卷积码Viterbi译码的FPGA实现

本文根据卷积码编码的方式,和Viterbi译码算法,认真分析了Viterbi译码算法各部分的功能、特点。采用硬件描述语言VerilogHDL,编写了（2,1,7）卷积码的编译码程序,进行了Viterbi译码器的FPGA设计。     

一种基于FPGA的Viterbi译码器优化算法

Viterbi译码是卷积码的最佳译码算法,针对Viterbi译码器实现中资源消耗、译码速度、处理时延和结构等问题,通过对Viterbi译码算法及卷积码编码网格图特点的分析,提出一种在FPGA设计中,采用全并行结构、判决信息比特与路径信息向量同步存储以及路径度量最小量化的译码器优化实现方案。测试和试验结果表明,该方案与传统的译码算法相比,具有更高的速度、更低的时延和更简单的结构。     

（2,1,7）卷积码编译码器的FPGA实现

卷积码是一种重要的前向纠错信道编码方式,其纠错性能常常优于分组码,且（2,1,7）卷积码已应用于现代卫星通信系统中。Viterbi译码算法能最大限度地发挥卷积码的优异性能。这里采用Verilog HDL语言设计出（2,1,7）卷积码的编码器模块和基于Viterbi算法的译码器模块,译码器采用全并行结构,译码速度快。阐述了编译码器各模块的设计原理,并在ModelSim给出各模块的仿真测试结果。同时对译码器进行纠错性能测试,测试结果表明该Viterbi译码器有良好的纠错性能。     

改进型全并行Viterbi译码器设计与实现

卷积码作为一种重要的前向纠错信道编码方式,广泛应用于现代无线通信系统之中。Viterbi译码方式在约束长度较小的前提下能够最大限度地发挥出卷积码的优异性能。对(2,1,5)最佳非系统卷积码的Viterbi译码器的误码率进行了Matlab仿真。针对传统Viterbi译码设计上的不足进行了改进和优化,给出了硬件实现的逻辑原理框图,并利用EDA设计工具基于FPGA来设计实现Viterbi译码模块。最后分析了译码器综合后的资源占用情况并通过时序仿真验证了译码可靠性。     

卷积码编码器和Viterbi译码器的FPGA实现

Viterbi译码是对卷积码的一种最大似然译码算法。主要介绍卷积码的Viterbi译码器的FPGA（现场可编程门阵列）实现方案。根据卷积码的特点,设计了用寄存器交换法存储幸存路径的模块,充分利用FPGA触发器资源丰富的优点。同时,为使系统在保持同等性能条件下可以高效率实现,对Viterbi译码实现中的数据溢出和输出判决部分进行了优化,处理的结果使得系统的性能和效率都有提高。本设计已基于FPGA实现,译码速度快、延时小。     

Viterbi译码器的应用及其硬件设计与实现

维特比译码器是人们广泛采用的卷积码的译码器,在IS-95,GSM,3GPP中都有广泛的应用.文中首先简单说明Viterbi译码算法原理,接着分析Viterbi译码算法设计及伪代码实现,根据TD-SCDMA卷积码编码方案,设计了一种采用软判决方式的维特比译码器,并采用合理的归一化方式,保证了计算路径值的过程中不会发生溢出.仿真表明:改进的译码器具有良好的性能.     

一种串行Viterbi译码器的FPGA设计与实现

介绍了基于超宽带（UWB）通信系统的（2，1，6）卷积码和Viterbi译码基本原理，设计了串行Viterbi译码器及各个子模块实现电路，采用Altera公司的Apex20ke系列FPGA来综合实现。完成了Viterbi译码器硬件设计。该设计使用串行结构，回溯算法，占用LEs仅2195个，与并行译码相比节省了约50％的硬件资源。     

基于FPGA的Viterbi译码器设计

卷积码及其Viterbi译码是现代通信系统中常用的一种信道编码方法。文中介绍了Viterbi译码算法的原理,分析了Viterbi译码器的结构,然后用Verilog语言设计了一种基于Altera公司EP3C120F780C8芯片的（2,1,7）Viterbi译码器,同时给出了时序仿真图。     

基于FPGA的卷积码Viterbi译码器性能研究

基于FPGA的卷积码Viterbi译码器,其性能与译码算法参数设置密切相关。在采用VHDL语言设计实现译码器的基础上,通过仿真,分析了Viterbi译码器参数的设置情况,就幸存路径长度、编码存储度等参数对FPGA译码器性能的影响进行了讨论,并给出了这些参数的最佳取值。对卷积码编译码参数设计具有较好的指导性和实用性。     

802.11b中卷积码和Viterbi译码的FPGA设计实现

卷积码是一种重要的信道纠错编码方式,其纠错性能通常优于分组码,目前(2,1,6)卷积码已广泛应用于无线通信系统中,Viterbi译码算法能最大限度地发挥卷积码的纠错性能。阐述了802.11b中卷积码的编码及其Viterbi译码方法,给出了编译码器的设计方法,并利用Verilog HDL硬件描述语言完成编译码器的FPGA实现。使用逻辑分析仪,在EP2C5T144C8芯片上完成了编译码器的硬件调试。     

