数字信息在有噪声的信道中传输时,受到噪声的影响,误码总是不可避免的。根据香农信息理论,只要使Es/N0足够大,就可以达到任意小的误码率。采用差错控制编码,即信道编码技术,可以在一定的Es/N0条件下有效地降低误码率。按照对信息元处理方式不同,信道编码分为分组码与卷积码两类。卷积码的k0和n0较小,实现最佳译码与准最佳译码更加容易。卷积码运用广泛,被ITU选入第三代移动通信系统,作为包括WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA在内的信道编码的标准方案。 本文研究了CDMA2000业务通道中的帧结构,对CDMA2000系统中的卷积码特性及维特比译码的性能限进行了分析,并基于MATLAB平台做了相应的译码性能仿真。我们设计了一种可用于CDMA2000通信系统的通用、高速维特比译码器。该译码器在设计上具有以下创新之处:(1)采用通用码表结构,支持可变码率;帧控制模块和频率控制器模块的设计中采用计数器、定时器等器件实现了可变帧长、可变数据速率的数据帧处理方式。(2)结合流水线结构思想,利用四个ACS模块并行运行,加快数据处理速度;在ACS模块中,将路径度量值存贮器的存储结构进行优化,防止数据读写的阻塞,缩短存储器读写时间,使译码器的处理速度更快。(3)为了防止路径度量值和幸存路径长度的溢出,提出了保护处理策略。我们还将设计结果在APEXEP20K30E芯片上进行了硬件实现。该译码器芯片具有可变的码率和帧长处理能力,可以运行于40MHZ系统时钟下,内部最高译码速度可达625kbps。本文所提出的维特比译码器硬件结构具有很强的通用性和高速性,可以方便地应用于CDMA2000移动通信系统。
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