维特比解码算法在超高频RFID中的应用

射频识别是一种非接触式信息获取和识别技术。随着超高频(UHF)射频识别(RFID)技术在生产管理和物流管理中的广泛应用,人们对其接收机的灵敏度要求也越来越高。接收机数字基带中解码器的误码率(BER)性能直接影响其灵敏度。为了降低解码器的误码率,该文将一种广泛应用于卷积码中的维特比解码算法移植应用于FM0编码的解码算法中,利用FM0编码的记忆性,实现前向纠错解码。仿真表明,在相同的误码率时,该解码器所需的信噪比相对于传统最优接收机结构有2 d B的优势。     

多天线UHF RFID系统的性能分析

超高频(UHF)射频识别(RFID)系统的性能受到多径信道的制约,为提高UHF RFID系统的可靠性,文中针对前向信道和后向信道都为莱斯分布的UHF RFID系统,给出了最大比合并(MRC)准则下系统信噪比的概率分布,导出了系统中断概率和误码率的理论表达式,并开发了多天线UHF RFID读写器的原型机,通过数值仿真和实际测试考察接收天线数、莱斯因子对系统性能的影响.实验结果表明,多天线技术能够有效地提高UHF RFID系统的性能,并且接收天线越多,系统的中断概率和误码率越低.     

基于纠错编码的回声隐藏音频水印算法

数字音频水印应用于版权保护、数字指纹、隐藏标识、保密通信等。水印误码率和归一化相关系数是衡量音频水印系统鲁棒性最重要的两个技术指标。实现方法之一的回声隐藏算法主要采用的汉明编码能有效降低水印误码率。但由于汉明码属于分组码且纠错位数只有一位,水印误码率仍然较高且对各种攻击的鲁棒性不够好。提出一种基于卷积编码的回声隐藏算法,将卷积编解码思想应用于回声隐藏算法中,利用卷积码的纠错能力降低水印误码率。结果表明:该算法较基于汉明编码的回声隐藏算法和传统回声隐藏算法降低了水印误码率,增强了音频水印系统对各种攻击的鲁棒性。     

基于AWGN多次迭代的Turbo码与卷积码性能比较

分析了卷积码及由其发展出的Turbo码的编码原理,给出了这2种编码方法的结构特征和最大后验概率(MAP)的译码算法;分别对卷积码和Turbo码进行仿真,得到在码长1024尽可能多的迭代次数情况下的Turbo码误码率(BER)曲线和采用维特比译码方法的卷积码误码率曲线.通过比较2种编码方法的仿真结果验证了Turbo码编码和译码系统的性能比传统的卷积码系统性能优异的结论,提出并描述了尽可能多次迭代的Turbo码对卷积码在性能上的具体优势.     

基于(2,1,N)卷积码的网络丢包纠错方法

在无质量保证的网络环境下,网络拥塞引起的数据包丢失可能会导致服务质量的急剧下降.提出一种基于(2,1,N)卷积码的网络丢包纠错方法,给出相应的纠错算法.通过对比在不同的信噪比条件下卷积码的纠错能力和稳定性,以及在相同信噪比的情况下对分组码和卷积码的丢包率,说明本文算法的纠错能力在低解码延迟条件下好于现有方法,能适应不同的网络延迟条件.     

一种新的NIOS-Ⅱ Turbo解码器硬件加速方案

提出了一种基于硬件加速的NIOS-Ⅱ Turbo解码器的实现.该方案首先构建了由两个并行级联的RSC编码器组成的编码器和由两个相同的SOVA解码器组成的解码器所构成的Matlab原型,仿真结果表明解码器中误码率在每次迭代中都有下降(下降至10-4),除了低信噪比情况(低于-5dB).然后,描述并比较了两种基于FPGA实现的解码器.第一种是由一个运行在NIOS Ⅱ快速型软核处理器的软件实现,第二种是在第一种方案中加入了硬件加速器.从硬件解码过程加速实施的结果来看,BER大致和软件解码实现相同,但执行时间减少了25％～34％,当解码迭代的次数增加1至20时,与软件解码实现相比,硬件加速的方法对资源的需求增加了10％～16％.     

超高频RFID编解码系统研究与设计

超高频RFID系统的无源标签通过调制来自读写器的射频信号获取能量,并将其反向散射,从而将信息传递回读写器.为了使标签从读写器信号中取得更多的能量并降低能量消耗,超高频RFID系统采用了特殊的编码方式.本文介绍了ISO/IEC18000-6标准中A、B两类短程通信的调制编码方式,系统地分析了FM0双相间隔编码和脉冲间隔编码(PIE)的特点,并用FPGA实现了这两种编码的编解码电路.     

