非系统RS(31,19)编译码算法研究与FPGA实现

针对战术数据链系统低时延数据传输需求,提出一种适用于数据链系统的信道编码方案—非系统缩短码RS(31,19)。本文从MS多项式的观点讨论了非系统RS码的编码和译码算法,并对缩短RS码的编译码算法进行了研究。最后在FPGAEP3SE110上采用了一种改进的BM算法,成功实现RS(31,19)编译码复杂算法,有效提高了译码速度,简化了数据链系统硬件设计。     

通用并行CRC计算方法及FPGA实现

循环冗余校验(CRC)码是诸多信道编码方式中最常用的一种编码,也是一种检错概率高且容易硬件实现的检错码,因检错能力强、容易实现而得到广泛应用。首先,本文介绍了循环冗余校验的算法原理,分析了CRC校验码的具体运算过程;其次,本文在原算法的基础上提出一种高速并行CRC算法,并以CRC-CCITT为例,推导出8位并行运算的CRC-CCITT逻辑关系式;最后,本文根据推导的8位并行运算的逻辑关系式,描述了8位并行的CRC-CCITT硬件实现电路。将该算法与现有的查找表法的性能进行分析比较发现,该算法具有节省逻辑资源、运行速度快等特点。     

一种基于FPGA的3B4B编译码电路

mBnB码是光纤通信系统中常用的码型之一，本文介绍了一种简单实用的384B编码方法，并提出了用Altera开发系统的硬件描述语言VHDL实现全数字384B编译码电路的设计思想和方法，最后给出了波形仿真结果。在接收机中如何用全数字技术完成位同步信号提取是可研究的一个课题，本文给出了针对该编码方法的除数字锁相环之外的一种简单方便的VHDL语言设计方法。     

一种基于模运算和扩展欧几里得定理的喷泉码

针对中国剩余定理在模运算喷泉码译码过程中的固有不足,本文提出一种全新的基于扩展欧几里德定理的译码算法.该算法采用合并线性同余方程组,避免分解因子非互质情况下求解乘率因子失败的问题.模运算喷泉码将信息数据编码为自然数分解因子和相对应的模余数的数据包,接收方只要获取一定数目的编码数据包就能成功解码.基于扩展欧几里得定理的译码算法扩展了模运算喷泉码的分解因子范围,提高了编译码效率.本文通过理论分析和数值仿真证实了这种编译码算法的可行性.     

一种RS码译码器的硬件实现方法

提出了一种RS系统码译码器的硬件实现结构。译码器采用时域译码算法,主要包括有限域并行乘法器、BM迭代算法、适合于缩短码的钱氏搜索算法、错误值计算的硬件电路,其运算结构规则,具有一定的通用性,因此适合于VLSI实现。     

一种新的LDPC译码算法及其硬件实现

介绍了LDPC编译码技术,提出了分层修正最小和算法并对该算法进行了定点仿真和硬件实现.仿真结果和硬件实现表明,该算法性能优良并能降低迭代次数以提高吞吐量.     

高速光纤通信中的CRC-32算法的研究与实现

循环冗余校验CRC广泛用于各种数字通信中用以提高传输数据的可靠性,是通信领域最为常用的一种校验算法。针对高速的光纤通信,给出了一种参数模型可设置的32位CRC用于其数据校验,采用VHDL语言对算法完成建模与实现,并以ALTERA公司开发的EDA工具QuartusII9.1作为编译、仿真平台进行了仿真验证。电路的综合仿真结果表明,该设计完全满足高速,大容量的光纤通信数据校验要求。     

H.263编译码系统的DSP实现

本文主要介绍了用TMS320C6201实现低比特率视频压缩编码标准H.263的编译码系统。本文对H.263实现算法进行了研究,并针对DSP的结构特点,提出了多种改进措施以适应实时图像编译码与误码信道传输的要求,本文还给出硬件设计与软件的优化处理方法。     

光通信系统中基于伽罗华域乘群的QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于Galois域GF(q)乘群,提出了一种构造简单且编码容易实现的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,可灵活地调整码长、码率,且编译码复杂度低。用本文方法构造了适用于光通信系统的非规则QC-LDPC(3843,3603)码,仿真表明,与已广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,用本文方法构造的码具有更好的纠错性能,且其性能优于用SCG方法构造的LDPC码和规则的QC-LDPC(4221,3956)码,适合用于高速长距离光通信系统。     

高速数据通信及其差错控制研究

提出一种基于嵌入式时钟的高速数据通信方案及其差错控制编译码算法,并分析了性能。采用信道编码调制技术将时钟信息嵌入到高速串行数据流中,实现自同步传输,突破了外同步方式下传输距离和传输速率的上限,使远程传输带宽达3Gbps以上。针对高速调制信道的特点,在经典汉明码基础上引入交织技术,把可能存在的连续误码转为单个随机错误,简化了差错控制算法的复杂度,提高了编码效率和纠错性能。其编译码电路延时小、易实现、码率易控,方便高速数据通信系统应用,且能显著改善低信噪比条件下传输的可靠性。     

A novel BTC decoding algorithm based on the genetic algorithm in optical communication systems

Combining the advantages of both the genetic algorithm （GA） and the chase decoding algorithm, a novel improved decoding algorithm of the block turbo code （BTC） with lower computation complexity and more rapid decoding speed is proposed in order to meet the developing demands of optical communication systems. Compared with the traditional chase decoding algorithm, the computation complexity can be reduced and the decoding speed can be accelerated by applying the novel algorithm. The simulation results show that the net coding gain （NCG） of the novel BTC decoding algorithm is 1.1 dB more than that of the traditional chase decoding algorithm at the bit error rate （BER） of 10^-6. Therefore, the novel decoding algorithm has better decoding correction-error performance and is suitable for the BTC in optical communication systems.     

