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无线扩频数字中频通信系统设计与实现

作　者: 文传勇
导　师: 李晓峰
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: Reed-Solomon码 生存多项式 校正子 FPGA
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


软件无线电是一种实现无线通信的新体系结构,它的核心思想是尽量使宽带A/D和D/A转换器靠近天线,尽可能多地用软件来定义无线功能。同时它具有的很好的开放性,模块化的结构使得硬件可以随技术发展而更新。除了这些新的设计理念出现,还有些新技术也不断涌现,如扩频通信技术,它具有抗干扰能力强,误码率低,隐蔽性能好,抗多径干扰优点;CDMA技术,它使用户工作在相同的频率上实现多用户通信。这些新的设计理念和先进的技术,直接应用到我们的无线扩频数字中频通信系统的设计和实现中。本文详细阐述无线扩频数字中频通信系统的信道编解码的设计和实现,系统硬件电路的设计和实现,同时还对移动多媒体系统中的音频部分的MP3进行了详细的阐述,其主要内容如下:1.概述本文的研究背景,简要介绍信道编码概述和RS编解码算法发展状况,并简要介绍现有的移动多媒体系统的概况和MP3的研究背景;2.介绍了RS码的基本概念,详细介绍RS码的编解码原理,具体阐述RS码的编码设计流程和步骤,解码模块的划分、具体设计和实现。同时在Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA上对RS (255,239)编解码器进行编程实现,并将其应用于无线扩频数字中频数据传输通信系统中;3.详细介绍本系统的总体方案和系统的硬件原理电路设计和实现,根据需要选择合适的芯片,对硬件电路各部分的设计进行详细说明,并给出相应的硬件电路图;同时简要介绍PCB(印制电路板)设计流程、PCB的加工流程和目前国内工艺水平,详细阐述PCB设计过程注意事项和设计的基本原则。4.对移动对媒体系统中的音频部分的MP3进行研究,详细介绍了MP3码流的组成结构,编码器原理和结构,解码器结构和码流解码实现。5.对全文及课题项目进行概括性总结,并明确了下一步有待进行的工作和未来的一些研究方向。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 引言  13
  1.2 信道编解码概述  13-14
  1.3 Reed-solomon 码相关背景知识  14-15
  1.4 移动多媒体系统研究背景  15-17
  1.5 本人承担的设计任务  17-18
  1.6 论文结构和内容安排  18-19
第二章 Reed-Solomon 编解码技术研究  19-44
  2.1 基本概念  19-22
    2.1.1 群  19
    2.1.2 有限域  19-21
    2.1.3 本原多项式  21
    2.1.4 二进制本原BCH 码  21
    2.1.5 RS 码  21-22
  2.2 RS 码的编码和译码  22-43
    2.2.1 RS 编码  22-27
    2.2.2 RS 译码  27-43
  2.3 本章小结  43-44
第三章 数字中频通信系统的硬件设计和实现  44-65
  3.1 系统背景  44
  3.2 系统主要设计参数  44-45
  3.3 系统主要器件选型及原理图设计  45-53
    3.3.1 系统的结构框图  45-46
    3.3.2 系统电源的设计和电源芯片的选型  46-47
    3.3.3 系统阻抗匹配网络的设计  47
    3.3.4 时钟电路的设计  47-48
    3.3.5 模/数转换器的选择与硬件设计  48-51
    3.3.6 数/模转换器的选择与硬件设计  51-52
    3.3.7 FPGA 的选择  52-53
  3.4 系统PCB 设计  53-63
    3.4.1 PCB 设计的基材的选择  53-55
    3.4.2 印制电路板的加工流程和基本工艺  55-58
    3.4.3 印制电路板的基本设计原则  58-62
    3.4.4 印制电路板设计结果  62-63
  3.5 硬件设计的相关测试  63-64
    3.5.1 光板测试  63
    3.5.2 上电前的测试  63-64
    3.5.3 发送通道的测试  64
    3.5.4 接收通道的测试  64
    3.5.5 阻抗匹配调试  64
  3.6 本章小结  64-65
第四章 MP3 软解码实现  65-80
  4.1 背景  65-69
    4.1.1 MP3 的编码器结构框图  66
    4.1.2 生理声学模型  66
    4.1.3 分析子带滤波器组  66-67
    4.1.4 动态加窗的 MDCT 变换  67
    4.1.5 量化器  67
    4.1.6 哈夫曼编码  67
    4.1.7 解码信息  67-69
  4.2 MP3 的解码  69-80
    4.2.1 MP3 解码器结构  69
    4.2.2 MP3 的帧结构  69-72
    4.2.3 哈夫曼译码  72
    4.2.4 再量化  72-73
    4.2.5 重排序  73
    4.2.6 MS 立体声译码  73-74
    4.2.7 强度立体声译码  74
    4.2.8 抗混迭滤波  74
    4.2.9 IMDCT  74-77
    4.2.10 合成多相滤波器  77-79
    4.2.11 问题分析  79-80
第五章 总结  80-81
  5.1 总结  80
  5.2 展望  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-85
附录  85-88
攻读硕士学位期间的研究成果  88-89

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信系统（传输系统） > 跳频与扩展频谱通信系统 > 扩频通信
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