MATLAB基于FPGA的卷积码译码技术(2)

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6. 课题总结与展望 ·· 5 3

6.1 主要工作以及对应创新点 5 3

6.2 课题的未来展望 ·· 5 5

致谢 · 5 6

参考文献 · 5 8
1 1 1 1 ．．．．绪论绪论绪论绪论随着各种高速数字信号处理器和大规模集成电路技术和的迅速进步与发展，数字通信已然进入到人类社会的方方面面。在种类繁多的现代通信技术中，作为一种前向纠错技术，信道编码在解决信息传输过程中信号受到外在环境干扰而产生误码这一个常见性问题上得到了广泛运用。而卷积码作为一种性能相对良好、实现相对简单的信道编码方式在第三代与第四代通信系统设计中都被采用。本章节作为全文绪论，主要介绍相关的课题背景，包括数字通信系统的基本组成结构、信道编码的基本原理以及可编程逻辑（ PLD ）的基本技术与发展，最后给出全文的结构和各部分主要研究工作。源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/
1.1 1.1 1.1 1.1 数字通信系统数字通信系统数字通信系统数字通信系统介绍介绍介绍介绍数字通信系统（ Digital communicatioin system ）是利用数字信号（ DigitalSignal ）为基本单位来传递信息的通信系统，并因此区别于使用模拟信号为基本单位的模拟系统。其框图结构如图 1.1 所示。在复杂的数字通信技术系统之中包括了的很多技术问题，主要内容有信道编码、信源编码与译码以及译码数字解调信源编码（ source encoding ）主要针对如何将信源包含的信息以相对易懂的数字序列表现出来，说得简单一些就是将源头信息转化为用二进制形式表示的数字信号序列。而信道编码则更着重于研究的通过增加被传输信息的冗余信息，使被传输的信息序列完成在部分位置发生错误的情况下通过译码还原为正确序列的效果。调制（ modulation ）的目的，就是将完成编码（ encoding ）后的二进制序列转化为适合在相应传输信道中传输的正弦信号，如此一来，人们便可以便捷的将信息直接以电磁波的形式发射 (transmit) 出去。传输信号通过调制后经信道发给收信方，其中由于传输环境的影响，必然会受到未知噪声的干扰。收信方（ reciever ）通过解调 (demodulation) ，将经过调制的正弦信号解调还原为二进制形式的信号序列，再通过信道解码 (decoding) 还原后得到的二进制序列，最后通过信源解码还原为传输信息本身，这样就达到了信息传输的目的。本文卷积码研究的就是关于信道编码和信道解码的部分。
1.2 1.2 1.2 1.2 信道编码介绍信道编码介绍信道编码介绍信道编码介绍信道编码（ channel coding ）的目的是改进数字通信系统的信息传输质量。由于信号需要在实际环境的信道中传输，而实际环境的情况是多变复杂且不确定的，因此，信息通过实际信道传输后到达接受方时，部分位置会出现错误。例如，原来的码字 1 变成了码字 0 ，原来的码字 0 变成了码字 1 。为了降低误码率，我们需要人为的添加一些冗余码，在接收端（ reciever ）对接收的信息代码进行检测，并根据编码原则对其进行解码。在此类编码方式算法所对应的纠错范围内，接收端可以捕捉并纠正在传输中发生错误的二进制序列，从而降低了通信系统的传输误码率，提高了系统的信息传输质量。根据校验元和信息元之间的不同关系，纠错码又可以分为两大类，即线性码与非线性码。如果校验元与信息元之间的关系满足线性关系 ( 满足线性叠加原理 ) ，则称为线性码；否则，则称为非线性码。实际应用尤其是仿真中，一般使用分析较为容易、实现相对不太复杂的线性码。按照纠错方式的不同，纠错码可分为纠正突发错误的码、纠正随机 ( 独立 )错误的码以及既能纠正突发错误又能纠正随机错误的码。随机错误是指位置随机分布的错误，即参与传输的每个码元是否发生错误在概率上是相互独立的。而突发错误指的是连续出现的错误。一般说来，信道中同时存在突发错误和随机错误，则称为混合错误。本文主要研究卷积码的编解码算法及其 FPGA 实现。卷积码（ convolution code ）作为一种实现简单、纠错性能良好的信道编码方式，已经被广泛应用在 3G 、 4G 等新一代通信技术中。而针对其运用最广泛的译码方式Viterbi 译码则是本文重点研究的内容。