【精品】PPT课件 Viterbi译码
卷积码的译码ppt
所谓“最佳”是指具有最大后验条件概率
P(C
/
R)
max[ j
P(C
j
/
R)]
(5-34)
信道模型一般只告知先验的转移概率，因此必须
通过贝叶斯公式找出先、后验两种概率间关
P(C j
/ R)
P(C j )P(R / C j ) P(R)
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自适应Viterbi译码器技术
自适应Viterbi译码器技术摘要：随着现代通信技术的迅速发展，高速和高可靠性成为衡量信息传输质量的关键指标。
信道编码技术能够对信道差错进行控制，降低误码率，实现可靠性通信，具有重要的军事和民事意义。
Viterbi译码算法及其实现技术是信道编码技术的一个重要组成部分，但是其存在自身的缺陷或不足。
Viterbi译码算法的译码性能将会随着码的相关长度k增加而提高，但其实现的复杂度将以2k的比例增长。
本文提出了一种自适应Viterbi译码算法——IA VA(Improved Adaptive Viterbi Algorithm)。
该算法利用信噪比评估模块自适应地调整门限值的高低，并利用复杂度评估模块自适应地改变译码器的基状态数，从而合理利用硬件资源。
当译码器工作于低信噪比环境中时门限被自动调高，保证译码性能的同时适当减少了译码器的复杂度；当工作于高信噪比环境中时门限被自动调低，此时译码器复杂度得到锐减，译码模式将切换到基-4模式从而提高了译码速度，因此在大动态信噪比环境下该算法具有优越的性能。
关键词：信道编码；自适应Viterbi译码；Viterbi译码；卷积码The Technology of Adaptive Viterbi DecodingYIN Qinghong，XU Xin，LI Nan，SUN Zhao Lin(College of Electronic Science and Engineering, National University of Defense and Technology, Changsha410073, China )Abstract: With the development of modern communication technology, high speed and high stability have come into being two key factors when measuring the quality of information tansmission. The technology of channel encoding, which can control the channel errors, reduce the code error rate, and ensure the stable communication, has a deep meaning in military affairs and civil applicaton. The Viterbi decoding algorithm and the methd of its implementation are important parts of the channel encoding. However, they have their own limitation as well. In 1 the algorithm of Viterbi decoding, while the performance of decoding is improved with the increasing of length of the convolutional encoding , the complexity to implement it increases at the rate of 2k. A modified Viterbi decoding arithm IA V A is put forward. In the algorithm, while a SNR evaluating module is utilized to automatically adjust the gate-vaule, a complexity evaluating module is used to automatically adjust the decoder’s radix mode, through which, the resource is reasonably used. When working at the condition of low SNR, the gate-vaule is increased automatically. This way, reduces the decoding complexity while ensuring the good performance at the same time. When working at the condition of high SNR, the gata-vaule is decreased automatically to reduce thedecoding complexity. In this working condition, the decoding mode is changed to radix-4 mode, which resultes in a rapid improvement in the decoding speed, thus the algorithm has a good performance in the condition of wide dynamic SNR.Key words:channel encoding, adaptive Viterbi decoding, Viterbi decoding, convolutional encoding1. 引 言在高斯白噪声通道通信中，对于卷积译码Vterbi 译码算法是一种最优的解码算法。
