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时间:2019-05-16
《基于DTMB标准的QC-LDPC编译码的算法研究与实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、武汉理工大学硕士学位论文摘要LDPC码(Low.DensityParity.CheckCodes低密度奇偶校验码)是一种具有极强纠错能力的差错控制编码技术,它是Gallager于1962年提出的一种性能接近香农(Shannon)极限的好码。LDPC码的优异性能及其在信息可靠传输中的良好应用前景(例如光通信、卫星通信、深空通信、第4代移动通信系统、高速与甚高速率数字用户线、光和磁记录系统等),被认为将是下一代电信和磁存储系统中广泛应用的纠错码技术,己引起世界各国学术界和IT业界的高度重视,成为当今信道编码领域最瞩目的研究热点。LDPC码在许多情况下将取代T
2、urbo码的趋势已经很明显,研究LDPC码的学术意义、商业价值和对IT(特别是通信)领域相关技术发展的推动作用是巨大的。在数字电视地面传输中国国家标准中(DTMB,digitalterrestrialmediabroadcasting)信道编码采用LDPC码作为内码,BCH码作为外码的方式。本论文主要对DTMB标准的QC.LDPC码的译码算法和硬件实现进行了较深入的研究。本文首先简述了通信系统以及信道编码理论的基础知识,并且对线性分组码的基本原理作了阐述。本文重点介绍了LDPC码的定义、几种重要的编译码算法,并对主要译码算法原理及其复杂度作了深入的分析和
3、研究。在研究了概率域BP算法和对数域BP算法的基础上,重点研究了LDPC码改进的译码算法,包括校验消息处理修正的BP.Based算法、NormalizedBP.Based算法、O魅etBP—Based算法。基于以上研究,针对DTMB标准的编码的规律,提出了一种新的译码算法,该译码算法采用串行消息传递,且对校验节点更新运算进行了简化,通过对应用于DTMB标准中的QC.LDPC码进行性能仿真,结果表明改进后的译码算法在BER=3x10。6处译码性能比传统的BP算法劣化不到0.1dB,而译码的平均迭代次数要减少50%,提高了译码收敛速度,且降低了译码复杂度。接
4、着讨论了LDPC译码器的硬件设计,分析了三种主要的校验节点处理器的硬件实现结构:全并行结构、部分并行结构、串行结构。本文设计了一种采用部分并行结构译码的译码器。该设计在Xilinx公司的FPGA芯片Virtex5XC5VLX220上得到实现,并通过了功能测试及验证。全部设计采用Verilog语言描述,当最大迭代次数为11次,译码器的时钟频率为62.25MHz时,译码速度达到44Mbps。最后分析了该设计的不足之处以及进一步研究的方向。关键词:QC—LDPC码,DTMB,串行消息传递机制,校验节点更新武汉理工大学硕士学位论文AbstractLDPCcode
5、(Low··DensityParity··CheckCode)isapowerfulerrorcorrectingtechniquethatisagoodcodenearShannonlimitperformance,inventedbyGallagernearly40yearsago.Thankstoitsexcellentperformanceanditsbrightapplicationprospectsuchasopticcommunications,satellitecommunications,deepspacecommunication,t
6、hefourthgenerationmobilecommunicationsystem,digitalsubscriberloopwithhighspeedorhypervelocity,opticalandmagneticrecordingsystem,LDPCcodeiswidelyconsideredasnext—generationerror-correctingcodefortelecommunicationandmagneticstorage,whichisputahighpremiumonbyacademiccircleandITcircl
7、e.AndLDPCcodehasbeenthemostspectacularspotinerror—correctingcodingarea.It’SclearthatLDPCcodewilldisplaceTurbocodeinthenearfuture.TheacademicsignificanceandcommercialvalueofstudyonLDPC,alsotheimpulseonassociatedtechnologyinITareaaregreat.ChannelcodingadoptsLDPCasitsinnercodeandBCH
8、asitsoutercodeinDTMB(digitalterrestrialm
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