论文题目: 无线扩频集成电路开发中信道编解码技术研究与FPGA实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 黄文海
导师: 赵力
关键词: 扩频通信,信道编码,里德所罗门码,卷积码,维特比译码,交织,信道解码
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文主要对无线扩频集成电路设计中的信道编解码算法进行研究并对其FPGA实现思路和方法进行相关研究。近年来无线局域网IEEE802.11b标准建议物理层采用无线扩频技术,所以开发一套扩频通信芯片具有重大的现实意义。无线扩频通信系统与常规通信相比,具有很强的抗干扰能力,并具有信息荫蔽、多址保密通信等特点。无线信道的特性较复杂,因此在无线扩频集成电路设计中,加入信道编码是提高芯片稳定性的重要方法。在了解扩频通信基本原理的基础上,本文提出了“串联级联码+两次交织”的信道编码方案。串联的级联码由外码——(15,9,4)里德-所罗门(Reed-Solomon)码,和内码——(2,1,3)卷积码构成,交织则采用交织深度为4的块交织。重点对RS码的时域迭代译码算法和卷积码的维特比译码算法进行了详细的讨论,并完成信道编译码方案的性能仿真及用FPGA实现的方法。计算机仿真的结果表明,采用此信道编码方案可以较好的改善现有仿真系统的误符号率。本论文的内容安排如下:第一章介绍了无线扩频通信技术的发展状态以及国内外开发扩频通信芯片的现状,并给出了本论文的研究内容和安排。第二章主要介绍了扩频通信的基本原理,主要包括扩频通信的定义、理论基础和分类,直接序列扩频通信方式的数学模型。第三章介绍了基本的信道编码原理,信道编码的分类和各自的特点。第四章给出了本课题选择的信道编码方案——“串联级联码+两次交织”,详细讨论了方案中里德-所罗门(Reed-Solomon)码和卷积码的基本原理、编码算法和译码算法。最后给出编码方案的实际参数。第五章对第四章提出的编码方案进行了性能仿真。第六章结合项目实际,讨论了FPGA开发基带扩频通信系统的设计思路和方法。首先对FPGA开发流程以及实际开发的工具进行了简要的介绍,然后给出了扩频通信系统的总体设计。对发射和接收子系统中信道编码、解码等相关功能模块的实现原理和方法进行分析。第七章对论文的工作进行总结。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 扩频通信的主要特点
1.3 扩频通信芯片国内外研究现状及意义
1.4 论文主要研究内容与安排
第二章 直接序列扩频通信的基本原理
2.1 引言
2.2 扩频通信的理论基础
2.3 扩频通信的类型
2.4 直接序列扩频通信的分析
2.5 本章小结
第三章 通信系统中的信道编码
3.1 引言
3.2 信道编码的任务
3.3 信道编码的基本原理
3.3.1 信道编码的基本过程
3.3.2 信道容量和噪声信道编码定理
3.4 信道编码的分类
3.5 本章小结
第四章 无线扩频通信系统芯片设计中信道编解码方案的实现
4.1 引言
4.2 无线扩频通信系统信道编解码模型
4.3 信道编码模块结构
4.4 Reed-Solomon码的原理
4.4.1 有限域（Finite Fields）代数知识简介
4.4.2 Reed-Solomon编码
4.4.3 Reed-Solomon译码
4.5 卷积码原理
4.5.1 卷积码的编码
4.5.2 卷积码的译码
4.6 交织原理
4.7 信道编码模块的选择和参数
4.7.1 方案参数选取的指导思想
4.7.2 本课题选择的Reed－Solomon编码方案
4.7.3 本课题选择的卷积编码方案
4.7.4 本课题选择的交织方案
4.8 本章小结
第五章 信道编码方案的实际性能分析
5.1 引言
5.2 无线扩频通信系统信道编解码方案的性能分析
5.3 本章小结
第六章 扩频通信系统信道编解码的FPGA实现
6.1 引言
6.2 实现概述
6.2.1 总体设计
6.2.2 FPGA的基础知识
6.2.3 基带部分的FPGA设计流程
6.3 基于FPGA的扩频信号处理芯片的总体设计
6.3.1 设计指标
6.3.2 发射子系统
6.3.3 接收子系统
6.4 信道编解码模块的设计与实现
6.4.1 串联级联码整体实现框图
6.4.2 RS编码器的设计实现
6.4.3 RS译码器的设计实现
6.4.4 数据的卷积编码与译码
6.4.5 数据的交织和解交织
6.5 电路调试
6.6 本章小结
第七章 总结和展望
7.1 本论文工作总结
7.2 今后工作展望
致谢
参考文献
研究生期间发表的论文
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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