马开扣[1]2004年在《纠错码在工程中的应用及FPGA实现》文中提出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—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在Quartos Ⅱ平台上对此仿真以及在Matlab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。
刘延海[2]2012年在《RS编解码在信道纠错中的应用》文中指出Reed-Solomon（RS）码是一类多元最大距离可分码，已广泛应用于现代数字。通信、数据存储系统中。在本文的无线数据传输系统中，就是使用RS码作为纠错码。本文的目的就是研究如何通过差错控制的方法以提高通信质量，保证传输的正确性和可靠性。重点研究一种信道编解码的算法和逻辑电路的实现方法，并在硬件上验证，利用码流传输的测试方法，对设计进行测试。在以上的研究基础之上，横向扩展和课题相关问题的研究，包括CRC校验和交织等方面的研究。本文的主要内容如下：1.简要介绍了RS编解码算法的发展历程和数学基础。2.基于作者开发的无线数据传输信道编解码项目，描述RS编解码方法和FPGA实现。3.介绍了信道RS编解码的硬件实现平台，对编解码进行了测试，给出了测试方案和测试结果。
张培[3]2008年在《基于FPGA技术的纠错码研究》文中研究指明纠错码理论的中心任务是设计出编码效率高、抗干扰性能好而编译码设备又较简单的纠错码。本文主要关注纠错码中的线性分组码,因为线性分组码是分组码中最重要的一类码,是讨论各类码的基础,文中重点研究的循环纠错码和LDPC码就属于线性分组码。鉴于采用硬件描述语言VHDL进行设计输入的优点,首先给出了基于VHDL的一种系统循环码编码器、译码器,以及m序列发生器的实现办法,并进行性能仿真与分析。接下来对LDPC码的译码算法和硬件实现方案进行了较深入的研究,针对其译码算法的特点,提出了采用基于C语言的FPGA编程设计方法进行相应的结构模型设计的方案。给出了译码器的C语言设计和Impulse C编程模型,最后在FPGA/协处理器混合平台目标上实现该译码器,证实了LDPC码具有良好的纠错性能,为软件工程师开发基于FPGA的嵌入式系统提供了新的思路。
郭丽[4]2006年在《宽带无线系统中TPC码迭代译码研究》文中进行了进一步梳理宽带无线通信正向更高速率、更大的覆盖范围、更好的移动性方向发展,WIMAX技术的出现正好满足了人们对于无线接入的要求。信道编码技术作为无线通信系统的关键技术之一,良好的信道编码可以有效提高系统的性能。因此研究适合于无线通信传输的信道编码技术具有重要的理论和现实意义。自1993年法国的Berrou提出Turbo码之后,多年里学者们一直致力于能够接近香农限类似Turbo码的可迭代译码算法的研究和具体编码方面的研究。1994年另外一种采用Turbo迭代译码方式的乘积码被R.M.Pyndiah提出,这就是Turbo乘积码(TPC),TPC码作为一种高效的信道编码技术,在码率、硬件复杂度和译码性能方面提供了很大的灵活性。在高码率应用中(R＞0.7)比卷积Turbo码(CTC)更为有效,尤其在频带受限的通信系统中,TPC码可以提供较高的频带利用率。不仅在低信噪比情况下性能优越,而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力,在信道条件较差的无线通信系统中具有很大的应用潜力。本文的主要工作在于:1)基于修正的Chase—Pyndiah译码算法,通过不同参数的大量仿真对TPC码在白高斯信道下的译码性能做了仿真研究,从这些仿真结论可以看出TPC码具有频谱效率高,误码平层低、灵活性强、译码硬件实现复杂度低等特点,TPC码非常适合未来宽带无线通信的需要,2)针对在IEEE802.16标准中应用很广泛的缩短TPC码做了仿真研究,缩短后的TPC码性能衰减大致为0.3dB,从而得到一些有益的结论。3)从硬件实现的角度分析了实现的复杂度和算法的简化问题,以及各种折衷之后对硬件实现的影响,提出了一些简化方案。4)深入研究了如何基于FPGA设计TPC码迭代译码器,提出了两个方案,对两种方案做了分析和比较。