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Viterbi译码器的FPGA实现的开题报告

一、选题的背景和意义

随着信息技术的发展，通信系统在现代社会中扮演着越来越重要的角色。而其中最基础的数字通信系统中使用了编码技术来保障数据传输的正确性。Viterbi编码是一种常用的卷积码，以其高效可靠的特点被广泛应用于数字通信系统中。然而，由于Viterbi解码器在硬件实现时需要大量的计算量和存储器，因此在实际应用中也面临着很多挑战。

FPGA（FieldProgrammableGateArray）技术的出现，为Viterbi解码器的硬件实现带来了新的思路和可能性。相比于软件实现和ASIC实现，FPGA实现具有灵活性高、设计周期短、容错性强等优点。因此，本论文拟利用FPGA技术实现Viterbi译码器，并对其性能进行测试与分析，为数字通信系统的设计与优化提供有益的参考。

二、选题的研究现状

目前，Viterbi译码器的研究主要包括软件实现、ASIC实现和FPGA实现三种方式。其中，软件实现具有快速开发的优势，但是运行速度受限于计算机的配置；ASIC实现能够满足高速、低功耗的应用需求，但需要投入大量的成本和时间来完成设计流程；FPGA实现除了具有ASIC实现的优点外，还能够提供更高的性能、更灵活的设计和更好的调试体验，因此逐渐成为数字通信系统中Viterbi译码器的常用实现方式。

目前，在FPGA实现Viterbi译码器方面，国内外也进行了很多研究。例如，BharatJethwa等人利用VHDL语言实现了一个高速、低功耗的Viterbi译码器[1]，并采用了算法和架构优化来提升其性能；C.M.Kyung等人则提出了一种Viterbi解码器的并行算法和架构，利用片上存储器和多路复用技术来降低存储器开销和延迟时间[2]；另外，还有一些研究关注于将Viterbi译码器集成到数字通信系统中，如NicklasBerg等人将它应用于视频编解码中[3]。

三、选题的主要内容和研究方向

本论文拟利用FPGA技术实现Viterbi译码器，并主要涉及以下几个方面的研究：

1.Viterbi算法的原理和实现方式：介绍Viterbi算法的基本原理和译码过程，并详细讨论了其在FPGA实现中的各种算法和架构结构。

2.系统架构设计：根据Viterbi算法的具体实现要求以及FPGA的资源约束，设计基础的系统框架和架构。

3.代码实现：通过VHDL语言撰写Viterbi译码器的代码，并进行优化和调试，确保其正确可靠。

4.性能测试和分析：利用ModelSim等仿真工具对所设计的Viterbi译码器进行性能测试和分析，并比较不同算法和架构之间的差异，从而找到最优的实现方案。

四、预期的研究结果和贡献

本论文预期能够实现一个高效、可靠的Viterbi译码器，为数字通信系统的设计和优化提供有益的参考和帮助。具体贡献如下：

1.给出了Viterbi算法的原理和实现方式，并分析了不同算法和架构之间的优缺点。

2.设计了一个基础的Viterbi译码器架构，能够满足实际应用的需求。

3.使用VHDL语言对Viterbi译码器进行了代码实现，包括各个模块的设计和调试。

4.通过仿真测试，对所设计的Viterbi译码器的性能进行了评估和分析，找到了最优的实现方案。

五、研究计划和进度安排

本论文的研究计划和进度安排如下：

第1-2个月：完成Viterbi算法的研究和分析，掌握其实现方式。

第3-4个月：完成系统架构的设计和优化。

第5-6个月：利用VHDL语言完成Viterbi译码器的代码实现，并进行初步测试和调试。

第7-8个月：进行仿真测试，评估所设计的Viterbi译码器的性能。

第9-10个月：对实验结果进行分析和总结，并发表相关学术论文。

注：以上进度安排仅供参考，可能会根据具体情况做出相应的调整。