数字电视传输系统中LDPC码译码器的研究与FPGA实现

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低密度奇偶校验(Low-density Parity-check,LDPC)码是一种具有逼近Shannon限性能的优秀纠错编码,具有极强的纠错和检错能力;译码复杂度不高,可实现完全的并行操作,利于硬件实现高速译码;而且具有较大的灵活性和较低的差错平地效应。LDPC码是第四代移动通信的关键技术之一,在移动和固定无线通信、卫星通信、数字电视和广播、光纤通信以及磁盘存储等诸多领域得到了广泛的应用。在众多的应用领域中,数字电视是一个广受关注且正处于快速发展阶段的行业,数字电视的发展将对整个电子信息行业的发展有重大意义。LDPC码已经被列为多种数字电视传输系统标准中的信道编码方案,例如我国数字电视地面广播传输系统标准DMB-TH、我国移动多媒体广播行业标准CMMB、欧洲的数字卫星广播系统标准DVB-S2等标准,它们所应用的LDPC码前向纠错编码技术,使系统能够更加可靠地支持更多的无线多媒体业务。本论文根据DMB-TH、CMMB和DVB-S2三种数字电视传输系统标准,对其信道编码中的LDPC码做深入研究,并使用FPGA对其译码器进行实现。首先,总结了LDPC码的译码方法,并对几种典型的译码算法通过仿真做了性能比较与分析;接着研究数字电视传输标准中给出的LDPC码的结构特性,并对其进行译码性能仿真,通过比较和分析得出译码算法中相应参数的选择,供译码器的硬件设计和实现阶段使用;之后根据标准中LDPC码的结构特性以及前面得到的参数最佳值对译码器进行设计,并在FPGA上实现,调试仿真验证其性能;最后,应用VB和MATLAB设计并建立了一种适于LDPC码编译码器的软硬件结合的测试平台,测试并验证LDPC码译码器的性能。
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