纠错码在工程中的应用及FPGA实现

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1、南京理工大学硕士学位论文纠错码在工程中的应用及FPGA实现姓名：马开扣申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：王建新20040701硕一ij论文纠错码在工程中的应用及FI，GA实现Y．62452ltP

2、5t摘要对某便携通信终端中的纠错码的编译方法及其FPGA实现方案进行研究，并最终将用FPGA实现的纠错码模块嵌入到该终端中。首先介绍了系统的总体设计方案，接着分别分析了里德一索洛蒙码、交织和卷积码的编译原理并给出其数学结构，然后根据得到的数学结构分别给出基于FPGA的内外码的硬件具体实现方法并

3、在QuartusII平台上对此仿真以及在Manab平台上对结果进行验证；最后给出纠错码模块应用在通信终端上的测试性能表。测试结果表明，纠错码模块设计达到工程标准的要求。同时基于FPGA设计的纠错码模块适应以后终端用于高速数据传输的应用场合。关键词：里德一索洛蒙码，交织，卷积码，维特比算法，可编程逻辑门阵列顿{：论文纠错码在工程中的虑用及FI，GA实现ABSTRACTThisthesismainlyfocusesOntheencodinganddecodingstrategyandtheirFPG

4、A-orientedrealizationforacertainportablecommunicationterminalTheresultingerrorcontrolcodes(zcc)modulewithFPGAisappliedintheportablecomnmnicationterminal．Atfirst，thesystemschemeoftheterminalisintroduced．Secondlytheprinciplesandthealgebraicconfiguratio

5、noftheECCforReed—Solomoncode，interleavingandconvolutionalcodearediscussed．Accordingtothealgebraicconfiguration，theECCwithFPGAandVHDLontheplatformofQuartuslliSrealized．Then．atestmoduletoverifytheresultsoftheQuartus’SsimulationwithMatlablanguagesisbuil

6、t．Intheend，thebiterrorrate(BER)performanceoftheterminalislisted．TheBERperformanceshowsthattheproposedECCmodulemeetstherequirementsoftheproject．Keywords：RSCode，Interleaving，ConvolutionalCode，ViterbiDecoding，FPGA—Ii-硕卜论文纠错码在工程中的应用及FPGA实现1引言1．1课题背景及意义在实

7、际通信中，由于信道传输特性的不理想和加性噪声的影响，数据在传输过程中不可避免地会发生错误，当误码率达到一定程度时会导致通信失败。为了保证通信成功就必须尽量减少信遂干扰对信息估值的影响，通常有两个方法来解决这个问题：一是增加信噪比；另一个采用信道编码即增加差错控制功能。而实际中如单纯以第一种方法来提高信息传输可靠性的代价比较大，特别在卫星通信中轨道每瓦功率的费用比较昂贵；而随着编码理论和VLSI技术的发展，编译码设备做得越来越简单、成本越来越低，因而纠错技术在实际的数字通信中逐渐得到更广泛应用。本

8、课题来源于某通信系统中调制解调器的信道编码模块，该系统采用卫星通信方式，在调制解调器处理模块中采用了前向纠错技术，以提高信息传输的可靠性。而且在传输不同业务中采用不同编码方案，以满足不同业务对误码率和信息速率的不同要求。加入本前向纠错码模块对于整个系统的误码率提高几个数量级，使得该系统在恶劣的环境下各种业务仍然可以可靠传输。本文首先对该系统的信道编码模块的标准方案进行总体分析，在归纳总结的基础上得出其编译码明确的数学结构，同时在QuartusII平台上对FPGA实现方案进行了仿真验证、给出其编译

9、码的硬件实现方案，并最终设计出满足测试标准的电路板。在硬件设计考虑到设备的可靠性、功耗、体积、重量和以后的升级，我们采用了现场可编程逻辑器件，同时也为以后数据通信的信息速率提高留了很大的余地。因此本课题的工作不仅对于该系统的性能提升起到很大的作用，而且对于以后的高速率终端的设计起到很大的参考作用。1．2国内外发展情况尽管纠错码理论只有50多年历史，但随着编码理论和VLSI技术的发展，其应用范围越来越广泛。特别近年来，国内外在寻求用于各类噪声信道上有效与实用的编码方案方面以及在编解码的实现和实际应