本文關(guān)鍵詞：雙二進(jìn)制Turbo碼的FPGA實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：自Turbo碼1993年被提出后,由于其逼近Shannon信道容量極限的優(yōu)異性能,迅速成為信息論與編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。與一般的二進(jìn)制Turbo碼相比,雙二進(jìn)制Turbo碼具有編碼效率高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、譯碼延遲小等優(yōu)勢(shì)。目前,雙二進(jìn)制Turbo碼已被大量地應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)中。本文主要研究雙二進(jìn)制Turbo碼的譯碼算法和FPGA實(shí)現(xiàn)。論文首先介紹了雙二進(jìn)制Turbo碼的編譯碼原理及結(jié)構(gòu),并對(duì)譯碼算法進(jìn)行了推導(dǎo)和簡(jiǎn)化,便于硬件實(shí)現(xiàn)中降低復(fù)雜度和提高吞吐率。接著分析了影響性能的幾個(gè)關(guān)鍵要素,在軟件環(huán)境軟件下對(duì)不同參數(shù)的雙二進(jìn)制Turbo碼進(jìn)行了仿真,并對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。然后在硬件實(shí)現(xiàn)方面,根據(jù)雙二進(jìn)制Turbo碼的特性,對(duì)譯碼算法進(jìn)行了分析、改進(jìn),使用了基于軟輸入軟輸出的滑動(dòng)窗口增強(qiáng)型Max-Log-Map迭代譯碼算法,降低了譯碼時(shí)延和硬件中的資源消耗。在硬件方案設(shè)計(jì)中采用了模塊化的思想,針對(duì)譯碼中窗口同步控制較為復(fù)雜的問(wèn)題,采用了兩級(jí)模式,使得子模塊之間的關(guān)系更為簡(jiǎn)單,整個(gè)譯碼系統(tǒng)更易于調(diào)試。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)各子模塊時(shí),綜合考慮硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、吞吐率以及時(shí)延,努力提高模塊的通用性并降低運(yùn)算的復(fù)雜度。最后在實(shí)際的硬件平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證,得到了理想的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：Turbo FPGA 軟輸入軟輸出 編譯碼
【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)】：TN911.22;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符號(hào)對(duì)照表9-10
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表10-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 信道編碼的發(fā)展13-14
• 1.2 Turbo碼的發(fā)展及其應(yīng)用14-16
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容與安排16-17
• 第二章 雙二進(jìn)制Turbo碼的編譯碼原理17-31
• 2.1 雙二進(jìn)制Turbo碼編碼原理17-20
• 2.1.1 Turbo碼編碼原理與框圖17-18
• 2.1.2 分量編碼器18-19
• 2.1.3 交織器19-20
• 2.1.4 刪余器20
• 2.2 雙二進(jìn)制Turbo碼譯碼原理及算法20-31
• 2.2.1 雙二進(jìn)制Turbo碼譯碼原理20-22
• 2.2.2 以符號(hào)為單位的譯碼算法22-26
• 2.2.3 以比特為單位的譯碼算法26-27
• 2.2.4 雙二進(jìn)制Turbo碼譯碼算法改進(jìn)27-31
• 第三章 雙二進(jìn)制Turbo碼性能分析31-41
• 3.1 雙二進(jìn)制Turbo碼軟件仿真模型31
• 3.2 編碼參數(shù)對(duì)雙二進(jìn)制Turbo碼性能影響31-34
• 3.2.1 交織對(duì)譯碼性能的影響31-33
• 3.2.2 碼率對(duì)譯碼性能的影響33-34
• 3.3 譯碼參數(shù)對(duì)雙二進(jìn)制Turbo碼性能影響34-36
• 3.3.1 譯碼算法對(duì)譯碼性能的影響34-35
• 3.3.2 迭代次數(shù)對(duì)譯碼性能的影響35-36
• 3.4 硬件實(shí)現(xiàn)參數(shù)對(duì)雙二進(jìn)制Turbo碼性能影響36-41
• 3.4.1 量化對(duì)譯碼性能的影響36-38
• 3.4.2 滑動(dòng)窗口大小對(duì)譯碼性能的影響38-41
• 第四章 雙二進(jìn)制Turbo碼編譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)41-65
• 4.1 FPGA開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與運(yùn)行環(huán)境簡(jiǎn)介41-42
• 4.2 雙二進(jìn)制Turbo碼編碼系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)42-44
• 4.2.1 Encoder1的實(shí)現(xiàn)42-43
• 4.2.2 Encoder2的實(shí)現(xiàn)43-44
• 4.2.3 RSC模塊44
• 4.3 雙二進(jìn)制Turbo碼譯碼系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)44-49
• 4.3.1 譯碼器頂層模塊的實(shí)現(xiàn)44-46
• 4.3.2 滑動(dòng)窗口算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)46-48
• 4.3.3 控制部分的實(shí)現(xiàn)48-49
• 4.4 雙二進(jìn)制Turbo碼譯碼器子模塊實(shí)現(xiàn)49-61
• 4.4.1 控制模塊49-52
• 4.4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移度量計(jì)算模塊52-56
• 4.4.3 后向度量計(jì)算模塊56-59
• 4.4.4 前向度量和對(duì)數(shù)似然比計(jì)算模塊59-61
• 4.5 雙二進(jìn)制Turbo碼的硬件結(jié)果性能分析61-65
• 4.5.1 編碼系統(tǒng)性能分析61
• 4.5.2 譯碼系統(tǒng)性能分析61-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 作者簡(jiǎn)介73-74

【相似文獻(xiàn)】

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