Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Mengarda, Augusto Calcanhotto
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7061
Resumo: O padrão Digital Video Broadcasting – Satellite Generation 2 (DVB-S2) é amplamente utilizado em comunicações via satélite, para operações nas áreas de defesa e de comunicação civil. Devido à distância entre transmissor e receptor, enlaces de comunicação via satélite operam com baixa relação sinal-ruído. Técnicas de Forward Error Correction (FEC) são de particular importância no desempenho de sistemas DVB-S2, garantindo a performance desejada. Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um core, em lógica programável, de um codec LDPC (Low-Density Parity-Check) compatível com o padrão DVB-S2. O core opera com os dois tamanhos de frames e as vinte e uma taxas de codificação previstas no padrão. A dissertação aborda os principais desafios de implementação do codec em hardware e como os mesmos são enfrentados. Três versões da arquitetura proposta são implementadas e avaliadas, utilizando diferentes representações numéricas das variáveis do sistema, em ponto fixo. Os resultados de simulação do core VHDL são balizados através de simulações em linguagem de programação C, utilizando ponto flutuante. Os resultados obtidos demonstram que o core proposto apresenta desempenho equivalente ou superior aos relatados em literatura quando utilizada a menor representação numérica implementada. No entanto, quando avaliada a arquitetura de maior representação numérica, os resultados do core proposto nesta dissertação são significantemente superiores aos apresentados em literatura, e próximos aos resultados obtidos nas simulações em C, utilizando representação de 64 bits em ponto flutuante. Além das avaliações de desempenho, são apresentados os recursos de hardware utilizados para cada uma das três implementações propostas, sendo realizada a análise quanto a desempenho versus ocupação de recursos FPGA (Field-Programmable Gate Array).
id P_RS_b862e43495d7331bc224f454b2e95a50
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/7061
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2CODIFICAÇÃOTELECOMUNICAÇÕESENGENHARIA ELÉTRICAENGENHARIASO padrão Digital Video Broadcasting – Satellite Generation 2 (DVB-S2) é amplamente utilizado em comunicações via satélite, para operações nas áreas de defesa e de comunicação civil. Devido à distância entre transmissor e receptor, enlaces de comunicação via satélite operam com baixa relação sinal-ruído. Técnicas de Forward Error Correction (FEC) são de particular importância no desempenho de sistemas DVB-S2, garantindo a performance desejada. Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um core, em lógica programável, de um codec LDPC (Low-Density Parity-Check) compatível com o padrão DVB-S2. O core opera com os dois tamanhos de frames e as vinte e uma taxas de codificação previstas no padrão. A dissertação aborda os principais desafios de implementação do codec em hardware e como os mesmos são enfrentados. Três versões da arquitetura proposta são implementadas e avaliadas, utilizando diferentes representações numéricas das variáveis do sistema, em ponto fixo. Os resultados de simulação do core VHDL são balizados através de simulações em linguagem de programação C, utilizando ponto flutuante. Os resultados obtidos demonstram que o core proposto apresenta desempenho equivalente ou superior aos relatados em literatura quando utilizada a menor representação numérica implementada. No entanto, quando avaliada a arquitetura de maior representação numérica, os resultados do core proposto nesta dissertação são significantemente superiores aos apresentados em literatura, e próximos aos resultados obtidos nas simulações em C, utilizando representação de 64 bits em ponto flutuante. Além das avaliações de desempenho, são apresentados os recursos de hardware utilizados para cada uma das três implementações propostas, sendo realizada a análise quanto a desempenho versus ocupação de recursos FPGA (Field-Programmable Gate Array).Digital Video Broadcasting – Satellite Generation 2 (DVB-S2) standard is widely adopted for militar and civil communication. Due to the long distance between transmitter and receiver, satellite communication links operate with low signal to noise ratio. Forward Error Correction (FEC) techniques are of particular importance for DVBS2 systems, ensuring the desired performance. This dissertation presents the development of a core, in hardware description language, of a LDPC (Low-Density Parity-Check) codec compatible with the DVB-S2 standard. The developed core operates with two sizes of frames and twenty-one encoding rates, as defined in the DVB-S2 standard. The dissertation addresses the main challenges regarding the codec implementation and how they are faced. Three versions of