译码器及译码显示课件
显示器选择
根据显示需求选择合适的显示器，如LED显示屏、LCD显示屏等， 考虑分辨率、亮度、色彩等方面。
性能参数
比较不同产品性能参数，如响应时间、稳定性、寿命等，选择符合实 际需求的设备。
译码器与显示器的接口连接
接口类型
了解译码器与显示器支持的接口类型，如TTL、 RS232、USB等，确保接口匹配。
译码器及译码显示 课件
目录
• 译码器概述 • 常见译码器芯片 • 译码器应用实例 • 译码显示技术 • 译码器与显示器的选择与使用
01
CATALOGUE
译码器概述
译码器的定义与功能
定义
译码器是一种多输入、多输出的 组合逻辑电路，用于将输入的二 进制代码转换为相应的输出信号 。
功能
译码器的主要功能是根据给定的 输入地址，将对应的存储单元或 电路驱动，从而实现数据的读取 、写入或控制操作。
优点
结构简单，使用方便，能够实现多路选择功能。
3
缺点
仅适用于3位二进制代码译码，扩展性有限。
用74HC4040实现BCD到7段显示译码
应用实例
在数字显示系统中，使用74HC4040驱动7段数码管 显示数字。
优点
能够直接驱动7段数码管，显示效果好。
缺点
仅适用于BCD码到7段数码管的译码，应用范围较窄 。
02
CATALOGUE
常见译码器芯片
74HC138译码器
一个3线-8线译码器，具有使能输入端，可以控制译码器在有 效电平下工作。
74HC138是一个3线-8线译码器，具有3个使能输入端和8个 输出端。当使能输入端处于有效电平时，译码器将输入的3位 二进制代码译码为对应的输出信号。这种译码器常用于地址 解码、数据分路等应用中。
最新-高速Viterbi译码器的优化和实现 精品
高速Viterbi译码器的优化和实现摘要大约束度卷积码作为信道纠错编码在通信中得到了广泛的应用，而其相应的译码器硬件复杂度大，限制了译码速度。
分析了译码器的结构，优化了各模块，合理地组织了存储器结构，简化了接口电路。
用实现译码器，提高了译码器速度。
关键词卷积码译码路径度量存储实现算法是一种基于最大后验概率的卷积译码算法，应用广泛。
的-95标准和3标准将卷积码作为高速实时数据传输的信道纠错编码，使译码器成为移动通信系统的重要组成部分。
为保证纠错性能，卷积码结束度一般选择比较大的，在3中规定约束度=9。
出于实时性的考虑，移动通信系统中对译码时延的要求比较高，需要高速译码器的支持。
可是译码算法的复杂度、所需存储器容量与结束长度成指数增长关系，成为限制译码器速度的瓶颈。
译码器每解码一位信息位就需对2-1个寄存器的状态进行路径度量，并对相应的存储单元进行读写。
这种情况下，可以采用状态路径存储单元分块的方法，以提高其译码性能，缺点是单元与存储器之间的接口电路十分复杂，不易实现。
本文分析和优化了译码器的结构，提出了一种实现方案，简化了接口电路，提高了速度。
用这种结构实现的单片集成译码器译码速率达350、时钟频率30。
以下先分析译碱器总体结构，然后对各模块设计和实现做详细说明。
1算法简述及译码器结构本文采用3标准规定的=9，码率=12的753,561卷积码，卷积编码器送出的码序列，经过信道传输后送入译码器的序列为。
译码器根据接受序列，按最大似然准则力图找出正确的原始码序列。
译码过程可用状态图表示，图1表示2个状态的状态转移图。
,和+2,表示时刻的两个状态。
在+1时刻，这两个状态值根据路径为0或者1，转移到状态2+1和2+1,+1。
每一种可能的状态转移都根据接收到的有噪声的序列计算路径度量，然后选择出各个状态的最小度量路径幸存路径。
算法就是通过在状态图中寻找最小度量路径向前回溯步，最后得到的即为译码输出。
本设计采用600芯片，在公司的-仿真环境下，用语言完成，并用的4综合实现。
简单的维特比译码
L1=M1/N1;%译码输出码长
%w=zeros(1,M1); %w表示判决输出；
%for mm=1:M1
% if abs(r(mm))>1
% w(mm)=1 ;
%else w(mm)=0;
% end
for k=1:L1 %输出序列码长
for st=1:numStates %状态
for i=0:numInputs-1 %当前输入
dout=dec2bin(trellis.outputs(st,i+1),N1)-48;
dist=sum((r((k-1)*N1+1:k*N1)-dout).^2); %计算汉明码距
next_metric(nextState)=x;
sur_path(nextState,1:k)=[path(st,1:k-1) i];
else
if x<next_metric(nextState) % 择优路径
cur_metric=zeros(1,numStates)+Inf;%汉明码距
cur_metric(1)=0;
