[实用新型]可变速率调制解调的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及模拟通信和数字通信技术，尤其涉及可变速率调制解调的装置。

背景技术

信号的传输有两种方式：模拟通信和数字通信。传统的通信方式基本上都采用模拟制式，如步话机、现场视频转播、视频监控系统等，当采用有线信道时，由于信道条件好，被传输的数据、话音和图像失真较小，但当采用无线信道时，由于衰减、各种干扰的存在，使得被传输的数据、话音和图像产生较大的失真。数字通信由于具有抗干扰的优点，数据、话音和图像的传输可靠性大为增加，因此数字传输技术得到广泛应用。但目前国内的数字通信设备大都是单一传输速率的，针对某一特定用途使用。

数字化是目前无线电技术发展的趋势，它具有可靠性高、灵活性强和易大规模集成等优点，日益受到重视。通信中往往要根据通信信道的状况和通信类型变化通信速率，并保持较低的误码率，利用数字通信技术可以达到这一要求。

现有的级联码方案中：信道编码定理指出，随着码长n的增加，译码错误概率按指数接近于零。因此要可靠通信就必须使用长码，但随着码长的增加，译码器的复杂度、计算量也随之增加，以致难以应用在实际场合中。为了解决性能与实现难度的矛盾，Forney提出级联码概念，即把几个较短的码串接在一起组成一个码长较长的编码组合，把编制长码的过程分几级完成，以此来减少各级译码的复杂度。通常级联码分两级，其结构图如图1所示。

通常在构建级联码时，内外码选择具有互补性码型。如在本实用新型中外码采用的是RS码，而内码选择卷积码，RS码与卷积码串行级联码的优点是结合了RS码纠突发错误的能力和卷积码纠随机错误的能力，在相对较低的复杂度下取得较好的纠错性能，这种级联码组合形式已被CCSDS作为标准推荐使用。而在构造分组卷积级连码中，关键是分组码的参数N，K，d与卷积码的参数n，k和m之间如何搭配较为合适的问题。如果外码RS码的符号取自GF(2^M)域上，卷积码的编码约束度m等于M比较合适。对于约束度为m的卷积码，内译码器输出的最可能错误图样的长度是m，当此错误输入到RS译码器时，只相当于RS码中的一个符号错误，因此容易发挥RS码纠错能力。如果m太短，则Viterbi译码器的译码错误概率较大，直接影响到外码RS码的性能。而采用m较大的卷积码时，译码错误概率虽然可以较低，但Viterbi译码器的复杂性却随m指数增大，因此不宜选得过大。内码卷积码的码率R一般选用1/2或1/3，这是因为在级联码系统中，对内码误码率的要求10^(-3)左右，这用R＝1/2或1/3的卷积码很容易达到，且译码器的实现也较容易。若选用码率较高的卷积码，则不容易达到误码率的要求。外码码率的选择主要决定整个系统的误码率要求，即整个系统所要得到的编码增益。一般来说，当误码率一定时，随着码长的增加纠错能力越来越高，但译码器的复杂性也随之增加，并且当码长大于一定数值后，对整个系统的性能改善也不很明显，因此必须根据整个系统的误码率要求和译码复杂性，全面分析比较，选择合理的内、外码的码率。

近几年在数字通信与信号处理领域发展起来的链路自适应技术与软件无线电技术，在卫星数据接收设备技术中的调制解调器传输系统软件一直是国外大公司技术封锁的重点，目前就本实用新型所涉及的核心技术多用于高端专业通信系统，上海正华电子高科技工程有限公司的无线智能调制解调器，产品具有接入速率可变的功能，但其应用市场只针对数字电台的语音接入，尚无法满足其它通信业务的要求。上海飞利通信有限公司的可变速率调制解调器，制造价格过高，系统体积偏大，不具有嵌入式的要求，在实际试用过程中比特率传输不稳定、误码较高，产品现已停产。

发明内容

本实用新型目的是提出一种可变速率调制解调的装置，尤其是达到数字通信系统中的传输速率可在较大范围内变化，不仅适合于话音、数据、图像传输等多种目的，而且传输速率可以根据信道状况作相应变化，如信噪比高时，采用高速率传输以提高数据传输速度，信噪比低时，采用低速率传输以保证低的误码率；或者在一定的信噪比时，采用低速率传输以节省电源功率，延长系统工作时间。

本实用新型的技术解决方案是：可变速率调制解调的装置，由A/D转换器、D/A转换器、DDS、单片机、FPGA、DSP器件组成，DDS产生所需要的时钟频率输出连接FPGA，调制输出接口控制的单片机还连接FPGA，FPGA与DSP器件的数据接口互相连接，编码、成形滤波、匹配滤波、符号定时、频偏估计、Viterbi译码、RS译码器数字处理功能由FPGA和DSP完成；A/D转换器及D/A转换器均连接FPGA的输入及输出接口，系统平台完成不同业务及不同速率的处理，硬件配置可以动态加载。