可见光通信信道编码中卷积与RS级联码分析

为解译平衡码的复杂性与纠错能力, 提出一种机联码。该级联码将短码组成长码, 可满足信道在纠错过程中对码长的需求, 得到与长码相同的纠错能力, 且实现简单, 复杂度低。使用卷积码与RS码形成级联码。经仿真计算测试, 该方法与传统的卷积码相比, 在误码率超过10^-4时, 可提高编码增益1.5 dB以上, 纠错能力有较大提升。该级联码更适合可见光通信的实际应用。     

一种新型宽带圆极化UHF RFID读写器天线

针对超高频射频识别(ultra high frequency radio frequency identification,UHF RFID)技术的发展需求,设计了一款覆盖UHF RFID全频段(840-960 MHz)的圆极化读写器天线.天线采用简单的平面缝隙贴片结构,利用π型线耦合馈电,获得了良好的宽带圆极化性能.重点分析了天线的宽带圆极化辐射机理和双向圆极化波的形成过程.天线的仿真和测试结果表明,S11≤-13 dB的阻抗带宽为200 MHz,3 dB轴比(axial-ratio,AR)带宽达到175MHz,频段内增益均大于3.4 dBi,且顶点的右旋圆极化(right-handed circular polarization,RHCP)电平和左旋圆极化(left-handed circular polarization,LHCP)电平差值均大于17 dB,具有较好的宽带性和抗干扰能力.仿真结果和实验测试结果的一致性良好,满足了UHF RFID读写器天线宽频带、高增益的应用要求.     

基于空时分组码与卷积码级联编码的单载波频域均衡技术研究

研究了空时分组码(STBC)与卷积码的级联编码,通过卷积码的纠错能力,进一步降低了系统的误码率,使系统同时获得了满分集增益和较大的编码增益.仿真结果显示,基于级联编码的单载波频域均衡技术的系统性能有较大的改善.     

基于FPGA的WIMAX LDPC码译码器设计与实现

提出了基于TDMP-NMS算法的部分并行LDPC码译码器结构,其具有TDMP算法译码收敛快和NMS算法保持较好误码率性能下实现简单的优点.该译码器支持WIMAX标准中所有码长和码率LDPC码的译码.设计了一种基于桶形移位寄存器的重组网络单元,实现了对该标准中19种码长LDPC码译码的支持.采用一种适合于TDMP算法及其各种简化算法的动态迭代停止准则,使译码器能根据译码情况自适应地调整迭代次数.结果显示所提方案在提高译码器吞吐率的同时有效减少了译码器的硬件资源消耗.     

基于网格的缩短(38,26)BCH码的自适应维特比译码算法

针对伽利略搜救系统（Galileo/SAR）物理层协议中采用的缩短（38,26）BCH码,提出了一种自适应维特比译码算法（AVA）.文中给出了缩短（38,26）BCH码的最优网格,在此基础上,提出了AVA,该算法在维特比译码算法（VA）的基础上设计了一个丢弃门限,只保留最有可能的路径.丢弃门限值随着信噪比的变化,可以自适应调整,使得AVA在保持与VA几乎相同的误码率性能的基础上,尽可能地降低译码复杂度.同时,文中给出了丢弃门限的估计方法,并确定了不同信噪比下的最佳丢弃门限值.仿真结果表明具有最佳丢弃门限的AVA在保持与VA误码性能几乎相同的基础上,译码复杂度有着极大程度的降低,特别是在信噪比高时,译码复杂度下降得更加明显.      

一种Viterbi译码算法的改进

提出了一种用寄存器交换法实现Viterbi译码的完整方案.采用一系列如截短法、用等效的思想简化启动过程、加比选计算并行化等方法,进一步改进了Viterbi译码算法的性能.使软判决位数、交织深度等参数在FPGA模拟时均可配置,并用Verilog硬件描述语言具体实现.基于Virtex5芯片进行综合,最大输出频率可达近200Mbps.利用Modelsim6.0和Haps-54开发板分别做了仿真和FPGA实验,同时搭建真实环境,进行BER性能测试,发现自研的IPCore在信噪比高于5.0时,优于Altera公司的同类产品和CDM-600,更适于深空卫星通信.     