next_metric=-ones(1,numStates);%下一状态码距
path=zeros(numStates,L1);
sur_path=zeros(numStates,L1);
next_metric=-ones(1,numStates);
path=sur_path; %最佳路径
end
out1=path(1,:); %输出
next_metric(nextState)=x;
sur_path(nextState,1:k)=[path(st,1:k-1) i];
卷积编码和Viterbi译码
卷积编码和Viterbi译码摘要本文的目的是向读者介绍了前向纠错技术的卷积编码和Viterbi译码。
前向纠错的目的（FEC）的是改善增加了一些精心设计的冗余信息，正在通过信道传输数据的通道容量。
在添加这种冗余信息的过程称为信道编码。
卷积编码和分组编码是两个主要的渠道形式编码。
简介前向纠错的目的（FEC）的是改善增加了一些精心设计的冗余信息，正在通过信道传输数据的通道容量。
在添加这种冗余信息的过程称为信道编码。
卷积编码和分组编码是两个主要的渠道形式编码。
卷积码串行数据操作，一次一个或数位。
分组码操作比较大（通常，多达几百个字节的情侣）消息块。
有很多有用的分组码和卷积多种，以及接收解码算法编码信息的DNA序列来恢复原来的各种数据。
卷积编码和Viterbi译码前向纠错技术，是一种特别适合于在其中一个已损坏的发射信号加性高斯白噪声（AWGN）的主要通道。
你能想到的AWGN信道的噪声，其电压分布也随着时间的推移，可以说是用高斯，或正常，统计分布特征，即一钟形曲线。
这个电压分布具有零均值和标准差这是一个信号与噪声比接收信号的信噪比（SNR）函数。
让我们承担起接收到的信号电平是固定的时刻。
这时如果信噪比高，噪声标准偏差小，反之亦然。
在数字通信，信噪比通常是衡量Eb /N的它代表噪声密度双面能源每比特除以之一。
卷积码通常是描述使用两个参数：码率和约束长度。
码率k/n，是表示为比特数为卷积编码器（十一）信道符号卷积编码器输出的编码器在给定的周期（N）的数量之比。
约束长度参数，钾，表示该卷积编码器的“长度”，即有多少K位阶段提供饲料的组合逻辑，产生输出符号。
K是密切相关的参数米，这表明有多少位的输入编码器周期被保留，用于编码后第一次在卷积编码器输入的出现。
的m参数可以被认为是编码器的记忆长度。
在本教程中，并在此示例的源代码，我集中精力率1 / 2卷积码。
Viterbi译码是一种两个卷积编码与解码，其他类型的算法类型的顺序解码。
经典：维特比译码精讲
编码器相关术语
(m,k,n)码，约束长度m，每次移位的比特k，码速率k/n, 状态S=(σ1 σ2 σ3 σ4)，共2km钟状态
3
卷积码的状态转移图与栅格描述
[例1] (2,1,2)码的状态向量为σ=(σ2σ1)，共有4种状态 S0=(0,0),S1=(1,0),S2=(0,1),S3=(1,1)，如图所示。
状态图不能反映出状态转移与时间的关系 栅格图/篱笆图：将开放型的状态转移图按时间顺序
级联形成一个栅格图。 编码路径：状态序列σ在栅格图中形成的一条有向路
径。 当有向路径始于全“0”状态S0，又终于S0时，表明此
时编码器又回到全“0”状态，
8
卷积码的状态转移的栅格描述
红实线表示U=0时输入产生的转移分支； 黄虚线表示U=1时输入产生的转移分支。
从 S0 状态有两个分支，它们是 00 和 11，R0与这两个分支
比较，比较的结果和到达的状态如表 6.4.2 所示：
表 6.4.2
1
S0
幸存路径 第 0 分支的距离 到达状态
1
S1
00
1
S0
11
1
S1
S2
每个状态/节点都有两个存储器： 路径存储器：存储该状态的部分路径；
S3
R= 10
(2,1,2)码栅格图第一步
19
维特比译码的基本原理
对本例而言，按上述算法进行到第十一个分支后，四条路径 的前面分支都合并在一起。所以，只要译码深度足够，就可 达到较低的错误概率。一般，约为 (5~6)mn，所以，维特比译 码的延时可达 (5~6)m 个单位时刻（每个单位时刻为 n 个码元 长度）就可以对第0个接收码组的信息元进行判决。依此类推， 对接收序列中的诸码组进行译码。
卷积码的Viterbi译码设计设计
摘要在数字通信系统中，通常采用差错控制编码来提高系统的可靠性。
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。
目前，卷积码已广泛应用在无线通信标准中，如GSM，CDMA2000和IS-95等无线通信标准中。
针对N-CDMA数据传输过程中的误码问题,本文论述了旨在提高数据传输质量的维特比译码器的设计。
虽然Viterbi译码复杂度较大，实现较为困难，但效率高，速度快。
因此本文着重分析和讨论了1/2速率的（2,1,9）卷积码编码和其Viterbi译码算法。
深入研究卷积码编码原理和Viterbi算法原理后，提出了（2,1,9）卷积码编码以及Viterbi算法的初始化、加—比—选和回溯设计方案，运用查表的方法,避免了大量繁琐计算,使得译码简洁迅速,译码器的实时性能良好。
并充分利用TMS320C54X系列DSP芯片，用汇编语言完成了（2,1,9）卷积码编码和Viterbi 译码的程序。
