Viterbi译码器回溯算法实现研究.pdfVIP

第29 卷第2 期 电 子 与 信 息 学 报 Vol.29No.2 2007 年2 月 Journal of Electronics Information Technology Feb. 2007 Viterbi 译码器回溯算法实现研究 王建新 于贵智 (南京理工大学电光学院 南京 210094) 摘 要: 该文介绍了两种Viterbi 译码器回溯译码算法，通过对这两种算法硬件实现结构上的优化，给出了这两种 算法的FPGA 实现方法，比较了两种实现方法的优缺点。最后将其应用在实际的Viterbi 译码器设计上，验证了算 法实现的正确性。 关键词: Viterbi 译码；回溯算法；FPGA 中图分类号：TN911.22 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2007)02-0278-05 Study on Implementation of Traceback Algorithm in Viterbi Decoders Wang Jian-xin Yu Gui-zhi ( School of Electronic Engineering Optoelectronic Technology, NUST, Nanjing 210094, China ) Abstract: This paper discusses two traceback algorithms for Viterbi decoder. The realization methods for the traceback algorithms with FPGA are given through optimization for the hardware architecture. The comparison between the two realization methods is given. Finally, the two realization methods are applied to Viterbi decoder, and both simulation and hardware test show that the presented implementation methods are correct. Key words: Viterbi decoding; Traceback algorithm; FPGA 1 引言 这种方式概念简单，译码延时短(可以为回溯深度值M)，但 卷积编码是Elias等人在 1955 年提出的一种非常有前途 由于其在硬件实现上连线复杂度高，硬件资源耗费大(主要是 的编码方法，其在通信系统中得到了极为广泛的应用，特别 因为寄存器位数较宽)，因此在实际实现Viterbi译码器时常 是在卫星通信系统中。其中约束长度K=7，码率为1/2 和1/3 不被采用。另外一种方式是Rader提出的回溯译码方式[2] ，这 的Odenwalder卷积编码已经成为商业卫星通信系统中的标 种方式利用硬件存储器对状态转移标志矢量进行存储，有效 准编码方法。1967 年Viterbi提出了卷积编码的一种概率译码 地降低了硬件实现上的连线复杂度，因而在当前Viterbi译码 器的设计中得到了广泛应用，但是其与寄存器交换法相比有 算法——Viterbi算法，它是一种最大似然译码算法[1] 。在码的 约束度较小时，它比其它概率译码算法效率更高、速度更快， 更大的译码延时，一般是寄存器交换法延时的2～4 倍。 译码器也较简单。因而Viterbi算法提出以来，无论在理论上 关于不同的回溯译码算法Feygin在其文章中给出了全面 还是在实践上都得到了极其迅速的发展，并广泛