基于DVB-S2协议的LDPC码编译码电路设计与实现.pdf

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1、硕士学位论文基于DVB-S2协议的LDPC码编译码电路设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFLDPCCODINGANDDECODINGCIRCUITBASEDONDVB-S2PROTOCOL刘盟哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN47学校代码：10213国际图书分类号：654.9密级：公开工学硕士学位论文基于DVB-S2协议的LDPC码编译码电路设计与实现硕士研究生：刘盟导师：肖立伊教授申请学位：工学硕士学科：微电子学与固体电子学所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月25日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN47U.D.C:65

2、4.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFLDPCCODINGANDDECODINGCIRCUITBASEDONDVB-S2PROTOCOLCandidate：LiuMengSupervisor：Prof.XiaoLiyiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolidStateElectronicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefenc

3、e：June25th,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要由于信息经过信道之后会受到噪声影响而出现错误，所以在现代数字通信系统中前向纠错码受到了广泛应用，级联码性能的理想的情况是逼近香农极限，级联码相比单个纠错码在性能上有一定的优越性，在第二代地面数字电视广播标准（DigitalVideoBroadcastingSatelliteSecondGeneration,DVB-S2）中也采用了级联码纠错技术。在DVB-S2中应用了外码BCH（BoseChaudhurlHocquen

4、ghemBose）和内码低密度奇偶校验（LowDensityParityCheckCode,LDPC）码相级联的结构。本文以DVB-S2协议的前向纠错系统中LDPC码为研究背景，详细介绍了LDPC码的基础知识。然后对线性分组码的通用编码方法和DVB-S2协议中给出的编码方法进行了介绍。对译码算法：对数域置信传播算法（BeliefPropagation,BP）、归一化最小和算法（NormalizedMinimumSumAlgorithm,NMSA）、偏移最小和算法（OffsetMinSumAlgorithm,OMSA）及最小和算法（MinSumAlgorithm,MSA）进行了详细介绍。对两种编

5、码算法实现发现DVB-S2协议中给出的编码方法具有线性编码复杂度，所以选择其进行了电路实现。对译码算法中除对数域BP算法外的MSA、OMSA与NMSA进行了软件实现，然后对它们的迭代次数及误码率进行对比，发现当偏移量为0.1的OMSA优于MSA和NMSA，所以最后选择偏移量为0.1迭代次数选为20次的OMSA来实现LDPC码的译码器。在进行了编译码器的电路实现之后使用modulsim和DesignCompiler对其进行了仿真和综合，仿真结果正确，综合使用的是SMIC65nm工艺库，编码电路总面积为2960.280029平方微米，最大时钟频率为217MHz。译码电路的总面积为259083.72

6、2161平方微米，最大时钟频率为123MHz。在DVB-S2标准中，吞吐率大于128kbps，经计算本文中的吞吐率满足要求。关键词：前向纠错；DVB-S2标准；LDPC；置信传播算法-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSinceerrorsoccurduetonoiseaftertheinformationpassesthroughthechannel,theforwarderrorcorrectioncodeiswidelyusedinmoderndigitalcommunicationsystems.Theidealcaseofconcatenatedcodeperform

7、anceistoapproachtheShannonlimit,andtheconcatenatedcodeiscomparedtoasingleerror.Errorcodehascertainsuperiorityinperformance.IntheDigitalVideoBroadcastingSatelliteSecondGeneration,aconcatenatedcodeerror