MIMO-OFDM系统中CSI Viterbi译码算法研究

Viterbi译码器是通信系统中应用非常广泛的译码器。与其他单载波调制技术相比,OFDM系统巾的Viterbi译码有其特别之处．可以根据在信道均衡时所得到的信道频域响应系数为译码算法提供判决权重,被称为CSI Viterbi译码算法。首先介绍了OFDM系统的CSI Viterbi译码器算法,然后以V—BLAST为例推导出MIMO-OFDM系统中的CSI Viterbi译码器算法,并通过仿真证明使用CSI Viterbi算法能有效改善系统的性能。     

OFDM系统中Viterbi译码器的设计及FPGA验证

在对Viterbi译码算法进行Matlab软件仿真的基础上,综合考虑硬件开销以及电力线OFDM传输系统中FEC解码的具体要求,确定了Viterbi译码器的各个设计参数．为了提高译码性能和译码速度,提出了一种改进的回溯算法．整个设计用Verilog语言编写,采用FPGA技术,通过系统联调,验证了设计的合理性与可靠性．     

IEEE 802.11a Viterbi译码器的算法研究与实现

详细分析了高速(2,1,7)Viterbi译码器的软件设计。在不影响译码性能的前提下,采用了一系列适用于硬线逻辑的软件算法,从而使译码器输出数据的吞吐量达到112 Mbs。     

独立前向滑块式超高速Viterbi译码器结构设计

超宽带(UWB)通信系统需要高达480Mb/s的Viterbi译码器,而传统并行Viterbi译码器结构难以在现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)上实现该速率。该文提出了独立前向滑块式并行Viterbi译码结构,解决了传统并行Viterbi译码器硬件实现存在的布线拥塞、逻辑资源消耗过大等技术难题,有效提高了系统最大工作时钟频率;同时,给出一种精简加比选单元(ACSU),通过减少加比选迭代运算阶数,降低了关键路径延时,进一步提高了系统最大工作时钟频率。完成4路并行Viterbi译码器的硬件设计,并在Xilinx Virtex-4FPGA上进行了验证,其最高译码速率达720Mb/s。     

基于FPGA的删除卷积码Viterbi软判决译码器的研究

采用FPGA实现删除卷积码Viterbi软判决译码,与传统方式相比,提高了译码器的工作速度和可靠性,降低了功耗.在译码器的设计中,提出了"ACS全复用结构"和采用路径的相对量度取代绝对量度的方法,并得出了相对量度的上边界,从而有效地降低译码器的复杂度,使得利用单片FPGA芯片实现删除卷积码Viterbi软判决译码成为现实.对各种软判决的距离度量的计算方法进行了分析比较,得出了采用"1范数"和相关值取代欧氏距离最为合适.仿真结果表明,所设计的译码器具有良好的性能,与理论边界值只有0.2～0.4 dB的差距.     

基于FPGA的卷积码Viterbi译码器实现方法

基于状态机设计了FPGA平台的卷积码Viterbi译码器。分析了该卷积码的格型图。利用其状态转移矩阵特点对Viterbi译码算法进行了简化。将译码器核心工作过程分为计算、比较、输出三个状态,通过计数器控制状态的转换。针对加法器不同的复用方法提出三种结构的译码器,并对不同结构的资源消耗情况进行了分析比较,这三种结构为实现更灵活的设计提供了选择依据。最后利用Modelsim软件对其进行了仿真,时序和译码结果和预期一致,证明该译码器的有效性。     

Viterbi译码器的FPGA实现技术研究

提出了一种实现高速并行Viterbi译码器的结构，并且将SMDO法^[1]用于幸存路径存储和输出模块部分．本设计已基于FPGA得以实现，获得了译码速度快、延时小的效果．     

高速Viterbi译码器的FPGA实现

为实现无线局域网技术中的高速Viterbi译码要求，本文提出了一种基于FPGA实现的Viterbi译码器的并行结构，并从路径度量管理着手，合理组织了存储器的结构，理论研究和实验结果均表明，此种结构具有译码速度快，结构简单，易于实现的优点．     

