基于PC机声卡的数据传输系统设计与实现毕业论文.doc

基于PC机声卡的数据传输系统设计与实现毕业论文 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1.1 选题背景意义 1 1.2 论文主要内容 2 1.3 总体方案设计 3 2 数字编译码 5 2.1 信源编译码 5 2.2 信道编译码 6 2.2.1 差错控制技术概述 6 2.2.2 卷积码编码的实现 7 2.2.3 维特比译码的实现 9 3 数字调制解调与同步 11 3.1 DQPSK数字调制实现 11 3.1.1 DQPSK调制 11 3.1.2 脉冲成型 12 3.2 DQPSK数字解调实现 16 3.3 系统同步 18 3.3.1 载波同步 18 3.3.2 位同步 21 4 通信仿真验证平台 22 4.1 声卡的编程控制 22 4.2 通信平台的GUI设计及程序实现 24 4.2.1 通信平台的GUI设计 24 4.2.2 通信平台的程序设计实现 26 4.3 通信软件功能介绍及测试 29 4.3.1 实时通信界面介绍 29 4.3.2 实时通信测试 31 4.3.3 波形查看窗口 33 5 总结与展望 35 5.1 总结 35 5.2 展望 35 致 谢 37 参 考 文 献 38  1 绪论 1.1 选题背景意义 随着技术的进步，特别是超大规模集成电路的发展，个人计算机等多媒体终端不仅在性能上，而且制造成本的降低也使得计算机等更为普及。而另一方面，设计并实现一个通信系统必须专业的设备支持，虽然专业设备性能更好，但专业设备较为复杂、开发难度高、开发周期较长、成本高，这对于、通信仿真、简单通信系统等非常不利。 软件无线电[2]。其核心思想就是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用通信平台，将各种通信功能如频带、波形、调制解调类型、信道编解码、通信协议等用软件来实现，通过动态加载软件来实现不同的通信功能，从而研制出具有高度开放性、灵活性和可重配置的无线通信系统[3]。软件无线电的一般组成框图如图1.1.1所示，主要由前端的射频模块和高速A/D-D/A转换器，以及后端的实时信号处理器和各功能软件模块组成[4]。软件无线电由于其开放性的系统结构、功能的模块化及软件化、平台的通用性及兼容性强等技术特点，其必然会成为未来无线电的发展方向。 图1.1.但它也有一些弊端，比如开发难度较高、周期长、成本较高、需要其它器件如存储器的辅助支持。CPU的处理速度和内存的容量已经能够完全代替DSP胜任常规数字信号的实时处理[]。 所以本文基于软件无线电思想，利用计算机和声卡来构建一个通信仿真验证平台。该通信仿真验证平台用软件来实现并动态加载各通信功能模块，并以DQPSK为例验证了整个系统功能的可行性。该平台基本架构与软件无线电的基本架构相似，声卡对应于高速A/D-D/A转换器，计算机CPU对应于DSP。 基于计算机和PC声卡搭建的这个通信仿真验证平台具有很多优势： ①平台结构是标准化、模块化的，具有较强的开放性，易于新技术的应用。其硬件可以随着技术的发展而更新，而其软件部分也可以不断的升级，其兼容性也较强，可以同其它通信设备进行通信。 ②平台是用编写的，开发； ③平台是基于软件无线电思想，，可以实现ASK、PSK、FSK等多种通信方式； ④平台可噪声信号，能很好干扰性能； ⑤PC声卡作为计算机的一个模拟信号输入输出接口，其作用不同于串口和USB口传输数据信息，它可以直接输出经过调制好后的模拟信号到电台或电话网进行传输。这在短波通信领域特别是应急通信领域作用非常大，可以直接在计算机上用软件实现多种短波通信，如CW、RTTY、PACTOR、PSK31等⑥平台的硬件设备是计算机和PC声卡，不需另外购置硬件设备，、通信系统仿真、简单通信系统的开发。 1.2 论文主要内容 本论文利用声卡和计算机的平台来，。整个通信系统的调制解调，。主要内容： ① 可变长度编解码、卷积码编码和维特比译码实现； ② DQPSK信号调制与解调③ 载波同步、锁相环、脉冲成型原理及软件实现 ④ VC++对声卡的编程控制；⑤ 基于PC声卡的仿真验证平台的搭建及整体通信系统的MFC实现。 1.3 总体方案设计 要实现基于PC声卡的通信系统，如图1.3.1为通信方案结构图。图形用户界面层主要用于输入输出消息、命令、通信参数、波形等信息。而通信接口层主要用于上层图形用户界面层与下层通信执行层的一个接口层，传递各种参数、指针、消息、启动接收或发射线程等。下层通信执行层即通信协议层，主要执行相应通信方式的具体功能，有编译码和调制解调，还有控制声卡将调制后的数字信号转换成模拟信号输出，或者控制声卡对输入模拟信号进行采样转换成数字信号。 图1.3.1 通信方案结构图 如图1.3.2、图1.3.3和图1.3.4为三种通信实物连接图，声卡在其中的主要作