CMMB与T-MMB中LDPC码编码器的研究与FPGA实现

摘要

手机电视由于在2008北京奥运会上的出色表现成为关注重点，被认为是3G时代最具发展前景的新业务。手机功能的创新不仅成为了企业追逐的焦点，也成为消费者关注的重点。目前国内最主要的两个手机电视标准都是基于地面广播技术的，一个是中国移动多媒体广播CMMB，另一个是北京新岸线公司的手机电视移动多媒体广播标准T-MMB。T-MMB在2008年4月被选为手机电视国家标准，而CMMB早已进入商用，并且在2008年北京奥运会上转播奥运节目，一时间被大众所接受。 作为手机电视标准的核心技术之一的前向纠错码技术已经成为众多科研单位的研究热点，相应的编解码芯片更成为重中之重。其中LDPC码以其优异的性能成为众多手机电视标准的首选信道编码方案，在CMMB标准中用到了LDPC码和RS码的级联编码方式，在T-MMB标准中用到了LDPC码和卷积码的级联编码方式。 本论文以这两个手机电视标准中的LDPC码编码器为切入点，深入研究了手机电视中的信道编码方法，主要在算法改进和分析上做了大量工作。对于CMMB中的LDPC编码器，在原有的LU分解进行编码的基础上，用流水线及并行运算的思想提出了改进的算法，提高了编码速度，节省了资源的占用。同时对CMMB中的RS编码器也提出了一种新的算法，使其编码速度更快，可以应用在多种场合。由于CMMB中的RS编码是和字节交织同时进行的，本论文还用片外SRAM实现了字节交织，最后在FPGA中实现了CMMB中的整个信道编码，并进行测试。对于T-MMB中的LDPC编码器，根据其生成矩阵的特点，采用了基于准循环的编码方式进行编码。测试结果表明，芯片逻辑功能完全正确，速度和资源消耗均达到了标准的要求，具有一定的商用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 综述

1.1 选题的内容和意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.2.1 手机电视中的信道编码技术

1.2.2 LDPC码及其发展

1.3 论文的主要工作与章节安排

2 手机电视中的LDPC码及RS码

2.1 LDPC码的主要编码方式

2.1.1 传统编码方式

2.1.2 LU分解进行编码

2.1.3 基于准循环矩阵的编码方法

2.2 RS码编码原理

2.3 字节交织原理

2.4 本章小结

3 LDPC码及RS码的改进算法及分析

3.1 LDPC马编码的改进算法

3.1.1 CMMB中的LDPC码

3.1.2 LU分解进行编码的分析

3.1.3 对LU分解进行编码的改进

3.2 RS码编码的改进算法

3.2.1 CMMB中的RS码

3.2.2 对RS码的算法改进

3.3 字节交织的算法设计

3.4 T-MMB标准中LDPC码编码器的算法设计

3.4.1 T-MMB标准中的LDPC码

3.4.2 LDPC码的算法设计

3.5 本章小结

4 LDPC码及RS码的FPGA实现设计

4.1 信道编码FPGA实现平台及使用软件介绍

4.1.1 信道编码FPGA实现的硬件平台

4.1.2 信道编码FPGA实现的软件介绍

4.2 CMMB标准中LDPC码编码器FPGA实现

4.2.1 矩阵矢量乘法器的实现

4.2.2 前向迭代的实现

4.2.3 后向迭代的实现

4.2.4 编码输出模块

4.3 CMMB标准中RS码编码器FPGA实现

4.4 CMMB标准中字节交织的FPGA实现

4.5 CMMB标准中信道编码的FPGA实现

4.5.1 整体设计

4.5.2 设计中主要模块的说明

4.6 T-MMB标准中LDPC码编码器FPGA实现

4.7 本章小结

5 测试及结论

5.1 CMMB标准中信道编码的测试

5.1.1 CMMB标准中LDPC码编码器的测试

5.1.2 CMMB标准中RS码编码器的测试

5.1.3 CMMB标准中信道编码的联合测试

5.2 T-MMB标准中LDPC码编码器的测试

5.3 结论

参考文献

作者简历