發(fā)布時間：2017-04-20 22:25

  本文關鍵詞：無線通信中卷積碼和RS碼應用的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代通信系統(tǒng)中,由于信道的固有噪聲和衰落特性,信號在傳輸過程中會受到不同程度的干擾,嚴重時甚至會導致通信失敗。信道編碼技術中的FEC(前向糾錯)技術是一種能提高傳輸可靠性的有效手段,現(xiàn)代通信中應用較廣泛的、性能較好的級聯(lián)碼通常將卷積碼作為內碼,RS碼作為外碼。卷積碼充分利用了各碼字間的相關性,且易于實現(xiàn)最佳譯碼。viterbi譯碼算法是一種最大似然譯碼算法,被認為是卷積碼的最優(yōu)譯碼算法。RS碼是一種線性分組碼又是一種多元碼,具有較強的糾正突發(fā)錯誤的能力,RS編譯碼的運算是基于伽羅華域上的。本文主要研究了卷積碼(2,1,7)和RS(255,223)碼。設計(2,1,7)卷積碼時,算法結構由分支度量(BMU),加比選(ACSU),幸存路徑存儲(SMU)和輸出(OUT)單元組成。采用軟判決譯碼算法,盡量獲得最大的譯碼性能;并采用全并行的ACS結構,提高了數(shù)據(jù)的吞吐率;在SMU和OUT,去掉了存儲輸入比特的部分,只存儲幸存狀態(tài)的最后一位,這樣減小了RAM的存儲空間,改進后約為原來的1/7;回溯譯碼時,根據(jù)幸存狀態(tài)的最后一位即可準確的實現(xiàn)輸出,減少了讀取存儲器的次數(shù),每個回溯深度減少τ-1次)。對于RS(255,223),雖然采用軟判決譯碼算法有2~3d B的性能優(yōu)勢,但是譯碼實現(xiàn)的結構復雜度卻很高,所以實際應用中,通常采用實現(xiàn)結構復雜度較低的硬判決譯碼算法。修正的無逆Ri BM算法減少了譯碼時延,RS碼編譯碼器設計的流水線結構提高了數(shù)據(jù)吞吐率。本文使用卷積碼、RS碼和卷積交織技術來構造級聯(lián)碼,進一步提高了通信系統(tǒng)抗突發(fā)干擾的整體性能。本文將VHDL作為軟件設計語言,完成了卷積碼(2,1,7)和RS(255,223)的設計,并在Modelsim中進行功能和時序仿真;硬件調試是在Xilinx公司的芯片Virtex5 xc5vlx30上進行的,結果證明該級聯(lián)碼在無線通信系統(tǒng)中有一定的適用性。
【關鍵詞】：無線通信 卷積碼 Viterbi 譯碼 RS 碼 Ri BM 迭代
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 簡述9
• 1.2 信道編碼研究背景、技術及研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 研究背景9-10
• 1.2.2 信道編碼技術10-11
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究內容12-13
• 1.4 論文章節(jié)安排13-14
• 2 卷積碼編譯碼實現(xiàn)14-33
• 2.1 卷積碼編碼原理及設計實現(xiàn)14-16
• 2.1.1 卷積碼編碼仿真驗證16
• 2.2 卷積碼譯碼16-22
• 2.2.1 卷積碼譯碼算法的選擇17
• 2.2.2 Viterbi譯碼算法17-18
• 2.2.3 硬判決和軟判決18-22
• 2.3 卷積碼譯碼器的實現(xiàn)22-32
• 2.3.1 分支度量(BMU)單元設計及仿真24-25
• 2.3.2 加-比-選(ACSU)和度量更新單元25-26
• 2.3.3 幸存路徑存儲(SMU)與回溯輸出單元26-27
• 2.3.4 對度量控制的改進及仿真27-30
• 2.3.5 對幸存路徑存儲單元的改進及仿真30-32
• 2.4 本章小結32-33
• 3 卷積交織技術33-38
• 3.1 卷積交織原理33-35
• 3.2 卷積交織器的實現(xiàn)及仿真35-37
• 3.3 本章小結37-38
• 4 RS譯碼的實現(xiàn)38-54
• 4.1 伽羅華域38
• 4.2 RS碼編碼原理與仿真實現(xiàn)38-42
• 4.3 RS譯判決譯碼原理42-44
• 4.4 RS碼硬判決實現(xiàn)44-52
• 4.4.1 求解伴隨式s(x)及仿真實現(xiàn)45-46
• 4.4.2 求解錯誤位置多項式 s(x)46
• 4.4.3 對BM算法的改進——Ri BM算法及仿真實現(xiàn)46-49
• 4.4.4 錢搜索—計算錯誤位置49-50
• 4.4.5 Forney算法—計算錯誤值50-51
• 4.4.6 RS軟判決譯碼算法51-52
• 4.5 本章小結52-54
• 5 FPGA設計及性能分析54-64
• 5.1 FPGA設計基礎54-55
• 5.2 (2,1,7)卷積碼的設計與性能分析55-58
• 5.2.1 Viterbi硬判決和軟判決譯碼性能比較56-57
• 5.2.2 Viterbi軟判決多電平量化時的性能比較57-58
• 5.3 RS(255,223)碼的設計和性能分析58-62
• 5.3.1 RS碼硬軟判決譯碼的性能對比60-61
• 5.3.2 冗余度對硬判決譯碼性能的影響61-62
• 5.4 級聯(lián)碼與卷積碼、RS碼的性能比較62
• 5.5 本章小結62-64
• 結論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及研究成果70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 向良軍;王梓斌;金國平;鄭林華;;高速RS編譯碼器的設計及其FPGA實現(xiàn)[J];計算機工程與應用;2012年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李一凡;數(shù)字視頻傳輸信道編解碼的算法研究與硬件實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2008年

2 張增良;基于FPGA的卷積編碼和維特比譯碼的研究與實現(xiàn)[D];天津大學;2007年

  本文關鍵詞：無線通信中卷積碼和RS碼應用的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：319654