卷積碼是無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法,它具有譯碼效率高、速度快等特點(diǎn),被認(rèn)為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內(nèi)容是在FPGA上實(shí)現(xiàn)約束長度為9,碼率為1/2,采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念,闡述了Viterbi算法的原理,重點(diǎn)討論了決定Viterbi算法復(fù)雜度和譯碼性能的關(guān)鍵因素,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了采用“串-并”結(jié)合運(yùn)算方式的Viterbi譯碼器,并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測(cè)試通過。本文的主要工作如下: 1.對(duì)輸入數(shù)據(jù)采用了二比特四電平量化的軟判決方式,對(duì)歐氏距離的計(jì)算方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化,以便于用硬件電路方式實(shí)現(xiàn)。 2.對(duì)ACS運(yùn)算單元采用了“串-并”結(jié)合的運(yùn)算方式,和全并行的設(shè)計(jì)相比,在滿足譯碼速度的同時(shí),節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲(chǔ)器的組織方式,簡(jiǎn)化了控制模塊的邏輯電路,優(yōu)化了系統(tǒng)的時(shí)序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法,與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比,減少了寄存器的使用,大大降低了功耗和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 4.本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真平臺(tái),采用Modelsim仿真器對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了功能仿真,結(jié)果完全正確。同時(shí)提出了一種在被測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)部插入監(jiān)視器的調(diào)試方法,巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結(jié)果,提高了追蹤錯(cuò)誤的效率。 5.該設(shè)計(jì)在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測(cè)試,最大運(yùn)行時(shí)鐘頻率110MHz,最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對(duì)譯碼器的綜合結(jié)果和Altera設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器IP核進(jìn)行了性能比較,比較結(jié)果證明本文中設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器具有很高的工程實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽: Viterbi FPGA 軟判決 譯碼器
上傳時(shí)間: 2013-07-23
上傳用戶:葉山豪
本論文主要對(duì)無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中的信道編解碼算法進(jìn)行研究并對(duì)其FPGA實(shí)現(xiàn)思路和方法進(jìn)行相關(guān)研究。 近年來無線局域網(wǎng)IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)建議物理層采用無線擴(kuò)頻技術(shù),所以開發(fā)一套擴(kuò)頻通信芯片具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。無線擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)通信相比,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,并具有信息蔭蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。無線信道的特性較復(fù)雜,因此在無線擴(kuò)頻集成電路設(shè)計(jì)中,加入信道編碼是提高芯片穩(wěn)定性的重要方法。 在了解擴(kuò)頻通信基本原理的基礎(chǔ)上,本文提出了“串聯(lián)級(jí)聯(lián)碼+兩次交織”的信道編碼方案。串聯(lián)的級(jí)聯(lián)碼由外碼——(15,9,4)里德-所羅門(Reed-Solomon)碼,和內(nèi)碼-(2,1,3)卷積碼構(gòu)成,交織則采用交織深度為4的塊交織。重點(diǎn)對(duì)RS碼的時(shí)域迭代譯碼算法和卷積碼的維特比譯碼算法進(jìn)行了詳細(xì)的討論,并完成信道編譯碼方案的性能仿真及用FPGA實(shí)現(xiàn)的方法。 計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)果表明,采用此信道編碼方案可以較好的改善現(xiàn)有仿真系統(tǒng)的誤符號(hào)率。 本論文的內(nèi)容安排如下:第一章介紹了無線擴(kuò)頻通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及國內(nèi)外開發(fā)擴(kuò)頻通信芯片的現(xiàn)狀,并給出了本論文的研究?jī)?nèi)容和安排。第二章主要介紹了擴(kuò)頻通信的基本原理,主要包括擴(kuò)頻通信的定義、理論基礎(chǔ)和分類,直接序列擴(kuò)頻通信方式的數(shù)學(xué)模型。第三章介紹了基本的信道編碼原理,信道編碼的分類和各自的特點(diǎn)。第四章給出了本課題選擇的信道編碼方案——“串聯(lián)級(jí)聯(lián)碼+兩次交織”,詳細(xì)討論了方案中里德-所羅門(Reed-Solomon)碼和卷積碼的基本原理、編碼算法和譯碼算法。最后給出編碼方案的實(shí)際參數(shù)。第五章對(duì)第四章提出的編碼方案進(jìn)行了性能仿真。第六章結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際,討論了FPGA開發(fā)基帶擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。首先對(duì)FPGA開發(fā)流程以及實(shí)際開發(fā)的工具進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹,然后給出了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。對(duì)發(fā)射和接收子系統(tǒng)中信道編碼、解碼等相關(guān)功能模塊的實(shí)現(xiàn)原理和方法進(jìn)行分析。第七章對(duì)論文的工作進(jìn)行總結(jié)。
標(biāo)簽: FPGA 無線擴(kuò)頻 信道編解 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-07-18
