DSP卷积码的维特比译码的分析与实现要点

编号：

《DSP技术与应用》课程论文卷积码的维特比译码的分析与实现

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作者学号：___ ______

所在学院：

所学专业：_____ ___

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论文完成时间： _

目录

摘要： (1)

0 前言 (2)

1 理论基础 (2)

1.1信道理论基础 (2)

1.2差错控制技术 (3)

1.3纠错编码 (4)

1.4线性分组码 (5)

2 卷积码编码 (7)

2.1 卷积码概要 (7)

2.2 卷积码编码器 (8)

2.3卷积码的图解表示 (8)

2.4 卷积码的解析表示 (11)

3 卷积码的译码 (14)

3.1 维特比译码 (15)

3.2 代数译码 (17)

3.3 门限译码 (18)

4 维特比译码器实现 (18)

4.1 TMS320C54 系列DSP概述 (18)

4.2 Viterbi译码器的DSP实现 (19)

4.3 实现结果 (21)

5 结论 (21)

参考文献 (22)

II

卷积码的维特比译码的分析与实现

摘要：

针对数据传输过程中的误码问题，本文论述了提高数据传输质量的一些编码及译码的实现问题。自P.Elias 首次提出卷积码编码以来，这一编码技术至今仍显示出强大的生命力。在与分组码同样的码率R 和设备复杂性的条件下，无论从理论上还是从实际上均己证明卷积码的性能至少不比分组码差，且实现最佳和准最佳译码也较分组码容易。目前，卷积码已广泛应用在无线通信标准中，其维特比译码则利用码树的重复性结构，对最大似然译码算法进行了简化。本文所做的主要工作：

首先对信道编码技术进行了研究，根据信道中可能出现的噪声等问题对卷积码编码方法进行了主要阐释。

其次，对卷积码维特比译码器的实现算法进行了研究，完成了译码器的软件设计。

最后，结合实例，采用DSP芯片实现卷积码的维特比译码算法的仿真和运行。

关键词：

卷积码维特比译码DSP

Convolutional codes and Viterbi decoding analysis and

realization

Zhang Yi-Fei

(School of Physics and Electronics, Henan University, Henan Kaifeng 475004, China)

Abstract:

Considering the error bit problem during data transmission,this thesis discussed some codings and decoders,aiming at enhancing transmission performance. From P.Elias first gave the concept of convolutional code, it has show its’ great advantage. Under the same condition and the same rate of block code, the performance of convolutional code is better than block code, and it’s easier to implement the best decoding.Convolutional codes have been widely used in wireless communication standards, the Viterbi decoding using the repetitive structure of the code tree, the maximum likelihood decoding algorithm has been simplified. Major work done in this article: First, the channel coding techniques have been studied, the main interpretation of the convolutional code encoding method according to the channel may be noise and other issues.

Secondly, the convolutional code Viterbi decoder algorithm has been studied, the software design of the decoder.

Finally, with examples, simulation and operation of the DSP chip convolutional codes, Viterbi decoding algorithm.

1

Key words:

convolutional code Vltebri decoder DSP

0 前言

随着数据处理、计算机通信、卫星通信以及高速数据通信网的飞速发展，用户对数据传输的可靠性提出了越来越高的要求，因此如何在保证数据传输速率的前提下，提高传输数据的可靠性，就成为一个迫切需要解决的问题。数字信号在传输过程中不可避免的要受到干扰的影响，因而信息数据会发生误码。

严重时会干扰系统的正常工作。根据干扰对数据传输影响的不同干扰可分为随机干扰和突发干扰。其中，电子热噪声产生的干扰可以看作是随机的高斯白噪声，它对信道主要的影响是产生码元的随机错误。脉冲干扰和同频干扰对信道的影响会产生码元的突发错误，如连续出现多个。或多个I。其他干扰如衰落和多径干扰对信道同时产生随机和突发错误两种影响。

要提高系统数据传输的可靠性，可以在分析其来源的基础上，尽可能对各干扰源采取对应措施使之减小干扰，同时可以改善信道性能，增加接收端的信噪比或是采用抗干扰能力强的调制解调方式。在上述条件己确定时，针对某一特定的通信系统，应分析信道干扰产生的主要原因，有针对性的应用纠错或检错编码以及相应的技术如反馈重传等来提高传输数据可靠性的方法，即在数据传输时进行差错控制。

目前，信道编码的应用几乎遍及数据通信的各个方面，关于信道编码的理论和应用研究也有了新的发展。

1 理论基础

1.1信道理论基础

通信的目的是传输信息。通信系统一般由信源，信道，信宿组成。信道是一种物理媒质，用来将来自发送设备的信号传送到接收端。信道既给信号以通路，也会对信号产生各种干扰和噪声。数字信号在传输的过程中，由于信道传输特性不理想以及加性噪声的影响，导致信号波形失真，接收端会不可避免地产生错误判决。

按照加性干扰引起的错码分布规律的不同，信道可以分为三类，即随机信道、突发信道和混合信道。在随机信道中，错码的出现是随机的，而且错码之间是独立统计的。例如，由高斯白噪声引起的错码就具有这种性质。在突发信道中，错

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