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IEEE802.11a Viterbi译码器设计研究

2020-12-02阅读(170)

IEEE802.11a Viterbi译码器设计研究

论文摘要

作为数字基带处理系统中差错控制编码的热门技术之一,基于Viterbi算法译码的卷积码技术已经广泛应用到各种数字通信系统中,如:GSM（Group Special Mo-bile）、3GPP、DVB（Digital Video Broadcast）、ATSC（美国先进电视）、WLAN（无线局域网）等等。WLAN作为未来移动通信的主流趋势,正朝着高速度、低功耗、接入灵活的方向发展。IEEE802.11a协议采用了4G（第四代通信）概念中的关键技术-OFDM（正交频分复用）技术来实现高速的WLAN通信。Viterbi译码器作为该协议下基带处理的重要组成部分,其速度和功耗性能对整个系统的成败有着至关重要的作用。本文以某IEEE802.11a协议的WLAN基带处理系统项目为背景,研究设计了该协议下基于OFDM系统的新型Viterbi译码器。文章对IEEE802.11a下OFDM调制技术作了分析,讨论基于该技术下的差错控制编码。在传统Viterbi译码器设计基础上提出以下创新:一、提出改进的译码器的加-比-选结构,实现了提高速度和节省资源的双收;二、采用创新的回溯方法,实现了高速译码输出。在对提出的新方法进行了Matlab仿真验证的基础上,最终得到了新型的基四算法Viterbi译码器。文中详细论述了改进后Viterbi译码器算法的Matlab仿真、硬件设计参数的确定、硬件设计结构的优化以及最终硬件设计的仿真结果分析等几个部分,最后对所设计的Viterbi译码器进行了从FPGA到ASIC的设计研究,并做了一些低功耗设计和可测试性设计的探讨。本文所设计的Viterbi译码器在Xilinx的Spartan3-4000系列FPGA上最高译码速率为108M,该译码器已经融入到某WLAN项目的基带处理部分,获得了很好到效果。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.2 课题主要研究内容
  • 1.3 论文结构安排
  • 第二章 Viterbi算法基础
  • 2.1 卷积码简介
  • 2.2 卷积码编码
  • 2.2.1 状态图法
  • 2.2.2 网格图法
  • 2.3 Viterbi算法
  • 2.3.1 Viterbi算法基本概念
  • 2.3.2 Viterbi译码器结构
  • 2.4 删余码介绍
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 IEEE802.11a下OFDM系统中卷积码应用
  • 3.1 IEEE802.11a下OFDM系统
  • 3.1.1 IEEE802.11a简介
  • 3.1.2 OFDM算法
  • 3.1.3 802.11a下（2,1,7）卷积码
  • 3.1.4 OFDM下Viterbi算法
  • 3.2 高速Viterbi译码器瓶颈分析
  • 3.2.1 传统Viterbi译码器设计
  • 3.2.2 802.11a下Viterbi译码器设计
  • 3.3 改进的加－比－选算法
  • 3.3.1 基二、基四算法概念
  • 3.3.2 传统的加－比－选算法
  • 3.3.3 本文提出的加－比－选算法
  • 3.4 新型回溯算法
  • 3.4.1 传统幸存路径存储器管理方法
  • 3.4.2 传统回溯算法
  • 3.4.3 新型回溯算法
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 Viterbi译码器算法仿真
  • 4.1 仿真安排
  • 4.2 OFDM系统平台下基四Viterbi译码器仿真
  • 4.2.1 仿真平台介绍
  • 4.2.2 回溯长度仿真
  • 4.2.3 判决方式仿真
  • 4.3 新型结构的Viterbi仿真
  • 4.3.1 初始整体度量寄存器的改进仿真
  • 4.3.2 归一化模块的改进仿真
  • 4.3.3 回溯方法的改进仿真
  • 4.4 整体仿真
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 基四Viterbi译码器硬件设计
  • 5.1 模块划分
  • 5.2 分支度量单元设计
  • 5.3 加－比－选单元设计
  • 5.3.1 加法单元
  • 5.3.2 比较单元
  • 5.3.3 归一化单元
  • 5.4 回溯单元设计
  • 5.4.1 Xilinx双口RAM IP核介绍
  • 5.4.2 新型回溯单元结构
  • 5.5 先进后出单元
  • 5.6 顶层Viterbi译码器设计
  • 5.7 本章小结
  • 第六章 Viterbi译码器IC设计讨论
  • 6.1 从FPGA到ASIC
  • 6.1.1 ASIC概念
  • 6.1.2 从FPGA到ASIC
  • 6.1.3 ASIC设计流程
  • 6.2 Viterbi译码器ASIC设计
  • 6.3 其它考虑
  • 6.3.1 低功耗设计
  • 6.3.2 可测试性设计
  • 6.3.3 Viterbi译码器ASIC设计讨论
  • 6.3.4 本章小结
  • 第七章 总结展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者在攻读硕士期间的主要研究成果
  • 附录

    • 相关论文文献

    • [1].High Performance Viterbi Decoder on Cell/B.E.[J]. 中国通信 2009(02)
    • [2].卷积码Viterbi译码的FPGA实现[J]. 中国新通信 2009(01)
    • [3].基于FPGA的Viterbi算法改进及其实现[J]. 现代电子技术 2011(15)
    • [4].基于Viterbi的一种单目标跟踪算法[J]. 火力与指挥控制 2010(04)
    • [5].改进Viterbi译码算法研究[J]. 光盘技术 2008(09)
    • [6].Viterbi改进算法研究[J]. 电脑编程技巧与维护 2008(17)
    • [7].可编程Viterbi译码器设计与实现[J]. 电子技术应用 2014(03)
    • [8].分布式多传感器联合Viterbi数据互联算法[J]. 火力与指挥控制 2011(11)
    • [9].基于序列检验和Viterbi的检测前跟踪算法[J]. 计算机测量与控制 2010(05)
    • [10].改进型全并行Viterbi译码器设计与实现[J]. 无线电工程 2009(11)
    • [11].一种基于FPGA的并行Viterbi译码器实现方案[J]. 舰船电子工程 2009(09)
    • [12].Viterbi译码器的并行优化设计[J]. 计算机光盘软件与应用 2013(24)
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    • [14].802.11b中卷积码和Viterbi译码的FPGA设计实现[J]. 无线电工程 2012(01)
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    • [16].基于FPGA的Viterbi译码器设计[J]. 电子元器件应用 2010(05)
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    • [19].卷积编码及Viterbi解码的FPGA实现及应用[J]. 现代电子技术 2013(23)
    • [20].自适应Viterbi译码器技术[J]. 微处理机 2011(03)
    • [21].基于Viterbi改进算法的高棉语分词研究[J]. 计算机工程 2011(15)
    • [22].电力线通信系统中卷积码和Viterbi译码的FPGA设计实现[J]. 电子元器件应用 2009(07)
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    • [25].基于动态规划的高阶隐马氏模型推广的Viterbi算法[J]. 运筹学学报 2013(04)
    • [26].一种基于FPGA的Viterbi译码器优化算法[J]. 现代电子技术 2008(17)
    • [27].改进的Viterbi多目标跟踪算法[J]. 计算机工程 2008(16)
    • [28].一种基于隐马尔可夫模型的第一类对位生成方法[J]. 福建电脑 2008(09)
    • [29].基于隐马尔科夫模型的词性标注[J]. 安阳师范学院学报 2010(05)
    • [30].基于FPGA的(2,1,9)Viterbi译码器的实现[J]. 福建电脑 2009(08)

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