無(wú)線光通信是以激光束作為信息載體,在大氣信道中以直線傳播,具有數(shù)據(jù)傳輸量大、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)和保密性好等特點(diǎn)的一種信息傳輸技術(shù)。然而激光傳輸過(guò)程中會(huì)受到大氣信道中各種干擾因素的影響,從而導(dǎo)致通信質(zhì)量的下降。因此,研究適用于無(wú)線光通信系統(tǒng)的信道編碼方案來(lái)提升通信質(zhì)量具有重要的意義。而RS（Reed-Solomn）碼具有優(yōu)異的糾隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤性能,在光通信中有著廣泛的應(yīng)用。本文首先對(duì)RS碼的基礎(chǔ)理論和編譯碼算法進(jìn)行了研究,其中重點(diǎn)對(duì)RS譯碼算法中的Euclidean算法以及改進(jìn)的Euclidean算法進(jìn)行了研究。在RS碼理論研究的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)行了RS碼的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)工作。有限域理論是RS碼的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因此首先完成了有限域上重要運(yùn)算單元的FPGA實(shí)現(xiàn)。接著完成了RS碼編碼器以及硬判決譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)RS硬判決譯碼器時(shí),本文設(shè)計(jì)了一種多項(xiàng)式存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)譯碼過(guò)程中的數(shù)據(jù)迭代更新處理。最后完成了RS碼編譯碼器的功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),并對(duì)編譯碼器的最大工作時(shí)鐘和資源占用情況進(jìn)行了分析。在完成RS碼編譯碼器硬件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,本文展開(kāi)了千兆光通信編碼傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究。為了應(yīng)對(duì)千... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

RS碼編碼器頂層模塊示意圖

表3.1 RS 碼編碼器的端口說(shuō)明端口名稱 方向 位寬 功能clk IN 1 時(shí)鐘信號(hào)reset IN 1 復(fù)位信號(hào)，高電平有效enable IN 1 高電平時(shí)表示數(shù)據(jù)輸入有效d_in IN 8 數(shù)據(jù)輸入out_enb OUT 1 高電平時(shí)表示數(shù)據(jù)輸出有效d_out OUT 8 數(shù)據(jù)輸出圖 3.5 給出了 RS 碼編碼器的 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，圖 3.6 使用了 ISE 自帶的仿真工具 ISim 進(jìn)行了 RS 碼編碼器的邏輯驗(yàn)證。

圖3.6 RS 編碼器邏輯仿真圖本文通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè) ROM 模塊存儲(chǔ)碼字信息位數(shù)據(jù)，然后將其輸入到硬件編碼器中進(jìn)行功能驗(yàn)證。對(duì)比圖 3.5 和圖 3.6 我們可以看到，當(dāng) k（k = 223）個(gè)信息位數(shù)據(jù)（1，2，3，…，223）送入編碼器之后，編碼生成的n k（ n k32）個(gè)校驗(yàn)位數(shù)據(jù)（104，237，65，…，120）會(huì)在后面的 32 個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)依次輸出，數(shù)據(jù)輸出端口為 d_out，輸出信號(hào) out_enb 為高電平時(shí)表示輸出碼字?jǐn)?shù)據(jù)有效。對(duì)比 C 語(yǔ)言軟仿結(jié)果和 RS 編碼器邏輯仿真圖，我們發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果相同，可以說(shuō)明本設(shè)計(jì)正確。3.3.2 綜合結(jié)果本節(jié)基于 Xilinx Artix7 XC7A100T 芯片，實(shí)現(xiàn)了 RS 編碼器，并驗(yàn)證了其功能，我們使用 Xilinx ISE 14.7 的綜合工具 XST 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合。


本文編號(hào)：3138806