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运用LabVIEW设计最佳数字接收系统

时间:2013/4/28 11:15:40  作者:鸿禾娱乐官网注册-鸿禾娱乐怎么注册  来源:www.92bylw.com  查看:33  评论:0

题 目 运用LabVIEW设计最佳数字接收系统
姓 名  班级学号  专业 网络工程
一. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解
   通信系统中信道特性不理想及信道噪声的存在,直接影响接收系统的性能,而一个通信系统的质量优劣在很大程度上取决于接收系统的性能。研究从噪声中如何最好地提取有用信号,且在某个准则下构成最佳接收机,使接收性能达到最佳,这就是最佳接收理论。“数字”信号的“最佳接收”是由数字信号本身具有的特点决定的。即数字信号(以2进制为例)无论对信号如何变形,只要最终能恢复出正确的“1”和“0”就达到了通信的目的。所以只要不会引起误码,对信号进行一系列的处理是可行的。实际上,研究最佳接收机的意义在于为人们提出一个理论上的模型,我们在实际中设计的接收机的努力方向就是“最佳接收”。任何事情都没有绝对的“最佳”,因为衡量的标准不同。按这个标准得到的“最佳”,用另一个标准来看,则很可能不是最佳,因此我们这里所讲的“最佳”,是针对通信中公认的标准来衡量的,这些标准我们称之为准则。
   在数字通信系统中,差错概率(即误码率)是衡量其质量的指标,因此,让差错概率最小就成为我们最直接的准则。参照这样的准则设计的接收机被称为最小差错概率的最佳接收机。
   为了实现接收输出最大信噪比这一目标,匹配滤波器设计的基本条件为:
   (1)接收端事先明确知道发送信号各以何种形状的波形表示发送的1、0码符号或多元符号;
   (2)接收端针对各符号波形,分别提供与其各不同波形相适配的接收电路,并且各唯一对应适配一种传输的信号波形,能使输出信噪比达到最大值,判决风险最小;
   (3)对于经信道传输后的已调波未知的随机相位的波形,有利于正确匹配接收。
   LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境,它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能,它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器,其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
   该报告运用LabVIEW这个操作平台目的在设计一个最佳数字接收系统,使最佳数字接收系统的学习更具体化,同事同时也删除了实体最佳数字接收系统的一些繁杂的功能,使得学习更加方便易懂。

二. 阅读文献资料进行调研的综述
   通信系统质量的优劣在很大程度上取决于接收系统的性能, 这是因为影响信息可靠传输的不利因素( 信道特性不理想及信道中存在噪声等) 将直接作用到接收端, 对信号接收产生影响。为了保证通信质量, 必须对接收系统进行优化, 在数字通信中最有效的方法就是采用最佳接收机, 因此最佳接收理论和技术在通信系统的设计中占有重要的位置。
   在最佳接收机的实际应用中大都采用匹配滤波器来实现相关器的功能。所谓匹配滤波器是指输出信噪比最大的最佳线性滤波器。若T 为码元周期, 则匹配滤波器在t= T 时刻的输出值恰好等于相关器的输出值, 也即匹配滤波器可作为相关器。理论分析和实践都表明, 如果滤波器的输出端能够获得最大信噪比, 则能够最佳地判断信号的出现, 从而提高系统的检测性能。因而二进制信号最佳接收机中的相关器完全可由匹配滤波器实现 , 其中比较器在T 时刻进行采样。上面对二进制信号最佳接收机的理论推导, 完全适用于多进制信号。
   现有的通信类教学实验尚有不少值得改进的地方。例如: 许多实验设备相对落后, 不能体现通信技术与鸿禾娱乐官网注册技术相互交叉的新发展; 实验的可参与性差, 多数为演示性的,不利于激发学生的创新精神和提高学生的实践能力; 实验设备仅仅是实验而已, 很难起到研究开发的作用。Labview具有传统独立仪器无法比拟的优势,但它并不否定传统仪器的作用,它们相互交叉又相互补充,相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域,独立仪器具有无可替代的优势, 为实验的改革和创新作了有益的探索。
   搭建模块,实现基于LabVIEW的最佳接收系统设计,即分别对确知信号、二进制双极性信号进行LabVIEW仿真以及利用匹配滤波器设计最佳接收系统,记录各点波形。
   最佳接收理论是以接收问题作为自己的研究对象,研究从噪声中如何最好地提取有用信号。“最好”或“最佳”并非是一个绝对的概念,它是在某个准则意义下说的一个相对概念。这就是说,在某个准则下是最佳的接收机,在另一个准则下就并非一定是最佳的。
   本课题在熟悉通信关于数字信号最佳接收系统理论分析的基础上,采用LabVIEW进行仿真研究影响各数字信号接收系统性能的因素、熟悉其的相关构建模块以及如何设计其最佳数字接收系统。

三.研究基础与条件
   [1].硬件试验设备包括:
   笔记本一台
   [2]. 软件包括:
   LabVIEW;
   
   四. 根据任务书的任务及文献调研结果,初步拟定的执行(实施)方案(含具体进度计划)
   (1).第一周至第三周:认真理解课题,学习相关理论,完成开题报告;                
   (2). 第四周:完成相关文献翻译;                                        
   (3). 第五周:熟悉相关设计工具及LabVIEW软件;                          
   (4).第六周至第八周:掌握其中算法理论及形成自己理解的算法思想;                 
   (5).第九周至第十周:完善最佳接受系统,分析其可行性;                          
   (6).第十一周至第十二周:算法比较,结果统计;                                      
   (7).第十三周至第十四周:整理资料,论文写作,准备答辩。 
                             
五、参考文献:
   [1] 樊昌信,曹丽娜.通信原理(第6版).北京:国防工业出版社,2008.
   
   [2] W.H.Tranter等编,肖明波等译.通信系统仿真原理与无线应用.北京:机械工业出版社,2005.
   
   [3] 李环, 任波, 华宇宁编著.通信系统仿真设计与应用.电子工业出版社,2009.
   
   [4]韦岗,季飞,傅娟.通信系统建模与仿真.电子工业出版社,2007.
   
   [5]曾省吾,吴春发. 一种无线信号传输与接收系统[Z]. CN1662062: ,2005
   
   [6] Lukin;Konstantin;Mogyla;Anatoliy. Optimum Reception of Incoherent Noises Signals. Radar Symposium,2006.IRS 2006,Page(s):1-4.
   
   [7] Haring;Han Vinck.Performance bounds for optimum and suboptimum reseption under Class-A impulsive noise.Communicaation,IEEE Transactions On.Jul 2002,Page(s):1130-1136.
 


标签:运用 设计 最佳 数字 接收 

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