本文關(guān)鍵詞：兼容DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn)的全速率高速LDPC譯碼器設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)　出處：《西安電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：2014年,歐洲數(shù)字電視廣播組織正式發(fā)布了第二代數(shù)字電視廣播衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)(Digital Video Broadcasting-Satellite Second Generation,DVB-S2)的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2X(Digital Video Broadcasting-Satellite Second Generation Extension)。DVB-S2X比DVB-S2有著更高的頻譜效率、更大的接入速率并能夠提供更加豐富的服務(wù)。因?yàn)镈VB-S2中BCH+LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校驗(yàn))級聯(lián)碼性能優(yōu)越,DVB-S2X依舊采用了該前向糾錯方案,但是在DVB-S2中原有的LDPC碼基礎(chǔ)上增加了種類更多的LDPC碼。結(jié)合更為高階的APSK(Amplitude Phase Shift Keying,幅度相移鍵控)調(diào)制方式——最高可達(dá)256APSK,DVB-S2X中的編碼調(diào)制類型更加豐富,適合在不同的應(yīng)用場景下提供最佳服務(wù)。DVB-S2X相對于DVB-S2在最高傳輸效率方面提升了50%,這就要求LDPC譯碼器支持更大的吞吐量。本文提出了一種新型結(jié)構(gòu)的LDPC譯碼器,在不增加譯碼器并行度的基礎(chǔ)上,以較小的硬件消耗,使得吞吐量相對于原來的譯碼器提高了一倍左右,而且設(shè)計(jì)的LDPC譯碼器不僅支持DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn),還兼容DVB-S2、DVB-T2、DVB-C2中所有的碼長和碼率,具有一定的通用性。論文的主要工作包括:首先,論文分析了DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼以及M-APSK調(diào)制,通過對比對數(shù)域置信傳播算法、歸一化最小和算法等LDPC譯碼算法和APSK軟解映射算法的性能和復(fù)雜度,確定了適合DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn)的LDPC譯碼算法——?dú)w一化最小和算法和APSK軟解映射算法——MAX-LOG-MAP算法在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和性能方面可以取得很好的折中。其次,根據(jù)DVB-S2X中LDPC碼校驗(yàn)矩陣的特點(diǎn),重點(diǎn)設(shè)計(jì)并基于FPGA(Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程門陣列)實(shí)現(xiàn)了一種部分并行結(jié)構(gòu)的兼容多標(biāo)準(zhǔn)的高吞吐量LDPC譯碼器,其新穎之處在于:(1)設(shè)計(jì)了一種新型的譯碼器結(jié)構(gòu),在只增加一個桶形移位模塊和部分存儲器資源的情況下,避免了校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新和變量節(jié)點(diǎn)更新的時間沖突,譯碼過程中一次迭代所需的時間為原結(jié)構(gòu)的一半,從而使得譯碼器的吞吐量提高了一倍左右;(2)進(jìn)一步的,論文通過對譯碼器中資源消耗較多的桶形移位模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用分級流水處理的方式,避免了該模塊成為譯碼器的速度瓶頸,使得譯碼器最高綜合時鐘可達(dá)297.3 MHz,在譯碼迭代次數(shù)30次時,部分碼率最高吞吐量依然可以達(dá)到1 Gbps;(3)通過共用譯碼器的參數(shù)控制模塊,實(shí)現(xiàn)了多標(biāo)準(zhǔn)的全兼容。最后,基于VHDL語言對LDPC譯碼器進(jìn)行了硬件FPGA實(shí)現(xiàn),并使用Modelsim、ISE軟件完成了代碼仿真與綜合,基于VC707已經(jīng)完成的57種LDPC碼的下載測試結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的LDPC譯碼器可以完全支持DVB-S2、DVB-T2、DVB-C2、DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.22;TN791

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本文編號：1314972