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 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

2、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二、论文指导意见第一次第二次第三次注：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指导教师意见及建议成绩签名： 年 月 日评阅教师意见

3、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

4、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3.2dB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

5、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

6、制的原因。详细介绍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

7、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，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) 2Sioe T.mak,Don L.Reed.“TWACS,A New Viable Two Way Automatic Communication System for Distribution Networks,Part I: Outbound Communication.Part II:Inbound Commu

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