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DMB-TH系统纠错码应用算法设计仿真与实现研究

作　者: 艾雨
导　师: 周亮
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 纠错编码 BCH码 LDPC码 DMB-TH FPGA
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 27次
引　用: 0次
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内容摘要


1948年香农发表了编码理论的奠基之作《A Mathematical Theory of Communication》。如今,纠错编码已经是现代通信系统中不可或缺的组成部分。本文基于“数字电视地面传输系统编译码性能仿真与FPGA实现”项目,对DMB-TH系统中的信道编码进行了深入的研究,主要工作成果如下:本文重点研究了LDPC码的编码原理及工程实现中常用的各种软判决译码算法,其中包括:传统的标准和积译码算法,以及工程上改进的最小和译码算法、Normalized最小和译码算法和Offset最小和译码算法。论文针对DMB-TH标准中的LDPC码,分别在AWGN信道及Rayleigh信道下,采用以上四种不同译码算法进行了性能仿真。通过仿真比较发现,在各种不同的调制方式下,标准中的LDPC码都显示出非常好的性能,距离极限性能界仅相差不到1个dB。其中,Normalized最小和译码算法和Offset最小和译码算法性能最优,但是在Rayleigh信道下Normalized最小和译码算法相对Offset最小和译码算法具有更好的稳定性。因此,Normalized最小和译码算法是值得FPGA实现考虑的算法。同时,本文还对LDPC译码器硬件实现中的定点量化问题进行了研究,为今后完成LDPC译码器的设计奠定了基础。论文还讨论了BCH编/译码器以及LDPC码编码器的硬件实现,分析并设计了三种主要的硬件结构,其中包括:10bit并行BCH编码器,10bit并行BCH译码器,254 bit并行LDPC编码器。为了验证设计的正确性,我们在Xilinx公司Virtex-4系列XC4VLX200型号FPGA上实现了码长为7493、码率为0.4的DMB-TH系统的级联码的编码器。全部设计采用Verilog HDL语言描述,编码器的工作时钟频率为100MHz。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 信道编码理论的发展历程及研究现状  11-13
  1.2 数字电视传输系统中的信道编码技术  13-19
  1.3 论文的主要工作与结构安排  19-21
第二章 DMB-TH 系统纠错码的基础知识  21-45
  2.1 BCH 码的基础知识  21-25
    2.1.1 有限域  21-22
    2.1.2 BCH 码的定义及编码  22-23
    2.1.3 BCH 码的译码  23-25
  2.2 LDPC 码的基础知识  25-39
    2.2.1 二元LDPC 码的定义  25-28
    2.2.2 LDPC 码的编码  28-34
    2.2.3 LDPC 码的译码  34-39
  2.3 级联码  39-40
  2.4 DMB-TH 系统的前向纠错码  40-43
    2.4.1 DMB-TH 系统介绍  40
    2.4.2 DMB-TH 系统的信道编码方案  40-43
  2.5 本章小结  43-45
第三章 DMB-TH 系统纠错码的译码算法研究与仿真  45-58
  3.1 符号星座映射  45-48
  3.2 未量化的仿真结果  48-54
    3.2.1 四种译码算法在AWGN 信道下的性能  48-51
    3.2.2 四种译码算法在Reyleigh 信道下的性能  51-53
    3.2.3 不同迭代次数下的性能  53-54
  3.3 量化后的仿真结果  54-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章 DMB-TH 系统前向纠错码的部分编/译码器设计  58-73
  4.1 DMB-TH 系统BCH 编/译码器的设计  58-65
    4.1.1 串行BCH 编码算法研究  58-59
    4.1.2 并行BCH 编码算法研究  59-61
    4.1.3 并行BCH 译码算法研究  61-62
    4.1.4 并行BCH 编码器的FPGA 实现  62-64
    4.1.5 并行BCH 译码器的FPGA 实现  64-65
  4.2 DMB-TH 系统LDPC 编码器的设计  65-70
    4.2.1 DMB-TH 系统 LDPC 编码算法研究  65-67
    4.2.2 DMB-TH 系统LDPC 编码器的FPGA 实现  67-70
  4.3 级联码编码器的FPGA 实现  70-72
  4.4 本章小结  72-73
第五章 总结  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
个人简历  79-80
攻读硕士学位期间的研究成果  80-81
附录 A  81-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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