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30000字硕士毕业论文基于DVB_S2规范的编解码算法研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:30000字
论点:译码,标准,算法
论文概述:

所谓卫星电视,就是利用地球同步轨道卫星向服务区转发功率较大的广播电视信号,使该区内的广大用户能直接收看电视节目的广播方式。2003年,DVB组织发布了基于低密度奇偶校验码(LDPC)和

论文正文:

  第1章绪论         所谓卫星电视,就是利用地球同步轨道卫星向服务区转发功率较大的广播电视信号,使该区内的广大用户能直接收看电视节目的广播方式。2003年,DVB组织发布了基于低密度奇偶校验码(LDPC)和BCH码的DVB-S2系统,该系统已经被ITU-R和欧洲通信标准协会ETSI接受。由于DVB-S2系统数据传输吞吐能力比DVB-S提高了30%,因此DVB-S2标准fllf2l作为广播通信技术发展到新水平的标志,受到广泛关注。卫星数字电视概论作为一种有效的传输手段的同时,卫星直播也面临着来自运营、产业、管理、安全等诸多方面的需求。尤其对于像我们国家这样幅员广大、地形复杂的国家来说,采用卫星电视广播来实现电视覆盖全国的方案是最合适的。卫星数字电视的发展卫星数字电视的发展主要经历了DVB-S标准、DVB-S2标准及具有我们国家自主知识产权的ABS-S标准。1,DVB-S标准DVB-S标准是DVB标准体系中问世最早的标准之一,十年来,DVB-S被公认为与GSM并列的全世界范围中两个最成功的技术标准。DVB-S系统中的前向纠错编码(FEC)采用里德一所罗门(RS)码级联卷积码的编码方式。级联码的编码方式在通信领域应用广泛,例如中国数字电视标准中就采用了BCH级联LDPC码的编码方式,级联码在很大程度上提高了系统性能。DVB-S标准中的级联码虽然性能较优,但是距离理想的译码性能仍然有很大差距。2,DVB-S2标准DVB组织在两年左右的时间里,完成了第2代DVB-S标准(DVB-S2)的制定工作。        DVB-S2系统的前向纠错编码(FEC)部分采用BCH码级联LDPC码的方式,由于DVB-S2标准中的级联码的码长很长,其中长码为64800比特和短码为16200比特,长码和短码分别应用于不同的通信环境和需求,由LDPC码的特性,在码长很长时,其译码性能可以接近香农限,根据仿真结果这种码长条件下的译码性能可以距信道传输容量门限仅相差0.7-1.OdBo3,ABS-S标准2006年8月,ABS-S专用解调芯片AVL1108一次流片成功,2006年10月到11月,完成了项目验收与标准化工作eABS-S系统的前向纠错编码采用的LDPC编码技术,码长为15360比特。相比于DVB-S2标准码长有所减少,但是复杂度降低的同时译码性能仍然能够得到保证。.1.2DVB-S2系统简介DVB-S2标准与DVB-S标准相比,采用BCH级联LDPC的编码方式替换了原有的RS码级联卷积码的方式,大大提高了系统纠错性能。同时由于DVB-S2标准中LDPC码长可达到64800比特,因此增加了编译码复杂度及硬件开销,设计出合理的译码器来降低复杂度及硬件开销十分必要。DVB-S2的信号处理流程如图1.1所示。图1.1DVB-S2的信号处理流程图从图1.1中我们可以看出DVB-S2对信号的处理大致可以分成五个部分。形成三种格式帧(基带帧、FEC帧和物理帧,前面两种类型帧属于逻辑帧)。五个部分的处理过程[如下:(1)输入模式与传输流匹配部分  参考文献[1]李继龙.数字卫星广播电视系统介绍[[J].现代电视技术,2007.6.  Digital video broadcasting(DVB);Second generation framing structure,channel coding andmodulation  systems  for  broadcasting,interactive  services,news  gathering  and  otherbroad-band satellite [3]亚洲卫视.解读:我国卫星直播领域的相关技术标准.2008.3.4.[4]广播科学研究院.我国卫星数字电视广播技术标准进展【C].中国卫星应用大会,2007.王单.LDPC码编译码算法研究[[D].西安科技电子大学,2006.马炬,杨明,于新等.我国新一代卫星广播系统[]J.广播与电视技术,2007年第5期.   HE Shanbao,LIU Chonghua,LIN Yiming.Application of LDPC Codes in Satellite NavigationSystems[J].航天器工程.2009.5.   Gallager R CzLow density parity check codes [J].IRE Trans on Inform.Theory,1962,8(1):2128.   William E.Ryan.An Introduction to LDPC Codes [JJ.Department of Electrical and ComputerEngineering.2003.8.19.