本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的信號(hào)差錯(cuò)控制研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,通信技術(shù)越來越受到各國重視,而所有通信系統(tǒng)努力的首要目標(biāo)則是信息準(zhǔn)確。香農(nóng)曾指出:對(duì)原始的信息做一些編碼后能夠提高信道傳輸?shù)目煽啃?這種編碼的方式即稱為信道編碼(也被稱為糾錯(cuò)編碼)�？梢赃@么說,當(dāng)今信道的編碼是在香農(nóng)信道編碼定理的指導(dǎo)下發(fā)展起來的,并且逐步趨于成熟。1993年兩位法國教授Berrou、Glavieux和他們的緬甸籍博士生Thitimajshima在ICC會(huì)議上發(fā)表的“Near Shannon limit error-correcting coding and decoding:Turbo codes”,提出了一種全新的編碼方式——Turbo碼,它巧妙地將兩個(gè)簡(jiǎn)單分量碼通過偽隨機(jī)交織器并行級(jí)聯(lián),來構(gòu)造具有偽隨機(jī)特性的長(zhǎng)碼,并通過在兩個(gè)軟入/軟出(SISO)譯碼器之間進(jìn)行多次迭代實(shí)現(xiàn)了偽隨機(jī)譯碼。仿真結(jié)果出來后,其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他的編碼方式,因此,Turbo碼一提出就在業(yè)界引起了巨大轟動(dòng)。該論文主要是完成系統(tǒng)處理后數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的編碼與譯碼功能,我們采用Turbo碼編碼方式,數(shù)據(jù)的編碼,譯碼實(shí)現(xiàn)有多種方式,可以使用IP Core,使用原語實(shí)現(xiàn),還可以自己通過硬件描述語言實(shí)現(xiàn),該系統(tǒng)中我們對(duì)這些方式都有涉及,二者相結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí),能有效發(fā)揮FPGA潛力。因?yàn)門urbo碼所使用的技術(shù)大部分都是已經(jīng)成熟了的,都是其他編碼技術(shù)的組合,所以,該論文首先介紹了目前常用的編碼技術(shù),特別以線性分組碼為主,因?yàn)槠渌幋a技術(shù)大部分都是線性分組碼中的一個(gè)子集,以此為基礎(chǔ)引出Turbo碼。因?yàn)樵赥urbo碼剛提出的時(shí)候,其編碼結(jié)構(gòu)只有一種,那就是并行級(jí)聯(lián)卷積碼的結(jié)構(gòu)(PCCC),為了簡(jiǎn)化系統(tǒng),我們就采用的是最初的編碼結(jié)構(gòu)。而譯碼算法就只介紹了結(jié)構(gòu),沒有像編碼一樣介紹其算法和推導(dǎo)方式,因?yàn)樽g碼時(shí)我們直接采用IP Core實(shí)現(xiàn)。論文著重介紹了并行級(jí)聯(lián)卷積碼(PCCC)的編碼方式,該結(jié)構(gòu)中每一個(gè)小模塊都做了詳細(xì)說明,特別是交織器,不僅僅做了設(shè)計(jì)上的說明,還用MATLAB仿真了其對(duì)Turbo碼的影響,實(shí)現(xiàn)方式采用Verilog實(shí)現(xiàn)。編碼方式主要采用卷積碼,其編碼方式與推導(dǎo)公式都做了詳細(xì)說明。Turbo碼的實(shí)現(xiàn)方式主要采用Verilog編碼,同時(shí)也采用IP Core輔助實(shí)現(xiàn),論文中列出了部分關(guān)鍵信號(hào)時(shí)序,通過對(duì)關(guān)鍵信號(hào)的掌控就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)有條不紊的工作,該版本為第一版,主要是實(shí)現(xiàn)其功能,所以沒有加入刪余器,解碼時(shí)直接使用IP Core,在FPGA配置方面,使用主動(dòng)同步串行數(shù)據(jù)總線(SPI)方式固化程序,程序放在flash,掉電后不丟失,可以永久保存,調(diào)試方案則采用JTAG。在系統(tǒng)測(cè)試中,我們首先用MATLAB仿真整個(gè)系統(tǒng),主要以1000個(gè)字符和1500個(gè)字符在相同條件下的誤碼個(gè)數(shù)比較。然后在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中,連續(xù)運(yùn)行多個(gè)數(shù)據(jù),用示波器測(cè)試發(fā)出的數(shù)據(jù),借此分析了影響Turbo碼的幾個(gè)因素。通過完整的分析與測(cè)試,事實(shí)證明該系統(tǒng)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)其功能,使用FPGA來實(shí)現(xiàn)Turbo碼的編碼與解碼工作是非常理想的方式。目前為止,絕大部分Turbo碼的研究都限制于低速率的二進(jìn)制來編碼,其實(shí)Turbo碼遠(yuǎn)不止于此,其還可以與TCM、多進(jìn)制編碼等技術(shù)相結(jié)合,這些方式應(yīng)用于高效調(diào)制與傳輸?shù)?并且也有類似的非常接近信道容量的性能�？傊�,正是因?yàn)門urbo碼具有非常優(yōu)越的性能,全球的研究者都在努力的將其實(shí)施于應(yīng)用中,不僅在移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)領(lǐng)域、還在數(shù)字音視頻廣播、深空通信、深空網(wǎng)、UMTS/3GPP、CDMA等系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：差錯(cuò)控制 糾錯(cuò)碼 Turbo碼 FPGA
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.22;TN791
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-13
• 1.1 選題背景10-11
• 1.2 研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.3 研究成果12-13
• 第2章 常用糾錯(cuò)技術(shù)分析13-27
• 2.1 編碼技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用13-14
• 2.2 差錯(cuò)控制編碼的基本原理14-16
• 2.3 現(xiàn)代常用編碼技術(shù)16-26
• 2.3.1 線性分組碼16-20
• 2.3.2 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼20-22
• 2.3.3 RS碼22-24
• 2.3.4 turbo碼24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 Turbo碼的設(shè)計(jì)與仿真27-41
• 3.1 總體編譯碼設(shè)計(jì)框圖27-28
• 3.2 編碼器類型設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 譯碼器類型設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 交織器設(shè)計(jì)30-32
• 3.5 刪余器的作用及設(shè)計(jì)32-33
• 3.6 卷積碼33-38
• 3.6.1 卷積碼基本概念33
• 3.6.2 卷積碼的編碼33-36
• 3.6.3 卷積碼的譯碼36-38
• 3.6.4 MATLAB實(shí)現(xiàn)卷積碼仿真38
• 3.7 系統(tǒng)糾錯(cuò)能力38-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 第4章 Turbo碼的實(shí)現(xiàn)41-48
• 4.1 Turbo碼編碼實(shí)現(xiàn)41-45
• 4.1.1 關(guān)鍵信號(hào)時(shí)序41
• 4.1.2 交織器的FPGA實(shí)現(xiàn)41-43
• 4.1.3 卷積編碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)43-45
• 4.1.4 使用IP Core實(shí)現(xiàn)譯碼45
• 4.2 FPGA配置與調(diào)試方案45-47
• 4.2.1 FPGA配置方案45-46
• 4.2.2 FPGA調(diào)試方案46-47
• 4.2.3 FPGA優(yōu)勢(shì)與選型47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第5章 Turbo碼譯碼結(jié)果48-55
• 5.1 Matlab仿真結(jié)果分析48-51
• 5.2 FPGA仿真與實(shí)際結(jié)果分析51-53
• 5.3 影響Turbo碼的幾個(gè)因素53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 致謝56-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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2 劉菁;卷積碼和循環(huán)碼識(shí)別技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：345967