李波　張振權

摘 要：該文主要講述了通過美國NI公司的Labview軟件及其相應硬件對衛(wèi)星通信設備的載波信號和指標等自動測試的原理與方法，實現(xiàn)了通信設備射頻部分測量的智能化和遠程化，為Labview在通信設備的測量、維修等方面提供了新的手段和方法。同時對適合高頻段衛(wèi)星信道傳輸?shù)膸追N糾錯編碼進行了分析研究，結合不同編碼方式的特點，通過Labview軟件給出了仿真分析，得出了仿真結論。

關鍵詞：Labview 通信設備 應用 模擬仿真

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0107-02

1 Labview軟件簡介

Labview是一種圖形化的編程語言的程序開發(fā)環(huán)境，它是由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的靠圖形化編輯語言完成編程的一種強大軟件，但是它有一個完成任何編程任務的龐大函數(shù)庫，而這些數(shù)據(jù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、VXI數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等。它提供了很多外觀與傳統(tǒng)儀器類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。Labview有很多優(yōu)點，因為它擁有專門用于控制領域的模塊、工業(yè)控制領域常用的設備、數(shù)據(jù)線等的驅動因此應用在控制和測試中；同時它包含了多種多樣的運算函數(shù)、通信模塊，因此特別適合進行仿真研究通信模擬研究。

2 Labview在通信設備中的應用

Labview具有很多與通信有關的插件，可以方便地實現(xiàn)和通信設備的GPIB接口、RS232串口、RS485等接口連接，因此可以方便利用該軟件完成對裝備參數(shù)的解析，實現(xiàn)對設備的“虛擬”連接，同時利用該系統(tǒng)中的通信算法，實現(xiàn)我們對通信設備的操作，就是通過綜合服務器的8個RS232串口和計算機PCI卡相聯(lián)，Agilent公司生成的82357A轉換接口實現(xiàn)AgilentE440A型頻譜儀之間的有效連接，通過LAN口與計算機相連接（見圖1）。

上行單載波測試。輸出頻率范圍950～1 450 MHz；輸出頻率步進125 kHz；輸出電平>-5 dBm（在設數(shù)控衰減器值為0 dB時測量）；輸出電平調整范圍0～30 dB可調，1 dB步進。

測量完畢后，頻譜儀根據(jù)測量的波形，對比以上載波，判斷單載波是否正常。如輸出頻率范圍或輸出頻率步進不對，則上變頻器的頻率合成器有故障或頻率參數(shù)設置管腳有故障。如無輸出電平或輸出電平指標不合格，則上變頻器的輸入10M參考信號有故障或衰減控制電路有故障或濾波通路有故障；如輸出電平調整范圍不合格，則上變頻器的衰減控制電路有故障（見圖2）。

3 Labview在衛(wèi)星糾錯編碼中的模擬仿真

在數(shù)字通信中，信道編碼是指為了提高通信性能而設計的信號變換，以使傳輸信號更好地抵抗各種信道損傷的影響，例如：噪聲、干擾及衰落等。信道編碼可以分為兩個研究領域，即波形編碼和結構化序列（或稱為結構冗余），后者就是我們常稱為的糾錯編碼，也就是說我們通過結構化序列使傳輸?shù)摹皵?shù)據(jù)序列“轉變成更好的序列，它采用了結構冗余，這些冗余比特可以用來檢測錯誤和糾正錯誤。在無線短波、衛(wèi)星通信中如果不進行信道編碼，那么要滿足數(shù)字通信誤碼率達到1E-6需要信噪比達到12個dB，要進一步降低誤碼率那么就需要成倍增加發(fā)射功率，或者建造口徑面積更大的天線，這是不可取的。因此我們要尋求一種能在衛(wèi)星通信中進一步降低突發(fā)錯誤并能進行及時更正的結構化序列碼型，從而滿足衛(wèi)星通信中的需要。適合衛(wèi)星信道傳輸糾錯的結構化序列就是：卷積碼、Turbo碼、RS碼及它們的級聯(lián)碼，幾種信道編碼的Labview仿真波形見圖3。

（1）卷積碼：卷積碼是對輸入信息比特進行分組，每個碼組的編碼輸出比特不僅與該分組的信息比特有關，還與前面時刻的其他分組的信息比特有關，也就是說它通過移位寄存器來實現(xiàn)，正是由于它在編碼過程中充分利用了各組的相關性能，使得卷積碼具有相當好的編碼增益。（2，1，6）卷積碼作為衛(wèi)星通信的國際標準。

（2）RS碼：里得-索羅蒙碼，是一種非二進制循環(huán)碼，是將分組數(shù)據(jù)通過采樣數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的多項式，編碼過程首先在多個點上對這些多項式求冗余，然后將其傳輸，當接收器爭取收到足夠的點后，它就可以恢復原來的多項式，這種循環(huán)碼在糾正突發(fā)錯誤很有效，被廣泛使用在短波、衛(wèi)星等無線信道中。

（3）Turbo碼：Turbo碼巧妙地將兩個簡單分量通過偽隨機碼交織器并行級聯(lián)來構造具有偽隨機特性的長碼，兩個分量編碼器分別輸出相應的校驗位比特，譯碼器在兩個分量譯碼器之間進行迭代，分量譯碼器之間傳遞去掉正反饋的外信息，這樣整個譯碼過程類似渦輪，使得它性能接近香農(nóng)極限，因此得到廣泛應用。

（4）RS+卷積及RS+Turbo碼的級聯(lián)：RS碼具有很強的糾突發(fā)錯誤的能力，而卷積碼和Turbo碼具有較強的糾正隨即錯誤的能力，因此將RS作為外碼，卷積碼和Turbo碼作為內碼進行級聯(lián)組成了新的糾錯編碼方式，對衛(wèi)星信道更加提高了糾錯的能力，被廣泛使用。

4 結語

通過以上通信設備測量應用和適于衛(wèi)星信道的仿真，我們可以看出Labview軟件不僅可以通過本身提供了很多外觀與傳統(tǒng)儀器類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面，通過內部的底層函數(shù)可以方便地實現(xiàn)和通信裝備、儀器儀表等的有效連接，而且還可以通過運算函數(shù)、通信模塊，特別適合進行對通信信道等編碼的有效仿真研究。

參考文獻

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