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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目前的国内的CCD高清摄相头能够输出一组视频信号和数字图像信号,虽然视频信号能够直接在监视器显示,但是输出的数字图像信号占用存储空间太大,不便于进行传输。本文设计了一种基于FPGA的数字图像压缩卡。 在过去的十几年中,国际标准化组织制订了一系列的国际视频编码标准并广泛应用到各种领域。It.264/AVC是ITU-T和ISO联合推出的新标准,采用了近几年视频编码方面的先进技术,以较高编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。 新发展的H.264/AVC比原有的视频编码标准大幅度提高了编码效率,但其运算复杂度也大大增加,本文简要分析了H.264/AVC的复杂度及其优化的途径,给出了主要模块的优化算法实验结果。 H.264/AVC仍基于以前视频编码标准的运动补偿混合编码方案,主要不同有:增强的运动预测能力,准确匹配的较小块变换,自适应环内滤波器,增强的熵编码。测试结果表明这些新特征使H.264/AVC编码器提高50%编码效率的同时,增加了一个数量级的复杂度。实际中恰当地使用H.264/AVC编码工具可以较低的实现复杂度得到与复杂配置相当的编码效率。故实际编码系统开发需要在运算复杂性和编码效率之间进行折衷、兼顾考虑。H.264/AVC引入的新编码特征既增加基本模块的复杂度,也成倍增加算法的复杂度。针对它们的作用和实现方法的不同,可采用不同的硬件实现方法。本文基于上述思路进行优化,具体的工作包括:针对去块滤波的复杂性,本文提出一种适合硬件实现的算法,使其在节省了资源的同时,很好的达到了标准所定义的性能。针对变换量化的复杂性,本文提出一种既满足整体的硬件流水结构,又极大的降低了硬件资源的实现方法。针对码率控制的实现,本文提出了一种有别于传统实现方式的算法,在保证实时性的同时,极大的提高了编码器的性能。本文基于上述算法还进行Baseline Profile编码器的研究,给出了一种实时编码器结构,实现了对高清图像格式(720P)的实时编码,并将其和当前业界先进水平进行了对比,表明本文所实现得结构能够达到当前业界的先进水平。
上传时间: 2013-07-23
上传用户:yepeng139
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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可靠通信要求消息从信源到信宿尽量无误传输,这就要求通信系统具有很好的纠错能力,如使用差错控制编码。自仙农定理提出以来,先后有许多纠错编码被相继提出,例如汉明码,BCH码和RS码等,而C。Berrou等人于1993年提出的Turbo码以其优异的纠错性能成为通信界的一个里程碑。 然而,Turbo码迭代译码复杂度大,导致其译码延时大,故而在工程中的应用受到一定限制,而并行Turbo译码可以很好地解决上述问题。本论文的主要工作是通过硬件实现一种基于帧分裂和归零处理的新型并行Turbo编译码算法。论文提出了一种基于多端口存储器的并行子交织器解决方法,很好地解决了并行访问存储器冲突的问题。 本论文在现场可编程门阵列(FPGA)平台上实现了一种基于帧分裂和篱笆图归零处理的并行Turbo编译码器。所实现的并行Turbo编译码器在时钟频率为33MHz,帧长为1024比特,并行子译码器数和最大迭代次数均为4时,可支持8.2Mbps的编译码数掘吞吐量,而译码时延小于124us。本文还使用EP2C35FPGA芯片设计了系统开发板。该开发板可提供高速以太网MAC/PHY和PCI接口,很好地满足了通信系统需求。系统测试结果表明,本文所实现的并行Turbo编译码器及其开发板运行正确、有效且可靠。 本论文主要分为五章,第一章为绪论,介绍Turbo码背景和硬件实现相关技术。第二章为基于帧分裂和归零的并行Turbo编码的设计与实现,分别介绍了编码器和译码器的RTL设计,还提出了一种基于多端口存储器的并行子交织器和解交织器设计。第三章讨论了使用NIOS处理器的SOC架构,使用SOC架构处理系统和基于NIOSII处理器和uC/0S一2操作系统的架构。第四章介绍了FPGA系统开发板设计与调试的一些工作。最后一章为本文总结及其展望。
上传时间: 2013-04-24
