FPGA实现的Turbo码编解码器研究与设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的Turbo码编译码器的设计与实现。作者应晖在导师于海勋的指导下，对Turbo码的编解码原理进行了详细阐述，并针对CCSDS（Consultative Committee for Space Data Systems，空间数据系统咨询委员会）标准进行了编码器的设计。在译码器部分，采用了Max-log-MAP算法，并运用FPGA设计中的'自上而下'方法，优化了硬件实现，以提高效率和降低复杂性。论文还涉及到了Turbo码译码器的最新技术，如滑动窗译码、归一化处理和停止迭代技术结合流水线电路设计，以提升译码性能。通过Verilog HDL（硬件描述语言）实现了12位固点数据的Turbo编译码器并进行了功能验证，与Matlab设计的浮点数据译码器进行了性能对比。最终，论文在ISE开发环境中使用Xilinx Virtex-11500 FPGA进行电路综合，证明了所提出的改进技术能有效提高吞吐量、减少延迟和内存需求，从而降低功耗。关键词包括Turbo码、编码器、译码器、Max-log-MAP和Verilog HDL。" 这篇论文详细介绍了Turbo码的理论基础，它是一种具有纠错能力的高效编码方式，特别适用于通信和数据存储系统。Max-log-MAP算法是Turbo码的一种常用译码策略，旨在在有限计算资源下接近最大似然译码效果。在FPGA实现中，设计者考虑了硬件效率和复杂度，采用自上而下的设计方法，确保在满足性能需求的同时，降低硬件资源的使用。论文还关注了译码器的性能优化技术，如滑动窗译码可以动态调整处理范围，归一化处理则有助于改善解码的准确性和稳定性，而停止迭代技术和流水线设计则可以提高处理速度，减少延迟。通过Verilog HDL，作者实现了实际的硬件模型，并进行了功能验证和性能比较，验证了这些优化措施的有效性。这种基于FPGA的实现方式对于实际的通信系统和嵌入式应用具有重要的实践意义。