《基于DTMB的纠错码译码器的研究与设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DTMB的纠错码译码器的研究与设计（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要摘要自1 9 7 8 年的第一代蜂窝通信系统诞生以来，移动通信技术的发展日新月异，在不到3 0 年的时间已经经过三代演变。与其它信道相比，移动信道是最复杂、最恶劣的信道，接收信号的错误率非常高( 5 1 0 ) ，使译码器在非常低的信噪比( S N R ) 下工作。因此，移动信道对编译码器的设计要求非常高，采用的纠错编码技术也在不断更新，产生了B C H 码、T U R B O 码、L D P C 码等优秀的纠错编码技术。低密度奇偶校验码( L I ) P C ) 是一种性能非常好的纠错编码技术，以其较低的译码复杂度和灵活的结构，成为编码领域的研究热点。中国的数字电视地面广播标准( D T
2、 M B ) 和移动多媒体系统( C M M B ) 以及新一代数字卫星广播标准( D V B S 2 ) 都采用L D P C 码作为纠错码。中国数字电视地面传输标准( D T M B ) 中采用B C H 码和L D P C 码作为前向纠错码，其中B C H 码为外码，L D P C 码为内码。本文主要研究国标纠错编码的编译码器设计，包括B C H 编译码器和L D P C 码译码器。首先介绍B C H 码和L D P C 码的定义及原理，随后介绍D T M B 标准的纠错编码方案。深入研究了B C H 码的编译码算法，针对D T M B 标准B C H 码单比特错误的特点，设计一种基于X
3、 O R - p l a n e 和A N D - p l a n e 的译码器方案，在X i l i n xx c 2 v p 3 0 器件上实现了并行B C H 编译码器。仿真结果表明，本文设计的B C H 编译码器在速度和资源耗费上可以满足国标的要求。接着对L D P C 码的常见译码算法进行研究和仿真，包括L L R B P 算法、U M P B P B a s e d 算法，N o r m a l i z e d B P 。b a s e d 算法以及O 舔e t B P - b a s e d 算法，针对D T M B 标准的编码规律提出一种新的改进最小和算法。该算法通过求均方误差
4、最小值的方法，结合了前面两种改进最小和算法的优点，仿真结果表明，在归一化值为0 7 5 ，偏移值为0 1 2 5 的情况下，O 4 码率的L D P C 码译码算法性能上升了0 I d B ，而复杂度基本相同。最后，本文对L D P C 译码器的硬件结构进行了讨论，分析了译码器的总体架构、流水线以及量化方案。根据国标Q C L D P C 码校验矩阵的特征，提出串并结合架构以及两级流水线方案，然后通过定点仿真确定了量化方案为8 比特量化( 1 ：4 ：3 ) 。设计和实现了L D P C 译码器的关键模块：C N P U 、V N P U 、存储器等。摘要关键字：D T M B ，纠错码，译码
5、器A B S T R A C TA B S T R A C TS i n c et h eb i r t ho ft h e1s tg e n e r a t i o nc e l l u l a rc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，t h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yh a su n d e r t a k e nd r a m a t i cd e v e l o p m e n t ，w i t he v o l u t i o n so ft h r e eg
6、e n e r a t i o n si nl e s st h a n3 0y e a r s C o m p a r e dt oo t h e rc h a n n e l s ，t h em o b i l ec h a n n e li st h em o s tc o m p l e xa n du n f a v o r a b l eo n e n er e s u l t i n gh i 曲b i te l T o rr a t e ( 5 - - 10 ) a n dl o ws i g n a lt on o i s er a t i o ( S N R ) p u t
7、s t r i n g e n tc o n s t r a i n t so nt h ed e s i g n i n go ft h eE n e o d e ra n dd e c o d e r s C o n s e q u e n t l y , n e we r r o rc o n t r o lc o d i n gt e c h n i q u e sh a v eb e e nd e v e l o p e d ,s u c ha sB C Hc o d i n g ，T U R B Oc o d i n g ，L D P Cc o d i n g ，e t c E s
8、 p e c i a l l y , d u et oi t sl o wc o m p l e x i t ya n df l e x i b l ec o d i n gs t r u c t u r e ，L D P Ch a sb e c o m eo fah o tt o p i ci nc o d i n gr e s e a r c h N o t a b l ea p p l i c a t i o n si n c l u d eD T M B C M M Ba n dD V B S 2 I nD T M B ，B C Ha n dL D P Ch a v e b e e n
