RS+交织+卷积码级联纠错的FPGA实现
保密通信中rs编解码的fpga实现
图7-2动态硬件测试的解码波形
首先用程序计算的方法,计算出待编码和待解码的数据以及编码解码以后的期望数据。然后通过串13将编解码数据从PC传输到FPGA的内部FIFO中ห้องสมุดไป่ตู้编解
62
7.3系统测试结果和性能指标
系统测试的实物照片如图7-3所示,设置好波特率等参数以后,将待编码的数据通过串口发送到FPGA的FIFO中,进行编码,编码以后,FPGA将数据发送到串口调试器的接收窗口中,这样就可以观察编码以后的数据是否和期望的数据一致,验证不同的码组的时候,只需要改变串口调试器中的发送数据即可。解码模块利用同样的验证方法得以验证。串口的波特率设置为19.2k,将低速的码流数据
第七章系统调试
码模块从FPGA的内部FIFO里面读取数据,对数据进行编解码,然后将编解码以后的数据再次存入FPGA的内部FIFO,UART模块将FIFO里面的数据通过串口发送到PC上面进行验证。
这种测试方法的优点是不用像静态测试方法那样,每次改变不同的码组,都必须从新烧写FPGA程序,只用在PC上面的一个串口调试器中改变要进行验证的数据即可。图7.2是动态硬件测试时利用示波器测量到的解码波形。
电子科技大学硕士学位论文
以上的测试过程中,将待测试的码组序列内嵌在硬件语言的代码中,生成FPGA的烧写文件一起,下载到FPGA中,利用PCB板上面的数码管观察F'PGA 的编解码输出,验证功能的正确性。
图7-3系统测试实物图
发送到FPGA的FIFO以后,编解码模块的工作频率为30MHz,时钟信号由外部晶振输入。经过系统测试,电路稳定工作,编码模块和解码模块均正常工作,编
RS编解码的FPGA实现
该文对软件实现RS码纠错纠删译码进行讨论,并涉及建立有限域的对数表和反对数表、RS码的生成多项式产生的RS码编码等有关问题。
8.学位论文丁丹萍微小卫星通信中基于FPGA的RS码编译码器的设计与实现2006
研制发射微小卫星,是我国利用空间技术服务经济建设、造福人类的重要途径。现代微小卫星在短短20年里能取得长足的发展,主要取决于微小卫星自身的一系列特点:重量轻,体积小,成本低,性能高,安全可靠,发射方便、快捷灵活等。在卫星通信系统中,由于传输信道的多径和各种噪声的影响,信号在接收端会引起差错,通过信道编码环节,可对这些不可避免的差错进行检测和纠正。
2.分析了天线相关(即相关瑞利衰落信道)对空时分组码的影响,提出了级联RS码的空时分组码模型,仿真表明,级联RS码能够有效的提高系统性能,大大的降低了系统误码率。
3.在熟悉正交频分复用基本原理的基础上,提出了基于RS码的OFDM系统,利用Simulink对系统进行仿真,仿真数据表明在RS码信道编码在大信噪比时误码率大大降低。
虽然RS编译码的算法已经比较成熟,但是由于RS码种类较多,具体应用不同,所以很难有适应各种系统的硬件实现。本文的主要目的就是开发基于IEEE802.16d 系统的RS编译码器的硬件实现,以求达到系统最好的性价比。
通过对标准中RS码特点的分析,对传统的RS译码器进行改进,提出了一种适用于该标准的RS译码方法。利用循环码的性质,改进伴随式计算模块,减少延迟时间;利用16d系统中RS码中已知删除位置的特点,简化删除位置多项式计算电路;通过对RS码实际应用环境的分析,减少利用迭代方法解关键方程时所需的基本单元数目。最终利用Verilog语言实现硬件电路,在FPGA上验证通过并应用于WiMAX 802.16d系统。
交织／解交织器的FPGA实现
兰 兰 兰 兰 兰
ｌ １
８ ／ －
数 据 输 入
ＢＬＯＣＫ ＲＡＭ
一２
据 、 、 Ｊ 控制 榆 一
信 号 发生
读 写
写起始控制
读地 址发 生器
图 ２ Ｐ Ａ 实现 交织 器 的原 理框 图 Ｆ Ｇ
如果读、 写地址序列具有较强的规律性， 可以用在 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ中构造计数器的方式来直接 产生。如交织器的几个参数分别为 ： －２９ ｄ 、ｄ＝【１一 ／］ ２ ，则可将 ｌ 位地 ｎ １、Ｉ＝８ ｉ ２９ｌ ８＝ ８ ＝ １
２ 交织深度固定的码段交织器实现的原理 ． ２