肖海勇,周磊等.LDPC码的分析和非正则图的设计【J].南京邮电学院学报(自然科学版).2002年3月第22卷第1期. Sang Hyun Lee, Kwang Soon Kim.Design of Low-Rate Irregular LDPC Codes Using TrellisSearch [J]. IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, JULY 2009.Bo  Zhou,Jinyu   Kang,Ying  YuTai,Shu  Lin,Zhi  Ding.High  Performance  Non-BinaryQuasi-Cyclic  LDPC  Codes  on  Euclidean  Geometries[J].IEEE  TRANSACTIONS   Jin  H,  Khaudekar  A,  McEliece  R.Irregular  repeat-accumulate  codes  [C].Proc  2ndInternational Symposium on Turbo Codes and Related Tonics.Brest, France, 2000, 9:1-8.[ 14] Aline Roumy, Souad Guemghar, Giuseppe Caire, Sergio Verdu.Design Methods for IrregularRepeat-Accumulate  Codes  [J].IEEE  Transactions  on  Information  Theory,  2004,50(8):1711一1727.梁夫,门爱东.DVB-S2的调制技术[[J].世界广‘播电视.2006.6. David Burshtein. Iterative Approximate Linear Programming Decoding of LDPC CodesWith Linear Complexity [J].IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL.  摘要 4-5 ABSTRACT 5-6 第1章 绪论 9-14     1.1 卫星数字电视概论 9-11         1.1.1 卫星数字电视的发展 9-10         1.1.2 DVB-S2系统简介 10-11     1.2 信道编码概述 11-12         1.2.1 信道编码的简介 11-12         1.2.2 LDPC码的现状分析与应用 12     1.3 本文的内容安排 12-14 第2章 DVB-S2标准IRA-LDPC码的编码分析 14-19     2.1 IRA-LDPC码简介 14-15     2.2 DVB-S2标准IRA-LDPC码的编码 15-18         2.2.1 DVB-S2标准FEC构成 16         2.2.2 DVB-S2标准IRA-LDPC编码实现 16-18     2.3 本章小结 18-19 第3章 LDPC译码算法分析 19-26     3.1 LDPC软判决算法 19-25         3.1.1 概率域BP译码算法 20-21         3.1.2 对数域BP译码算法 21-23         3.1.3 MinSum算法 23-25         3.1.4 MinSum的修正算法 25     3.2 本章小结 25-26 第4章 DVB-S2标准中IRA-LDPC译码器的浮点算法分析与设计 26-47     4.1 信息传递机制的改进及改进前后性能对比 26-30         4.1.1 泛洪机制的信息传递分析 26-27         4.1.2 改进的信息传递机制及性能对比 27-30     4.2 DVB-S2标准IRA-LDPC译码方案 30-45         4.2.1 MinSum译码算法性能仿真分析 30-33         4.2.2 修正的MinSum算法性能仿真分析 33-36         4.2.3 各种译码算法的性能对比分析 36-39         4.2.4 迭代次数对LDPC译码性能的影响分析 39-44         4.2.5 DVB-S2标准IRA-LDPC译码方案的确定 44-45     4.3 本章小结 45-47 第5章 DVB-S2标准中IRA-LDPC码译码器定点算法设计 47-54     5.1 模拟信号的量化 47     5.2 IRA-LDPC码的量化 47-52         5.2.1 IRA-LDPC定点量化流程图 48         5.2.2 IRA-LDPC入口处的量化及仿真分析 48-50         5.2.3 IRA-LDPC内部信息及修正因子的量化及仿真分析 50-52     5.3 本章小结 52-54 第6章 总结与展望 54-56     6.1 论文工作总结 54-55     6.2 前景与展望 55-56 参考文献 56-59 致谢 59-60