一种高速Viterbi译码器的优化设计及Verilog实现

文章设计了一种高速Viterbi译码器，该设计基于卷积码编码及其Viterbi译码原理，完成了Viterhi译码的核心单元算法的优化，并采用Verilog语言编程实现了卷积码编码器和译码器。仿真和综合的结果表明本文设计的译码器速率达50Mbit／s，同时译码器的电路规模也通过算法得到了优化。     

(2,1,7)维特比译码器结构优化设计与实现

对于维特比译码器设计与实现时速度的制约问题,通过优化加、比、选各单元模块结构,采用模归一化路径度量值和全并行的ACS结构,简化了ACS硬件实现的复杂度并极大地提高了运算速度,为了提高数据吞吐率,幸存路径存储与回溯单元使用4块SRAM优化数据的存储、回溯和译码。利用TSMC0.18逻辑工艺,实现了一种回溯度为64、3bit软判决的(2,1,7)维特比译码器,在1.98V,125℃操作环境下,使用DesignCompiler逻辑综合后静态时序分析,显示数据最大吞吐率为215Mb/s,Astro自动布局布线后的译码器芯片内核面积为1.56mm2,功耗约为103mW。     

大约束度Viterbi译码器中路径存储单元的设计

维特比(Viterbi)译码器由于其优良的纠错性能,在通信领域有着十分广泛的应用。用FPGA实现Viterbi译码算法时,其硬件资源的消耗与译码速度始终是相互制约的两个方面,通过合理安排加比选单元和路径度量存储单元可有效缓解这一矛盾。基于基4算法所提出的同址路径度量存储管理方法能在提高译码速度同时有效降低译码器的硬件资源需求。     

一种基于滑窗回溯多标准Viterbi译码器

为满足当前通信系统中存在的多种通信标准要求,提出了一种基于滑窗回溯的多标准Viterbi译码器。与其他Viterbi译码器相比,该译码器在支持任意长度序列译码的基础上,实现了1/2、1/3和1/4三种不同码率的配置,并适配5~9五种可变约束长度。此外,该译码器还具有软判决和硬判决两种判决模式,其中软判决采用8 bit有符号数量化。在对路径度量防溢出及幸存路径管理等模块进行优化后,该译码器能够在不显著增加延迟的前提下,具有更优异的工作性能。实验结果表明,该译码器可以根据设置的参数适用多种通信标准,并得到更好的误码性能。     

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。     

高速维特比译码器的设计

本文实现了高速(2,1,7)卷积码的维特比译码器。该译码器针对加比选(ACS)模块采用并行化结构设计,并且在解码器的各个部分,在不影响译码性能的前提下,采用了一系列的简化设计,从而使译码器输出数据的速率达到160Mbps。     

Viterbi译码器ACS单元的一种新设计

通过研究几种高速Viterbi译码器的ACS(加比选)单元的结构,提出一种ACS单元新的设计方法.设计中采用Radix-4网格结构,能提高译码器的吞吐量;而简单的逻辑可以有效降低译码器的资源占用率.     

维特比译码器的路径度量存储更新方法

采用一种新的方法较好地解决了维特比译码器的路径度量存储更新问题,详细介绍了状态地址的映射、加比选(ACS)单元计算顺序的调度、地址产生器的设计,并给出一个64状态8个ACS的维特比译码器的度量存储更新的实例,该方法具有互联面积小、控制逻辑简单和硬件资源消耗少的特点。     

一种维特比译码器的矩阵实现方案

本文针对(2,1,l)卷积码提出一种维特比矩阵译码算法,通过引入整形、合并和动态选择等辅助模块,实现了所有环节的矩阵处理,构建出具有单一结构的并行译码器。由于只需要更改一部分模块的内部参数便可获得不同卷积码译码器,因此非常有利于分析和设计。仿真实验表明,在运算量更少的情况下,矩阵译码器可以取得接近最优的译码性能。     

Viterbi Decoder ACS单元中路径度量值存储空间的优化

ACS单元的设计及路径度量(PM)值的存储是Viterbi Decoder硬件实现的重要部分之一。介绍了一种码率为1/2的硬判决Viterbi Decoder的ACS部分的硬件实现方法。采用了一种全新的设计与存储方式,即原位运算旋转地址的方式,极大地节省了在ACS运算过程中用以存储路径度量值的RAM空间,大量的实验证明,设计的译码器在资源消耗上有较大优势。     

Generalized trace-back techniques for survivor memory management in the Viterbi algorithm

In this article, we have studied time-efficient schedule and fault-tolerant design of partitioned array processors for neural networks. First, we have applied the locally-sequential-globally-parallel (LSGP) partitioning scheme to decompose large-size neural network algorithms so that they can be mapped into array processors of smaller size. Then we have derived an optimal latency schedule, i.e., for the same decomposition the schedule outperforms any other schedule, in terms of overall execution time. We have further proposed an algorithm-based fault tolerance (ABFT) method to guarantee higher reliability for the array processor implementation.     

MIMO-OFDM中的高阶Viterbi译码器的研究

对MIMO—OFDM系统和Viterbi译码器算法作为最流行的卷积码解码方案进行了探讨。对Viterbi译码器进行进一步的优化设计以及降低其复杂性和功耗等方面的问题进行了探讨。提出用分支对称的特性来进一步降低Viterbi译码器的计算复杂度。     

An Efficient In-Place VLSI Architecture for Viterbi Algorithm

This paper presents a novel design of Viterbi decoder based on in-place state metric update and hybrid survivor path management. By exploiting the in-place computation feature of the Viterbi algorithm, the proposed design methodology can result in high-speed and modular architectures suitable for those Viterbi applications with large constraint length. This feature is not only applied to the design of highly regular ACS units, but also exploited in the design of trace-back units for the first time. The proposed hybrid survivor path management based on the combination of register-exchange and trace-back schemes cannot only reduce the number of memory operations, but also the size of memory required. Compared with the general hybrid trace-back structure, the overhead of register-exchange circuit in our architecture is significantly less. Therefore, the proposed architecture can find promising applications in digital communication systems where high-speed large state Viterbi decoders are desirable.     

A Viterbi Decoder with Efficient Memory Management

This paper proposes a new architecture for a Viterbi decoder with an efficient memory management scheme. The trace‐back operation is eliminated in the architecture and the memory storing intermediate decision information can be removed. The elimination of the trace‐back operation also reduces the number of operation cycles needed to determine decision bits. The memory size of the proposed scheme is reduced to 1/(5×constraint length) of that of the register exchange scheme, and the throughput is increased up to twice that of the trace‐back scheme. A Viterbi decoder complying with the IS‐95 reverse link specification is designed to verify the proposed architecture. The decoder has a code rate of 1/3, a constraint length of 9, and a trace‐forward depth of 45.     

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译码器以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.