千兆光通信编码传输系统设计与实现
发布时间：2021-04-15 06:15
无线光通信是以激光束作为信息载体,在大气信道中以直线传播,具有数据传输量大、抗干扰能力强、传输距离远和保密性好等特点的一种信息传输技术。然而激光传输过程中会受到大气信道中各种干扰因素的影响,从而导致通信质量的下降。因此,研究适用于无线光通信系统的信道编码方案来提升通信质量具有重要的意义。而RS（Reed-Solomn）码具有优异的纠随机错误和突发错误性能,在光通信中有着广泛的应用。本文首先对RS码的基础理论和编译码算法进行了研究,其中重点对RS译码算法中的Euclidean算法以及改进的Euclidean算法进行了研究。在RS码理论研究的基础上,本文进行了RS码的硬件设计实现工作。有限域理论是RS码的数学基础,因此首先完成了有限域上重要运算单元的FPGA实现。接着完成了RS码编码器以及硬判决译码器的FPGA实现。在实现RS硬判决译码器时,本文设计了一种多项式存储器来实现译码过程中的数据迭代更新处理。最后完成了RS码编译码器的功能验证实验,并对编译码器的最大工作时钟和资源占用情况进行了分析。在完成RS码编译码器硬件实现的基础上,本文展开了千兆光通信编码传输系统的设计与实现研究。为了应对千...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RS码编码器顶层模块示意图
表3.1 RS 码编码器的端口说明端口名称 方向 位宽 功能clk IN 1 时钟信号reset IN 1 复位信号，高电平有效enable IN 1 高电平时表示数据输入有效d_in IN 8 数据输入out_enb OUT 1 高电平时表示数据输出有效d_out OUT 8 数据输出图 3.5 给出了 RS 码编码器的 C 语言实现的结果，图 3.6 使用了 ISE 自带的仿真工具 ISim 进行了 RS 码编码器的逻辑验证。
图3.6 RS 编码器逻辑仿真图本文通过设计一个 ROM 模块存储码字信息位数据，然后将其输入到硬件编码器中进行功能验证。对比图 3.5 和图 3.6 我们可以看到，当 k（k = 223）个信息位数据（1，2，3，…，223）送入编码器之后，编码生成的n k（ n k32）个校验位数据（104，237，65，…，120）会在后面的 32 个时钟周期内依次输出，数据输出端口为 d_out，输出信号 out_enb 为高电平时表示输出码字数据有效。对比 C 语言软仿结果和 RS 编码器逻辑仿真图，我们发现两者结果相同，可以说明本设计正确。3.3.2 综合结果本节基于 Xilinx Artix7 XC7A100T 芯片，实现了 RS 编码器，并验证了其功能，我们使用 Xilinx ISE 14.7 的综合工具 XST 对设计进行了综合。
本文编号：3138806
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RS码编码器顶层模块示意图
表3.1 RS 码编码器的端口说明端口名称 方向 位宽 功能clk IN 1 时钟信号reset IN 1 复位信号，高电平有效enable IN 1 高电平时表示数据输入有效d_in IN 8 数据输入out_enb OUT 1 高电平时表示数据输出有效d_out OUT 8 数据输出图 3.5 给出了 RS 码编码器的 C 语言实现的结果，图 3.6 使用了 ISE 自带的仿真工具 ISim 进行了 RS 码编码器的逻辑验证。
图3.6 RS 编码器逻辑仿真图本文通过设计一个 ROM 模块存储码字信息位数据，然后将其输入到硬件编码器中进行功能验证。对比图 3.5 和图 3.6 我们可以看到，当 k（k = 223）个信息位数据（1，2，3，…，223）送入编码器之后，编码生成的n k（ n k32）个校验位数据（104，237，65，…，120）会在后面的 32 个时钟周期内依次输出，数据输出端口为 d_out，输出信号 out_enb 为高电平时表示输出码字数据有效。对比 C 语言软仿结果和 RS 编码器逻辑仿真图，我们发现两者结果相同，可以说明本设计正确。3.3.2 综合结果本节基于 Xilinx Artix7 XC7A100T 芯片，实现了 RS 编码器，并验证了其功能，我们使用 Xilinx ISE 14.7 的综合工具 XST 对设计进行了综合。
本文编号：3138806
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