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本論文是以GSM基站系統(tǒng)為對(duì)象研究了軟件無線電思想在移動(dòng)通信中應(yīng)用的可行性,通過構(gòu)造一個(gè)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái),用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)過程,通過大量的Matlab仿真詳細(xì)論述了GSM蜂窩通信系統(tǒng)中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調(diào)制等技術(shù)。 其次,文中介紹了GSM信道編碼規(guī)則,其中重點(diǎn)闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實(shí)現(xiàn),并完成了三者編碼譯碼的軟件設(shè)計(jì),采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。 最后,對(duì)GMSK調(diào)制和解調(diào)的原理及特點(diǎn)進(jìn)行論述,并提出了軟件實(shí)現(xiàn)的可行性方案,為下一步的軟件設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。硬件試驗(yàn)平臺(tái)是軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),因此,文中進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì),并給出了部分電路設(shè)計(jì)圖,對(duì)相關(guān)課題的研究具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。
標(biāo)簽: FPGA GSM 信道編碼
上傳時(shí)間: 2013-07-11
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在傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)中,糾錯(cuò)編碼與調(diào)制是各自獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的,譯碼與解調(diào)也是如此。80年代初,Ungerboeck根據(jù)調(diào)制解調(diào)與糾錯(cuò)編碼的特點(diǎn),提出了一種新的思想,稱作網(wǎng)格編碼調(diào)制,記為TCM。它是將調(diào)制解調(diào)與糾錯(cuò)編碼當(dāng)成一個(gè)整體來設(shè)計(jì)。它的中心思想是:采用編碼方法將信號(hào)空間做最佳分割,使已調(diào)信號(hào)矢量端點(diǎn)間有最大的距離。這樣就可以在相同發(fā)射功率、相同有效性的條件下提高信息傳輸?shù)目煽啃裕貏e適用于頻帶受限和功率受限信道。它在衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信中的應(yīng)用又使它成為研究熱點(diǎn)。 本文介紹了TCM編碼調(diào)制的基本原理,在此基礎(chǔ)上提出了一種新的TCM編碼的方法;介紹了卷積碼Viterbi譯碼的基本原理和步驟,在此基礎(chǔ)上分析了TCM的Viterbi譯碼的特點(diǎn);研究了TCM在高斯白噪聲條件下的誤碼性能及其編碼增益,并在MATLAB上仿真來進(jìn)行驗(yàn)證;介紹了數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的基本方法和流程,在此基礎(chǔ)上介紹了基于FPGA的TCM系統(tǒng)的各個(gè)模塊。
標(biāo)簽: FPGA 網(wǎng)格編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-26
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本論文介紹了幾種編碼和調(diào)制技術(shù)的基本原理和課題的總體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),重點(diǎn)分析和討論了滾降系數(shù)可調(diào)的成形濾波、內(nèi)插技術(shù)以及濾波器中乘法器、加法器的實(shí)現(xiàn)方法。通過外部控制器可對(duì)FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)的多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,可支持32.000kbps~4.096Mbps范圍內(nèi)的多速率數(shù)據(jù)傳輸,適用于各種信道限帶性能要求的傳輸系統(tǒng)。本論文使用一片F(xiàn)PGA芯片實(shí)現(xiàn)了信道編碼(包括數(shù)據(jù)加擾、差分編碼、卷積碼、RS碼、交織等)、多種調(diào)制方式(BPSK、QPSK、π/4-QPSK、TC8PSK、16QAM)、成形濾波器、多級(jí)內(nèi)插、上變頻器、具有連續(xù)/突發(fā)信號(hào)模式的數(shù)據(jù)源。將本論文的成果移植到某單位的信號(hào)源研制平臺(tái),基本上可以滿足現(xiàn)階段研制和維修解調(diào)設(shè)備對(duì)信號(hào)源的需求,因此具有較高的使用價(jià)值。
標(biāo)簽: 編碼 調(diào)制技術(shù)
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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文中提出的卷積碼譯碼Matlab仿真方案,旨在用Viterbi譯碼實(shí)現(xiàn)對(duì)卷積碼譯碼的功能。仿真結(jié)果表明,維特比是一種良好的譯碼方式。
標(biāo)簽: Viterbi Matlab 通信系統(tǒng) 譯碼
上傳時(shí)間: 2013-11-16
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在多徑加高斯白噪聲環(huán)境下,對(duì)比了OFDM-CPM系統(tǒng)與OFDM-QPSK系統(tǒng)的誤碼率特性,研究了調(diào)制指數(shù)對(duì)OFDM-CPM系統(tǒng)誤碼率的影響,以及卷積碼對(duì)OFDM-CPM系統(tǒng)誤碼率的改善。
標(biāo)簽: OFDM-CPM 通信 系統(tǒng)分析
上傳時(shí)間: 2013-10-29
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維特比譯碼的C程序,專門用于卷積碼的解碼!希望對(duì)大家有所幫助!
標(biāo)簽: 譯碼 C程序
上傳時(shí)間: 2014-01-14
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給出糾錯(cuò)碼性能測(cè)試仿真的一般方法,重點(diǎn)研究其信道差錯(cuò)序列的產(chǎn)生,然后利用Matlab實(shí)現(xiàn)卷積碼編碼及其Viterbi譯碼的性能測(cè)試仿真。
標(biāo)簽: 糾錯(cuò)碼 性能測(cè)試 仿真
上傳時(shí)間: 2013-12-16
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reed-solomon 編解碼,F(xiàn)EC的一種,比卷積碼要穩(wěn)定收斂,用于DVD/VCD的糾錯(cuò)碼,糾突發(fā)錯(cuò)誤。
標(biāo)簽: reed-solomon 編解碼
上傳時(shí)間: 2015-07-05
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