可动态配置维特比译码器的设计与实现

新一代移动无线通信系统的高速发展已成为现代通信技术的研究热点.本文设计了一种多速率多调制方式的可动态配置译码深度的Viterbi译码器,根据系统不同的调制方式,自适应控制模块动态的配置系统参数,选择系统调制方式下的最佳译码深度.对比传统的Viterbi算法,对分支度量模块(BMU)、幸存路径存储模块(SMU)进行了优化,在Xilinx公司的SC4VSX35硬件平台上进行了FPGA测试验证,结果表明该设计完全满足自适应配置要求,硬件资源占用、译码延迟、系统功耗均得到了优化.     

大气激光通信系统中基于RiBM算法的RS译码器的设计与实现

根据某大气激光通信系统的需求,提出了一种基于RiBM算法的RS(31,19)译码器,最终完成该译码器的设计与实现;译码器采用流水线结构,关键方程求解采用RiBM算法,译码速率能达到155Mb/s;测试结果表明译码系统性能优良,能满足系统译码的要求。     

流水线纠错纠删RS译码器的设计和实现

在传统纠错RS译码器设计的基础上 ,采用分解的无逆B M (iBM )算法和三级流水线的电路结构 ,实现流水线纠错纠删RS译码器的设计 .该设计的特点是 :控制时序简单 ;电路实现简洁 ;纠错能力强 ,可纠错和纠删 ;译码速度高 ,数据吞吐率达到 1byte/时钟 ;采用VerilogHDL实现 ,可重复利用 .该设计应用于DVD数据纠错的实现中 ,达到系统的性能要求 .     

Design and Implementation of Single Chip WCDMA High Speed Channel Decoder

A memory and driving clock efficient design scheme to achieve WCDMA high-speed channel decoder on a single XILINX' XVC1000E FPGA chip is presented. Using a modified MAP algorithm, say parallel Sliding Window logarithmic Maximum A Posterior (PSW-log-MAP), the on-chip turbo decoder can decode an information bit by only an average of two clocks per iteration. On the other hand, a high-parallel pipeline Viterbi algorithm is adopted to realize the 256-state convolutional code decoding. The final decoder with an 8×chip-clock (30.72MHz) driving can concurrently process a data rate up to 2.5Mbps of turbo coded sequences and a data rate over 400kbps of convolutional codes. There is no extern memory needed. Test results show that the decoding performance is only 0.2～0.3dB or less lost comparing to float simulation.     

跳频系统中Turbo码译码器的FPGA实现

给出了跳频系统中Turbo码译码器的FPGA(field programmable gate array)实现方案.译码器采用了Max-Log-Map译码算法和模块化的设计方法,可以对不同帧长的Turbo码进行译码.在Xilinx公司的FPGA芯片xc3s2000-4fg676上实现了帧长可变的Turbo译码器.在帧长为1 024 bit、迭代5次条件下,该译码器时延为0.812 ms,数据吞吐量为1.261 Mbit/s.分别在高斯白噪声和部分频带噪声干扰两种信道环境中测试该Turbo码译码器的误码率性能,在部分频带噪声干扰中使用了AGC(自动增益控制),结果表明,AGC有效提高了译码器在部分频带噪声干扰下的性能.     

一种高效多标准视频解码器架构研究与设计

针对目前视频解码器实现方案存在的灵活度低、开发周期长、不能适应快速变化的算法升级等问题,提出一种面向多种视频编解码标准的通用视频解码器架构设计方案.采用软硬件协同设计方法,基于可编程同构多核处理器+协处理器的硬件架构,同构多核处理器采用指令级和任务级并行加速,协处理器采用硬件定制单元实现矢量加速,同时利用分布式片上便笺式存储器(Scratchpad Memory,SPM)代替数据Cache实现高效的数据存储系统,以应用广泛的H.264视频标准为验证实例.实验结果表明,基于本文所提架构实现的H.264视频解码器高效可行,平均并行加速比为9.12,相比于传统多核并行解码算法提高了1.31倍.     

