FPGA实现的卷积编码与Viterbi译码研究

"基于FPGA的卷积编码和维特比译码的研究与实现" 本文主要探讨了在数字通信领域中，卷积码及其Viterbi译码算法在提高信号传输可靠性上的重要应用。卷积码作为一种纠错码，其性能优于同等条件下的分组码。论文详细介绍了卷积码的基本概念，特别关注了Viterbi译码这一最大似然译码方法，它能够充分利用卷积码的特性，降低译码错误概率。 文中提到了两种卷积码的译码方式：代数译码和概率译码。代数译码基于码的代数结构，而概率译码则结合了信道的统计特性，通常能提供更好的性能。Viterbi算法作为概率译码的一种，尤其适用于约束长度不长的情况，当编码约束度较低或误码率要求不高时，其效率、速度和实现简洁性都颇具优势。 卷积码在现代通信系统，如卫星通信和移动通信中有着广泛的应用。作者张增良在导师刘开华的指导下，深入研究了卷积码的FPGA实现，包括编码器和Viterbi译码器的设计。论文中还探讨了交织和解交织技术在编码与解码过程中的应用，这些技术可以增强系统的抗干扰能力。 此外，论文详细介绍了FPGA硬件资源和EDA工具Quartus II的使用，包括如何利用硬件描述语言进行数字系统设计。作者对基于FPGA的Viterbi译码器各功能模块进行了设计与优化，并通过Quartus II平台进行了仿真，对比分析了硬判决译码与软判决译码的性能差异，以及交织技术对译码效果的影响。 仿真结果显示，设计的基于FPGA的并行Viterbi译码器满足了高误码率环境下的性能需求，验证了其在高速数据传输场景中的适用性。关键词包括：数字通信、卷积码、Viterbi算法、交织和解交织以及现场可编程门阵列（FPGA）。这表明本文的工作为实现高效、可靠的卷积码解码方案提供了理论基础和技术支持。