the proposed architecture are implemented and evaluated. Each version uses a different numerical representation for the codec variables. VHDL simulation results are compared with simulations in C programming language, which uses floating point. The results show that the proposed core has equivalent or superior performance to those works reported in the literature when using the architecture with the smallest numerical representation. However, when evaluated the architecture with the highest numerical representation, the obtained FEC performance is significantly better than those presented in the literature, and are close to the results obtained with 64 bits floating point representation. In addition to the performance evaluation, the use of the FPGA (Field-Programmable Gate Array) resources are presented for each one of the three implemented architectures. The analysis of performance versus FPGA resources is addressed.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulFaculdade de EngenhariaBrasilPUCRSPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCastro, Fernando César Comparsi de388.901.860-20http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763035A3Mengarda, Augusto Calcanhotto2016-11-29T15:18:25Z2016-08-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7061porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RS2016-11-29T18:07:40Zoai:tede2.pucrs.br:tede/7061Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2016-11-29T18:07:40Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.none.fl_str_mv Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
title Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
spellingShingle Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
Mengarda, Augusto Calcanhotto
CODIFICAÇÃO
TELECOMUNICAÇÕES
ENGENHARIA ELÉTRICA
ENGENHARIAS
title_short Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
title_full Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
title_fullStr Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
title_full_unstemmed Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
title_sort Core LDPC para o padrão DVB-S2 - Digital Video Broadcasting - Satellite Generation 2
author Mengarda, Augusto Calcanhotto
author_facet Mengarda, Augusto Calcanhotto
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Castro, Fernando César Comparsi de
388.901.860-20
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763035A3
dc.contributor.author.fl_str_mv Mengarda, Augusto Calcanhotto
dc.subject.por.fl_str_mv CODIFICAÇÃO
TELECOMUNICAÇÕES
ENGENHARIA ELÉTRICA
ENGENHARIAS
topic CODIFICAÇÃO
TELECOMUNICAÇÕES
ENGENHARIA ELÉTRICA
ENGENHARIAS
description O padrão Digital Video Broadcasting – Satellite Generation 2 (DVB-S2) é amplamente utilizado em comunicações via satélite, para operações nas áreas de defesa e de comunicação civil. Devido à distância entre transmissor e receptor, enlaces de comunicação via satélite operam com baixa relação sinal-ruído. Técnicas de Forward Error Correction (FEC) são de particular importância no desempenho de sistemas DVB-S2, garantindo a performance desejada. Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um core, em lógica programável, de um codec LDPC (Low-Density Parity-Check) compatível com o padrão DVB-S2. O core opera com os dois tamanhos de frames e as vinte e uma taxas de codificação previstas no padrão. A dissertação aborda os principais desafios de implementação do codec em hardware e como os mesmos são enfrentados. Três versões da arquitetura proposta são implementadas e avaliadas, utilizando diferentes representações numéricas das variáveis do sistema, em ponto fixo. Os resultados de simulação do core VHDL são balizados através de simulações em linguagem de programação C, utilizando ponto flutuante. Os resultados obtidos demonstram que o core proposto apresenta desempenho equivalente ou superior aos relatados em literatura quando utilizada a menor representação numérica implementada. No entanto, quando avaliada a arquitetura de maior representação numérica, os resultados do core proposto nesta dissertação são significantemente superiores aos apresentados em literatura, e próximos aos resultados obtidos nas simulações em C, utilizando representação de 64 bits em ponto flutuante. Além das avaliações de desempenho, são apresentados os recursos de hardware utilizados para cada uma das três implementações propostas, sendo realizada a análise quanto a desempenho versus ocupação de recursos FPGA (Field-Programmable Gate Array).
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-11-29T15:18:25Z
2016-08-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7061
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7061
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Engenharia
Brasil
PUCRS
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1850041281567260672