兰州商学院开题报告-刘宝玲-双向工频通信技术中的差错控制探讨

1、兰州商学院开题报告 - 刘宝玲 - 双向工频通信技术中的差错控 制探讨兰州商学院 2011 届本科生毕业论文（设计）题目审批表学院：信息工程学院 专业：电子信息工程 班级： 2007 级电子信息工程学生姓名： 刘宝玲指导教师姓名路永华职称讲师指导教师姓名路永华职称讲师论文（设计）题目 双向工频通信技术中的差错控制探讨选题内容及理由：（200 字左右）随着我国电力配电网络的发展， 在不改变现有网络的基础上加以高效的利 用，如传输数据并进行自动控制成为日渐重视的课题。双向工频通信系统 （Two Way Automatic Communication System ，TWACS） 是一种基于配电网络

2、的新型数 字通信技术。 它利用在电压过零处加入微弱的畸变来实现信号的调制， 具有通信 距离远， 抗干扰性能强，设备简单投资小等特点，与传统的电力载波通信相比有 巨大的优势。利用这一技术可实现远程抄表、状态监测、负荷控制等功能，将极 大地提高我国的配电自动化水平。 对工频信道进行了干扰特征分析和调制信号特 征分析，分别在输入和输出两个信道上确定了各自的差错控制方案， 将整个系统 的差错控制分为三个层次： 物理层，调制解调层和系统层，分别在这三个层次上 运用不同的差错控制技术以降低误码率。 该文详细介绍了如何在该系统中对调制 信号和干扰信号进行分析和控制， 并着重讨论了输入通道上的小波分析技术和信

3、 道编译码阶段所使用的 Reed-Solomon 纠错码，它们对提高工频通信的正确率起 着至关重要的作用。指导教师意见：指导教师签字： 年 月 日 教研室审查意见：主任签字： 年 月 日注：本页前三栏由学生填写兰州商学院本科生毕业论文（设计）指导意见书论文（设计） 题目双向工频通信技术中的差错控制探讨完成人姓名刘宝玲学院、系信息工程学院、计算机科学与技术系专业电子信息工程年级 2007 级 班级 2007 级电子信息工程一、开题报 告审阅修改 意见第次第次二、论文指导意见第次注：本页前三栏由学生填写兰州商学院毕业论文（设计）答辩记录表（答辩小组用）论文（设 计） 名称双向工频通信技术中的差错控

4、制探讨学生 姓名刘宝 玲专业电子 信息 工程班 级2007 级电子信息 工程指导 教师 姓名路永 华职称讲 师评阅 人姓名职 称答辩人报告论文主要内容记录：答辩情况记录：答辩小组评语：答辩小组组长：答辩小组成员： _年_月_日兰州商学院本科毕业论文（设计）评阅表二级学院 信息工程学院 学生姓名 刘宝玲题目双向工频通信技术中的差错控制探讨签名：年月日评 阅 教 师 意 见 及 建 议 成 绩签名：年月日注：本页前二栏由学生填写兰州商学院 2011 届本科生毕业论文（设计）答辩委员会评语及成绩评定表毕业论文（设 计）题目双向工频通信技术中的差错控制探讨。答辩人刘宝玲指导教师路永华学院信息工程学院专

5、业电子信息 工程班级2007 级电子 信息工程指导教师 成绩评阅教师 成绩答辩 时间答 辩 委 员 会 评 语 及 成 绩答辩委员会主任签名：年月日兰州商学院 本科生毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目：双向工频通信技术中的差错控制探讨 学 院、 系： 信息工程学院 专 业 （方 向 ）：电子信息工程年 级、 班： 2007 级电子信息工程 学 生 姓 名： 刘宝玲 指 导 教 师： 路永华2010 年 12 月 30 日一、论文(设计)选题的依据(选题的目的和意义、该选题国内外的研究现 状及发展趋势等)双向工频自动通信，简称 TWACS ，是基于电力配电网络的一种新型通信 技术。它具有独

6、特的调制方法和通信方式，不受馈电配置，容量带宽和变压 器配置的限制和约束，通信距离远，抗干扰性能好。基于该系统可以开发出 电网配电控制自动化，家电自动化及自动监控等应用产品，拥有极为广阔的 应用前景。差错控制编码技术广泛应用于通信系统，在通信系统中应用差错控制编码 不仅可给系统提供很高的可靠性和传输稳定性，而且编码增益的提高对于降 低 发射机的发射功率和个人移动终端的体积都具有重要意义，特别是对功率受 限 的卫星信道。而新的编码增益测试系统为不同的编译码方案提供了一个性能 测 试平台，极大的方便了纠错控制编码的研究。差错控制编码的历史始于 1948年香农 (Claude Shannon) 发表

7、的一篇著名论 文“通信的数学理论 ”。论文首次阐明了在有扰信道中实现可靠通信的方法， 提出了著名的有扰信道编码定理，奠定了差错控制编码的基石。在此之后， 差错控制编码沿着两条路发展：第一条道路带有浓厚的代数气息，基本上为 分组码；第二条道路有着更多的概率气息，其代表为卷积码。 1969 年发射的 Mariner 号卫星在 BPSK 系统中采用码率为 r=6/32 双正交，Reed.Muller 分组 码，即 (32,6)RM 码进行差错控制， RM 码使用软判决最大似然译码。 Mariner 系统在 BER 为 10-5时所需的既 Eb/N0为 6.4dB，与未编码 BPSK系统相比获 得 3