图 ３为交织器和解交织器实现的基本原理图，其中 Ｉ 表示交织深度。由图可见，共 有１ 个通道 ， 输入数据依次进入第 ０ Ｉ 通道， 到 — ｌ 并按照各 自通道上的延时规律输出， 交
织器和解交织器相同通道上的延时是互补的，延时之和均为 Ｍ× —） （ １。这样经过发射机 Ｉ 交织器数据输出的先后顺序被打乱，再经过接收机解交织器又被重新恢复。 由于交织和解交织要对数据进行有规律的延时处理 ，所以输入数据首先被存入一双 口 Ｒ Ｍ 中，然后经过一定时延后被读出。此延时由双 口 Ｒ Ｍ 的读写地址来控制，因 Ａ Ａ
维普资讯
电信技术研究
２０ 年第 ４ ０６ 期
交织／ 解交织器的 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ实现
肖永 辉
摘要：交织和解交织是组合信道纠错 系统的一个重要环节，交织器和解交织器的实 现方法有多种 本文利用 Ｘｌ ｘ ｉ 公司开发的软件平台，设计比较通用的实现交织器 ｉ ｎ 和解 交织 器的方案 。
数字通信中常用的交织器按交织方式可分为分组交织器和随机交织器两种 ，按交织
卷积交织器原理及fpga实现
卷积交织器原理及fpga实现卷积交织器是一种用于数字信号处理的算法，它可以将输入信号与卷积核进行卷积运算，并输出卷积结果。
卷积交织器的原理是将输入信号分成多个子信号，每个子信号与卷积核进行卷积运算，然后将所有子信号的卷积结果交织在一起，得到最终的卷积结果。
卷积交织器的实现可以使用FPGA（Field Programmable Gate Array）技术。
FPGA是一种可编程逻辑器件，可以根据需要进行编程，实现各种数字电路。
使用FPGA实现卷积交织器可以提高运算速度和效率，同时也可以减少功耗和成本。
在FPGA实现卷积交织器时，需要进行以下步骤：1. 设计卷积交织器的电路结构。
根据卷积交织器的原理，设计出合适的电路结构，包括输入信号的分割、卷积核的存储、卷积运算和结果交织等模块。
2. 编写卷积交织器的Verilog代码。
Verilog是一种硬件描述语言，可以描述数字电路的行为和结构。
根据电路结构设计，编写Verilog代码实现卷积交织器的功能。
3. 进行仿真和验证。
使用仿真工具对Verilog代码进行仿真，验证卷积交织器的正确性和性能。
4. 进行综合和布局布线。
综合是将Verilog代码转换为FPGA可识别的逻辑网表，布局布线是将逻辑网表映射到FPGA芯片上的物理位置和连接关系。
5. 下载到FPGA芯片上运行。
将综合和布局布线后的设计文件下载到FPGA芯片上，进行实际运行测试。
使用FPGA实现卷积交织器可以提高运算速度和效率，同时也可以减少功耗和成本。
在实际应用中，卷积交织器可以用于图像处理、语音识别、信号处理等领域，具有广泛的应用前景。
RS纠错编码原理及其实现方法
RS 纠错编码原理 ―及其实现方法
陈文礼
January 08 于郑州
If you have any suggestion or criticism . please email to ciciendi@
参数 n 为码长一般 n = 2m −1，k 为信息码元个数。 例如 m=4, 码长 n＝15，信息码元长度为 9 GF(24)的本原多项式可以根据指令 >>rsgenpoly(15,9) 得到： ans = GF(2^4) array. Primitive polynomial = D^4+D+1 (19 decimal)
即
7
g 0h0 = −1 g 0h1 + g1h0 = 0
Zhengzhou Oriole Xinda Electronic Information Co.,Ltd.
g 0 hi + g1hi−1 + + g h n−k i−(n−k ) = 0
g 0 hn−1 + g1hn−2 + g n−k hk = 1
例如 c ＝（1，1，0，0，0） r ＝（1，0，0，0，1） e ＝（1＋1，1＋0，0＋0，0＋0，0＋1）＝（0，1，0，0，1）
从而可以看出从左端起第 2 位和第 5 位是错误的。
2、校验矩阵概念 码长为 n,信息数为 k，监督数为 r。
这样的一组码形式为： c = m1, m2 ,...mk , p1, p2 ,... pr
1
0
...
