面向短距离无线通信应用FEC码设计

发布时间：2017-05-21 22:17

  本文关键词：面向短距离无线通信应用FEC码设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着数字智能化时代的到来,短距离无线通信技术发展迅速,而数据传输的可靠性则需要差错控制技术来保证,因此研究面向短距离无线通信的差错控制技术具有重要现实意义。本论文以实验室的GFSK基带芯片应用场景为基础,设计了一种面向短距离无线通信的FEC编解码模块。本论文分析了差错控制技术的发展情况、GFSK基带芯片应用场景特点、现有FEC分类、卷积码基础,确定论文所设计GFSK基带芯片FEC编解码实现方案。在此基础上,论文给出了GFSK基带芯片FEC编解码模块的具体架构,并对其中的关键电路模块包括蝶形运算单元、残存途径管理单元、分支计量单元等进行了优化设计和RTL实现。本文使用Verilog语言完成了FEC编解码模块设计,并搭建FPGA平台评估。验证结果表明,FEC模块实现差错控制功能；DE2 115FPGA解码电路规模小于1K逻辑单元；模块系统时钟最大可75MHz；解码器在输入信噪比为9dB时,误码率小于0.1%,满足设计指标。本论文解决了实验室GFSK基带芯片的差错控制问题,满足芯片应用场景需求。在短距离无线通信中具有一定应用价值。
【关键词】：卷积码 差错控制 FPGA GFSK FEC
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 论文研究内容和设计指标11-12
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 设计指标12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 第二章 FEC码及卷积码基础13-27
• 2.1 GFSK基带芯片方案介绍13-14
• 2.2 FEC基础14-18
• 2.2.1 FEC码工作原理14-16
• 2.2.2 FEC码分类16-17
• 2.2.3 GFSK数字基带芯片中的FEC码17-18
• 2.3 卷积码基础18-21
• 2.3.1 卷积码的编码原理18
• 2.3.2 卷积码的表示18-21
• 2.4 VITERBI解码算法21-26
• 2.4.1 最大似然解码21-23
• 2.4.2 硬判决和软判决23
• 2.4.3 VITERBI算法23-24
• 2.4.4 VITERBI算法的性能24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 GFSK基带芯片FEC方案设计27-43
• 3.1 GFSK基带芯片发射机方案设计28-32
• 3.1.1 发射机设计概述28
• 3.1.2 发射机设计28-32
• 3.2 GFSK基带芯片接收机方案设计32-34
• 3.2.1 接收机设计概述32
• 3.2.2 接收机设计32-34
• 3.3 GFSK基带芯片FEC编解码方案设计34-39
• 3.3.1 基数算法方案设计34-36
• 3.3.2 码率设计36-37
• 3.3.3 约束距离方案设计37-38
• 3.3.4 FEC整体方案设计38-39
• 3.4 FEC模块方案MATLAB仿真39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第四章 GFSK基带芯片FEC模块RTL设计实现43-63
• 4.1 发射机FEC编码模块RTL设计43-44
• 4.1.1 发射机FEC编码模块RTL设计43-44
• 4.1.2 发射机FEC编码模块RTL仿真44
• 4.2 接收机中FEC解码模块RTL设计44-59
• 4.2.1 (2,1,3)卷积码VITERBI解码器总体设计45-46
• 4.2.2 加比选(ACS)的RTL设计46-51
• 4.2.3 分支度量计算模块RTL设计51-52
• 4.2.4 幸存路径存储与交换模块(SMU)的RTL设计52-59
• 4.3 接收机FEC模块控制与存储模块RTL设计59-61
• 4.3.1 接收机FEC模块控制与存储模块RTL设计59-61
• 4.3.2 接收机FEC模块控制与存储模块RTL仿真61
• 4.4 GFSK基带芯片接收机FEC模块RTL整合61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 FPGA验证及分析63-75
• 5.1 FEC模块的FPGA验证平台设计63-67
• 5.1.1 QUARTUS设计流程介绍63-64
• 5.1.2 FPGA验证平台设计64-67
• 5.2 GFSK数字芯片FEC模块的FPGA验证67-71
• 5.2.1 GFSK数字芯片FEC模块的FPGA验证结果与分析67-70
• 5.2.2 GFSK数字芯片FEC模块的FPGA综合结果与分析70-71
• 5.3 GFSK基带收发机FEC编解码模块独立和系统验证71-74
• 5.3.1 GFSK基带芯片FEC模块独立验证与分析71-72
• 5.3.2 GFSK基带芯片FEC模块系统验证与分析72-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-79
• 致谢79-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81

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本文编号：385002