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基于FPGA的DRM信道译码研究与实现

作　者: 孙广袤
导　师: 赵宇
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多级编码删余卷积码多级译码 FPGA
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
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内容摘要

DRM(Digital Radio Mondiale),是为现有长、中、短波广播实现数字化而制定的数字声音广播标准。它采用AAC (先进音频编码)技术,和SBR(频带恢复)技术,并在信道编码部分采用MLC(Multilevel Codes)技术,交织技术和差错保护技术,调制方式采用OFDM(正交频分复用)技术,从而有效地提高了传输质量,接收也更加稳定、可靠,具有广阔的市场前景与潜力。本论文概述了DRM总体框架,并对其关键技术在信源编解码和信道编解码上的应用进行了简要介绍,同时也对DRM的基本结构,传输带宽,以及传输模式进行了介绍。重点研究了DRM的信道编解码的原理。首先,通过对DRM标准的分析,将MLC和MSD(Multistage Decoding)技术应用于编码和解码的过程中,并介绍了删余矩阵以及相等和不等差错保护在纠错编码中的应用,通过编码和调制的最佳结合而达到最好的传输性能。其次,对MLC中所采用的分量母码(4,1,7)卷积码的基本原理及其译码算法进行了介绍,针对不同码率的卷积码的性能进行了讨论,并对硬判决译码和软判决译码方法进行了比较。最后,对FPGA和数字系统的设计方法进行了简要介绍,并结合Modelsim平台上相应模块的生成符号和波形图对DRM编码器和译码器设计进行了分析说明。在本项目中,兼顾综合译码的复杂度和纠错能力,采用Verilog语言对程序进行编写,基于Modelsim平台进行相关的仿真验证,仿真结果正确,并在FPGA开发板上实现了下载试验。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 DRM概述  8
  1.2 DRM发展与现状  8-10
  1.3 DRM与香农三大定理  10-11
  1.4 DRM接收机的研究意义  11-13
    1.4.1 DRM的技术优势  11-12
    1.4.2 DRM的市场机遇  12-13
  1.5 论文组织结构  13-14
第二章 DRM总体框架与关键技术  14-20
  2.1 DRM基本结构  14-15
  2.2 DRM传输带宽  15-16
  2.3 DRM传输模式  16-17
  2.4 DRM关键技术  17-19
  2.5 本章小结  19-20
第三章 DRM信道编码研究  20-46
  3.1 信道编码  20
  3.2 多级编码调制结构  20-28
    3.2.1 能量扩散（加扰）模块  23-24
    3.2.2 比特分配模块  24-25
    3.2.3 比特交织与QAM映射模块  25-28
  3.3 卷积编码  28-38
    3.3.1 连接表示  29-32
    3.3.2 编码器的冲激响应  32-33
    3.3.3 多项式描述  33
    3.3.4 状态描述和状态图  33-34
    3.3.5 树图表示  34-37
    3.3.6 网格图表示  37-38
  3.4 DRM卷积编码  38-45
    3.4.1 分量码元的母码生成  38-40
    3.4.2 删余卷积码  40-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 DRM信道译码研究  46-61
  4.1 多级译码  46-51
    4.1.1 多级译码动机  46
    4.1.2 编码结构与多级译码  46-51
  4.2 DRM信道译码  51-54
    4.2.1 迭代译码  51-52
    4.2.2 DRM译码原理  52-54
  4.3 维特比译码  54-59
    4.3.1 Viterbi译码算法  54-58
    4.3.2 删余卷积码的译码  58-59
  4.4 译码时软判决与硬判决的性能比较  59-60
  4.5 本章小节  60-61
第五章 DRM 信道译码的 FPGA 实现  61-80
  5.1 FPGA及Verilog语言介绍  61-63
  5.2 DRM中编码器的设计  63-65
  5.3 DRM中译码器的设计  65-79
  5.4 本章小结  79-80
第六章总结与展望  80-81
  6.1 工作总结  80
  6.2 展望  80-81
参考文献  81-83
致谢  83

基于FPGA的DRM信道译码研究与实现

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