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DVB-T2系统中信道编码的研究与设计

作　者: 姜新洲
导　师: 刘金根
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: BCH+LDPC级联码 DVB-T2标准 BP算法 eIRA码
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
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内容摘要

自2008年6月DVB-T2标准出DVB项目组织发布以后,地面数字电视传输技术标准的研究再次成为焦点。在DVB-T2系统中,纠错编码子系统采用级联码完成对信息码字的纠错编码,以保证信息高速无误的传输。级联纠错码由内外码级联组成,其编译码器的性能直接影响着系统纠错能力,研究级联纠错码的编译码算法以提高DVB-T2系统中纠错编码子系统的性能,对加快DVB-T2系统的普及有很好的现实意义。本文分析了DVB-T2系统的特点,针对系统中信道编码能随机纠正多个错误的需求,研究了级联BCH和LDPC码的编译码算法、编译码器设计等问题。论文首先分析了DVB-T2系统性能要求和系统主要组成模块,针对系统信道编码纠错要求以及DVB-T2标准分析了级联码特点和系统中不同帧格式和码率下的帧参数。简要介绍了DVB-T2系统中的BCH码和LDPC码。然后以生成多项式为基础研究DVB-T2系统中BCH码编码特点,在串行编码的基础上研究出并行编码方法。根据BCH码并行编码方法,针对DVB-T2标准设计了一种基于查找表方式的并行编码方案,该方案降低了编码计算量,仅以少量的存储空间消耗为代价,具有工程实用价值。在BCH译码方案中,本文以BM (Berlekamp-Massey)算法为基础,设计出一种新的译码方法。新译码方案不仅减少了译码步骤缩短译码时间,而且因为硬件资源共用而节省了硬件资源。文中研究了基于新译码方法的实现步骤,分析了新算法在时间复杂度和硬件资源消耗上的优势。同时,论文分析了LDPC码的特点、构造方法。在线性时间编码方法基础上设计了适合DVB-T2标准的基于eIRA (extended Irregular Repeat-Accumulate)码的编码方案。方案中主要就校验矩阵的恢复进行解析,通过对码字校验方程进行变换设计出优化的适合硬件实现的并行LDPC编码方案。文中还简要介绍了硬判决算法,详细分析了软判决译码算法中的对数概率译码算法,分析了基于RMP机制的最小和译码算法,此机制优化了算法复杂度和译码性能。推导了算法步骤、分析了算法性能。在此算法基础上基于DVB-T2标准所设计的校验矩阵,详细设计了的编译码器总体结构,分析各模块功能,并使用verilog设计部分功能模块,进行功能仿真分析。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题来源  9
  1.2 研究背景及目的意义  9-11
  1.3 国内外研究现状  11-14
  1.4 论文内容及结构安排  14-15
第2章 DVB-T2系统分析  15-21
  2.1 DVB-T2系统性能要求分析  15
  2.2 DVB-T2系统架构及模块分析  15-17
  2.3 DVB-T2系统中的前向纠错编码分析  17-20
    2.3.1 DVB-T2系统中FEC帧格式  17-19
    2.3.2 DVB-T2系统中的级联纠错码  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 BCH码编译码研究与设计  21-41
  3.1 BCH码编译码基础分析  21-23
    3.1.1 BCH码原理分析  21-22
    3.1.2 DVB-T2系统中的BCH码  22-23
  3.2 BCH码编码算法研究  23-26
    3.2.1 BCH码串行编码实现方法  24
    3.2.2 BCH码并行编码方法研究  24-26
  3.3 DVB-T2系统中BCH码编码方案设计  26-32
    3.3.1 BCH码的生成多项式处理  26-28
    3.3.2 BCH编码器总体结构图及实现分析  28-29
    3.3.3 编码模块实现设计及仿真  29-32
  3.4 BCH译码算法研究  32-37
    3.4.1 常规BCH译码方法  32-34
    3.4.2 基于BM算法的简化译码方法  34-37
  3.5 BCH码简化译码方法的实现研究及分析  37-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 LDPC原理及编译码研究与设计  41-65
  4.1 LDPC码原理分析  41-43
    4.1.1 LDPC码的定义及表示  41-43
    4.1.2 LDPC码的构造及编译码方法  43
  4.2 LDPC码的编码算法研究  43-48
    4.2.1 LDPC码线性时间编码方法  43-45
    4.2.2 DVB-T2中基于eIRA码的编码方法  45-48
  4.3 DVB-T2中LDPC码编码设计  48-54
    4.3.1 LDPC编码方法及步骤设计  49-50
    4.3.2 LDPC码编码器总体结构设计  50-51
    4.3.3 LDPC码编码器各模块功能设计  51
    4.3.4 LDPC码编码器模块设计及仿真分析  51-54
  4.4 LDPC码译码算法研究  54-59
    4.4.1 硬判决比特翻转译码算法  54-55
    4.4.2 软判决算法研究  55-59
  4.5 LDPC码译码设计  59-64
    4.5.1 LDPC码常用译码方式  59-60
    4.5.2 DVB-T2中的LDPC译码器设计  60-62
    4.5.3 LDPC译码器中部分模块仿真分析  62-64
  4.6 本章小结  64-65
第5章总结与展望  65-67
  5.1 总结  65
  5.2 展望  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录部分关键代码  71-76

DVB-T2系统中信道编码的研究与设计

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