[发明专利]基于LDPC与并行QPSK调制的高速数据传输系统及实现方法

说明书

本发明提供了一种基于LDPC与并行QPSK调制的高速数据传输系统及实现方法，在发送端采用并行处理的方式对数据进行处理，再进行LDPC编码、并行QPSK调制及变频后发射，接收端通过将信号变频及并行QPSK解调后，对输出的并行数据送入LDPC解码模块得到解码后的数据，以发送端分组的逆过程对数据进行合并，得到解调解码后的接收数据。本发明实现了一种在利用并行低速处理解决高速信号的编码、调制、解调、解码等传输过程的一种方式，等效实现硬件复杂度高难以实现、系统时延高的上百阶的大滤波器，有效的减少系统处理时延、降低硬件成本，解决了高速信号传输过程中可能存在的误码，为实际的机载等系统的应用提供了技术基础。

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别涉及高速数据通信传输技术领域，适用于并行高速数据传输技术领域。

背景技术

随着无线通信的不断发展，飞机对地通信和无人机通信等高速数据链对通信系统发射机的功率效率和带宽效率提出更高的要求，这使得高速数据传输系统的研究日益迫切。而近年来，无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)，简称为无人机，以其尺寸小，重量轻；机动性能好，适应性强；结构简单，成本低廉；使用限制少、无人员伤亡、隐蔽性好等优点，在军事和民用领域均得到了广泛的应用，使得飞机对地通信和无人机通信等髙速数据传输系统也不断发展。

随着其信息采集数量的大幅度增加和对信息实时性传输要求的提高，面临的最大障碍就是复杂多变的无线信道造成的误码等问题。在调制之前进行信道编码，利用信道编码具有的强大的纠错能力来提高整个系统的性能。在众多的信道编码中低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes，LDPC)由于良好的纠错能力引起人们越来越多的关注。随着计算能力增强，存储能力的提高，人们发现了LDPC优良的性能，人们开始不断加大力度进行研究，对LDPC校验矩阵构造进行许多卓有成效的工作，形成了准循环的LDPC码校验矩阵，丰富了LDPC的编码方法，使得编码复杂度趋于线性。对LDPC译码算法提出了各种译码算法如置信传播算法、对数域的置信传播算法、简化的对数域置信传播算法、NormalizedBP-Based算法、Offset BP-Based算法等，所有的算法都是围绕在保证其译码所需要的性能的前提下，尽量减少译码的复杂度，这些成就为的实际应用提供可能。

调制解调技术是高速无线通信的核心技术并且也是目前数据传输系统研究的难点。当基带数据速率比较高时，解调端需要处理更加高速的串行数据，如果直接运行解调算法就要求数字芯片有比较丰富的资源和比较高的工作时钟，而当前比较常用数字芯片FPGA内部工作时钟超过400MHz时很容易产生误码，需要对于复杂的解调算法并行处理才能满足高速数据传输的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于LDPC与并行QPSK调制的高速数据传输系统及实现方法.

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于LDPC与并行QPSK调制的高速数据传输系统，首先在发送端将高速的原始信源进行数据分组，而后采用并行处理的方式对数据进行处理，接着并行对数据进行LDPC编码，而后将编码后的数据进行并行QPSK调制，将调制后的信号做数字上变频至中频后送入高速DAC模块，经过射频和天线模块将信号做模拟上变频至Ku波段发射至信道中；在信道中信号叠加噪声和干扰；接收端通过天线和射频模块将接收到的Ku波段的信号送入高速ADC模块，高速ADC模块将信号经模拟下变频至中频后进行并行QPSK解调，QPSK解调后为并行数据输出，对输出的并行数据送入LDPC解码模块得到解码后的数据，将解码后的数据以发送端分组的逆过程对数据进行合并，得到解调解码后的接收数据。

本发明还提供一种基于LDPC与并行QPSK调制的高速数据传输系统的实现方法，包括以下步骤：

(1)首先，发射端将待发送的数据分组，分别进行LDPC编码，然后各路数据按照传输协议将数据组合成数据帧分别存入RAM中；