【摘要】：水聲信道因極其復雜多變,使得水聲通信具有可利用帶寬小、傳輸延遲大、嚴重的噪聲干擾、在時域和頻域同時呈現(xiàn)嚴重的選擇性等特點。在水聲信道中實現(xiàn)高速率的可靠通信是極為困難的,在水聲信道中傳輸信息引起的傳輸差錯是不可避免的,因此需要性能優(yōu)良的差錯控制方案來提高水聲通信的質(zhì)量。由于水聲通信中傳播延遲較長使得ARQ(自動反饋重傳)是不可行的,FEC(前向糾錯)則是一種較為可行的信道糾錯方案。噴泉碼是一種新型低密度低誤碼率的信道編碼方案,其特點是發(fā)送端無需知道信道狀態(tài)條件,就可以自動進行鏈路速率匹配。這種碼的編譯碼算法具有線性的復雜度,糾錯效果卓越,特別是其自適應鏈路速率匹配(即無碼率)的特點得到了國內(nèi)外的學者的廣泛關注。考慮到OFDM可以克服頻率選擇性衰落,是目前水聲通信的研究熱點,因此本論文將噴泉碼應用于水聲OFDM通信系統(tǒng)。本論文首先分析了水聲信道的物理特性及其常用的調(diào)制技術,為后面的水聲仿真提供理論基礎,接著針對現(xiàn)有的三種噴泉碼的編譯碼理論進行詳細介紹,然后在MATLAB中建立了水聲仿真模型,并分析OFDM-LDPC碼、OFDM-LT碼和OFDM-Raptor碼的性能。仿真結果表明:噴泉碼作為水聲通信中的信道編碼是可行的,雖然它的誤碼率性能稍遜色于LDPC碼,但噴泉碼能夠利用其無碼率的特性自動調(diào)整碼率來保證在水聲低信噪比的信道條件下數(shù)據(jù)可以可靠地傳輸,因此它對水聲信道具有自適應的特性。在論文的最后構建了可用于水聲通信的硬件系統(tǒng)并進行測試,實驗結果表明噴泉碼技術可以很好地保證水聲系統(tǒng)的可靠性。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.3;TB56
【圖文】：

圖３．４邋Ｒａｐｔｏｒ碼的編碼結構圖逡逑Ｒａｐｔｏｒ碼的編碼過程可以描述為：逡逑

Ｎ邋＞邋ＫＺ。逡逑為了直觀地觀察這兩種度分布函數(shù)的性能，我們通過ＭＡＴＬＡＢ軟件分別對其仿逡逑真，如圖３．５所示，其中Ａ：取值１００，ｃ和５取值均為０．０５。逡逑Ｑ．５邋「．邐Ｉ邐ｉ逡逑￣￣＆棒孤波分布逡逑０．４５邋－？邐｜邐＊邋理想孤波分布逡逑０．４邋－邐＊逡逑０．３５邋－逡逑０．３邋－邐－逡逑＜５－逡逑ｉ邋０．２５逡逑０．２邋－逡逑０．１５邋？邋？逡逑０．１邋－邐－逡逑６邋？逡逑０．０５邋－邋0邐－逡逑，＇Ｖ逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００逡逑度值逡逑圖３．５理想孤波分布和魯棒孤波分布的ＭＡＴＬＡＢ仿真圖逡逑從圖３．５中可以看出，ＲＳＤ分布中相對于ＩＳＤ分布而言，在一定程度上，度值為逡逑１的數(shù)量有所增加，度值為２、３的數(shù)量相對減少；并有少量的大度值以比較高的概逡逑率存在。因此在數(shù)字噴泉碼中應用ＲＳＤ分布可以有效保證所有數(shù)據(jù)均參與編碼，大逡逑大提高譯碼概率。逡逑３．４噴泉碼的譯碼算法逡逑噴泉碼的譯碼過程是根據(jù)接收端收到的信息通過一定算法來恢復原始數(shù)據(jù)

(a)原始編碼

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本文編號：2802075