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1、硕 士 学 位 论 文题 目 :分组纠错编码盲识别的实现技术研究研 究 生 郑 瑞 瑞专 业 信 号 与 信 息 处 理指导教师 汪 立 新 教 授完成日期 2013 年 1 月杭州电子科技大学硕士学位论文分组纠错编码盲识别的实现技术研究研 究 生： 郑 瑞 瑞指导教师： 汪 立 新 教 授2013 年 1 月Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi Universityfor the Degree of MasterResearch on the Implementation technology ofthe Packet Error Correct
2、ion Code BlindIdentificationCandidate: Zheng RuiruiSupervisor: Prof. Wang LixinJanuary， 2013杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工 作 所 取 得 的 成 果 。 除 文 中 已 经 注 明 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不 含 任 何 其 他 个 人或 集 体 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 作 品 或 成 果 。 对 本 文 的 研 究 做 出 重 要 贡 献 的 个 人 和 集体 ， 均 已
3、在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。申 请 学 位 论 文 与 资 料 若 有 不 实 之 处 ， 本 人 承 担 一 切 相 关 责 任 。论 文 作 者 签 名 ： 日 期 ： 年 月 日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究 生 在 校 攻 读 学 位 期 间 论 文 工 作 的 知 识 产 权 单 位 属 杭 州 电 子 科 技 大 学 。 本 人 保 证毕 业 离 校 后 ， 发 表 论 文或使 用 论 文 工 作 成 果 时署名 单 位 仍 然 为 杭 州 电子科 技大学 。 学 校 有 权 保 留 送 交 论 文 的 复 印
4、件 ， 允 许 查 阅 和 借 阅 论 文 ； 学 校 可 以 公 布 论 文的 全 部 或 部 分 内 容 ， 可 以 允 许 采 用 影 印 、 缩 印 或 其 它 复 制 手 段 保 存 论 文 。（ 保 密论 文 在 解 密 后 遵 守 此 规 定 ）论 文 作 者 签 名 ： 日 期 ： 年 月 日指 导 教 师 签 名 ： 日 期 ： 年 月 日杭州电子科技大学硕士学位论文摘 要在数字通信系统中，信息在实际传输过程中会受到外界各种因素的干扰，这些干扰容易造 成 传 输 信 息 的 不 稳 定 、 不 可 靠 。 信 道 编 码 技 术 的 出 现 在 很 大 程 度 上 解 决 了
5、 信 息 在 传 输 途 中 ，因遇到不良影响而产生的信号失真问题。随着数字通信技术的发展，在许多领域需要人们能够根据少量编码后的码字序列，通过采用一定的分析判别方法识别出编码序列的编码结构特征，进而获取有效的编码信息，这种技术即是信道编码盲识别技术。对分组纠错编码而言，其中线性分组码在实际通信中应用较为广泛，因而人们主要研究有关线性分组码的盲识别问题，而且研究成果多集中在有关识别方法的理论分析和软件仿真方面，基于硬件实现技术的研究并不多。当前，信道编码盲识别技术在许多通信领域都有重要应用，尤其在信息对抗领域 中 具 有 重 要 的 价 值 。 因 此 ， 研 究 分 组 纠 错 编 码 盲
6、识 别 的 硬 件 实 现 技 术 具 有 重 要 的 现 实 意 义 。对分组码的编码结构特征进行识别分析即是研究分组码中各码元之间的约束关系。基于稀疏分解的思想，将码元间的约束关系通过统一的关系式进行表示，关系式中包含的编码约束关系矢量即是稀疏矢量，进而将分组码的盲识别问题转化为稀疏矢量的重建问题。正交匹配追踪算法是基于稀疏分解理论的一种重要的信号重建算法，理论证明当观测样点数满足一定的条件时，利用正交匹配追踪算法能够高效地重建稀疏矢量。FPGA 具有高速处理数据的能力，能够用于并行计算，对解决涉及矩阵的运算有独特的优势。文章内容主要分四部分：第一部分重点介绍线性分组码的特点、性质及其盲识
7、别理论，并给出了一种特殊线性分组码的盲识别方案，通过分析仿真结果验证方案的可行性。第二部分主要提出了基于正交匹配追踪算法的线性分组码盲识别的方法，并利用正交匹配追踪算法识别关键参数，为硬件实现技术研究提供理论基础。第三部分详细介绍了利用 Verilog 硬件描述语言设计正交匹配追踪算法中涉及的重要运算模块的过程，其中包括并行乘法器模块及矩 阵 求 逆 运 算 模 块 的 设 计 ， 并 借 助 Modelsim SE 6.5 软件给出了相关仿真结果且进行了分析。第 四 部 分 重 点 阐 述 基 于 Altera 公 司 Stratix II 系列的 FPGA 芯 片 EP2S60F1020
8、的硬件平台的设计 ， 并 详 细 介 绍 了 通 过 USB 接 口 实 现 FPGA 与 PC 机 之 间 通 信 的 编 程 设 计 ， 最 后 利 用 设 计 的FPGA 硬 件 平 台 对 线 性 分 组 码 进 行 识 别 分 析 ， 并 通 过 USB 接 口 将 识 别 结 果 发 送 至 PC 机 验 证方 法 的 可 行 性 与 正 确 性 。关 键 词 ：信道编码，盲识别，线性分组码，稀疏分解，F PGA，正交匹配追踪算法I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTIn digital communication systems,information may be in
9、terfered by external factors during theactual transmission process,and the interference is easy to cause the transmitted information to beunstable and unreliable. The emergence of channel coding technology have greatly solved theproblem of signal distortion caused by meeting adverse effects in trans
10、mission process of theinformation.With the development of digital communication technology, in many areas， it needsidentify encoding structural characteristics of the coding sequence with the aid of a certain analysisdiscriminating method according to a small amount of encoded codeword sequence ,the
11、n obtain thevalid encoding information,and this technique is the channel coding blind recognition technology.As to the block error correction coding, the linear block code is applied more widely in actualcommunication, so it mainly studies the problem of blind recognition of linear block code, and t
12、heresearch results are mostly in theoretical analysis and software emulation of recognition method,buttechnology research based on the hardware realization is not much. At present,channel coding blindrecognition technology has important applications in many areas of communication, especially hasimpo
13、rtant value in the field of information confrontation. Therefore, it has important practicalsignificance to study the hardware implementation technology of block error correction codingblind recognition.To recognize and analyze coding structure characteristic of block code is also to research thecon
14、straint relation between each element of the block code. Based on the idea of sparsedecomposition, the constraint relation between elements can be expressed through a unified relation,and the code constraint vector contained the relation is a sparse vector, and then the block code ofblind recognitio
15、n problem can be transfored into the rebuilding question of sparsevector.Orthogonal Matching Pursuit algorithm is an important kind of signal reconstructionalgorithm based on the theory of sparse decomposition, and theory to prove that OMP algorithm canefficiently reconstruct the sparse vector when
16、the number of observation sample points meetscertain conditions.FPGA has the capacity of high-speed processing data,and it can be used forparallel computing,and it has unique advantage to solve involving matrix computation.The article is divided into four parts:in the first part, it mainly introduces the characteristics ofthe linear block code, properties and blind recognition theory,and gives blind recognition scheme ofa special linear
