Turbo码在数字电视中的应用及芯片实现

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Turbo编译码是代表着当今世界上最先进的信道编译码技术。由于它可以获得极其逼近Shannon理论极限的纠错性能,所以从一开始Turbo码就吸引了通信领域无数专家学者的关注与研究,被誉为网格编码调制方案提出以来信道编码领域最伟大的贡献。 信道编码在数字电视系统中是非常关键的部分,它在很大程度上决定了数字电视系统的纠错性能及其信噪比门限,对数字电视系统整体性能的好坏起到了举足轻重的作用。通常地,现有的数字电视系统采用RS码或卷积码或者是两者的级联码的编码方案。但这种方案的纠错性能与Shannon极限相比仍有一定的距离。 本文主要探讨了Turbo码在数字电视系统(DTV)中的应用原理、算法及其硬件的实现方案,并结合数字电视传输系统的需要对Turbo码参数进行了适当的优化,设计按照从Verilog硬件描述语言的行为级描述开始,通过仿真验证、门级综合、自动布局布线及版图后仿真、DRC和LVS验证等ASIC的设计流程,在EDA工具平台上完成了整个Turbo码译码器的芯片实现。为了确保设计的芯片达到设计功能的要求,设计的各个阶段都进行了严格的仿真和验证。设计中我们采用的是0.25μm技术工艺。该设计以较少的硬件资源取得了6Mbps净码率下的1.8dB的白噪声信噪比门限,这远远超过目前现有的任何数字电视系统的性能。 本文第一章介绍了Turbo码及数字电视系统的标准和发展现状;第二章详细阐述了Turbo码及其编译码结构和原理方法;第三章主要介绍了分量译码器译码算法;第四章给出了适合数字电视系统的Turbo码的参数,并探讨了硬件实现方案;第五章给出了采用EDA工具实现Turbo译码器芯片的实现流程和方案,并给出了系统的测试仿真和验证结果;最后对该设计进行了总结,并探讨了数字电视系统的信道编码方案的未来方向和趋势。
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