信道編解碼作為數字信息系統(tǒng)一個重要的組成部分,被廣泛地應用到各種通信系統(tǒng)的差錯控制當中。在低功耗（BLE）4.2協(xié)議中,數據在物理層（PHY）的傳輸中并沒有加入編解碼操作,如果傳輸過程中發(fā)生誤碼就會影響信號的傳輸質量。因此為了提高數據傳輸的準確性,在BLE 5.0標準PHY層中加入了信道編解碼模塊。本文研究的主要內容就是信道中卷積碼的編解碼在BLE 5.0標準PHY層中對傳輸數據的糾錯性能。Viterbi算法作為一種卷積碼的最大似然譯碼算法,不僅譯碼速度更快,而且譯碼效率更高,因此也被認為卷積碼的最佳譯碼算法。本文主要設計與實現（2,1,4）卷積碼的編碼器和Viterbi譯碼器。文章首先研究和分析了卷積碼的基本原理和描述方法以及編解碼算法的理論知識。重點研究了Viterbi的算法設計及其邏輯分析和實現。研究結果詳細如下:1.針對BLE數據包較小的特點設計了一種卷積編解碼的譯碼方法。該方法主要解決現有技術在短數據信道傳輸過程中,易出現噪聲干擾導致傳輸數據出錯的問題,并針對常規(guī)的Viterbi硬判決和軟判決譯碼算法提出了以下創(chuàng)新點:（1）硬判決譯碼過程中通過在編碼器輸出的數據前添加控制單元... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Viterbi譯碼軟判決流程圖

（c） （d）圖 3. 17 Simulink 中信源、編碼、噪聲、譯碼的參數設置二進制的信號經過 BPSK，經過調制的調相波形信號加入高斯白噪聲，經過噪干擾的信號已經產生了誤碼，此時映射解調模塊將已有的信號轉換為 Viterbi 譯碼實現的軟判決信號，由“Viterbi Decoder”模塊實現對在高斯信道中被干擾的信號恢復，最后由“ErrorRateCalculation”模塊計算該糾錯系統(tǒng)的誤碼率，并評估軟判下 Viterbi 的性能。3.3.3 軟輸出解映射模塊的建模在高斯白噪聲的環(huán)境中，信號經過了 BPSK 調制，無法送入 Viterbi 譯碼器直進行譯碼，必須經過解調和解映射，把這些高斯信道中的信號變成“ViterbiDecoder模塊能夠識別的軟信號，再經過該模塊恢復原始信號�！癡iterbi Decoder”模塊在進行軟判決譯碼時，此時要求輸入必須是 0-7 之間整數，因此根據第二章 2.3.2 節(jié)所述，將信號進行 Q=4，即 2(4-1)=23=8 電平量化，

圖 3. 18 解映射系統(tǒng)模型從圖 3.18 中可以看出，本仿真系統(tǒng)通過“Complex to Real-Imag”模塊過濾的虛部，只留下實部信號，即攜帶真實信息的信號。去掉虛部的信號需要歸，即如果轉換以后信號的標準差為 0，即 =0，則輸出數據為該信號的相輸出信號為有用的實部信號與其標準差的比值的相反數。本節(jié)為了實現軟判量化主要利用 “Uniform Encoder”模塊來對數據進行 8 級 3 比特的量化歸。圖 3.19 是解映射系統(tǒng)模型參數設置圖：（a）“Complex toReal-Imag”模塊圖；（b）Simulink 中“Uniform Encoder”模塊的量化參數設置圖。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種基于FPGA的多通道復用鑒相器的設計與實現[J]. 張秀清,康亞楠,劉巖,王曉君.  電子器件. 2017(05)
[2]Homomorphic Error-Control Codes for Linear Network Coding in Packet Networks[J]. Xiaodong Han,Fei Gao.  中國通信. 2017(09)
[3]一種基于維特比解碼的超高頻RFID讀寫器解碼器設計[J]. 王賀,王俊宇.  復旦學報(自然科學版). 2017(03)
[4]基于EDA技術的卷積碼編碼器的設計與仿真[J]. 徐佳,趙曉宇.  科技創(chuàng)新與應用. 2016(27)
[5]基于對數似然率的軟判決維特比譯碼算法[J]. 鄭子偉.  淮海工學院學報(自然科學版). 2016(03)
[6]現場可編程門陣列參數化多標準高吞吐率基4Viterbi譯碼器[J]. 夏飛,聶晶,李榮春,王文濤.  國防科技大學學報. 2016(01)
[7]應用于LTE通信系統(tǒng)中專用Viterbi譯碼器實現[J]. 黃昊.  電子技術與軟件工程. 2015(22)
[8]Viterbi譯碼器邏輯設計及Verilog實現[J]. 向舜然.  電子制作. 2015(14)
[9]無線通信中的低功耗維特比譯碼器設計[J]. 朱坤順,楊紅官,樊曉華,喬樹山.  計算機工程. 2014(10)
[10]AMR系統(tǒng)中Viterbi譯碼的仿真與實現[J]. 王宇翔.  電子測試. 2014(20)

碩士論文
[1]一款應用于音頻播放系統(tǒng)中的數字音頻處理器的設計與研究[D]. 侯晴.西安電子科技大學 2011
[2]維特比譯碼器的FPGA實現[D]. 黃高峰.成都理工大學 2010
[3]基于FPGA的Viterbi譯碼器設計與實現[D]. 劉虎.電子科技大學 2009
[4]Viterbi譯碼器的FPGA實現[D]. 薛飛.復旦大學 2008



本文編號：2927165