在通信系统中,人们一直致力于信息传输的有效性和可靠性的研究,信道纠错编码技术一直是人们研究的重点。1993年,Turbo码的提出,以其接近Shannon极限的优异的译码性能在编码界引起了轰动,并成为研究纠错编码的热点课题。经过十几年的研究和发展,目前,Turbo码已经走向了实用化的道路,如何用硬件实现有效的Turbo码编译码器成为了人们研究的重点。 论文以基于FPGA实现Turbo码译码器为研究目标,首先分析了Turbo码的基本编译码原理和3GPP标准的Turbo码编码结构和交织算法。然后重点分析了MAP译码算法,Log-MAP译码算法和:Max-Log-MAP译码算法,并对三种译码算法进行了详细的理论推导和计算复杂度的定量分析比较,对影响Turbo码译码性能的主要因素进行了MATLB仿真分析。 论文在深入分析比较上述三种译码算法的基础之上,选择Max-Log-MAP译码算法进行了Turbo码译码器的FPGA设计实现。主要针对FPGA实现的数据量化、定点数据表示方式、Max-Log-MAP算法子译码器关键运算单元的FPGA设计和基于3GPP标准的Turbo码译码器的内交织的FPGA设计进行了深入研究,完成了固定译码长度的Turbo码译码器的FPGA设计实现,并利用ModelSim和MATLAB分别对译码器进行了功能时序验证和FPGA定点仿真测试。
上传时间: 2013-07-09
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随着纠错编码理论研究的不断深入,纠错码的实际应用越来越广泛。卷积码作为其中重要的一种,已被大多数通信系统所采用。(2,1,7)卷积码是一种短约束长度最佳码,编、译码器易于实现,且具有较强的纠错能力。 本文研究了IEEE 802.11协议中(2,1,7)卷积码编码、交织解交织及其软判决高速Viterbi译码的实现问题。 首先介绍了IEEE 802.11无线局域网标准及规范,然后介绍了信道编解码中卷积码编码及Viterbi译码算法和FPGA 设计方法,接着通过对(2,1,7)卷积码特点的具体分析,吸取目前Viterbi译码算法和交织解交织算法的优点,采取一系列的改进措施,基于FPGA实现了IEEE 802.11信道编解码及交织和解交织系统。这些改进措施包括采用并行FIFO、改进的ACS 单元、流水式块处理结构、改进的SMDO方法、双重交织策略,使得在同样时钟速率下,系统的性能大幅度提高。最后将程序下载到Altera公司的Cyclone 系列的FPGA(型号EP1C6Q240C8)器件上进测试,并对测试结果作了简单分析。
上传时间: 2013-05-25
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在信道编码的发展进程中,编码研究人员一直致力于追寻性能尽可能的接近Shannon极限,且译码复杂度较低的信道编码方案。1993年Berrou等提出了Turbo码,这种码在接近香农极限的低信噪比下仍能够获得较低的误码率,它的出现在编码界引起了广泛的关注,并成为编码研究领域最新的发展方向之一。但Turbo码也有其缺点,由于交织器的存在,致使译码复杂度高,译码时延长且因为低码重码字,存在错误平台现象。在Turbo码的基础上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘积码,Turbo乘积码继承了Turbo码的优点,又因为Turbo乘积码的构造采用了线性分组码,所以译码方法比Turbo码简单。Turbo乘积码近年来开始被广泛到应用到各种通信场合,大有取代传统的卷积码之势。 本文首先围绕Turbo乘积码的编译码原理,阐述了涉及到的基础知识;又据Turbo乘积码目前的应用状况,回顾了Turbo码的发展历史;其次,根据Turbo乘积码的构造原理,探讨了构造的方法,交织类型,子码的选择及子码的性能;再次,研究了Turbo乘积码的概率译码,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的译码算法;最后通过软件仿真实现了该迭代译码算法,得到的结果达到了通信接收的要求。 本文还初步的阐述了Turbo乘积码硬件实现系统的设计方案。据实际工作中碰到的非标准信号,给出了整体模块设计图,及相应模块的功能和模块问连接的各种参数。并实现了模态下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根据研究中碰到的各种问题,提出了下一步工作建议和研究方向。
上传时间: 2013-07-02