方案二实质是方案一的简化设计,在系统设计中根据FPGA技术的特点,将整个译码器进行功能模块的划分并分别实现了各个模块,这样使整个译码器具有一定的灵活性,便于维护和升级,在硬件的设计过程中采用Xilinx公司的ISE 8.1集成设计环境和ModelsimXE 6.0a仿真软件,从最后的仿真验证结果来看,该译码器具有良好的译码性能,在占用55%左右的硬件资源情况下,译码速率可以达到50Mpbs,具有一定的实用价值。本文主要特色如下:译码器功能验证激励的建立。为了评估TPC译码器的译码性能好坏,通过改变不同信噪比下的输入激励,可以分析计算出译码器的误码率情况,经过功能验证整个译码模块设计的功能与C程序仿真的功能是非常吻合的,从而证明了整个设计的合理性,为今后实现更实用的TPC码译码器做了一个有益的尝试。
马军[5]2011年在《数字微波通信系统的纠错码算法仿真研究与实现》文中研究说明数字微波通信系统与传统的电缆通信相比,具有搭建成本低、信息传输可靠性高等优点,在近几十年来一直受到国内外学者的关注。随着社会的发展、科技的不断进步,现在的数字通信、数字广播以及数据存储系统中广泛的采用了纠错编码的理论。常用RS码、卷积码和交织码构成级联码,并将其应用到数字微波通信系统中。本文较为详尽的阐述了编码的原理,并在详细分析其实现方案的基础上进行了仿真实现,并且研究了通信系统中的RS码和卷积码及其相关的技术。RS编码具有距离特性好、编码效率高、能够用硬件电路实现编译码算法和具有良好的抗突发干扰能力等特点,并且广泛的应用于各种差错控制方案里面。在本文中将综合国内外近年以来对RS码编码译码算法以及实现的基础上,将其应用与卷积码和交织码级联,并且用Matlab进行仿真实现,提高了它的纠错能力和效率。这一级联码模式从太空数字通信等军事领域一直到数码光盘等民用领域都得到了广泛而重要的应用。本文首先介绍了数字通信系统的基本原理,阐述了信道编码定理。对信道编码的基本概念、分类和发展进行了介绍。然后简要介绍了数字微波通信系统总体设计框架,接着分析了在数字微波通信系统中常常用到的几种编码,重点研究分析阐述了RS码、卷积、交织编码和译码的算法。接着文中对RS、卷积、交织编码和译码的原理与算法进行了Matlab的仿真实现。最后设计了一种基于该数字微波通信系统的级联编解码的设计方案,并在最后一章对RS码和卷积码的编译码器进行了FPGA的实现。
李坤[6]2011年在《基于Turbo码的水声信道编译码技术研究及其FPGA实现》文中研究表明海洋水声信道是一种极为复杂的时-空-频变参信道,并具有信道带宽窄、多径干扰强、信号衰落严重等特点,因此如何在海洋水声信道中实现数据的高速可靠传输成为世界性的研究难题。要保证信号在水声信道中可靠传输,除了应用先进的调制解调、信道均衡等技术外,还必须采用具有很好纠错性能的信道编码技术来进行差错控制,以进一步降低误码率。Turbo码是一种性能优异的信道编码方案,它在编码时巧妙地将交织器与递归系统卷积码结合起来,实现了近似随机编码的思想,并在译码时采用软输入软输出的迭代译码方法,在加性高斯白噪声信道下达到了接近香农限的纠错性能,是信道编码理论领域的一项重要研究成果。本文以提高水声通信中数据传输的可靠性为目标,对水声信道的特性、水声通信的原理与技术、Turbo码编码与迭代译码原理和如何用硬件描述语言实现Turbo编译码算法进行了深入研究。首先,本文对水声信道的特性和水声信道编码技术的研究现状做了介绍,并针对水声信道误码产生的随机错误和突发错误同时存在且以密集型突发错误为主的规律提出了将Turbo码作为信道纠错编码方案应用于水声通信技术中。其次,在参考了大量信道编码相关资料的基础上,对Turbo码编译码器的结构和组成、译码准则和软输出维特比算法(SOVA)做了深入研究,并且针对SOVA算法回溯过程运算量大的特点,提出了一种改进方案,其基本原理是在每个序列回溯之前增加一个判断过程,只对满足条件的序列进行回溯,这样在不影响纠错效果的前提下可以节省大量不必要的回溯操作,进而减少译码延时。在深入研究的基础上,对SOVA译码算法和影响其性能的编码长度、约束长度、迭代次数、码率、交织器等重要参数在不同的取值下做了Matlab仿真。再次,在综合考虑了仿真结果、综合性能、实现复杂程度、系统延时和系统兼容性等各个因素后,提出了一套用Altera公司的CycloneⅡ器件实现Turbo码编码和译码算法的方案,并详细介绍了方案整体和其各个组成部分,并说明如何降低编译码实现的复杂度和减少时延。最后,对课题来源中的水声无线传感器网络系统平台做了整体介绍,并说明了为提高通信性能在水声通信节点设计方面采取的措施,并对全文进行了总结与展望。
