【正文】 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖形用戶界面層主要用于輸入輸出消息、命令、通信參數(shù)、波形等信息。主要內(nèi)容：① 可變長度編解碼、卷積碼編碼和維特比譯碼原理及軟件實(shí)現(xiàn)；② DQPSK信號調(diào)制與解調(diào)原理及軟件實(shí)現(xiàn)③ 載波同步、鎖相環(huán)、脈沖成型原理及軟件實(shí)現(xiàn)④ VC++對聲卡的編程控制；⑤ 基于PC聲卡的仿真驗(yàn)證平臺的搭建及整體通信系統(tǒng)的MFC實(shí)現(xiàn)。 論文主要內(nèi)容本論文基于軟件無線電思想，利用聲卡和計(jì)算機(jī)的硬件平臺來搭建一個通信仿真驗(yàn)證平臺，并在此平臺用軟件實(shí)現(xiàn)DQPSK雙工通信。這在短波通信領(lǐng)域特別是應(yīng)急通信領(lǐng)域作用非常大，可以直接在計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)多種短波通信，如CW、RTTY、PACTOR、PSK31等，并通過音頻線連接到電臺進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸；同樣也可以通過有線信道進(jìn)行傳輸，如電話線和音頻線等，可利用現(xiàn)有電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸[7]。其硬件可以隨著技術(shù)的發(fā)展而更新，而其軟件部分也可以不斷的升級，其兼容性也較強(qiáng)，可以同其它通信設(shè)備進(jìn)行通信。該平臺基本架構(gòu)與軟件無線電的基本架構(gòu)相似，聲卡對應(yīng)于高速A/DD/A轉(zhuǎn)換器，計(jì)算機(jī)CPU對應(yīng)于DSP。所以本文基于軟件無線電思想，利用計(jì)算機(jī)和聲卡來構(gòu)建一個通信仿真驗(yàn)證平臺。專業(yè)的DSP數(shù)字信號處理器雖然處理信號速度快，但它也有一些弊端，比如開發(fā)難度較高、周期長、成本較高、需要其它器件如存儲器的輔助支持。PC聲卡可進(jìn)行A/DD/AD的轉(zhuǎn)換，其采樣頻率和采樣精度均可編程控制。 軟件無線電基本結(jié)構(gòu)由于軟件無線電發(fā)展還不夠成熟，現(xiàn)今的軟件無線電設(shè)備特別是高帶寬的軟件無線電設(shè)備還非常的昂貴。主要由前端的射頻模塊和高速A/DD/A轉(zhuǎn)換器，以及后端的實(shí)時信號處理器和各功能軟件模塊組成[4]。軟件無線電是基于軟件定義的無線通信協(xié)議而非硬件連線實(shí)現(xiàn)，換而言之，頻帶、空中接口協(xié)議和通信功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，并可進(jìn)行修改、更新和動態(tài)加載[2]。軟件無線電概念從90年代提出至今，發(fā)展迅速；并由于其靈活性和可重配置性特點(diǎn)符合通信的發(fā)展趨勢，所以其一直是通信領(lǐng)域的研究重點(diǎn)[1]。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄基于PC機(jī)聲卡的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目 錄摘 要 IABSTRACT II1 緒論 1 選題背景意義 1 論文主要內(nèi)容 2 總體方案設(shè)計(jì) 32 數(shù)字編譯碼 5 信源編譯碼 5 信道編譯碼 6 差錯控制技術(shù)概述 6 卷積碼編碼的實(shí)現(xiàn) 7 維特比譯碼的實(shí)現(xiàn) 93 數(shù)字調(diào)制解調(diào)與同步 11 DQPSK數(shù)字調(diào)制實(shí)現(xiàn) 11 DQPSK調(diào)制 11 脈沖成型 12 DQPSK數(shù)字解調(diào)實(shí)現(xiàn) 16 系統(tǒng)同步 18 載波同步 18 位同步 214 通信仿真驗(yàn)證平臺 22 聲卡的編程控制 22 通信平臺的GUI設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn) 24 通信平臺的GUI設(shè)計(jì) 24 通信平臺的程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 26 通信軟件功能介紹及測試 29 實(shí)時通信界面介紹 29 實(shí)時通信測試 31 波形查看窗口 335 總結(jié)與展望 35 總結(jié) 35 展望 35致 謝 37參 考 文 獻(xiàn) 3838重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論1 緒論 選題背景意義近年來隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是超大規(guī)模集成電路技術(shù)和工藝的發(fā)展，個人計(jì)算機(jī)等多媒體終端不僅在性能上大幅度提升，而且制造成本的降低也使得計(jì)算機(jī)等多媒體終端更為普及。