0)
h1k 1
h2k 0
串行级联编译码的设计与FPGA实现
串行级联编译码的设计与FPGA实现
通信的最基本要求是有效性与可靠性,纠错编码技术是保证通信可靠性的重要技术之一。
带交织器的RS(Reed-Solomon)码与卷积码组成的串行级联编码方案具有优良的抗误码性能,能够有效的纠正随机错误与突发错误,被广泛应用于卫星通信、移动通信以及数字电视广播系统中。
本文首先分析了卷积码与RS码的基本原理,包括基本概念、表示方法、编译码原理并给出了卷积码与RS码在AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道下的误码性能曲线;然后针对级联码的组成讨论了卷积码参数选择、交织深度选择以及RS码的选择对于级联码抗误码性能的影响,给出了本文级联码方案在Matlab平台上、AWGN信道下的误码性能仿真曲线。
结合仿真中参数选择情况,在FPGA的实现过程当中,采用了自顶向下的设计方法,在卷积码部分研究了卷积码编码器实现、维特比译码器实现、交织与解交织器的实现;在RS码部分研究了RS码编码器与RS码译码器的实现,其中针对RS译码器研究了伴随多项式计算、Berlekamp-Massey算法,并应用钱搜索算法与福尼算法计算错误位置多项式与
错误值多项式。
给出了各部分通过Altera公司SignalTap II软件获得的FPGA内部各部分信号仿真。
最后给出了本文中串行级联码方案的FPGA实现方法,通过仿真验证了该纠错编码方案的最大抗误码能力。
在采用Altera公司Cyclone II平台时,该级联码能够实现可用净码流
87.44Mbps吞吐率。
RS编译码的FPGA实现的开题报告
RS编译码的FPGA实现的开题报告1.项目背景RS编码是一种前向纠错码，主要用于数据存储和数据传输等方面。
RS编码可以纠正一定数量的错误码，并且其纠错能力随着码长的增加而增强，在实际应用中得到了广泛的应用。
本项目旨在利用FPGA实现RS编译码器和解码器，为后续数据传输和存储应用提供纠错功能，并同时掌握FPGA开发技巧。
2.项目内容本项目将分为编码器和解码器两部分，具体内容如下：2.1. 编码器设计（1）通过参照RS编码理论，设计RS编码器的逻辑电路结构。
（2）使用HDL(Hardware Description Language)语言编写编码器的Verilog HDL代码。
（3）利用FPGA实验板对所编写的Verilog HDL代码进行仿真及调试。
2.2. 解码器设计（1）根据所设计的编码器，设计RS解码器的逻辑电路结构。
（2）使用HDL语言编写解码器的Verilog HDL代码。
（3）利用FPGA实验板对解码器的Verilog HDL代码进行仿真及调试。
3.项目计划3.1. 第一阶段：学习和调研通过学习和调研，了解RS编码的原理和FPGA开发技巧。
同时，选择FPGA板卡和开发工具，为后续的项目开发做好准备。
时间节点：2周3.2. 第二阶段：编码器设计与实现根据所学理论，设计编码器的逻辑电路，并使用HDL语言编写Verilog HDL代码。
在FPGA板卡上进行仿真及调试，测试编码器的正确性和稳定性。
时间节点：3周3.3. 第三阶段：解码器设计与实现根据所设计的编码器，设计解码器的逻辑电路，并使用HDL语言编写Verilog HDL代码。
在FPGA板卡上进行仿真及调试，测试解码器的正确性和稳定性。
时间节点：3周3.4. 第四阶段：综合测试与总结对编码器和解码器进行综合测试，测试其在实际的数据传输和存储中的纠错效果。
并进行总结，总结项目的优点和不足之处，并提出改进建议。
时间节点：2周4.预期目标通过此项目的实践，将深入掌握FPGA开发技巧和RS编码的实现原理，将RS编码器和解码器成功地实现在FPGA板卡上，并为以后的数据传输和存储等应用提供纠错功能。
卷积码编码及译码实验 浅谈卷积编码下的FPGA实现
卷积码编码及译码实验浅谈卷积编码下的FPGA实现
卷积编码是现代数字通信系统中常见的一种前向纠错码，区别于常规的线性分组码，卷积编码的码字输出不仅与当前时刻的信息符号输入有关，还与之前输入的信息符号有关。
本文主要是关于卷积码编码及译码实验的相关介绍，并着重分析阐述了基于卷积编码下的FPGA实现。
卷积编码卷积码的编码分为两类：前馈和反馈，在每类中又可分为系统和非系统形式。
我们这里只考虑非系统形式的前馈编码器。
‘