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在数字通信中,采用差错控制技术(纠错码)是提高信号传输可靠性的有效手段,并发挥着越来越重要的作用。纠错码主要有分组码和卷积码两种。在码率和编码器复杂程度相同的情况下,卷积码的性能优于分组码。 卷积码的译码方法主要有代数译码和概率译码。代数译码是基于码的代数结构;而概率译码不仅基于码的代数结构,还利用了信道的统计特性,能充分发挥卷积码的特点,使译码错误概率达到很小。 卷积码译码器的设计是由高性能的复杂译码器开始的,对于概率译码最初的序列译码,随着译码约束长度的增加,其译码错误概率可达到非常小。后来慢慢地向低性能的简单译码器演化,对不太长的约束长度,维特比(Viterbi)算法是非常实用的。维特比算法是一种最大似然的译码方法。当编码约束度不太大(小于等于10)或者误码率要求不太高(约10-5)时,Viterbi译码算法效率很高,速度很快,译码器也较简单。 目前,卷积码在数传系统,尤其是在卫星通信、移动通信等领域已被广泛应用。 本论文对卷积码编码和Viterbi译码的设计原理及其FPGA实现方案进行了研究。同时,将交织和解交织技术应用于编码和解码的过程中。 首先,简要介绍了卷积码的基础知识和维特比译码算法的基本原理,并对硬判决译码和软判决译码方法进行了比较。其次,讨论了交织和解交织技术及其在纠错码中的应用。然后,介绍了FPGA硬件资源和软件开发环境Quartus Ⅱ,包括数字系统的设计方法和设计规则。再有,对基于FPGA的维特比译码器各个模块和相应算法实现、优化进行了研究。最后,在Quartus Ⅱ平台上对硬判决译码和软判决译码以及有无交织等不同情况进行了仿真,并根据仿真结果分析了维特比译码器的性能。 分析结果表明,系统的误码率达到了设计要求,从而验证了译码器设计的可靠性,所设计基于FPGA的并行Viterbi译码器适用于高速数据传输的场合。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:zhenyushaw
由于其很强的纠错性能和适合硬件实现的编译码算法,卷积编码和软判决维特比译码目前已经广泛应用于卫星通信系统。然而随着航天事业的发展,卫星有效载荷种类的增多和分辨率的不断提高,信息量越来越大。如何在低信噪比的功率受限信道条件下提高传输速率成为目前亟待解决的问题。本论文结合在研项目,在编译码算法、编译码器的设计与实现、编译码器性能提高三个方面对卷积编码和维特比译码进行了深入研究,并进一步介绍了使用VHDL语言和原理图混合输入的方式,实现一种(7,3/4)增信删余方式的高速卷积编码器和维特比译码器的详细过程;然后将设计下载到XILINX的Virtex2 FPGA内部进行功能和时序确认,最终在整个数据传输系统中测试其性能。本文所实现的维特比译码器速率达160Mbps,远远高于目前国内此领域内的相关产品速率。 首先,论文具体介绍了卷积编码和维特比译码的算法,研究卷积码的各种参数(约束长度、生成多项式、码率以及增信删余等)对其译码性能的影响;针对项目需求,确定卷积编码器的约束长度、生成多项式格式、码率和相应的维特比译码器的回归长度。 其次,论文介绍了编解码器的软、硬件设计和调试一根据已知条件,使用VHDL语言和原理图混合输入的方式设计卷积编码和维特比译码的源代码和原理图,分别采用功能和电路级仿真,确定卷积编码和维特比译码分别需要占用的资源,考虑卷积编码器和维特比译码器的具体设计问题,包括编译码的基本结构,各个模块的功能及实现策略,编译码器的时序、逻辑综合等;根据软件仿真结果,分别确定卷积编码器和维特比译码器的接口、所需的FPGA器件选型和进行各自的印制板设计。利用卷积码本身的特点,结合FPGA内部结构,采用并行卷积编码和译码运算,设计出高速编译码器;对软、硬件分别进行验证和调试,并将验证后的软件下载到FPGA进行电路级调试。 最后,论文讨论了卷积编码和维特比译码的性能:利用已有的测试设备在整个数据传输系统中测试其性能(与没有采用纠错编码的数传系统进行比对);在信道中加入高斯白噪声,模拟高斯信道,进行误码率和信噪比测试。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:mingaili888
卷积Turbo码因其优异的纠错性能越来越受人门的关注,而编码器和译码器是编码理论实际应用的重点和难点。论文根据IEEE802.16e标准,以低时延、高吞吐量、支持高时钟频率、参数可配置为目标,对卷积Turbo码编码器和译码器的FPG...
上传时间: 2013-05-19
上传用户:cuibaigao
·文件列表: JM90 ....\bin ....\...\data.txt ....\...\dataDec.txt ....\...\decoder.cfg ....\...\encoder.cfg ....\...\encoder.cfg.bak ....\...\encoder_b
上传时间: 2013-04-24
上传用户:小宇NVO
·详细说明:MPEG2视频编解码程序-mpeg2 video frequency arranges the decoding procedure 文件列表: mpeg2视频编解码器 .................\bin .................\...\emu387 .................\...\mpeg2dec.
上传时间: 2013-06-06
上传用户:adamszq
一种pdu短信编码工具,可以将数据转换成unlcode码,方便gsm方面的开发
上传时间: 2013-05-21
上传用户:wangdean1101