而另一方面，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個通信系統(tǒng)必須專業(yè)的通信設(shè)備支持，雖然專業(yè)設(shè)備性能更好，但專業(yè)設(shè)備較為復(fù)雜、開發(fā)難度高、開發(fā)周期較長、成本高，這對于學(xué)生通信實(shí)驗(yàn)及研究、通信功能仿真與驗(yàn)證、簡單通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)等非常不利。它的出現(xiàn)已然使無線電通信經(jīng)歷了由硬件到軟件的第三次變革，其創(chuàng)新及意義絲毫不亞于無線電通信由固定到移動、由模擬到數(shù)字的兩次變革。其核心思想就是構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用通信平臺，將各種通信功能如頻帶、波形、調(diào)制解調(diào)類型、信道編解碼、通信協(xié)議等用軟件來實(shí)現(xiàn)，通過動態(tài)加載軟件來實(shí)現(xiàn)不同的通信功能，從而研制出具有高度開放性、靈活性和可重配置的無線通信系統(tǒng)[3]。軟件無線電由于其開放性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的模塊化及軟件化、平臺的通用性及兼容性強(qiáng)等技術(shù)特點(diǎn)，其必然會成為未來無線電的發(fā)展方向。而得益于超大規(guī)模集成電路技術(shù)等的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)和聲卡的性能得到大幅度提升，且制造成本的降低也使得計(jì)算機(jī)得以普及[5]。采樣頻率能夠滿足一般的基帶信號的采樣，市場現(xiàn)有聲卡最高可達(dá)200KHz；而采樣位數(shù)可達(dá)24位，分辨率高；采樣通道為多通道，靈活性強(qiáng)且計(jì)算機(jī)可為其分配較大的緩存空間。而現(xiàn)在的CPU性能已經(jīng)大幅度提升，CPU的處理速度和內(nèi)存的容量已經(jīng)能夠完全代替DSP勝任常規(guī)數(shù)字信號的實(shí)時處理[6]。該通信仿真驗(yàn)證平臺用軟件來實(shí)現(xiàn)并動態(tài)加載各通信功能模塊，并以DQPSK為例驗(yàn)證了整個系統(tǒng)功能的可行性。基于計(jì)算機(jī)和PC聲卡搭建的這個通信仿真驗(yàn)證平臺具有很多優(yōu)勢：①平臺結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的，具有較強(qiáng)的開放性，易于新技術(shù)的應(yīng)用。②平臺是用面向?qū)ο蟮母呒壵Z言VC++編寫的，開發(fā)簡單、開發(fā)周期短；③平臺是基于軟件無線電思想搭建的，通信功能均由模塊化軟件實(shí)現(xiàn)，通用性、可重配置性、靈活性更強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)ASK、PSK、FSK等多種通信方式；④平臺可編寫噪聲信號程序仿真信道特性等，能夠很好的進(jìn)行抗干擾性能測試等仿真驗(yàn)證；⑤PC聲卡作為計(jì)算機(jī)的一個模擬信號輸入輸出接口，其作用不同于串口和USB口傳輸數(shù)據(jù)信息，它可以直接輸出經(jīng)過調(diào)制好后的模擬信號到電臺或電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸。⑥平臺的硬件設(shè)備是計(jì)算機(jī)和PC聲卡，普及率極高，不需另外購置硬件設(shè)備，相對于昂貴的專業(yè)軟件無線電設(shè)備，更適合學(xué)生進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)及研究、通信系統(tǒng)仿真驗(yàn)證、簡單通信系統(tǒng)的開發(fā)。整個通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)、信源編譯碼、信道編譯碼等通信功能均由軟件實(shí)現(xiàn)并動態(tài)加載，并最終利用MFC生成相應(yīng)通信軟件。 總體方案設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)基于PC聲卡的通信系統(tǒng)。而通信接口層主要用于上層圖形用戶界面層與下層通信執(zhí)行層的一個接口層，傳遞各種參數(shù)、指針、消息、啟動接收或發(fā)射線程等。 通信方案結(jié)構(gòu)圖、聲卡在其中的主要作用是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出或?qū)δM信號采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入。 音頻線連接兩臺電腦通信 音頻線連接一臺電腦的輸入輸出進(jìn)行通信 連接電臺進(jìn)行無線通信有了可實(shí)現(xiàn)通信的平臺，仍需要一個具體的通信方式來在這個平臺進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。