兼容DVB-S2X标准的全速率高速LDPC译码器设计与FPGA实现

发布时间：2017-12-21 06:06

  本文关键词：兼容DVB-S2X标准的全速率高速LDPC译码器设计与FPGA实现　出处：《西安电子科技大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： DVB-S2X LDPC 归一化最小和算法 APSK 吞吐量 FPGA

【摘要】：2014年,欧洲数字电视广播组织正式发布了第二代数字电视广播卫星标准(Digital Video Broadcasting-Satellite Second Generation,DVB-S2)的扩展标准DVB-S2X(Digital Video Broadcasting-Satellite Second Generation Extension)。DVB-S2X比DVB-S2有着更高的频谱效率、更大的接入速率并能够提供更加丰富的服务。因为DVB-S2中BCH+LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)级联码性能优越,DVB-S2X依旧采用了该前向纠错方案,但是在DVB-S2中原有的LDPC码基础上增加了种类更多的LDPC码。结合更为高阶的APSK(Amplitude Phase Shift Keying,幅度相移键控)调制方式——最高可达256APSK,DVB-S2X中的编码调制类型更加丰富,适合在不同的应用场景下提供最佳服务。DVB-S2X相对于DVB-S2在最高传输效率方面提升了50%,这就要求LDPC译码器支持更大的吞吐量。本文提出了一种新型结构的LDPC译码器,在不增加译码器并行度的基础上,以较小的硬件消耗,使得吞吐量相对于原来的译码器提高了一倍左右,而且设计的LDPC译码器不仅支持DVB-S2X标准,还兼容DVB-S2、DVB-T2、DVB-C2中所有的码长和码率,具有一定的通用性。论文的主要工作包括:首先,论文分析了DVB-S2X标准中的LDPC码以及M-APSK调制,通过对比对数域置信传播算法、归一化最小和算法等LDPC译码算法和APSK软解映射算法的性能和复杂度,确定了适合DVB-S2X标准的LDPC译码算法——归一化最小和算法和APSK软解映射算法——MAX-LOG-MAP算法在实现复杂度和性能方面可以取得很好的折中。其次,根据DVB-S2X中LDPC码校验矩阵的特点,重点设计并基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)实现了一种部分并行结构的兼容多标准的高吞吐量LDPC译码器,其新颖之处在于:(1)设计了一种新型的译码器结构,在只增加一个桶形移位模块和部分存储器资源的情况下,避免了校验节点更新和变量节点更新的时间冲突,译码过程中一次迭代所需的时间为原结构的一半,从而使得译码器的吞吐量提高了一倍左右;(2)进一步的,论文通过对译码器中资源消耗较多的桶形移位模块进行优化设计,采用分级流水处理的方式,避免了该模块成为译码器的速度瓶颈,使得译码器最高综合时钟可达297.3 MHz,在译码迭代次数30次时,部分码率最高吞吐量依然可以达到1 Gbps;(3)通过共用译码器的参数控制模块,实现了多标准的全兼容。最后,基于VHDL语言对LDPC译码器进行了硬件FPGA实现,并使用Modelsim、ISE软件完成了代码仿真与综合,基于VC707已经完成的57种LDPC码的下载测试结果表明,设计的LDPC译码器可以完全支持DVB-S2、DVB-T2、DVB-C2、DVB-S2X标准。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22;TN791

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 ;DVB-S2X规范已经得到指导委员会的批准[J];数字通信世界;2014年03期

2 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 安宁;兼容DVB-S2X标准的全速率高速LDPC译码器设计与FPGA实现[D];西安电子科技大学;2016年

，

本文编号：1314972