上图是WLAN 802.11a协议中采用的卷积编码器结构，输入比特k=1，输出n=2，存储器长度m=6，编码输出不仅与当前输入有关，还与存储器存储的之前的输入数据有关，具体由之前的哪些数据得到编码输出呢，由生成多项式确定其连接关系。
这里，生成多项式为g0=133（八进制）和g1=171（八进制）（右边是最高位），输出数据A的生成多项式为：
输出数据B的生成多项式为：
生成多项式确定了卷积编码器输出的连接关系。
根据多项式的系数，在相应项进行连接。
生成多项式写成二进制序列的形式分别为：g0 = ［1 0 1 1 0 1 1］和g1 = ［1 1 1 1 0 0 1］（右边是最高位）。
我们假设信息序列u，两个编码器输出序列分别为v（0）和v（1），编码器可以看成一个线性系统，系统的信道响应脉冲最多持续m+1个时间单元，编码输出可以写成编码输入与信道脉冲响应的卷积（即生成多项式），即
其中需要注意的是，所有的加法都是模2加运算。
卷积码编码及译码实验基本原理
1、卷积码编码
卷积码是一种纠错编码，它将输入的k个信息比特编成n个比特输出，特别适合以串行形。
卷积与RS级联编码的FPGA实现
Inputdata-2，outputdata-3，constraintlength-7，
Convolutioncode0-1001111，Convolutioncode1-1101101，
Data_out:outstd_logic-----卷积编码后的数据
rfd:outstd_logic;-------准备新数据进行编码
rdy:outstd_logic;------编码有效数据信号
2.3交织编码器的FPGA实现
在XILINX公司的集成开发环境ISE14.7中，通过直接调用已经封装好的Interleaver/De-Interleaver,可直接实现对数据的交织编码，实现思路如下：
本方案采用的编码效率是2/3，即每当输入2比特时，此编码器输出3比特的数据。
1.3交织编码器原理
移动通信的特点是发射的信号常常是连续的一段被干扰，但是卷积编码或CRC的纠错能力也只限定在纠正不连续的误码，如果出现了连续误码，则无法解决。为了解决这一问题，则必须使用交织编码技术，交织的目的就是把一个较长的突发性差错离散成随机差错。交织编码可以分为块交织，帧交织，随机交织，混合交织等。
m每个符号比特数；n码长n=2m-1；t纠错个数；d码距d=2t+1；k信息符号个数k=n-2t。
1.2卷积编码器原理
卷积码是纠错码中的又一大类,n个输出比特不仅与当前的k个输入信息有关，还与前（N-1）k个信息有关。通常将N称为约束长度，（有的书的约束长度Nn）。常把卷积码记为由3个（n，k，N）其编码效率为k/n。
本方案采用的RS(32,16)码编码器主要由有限域乘法器、有限域加法器、移位寄存器、开关和选择器实现,在XILINX公司的集成开发环境ISE14.7中，通过直接调用已经封装好的Reed-SolomonencoderCore,可直接实现对数据的RS编码，实现思路如下：
设计报告--014---交织—解交织的FPGA设计与实现
交织/解交织的FPGA设计与实现一．交织与解交织器的设计方案任意交织器的的交织与解交织的过程都可以总结为：交织是按顺序地址读入输入数据，按交织地址输出数据，即顺序写入，交织读出；解交织是按交织地址输入数据，按顺序地址读出数据，即：交织写入、顺序读出。
设计中利用一个存储器存储交织地址，这样做一方面在实现不同的交织器时。
图1 交织与解交织原理框图图1电路图的电路是由ROM模块、计数器、RAM模块和二选一选择器四个部分组成。
ROM模块用来存放交织地址；计数器用来产生顺序地址；RAM模块作随机存储器，用来输入输出数据；二选一数据选择器起地址过滤作用，当需要顺序的地址的时候，计数器的输出直接送到RAM地址总线；当需要交织地址时，计数器的输出直接送到ROM地址总线，再将ROM读出的交织地址作ROM 的地址线。
图中的交织与解交织控制信号是用来选择控制交织与解交织的过程；读信号和写信号对RAM模块进行读写控制[12]。
二．交织器各子模块的设计1．计数器模块计数器模块的作用是：为选择器提供顺序地址，为只读存储器提供顺序地址和读写控制信号。
只读存储器中存放着交织地址，但这并不是说只读存储器的输入输出方式是交织的，它的输出元素是交织的。
图2所示为计数器模块：图2 计数器模块上面的模块是由程序实现的程序的代码（见附录），上图中clk是时钟信号，clr是清零信号，ena是使能信号，q就是输出。
