基于FPGA的井下漏泄无线信号的编解码研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qf1987227
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井下的无线通信,一直以来都是世界性难题,井下无线通信系统由于受到了井下复杂环境的影响,其实验效果一直不理想,相对于地面的无线通信来说,进展非常缓慢。本文介绍了井下的漏泄通信系统,和软件无线电相关知识,结合漏泄通信系统的短距离传输、近年来漏泄频带拓宽技术及软件无线电的特点,本文提出了使用FPGA进行井下数字无线信号的自主编解码,包括卷积编解码、交织编解码和QPSK调制解调。同一套编解码系统,在不同的井下环境可以选用不同的加密和纠错算法,针对井下无线数字信号的编解码做了有意义的尝试。  卷积编解码,交织编解码以及QPSK调制解调都是数字信号处理的关键技术,文中有效挖掘算法内在的并行性,在模块内采用并行结构,减少硬件资源的消耗,提高信号加密和纠错的处理速度。采用FPGA构建了一套自定义的卷积,交织和QPSK相结合的编解码系统,并通过仿真,检验了三种编解码以及融合后系统编解码的正确性。  设计基于Altera提供的FPGA开发环境QuartusⅡ和第三方仿真软件Modelsim。通过对仿真波形的观察,利用FPGA进行几种编解码算法的实现具有成本低、可扩展等特点,具有良好的试验前景。本文对井下无线通信系统的信号调制应用做了有益的尝试,对基于FPGA的信号编解码和调制处理,做出了一定的贡献。  最后,针对本文内容,总结了工作的价值和相关不足,提出了在未来工作中需要改进的地方。
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