多缓冲机制下ADPCM解码算法适应性研究

文章对不同缓冲机制下ADPCM解码算法的运行条件进行了分析与对比,利用最小二乘法,提出关于ADPCM解码函数输入数据量与函数输入缓冲区长度的条件关系式,量化了不同缓冲机制对算法适应性的影响;针对实验环境的特点,改进了IMA ADPCM解码算法.研究结果表明,采用多缓冲机制能显著提高ADPCM算法的适应性;改进后的解码算法效率较原算法提高约75%.     

Huffman并行解码结构及硬件实现

介绍了一种应用在JPEG解码器下采用并行方式实现的Huffman解码方式,这种结构的解码器把Huffman的头码流分析和解码分开工作,可以在同一时间进行解码;这种方式通过增加流水线和结构的复杂性对硬件资源的占用,来获得对码流解码的高吞吐量;它不同于传统的串行结构,将码流逐位地输入解码器中,然后解码器又通过逐位地匹配实现码流的解码。     

基于FPGA的WIMAX LDPC码译码器设计与实现

提出了基于TDMP-NMS算法的部分并行LDPC码译码器结构,其具有TDMP算法译码收敛快和NMS算法保持较好误码率性能下实现简单的优点.该译码器支持WIMAX标准中所有码长和码率LDPC码的译码.设计了一种基于桶形移位寄存器的重组网络单元,实现了对该标准中19种码长LDPC码译码的支持.采用一种适合于TDMP算法及其各种简化算法的动态迭代停止准则,使译码器能根据译码情况自适应地调整迭代次数.结果显示所提方案在提高译码器吞吐率的同时有效减少了译码器的硬件资源消耗.     

高效低复杂度的QC-LDPC码全并行分层结构译码器

针对传统的部分并行结构低密度奇偶校验码(low-density parity-check codes,LDPC)译码器在保证较高吞吐量的同时,存在消耗硬件资源较大、迭代译码收敛速度较慢等问题,提出一种高效低复杂度的准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码全并行分层结构译码器.这种改进的译码器结构可有效降低存储资源消耗,并克服并行处理所导致的访问冲突等问题.设计中,后验概率信息和信道初始化信息共用一个存储模块,降低了一半存储空间的占用.各个分层之间采用相对偏移的方式,实现了分层的全并行更新,提高了译码吞吐量.分层最小和译码算法(layered min-sum decoding algorithm,LMSDA)加速了译码迭代的收敛,进一步提高了吞吐量.经ISE 14.2软件仿真及Virtex7系列开发板验证的结果表明,当译码器工作频率为302.7 MHz、迭代次数为10的情况下,吞吐量可达473.2 Mbit/s,存储资源消耗仅为传统部分并行结构译码器的1/4.     

面向磁记录信道的原模图LDPC码译码器的FPGA设计

针对传统原模图低密度奇偶校验（low density parity check,LDPC）码在译码硬件实现中,由于采用随机扩展方式,导致数据拥塞和布线困难,继而产生译码延时和资源消耗的提高及吞吐量的下降问题,通过2步准循环扩展得到了适于硬件实现的码字结构,设计了一种面向磁记录信道的原模图LDPC码译码器。该译码器信息更新采用基于TDMP（turbo decoding message passing）分层译码的归一化Min-Sum算法使得译码器具有部分并行架构;同时为了降低译码时间及功耗,给出一种低资源消耗的提前终止迭代策略。硬件实现结果表明,该译码器的译码性能十分接近相应的浮点算法,在低资源消耗的前提下,工作频率可达183.9 MHz,吞吐量为63.3 Mbit/s,并可同时适用于多种原模图LDPC码。