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数字视频监控系统中信道编码系统的研究与设计
作 者: 石小磊
导 师: 邹玲
学 校: 湖北工业大学
专 业: 电力电子与电力传动
关键词: 信道编码 数字视频广播 里德-索罗门码 卷积码 维特比译码
分类号: TN911.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 39次
引 用: 1次
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内容摘要
当今通信应用领域,如何提高数据传输的速率和可靠性成为了越来越重要的研究方向。信道编码是指在信号传输过程中,通过使被传输信号更有效地承受各种各样的信道减损带来的影响,从而提高通信系统的性能。数字视频监控系统通常由摄像机等前端设备、传输系统和主控显示记录设备三大部分组成,随着电子和多媒体技术的发展,数字视频监控系统设备综合性能不断提高。本文介绍欧洲DVB标准的信道编码方案,同时设计了基于DVB-S的数字视音频监控系统。本文首先详细介绍了数字电视的相关背景知识和标准。接着对截短信道外码RS码和内码卷积码的数学理论以及编解码的原理进行了详尽的分析。在编码输入块长度相同的前提下,RS码与其他线性码相比能获得最优的码距。卷积码被广泛运用于通信系统中,以提高数据在有噪信道中的传输可靠性。维特比于1967年发明了Viterbi译码器,作为卷积码的主要译码策略,Viterbi算法通常运用于卷积码译码。卷积码以其优异的性能,近年来广泛运用于深空通信以及无线通信中。WCDMA采用卷积码编码器将音频和MPEG-4视频信号进行编码,最大的编码速度为2Mbps。最后提出了依据DVB-S标准的数字通信系统的设计,基于全集成压控振荡器(VCO) ADF4360-1芯片的本振源信号发生模块为系统中频发射机提供稳定的2.33GHz信号。本文利用QuartusⅡ开发工具和硬件描述语言Verilog,以Altera公司EP1C12Q240C8 FPGA芯片为载体,设计了基于改进BM算法的RS(204,188)译码器和基于Viterber最大似然译码算法的卷积码译码器。仿真结果表明模块的性能高效,频率可达50MHz,并且充分利用了FPGA硬件资源,功能和性能均达到了系统的要求。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-6 目录 6-8 第1章 引言 8-16 1.1 课题背景 8-10 1.2 有噪信道编码理论研究进展 10-11 1.3 数字电视系统的关键技术及标准 11-15 1.3.1 数字电视系统中的关键技术 12-13 1.3.2 数字电视相关标准 13-15 1.4 论文选题和主要研究内容 15-16 第2章 信道编码与调制方案研究 16-25 2.1 信道编码理论 16 2.2 差错控制编码相关技术 16-19 2.2.1 差错控制方式 17-18 2.2.2 信道编码性能指标 18 2.2.3 信道编码结构 18-19 2.3 信道编码及调制技术 19-24 2.3.1 常用调制方式及用途 19-20 2.3.2 DVB-S信道编码及调制 20-24 2.4 本章小结 24-25 第3章 里德·索罗门(RS)码的研究 25-34 3.1 域及伽罗华域 25-26 3.1.1 域 25 3.1.2 伽罗华域 25-26 3.2 RS数据包的结构 26-27 3.3 RS编译码算法研究 27-33 3.3.1 RS码的编码及截短选择 27-29 3.3.2 RS码译码算法 29-32 3.3.3 RS码纠错性能 32-33 3.4 本章小结 33-34 第4章 卷积编译码研究与设计 34-45 4.1 卷积码基本理论 34-35 4.2 卷积码的描述方法 35-39 4.2.1 卷积码的生成矩阵表示 35-36 4.2.2 卷积码状态图及码重分布 36-38 4.2.3 卷积码树图描述 38-39 4.3 卷积码的概率译码 39-44 4.3.1 最大似然译码基本原理 40 4.3.2 Viterbi译码步骤、特点及性能限 40-42 4.3.3 Fano译码算法 42-44 4.4 本章小结 44-45 第5章 本振源及信道译码系统设计 45-59 5.1 系统整体设计 45-47 5.2 本振源设计 47-48 5.2.1 电路参数设定 47-48 5.2.2 编程控制及目标寄存器初始化 48 5.3 信道译码设计 48-58 5.3.1 Altera Quartus Ⅱ开发流程 48-49 5.3.2 RS(204,188)译码器设计 49-53 5.3.3 Viterbi译码器设计 53-57 5.3.4 系统仿真结果 57-58 5.4 本章小结 58-59 第6章 总结与展望 59-61 6.1 本文工作总结 59 6.2 展望 59-61 参考文献 61-64 致谢 64-65 附录 65-72
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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