输出显示的是0-15这16位的数字。
主要的作用就是读顺序地址的，和后面的那个交织地址能够对应起来。
图3所示的是计数器模块的功能仿真波形：图3 计数器模块的功能仿真波形图3仿真波形中的clk，clr，ena，q，cout与图2中的是一样的。
当clk为时钟信号，clr是复位信号当clr为高电平的时候q的输出就为0，ena为使能信号，cout在q从0到15输出后出现一个高电平，在15的地方显示高电平。
2．选择器模块选择器主要就是起选择作用的，起到了地址过滤的作用，当需要顺序地址的时候计数器就直接读出来送到RAM的总线上去，然后按照输入的正常顺序读出来。
RS系列编译码器的设计与FPGA实现
RS系列编译码器的设计与FPGA实现RS系列编译码器是一种纠错编码器，用于在数字通讯系统中，对比特流进行纠错。
RS编译码器具有强大的纠错能力和低的延迟，因此被广泛应用于数据传输系统。
本文详细介绍了RS编译码器的设计与FPGA实现。
首先，本文介绍了RS编译码器的基本原理。
RS编译码器采用的是非二元域的有限域GF(q)的运算，其中q为素数幂。
RS 编码器基于Berlekamp-Massey算法实现，该算法能够快速求解改正错误多项式的系数，从而实现纠错功能。
RS译码器则基于Forney算法实现，该算法能够快速求出受损位置的错误位的值，从而实现修正错误的功能。
接着，本文详细介绍了RS编译码器的硬件设计。
RS编码器的设计涉及到加法器和乘法器的设计。
由于非二元域的加法和乘法不同于二元域，因此需要在硬件设计中进行特殊处理。
本文提出了一种快速乘法器的设计方法，通过分别实现GF(q)域的高32位和低32位的乘法，从而实现更快的运算速度。
此外，本文还设计了各种状态机、寄存器和时钟管理电路，以实现流水线操作和低延迟的运算。
最后，本文介绍了RS编译码器的FPGA实现。
本文使用Xilinx公司的FPGA器件，通过Verilog HDL语言进行编码，将RS编译码器实现在FPGA芯片上。
通过仿真和验证，本文证明了RS编译码器能够在FPGA芯片上进行快速的纠错和译码操作。
此外，本文还提出了一些可优化的设计，以进一步提高RS编译码器的性能和可靠性。
例如，可以对乘法器的位宽进行优化，选择更快的加法器实现方式等。
综上所述，本文介绍了RS编译码器的设计与FPGA实现。
RS 编译码器是数字通讯系统中常见的纠错编码器，本文所提出的设计和优化方法可以进一步提高RS编译码器的运算速度和可靠性。
保密通信中RS编解码的FPGA实现
保密通信中RS编解码的FPGA实现由于信道中存在干扰，数字信号在信道中传输的过程中会产生误码。
为了提高通信质量，保证通信的正确性和可靠性，通常采用差错控制的方法来纠正传输过程中的错误。
本文的目的就是研究如何通过差错控制的方法以提高通信质量，保证传输的正确性和可靠性。
重点研究一种信道编解码的算法和逻辑电路的实现方法，并在硬件上验证，利用码流传输的测试方法，对设计进行测试。
在以上的研究基础之上，横向扩展和课题相关问题的研究，包括FPGA实现和高速硬件电路设计等方面的研究。
纠错码技术是一种通过增加一定的冗余信息来提高信息传输可靠性的有效方法。
RS码是一种典型的纠错码，在线性分组码中，它具有最强的纠错能力，既能纠正随机错误，也能纠正突发错误。
在深空通信，移动通信以及数字视频广播等系统中具有广泛的应用，随着RS编码和解码算法的改进和相关的硬件实现技术的发展，RS码在实际中的应用也将更加广泛。
在研究中，对所研究的问题进行分解，集中精力研究课题中的重点和难点，在各个模块成功实现的基础上，成功的进行系统组合，协调各个模块稳定的工作。
在本文中的EDA设计中，使用了自顶向下的设计方法，编解码算法每一个子模块分开进行设计，最后在顶层进行元件例化，正确实现了编码和解码的功能。
本文首先介绍相关的数字通信背景；接着提出纠错码的设计方案，介绍RS(31, 15)码的编译码算法和逻辑电路的实现方法，RTL代码编写和逻辑仿真以及时序仿真，并讨论了FPGA设计的一般性准则以及高速数字电路设计的一些常用方法和注意事项；最后设计基于FPGA勺硬件电路平台，并利用静态和动态的方法对编解码算法进行测试。
通过对编码和解码算法的充分理解，本人使用Verilog HDL语言对算法进行了RTL描述，在Altera公司Cyclone系列FPGA平台上面实现了编码和解码算法。