FSO中分层空时编码的误码性能

分层空时编码(BLAST)虽然具有极高的频谱效率,能成倍提高光通信系统的信息传输速率,但BLAST系统的误码率较大,严重影响了光通信系统的可靠性。在描述了湍流信道中多输入多输出(MIMO)系统的信道模型后,针对多进制脉冲位置调制(Q-PPM)技术,推导出了采用线性译码算法时分层空时码的极大似然判决准则及其误码率公式,并比较了最大似然译码算法、线性译码算法、串行干扰消除译码算法的误码性能。最后,利用仿真实验进行了验证。结果表明:在自由空间光通信(FSO)中,串行干扰消除译码算法的误码性能更接近最大似然译码算法的性能,明显优于线性译码算法。在4×4系统中,当误比特率为2×10-2时,相对于最小均方误差(MMSE)译码算法,最大似然译码算法和MMSE-SIC译码算法的信噪比分别改善了约14.5 dB和7 dB。理论分析与实验结果相一致。     

光通信中一种基于有限域循环子群的QC-LDPC码构造方法

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单,可以灵活选择码长、码率,并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QC-LDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能,比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QC-LDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。     

High rate concatenated coding systems using bandwidth efficienttrellis inner codes

High-rate concatenated coding systems with bandwidth-efficient trellis inner codes and Reed-Solomon (RS) outer codes are investigated for application in high-speed satellite communication systems. Two concatenated coding schemes are proposed. In one the inner code is decoded with soft-decision Viterbi decoding, and the outer RS code performs error-correction-only decoding (decoding without side information). In the other the inner code is decoded with a modified Viterbi algorithm, which produces reliability information along with the decoded output. In this algorithm, path metrics are used to estimate the entire information sequence, whereas branch metrics are used to provide reliability information on the decoded sequence. This information is used to erase unreliable bits in the decoded output. An errors-and-erasures RS decoder is then used for the outer code. The two schemes have been proposed for high-speed data communication on NASA satellite channels. The rates considered are at least double those used in current NASA systems, and the results indicate that high system reliability can still be achieved     

Turbo高速编译码技术研究

本文提出了一种高速Turbo编译码方法。从算法改进和结构改进技术两方面进行研究,以期解决现有译码算法难以实现高速这一问题。在结构改进技术方面,采用分块思想,将分量编码器分成两块并行处理,速度提高一倍;在算法改进技术方面,一方面针对目前存在的复杂度较低、性能次优的Radix-4 Max-Log-MAP译码算法,通过尺度因子的补偿,得到了译码性能较好的SF-Max-Log-MAP算法。另一方面采用了HDA停止迭代准则,有效地减少了译码时延。     

光通信系统中一种改进的LLR-BP译码算法

光通信系统中低密度奇偶校验(Low-density Parity-check,LDPC)码采用对数似然比置信传播(Log-likelihood Ratio Belief Propagation,LLR-BP)算法进行译码时,在高信噪比区域迭代译码过程中会出现变量节点外部信息振荡不收敛而导致译码纠错性能的降低.为满足光通信系统的要求,提出了一种削弱外部消息振荡的改进LLR-BP译码算法.该算法通过引入加权系数平衡前后两次迭代之间变量节点传递的外部信息,明显减缓了外部信息的振荡现象.仿真结果表明:与传统LLR-BP译码算法相比,该改进LLR-BP算法具有更佳的误码性能,同时降低变量节点外部信息振荡现象并加快了译码的收敛速度.     

大气弱湍流信道下松弛极化码译码方法

针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题,提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法,并将其用于自由空间光通信系统中,在大气弱湍流强度下进行了仿真分析.仿真结果表明:与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比,在误码率为10-4时,基于松弛极化...     

DVB-T中Viterbi译码器的设计及FPGA实现

Viterbi作为一种最大似然译码算法广泛应用在数字地面视频广播中,但由于其较高算法复杂程度,对实现高速低功耗时延小且逻辑结构简单的译码器带来了挑战。首先为了实现高速的Vit-erbi译码器,ACSU采用全并行结构,度量值的溢出控制采用取模归一化方法,并简化比较器。其次为了实现低功耗时延小且控制逻辑简单的Viterbi译码器,SMU采用改进的前向追溯结构,只用一组单口的RAM实现译码输出。该译码器在Xilinx Virtex6上实现并验证通过,并具有较好的译码性能。     

应用于40Gb/s DQPSK光通信系统的LDPC译码算法研究

针对40Gb/s差分正交相移键控(DQPSK)光通信传输系统,提出了低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码译码算法的信息初始化公式,改进了基于置信度传播(belief propagation,BP)的译码算法,并进行了相应的数值仿真和性能分析比较,得到了兼顾性能和译码复杂度的改进型译码算法。     

大气无线光通信系统中一种正交空时分组码编译方法

为了降低湍流对大气无线光通信的影响,提高无线光通信系统性能,提出了一种4发射天线、4接收天线的无线光多发射多接收系统模型,针对该模型设计了一种正交空时分组码(OSTBC)编译方法,并对该码的平均误比特性能进行了仿真分析。结果表明,该方案具有很大的分集优势,可获得的最大分集度为16,达到了4发4收系统所能获得的最大空间分集增益,同时该编码方法与传统的Alamouti方案一样能实现最大传输速率。通过对译码算法进行简单修改,OSTBC编译方法也可以应用在接收天线数目为1,2或3个的多光束发射和接收系统中。