关键词：差错控制编码、卷积码、Viterbi译码、TMS320C54X、DSPAbstractIn digital communication systems, error control coding is usually used to improve system reliability. Since P.Elias put forward the convolutional coding the first time, the coding is still showing strong vitality.,has become widely used in satellite communications, wireless communications and many other communication systemsas a kind of channel coding method. such as GSM, CDMA2000 and has been a wireless communication standards of IS-95.In view of the error problem in the process of N-CDMA data transmission, this paper discusses the aims to improve the quality of data transmission of victor design than the decoder.Although Viterbi decoding complexity is bigger, more difficult to achieve, but high efficiency and fast speed. So this article emphatically analyzed and discussed the 1/2 rate (2,1,9) convolution code coding and its Viterbi decoding algorithm. In-depth study on principle of convolution code coding and Viterbi algorithm, proposed the convolution code coding and Viterbi algorithm (2,1,9) initialization, add - than - choose and back design, using look-up table method, to avoid a large amount of tedious calculation, the decoding and quick, good real-time performance of the decoder. Make full use of the series of TMS320C54X DSP chip, using assembly language to complete the（2,1,9）convolution code coding and Viterbi decoding process.Keywords: error control coding, convolutional code, Viterbi decoding, TMS320C54X目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1.绪论 (1)1.1 移动通信及N-CDMA背景 (1)1.2 数字通信概述 (1)1.3 卷积编码与译码的发展 (3)1.4 主要研究工作 (3)2.DSP与CCS简介 (5)2.1 DSP概述 (5)2.1.1 DSP的主要特点 (5)2.1.2 CSSU单元概述 (7)2.2 CCS概述 (8)2.3 本章小结 (8)3.卷积码的理论基础 (9)3.1 卷积码的概述 (9)3.1.1 卷积码基本原理 (9)3.1.2 卷积码的纠错能力 (9)3.1.3 卷积码的表示方法 (10)3.2 Viterbi译码的概述 (11)3.3 本章小结 (14)4．卷积编码的实现 (15)4.1 (2,1,9)卷积码编码 (15)4.1.1 (2,1,9)卷积码编码设计方案 (15)4.1.2 (2,1,9)卷积码编码流程图 (16)4.1.3 (2,1,9)卷积编码程序实现 (16)4.1.4 (2,1,9)的程序仿真 (17)4.2 (2,1,9)卷积码状态转换表 (17)4.2.1 (2,1,9)卷积码状态转换表的设计算法 (18)4.2.2 (2,1,9)卷积码状态转换表的流程图 (18)4.2.3 (2,1,9)卷积码状态表 (18)4.2.4 (2,1,9)卷积码状态表的蝶形结构 (21)4.3 本章小结 (22)5. Viterbi译码的实现 (23)5.1 Viterbi译码基础 (23)5.2 Viterbi译码算法 (23)5.3 变量定义情况 (25)5.4 初始化 (26)5.4.1 初始化流程图 (27)5.4.2 初始化程序仿真 (27)5.5 加-比-选 (28)5.5.1加-比-选流程图 (29)5.5.2加-比-选程序仿真 (30)5.6 回溯 (31)5.6.1 回溯流程图 (32)5.6.2 回溯仿真图 (33)5.7 Viterbi纠错测试 (34)5.8 本章小结 (34)总结 (36)致谢 ............................................................................ 错误！未定义书签。