基于fpga网格编码和译码设计实现

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1、摘要在有限带宽通讯系统中常常会用到网格编码调制(TCM)。网格编码将前项纠错编码与调制有效的结合在一个过程中，提高了编码增益，并且在不改变符号速率与功率谱的情况下能将星座图上的信号点增加一倍(增加了冗余位)，因此，它是一种高效的编码方式。本文给出了一种基于FPGA的网格编码(TCM)的编码与译码的实现方法，这种方法不仅有效的提高了译码的速度，而且降低了硬件的复杂度。其中算法的设计是建立在16状态卷积编码上进行的，这种卷积编码也经常用于标准的256点正交调SJJ(QAM)无线通信系统中。在设计中，汉明距离(H

2、ammingdistance)是用来计算路径代价的度量值，汉明距离最小代价决定幸存路径，幸存路径又决定路径状态。利用网格图中延迟状态和路径状态的关系，预先将汉明距离存储在一个查找表中以方便计算路径代价，同时，在输出端使用了一个查找表用来产生相应的译码器的输出，该查找表是建立在两个连续的延迟状态下决定译码器的输出值的。详细介绍了网格编码的结构和算法，以及并行处理和流水线技术。采用VHDL语言编程实现了算法，其中代码通过了时序仿真，并下载到具体的芯片中进行了验证。实验结果表明这种方法是可行的。关键词：网格编码；

3、维特比译码；汉明距离；FPGA；查找表AbstractABSTRACTTrellis—codedModuImion(TCM)isalwaysusedinbandlimitedcommunicationsystems，TCMeffectivelyimprovescodinggainbycombiningmodulationwithforwarderrorcorrectioncodinginoneprocess．Becauseitcanincreasetheconstellationwithdoublepoin

4、tswithoutchangingsymbolrateandpowerspectrum．Soitisahighefficiencycodingmanner．Inthedissertation，aTCMencoder／decoderimplementationbasedonFPGAispresented．Itisnotonlyincreasesdecodingspeedbutalsoreducescomplexityofhardware．111edesignofthealgorithmiSbasedona16

5、．stateconvolutionalCOdewhichisalwaysusedinstandard256一QAMwirelesssystems．Inthedesign,aHammingdistanceisusedasacostfunction．TbeleastoftheHammingdistancewilldeterminesurvivalpathandthesurvivalpathwhichwilldecidethepathstate．Usingtherelationshipbetweenthedela

6、ystatesandthepathstateintheTrellistree．thepre—calculatedHammingdistancesarestoredinalook-uptablewhichmakethecalculationmoreeasy．Atthesametime，anoutputlook—up-tableisusedtogeneratethedecoderoutput．Thistableisestablishedbythetwomlativedelaystatesinthecode．Th

7、edissertationintroducesdetailsofthealgorithmandstructureofTCM．Besides；usingparallelprocessingandpipeliningtechnicalalsomakethedecodingrunmorefast．ThelanguageintheprogramofthedesignisVHDL．Thecodehasbeenpassedthetimesimulationanddownloadedinthedetailchiptova

8、lidate．TheresultturnsoutthatthisdesigniSfeasible．Keywords：TCM；Viterbidecoder；Hammingdistance；FPGA；Look-up—tableIl学位论文独创性卢明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过