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基于DVB-S2标准IRA-LDPC编译码算法的研究

作　者: 陈兵
导　师: 黄秋元
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: DVB-S2 LDPC 译码算法 信息传递机制 定点量化
分类号: TN911.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 147次
引　用: 2次
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内容摘要


DVB-S2标准(第二代卫星数字视频广播标准)相比于DVB-S标准,不仅调制方式从8PSK提升到16APSK、32APSK,自适应编码调制方式大大提高了系统性能,而且前向纠错译码性能得到了3dB左右的提高,其性能的提高一个重要原因就是采用了当今纠错编码技术发展的最新成果——低密度校验码(LDPC,Low-Density Parity-Check)。低密度奇偶校验码是一类可以用稀疏矩阵或二分图定义的线性分组码。LDPC码具有较强的纠错能力,其译码性能可以很接近香农限,但是其编码比较复杂,而应用于DVB-S2标准中的LDPC码是采用非规则循环累加的方式构造的码,具有循环编码特性,较好的解决了编码复杂的问题。LDPC码的译码一般采用的是软判决译码,软判决译码虽然在性能上得到了极大地提高,但是译码复杂度、迭代次数的减少、译码延时仍然是需要解决的问题。通过比较分析发现传统的和积译码算法(SPA)性能最优,但是复杂度最高;最小和算法(MinSum)性能最差,但是复杂度最低;修正的最小和算法(MinSum beta)则是对SPA算法和MinSum算法在性能和复杂度上的折中,具有较强的实用性。本文首先对应用于DVB-S2标准的IRA-LDPC码的构造及编码方法进行了详细的阐述并进行了C代码实现;接着对IRA-LDPC的译码算法的基本原理及详细的译码过程进行了深入的研究,并且设计出了应用于DVB-S2标准的LDPC译码器的浮点算法,仿真出了各种译码算法的性能。在此基础上对传统的译码算法中校验节点和信息节点之间的信息传递机制改进为串行的传递机制,改进后充分利用到了迭代过程中变量节点信息的更新,仿真结果表明改进后的译码器在保证复杂度不增加的同时将迭代次数从50次减少到30次,译码性能也有0.1dB左右的提高。最后对IRA-LDPC码译码器进行了定点算法设计,定点设计时对LDPC译码器的入口处信息进行精度微调,相比于以比特为单位的精度调整,这种调整方式更好地解决了LDPC译码器对入口信息敏感的问题。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 卫星数字电视概论  9-11
    1.1.1 卫星数字电视的发展  9-10
    1.1.2 DVB-S2系统简介  10-11
  1.2 信道编码概述  11-12
    1.2.1 信道编码的简介  11-12
    1.2.2 LDPC码的现状分析与应用  12
  1.3 本文的内容安排  12-14
第2章 DVB-S2标准IRA-LDPC码的编码分析  14-19
  2.1 IRA-LDPC码简介  14-15
  2.2 DVB-S2标准IRA-LDPC码的编码  15-18
    2.2.1 DVB-S2标准FEC构成  16
    2.2.2 DVB-S2标准IRA-LDPC编码实现  16-18
  2.3 本章小结  18-19
第3章 LDPC译码算法分析  19-26
  3.1 LDPC软判决算法  19-25
    3.1.1 概率域BP译码算法  20-21
    3.1.2 对数域BP译码算法  21-23
    3.1.3 MinSum算法  23-25
    3.1.4 MinSum的修正算法  25
  3.2 本章小结  25-26
第4章 DVB-S2标准中IRA-LDPC译码器的浮点算法分析与设计  26-47
  4.1 信息传递机制的改进及改进前后性能对比  26-30
    4.1.1 泛洪机制的信息传递分析  26-27
    4.1.2 改进的信息传递机制及性能对比  27-30
  4.2 DVB-S2标准IRA-LDPC译码方案  30-45
    4.2.1 MinSum译码算法性能仿真分析  30-33
    4.2.2 修正的MinSum算法性能仿真分析  33-36
    4.2.3 各种译码算法的性能对比分析  36-39
    4.2.4 迭代次数对LDPC译码性能的影响分析  39-44
    4.2.5 DVB-S2标准IRA-LDPC译码方案的确定  44-45
  4.3 本章小结  45-47
第5章 DVB-S2标准中IRA-LDPC码译码器定点算法设计  47-54
  5.1 模拟信号的量化  47
  5.2 IRA-LDPC码的量化  47-52
    5.2.1 IRA-LDPC定点量化流程图  48
    5.2.2 IRA-LDPC入口处的量化及仿真分析  48-50
    5.2.3 IRA-LDPC内部信息及修正因子的量化及仿真分析  50-52
  5.3 本章小结  52-54
第6章 总结与展望  54-56
  6.1 论文工作总结  54-55
  6.2 前景与展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
攻读硕士期间发表的论文  60

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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
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