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维特比译码器的FPGA实现

维特比译码器的FPGA实现

作者：黄高峰成都理工大学

学位级别：硕士

随着通信技术和信息技术的发展,人们对信息传输的可靠性以及有效性的要求越来越高。作为数字通信系统的一个重要组成部分,信道编码为保证通信的可靠性发挥着举足轻重的作用,被广泛地应用于数字通信系统的抗干扰和差错控制之中。信道编... 详细信息

随着通信技术和信息技术的发展,人们对信息传输的可靠性以及有效性的要求越来越高。作为数字通信系统的一个重要组成部分,信道编码为保证通信的可靠性发挥着举足轻重的作用,被广泛地应用于数字通信系统的抗干扰和差错控制之中。信道编码分为分组码和卷积码两大类。卷积码由于其良好的性能更是广泛应用于无线通信系统和卫星通信系统中。维特比译码算法是一种卷积码的最大似然译码算法,它具有译码效率高、速度快等优点,被认为是卷积码的最佳译码算法,卷积码和维特比译码被大量用于通信系统的前向纠错中。因此,设计一个高性能的卷积码译码器具有重要的现实意义,微电子技术和可编程逻辑技术的发展为维特比译码器的实现提供了契机。本文的主要内容是实现约束长度为9,码率为1/2的维特比译码器。本文首先介绍了卷积码的基本原理和描述方式,接着阐述了维特比算法的原理和影响维特比译码性能的关键因素。然后着重介绍了维特比译码器的各个模块的各种算法,以及本设计中采用的方法,详细如下:1.在分支度量模块中,对输入数据采用了三比特八电平量化的软判决方式,对欧氏距离的计算方法进行了简化,以便于用硬件电路方式实现。2.在加-比-选模块中,对加比选的串行方式、并行方式和串并结合这三种实现方式的优缺点进行了比较,最终选择串并结合的方式,该方式在满足译码速度的同时,节约了硬件资源。3.在路径度量存储单元中,采用了乒乓方式,该方式方法直观,控制电路比较简单。4.在幸存路径储存单元中,采用了回溯译码方式。回溯译码方式与传统的寄存器交换译码方式相比,不仅减少了寄存器的使用,而且大大降低了设计的复杂度。最后,在对维特比译码算法进行研究的基础上,采用Verilog hdl语言在Altera公司的Quartus II集成开发环境下完成了维特比译码器的设计。为了验证设计的正确性,在本文中还设计了对应的仿真平台,并采用业界流行的Modelsim仿真工具对所设计的译码器进行了仿真验证。

关键词：卷积码维特比度量幸存路径回溯

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维特比译码的FPGA实现

维特比译码的FPGA实现

作者：刘扬南京理工大学

学位级别：硕士

卷积编码是深空通信系统和无线通信系统中常用的一种编码方式。Viterbi译码算法是卷积码的一种最大似然译码算法，它按照最大似然译码准则，在网格图上找出一条最大似然路径来得到译码结果。本设计的主要内容是3比特软判决Viterbi译码器... 详细信息

卷积编码是深空通信系统和无线通信系统中常用的一种编码方式。Viterbi译码算法是卷积码的一种最大似然译码算法，它按照最大似然译码准则，在网格图上找出一条最大似然路径来得到译码结果。本设计的主要内容是3比特软判决Viterbi译码器的FPGA实现，设计是采用硬件VHDL语言来完成，并在Modelsim和Quartus Ⅱ软件环境下进行编译和仿真。在论文中介绍了Viterbi译码器的各模块的各种算法，并着重介绍了本设计所采用的具体方法，通过仿真和测试，验证了设计的正确性。最后，介绍了Viterbi译码器在未来通信中的发展和应用。

关键词：维特比译码器 FPGA 软判决卷积码

一种基于维特比解码的超高频RFID读写器解码器设计

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复旦学报（自然科学版） 2017年第3期56卷 321-327页

作者：王贺王俊宇复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

车辆管理和生产管理等应用对超高频射频识别(UHF RFID)读写器的灵敏度有很高的要求.读写器数字基带解码器作为接收链路的关键环节,其误码率(BER)性能直接影响读写器的接收灵敏度.维特比解码是一种广泛应用于卷积码的解码算法,利用卷积... 详细信息

车辆管理和生产管理等应用对超高频射频识别(UHF RFID)读写器的灵敏度有很高的要求.读写器数字基带解码器作为接收链路的关键环节,其误码率(BER)性能直接影响读写器的接收灵敏度.维特比解码是一种广泛应用于卷积码的解码算法,利用卷积码中码元间的相互联系实现纠错解码.本文首次将维特比解码移植应用于UHF RFID系统中的FM0编码的解码算法中.该解码器利用FM0编码的记忆性,结合维特比解码的纠错能力来降低误码率.仿真结果表明,该解码器在信噪比(SNR)为7.3dB的条件下,可以将误码率降至10-5.相对于最优接收机结构,该解码算法有2.5dB的信噪比优势.