其中，编码的最高工作频率达到158MHz解码的最高工作频率达到91MHz 在进行硬件调试的时候，整个系统工作在30MHz的时钟频率下，通过了硬件上的静态测试和动态测试，并能够正确实现预期的纠错功能。
卷积交织技术原理及其FPGA实现
ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｅ ｓ ｅ ｌ ａ ｉｎ ａ ｄ ｌｓ ｅ ｏ ｒ ｅ ｃ ｎ ｕ ｄ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｏ ａ ｙ ｒ ａｉ ｔ ｎ ｅ ｓｒ ｓ ｕ ｃ ｏ ｓ ｍｅ ． ｚ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｉ ｔ ｒ ｅ ｖ ｒ ｙ ｒ ｓ ｎ ｅ ｌ ａ ｅ ；ＦＩ Ｏ ； Ｆ ＲＡ Ｍ ； ＦＰＧＡ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｃｏ ｖ ｌ ｔｏ ａ ｎ ｅ ｌａ ｅ ｆｅ ｓ ｄ ｉ ｉ ｉａ ｏ ｍｕ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ Ｔｈ ｔ ｒｅ ｖ ｒ ｕ ｅ ｔ ｒ ｏ ｏ ｒ ｃ ｎ ｏ ｕ ｉ ｎ １ｉ ｔ ｒｅ ｖ ｒ ｉ ｏ ｔ ｎ ｕ ｅ ｎ ｄ ｇ ｔ ｌｃ ｍ ｓ ｎ ｃ ｔ ｙ ｔ ｍ． ｏ ｅ ｉ ｅ ｌａ ｅ ｓ ｄ ｗｉｈ ｅ ｒ ｒｃ ｒ ｅ — ｎ
２ Ｄｅ ｒ ｍ ｅ ． ｐａ ｔ ｎｔｏｆＯｐｔｃ ｌａ ｅ ｔ ｉａ ｕ ｐ ｅ ，ｔ ｃ ｄ ｍ ｙ ｏｆＥｑｕ ｐ ｅ ｍ ｍ ａ ｉａ ｎｄ Ｅｌｃ ｒｃ ｌＥｑ ｉ ｍ ｎｔ ｈｅ ａ ａ ｅ ｉ ｍ ｎｔＣｏ ｎｄ
＆ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂｅ ｉｇ１ １ １ ，Ｃｈｎ ） ｉｎ ０ ４ ６ ｊ ｉａ
０ 引 言
在 数字 通信 中 ， 由于 信道 固有 的噪声 特性 以及 衰 落特 性， 信息在 有干 扰信 道传输 时 ， 可避免 的会 发 生差 错 ， 不 为
可见光通信中RS编译码FPGA硬件算法及具体实现
５ ８
工 程 与材料 科 学 ／Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
第３ ５卷
可实现 木
胡鹏 飞 ， 沈 力 ， 宋茂 江 ， 杨 霏 ， 韩 锋
（ 贵州省计量测试 院 ， 贵卅 ｌ 贵阳
本 编码 译码 器具有参数可 变， 工作速 度高等特点 ， 并且 与 系统 中运行长度有 限码有一 定的搭 配协调性 ， 具有 良好 的纠错功 能。 关键词 ： 可见光协议 ， 参数可 变， 纠错
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — ６ ５ ６ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ － ０ ０ ５ ８ － ０ ５
基于TMS320C54X的RS+交织+卷积的级联纠错码
基于TMS320C54X的RS+交织+卷积的级联纠错码
罗爱国
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘要】纠错编码被广泛应用在各种数字通信、数字广播和数字存储系统中.随着单片机、DSP和FPGA等器件的发展,越来越容易在各种通用硬件平台上实现纠错编码.本文基于TI的54系列DSP,实现由常用RS码、卷积编码、Viterbi解码、交织技术构成的级联码,并提供编码原理和实现方案.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】罗爱国
【作者单位】解放军理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.RS+卷积级联码在超短波通信中的应用研究 [J], 戴鹏;聂明新
2.一种基于级联与交织纠错码方法的水印算法 [J], 陈丽萍
3.基于TMS320C54x系列DSP的卷积处理的实现 [J], 张淑贤;庄其仁;曾永西
4.RS＋卷积级联码抗脉冲干扰性能研究 [J], 赵文景;李新付
5.RS+交织+卷积码级联纠错的FPGA实现 [J], 邓宏贵;黎辉勇;李志坚
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
