中国地面数字电视单载波编码调制系统中的关键模块设计

论文摘要

2006年8月18日,中国国家标准化委员会颁布了代号为GB20600-2006的《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》标准（以下简称为“国标”）。该标准突破性的融合了单、多载波调制技术,形成了多项具有自主知识产权的专利技术。本课题选择国标中的单载波编码调制模式研究,并在认真分析国标单载波系统中的多种编码调制模式后,选取了高码率固定接收模式进行设计:0.8码率的前向纠错编码FEC+PN595帧头结构+扩频保护系统信息+长交织+16QAM星座映射+双导频技术。按上述高码率固定接收模式,基于国标的命名,对单载波系统的整体结构进行了划分:信道编码、帧结构、调制部分。在信道编码中,设计和仿真了扰码、前向纠错编码、交织、系统信息模块;在帧结构部分,研究和仿真了帧头、帧体数据处理、组帧和双导频插入模块;在调制部分,对星座映射、滤波原理进行分析,并对16QAM星座映射设计和仿真。本文的主要贡献在于详细分析和研究了前向纠错编码中的LDPC码,在对国标中LDPC（7493,6096）生成矩阵的准循环特点分析后,采用一系列数学推导,得出校验位表达式,并针对硬件资源节省和时间开销问题,提出了一套有利于硬件实现的方案。该方案基于SRAA电路,但在SRAA电路中增加了一个127比特的寄存器,采用乒乓操作,节约了时钟周期,提高了硬件的运行速度。LDPC（7493,6096）编码在Xilinx平台下成功设计和仿真后,利用编码理论中的原理,采用校验矩阵验证了编码设计的正确性,这为以后在硬件上实现创造了条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及国内外现状
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 工作任务及论文结构
• 第二章 中国地面数字电视单载波编码调制系统的原理与结构
• 2.1 地面数字电视的基本原理与传输框架
• 2.2 单载波编码调制系统中模式的选取
• 2.3 中国地面数字电视单载波编码调制系统的结构
• 2.3.1 信道编码
• 2.3.2 帧结构
• 2.3.3 信道调制
• 2.4 课题研究平台
• 2.5 本章小结
• 第三章 信道编码的设计与仿真
• 3.1 调节输入码率、插入空时钟节拍的设计与仿真
• 3.2 扰码的设计与仿真
• 3.2.1 扰码在Matlab 平台下的设计与仿真
• 3.2.2 扰码在Xilinx 平台下的设计与仿真
• 3.3 BCH（762,752）码的设计与仿真
• 3.3.1 BCH 码在Matlab 平台下的设计与仿真
• 3.3.2 BCH 码在Xilinx 平台下的设计与仿真
• 3.4 交织的设计与仿真
• 3.4.1 交织在Matlab 平台下的设计与仿真
• 3.4.2 交织在Xilinx 平台下的设计与仿真
• 3.5 系统信息的实现
• 3.6 本章小结
• 第四章 LDPC 编码的原理、设计与仿真
• 4.1 LDPC 码的定义
• 4.2 LDPC 的编码分析
• 4.2.1 RU 编码算法
• 4.2.2 针对国标LDPC 的算法
• 4.3 LDPC（7493,6096）的硬件设计与仿真
• 4.3.1 分块矩阵内的编码计算——SRAA 电路的设计与仿真
• 4.3.2 分块矩阵按行计算——SRAA 的改进电路的设计与仿真
• 4.3.3 列间计算——LDPC（7493,6096）的编码电路的设计与仿真
• 4.4 LDPC（7493,6096）编码的验证分析
• 4.5 本章小节
• 第五章 帧结构、星座映射的设计与仿真
• 5.1 帧结构的设计与仿真
• 5.1.1 帧头的设计与仿真
• 5.1.2 帧体数据处理的设计与仿真
• 5.1.3 组帧的设计与仿真
• 5.1.4 双导频插入的设计与仿真
• 5.2 星座映射的设计与仿真
• 5.2.1 星座映射在Matlab 平台下的设计与仿真
• 5.2.2 星座映射在Xilinx 平台下的设计与仿真
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 下一步研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果