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本文以Turbo码编译码器的FPGA实现为目标,对Turbo码的编译码算法和用硬件语言将其实现进行了深入的研究。 首先,在理论上对Turbo码的编译码原理进行了介绍,确定了Max-log-MAF算法的译码算法,结合CCSDS标准,在实现编码器时,针对标准中给定的帧长、码率与交织算法,以及伪随机序列模块与帧同步模块,提出了相应解决方案;而在相应的译码器设计中,采用了FPGA设计中“自上而下”的设计方法,权衡硬件实现复杂度与处理时延等因素,优先考虑面积因素,提高元件的重复利用率和降低电路复杂度,来实现Turbo码的Max-log-MAP算法译码。把整个系统分割成不同的功能模块,分别阐述了实现过程。 然后,基于Verilog HDL 设计出12位固点数据的Turbo编译码器以及仿真验证平台,与用Matlab语言设计的相同指标的浮点数据译码器进行性能比较,得到该设计的功能验证。 最后,研究了Tuxbo码译码器几项最新技术,如滑动窗译码,归一化处理,停止迭代技术结合流水线电路设计,将改进后的译码器与先前设计的译码器分别在ISE开发环境中针对目标器件xilinx Virtex-Ⅱ500进行电路综合,证实了这些改进技术能有效地提高译码器的吞吐量,减少译码时延和存储器面积从而降低功耗。
上传时间: 2013-04-24
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研制发射微小卫星,是我国利用空间技术服务经济建设、造福人类的重要途径。现代微小卫星在短短20年里能取得长足的发展,主要取决于微小卫星自身的一系列特点:重量轻,体积小,成本低,性能高,安全可靠,发射方便、快捷灵活等。在卫星通信系统中,由于传输信道的多径和各种噪声的影响,信号在接收端会引起差错,通过信道编码环节,可对这些不可避免的差错进行检测和纠正。 在微小卫星通信链路中,信道编码器的任务是差错控制。本文采用符合空间数据系统咨询委员会CCSDS标准的链接码进行信道编码,即内码为(2,1,6)的卷积码,外码为(255,223)的RS码,中间进行交织操作。其中,里德-索罗蒙码(简称RS码)是一种重要的非二进制BCH码,是分组码中纠错能力最强的纠错码,一次可以纠正多个突发错误,广泛地用于空间通信中。 本文针对南京航空航天大学自行研制的微小卫星通信分系统的技术要求,在用SystemView和C语言仿真的基础上,用硬件描述语言Verilog设计了RS(255,223)编码器和译码器,使用Modelsim软件进行了功能仿真,并通过Xilinx公司的软件ISE对设计进行综合、布局布线,最后生成可下载的比特流文件下载到Xilinx公司的型号为XC3S2000的FPGA芯片中,完成了电路的设计并实现了编码译码的功能,表明本文设计的信道编解码器的正确性和实用性,满足了微小卫星通信分系统的技术要求。
上传时间: 2013-08-01
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turbo码系统的仿真,包括编码、交织、不同译码、穿孔等各个部分的程序。仿真结果在图中表现。译码算法为log-map。
上传时间: 2015-04-25
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交织编码是一种信道改造技术,它通过信号设计将一个原来属于突发差错的有记忆信道改造为基本上是独立差错的随机无记忆信道。交织编码作为克服衰落信道中突发性干扰的有效方法,通常和其它用于纠正无记忆独立差错的信道编码相结合构成级联码,广泛应用于当代移动通信。
上传时间: 2014-01-09
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该文件夹为空时块码-卷积码级联系统的仿真程序,天线配置为2发2收。 主要程序的用途说明: mainMIMO_OFDMA_2Tx_Convcode.m: 主程序,设置各种参数 gendatabits.m: 生成原始信息比特数据的程序 conv_encoder.m: 卷积码编码器 interleave.m: 交织器 mod_2Tx_STBC_DFUSC_Convcode.m:调制程序 gen_SUI_CorrCIR.m: 生成信道冲击响应的程序 get_perfectCE_2x2.m: 生成理想信道估计值的程序 chanSUI_corr_2x2.m: 发送信号通过SUI信道的程序 addAWGN_2x2.m: 添加高斯白噪声的程序 dem_DFUSC_2x2_STBC.m: 接收端解调主程序 ls_freq.m: 频域LS算法 ls_time_2x2.m: 时域LS算法 iterative_detection_decoding_2x2.m: 级联MAP算法主程序 map_decoding.m: 卷积码MAP译码程序 b2s_logp.m: 符号LLR转化为比特LLR
上传时间: 2013-12-25
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一种交织算法——forney交织,用于均衡能量,打乱码流的顺序,从而可以较低突发性错误对码流的影响。
上传时间: 2016-06-29
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基于3GPP标准的3GPP交织器生成程序,用于生成3GPP标准中的Turbo码编码内交织器。
上传时间: 2016-11-18
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