水聲通信中串行級連糾錯編碼技術研究.pdf

1、海洋水聲信道是一種極其復雜多變的時-空-頻變信道，信道通帶窄、多徑干擾強、信號衰落嚴重是水聲通信中信息高速可靠傳輸?shù)闹饕系K。因此如何在水聲信道中高速可靠地傳輸數(shù)據(jù)，成為世界性的重要研究課題。水聲通信除了采用先進的調制解調、信道均衡等技術以外，還必須采用具有很好糾錯性能的糾錯碼來進行差錯控制，進一步降低誤碼率，保證信息傳輸?shù)目煽啃浴４屑夁B碼是一種較好接近香農限的漸近好碼，它是由兩個確定的短碼來構造長碼，在不顯著增加編譯碼復雜度和運算量

2、的情況下，能較大提高糾錯性能，具有很好地糾正突發(fā)錯誤、隨機錯誤和兩者共同構成的組合性錯誤的能力。本文根據(jù)對水聲信道特性、信道產(chǎn)生誤碼的統(tǒng)計規(guī)律和特點、水聲通信系統(tǒng)的性能指標要求，深入研究了串行級連碼的構成、原理和性能，研究了交織器對突發(fā)錯誤的處理能力，提出了一種適用于水聲通信的差錯控制編碼方法，通過仿真分析和實驗驗證表明該方法實用、可行。 全文的主要工作和研究成果包括以下幾個方面：1.研究了水聲信道的特性和信道產(chǎn)生誤碼的統(tǒng)計規(guī)律

3、和特點，研究表明：水聲信道是一個隨機錯誤和突發(fā)錯誤同時存在、且以密集性突發(fā)錯誤為主的記憶信道，這為水聲數(shù)字通信系統(tǒng)中糾錯碼的設計提供了理論基礎。 2.研究了RS碼、卷積碼及由此組成的串行級連碼的原理、性能和具體編譯碼算法，研究表明：RS碼具有很強的抗突發(fā)錯誤的能力，卷積碼可充分利用碼字之間的相關性，相當于等效地增加了碼長，且卷積碼采用維特比軟判決譯碼比硬判決譯碼可獲得2dB左右的編碼增益，它們都具有較好的糾錯性能。 3.

4、根據(jù)水聲信道的特性，研究了串行級連碼內碼、外碼的選取原則，串行級連碼的內碼選用具有軟判決最大似然譯碼算法的卷積碼，能獲得一定的編碼增益，外碼選取具有較強糾突發(fā)錯誤能力的RS碼，用以克服內碼錯譯或信道所產(chǎn)生的突發(fā)錯誤。通過對采用不同組合級連碼的性能仿真及分析可得出：RS碼和卷積碼的級連是用于水聲通信的性能很好的串行級連碼。 4.研究了不同交織器、交織參數(shù)對突發(fā)錯誤的處理能力、如何設計交織器在串行級連碼中的位置和選用何種交織器才能更

5、好地離散突發(fā)錯誤，研究表明：交織器的應用主要用以解決水聲信道產(chǎn)生的突發(fā)差錯誤碼，隨機交織器能夠提供最大程度的應變能力，能最大限度地適用于水聲信道，改善突發(fā)錯誤對糾錯碼性能的影響。 5.提出了一種適用于水聲通信中的串行級連碼結合隨機交織器的差錯控制編碼方法：RS碼(255，223)+卷積碼(2，1，7)+隨機交織。對此方法的性能進行了仿真，分析了串行級連碼參數(shù)、交織器對糾錯性能的影響，并進一步驗證了方法的可行性。 6.利用