而具體的每一個通信模塊原理及實(shí)現(xiàn)方式將在后續(xù)章節(jié)詳細(xì)介紹。具體說來，就是針對信源輸出的統(tǒng)計(jì)特性尋找一種編碼方法將序列變成最短碼字并輸出，使碼元平均信息量增大同時又保證能無失真的恢復(fù)原始序列。哈夫曼編碼屬于可變字長編碼（VLC），即用長度不等的碼字提高有效性。該編碼是一種基于符號的概率分布來進(jìn)行編碼的，符號在信息源中出現(xiàn)概率越大碼字長越短，即最常出現(xiàn)的符號相應(yīng)的碼字越短；同樣，出現(xiàn)概率越小的符號相應(yīng)的碼字越長，從而使信源在傳輸信息時傳輸?shù)拇a最短即傳輸效率最高，它在可變字長的編碼中也是最佳的。，采用查表法對信源數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼?？勺冮L度編碼方式提高了編碼效率，加快了字符傳輸速度。0xFF]，其中變量ch是從鍵盤輸入得到的8bit的ASCII字符。0FF對數(shù)組VARICODE_TABLE進(jìn)行查表并將得到的可變長碼字輸入變量m_shiftReg保存用于后面進(jìn)行信道編碼。 信道編譯碼 差錯控制技術(shù)概述 一個通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)最為主要的就是有效性和可靠性，而有效性和可靠性的提高往往存在一定矛盾，必須根據(jù)系通信統(tǒng)實(shí)際要求折中考慮。上一小節(jié)講的“信源編碼解碼”技術(shù)，主要作用是提高通信的有效性；而這一小節(jié)講的“信道編解碼”技術(shù)即“差錯控制編碼”技術(shù)，主要是用于提高數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性傳輸技術(shù)。信號傳輸中的干擾有兩種，第一種“乘性干擾”，由于信道傳輸特性的不理想產(chǎn)生的誤差，通常采用頻域均衡或時域均衡技術(shù)加以糾正抵消干擾；二種“加性干擾”，信號在傳輸過程中疊加的噪聲信號產(chǎn)生了誤差導(dǎo)致了誤碼，需要采用其它方法加以解決，如合理選擇調(diào)制解調(diào)方以及發(fā)送功率，當(dāng)達(dá)不到誤碼率要求時通常采用差錯控制編碼技術(shù)來加以糾正。不同信道類型采用不同的差錯控制技術(shù)，常采用的差錯控制技術(shù)有以下幾種：①檢錯重發(fā)法（ARQ），當(dāng)接收端檢測出接收到的信碼出錯時，即設(shè)法通知發(fā)送端讓發(fā)送端重發(fā)，一直到正確接收為止。接收端要通知發(fā)端重發(fā)必須一個反向信道，所以這種差錯控制方法需具備雙向信道，這也是一個缺陷。對于二進(jìn)制系統(tǒng)，只要能確定錯碼位置，就能夠糾正它。③反饋校驗(yàn)法（IF）此法不需加入差錯控制編碼，接收端將收到的碼元原封不動傳回給發(fā)端，并在發(fā)送端與原碼進(jìn)行逐一比對，如果發(fā)現(xiàn)錯碼再重發(fā)。以上三種差錯控制方法也可以結(jié)合使用，如將ARQ和FEC結(jié)合使用，當(dāng)發(fā)現(xiàn)較少的錯碼時采用FEC進(jìn)行糾正，當(dāng)發(fā)現(xiàn)較多的錯碼而超過FEC糾正能力則采用ARQ重發(fā)機(jī)制重發(fā)。在信息碼元序列中加入的監(jiān)督碼元稱差錯控制編碼也常稱糾錯編碼，一般說來加入的監(jiān)督碼元越多檢錯糾錯能力也越強(qiáng)，但編碼效率也越低。不同的編碼方式有不同的檢錯糾錯性能和編碼效率，現(xiàn)在較為常見的編碼有分組碼、卷積碼和Turbo碼。卷積碼又稱連環(huán)碼是一種非分組碼，對于前向糾錯特別適用。雖然卷積碼也是將k個信息碼元編成n個碼元的碼組，但是不同的是，監(jiān)督碼元不僅與當(dāng)前的k個信息段相關(guān)，而且還同時和前面的m=(N1)個信息段相關(guān)[9]。卷積碼中，n和k值一般較小，而N一般視通信性能具體要求而定，當(dāng)然N越大檢錯糾錯性能越好，但譯碼延時和運(yùn)算也會越大。 卷積碼編碼的實(shí)現(xiàn)卷積編碼的描述方式有多種，大體可以分為兩大類：解析法和圖形法。而譯碼器部分則用圖形法進(jìn)行描述和說明，包括有狀態(tài)圖描述法、網(wǎng)格描述法和樹圖描述法。由移位寄存器、模二加法器和開關(guān)組成。輸出碼組C就由下式（）確定： （） (2,1,3)卷積編碼器因?yàn)榫矸e編碼器的記憶性是有限的, m級寄存器既有個狀態(tài)，每個狀態(tài)代表寄存器不同值，輸入K值時，根據(jù)不同寄存器狀態(tài)輸出不同值C1C2，據(jù)此畫成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。在數(shù)組中，把5個比特（當(dāng)前輸入1個比特及先前輸入存儲的4個比特）涉及的情況羅列出來，按照每個輸入對應(yīng)一個輸出（輸出為2個比特）形式寫成表格即數(shù)組。查表法簡單、運(yùn)算速度快。 （） （） （） 進(jìn)行卷積編碼的代碼為：symb= ConvolutionCodeTa