袁明[7]2006年在《级联编码在卫星通信中的应用及FPGA实现》文中进行了进一步梳理对某通信车载站接收机的级联编译码方法及其FPGA实现方法进行了研究，并最终用FPGA实现它，用于实际设备中。 首先介绍了系统的总体设计方案，接着分别分析了RS码、交织码和卷积码的编码及译码原理并给出其数学公式，详细介绍了RS译码器及全并行Viterbi译码器硬件实现方法，然后给出了整个系统基于Altera的FPGA的硬件具体实现方法，并在Quartus Ⅱ平台上对此仿真以及在Matlab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用于高速数据传输的应用场合。
陈仁钢[8]2012年在《面向固态存储的BCH-ECC的算法研究与硬件设计》文中进行了进一步梳理在互联网高速发展的今天，数据存储被视为企业的生命，数据存储的重要性越来越突出，一旦重要的数据遭到破坏，将会给企业带来无法挽回的重大损失。因此，数据存储安全对于企业的最终正常运行起着至关重要的作用。近年来，人们对高速数字系统稳定性和可靠性的要求越来越高，因此纠错码在数字信号的传输和存储中的作用日益突出。BCH码作为一种性能高的纠错码，被广泛应用于纠正多比特随机错误。在数据存储的错误校正领域有着极为广泛的应用，尤其是在固态存储系统中，因此有关校验纠正错误的电路设计极为重要。本文研究的BCH码是差错控制领域中一类重要的线性分组码，既可纠正随机错误又可纠正突发错误，因此在磁记录系统、计算机存储、有线和无线通信系统等领域得到广泛的应用。本文全面总结了现有的固态存储技术，分析了固态存储的基本特点、内部结构以及优缺点，提出了一种充分挖掘BCH-ECC校验的数据校验方法，文章主要内容包括：首先介绍BCH的基本情况，包括BCH的定义、研究现状以及发展前景，重点研究BCH的基本原理。BCH码分为编码和译码两个部分，译码是其重点所在，编译码的速度直接影响固态存储中数据传输的速度，因此本文对BCH码译码进行了详细的研究。从硬件实现的角度上将BCH译码分为伴随式计算模块、关键方程求解模块和钱搜索模块叁个主要模块，重点研究在对译码器关键方程求解模块的BM算法进行了优化，以ISE10.1版本为开发工具对BCH码的编码和译码进行了仿真和逻辑资源的优化，并用matlab软件对编码和译码结果进行了对比验证。最后，本文总结了相关工作，并对BCH码和存储技术面临的挑战和今后的研究方向做出了自己的判断。本文以符合固态存储接口的标准为BCH译码器的基本功能需求，给出了指定参数的BCH码编译码器的设计结构，设计了一种复杂度较低的译码器，使得译码器硬件资源占用相对较少，达到较高的时钟频率，提高了数据传输的速度。
王绪峰[9]2014年在《可见光通信中基于FPGA的信号处理技术研究与实现》文中研究指明白光LED作为第四代半导体照明光源,具有寿命长、光照强和能效高的特点,是未来国家大力推广的照明产品。同时,在无线频谱资源日益枯竭的大背景下,可见光波段具有400THz的带宽,而且无需申请频谱资源牌照,不存在电磁干扰,对人体无害等优点。随着LED制造工艺的提升,目前白光LED有着极高的响应灵敏度(微秒级),因此,可以用来传输高速数据。兼顾照明和室内通信的可见光通信成为近几年快速兴起的一种室内无线宽带接入技术,具有重要的研究价值和应用前景。可见光通信(VLC)在国内还处于起步阶段,目前的研究成果主要集中在信道模型分析、调制方式等方面。对于纠错码技术和多接收技术在VLC中应用的研究几乎是一片空白,目前实现VLC系统的科研单位也屈指可数。将纠错码技术和多接收技术引入到VLC系统具有重要的意义。