An effective simplifying scheme for Viterbi decoder

A Viterbi decoding algorithm with a scarce-state transition-type circuit configuration, namely the probability selecting states (PSS) mode decoder, is presented. The algorithm has reduced complexity compared to a conventional Viterbi decoder. It is shown that this method has three advantages over the general Viterbi algorithm: it is suitable to the quick look-in code, it applies the optimum decoding in a PSS-type decoder, and it makes full use of the likelihood concentration property. The bit-error-rate (BER) performance of a r=1/2, k=7 (147,135) code and PSS-type Viterbi decoder approximates the optimum performance of the standard Viterbi decoder and reduces the hardware of the conventional Viterbi decoder to about half     

一种高速Viterbi译码器的设计与实现

Viterbi算法是卷积码的最优译码算法.设计并实现了一种高速(3,1,7)Viterbi译码器,该译码器由分支度量单元(BMU)、加比选单元(ACSU)、幸存路径存储单元(SMU)、控制单元(CU)组成.在StratixⅡ FPGA上实现、验证了该Viterbi译码器.验证结果表明,该译码器数据吞吐率达到231Mbit/s,在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的误码率十分接近理论仿真值.与同类型Viterbi译码器比较,该译码器具有高速、硬件实现代价低的特点.     

基于级联码的信道编译码设计与FPGA实现

介绍了RS(255,223)码级联卷积(4,3,3)码编译码器的实现,对于编码和译码端不同的结构特点.分别采用并行和串行结构实现.其中RS译码采用欧几里德算法,卷积译码采用维特比算法.同时给出了该编译码器的FPGA实现,按照自上而下的设计流程,在保证速度的同时最大限度地减少了资源占用.     

基于FPGA的高速Viterbi译码器设计与实现

Viterbi算法是卷积码最常用的译码算法,在卷积码约束长度较大,译码时延要求较高的场合,如何实现低硬件复杂度的Viterbi译码器成为新的课题。本文提出新颖的Viterbi路径权重算法、双蝶形译码单元结构、高效的状态度量存储器等技术,使Viterbi算法充分和FPGA灵活原片内存储和逻辑单元配置方法相结合,发挥出最佳效率。用本算法在32MHz时钟下实现的256状态的Viterbi译码器译码速率可达400Kbps以上,且仅占用很小的硬件资源,可以方便地和Furbo译码单元等集成在单片FPGA,形成单片信道译码单元。     

一种基于FPGA的Viterbi译码器的研究与设计

针对通信系统中传统维特比(Viterbi)译码器结构复杂、译码延时大、资源消耗大的问题,提出了一种新的基于FPGA的Viterbi译码器设计。结合(2,1,7)卷积编码器和Viterbi译码器的工作原理,设计出译码器的核心组成模块,具体采用3比特软判决译码,用曼哈顿距离计算分支度量,32个碟型加比选子单元并行运算,完成幸存路径和幸存信息的计算。幸存路径管理模块采用Viterbi截短译码算法,回溯操作分成写数据、回溯读和译码读,以改进的流水线进行并行译码操作,译码延时和储存空间分别降低至和。     

Low-Power State-Parallel Relaxed Adaptive Viterbi Decoder

Although it possesses reduced computational complexity and great power saving potential, conventional adaptive Viterbi algorithm implementations contain a global best survivor path metric search operation that prevents it from being directly implemented in a high-throughput state-parallel decoder. This limitation also incurs power and silicon area overhead. This paper presents a modified adaptive Viterbi algorithm, referred to as the relaxed adaptive Viterbi algorithm, that completely eliminates the global best survivor path metric search operation. A state-parallel decoder VLSI architecture has been developed to implement the relaxed adaptive Viterbi algorithm. Using convolutional code decoding as a test vehicle, we demonstrate that state-parallel relaxed adaptive Viterbi decoders, versus Viterbi counterparts, can achieve significant power savings and modest silicon area reduction, while maintaining almost the same decoding performance and very high throughput     

CELL/B.E.的高性能维特比译码

Viterbi decoding is widely used in many radio systems. Because of the large computation complexity, it is usually implemented with ASIC chips, FPGA chips, or optimized hardware accelerators. With the rapid development of the multicore technology, multicore platforms become a reasonable choice for software radio （SR） systems. The Cell Broadband Engine processor is a state-of-art multi-core processor designed by Sony, Toshiba, and IBM. In this paper, we present a 64-state soft input Viterbi decoder for WiMAX SR Baseband system based on the Cell processor. With one Synergistic Processor Element （SPE） of a Cell Processor running at 3.2GHz, our Viterbi decoder can achieve the throughput up to 30Mb/s to decode the tail-biting convolutional code. The performance demonstrates that the proposed Viterbi decoding implementation is very efficient. Moreover, the Viterbi decoder can be easily integrated to the SR system and can provide a highly integrated SR solution. The optimization methodology in this module design can be extended to other modules on Cell platform.     

基于IP核的Viterbi译码器实现

Viterbi译码器在通信系统中应用非常普遍,针对采用DSP只能进行相对较低速率的Viterbi译码的问题,人们开始采用FPGA实现高速率Viterbi译码。本文首先简单描述了Viterbi译码的基本过程,接着根据Viterbi译码器IP核的特点,分别详细介绍了并行结构、混合结构和基于混合结构的增信删余3种Viterbi译码器IP核的主要性能和使用方法,并通过应用实例给出了译码器IP核的性能仿真。