优化Viterbi译码算法的研究与Verilog实现

"该资源是一篇国防科学技术大学的硕士学位论文，作者张普珩，导师李宗伯，专业为计算机科学与技术，主题聚焦于Viterbi译码算法的研究与实现。" Viterbi译码算法是卷积编码的一种高效解码方法，用于纠正通过有噪声信道传输的数据错误。它基于最优化的动态规划理论，寻找最可能的码字序列，以最大程度地恢复原始信息。这篇论文在深入研究和分析前人的工作基础上，对Viterbi译码算法的实现技术进行了优化。 作者首先使用Matlab7.0建立了一个完整的测试系统，包括编码、解码、调制解调以及模拟信号在信道中的传输过程。通过Matlab生成的性能曲线，研究了软判决位数、交织深度和度量值计算方式等参数对译码性能的影响。软判决位数指的是用于译码的二进制决策的精度，交织深度则影响错误纠正能力，而度量值计算方式影响着解码路径的选择。 论文中使用Verilog硬件描述语言实现了编译码过程，设计了译码器的主要模块架构，平衡了硬件面积和误码率之间的关系。为提高性能，采用了多种策略，如截短法减少了计算复杂性，用等效思想简化了初始化过程，同时将加比选计算进行并行化处理。ModelSim6.0用于波形仿真，通过编写MFC的图形界面误码率统计程序，自动化了译码正确性的验证。 在XilinxISE9.1i软件中，基于Virtex5 FPGA芯片进行综合，实现了高达近200Mbps的最大输出频率。将自研IPCore下载到HAPS.54开发板上，经过实际系统的BER性能测试，结果显示在信噪比高于5.0时，性能优于Altera公司的同类产品和CDM.600。 为了提升实用性和抗突发错误的能力，论文还参照DVB.S系统，将卷积编码作为内码，与RS（Reed-Solomon）纠错编码级联，并引入了块交织技术，确定了交织矩阵和方案，从而进一步提升了整体编译码系统的性能。 关键词涉及：无线通信、卷积编码、Viterbi译码、寄存器交换法和可配置性。这些关键词揭示了研究的核心内容，表明了该论文在无线通信领域，特别是在编码和解码技术上的贡献。