FPGA实现卷积码与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" 本文详细探讨了在数字通信领域中，卷积码以及其在FPGA上的实现，特别是在提高信号传输可靠性方面的应用。卷积码作为一种有效的纠错码，其性能优于同等条件下的分组码。在卷积码的译码方法中，代数译码和概率译码被提及，其中概率译码如维特比译码，能充分利用信道的统计特性，实现更优的译码效果。 卷积码的Viterbi译码器设计是研究的重点，它基于最大似然原则，尤其在编码约束度不大（小于等于10）或误码率要求不高的情况下，效率高、速度快。Viterbi算法的实现通常涉及到FPGA，这种可编程逻辑器件能够提供高效且灵活的硬件解决方案。 作者张增良在导师刘开华的指导下，对卷积码的编码和Viterbi译码的FPGA实现进行了深入研究。论文中，他首先概述了卷积码的基本概念和Viterbi算法的原理，对比了硬判决和软判决两种译码方式。接着，阐述了交织和解交织技术在纠错码中的作用，这是提高抗干扰能力的重要手段。 FPGA的硬件资源，如Altera的Quartus II开发环境，被用来实现数字系统设计。作者详细介绍了设计流程、设计规则以及如何在FPGA上实现Viterbi译码器的各个模块。通过Quartus II平台，对不同条件下的译码过程进行了仿真，包括硬判决译码、软判决译码以及交织和非交织情况，以评估Viterbi译码器的性能。 仿真结果证实，所设计的FPGA上的并行Viterbi译码器满足高速数据传输的误码率要求，证明了其设计的可靠性和有效性。这种译码器适用于卫星通信、移动通信等对数据传输速度有高要求的场景。 关键词涵盖了数字通信、卷积码、维特比算法、交织和解交织以及FPGA技术，这些都是理解和实现该系统的关键要素。通过这样的研究，不仅深化了对卷积码和Viterbi译码理论的理解，也为实际应用提供了有力的技术支持。