【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,高效又可靠的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)受到了越來越多的重視和關(guān)注。面對(duì)當(dāng)前越來越復(fù)雜的通信環(huán)境,很多情況下發(fā)射端難以預(yù)先獲知準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息,為了適應(yīng)這種通信環(huán)境,無速率碼應(yīng)運(yùn)而生,因?yàn)闊o速率碼具有自適應(yīng)信道環(huán)境的特性。Spinal碼是一種可以自適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,根據(jù)信道狀態(tài)選擇合適碼率進(jìn)行傳輸?shù)拇a字。現(xiàn)已證明Spinal碼在BSC信道和AWGN信道上都可以逼近香農(nóng)容量限,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、復(fù)雜度低、易實(shí)現(xiàn)。Spinal碼的核心是偽隨機(jī)哈希函數(shù),編碼器首先將信息序列分塊,分塊子序列通過哈希函數(shù)和星座映射函數(shù)產(chǎn)生源源不斷的符號(hào)序列,譯碼器不斷的接受傳輸序列直到譯碼成功或者達(dá)到最大傳輸數(shù)量。譯碼算法為Bubble譯碼算法,該算法本質(zhì)上是一種最大似然(ML)譯碼方法,通過刪除譯碼樹中較差的結(jié)點(diǎn)來降低譯碼復(fù)雜度。本文的貢獻(xiàn)是對(duì)Spinal碼的編碼算法和譯碼算法分別進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn),把Spinal碼提升到硬件層面上。在Spinal碼譯碼器的FPGA設(shè)計(jì)中,主要包括路徑擴(kuò)展、路徑選擇和路徑回溯三個(gè)環(huán)節(jié),在每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過程中,為了提高系統(tǒng)吞吐率和減小設(shè)計(jì)空間都采用了一些設(shè)計(jì)技巧,比如,在路徑選擇模塊選用簡(jiǎn)單又高效的雙調(diào)排序算法來實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)刪減,以及局部并行處理策略和流水線技術(shù)運(yùn)用,都在一定程度上大大提高了系統(tǒng)吞吐率。通過FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)果可知:Spinal碼不僅可以在AWGN信道和BSC信道上逼近香農(nóng)限,而且在FPGA上可以達(dá)到較高的系統(tǒng)吞吐率。在硬件方面,本文實(shí)現(xiàn)了編碼器的FPGA設(shè)計(jì),吞吐率達(dá)到2.57Gbps,而且在BSC信道和AWGN信道下譯碼器的吞吐率分別為12.62Mbps和14.01Mbps。Spinal碼的FPGA實(shí)現(xiàn)證明了Spinal碼不僅性能良好,還具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92;TN791

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本文編號(hào)：2522238