9、a d o p t e da sF o r w a r dE r r o rC o r r e c t i o nc o d i n g ，w i t ht h ef o r m e ra so u t e rc o d i n ga n dl a t t e ro n ea si n n e rc o d i n g W ew i l ls t u d yt h ed e s i g n i n go fd e c o d e ra n de n c o d e rf o re r r o rc o n t r o lc o d i n g ，i n c l u d i n gt h o s
10、 ef o rB C Ha n dL D P C T os t a r tw i t h ，w eb r i e f l ye x p l a i nt h ed e f i n i t i o na n dc o n c e p to fB C Ha n dL D P C ，f o l l o w e db yt h ei n t r o d u c t i o no fe r r o rc o n t r o ls o l u t i o ni nD T M Bs t a n d a r d A f t e rat h o r o u g hi n v e s t i g a t i o
11、no fB C Hd e c o d i n ga n de n c o d i n ga l g o r i t h m ，w ed e s i g n e dan o v e ld e c o d i n gs o l u t i o nu t i l i z i n gX O R - p l a n ea n dA N D p l a n e ，t oa c c o u n tf o rt h es i n g l eb i te r r o rf e a t u r eo fB C Hi nD T M Bs t a n d a r d Ap a r a l l e lB C HD e
12、c o d e r e n c o d e rb a s e do nt h i sa l g o r i t h mi si m p l e m e n t e do nX i l i n xx c 2 v p 30d e v i c e S i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a tt h ep r o c e s s i n gs p e e d sa n dr e s o u r c ec o n s u m p t i o no fo u rB C Hd e e n c o d e rh a v em e e tt h er e q u
13、i r e m e n to fi n t e r n a t i o n a ls t a n d a r d T h e n ，w ec o n d u c t e di n v e s t i g a t i o na n ds i m u l a t i o no fc o m m o nL D P Cd e c o d i n ga l g o r i t h m s ，i n c l u d i n gL L R B P , U M P - B P - B a s e da l g o r i t h m ，N o r m a l i z e d B P - b a s e da
14、l g o r i t h ma n dO f f s e t B P - b a s e da l g o r i t h m B e s i d e s ，w ea l s op r o p o s e dam o d i f i e d m i n i m u ms u ma l g o r i t h mf o rD T M Bs t a n d a r d F i n a l l y , w ed i s c u s s e dt h eh a r d w a r es t r u c t u r eo fL D P Cd e c o d e r ；a n a l y z i n g
15、t h eg e n e r a ls t r u c t u r eo ft h ed e c o d e r , s t r e a ml i n ea n dq u a n t i z a t i o ns o l u t i o n A c c o r d i n gt ot h ef e a t u r eo fQ C L D P C ，w ep r o p o s e ds e r i a l - p a r a l l e lc o m b i n e ds t r u c t u r ea n dt w ol e v e l so fI I IA B S T R A C Tp
16、i p e l i n e t h e nq u a n t i f i e db yf i x e d p o i n ts i m u l a t i o np r o g r a mt od e t e r m i n e8 - b i tq u a n t i z a t i o n ( 1 ：4 ：3 、K e yc o m p o n e n t so fL D P Cd e c o d e ra r ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e do nh a r d w a r ea sf o l l o w s ：V N P U ，C N P U ，M e m o r y s K e y w o r d s ：D T M B ，e r r o r - c o r r e c t i n gc o d e ，d e c o d e rI V独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标