Design and Implementation of Single Chip WCDMA High Speed Channel Decoder

A memory and driving clock efficient design scheme to achieve WCDMA high-speed channel decoder on a single XILINX' XVC1000E FPGA chip is presented. Using a modified MAP algorithm, say parallel Sliding Window logarithmic Maximum A Posterior (PSW-log-MAP), the on-chip turbo decoder can decode an information bit by only an average of two clocks per iteration. On the other hand, a high-parallel pipeline Viterbi algorithm is adopted to realize the 256-state convolutional code decoding. The final decoder with an 8×chip-clock (30.72MHz) driving can concurrently process a data rate up to 2.5Mbps of turbo coded sequences and a data rate over 400kbps of convolutional codes. There is no extern memory needed. Test results show that the decoding performance is only 0.2～0.3dB or less lost comparing to float simulation.     

基于纠错码的ADSL信道信噪比估计算法

通过卷积编码的信息来估计信道信噪比 ,以利于ADSL网络的自适应传输 ,由于算法简单实用 ,且可以在传输过程中实时地更新信道信息 ,故非常适合于实际运用 .文中的仿真结果表明 ,该基于循环纠错码的信道信噪比估计算法在实际系统中具有很好的性能 .     

准循环LDPC码低存储量译码器设计与实现

研究了准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low density parity check,QC-LDPC)码及最小和译码算法,设计了合理的非均匀量化译码方案。充分利用准循环LDPC码校验矩阵的准循环结构特点,设计了一种低存储量准循环LDPC码的译码结构,详细描述各部分组成及功能。基于最小和译码算法及非均匀量化方案,给出了纠错性能的模拟测试结果。按照该译码结构在Xilinx公司的XC3S2000器件上实现了码长为9216、码率为1/2的准循环LDPC码译码器。FPGA(field programmable gate array)实现结果表明,与传统译码结构相比,该译码结构可节省约30%的存储空间,在性能与实现复杂度间取得了较好的平衡。     

Bending and Washing Reliabilities of Screen-Printed UHF RFID Tags Based on Woven Water-Mark Fabric

Compared with bar code and quick response( QR) code in the storage and retailing management of textiles, the ultra-high frequency( UHF) radio frequency identification( RFID) tags have high information capacity as well as reliability in complex environmental conditions. In this study,the UHF RFID tags with perfect integration with textiles are assembled with screen-printed antenna on woven water-mark nylon fabric and Alien UHF integrated circuit( IC), and their reading performance under various washing and bending conditions is evaluated by an RFID reader. The results show that the tags after fifty bending( both arch and sink) cycles of screen-printed antenna still have reading distance more than 5.5 m,and an average reading distance is over 4.0 m after five washing cycles. The experimental results demonstrate that the tag antenna on the water-mark fabric can be manufactured by the screen-printing technology,and a coating process on this fabric facilitates the reading performance and the resistance against complex mechanical impact.     

Viterbi解码器的纠错门限及其对多用户检测的影响

多用户检测技术因可极大提高CDMA系统的容量而受到广泛关注．文中研究了结合前向纠错解码的多级并行干扰对消多用户检测器的性能，讨论了卷积码的纠错能力，给出了Viterbi解码器的输入和输出特性曲线，提出了viterbi解码器的纠错门限及其两种表示方法．系统仿真结果表明，接收信号的信干比低于Viterbi解码器的纠错门限时，多用户检测器将不能正常工作，在设计实际多用户检测接收机时要设法克服纠错门限造成的影响。     

一种近联合界北斗B1I信号BCH码译码算法

提出一种性能接近联合界的北斗B1I信号BCH码译码算法. 以北斗卫星导航系统B1I公开服务信号ICD为基础,分析导航电文的BCH(15,11)编码的纠错能力和联合界,针对ICD标准译码算法的编码增益低和译码失败门限高提出改进算法. 以Chase算法为基础提出一种新的BCH编码软判决译码算法,使用格雷码排序优化伴随式计算,证明最大相关性与最小欧氏距离的等价关系,优化算法在不损失编码增益的条件下复杂度降低50%. 仿真结果表明在误码率10-5时距离联合界仅0.01 dB,新算法可获得2.5 dB的编码增益,译码失败门限从4.4 dB下降到1.2 dB.      

LDPC-SPC乘积码

提出了一种LDPC-SPC乘积码。该乘积码以低密度奇偶校验（low density parity check,LDPC）码为水平码,单奇偶校验（single parity check,SPC）码为垂直码。给出了LDPC-SPC乘积码的硬判决译码算法和软判决译码算法。利用这些译码算法,LDPC-SPC乘积码能够在不同的LDPC码字之间交换比特置信度信息,完成译码。仿真结果表明,以长度8064 bit,码率1/2的LDPC码为基础构造的LDPC-SPC乘积码,能够有效地降低该LDPC码的误码平层,并且在误码率为10-7时,乘积码取得了超过LDPC码0.3 dB的性能优势。