卷积码盲识别的FPGA实现技术研究

发布时间：2017-05-01 22:09

  本文关键词：卷积码盲识别的FPGA实现技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在无线通信系统中,信道编码盲识别技术有着非常广泛的应用。而卷积码作为常用的一种信道编码,它的盲识别技术在许多领域都发挥着重要的作用。但是现有的卷积码盲识别技术一般都是借助计算机进行好码的搜索,而在硬件设备上的实现还比较少。本课题主要研究的就是卷积码盲识别在FPGA上的实现过程。本文主要内容安排如下:介绍了卷积码的基本概念、性质和表示方式,以及根据卷积码的编码特点阐述了需要识别的参数类型和一些基本的识别原理,并且重点详细介绍了几种盲识别的基础算法。讨论了传统高斯消元算法实现盲识别的过程,根据FPGA硬件实现的并行特性,对传统算法进行优化,详细的介绍了优化的理论过程,并论证了优化算法的正确性。在进行FPGA模块设计的时候,重点介绍了基本单元实现的过程以及耗费的资源数量,并根据硬件实现的并行结构详细介绍了优化算法在FPGA上实现的过程。最后在FPGA硬件设备上成功地实现了对卷积码码率的识别。并与传统算法在软件实现相比,实现了两个数量级的时间复杂度的优化。介绍了直接利用基于Walsh-Hadamard变换的算法实现卷积码生成多项式的识别,并进行了仿真验证。进而研究了Walsh-Hadamard变换算法在FPGA硬件上实现的过程。根据最后实现的时序性能和资源利用率分析可以看出直接实现的过程并不可取。最后根据Walsh-Hadamard算法识别的过程进行硬件实现上的优化,并论证了结果的正确性。最后成功地实现了在FPGA硬件设备对卷积码生成多项式的估计。根据最后硬件实现的综合报告可以看出,在时序性能和资源利用率方面都得到了很大的优化。
【关键词】：卷积码 盲估计 高斯消元 Walsh-Hadamard变换
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 信道编码的概述10-11
• 1.2 课题研究的背景和意义11-12
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势12-14
• 1.4 研究内容与章节安排14-16
• 第二章 卷积码盲识别基础16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 卷积码的基本概念16-17
• 2.3 卷积码的描述方式17-19
• 2.3.1 矩阵描述17-18
• 2.3.2 多项式描述18-19
• 2.4 卷积码的盲识别19-27
• 2.4.1 卷积码的识别要素20-21
• 2.4.2 卷积码盲识别的基本方法21-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 基于FPGA的二元域上的高斯消元硬件设计与实现28-50
• 3.1 引言28
• 3.2 常规高斯消元28-30
• 3.3 GF(2) 域上的常规高斯消元30-32
• 3.4 GF(2) 域上的高斯消元的优化算法32-35
• 3.5 基于FPGA的二元域上的高斯消元并行体系设计与分析35-38
• 3.5.1 设计概述35
• 3.5.2 基本单元设计35-38
• 3.6 并行硬件结构设计与分析38-39
• 3.6.1 硬件结构设计38-39
• 3.6.2 并行系统工作流程39
• 3.7 硬件实现测试与分析39-48
• 3.7.1 EDA工具与测试流程39-42
• 3.7.2 设计与仿真结果42-45
• 3.7.3 综合结果45-46
• 3.7.4 性能分析46-48
• 3.8 本章小结48-50
• 第四章 基于FPGA的Walsh-Hadamard变换的硬件设计与实现50-65
• 4.1 引言50
• 4.2 基于Walsh-Hadamard变换法直接求解生成多项式的算法50-53
• 4.2.1 数学模型的建立50-52
• 4.2.2 仿真实验与结果分析52-53
• 4.3 基于FPGA的Walsh-Hadamard变换法的硬件直接实现53-61
• 4.3.1 设计概述53
• 4.3.2 硬件实现结构53-60
• 4.3.3 原始算法硬件实现小结60-61
• 4.4 基于FPGA硬件实现的优化算法61-64
• 4.4.1 设计概述61-63
• 4.4.2 优化设计硬件实现小结63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 展望和总结65-66
• 5.1 全文总结65
• 5.2 下一步工作展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69

【参考文献】

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1 陆佩忠;邹艳;;两元齐次多项式理想的Gr銉bner基的快速计算[J];中国科学(E辑:信息科学);2008年08期

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本文编号：339735