Spinal码译码器实现方法的研究

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1、硕士学位论文ｍＳｐｉｎａ码译码器实现方法的研究作者姓名安学校导师姓名、职称李颖教授企业导师姓名、职称张剑高工申请学位类别工程硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡

2、献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：ｉＪｌ曰期：滅ｒ＂西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定：，即研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印，、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学

3、位论文在年解密后适用本授权书。＿本人签名：导师签名：杏级ｉ日期：日期：補ｂ．ｓ：学校代码10701学号1501120403分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文Spinal码译码器实现方法的研究作者姓名：王安领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：李颖教授企业导师姓名、职称：张剑高工学院：通信工程学院提交日期：2018年06月ResearchontheImplementationMethodofSpinalDecoderAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYin

4、partialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByWangAnSupervisor:LiYingTitle:ProfessorSupervisor:ZhangJianTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要在无线通信领域，人们越来越重视提高信息传输的可靠性与高效性，无线通信的相关技术正处于快速发展阶段。无速率编码方式的提出为无线通信的研究提供了一个崭新的方向。无速率码在进行信

5、息传输时，可以根据信道的状态自动调整码率。无速率编码技术拥有可靠、快速和高效等诸多优点。Spinal码就是一种可以适用于无线通信环境的无速率码。Spinal码利用哈希函数，能够产生尽可能无穷长度的伪随机序列，其编码结构比较简单。而且无速率Spinal码可以自适应信道的具体状态，拥有优良的速率性能。在加性高斯白噪声（AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN）信道与二进制对称信道（BinarySymmetricChannel，BSC）下，Spinal码可以获得接近信道容量限的速率性能。本文主要研究Spinal码译码器的实现方

6、法，首先完成了Spinal码编码算法的FPGA实现，然后完成了Bubble译码算法和前向堆栈译码（ForwordStackDecoding，FSD）算法的FPGA实现。在传统的Bubble译码器中，路径选择网络结构采用的是双调排序算法来实现节点的删减。为了提高Spinal码Bubble译码器的吞吐率和降低占用的硬件资源，本文针对Bubble译码器中的路径选择网络给出了一种优化方法—合并选择，提出了一种基于合并选择方式的路径选择方法，同时设计实现了两种不同的路径选择网络结构（合并选择网络结构和双调合并网络结构）。所设计的结构能够有效地避免双调排

7、序算法带来的较大时延的问题，提高译码速度。在AWGN信道下，与传统的Bubble译码器相比，基于合并选择网络结构的Bubble译码器不仅减少了硬件资源的占用量，还可提高译码速度，吞吐率可以达到19.6Mbps；基于双调合并网络结构的Bubble译码器译码速度更高，吞吐率可以达到21.0Mbps。FSD算法作为Spinal码的另一种译码方法，不仅可以获得优良的速率与误比特率性能，而且具有比Bubble译码算法更低的计算复杂度。本文将堆栈-桶式算法应用到Spinal码FSD算法的FPGA实现过程中，提出了一种基于堆栈-桶式算法的FSD算法FPGA

8、实现方法。结合Bubble译码算法的FPGA实现过程，本文完成了Spinal码FSD算法的FPGA实现。在AWGN信道下，前向堆栈译码器占用的硬件资源少，译码速度高