通信中Viterbi算法和均衡器的优化设计及低功耗考虑

【摘要】： 某些复杂的通用结构在通信系统中应用广泛，且占用资源较多，因此其优化设计和低功耗方法的研究广受关注。在简单回顾和介绍了低功率技术的发展和现状后，本文以Viterbi译码、Turbo译码和均衡器这三种复杂结构作为研究对象，对有关的优化设计和低功耗问题进行了研究。在总结前人低功率优化方法的基础上，提出了几种新的优化方法，粗略估算了对复杂性和功耗的影响。主要研究工作如下： 1．提出了联合判决估计的Viterbi译码改进算法。通过理论分析和性能仿真，论证了联合判决估计算法有明显的改进效果。给出了BER性能的上界公式和数值解，并通过仿真说明了参考状态位置对译码性能的影响。同等译码性能条件下，改进算法对复杂性、规模和功耗的优化程度通过计算做了粗略的估计。 2．提出了选择正确判决的Viterbi译码改进算法。通过理论分析和性能仿真，说明了其对译码性能有一定的改进。 3．与单独采用联合判决估计算法相比，仿真验证了两种改进算法相结合对译码性能的进一步改进，并粗略估计同等性能条件下复杂性、规模和功耗的优化程度与联合判决估计算法相当。 4．提出了去除错误支路的Viterbi译码改进算法。给出了算法的初步设想，说明了算法实现的难点所在，并指明了要获得实际改进效果的进一步研究方向。 5．把联合判决估计算法推广到Turbo码的SOVA译码中，仿真验证了有明显的改进效果，粗略估计了改进算法对复杂性、规模和功耗的优化。另两种方法应用到SOVA译码中，仿真表明不能获得明显的改进。 6．针对横向滤波结构，提出了循环移位的优化方法，并推广到均衡器的应用中。仿真表明对面积的节省非常明显，并说明了功耗和面积间的折衷关系。