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煤炭作为我国的主体能源,其大多埋藏较深环境恶劣,煤矿事故频发,对矿工的生命安全造成了严重威胁,因此建立一种快速、可靠、准确的矿井移动通信系统十分必要。要建立可靠的通信系统,采用信道编码技术是关键,而Turbo码又是最佳的信道编码。它不仅在信道低信噪比情况下能保持优越的解码性能,还有很强的抗衰落和抗干扰能力,在信道条件较差的移动通信中具有很好的应用前景。 本文介绍了矿井移动通信的发展现状,研究了矿井无线信道的传输特性,针对矿井无线信道快衰落多径信号幅度统计特性的可变性,构建了一种 Nakagami幅度统计衰落信道的Simulink仿真模型。该模型简单方便,而且能改善衰落信道中信号的性能。此外还研究了一种井下抗多径衰落技术。 本文研究了Turbo码的编译码方案,系统推导了Turbo码的几种译码算法,并对这几种算法的性能和复杂度进行了对比分析,得出适合在多径信道上传输的Turbo码译码算法。阻碍 Turbo码实际应用的主要因素是高译码时延,为了减小译码时延,本文给出并行交织器的概念和判决条件,并采用分块并行译码结构,设计了一种改进的并行交织器。该交织器可以使并行交织函数在整个交织区间都满足S随机条件,并给出仿真。同时还系统研究了交织器、编码约束度等参数对矿井移动通信环境 Turbo码性能的影响,并进行了仿真。仿真结果不仅验证了Turbo码具有的优异性能,还给出适合于矿井移动通信系统中的各参数选择。 最后,对Turbo码在矿井移动通信系统中的应用进行了研究。给出矿井移动通信系统的组成结构,构建了基于 MATLAB的矿井移动通信系统 Turbo码仿真平台,并进行了仿真。还对不同信道条件下的Turbo码性能进行了对比,其结果证明采用变参的Nakagami分布来表征多径信号在矿井中的衰落情况更符合实际,此结论对矿井移动通信环境纠错码的设计具有重要的理论意义。