51 program which realizes the checkout process.
Hamming code is a kind of linearity grouping code, it is a code which can check a false code, BCH code is a cyc code which can check some error code, it is a very good linearity code, it has strong error correcting capability, I compared the capability of two kinds of code using MATLAB software.

课题背景
本课题主要根据电力线载波通信系统这一工程背景对信道纠检错编码进行性能分析，电力线载波通信技术出现于本世纪二十年代初期。它以电力线路为传输通道，具有通道可靠性高、投资少见效快、与电网建设同步等电力部门得天独厚的优点。在我国，四十年代已有日本生产的载波机在东北运行，做为长距离调度的通信手段。经过几十年的发展，目前已具相当的规模和水平。但是也出现了一定的问题,其中比较束手的问题就是数据传输的可靠性问题。电力线通信是继电信、电话、无线通讯、卫星通讯之后的又一通信网.电力线载波通讯就是以电力网作为信道,实现数据传递和信息交换.因为电源线路是每个家庭最为普通也是覆盖最为宽广的一种物理媒介,所以利用电力线实现数据通信有着很大的经济效益和应用前景.由于低压范围内电力线网络的非规则性、传输距离的随意性、以及电力线上负载变化的多样性,使得干扰问题成为制约低压电力线载波通信发展和普及的主要障碍[2].因此对于电力线载波通信信道中纠检错编码的研究显得由为重要.
正如文献[1]中所说，近年来，由于各种通信方式在白动抄表系统中的成功应用，特别是电力载波方式(无须另设通信电缆，尤其适合于现有居民电表的改造)，使自动抄表系统得到迅速发展。随着我国“三金工程”的发展，“个人银行帐户制”将开始实行，银行对电、水、煤气等费用的全面托收，一旦自动抄表系统进入银行计算机网络，则直接可以通过银行完成收费，大大地提高了经济效率和社会效率。
电力系统对电力数据传输的主要要求是:(1)可靠性要高，如对电力远动设备，通常要求其误码率在以10-5下。(2)实时性要强，调度所要求电力系统的实时信息，特别是电力系统故障时，要求迅速地获取故障信息，以便及时处理故障。利用电力线进行数据传输，是电力系统特有的数据传输方式之一。由于电力线上存在较强的电磁干扰，对电力线数据传输设备的要求就比较高。通常以牺牲传码率换取数据传输可靠性的提高。为了提高电力数据传输速率和传输可靠性，在一定信噪比的情况下，达到一定的误码率指标要求，除了应合理设计基带信号，选择合适的调制解调方式，采用频域均衡或时域均衡等措施外，还可以通过采用信道编码，即差错控制编码将误码率进一步降低，以提高信号传输的可靠性[2]。(毕业设计网 )

论文内容介绍
    论文的第二章对纠错编码进行了简要的介绍，包括它的发展历史与趋势，基本概念和分类，差错控制系统，香农定理、信道编码定理等等。
    第三章介绍的是线性分组码和循环码的基本原理，它是第四章汉明码和BCH码的基础，汉明码和BCH码是常用的线性码。
    第四章对常用的纠检错码原理进行了分析。并用仿真软件进行验证原理的正确性。
论文的第五章讲述的是CRC（循环冗余校验）通过单片机编程来怎样实现。
    在论文的第六章，通过MATLAB软件来构造通信系统，从而通过实验结果和实验数据验证汉明码和BCH码的有效性，并提出编码方案应怎样选择。(毕业设计网 )
第七章对本次毕业设计的内容作了总结及下一步的研究工作方向。