DVB-S 码型研究及信道编码FPGA实现(7)

DVB-S码型研究及信道编码的FPGA

如果传输信道质量较好，为提高编码效率，可以采样收缩截短卷积码。有编码效率为：η＝1/2、2/3、3/4、5/6、7/8这几种编码效率的收缩卷积码。

编码效率高，一定带宽内可传输的有效比特率增大,但纠错能力越减弱。

(2，1，7)卷积码的电路设计

DVB系统中，经过MPEG一2复用后，每包数据总长度为188字节。对其进行外编码，使用RS(204，188)方式，从而得到一帧共204个数据，经过卷积交织处理后，进行卷积编码。内码允许使用一系列约束长度K=7，编码效率分别为1/2、2/3、3/4、5/6、7/8的卷积码。对于给定的业务速率，通过选择合适的编码效率就可以达到最佳的误码保护水平。在接收端，可以通过相应的解删余将数据都恢复成1/2主码率的形式，再经过维特比译码的过程恢复出原来的数据信号。

X路输出的生成多项式为:

Y路输出的生成多项式为:

（2,1,7） 卷积码

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bit位输出

6位寄存器运算② 6位寄存器运算①

（图4.11） 2位bit输出

VHDL程序及 quartus ii 编译图

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; use ieee.std_logic_unsigned.all; ENTITY JUANJI IS PORT

(

A : IN STD_LOGIC; CLK : IN STD_LOGIC;

DOUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ); END ENTITY;

ARCHITECTURE THREE OF JUANJI IS

signal seq :STD_LOGIC_vector(6 downto 0):=\ signal sel :bit_vector(6 downto 0):=\BEGIN

PROCESS(CLK) begin

if (clk'event and clk='1') then

sel<= TO_BITVECTOR(seq) sll 1; sel(0)<=to_bit(a);

seq<=to_stdlogicvector(sel); DOUT(0)<=seq(0) xor seq(1) xor seq(2) xor seq(3) xor seq(6) ;

DOUT(1)<=seq(0) xor seq(2) xor seq(3) xor seq(5) xor seq(6);

end if; END PROCESS; end three;

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（图4.12）

（图4.13）

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第五章 拓展与展望

拓展：

多视角视频编码：感觉这个方向现在还没有被研究。主要原因是应该不是很明了，缺乏需求牵引。可以未来在监控，三维立体视频存储，体育，3DTV广播，数字电影，医 学，视频会议等方面会有发展，但现在还没看出关键的应用领域。也许在图形应用，如游戏方面将有发展。

无线传感器网络：未来的应用和网络的出现有了新的挑战，而且图像和视频的编码和传输也受到了限制。 展望：

目前使用最为广泛且发展前景最好的多媒体业务主要是会议电视、远程教学、远程医疗、可视电话等业务，而实现这一系列业务的核心就是多媒体会议体系标准。 ITU-T的H系列标准是为多媒体会议而制订的，其中包含了视频编解码，语音编解码，复接/解复接等内容。不同的标准组采用了相同的系统框架，其对应的各 部分内容也基本相同，主要区别在于为了适应不同网络而设计的包优化和的定义。目前主要的几个协议组包括H.320、H.324和H.323。H.320 是基于ISDN的系统，是目前会议电视和可视电话主要采用的协议，也是应用得比较广泛和成功的协议组。H.320规定了视频和语音编解码的标准、复接、解 复接和控制一整套协议。其中有语音的编解码的标准G.711、G.722、G.728、G.729，编码速率8kbit/s～64kbit/s，不同的标 准所提供的语音质量不一样。视频编解码标准有H.261、H.263、H.263+，其中复接采用定义到比特的H.221标准，控制部分采用H.242进 行终端之间的能力交互。由于ISDN协议是基于电路交换的，其优点是能够保证传输带宽，从而充分保证视频服务的实时性，使传输带宽在目前实际应用中具有更 高的商业可操作性。

H.324是基于PSTN的视频会议系统，同样也规定了视频和语音编解码的标准、复接、解复接和控制一整套协议。其中语音编解 码的标准有G.723.1、G.729等，视频编解码标准有H.261、H.263、H.263+，其中复接采用H.223，控制部分采用H.245。自 从1996年就有了符合标准的系统，但是因为传输速率很低，视频质量比较差，因而没有很大的发展。但第三代可能采用H.324系统，这样H.324系统将

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会有很大的发展。

H.323是基于IP分组网的视频会议系统，用于分组网络，通常包头是40字节，包大小是1500字节。能够达到一个合理的开销 和净荷比。H.323中语音的编解码的标准G.723.1、G.722、G.728、G.729传输速率达8kbit/s～64kbit/s。视频编解码 标准有H.261、H.263、H.263+，其中复接采用H.225.0，控制采用H.245，其协议结构如图1所示。由于IP协议不仅已经统治了桌面 和通信网络的接入层，而且通信网络的骨干层和汇聚层也越来越多使用IP协议，这使得H.323协议组有了非常旺盛的生命力。实际上，早期的IP电话系统就 已经使用了H.323协议组框架，由于IP协议是面向无连接的数据报通信，网络的时延、时延抖动在理论上都没有保证，这增加了H.323在应用中的复杂 性，需要网络提供商、视频服务提供商密切地配合并采用更加合理的分配方案。

随着DVB、视频压缩、音频压缩、芯片技术的发展，目前流行以FPGA或ARM芯片主控和节目信息的提取，以DSP芯片主算。且视频清晰度越来越高，音频5.1声道的效果越来越好，网络电视的传输可靠性能大大提高，器件向集成度、小型话、低功率低损耗发展。

同时卫星技术、无线技术日新月异，手机3G技术的发展、使得手机视频，网络会议成为现实。

本文中的基于VHDL的FPGA实现存在一定不足：如 1、 程序语言不够简练。

2、 内存使用较理想有少量多余。 3、时间延时过大。

4、控制端口较少，工程实际应用还需改进。

以上不足将随着进一步的学习和对新技术的掌握而不断完善，我们深信并有信心，并最终实现FPGA+DSP或ARM+DSP的电视视频高压缩低误码传输。

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