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基于FPGA的卷積編碼和維特比譯碼的研究與實(shí)現(xiàn).rar

  • 資源大小:2534 K
  • 上傳時(shí)間: 2013-04-24
  • 上傳用戶:ABC258369000
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA 卷積 編碼

資 源 簡(jiǎn) 介

在數(shù)字通信中,采用差錯(cuò)控制技術(shù)(糾錯(cuò)碼)是提高信號(hào)傳輸可靠性的有效手段,并發(fā)揮著越來越重要的作用。糾錯(cuò)碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復(fù)雜程度相同的情況下,卷積碼的性能優(yōu)于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數(shù)譯碼和概率譯碼。代數(shù)譯碼是基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu);而概率譯碼不僅基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu),還利用了信道的統(tǒng)計(jì)特性,能充分發(fā)揮卷積碼的特點(diǎn),使譯碼錯(cuò)誤概率達(dá)到很小。 卷積碼譯碼器的設(shè)計(jì)是由高性能的復(fù)雜譯碼器開始的,對(duì)于概率譯碼最初的序列譯碼,隨著譯碼約束長度的增加,其譯碼錯(cuò)誤概率可達(dá)到非常小。后來慢慢地向低性能的簡(jiǎn)單譯碼器演化,對(duì)不太長的約束長度,維特比(Viterbi)算法是非常實(shí)用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當(dāng)編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時(shí),Viterbi譯碼算法效率很高,速度很快,譯碼器也較簡(jiǎn)單。 目前,卷積碼在數(shù)傳系統(tǒng),尤其是在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。 本論文對(duì)卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設(shè)計(jì)原理及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究。同時(shí),將交織和解交織技術(shù)應(yīng)用于編碼和解碼的過程中。 首先,簡(jiǎn)要介紹了卷積碼的基礎(chǔ)知識(shí)和維特比譯碼算法的基本原理,并對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進(jìn)行了比較。其次,討論了交織和解交織技術(shù)及其在糾錯(cuò)碼中的應(yīng)用。然后,介紹了FPGA硬件資源和軟件開發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ,包括數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)規(guī)則。再有,對(duì)基于FPGA的維特比譯碼器各個(gè)模塊和相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化進(jìn)行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平臺(tái)上對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無交織等不同情況進(jìn)行了仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結(jié)果表明,系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,從而驗(yàn)證了譯碼器設(shè)計(jì)的可靠性,所設(shè)計(jì)基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。

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