本文提出了一种全双工可见光通信系统模型,阐述了常用的光通信调制技术(OOK、PPM和DPPM)和纠错码技术(Turbo码、LDPC码和RS码)。实现了OOK、PPM调制,通过对比分析,最终选择了2-PPM作为系统调制方式。本文提出了基于PPM调制和RS纠错码的可见光通信系统方案。设计实现了基于伽罗华域GF(28)的乘法器和RS(160,128)纠错码,并利用Modelsim仿真工具验证了RS码的纠错性能。完成了有无RS码情况下的通信系统误码率测试,得出如下结论：使用RS纠错码的BER性能要明显优于无RS纠错码,在保证系统的正常传输误码率低于10-6时,无RS码时,传输距离可达1.5m；而在有RS码时,传输距离可增加至2.2m,效果非常的明显。在距离大于2.4m时,RS码不再起到纠错的作用。本文提出了基于以太网的可见光通信系统方案。设计实现了MII控制器,包括MDIO接口控制、MAC与PHY之间数据传输模块、4B/5B编码和异步FIFO缓存器,并利用Modelsim仿真工具验证了MII接口的正确性。完成了720P高清视频的传输测试,传输速率10Mb/s,通信距离3.2m。本文探讨了多接收技术引入VLC的价值,并对每接收机平均增益与接收机数量的关系、不同接收机下系统误码率分别进行了仿真。考虑到接收机的成本问题和误码率,提出了采用4接收作为最佳接收方案。
朱磊[10]2009年在《通信网络的可靠数据传输控制策略研究与实现》文中进行了进一步梳理随着互联网技术日新月异的发展,对通信网络的要求越来越高。然而,由于现在通信网络的规模、任务、容量不断增大,互连在一起的机器与子网类型也千差万别,有些特殊的通信网络系统工作环境还很不稳定,这使得物理链路和计算机系统出错的概率变得越来越大。对通信网络的可靠性的研究,成为目前互联网技术研究的热点之一。本文主要对通信网络系统中的链路层报文传输和纠错协议进行了深入研究和设计,为保证链路层上数据的高速无错传输,具体研究了差错控制和流量控制的可靠性实现策略,提出了并行CRC校验、基于滑动窗口协议的重传的可靠性实现方案,并完成了电路的设计,模拟和FPGA实现,验证了设计的正确性。本文首先研究了数据传输中几种常用的检错纠错技术,包括奇偶校验、海明码校验、CRC校验、RS校验等;通过不同校验码的性能比较,并针对并行计算机通信网络的数据传输特点,提出了采用并行CRC校验和重传来进行差错控制的实现方案。许多系统中采用串行CRC算法,对电路频率要求较高,本文设计了一种并行CRC算法,以适用于通信网络并行数据传输特点。本文实现了64位并行CRC电路,并通过模拟、综合和实现,验证了电路实现的正确性性。针对重传和流量控制,本文首先研究了多种流控策略(如XON/XOFF方案、滑动窗口协议等);并进行不同流控策略之间的性能比较,结合通信网络的流水式的信用流控特点,采用了GO-Back-N的滑动窗口重传协议,以减小传输延迟。在并行CRC实现的基础上,本文实现基于滑动窗口协议的重传电路,并完成了模拟、综合和FPGA实现,验证了逻辑设计的正确性。
参考文献：
[1]. 纠错码在工程中的应用及FPGA实现[D]. 马开扣. 南京理工大学. 2004
[2]. RS编解码在信道纠错中的应用[D]. 刘延海. 西安电子科技大学. 2012
[3]. 基于FPGA技术的纠错码研究[D]. 张培. 苏州大学. 2008
[4]. 宽带无线系统中TPC码迭代译码研究[D]. 郭丽. 国防科学技术大学. 2006
[5]. 数字微波通信系统的纠错码算法仿真研究与实现[D]. 马军. 电子科技大学. 2011
[6]. 基于Turbo码的水声信道编译码技术研究及其FPGA实现[D]. 李坤. 中国海洋大学. 2011
[7]. 级联编码在卫星通信中的应用及FPGA实现[D]. 袁明. 南京理工大学. 2006
[8]. 面向固态存储的BCH-ECC的算法研究与硬件设计[D]. 陈仁钢. 重庆大学. 2012
[9]. 可见光通信中基于FPGA的信号处理技术研究与实现[D]. 王绪峰. 北京邮电大学. 2014
[10]. 通信网络的可靠数据传输控制策略研究与实现[D]. 朱磊. 电子科技大学. 2009
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