关键词：射频识别读写器维特比解码器

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基于维特比算法的深度神经网络语音端点检测

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第2期30卷 210-215页

作者：李文洁张晴晴张鹏远颜永红摆亮中国科学院语言声学与内容理解重点实验室北京100190 北京爱数智慧科技有限公司北京100085 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京100029

语音端点检测(voice activity detection,VAD)是在连续语音信号中,将语音和非语言片段分离的技术。VAD在语音识别、说话人识别、语音编码等领域起着重要作用。传统VAD算法在类型已知的噪声环境下可以达到较好的性能,但在实际情况中,未... 详细信息

语音端点检测(voice activity detection,VAD)是在连续语音信号中,将语音和非语言片段分离的技术。VAD在语音识别、说话人识别、语音编码等领域起着重要作用。传统VAD算法在类型已知的噪声环境下可以达到较好的性能,但在实际情况中,未知噪声的影响通常会使系统性能下降显著,在差异化噪声下的VAD是端点检测的研究难点。在总结现有语音端点检测算法基础上,提出了一种基于深度神经网络的语音端点检测方法,同时结合维特比算法,与基于贝叶斯信息准则(bayesian information criterion,BIC)的混合高斯模型(gaussian mixture model,GMM)语音端点检测系统进行对比,在大词汇连续语音识别系统中的实验结果表明,将深度神经网络结合维特比算法,应用于语音端点检测,在复杂噪声环境下取得了更好的效果,适应性更强。

关键词：语音端点检测深度神经网络维特比语音识别

基于音频内容与维特比解码的音频数字水印算法

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计算机应用研究 2005年第8期22卷 68-69,120页

作者：杜呈透王让定宁波大学纵横智能软件研究所浙江宁波315211

利用音频自身特征作为水印的同步信号有利于提高音频水印的鲁棒性。提出了一种基于音频内容分析的算法,算法先经过音频内容分析得到一组特征点,在特征点后面的音频中嵌入水印。水印检测时,同样先分析待测音频得到特征点,利用特征点后面... 详细信息

利用音频自身特征作为水印的同步信号有利于提高音频水印的鲁棒性。提出了一种基于音频内容分析的算法,算法先经过音频内容分析得到一组特征点,在特征点后面的音频中嵌入水印。水印检测时,同样先分析待测音频得到特征点,利用特征点后面的音频提取出有意义的水印。为了提高水印的检测速度,提出采用维特比(Vitebi)解码技术判决水印。实验结果表明,算法对加噪、低通滤波等具有一定的鲁棒性。

关键词：水印同步特征点维特比

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高速率维特比译码器FPGA设计中参数确定

半导体技术 2003年第2期28卷 44-46页

作者：刘鹏陈咏恩同济大学信息与控制工程系上海200092

探讨了高速率维特比译码器的参数确定问题。简要介绍了维特比译码器的基本原理和体系结构,重点讨论了各个单元在不同参数下的对解码器性能的影响。通过参数的优化,缩减路径度量存储器的长度,减少了硬件消耗,并提出了相应的溢出保护电路... 详细信息

探讨了高速率维特比译码器的参数确定问题。简要介绍了维特比译码器的基本原理和体系结构,重点讨论了各个单元在不同参数下的对解码器性能的影响。通过参数的优化,缩减路径度量存储器的长度,减少了硬件消耗,并提出了相应的溢出保护电路,提高了译码器的运行速率。

关键词：高速率译码器 FPGA 加比选维特比卷积码信道编码

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基于CRC的ASM信号维特比纠错算法

系统工程与电子技术 2021年第10期43卷 2992-2999页

作者：张培欣王建新任鹏杨树树宋海伟南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 南京电子设备研究所江苏南京210007

为提高甚高频数据交换系统(very high frequency data exchange system,VDES)中应用特定消息(application-specific messages,ASM)的解码性能,提出一种基于循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)的改进维特比纠错算法。通过合理降低符号状态数和使用部分CRC参与纠错,使该算法平衡了纠错性能和计算量,同时提出了新的分支度量以解决过于理想化的传统分支度量导致的性能损失。仿真表明,新分支度量相比传统分支度量提升了1dB的误帧率(packet error rate,PER)性能,在用12个CRC寄存器参与纠错的条件下,该方法比相干解调算法提升了1dB的PER性能,同时通过合理的符号状态数降低策略将计算量降为传统算法的1/4。

关键词：甚高频数据交换系统应用特定消息循环冗余校验维特比纠错

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维特比解码算法在超高频RFID中的应用

科技资讯 2017年第8期15卷 199-200页

作者：王爽长春职业技术学院吉林长春130000

射频识别是一种非接触式信息获取和识别技术。随着超高频(UHF)射频识别(RFID)技术在生产管理和物流管理中的广泛应用,人们对其接收机的灵敏度要求也越来越高。接收机数字基带中解码器的误码率(BER)性能直接影响其灵敏度。为了降低解码... 详细信息

射频识别是一种非接触式信息获取和识别技术。随着超高频(UHF)射频识别(RFID)技术在生产管理和物流管理中的广泛应用,人们对其接收机的灵敏度要求也越来越高。接收机数字基带中解码器的误码率(BER)性能直接影响其灵敏度。为了降低解码器的误码率,该文将一种广泛应用于卷积码中的维特比解码算法移植应用于FM0编码的解码算法中,利用FM0编码的记忆性,实现前向纠错解码。仿真表明,在相同的误码率时,该解码器所需的信噪比相对于传统最优接收机结构有2 d B的优势。

关键词：射频识别接收机维特比纠错解码

维特比译码器移位输出模块的VHDL结构化实现

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电子与仪表 1998年第1期 21-23页

作者：陈坚汪东旭

提出了一种维特比译码器移位输出模块的结构化实现方案，并按ＣＣＩＴＴＶ．３２ｂｉｓ协议通过ＶＨＤＬ语言用组合电路合理地实现，得到更快的速度和较小的电路规模。

关键词：维特比译码器硬件描述语言移位输出模块