数字集群系统信道编解码算法研究与FPGA实现

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集群移动通信系统作为一种专用指挥调度通信系统,具有资源共享,信道共用以及高效无线调度等诸多优点,但在某些情况下由于信道条件比较恶劣,数据传输误码率很高。为了提高数据传输的可靠性,必须采用一定的差错控制方式来减少误码的发生,而且在保证传输可靠性的同时,还应使系统保持尽可能高的传输效率。信道编码是数字集群系统的重要组成部分,是保障数字集群系统安全稳定运行的重要环节。   论文详细分析了目前数字集群通信的几种常用的信道编解码算法,并重点研究了RS编解码、卷积编码、Viterbi译码、扰码、交织等算法及实现。在实现RS解码过程中,采用Horner准则、改进BM算法、Chien算法、Forney算法等,解决了某些算法的硬件实现难度,并提高了解码效率。在实现Viterbi译码过程中,采用了寄存器交换算法处理幸存路径,使译码器变得简单可靠且速度更快。论文还分析了LDPC编码在数字集群系统中的应用,介绍了LDPC的几种构造方法,包括Gallager构造方法、准循环LDPC码构造方法、Mackay构造方法、几何构造方法、图论构造方法和群论构造方法,并在Matlab中仿真了Gallager构造方法,分析了纠错性能,得到一种具有高可靠性、高效率的信道编解码方案。最后在Xilinx XUP Virtex5-LX110T硬件开发平台上,利用FPGA的硬件描述语言Verilog实现各个模块的功能,利用仿真软件完成了系统的仿真和测试。
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