Turbo码在机载数据链中的应用及FPGA实现

发布时间：2017-08-20 09:28

  本文关键词：Turbo码在机载数据链中的应用及FPGA实现

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【摘要】：本文主要对机载数据链中的Turbo码以及利用FPGA实现进行了研究分析。随着科学技术的飞速发展,战争所使用的武器装备和其作战方式也在逐步演变,现代战争已经进入信息化时代。在信息化战争中,决定战斗力的重要因素就是信息。数据链可以保证所有的作战单元都能够及时共享信息,并以此迅速实现同步的作战行动。由于飞行器的作战空间大,移动速度快,因此机载数据链是数据链中的重要分支。同时,数据传输的可靠性是机载数据链的重要指标,为了提高可靠性,引入了纠错编码技术。在进行多方面考虑后,本文的机载数据链系统中采用Turbo码作为其纠错编码。本文首先介绍了机载数据链和Turbo码的国内外研究现状,并简要介绍了以往的机载数据链中常用的信道编码方式,并将其与Turbo码进行简单比较,体现出Turbo码的优势。然后,本文对Turbo码的基本原理进行了研究,并利用MATLAB进行实现,根据其仿真结果,分析了译码算法、迭代次数、交织长度等因素对Turbo码性能的影响,根据机载数据链的实际情况和要求,确定了其采用的Turbo码方案。最后,本文利用FPGA,对Turbo码方案进行了硬件实现。通过对Turbo码进行至顶而下的模块分解,将FPGA实现过程细化,并详细描述了每个模块的构成,给出时序仿真结果。最后将程序烧写到硬件板卡上,进行板级测试。测试结果表明硬件实现结果与MATLAB仿真结果一致,编码增益达到了8.2dB,实现了Turbo码的优异性能,达到了机载数据链系统要求。
【关键词】：Turbo码 机载数据链 FPGA
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 论文背景及意义9-10
• 1.2 研究现状10-12
• 1.2.1 机载数据链研究现状10-11
• 1.2.2 Turbo码研究现状11-12
• 1.3 论文安排12-14
• 第2章 机载数据链系统14-24
• 2.1 机载数据链概念及组成14-18
• 2.2 机载数据链中的纠错编码18-24
• 2.2.1 汉明码18-20
• 2.2.2 RS码20-21
• 2.2.3 卷积码21-23
• 2.2.4 Turbo码23-24
• 第3章 机载数据链中的Turbo码设计24-47
• 3.1 Turbo码编码24-28
• 3.1.1 分量码25-26
• 3.1.2 交织器26-28
• 3.1.3 删余28
• 3.2 Turbo码译码28-38
• 3.2.1 MAP算法30-34
• 3.2.2 MAX-Log-MAP算法34-36
• 3.2.3 SOVA算法36-38
• 3.3 Turbo码性能仿真38-42
• 3.3.1 译码算法39-41
• 3.3.2 迭代次数41
• 3.3.3 交织长度41-42
• 3.4 机载数据链中的Turbo码方案选择及改进42-47
• 第4章 机载数据链中Turbo码的FPGA实现47-67
• 4.1 Turbo码编码器设计49-55
• 4.1.1 编码模块50-52
• 4.1.2 删余和复接52-53
• 4.1.3 交织器53-55
• 4.2 Turbo码译码器设计55-63
• 4.2.1 分接，内插模块57-58
• 4.2.2 译码模块58-63
• 4.3 Turbo码编译码器性能测试63-67
• 总结67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单71-72
• 致谢72

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本文编号：705852