發(fā)布時(shí)間：2020-09-28 12:19

　　 由于信息經(jīng)過(guò)信道之后會(huì)受到噪聲影響而出現(xiàn)錯(cuò)誤,所以在現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中前向糾錯(cuò)碼受到了廣泛應(yīng)用,級(jí)聯(lián)碼性能的理想的情況是逼近香農(nóng)極限,級(jí)聯(lián)碼相比單個(gè)糾錯(cuò)碼在性能上有一定的優(yōu)越性,在第二代地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(Digital Video Broadcasting Satellite Second Generation,DVB-S2)中也采用了級(jí)聯(lián)碼糾錯(cuò)技術(shù)。在DVB-S2中應(yīng)用了外碼BCH(Bose Chaudhurl Hocquenghem Bose)和內(nèi)碼低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check Code,LDPC)碼相級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。本文以DVB-S2協(xié)議的前向糾錯(cuò)系統(tǒng)中LDPC碼為研究背景,詳細(xì)介紹了LDPC碼的基礎(chǔ)知識(shí)。然后對(duì)線性分組碼的通用編碼方法和DVB-S2協(xié)議中給出的編碼方法進(jìn)行了介紹。對(duì)譯碼算法:對(duì)數(shù)域置信傳播算法(Belief Propagation,BP)、歸一化最小和算法(Normalized Minimum Sum Algorithm,NMSA)、偏移最小和算法(Offset Min Sum Algorithm,OMSA)及最小和算法(Min Sum Algorithm,MSA)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。對(duì)兩種編碼算法實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)DVB-S2協(xié)議中給出的編碼方法具有線性編碼復(fù)雜度,所以選擇其進(jìn)行了電路實(shí)現(xiàn)。對(duì)譯碼算法中除對(duì)數(shù)域BP算法外的MSA、OMSA與NMSA進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn),然后對(duì)它們的迭代次數(shù)及誤碼率進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏移量為0.1的OMSA優(yōu)于MSA和NMSA,所以最后選擇偏移量為0.1迭代次數(shù)選為20次的OMSA來(lái)實(shí)現(xiàn)LDPC碼的譯碼器。在進(jìn)行了編譯碼器的電路實(shí)現(xiàn)之后使用modulsim和Design Compiler對(duì)其進(jìn)行了仿真和綜合,仿真結(jié)果正確,綜合使用的是SMIC65nm工藝庫(kù),編碼電路總面積為2960.280029平方微米,最大時(shí)鐘頻率為217MHz。譯碼電路的總面積為259083.722161平方微米,最大時(shí)鐘頻率為123MHz。在DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中,吞吐率大于128kbps,經(jīng)計(jì)算本文中的吞吐率滿足要求。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN911.22
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 2 章 LDPC 碼編譯碼原理及設(shè)計(jì)思想1 DVB-S2 標(biāo)準(zhǔn) FEC 系統(tǒng)簡(jiǎn)介DVB-S2 協(xié)議中使用了級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)碼，應(yīng)用在 FEC 系統(tǒng)中，利用外碼 BCH 碼碼 LDPC 碼級(jí)聯(lián)，在 FEC 系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)碼之后增加了比特交織部分。由基帶幀輸入流作為級(jí)聯(lián)碼的輸入信息位，信息位首先經(jīng)由 BCH 編碼器生成校驗(yàn)位， BCH 編碼器生成的校驗(yàn)位附加在基帶幀之后經(jīng)由 LDPC 編碼器進(jìn)行編碼，然由 LDPC 編碼器編碼之后的校驗(yàn)位附加在之后作為交織器的輸入[33]，如圖示是比特交織之前的數(shù)據(jù)格式示意圖。相同的，在經(jīng)由信道的得到的碼字信經(jīng)過(guò)解調(diào)器解調(diào)，得到的數(shù)據(jù)先經(jīng)由解交織器，解交織之后經(jīng)過(guò) LDPC 譯碼到 BCH 譯碼器的輸入，經(jīng)過(guò) BCH 譯碼就得到了在經(jīng)由編碼之前的信息。完信息傳遞并糾錯(cuò)的功能。這就是 FEC 系統(tǒng)的工作。

圖 2-2 泰納圖則的 LDPC 碼非規(guī)則的 LDPC 碼的高性能高的節(jié)點(diǎn)可以從它的眾多的相鄰節(jié)點(diǎn)中獲的被糾正過(guò)來(lái)，而且更正后又能影響更多則的 LDPC 碼，如果其列重或者行重很小 LDPC 碼來(lái)說(shuō)其糾正能力相對(duì)較弱較慢，或者列重稍小的非規(guī)則的 LDPC 碼來(lái)說(shuō)其議中選用不規(guī)則的 LDPC 碼整體性能要好碼算法通用編碼算法通用的編碼方法，LDPC 碼雖然具有稀疏來(lái)說(shuō)仍然是適用的，但是需要用到生成矩陣G 矩陣。一般給出的是H矩陣，需要把

B-S2 協(xié)議中 LDPC 碼特點(diǎn)VB-S2[36,37]協(xié)議中給定的編碼方法可以推斷出它的H矩陣，H矩分構(gòu)成：像上一節(jié)說(shuō)到的一個(gè)可以命名為 C1的稀疏矩陣和一個(gè)三角矩陣。設(shè) LDPC 碼字長(zhǎng)度為 n，其中有 k 個(gè)信息位。如式(2矩陣的形式。其中左側(cè)變量表示的矩陣1C 是給定的，在 DVB-出。矩陣 C2可以由給定的編碼過(guò)程推斷出來(lái)。 00 01 0, 110 11 1, 120 21 2, 11,0 1,1 1, 11 0 0 01 1 0 00 1 1 00 0 0 0 1kkkn k n k n k ka a aa a aa a aa a a 1 2 |CL L LL L LL L LM M M M M M M M M MM M M M M M M M M MM M M M M M M M M ML L圖表示如圖 2-3 所示：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 黃秋元;陳兵;龍必起;俞麗娜;;DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)IRA-LDPC譯碼算法研究與改進(jìn)[J];電視技術(shù);2009年S2期

2 童勝,王鵬,王單,王新梅;LDPC碼量化和積譯碼的高效實(shí)現(xiàn)[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2004年05期

3 王學(xué)東,孫堅(jiān);低密度校驗(yàn)碼的編碼結(jié)構(gòu)[J];通信技術(shù);2003年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 劉洋;低密度奇偶校驗(yàn)碼的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

2 劉冬培;連續(xù)相位調(diào)制系統(tǒng)核心算法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 鮑丹;數(shù)字通信系統(tǒng)中高性能前向糾錯(cuò)碼（FEC）譯碼算法及其VLSI實(shí)現(xiàn)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

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1 馬博軒;二進(jìn)制和非二進(jìn)制LDPC譯碼器的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2017年

2 邱麗鵬;分層全并行QC-LDPC碼譯碼器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];華僑大學(xué);2017年

3 竺一婷;基于LDPC碼和噴泉碼級(jí)聯(lián)的研究[D];杭州電子科技大學(xué);2017年

4 靳文鶴;基于卷積LDPC碼的編碼協(xié)作研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

5 李楠;基于稀疏處理的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D];浙江大學(xué);2016年

6 丁喜鳴;基于FPGA的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼硬件仿真設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2015年

7 袁云云;DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中多模級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)碼研究及其高速FPGA實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 趙健;DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中低密度校驗(yàn)碼的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2828784