RS码、LDPC码级联编解码器的FPGA实现
本文重点研究了PCI9054接口芯片的功能和开发方法,设计了局部总线接口逻辑,实现了PCI总线接口功能,并为接口卡开发了相应的驱动程序和应用程序。测试表明,该设计能够正确实现读写功能。
该系统由接口控制模块、RS码编解码模块、交织\解交织模块、LDPC码编解码模块以及数据缓存、存储模块组成。实现了由主机端发起写数据,经FPGA处理器处理后进行存储,后再由主机端读出的逻辑功能。
级联编解码实现是本文的重点。本文通过对级联编码理论的研究,确定了含有交织器的串行级联方案。
在RS码编解码实现过程中,重点研究了RS码的译码算法;而在LDPC码的实现过程中,因其译码相对简单,故重点研究了编码算的实现,并采用了准循环构造编码方法设计了LDPC码编码器。各功能模块采用Verilog HDL语言编程实现,并通过了功能仿真验证。
RS码、LDPC码级联编解码器的FPGA实现
差错控制编码技术是现代通信技术中的关键技术之一,在移动通信、数字电视、计算机存储等数据通信系统中得到了广泛应用。在信道条件恶劣的情况中,常采用纠错能力更强的级联编解码方法,进行差错控制。
本课题以RS码、LDPC码级联编解码系统为研究对象,开发了基于PCI接口的级联纠错编解码系统接口卡。本文的主要研究内容是基于FPGA的RS码与LDPC码的级联实现以及PCI接口控制设计。
RS与卷积级联的编解码FPGA实现的开题报告
RS与卷积级联的编解码FPGA实现的开题报告一、研究背景在现代通信系统中，串行通信法已成为主流的传输方式之一。
为了提高串行通信系统的传输速率，卷积编码和RS编码被广泛应用于数字传输系统中。
卷积编码和RS编码是通过添加冗余来实现传输可靠性的编码技术。
这种编码技术常常被用于通过无线信道传输数据、数字电视传输、以及存储介质中数据的编码。
现有的编解码器通常由ASIC或FPGA实现，但是ASIC芯片的开发成本非常高，而且设计周期较长，不太适合中小规模的生产。
因此，基于FPGA的编解码器成为越来越受关注的领域，它们使用FPGA作为实现平台，可以更快地完成开发和测试，同时具有较低的开发成本。
为了进一步提高通信系统的可靠性和传输速率，一种常用的基于卷积编码和RS编码级联的编码技术被广泛应用。
这种编码技术是一种串级结构，即将卷积编码后的数据输入到RS编码器中。
卷积编码器通常使用Viterbi解码器进行解码，而RS编码器使用Berlekamp-Massey算法进行解码。
因此，本课题将研究并设计一种基于FPGA的卷积编码和RS编码级联的编解码器。
这种编解码器可以在FPGA上实现，并可以通过数字电路实现传输错误检测和纠正功能，从而提高传输的可靠性和传输速率。
二、研究内容和技术路线本课题主要研究基于FPGA实现的卷积编码和RS编码级联的编解码器，主要研究内容包括以下几个方面：1. 卷积编码和RS编码的原理和实现方法2. 卷积编码和RS编码级联的编码技术和实现方法3. 基于FPGA的卷积编码和RS编码级联的编解码器系统架构设计4. 基于DSP的Viterbi解码器和Berlekamp-Massey解码器设计与实现5. 硬件描述语言（HDL）的设计与实现6. FPGA实现与实验结果的分析和评估本课题的技术路线如下：(1) 设计基于FPGA的卷积编码和RS编码级联的编解码器系统架构，包括卷积编码器、RS编码器、串行输入缓存、串并转换器、Viterbi解码器和Berlekamp-Massey解码器等模块。
RS系列编译码器的设计与FPGA实现
摘要本文介绍了RS(255，223)编译码器的实现，其中RS编码器的设计中，利用有限域常数乘法器的特性对编码电路进行优化，将所有的乘法器转化为加法器。
RS译码器采用欧几里德算法，同时考虑到并行结构所需的硬件资源较多，译码器均采用串行结构实现。
这些技术的采用大大提高了RS编译码器的效率，在保证速度的同时最大限度地减少了资源占用。
关键词RS码；卷积码；欧几里德算法；FPGA1引言RS码是一种有很强纠错能力的多进制BCH码，也是一类典型的代数几何码。
它首先由里德(Reed)和索洛蒙(Solomon)应用MS多项式于1960年构造出来的。
它不但可以纠正随机差错，而且对突发错误的纠错能力也很强，因此广泛用于差错控制系统中，以提高数据传输的可靠性。
如今，RS(255，223)已被美国航天局和欧洲空间站在太空卫星通信的级联码系统中作为标准的外码以采用。