8、.2dB 的编码增益。 但事实上，这些编码增益中的大部分是由于使用软判决 译码而带来的。卷积码序列译码的应用使纠错编码系统的性能得到显著改善， 1968年升空的 Pioneer9号使用的就是序列译码的卷积码。 1972年和 1973年 的 Pioneerl0 号和 Pioneerll 号使用的则是由 Massey 和 Costello 构造的码率为 1/2，约束长度为 k=32,(2,1,32)非系统卷积码。译码采用改进的 Fano 树搜索三 位软判决序列译码算法。序列译码算法需要有大的数据缓冲空间，通常有较 大的译码延时，并且由于平均计算时间的限制，序列译码存在计算截止码率 的问题，使其纠错

9、性能受到限制。维特比译码是一种最大似然译码，它不存 在序列译码的截止码率限，可得到较高的译码速度且译码计算时间固定，因 而在深空通信中得到了应用。 为了获得更大的编码增益， Foney 提出了级联码 的概念，并在卫星通信中得到了成功的应用。采用(2,1,7)卷积码做内码，(255,233)RS码做外码的串行级联码于 1987 年被 CCSDS(空间数据系统咨询委 员会 ）推荐为遥测遥感信道标准编码结构。 1993 年,Berrou 等人提出的 Turbo 码是编码增益得到进一步的提高。二、论文（设计）的主要研究内容及预期目标简要介绍了工频通信， 提出了工频通信中需要差错控制的原因。 详细介绍

10、了双向工频自动通信系统的构成和其特殊调制方法的基本原理基础上， 提出工 频通信投入实用的关键在于提高工频通信的通信正确率， 而比较适合的方法就 是对其进行差错控制。 通过与调制原理的结合对工频信道进行了干扰特征分析 和调制信号特征分析， 分别在输入和输出两个信道上确定了各自的差错控制方 案。在经过底层的差错控制使通信正确率提高到一定的水平后， 对于送到系统 层的数据流， 就可以采用检纠错编码的方法来进一步提高通信正确率。 经过分 析和实验，确定了使用 RS255，239码来达到纠错的目的。本文按照双向工频通信技术的整个通信流程的层次， 分别对产生大噪声的 几个环节进行干扰分析， 并针对个个环节

11、的实际情况提出了相应的差错控制方 案。通过这种多层次、 有针对性的差错控制， 大大提高了该技术的通信成功率， 为该技术投入实际应用打下了基础。在 TWACS 系统中采用差错控制编码技术， 是该系统能投入实际应用的关 键所在，对改善系统功能和信息传输质量都有较大作用。 本文对编码信道进行 分析，采用了混合纠错 （HEC ）的差错控制编码方式， 并选择了 RS（255,239） 码作为前向纠错编码， 使得反馈重传的信息量大大减少， 达到了实际应用可以 接受的水平。与其相对照的是普通时域采样比较法和国外使用的（63， 51）BCH 纠错码，本文所研究的方法比普通的误码率要低，使得工频通信系统的 信道

12、误码率也有所降低， 可以满足实际通信的要求，而且随着干扰的加大，纠 错性能的提高更为明显， 所以本文所研究的方法更适合在我国的强干扰环境下 使用。三、论文（设计）的主要研究方案（拟采用的研究方法、准备工作情况及主 要措施）该选题采用规范的理论研究方法，结合中外资料的大量研究方案和实践 中出现的问题，提出自己的观点。在学习阶段，对双向工频通信系统及差错控制都有一定的学习和研究， 对双向工频通信系统的差错控制的重要性也具有一定的认识并储备了丰富的 文献资料，而且为了进一步写好论文，还在图书馆借阅很多相关资料，这些 都为本论文的写作创造了良好的基础，而且对该内容从不同角度进行过讨论， 具有较好的理论

13、水平，从目前的准备情况来看，无论从资料收集还是研究方 法和手段，都能保证本课题顺利开展与最终完成。从时间上看，也有充裕的 时间完成。在工频通信系统中采用差错控制编码技术，对改善系统功能和信息传输 质量都有较大作用。所以本文使用 RS（255,239） 码进行纠错，其性能很好，纠 错后误码率比纠错前低 23 个数量级，使得反馈重传的信息量大大减少，达 到了实际应用可以接受的水平。四、论文（设计）研究工作进展安排12010年11月 10日前选论文题目，对其进行初步思考，有个大概的概念及 思路；深入确定论文方向及内容；根据内容选择参考文献；22010年12月 23日前完成开题报告，把基本的思路整理好

14、，请指导教师审 阅；完成开题报告后，有针对性的开始进入正式论文；32011年 4 月初稿完成后请指导教师审阅和批改；42011年 5 月不断的修改后，再次请指导老师确定无误后方可定稿；5随后完成 PPT 格式，为答辩做好准备；62011年 6 月准备答辩。五、主要参考文献1杨勤,丁玉龙 ,张焕国.TWACS 一基于电力配电网络的新型通信技术 .计 算机应用 J,2001,(11)2 Sioe T.mak,Don L.Reed.“ TWACS,A New Viable Two Way Automatic Communication System for Distribution Networks,Part I: Outbound Communication.Part II: Inbound Communication ” IEEE Transaction on Power Apparatus