卷积码Viterbi译码的优化与实现

给出了一种(2,1,6)卷积码Viterbi译码器的FPGA设计方案,重点对加比选单元进行了优化,采用预计算和查表技术来实现加比选单元,以替代传统的加比选结构,具有节省资源,速度快,性能稳定等特点。     

一种Viterbi译码的改进算法

Viterbi译码是一种应用广泛的最大似然估计算法。本文利用相邻几组判决数据之间的相互关系，对这几组数据进行联合判决估计，从而提高了译码性能。从仿真结果来看，当译码深度不大时，译码性能得到明显的改善。因此该算法可以在保证同等性能前提下，减小硬件规模，降低功耗。     

联合判决估计的Viterbi译码算法

利用相邻几组判决数据之间的相互关系，对这几组数据进行联合判决估计，从而提两了Viterbi译码性能。从理论分析和仿真结果来看，当译码深度τ=2m左右时，译码性能相当于深度2τ传统算法的性能。此外，仿真表明参考状态的位置对性能影响不大。因此该算法在保证同等性能前提下，对留选路径存储的规模和功耗减少约20％，对回溯单元减少达30％。     

基于预计算的Viterbi译码器ACS单元低功耗设计

提出了将预计算方法用于Viterbi译码器ACS单元的设计中，根据所选输入，预先计算出加比选结果，避免全部输入参与运算；通过减少电路开关行为的方式，达到降低功耗的目的。该方法适用于能量受限的电路，如无线传感器网络节点及便携式通信设备等。     

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。     

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.     

基于FPGA的高性能Viterbi译码器的设计

卷积码的Viterbi译码算法已经被广泛地应用到通信和信号处理的各个领域.为了兼顾性能和面积,文中设计的(2,1,7)卷积码的Viterbi译码器采用串并结合的方式,对译码器的核心部分加比选单元作出了较大改进,在性能和资源的占用等方面较传统的译码器有了较大改善.     

适用于IEEE 802.11n的高速低功耗Viterbi译码器的设计

针对IEEE 802.11n SOC对信道编码的多码率、高吞吐率的要求,设计了适用于IEEE 802.11n卷积码的Viterbi译码器,具有高吞吐率,低功耗特点,可支持1/2,2/3,3/4,5/6码率.译码器采用全并行的加比选(ACS)单元,最高位清零防溢出处理,采用了一种可降低功耗的寄存器交换法,可有效减少寄存器翻转动态功耗.采用SMIC0.13tan CMOS工艺设计并实现了该译码器,时钟频率为240MHz时,最大数据吞吐率为480Mb/s,功耗为25mW.     

Viterbi译码算法的关键技术研究

在对Viterbi译码算法进行分析的基础上,论述了蝶形运算单元和路径存储的理论分析和实现方法,解决了蝶形运算单元在路径存储上有限字长效应引起的溢出问题,同时给出了基于FPGA的Viterbi实现框图和译码的实际测试结果.     

联合解调与Viterbi译码算法的改进

本文分析了在第三代移动通信系统中，将数据解调和卷积码译码结合的译码方法，并与传统的Viterbi软判决译码和硬判决译码算法进行了比较。在3GPP所规定使用的调制和编码方式下进行了仿真，结果表明，在不增加复杂度和保持相同的误码率的条件下系统所需信噪比比Viterbi软判决译码降低1—2dB。本文给出的方法也可推广到其它通信系统中。     

Low Power Rake Receiver and Viterbi Decoder Design for CDMA Applications

In this paper, we address the issues of designing lowpower VLSI implementation of the Code DivisionMultiple Access (CDMA) receiver. Among all the digitalfunctional blocks of a CDMA receiver, the RAKEreceiver and the Viterbi decoder are the mostcomputational intensive and hence consume most of thepower. In this work, we propose new VLSI architecturesfor these two functional blocks which consumesignificantly lower power. In particular, were-organize the structure of the pilot-aided RAKEdemodulator to reduce the operational frequency of thearithmetic components and we propose a newAdd-Compare-Select (ACS) architecture for the Viterbidecoder which can reduce the complexity of thecomputation. Also a novel pre-computationalarchitecture is proposed to further reduce the powerconsumption of the ACS unit. Experimental results showsignificant reduction in power consumption.     

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。     

高速Viterbi译码器中加-比-选单元的设计与实现

限制高速Vitefibi译码实现的“瓶颈”为具有非线性反馈特征的“加-比-选”单元。文献[3]在分析“加-比-选”运算代数结构的基础上提出了M步“加-比-选”算法。本文进一步发掘了该算法的并行性，并利用FPGA内寄存器资源丰富的特点，在Xilink的FPGA上采用流水线结构实现了基于M步“加-比-选”算法的“加-比-选”单元。仿真结果表明，该方案有效地克服了传统“加-比-选”单元的“瓶颈”效应，极大地提高了Viterbi译码器的译码速率。     

高速率维特比译码器FPGA设计中参数确定

探讨了高速率维特比译码器的参数确定问题。简要介绍了维特比译码器的基本原理和体系结构,重点讨论了各个单元在不同参数下的对解码器性能的影响。通过参数的优化,缩减路径度量存储器的长度,减少了硬件消耗,并提出了相应的溢出保护电路,提高了译码器的运行速率。     

一种低功耗16位定点DSP IP核的设计

采用改进T0编码技术实现了数字信号处理器(DSP)的程序总线编解码器,并改进了翻转编码技术实现了DSP的数据总线编解码器,有效降低DSP的内部数据和地址总线的动态功耗.经功耗分析,DSP的程序地址总线功耗降低了73.2%,数据的地址总线和数据总线功耗降低了45.88%.在此基础上,基于TSMC0.25μmCMOS工艺,实现了低功耗16位定点DSPIP核.     

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。     

通用视频输出控制器IP核的低功耗设计

随着芯片的集成度越来越高,芯片的功耗成为芯片设计中越来越重要的优化参数。设计了一种可应用于视频处理芯片、多媒体手持设备、嵌入式SoC等系统中的视频输出控制器。设计中通过多种工艺无关的低功耗设计技术优化控制器的动态功耗。首先分析各子模块的工作频率,降低低速子模块的工作时钟,然后通过添加门控时钟单元降低时钟的翻转次数。应用Design Compiler[1]进行工程的功耗分析,结果表明设计中使用的低功耗设计方法有效降低了模块的动态功耗。