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ATSC-8VSB接收芯片中外码系统的设计与实现

作　者: 夏芳
导　师: 仇佩亮
学　校: 浙江大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 接收芯片 设计与实现 外码 8VSB ATSC 格式变换 专用集成电路芯片 数字高清晰度电视 编译码电路 扰码和解扰
分类号: TN949
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 106次
引　用: 4次
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内容摘要


数字高清晰度电视(Digital HDTV)作为第三代电视标准，已成为当今世界高技术竞争的焦点，将对世界的政治、经济和文化将产生巨大而深远的影响。正在研制中的我国数字化高清晰度电视地面传输系统的信道编码采用外码为里德-索罗门前向纠错码(RS码)，内码是Offset QAMTCM或卷积编码所组成的级联编码，辅以完全的数据交织、为数字HDTV提供有力的前向纠错能力。由于OQAM与VSB采用相同的外码电路，所以本文着重于HDTV地面广播系统ATSC的VSB信道编码中的外码原理及其在专用集成电路芯片(ASIC)上的实现。 外码电路包括发射端的数据格式变换、扰码、RS 编码、交织，在接收端相对应于的数据格式反变换、解扰、RS 译码、去交织。 本文第一章首先介绍了HDTV的发展史，对VSB和OFDM进行分析与比较，并从系统上介绍了HDTV的ATSC方案，然后对专用集成电路(ASIC)设计的发展及有关技术进行概述。第二章叙述数据格式变换，并阐述其关键部分的实现。第三章讲述扰码和解扰的理论及相应硬件实现方法。第四章首先对RS码的编码和译码进行详细的理论分析研究，提出RS编译码器实现方法，并从理论上给出RS译码的出错指示及其漏警概率的计算，然后介绍RS码编译码电路的ASIC实现，重点描述ASIP结构及其设计思想，并比较三种译码方案，最后给出实际RS译码器的ASIC设计规模和性能。第五章分析交织和去交织方法，以及硬件实现电路。 本文的主要贡献在于根据VSB方案中的技术参数，提出了HDTV外码中编、解码的具体算法，并给出了具体的ASIC实现，尤其是RS码部分。

全文目录


中文摘要  2-3
英文摘要  3-6
第一章 绪论  6-24
  1．1 高清晰度电视的发展历史  6-9
    1．1．1 模拟高清晰度电视  6-7
    1．1．2 数字高清晰度电视  7-8
    1．1．3 中国HDTV的研究发展情况  8-9
  1．2 HDTV地面传输系统的两大方案  9-11
    1．2．1 VSB地面传输系统  9
    1．2．2 OFDM地面传输系统  9-10
    1．2．3 OFDM与VSB性能比较  10-11
  1．3 ATSC-VSB的地面传输系统简介  11-16
    1．3．1 为什么采用VSB  11
    1．3．2 系统信息  11-13
    1．3．3 发射机功能模块介绍  13-14
    1．3．4 接收机功能模块介绍  14-16
  1．4 专用集成电路（ASIC）设计  16-22
    1．4．1 电子系统设计技术的发展过程  16-17
    1．4．2 ASIC及其分类  17
    1．4．3 ASIC设计主要流程  17-19
    1．4．4 SOC设计技术  19-21
    1．4．5 系统设计工具  21-22
  1．5 本文的主要工作  22-24
第二章 数据格式转换  24-29
  2．1 帧格式转换  24-25
  2．2 信源帧格式信号与波形  25-26
    2．2．1 串并转换  25
    2．2．2 并串转换  25-26
    2．2．3 时钟信号  26
  2．3 帧格式转换模块关键部分的ASIC实现  26-29
    2．3．1 帧格式转换模块结构框图  26-27
    2．3．2 数据缓冲区  27
    2．3．3 时钟产生电路  27-29
第三章 扰码与解扰  29-33
  3．1 伪随机序列  29-31
  3．2 扰码与解扰的ASIC实现方案  31-33
第四章 Reed-Solomon编码与译码  33-82
  4．1 RS码的定义和有关性质  33-34
  4．2 RS编码原理和算法  34-35
  4．3 RS译码原理和算法  35-47
    4．3．1 计算伴随式S（x）  35-37
    4．3．2 错误位置多项式和错误估值多项式的求取  37-44
    4．3．3 由错误位置多项式求错误位置  44-45
    4．3．4 求错误值  45-47
    4．3．5 RS译码器的实现算法  47
  4．4 RS译码的出错指示及其漏警概率的计算  47-53
  4．5 ATSC中RS码方案  53-54
  4．6 RS编码电路的ASIC实现  54-55
  4．7 RS译码电路的ASlC实现  55-67
    4．7．1 VLSI设计考虑  55-56
    4．7．2 RS译码总体结构—软硬结合方案  56-58
    4．7．3 控制模块SgnCtrl  58
    4．7．4 伴随多项式的求取SyndymComp  58-59
    4．7．5 ASIP实现Euclid算法  59-64
    4．7．6 Chien搜索及求错误值ChienErrVal  64-66
    4．7．7 纠错和数据延迟DatRAM1与DatRAM2  66
    4．7．8 其它两种译码方案  66-67
  4．8 RS码编译码器基本单元电路  67-75
    4．8．1 伽罗华域的加法电路  67-68
    4．8．2 伽罗华域的乘法电路  68-74
    4．8．3 求逆电路  74-75
  4．9 RS码译码器的ASIC设计复杂性分析  75-79
  4．10 仿真与测试  79-82
    4．10．1 仿真  79
    4．10．2 测试方法  79-80
    4．10．3 ATSC-8VSB接收芯片中RS译码器的实现结果  80-82
第五章 交织与去交织  82-86
  5．1 HDTV的突发错误分析  82
  5．2 交织方法和性能  82-84
  5．3 ATSC的交织器和去交织器  84-86
    5．3．1 ATSC的交织器和去交织器  84-85
    5．3．2 交织和去交织的ASIC硬件实现  85-86
附录  86-88
参考文献  88-90
致谢  90

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 电视
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