2RS(255，223)编码器设计2.1RS(255，223)编码原理RS(n，k)码是一种非二进制的BCH码，工程上的RS纠错编码方式为RS(255，223)，该码的基本特性如下：·码类型：系统码，非透明·码字长度：每个RS码字中包含n=2J-1=255个RS符号=255×8bit；·检验位数：n-k=2t·纠错能力：可纠任一个RS码字中的t=16个RS符号差错；·码最小距离：dmin=2t+1·码的符号：有限域GF（2J）中的元素，每个RS符号由J=8bit 构成，即GF（2）上的8维行向量；·码字中信息符号数目：k=n-2t=223个；·码字格式：d1d2d3…di…d223p1p2…pk…p32，其中di为第i个数据符号，pk为第k个校验符号；·域生成多项式：有限域GF(28)在其特征域GF(2)上的生成多项式为：F（X）=X8+X4+X3+X2+1 其中F（X）为域生成多项式，X 为多项式变量；·码生成多项式：g(x)=(x+a)(x+a2)...(x+a32) 式中，g(x)是码生成多项式；ai是GF(a8)中一个元素。
基于ME算法的RS译码器的设计和FPGA实现的开题报告
基于ME算法的RS译码器的设计和FPGA实现的开题报告一、研究背景纠错编码技术在数字通信系统中扮演着重要的角色。
其中，重要的一种纠错编码是RS码。
RS码是一种广泛使用的前向纠错码，它可以在数据传输的同时校验数据的正确性，并且能够纠正一定数量的错误。
RS 码可分为纠正码和检验码两种类型，其纠出能力由码的参数决定，通常称为n,k,t码。
为了实现RS码的快速译码，近年来研究者们提出了许多优化算法，其中ME算法应用最为广泛。
ME算法的优点在于可以通过硬件电路实现快速译码，同时保证译码的正确性。
二、研究内容和意义本文旨在设计一种基于ME算法的RS译码器，并在FPGA上进行实现。
首先进行ME算法的原理分析和搭配RS码中译码所需各种操作的流程分析。
然后设计一个合理的硬件结构，包括输入输出接口、ME算法模块、错误定位模块、修正模块以及时钟控制模块等，通过Verilog HDL语言进行FPGA实现，同时进行仿真验证，最终通过实验结果验证译码器的正确性和速度。
本文研究的基于ME算法的RS译码器具有广泛应用前景，可用于数字通信系统中的纠错编码、数字存储设备中的误码纠正等方面。
此外，本文的研究还可为后续的硬件优化和算法研究提供参考和支持。
三、研究方法和步骤1. 理论分析：对RS码和ME算法进行原理分析，分析译码所需的各种操作流程，并得出ME算法在RS译码中的实现方式。
2. 硬件设计：设计RS译码器的系统结构，包括输入输出接口、ME算法模块、错误定位模块、修正模块以及时钟控制模块。
3. Verilog HDL实现：使用Verilog HDL语言对译码器进行FPGA实现，完成逻辑电路设计、组合电路设计和时序电路设计。
4. 仿真验证：使用ModelSim仿真软件对设计的RS译码器进行验证，检测其功能是否正确。
5. 实验调试：使用FPGA开发板对RS译码器进行实际测试，通过实验结果对其性能和效果进行评估。
四、预期结果通过本文的研究，预期实现一个基于ME算法的RS译码器，并实现在FPGA中。
DVB系统中RS编解码器的FPGA实现
DVB系统中RS编/解码器的FPGA实现
Reed-Solomon（简称RS码）是一种具有很强的纠正突发和随机错误的信道
编码方式，在深空通信、移动通信、磁盘阵列以及数字视频广播（DVB）等系统
中具有广泛的应用。
本论文讨论如何采用一种串行无逆的Berlekamp-Massey（BM）算法，设计应用于DVB系统中的RS （204,188）信道编码/解码电路，并通过FPGA 的验证。
RS解码器的设计采用无逆BM算法,并利用串行方式来实现，不仅避免了求
逆运算，而且只需用3个有限域乘法器就可以实现，大大的降低了硬件实现的复
杂度，并且因为在硬件实现上，采用了3级流水线（pipe-line）的处理结构。
RS编码器的设计中,利用有限域常数乘法器的特性对编码电路进行优化。
这些技术的采用大大的提高了RS编/解码器的效率，节省了RS编/解码器所
占用资源。
布局布线后结果表明本文所设计的RS编码器的速度可达到66MHz；
解码速度可达到47MHz，电路规模为 4.6万门，包含有 3.2K的内部缓存FIFO的RS编/解码电路。
利用Xilinx公司的SpartanII系列的FPGA芯片进行了静态硬件验证。