RS與卷積級(jí)聯(lián)的編解碼FPGA實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告

RS與卷積級(jí)聯(lián)的編解碼FPGA實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告一、研究背景在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，串行通信法已成為主流的傳輸方式之一。為了提高串行通信系統(tǒng)的傳輸速率，卷積編碼和RS編碼被廣泛應(yīng)用于數(shù)字傳輸系統(tǒng)中。卷積編碼和RS編碼是通過添加冗余來實(shí)現(xiàn)傳輸可靠性的編碼技術(shù)。這種編碼技術(shù)常常被用于通過無線信道傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)字電視傳輸、以及存儲(chǔ)介質(zhì)中數(shù)據(jù)的編碼?，F(xiàn)有的編解碼器通常由ASIC或FPGA實(shí)現(xiàn)，但是ASIC芯片的開發(fā)成本非常高，而且設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，不太適合中小規(guī)模的生產(chǎn)。因此，基于FPGA的編解碼器成為越來越受關(guān)注的領(lǐng)域，它們使用FPGA作為實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，可以更快地完成開發(fā)和測(cè)試，同時(shí)具有較低的開發(fā)成本。為了進(jìn)一步提高通信系統(tǒng)的可靠性和傳輸速率，一種常用的基于卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編碼技術(shù)被廣泛應(yīng)用。這種編碼技術(shù)是一種串級(jí)結(jié)構(gòu)，即將卷積編碼后的數(shù)據(jù)輸入到RS編碼器中。卷積編碼器通常使用Viterbi解碼器進(jìn)行解碼，而RS編碼器使用Berlekamp-Massey算法進(jìn)行解碼。因此，本課題將研究并設(shè)計(jì)一種基于FPGA的卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編解碼器。這種編解碼器可以在FPGA上實(shí)現(xiàn)，并可以通過數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正功能，從而提高傳輸?shù)目煽啃院蛡鬏斔俾?。二、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線本課題主要研究基于FPGA實(shí)現(xiàn)的卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編解碼器，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.卷積編碼和RS編碼的原理和實(shí)現(xiàn)方法2.卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編碼技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法3.基于FPGA的卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編解碼器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)4.基于DSP的Viterbi解碼器和Berlekamp-Massey解碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5.硬件描述語言（HDL）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6.FPGA實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和評(píng)估本課題的技術(shù)路線如下：(1)設(shè)計(jì)基于FPGA的卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編解碼器系統(tǒng)架構(gòu)，包括卷積編碼器、RS編碼器、串行輸入緩存、串并轉(zhuǎn)換器、Viterbi解碼器和Berlekamp-Massey解碼器等模塊。(2)基于硬件描述語言（HDL），實(shí)現(xiàn)卷積編碼器和RS編碼器，并進(jìn)行各模塊單元設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。(3)設(shè)計(jì)Viterbi解碼器和Berlekamp-Massey解碼器的算法實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)。(4)對(duì)設(shè)計(jì)的各模塊進(jìn)行綜合和布局，生成最終的FPGA實(shí)現(xiàn)代碼。(5)利用開發(fā)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。三、研究意義本課題通過研究基于FPGA的卷積編碼和RS編碼級(jí)聯(lián)的編解碼器實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)了一種提高傳輸速率和可靠性的編碼技術(shù)，對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。與傳統(tǒng)的基于ASIC的編解碼器相比，基于FPGA的編解碼器具有較低的開發(fā)成本和較短的設(shè)計(jì)周期，特別適合中小規(guī)模的生產(chǎn)。這種編解碼器可以用于數(shù)字電視、數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備和無線通信系統(tǒng)等領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸提供技術(shù)支持和保障。四、進(jìn)度計(jì)劃2022年9月~10月：研究卷積編碼和RS編碼原理及實(shí)現(xiàn)方法，制定編碼器的設(shè)計(jì)方案。2022年11月~2023年1月：設(shè)計(jì)卷積編碼器和RS編碼器，并進(jìn)行各模塊的單元設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。2023年2月~2023年4月：設(shè)計(jì)Viterbi解碼器和Berlekamp-Massey解碼器的算法實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)。2023年5月~6月：對(duì)設(shè)計(jì)的各模塊進(jìn)行綜合和布局，生成最終的FPGA實(shí)現(xiàn)代碼。2023年7月~8月：利用開發(fā)板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。2023年9月~10月：完成畢業(yè)論文和答辯。五、參考文獻(xiàn)[1]張麗娜.基于卷積編碼和Reed-Solomon編碼級(jí)聯(lián)的FPGA編解碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].沈陽航空航天大學(xué),2013.[2]梁偉明.基于FPGA多通道衛(wèi)星通信解調(diào)器的設(shè)計(jì)研究[D].武漢大學(xué),2012.[3]WuJ,TanizawaH,etal.Ahigh-throughputFPGAimplementationofsoftdecisionViterbidecoderforconvolutionalcodes[C]//IEEEPacificRimConferenceonCommunications,ComputersandSignalProcessing.2003.[4]BalakrishnanR,SchlegelC.TheimplementationofhighspeedparallelSabey-Forney-Lin(SFL)decodingalgorithms[C]//IEEEInternationalSymposiumonInformationTheory.IEEE,2003:212.[5]HoangH,PhamT,etal.Ahigh-throughputarchitecturefor