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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳柏翰
研究生(外文):Chen, Bohan
論文名稱:以FPGA模擬FHSS/MFSK與Viterbi演算法
論文名稱(外文):Simulation of FHSS/MFSK and Viterbi Algorithm based on FPGA
指導教授:劉慶華劉慶華引用關係陳梧桐陳梧桐引用關係
指導教授(外文):Liu, ChinghwaChen, Wuton
口試委員:劉慶華陳梧桐楊耀波劉峻華
口試委員(外文):Liu, ChinghwaChen, WutonYang, YawpoLiu, Jiunnhwa
口試日期:2011-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:中華科技大學
系所名稱:電子工程研究所碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:Viterbi演算法摺積碼FHSS/MFSK跳頻展頻
外文關鍵詞:Viterbi algorithmconvolutional codeFHSS/MFSKfrequency fopping
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目前跳頻技術已經被廣泛應用於無線通訊系統中,主要是為增加系統本身的抗干擾能力以及降低位元錯誤率,而編碼與解碼演算法技術,則提供錯誤更正的能力。本文研究跳頻展頻(Frequency hopping spread spectrum;FHSS)系統與摺積編解碼(Convolutional code),對整個通訊系統的性能與數值進行分析。主要以Xilinx FPGA進行設計與模擬FHSS/MFSK(Multiple frequency shift keying)系統,並分別在發射端加入摺積編碼與接收端加入Viterbi演算法解碼。本文選用FPGA Xilinx ISE設計平台,完成FHSS/MFSK通訊系統的發射機與接收機的設計與模擬,並在發射機加入摺機編碼器與在接收機最末端加入解碼器,解碼器由Viterbi演算法為基礎所設計的BDF(Block decision feedback)解碼器,完成通訊系統上跳頻展頻發射/接收機以及摺積編碼器與BDF解碼器的設計。最後經由ISim模擬的跳頻展頻發射機及接收機以及摺積編碼器與BDF解碼器波形驗證結果正確。
Recently, the frequency hopping technology has been widely used in wireless communication system to increase the system's anti-jam capability and to reduce the bit error probability. However, channel coding can provide error correction capabilities. In this thesis, we study and simulate the frequency hopping spread spectrum (FHSS) systems as well as the convolutional coding at the transmitter and Viterbi decoding at the receiver.
This research use Xilinx Spartan 3 development board as the hardware platform, which can be rapidly and flexibly re-configured and re-programmed by schematic and VHDL. Some built-in circuits functions have been included, such as a set of transmitter / receiver circuits of FHSS / MFSK (Multiple frequency shift keying), convolutional code, and decode by block decision feedback algorithm based on Viterbi algorithm. Simulation results show that the designed circuits can work correctly. After the simulation verification of ISim simulator, it can also recover the signal correctly and accurately.

摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
第一節 研究動機與方法 1
第二節 論文架構 2
第二章 跳頻展頻通訊系統基本原理 3
第一節 跳頻展頻系統簡介 3
第二節 跳頻展頻系統發射機原理 3
第三節 跳頻展頻系統接收機原理 9
第三章 摺積編碼與Viterbi演算法原理 15
第一節 摺積編碼 15
第二節 Viterbi演算法解碼 19
第四章 跳頻展頻系統發射接收機設計 23
第一節 發射機模組設計 24
第二節 接收機模組設計 32
第五章 跳頻展頻通訊系統設計與模擬 38
第一節 摺積編碼器設計與模擬 38
第二節 Viterbi解碼器設計與模擬 40
第三節 跳頻展頻通訊系統模擬 48
第六章 結論與未來展望 52
第一節 結論 52
第二節 未來展望 53
參考文獻 54
附錄一 中英文對照表 57
作者簡介 59


[1]王璟玳、楊忻曄、蘇廷維、范國軒,用MATLAB程式實現摺積碼(4,1,3)編碼及解碼,中華技術學院電子系專題製作,民國96年11月1日。
[2]Alex W. Lam, Sawasd Tantaratana, “Theory and applications of spread spectrum systems a self-study course”, Department of Electrical and Computer Engineering Naval Postgraduate School Monterey, May 1994.
[3]謝浩文,Performance Analysis for MFSK and QPSK Schemes Operating in Correlated Nakagami Channels,大葉大學電信工程學系碩士班碩士學位論文,民國94年6 月。
[4]John G. Proakis, “Digital Communications”, Department of Electrical and Computer Engineering Northeastern University, 2001.
[5]王美惠,使用自動增益控制提升跳頻通信系統抗干擾能力,逢甲大學電子工程學系碩士班碩士論文,民國96年2月。
[6]郭翰瑜,非線性放大器對跳頻多重接近系統之影響,國立中山大學電機工程學系碩士論文,民國92年7月。
[7]周凌宇,隨機序列結合混沌之差分跳頻產生器設計與統計分析,中華科技大學電子工程學系碩士學位論文,民國99年7月。
[8]梁志忠,新部分頻帶干擾模型下應用方塊渦輪碼於跳頻系統之研究,中原大學電子工程學系碩士學位論文,民國94年7月。
[9]駱文華,Chip Design of a Burst-Correcting Viterbi Decoder,國立台北科技大學電腦通訊與控制研究所碩士學位論文,2001年6月。
[10]陳俊良,干擾環境下應用方塊渦輪碼於跳頻系統之研究,中原大學電子工程學系碩士學位論文,民國93年7月。
[11]溫志煌,以Xilinx FPGA模擬QAM通訊系統,中華科技大學電子工程學系碩士學位論文,民國100年7月。
[12]周傑,以FPGA模擬DS/SS-QPSK系統,中華科技大學電子工程學系碩士學位論文,民國100年7月。
[13]孫玉梅,基於FPGA的FSK調制解調器的設計與實現,期刊論文-電子科技,2009年。
[14]梅燦華、張潜,基於FPGA的鍵控移頻調制解調器的設計與實現,安徽大學學報,2003年6月。
[15]岳海嘯,高速跳頻通信系統關鍵技術研究與基帶設計,西北工業大學碩士學位論文,2006年3月。
[16]陳俊潔,DMR中4FSK調制解調技術的研究及性能分析,北京郵電大學信息與通訊工程學院。
[17]陳思雅,多用戶迴旋碼多載波多頻移鍵控系統之疊代偵測技術,成功大學電機資訊學院電機工程學系電腦與通信產業研發碩士專班碩士論文,民國96年7月。
[18]蔡永哲,混合式記憶體管理Viterbi架構之研究與實現,國立中正大學電機工程研究所碩士論文,民國94年7月。

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