Publication: Emulador hardware para arquitecturas reconfigurables de grano grueso
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2006
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Abstract
Este proyecto trata de de implementar los algoritmos de codificación y
decodificación necesarios para la correcta transmisión del audio y video en la Televisión
Digital Terrestre, alcanzando un rendimiento óptimo y un aprovechamiento máximo de
los recursos mediante la utilización de segmentación.
Los estándares de Televisión Digital vienen recogidos en la organización DVB
(Digital Video Broadcasting), que promueve los estándares aceptados
internacionalmente de televisión digital, en especial para HDTV y televisión vía satélite,
así como para comunicaciones de datos vía satélite. En particular, el sistema tomado
como referencia en este proyecto es el DVB-T (Digital Video Broadcasting –
Terrestrial), estándar europeo de DVB para la transmisión de televisión digital terrestre,
que transmite un flujo de datos comprimidos de video y audio usando modulación
OFDM con codificación de canal encadenada.
En dicho sistema, con vistas a lograr una correcta transmisión de los datos, la
codificación (convolucional) previa en el emisor y la decodificación (Viterbi) en el
receptor son fundamentales, y como ya se ha dicho, han sido el objetivo de este
proyecto.
Hasta alcanzar el resultado final óptimo, el proyecto pasó por varias etapas de
implementación. Inicialmente, el desarrollo fue en JAVA, ya que este lenguaje aporta
un mayor nivel de abstracción, clarificando el funcionamiento de los distintos
algoritmos.
A continuación se segmentó el sistema, con vistas a lograr un mayor
aprovechamiento de los recursos existentes, y una consiguiente mejora de rendimiento.
El algoritmo de decodificación Viterbi queda dividido en tres módulos que
permiten la ejecución paralela de más de una trama siempre y cuando no se utilicen
recursos en común, es decir, mientras cada una de las tramas esté en una etapa distinta
de la segmentación.
De este modo, los resultados obtenidos con la versión final del sistema
segmentado parecen ofrecer buenos resultados para la transmisión de mensajes desde el
emisor al receptor pudiendo éstos haber sufrido modificaciones debido a la presencia de
ruido gaussiano blanco (AWGN).
[ABSTRACT]
The aim of this proyect is to implement the encoding and decoding algorithms
which are necessary for the correct audio and video data transfer in digital terrestrial
television, maximizing the exploitation of resources by the use of pipeline
segmentation, which leads to optimal performance.
The standards of digital television are stored by DVB (Digital Video
Broadcasting), an organization that promotes the internationally accepted open
standards for digital television, especially for HDTV and satellite television, as well as
for communications through satellite. Particularly, the system this proyect is based on is
DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial), European consortium standard for
the broadcast transmission of digital terrestrial television. This system transmits a
compressed digital audio/video stream, using OFDM modulation with concatenated
channel coding.
In this System, in order to achieve a correct data transfer, a previous
convolutional encoding process in the transmitter and a Viterbi decoding process in the
receiver are fundamental, and as mentioned before, have been the main goals of this
proyect.
Before the final optimal version was reached, the project evolved through
different stages of implementation. Initially, it was developed in JAVA because this
language helped to clarify concepts about the different algorithm’s operations.
Next, the system was pipelined to obtain a better exploitation of resources and a
consequent better overall performance.
The Viterbi decoding algorithm is divided in three modules allowing a parallel
execution of more than one message whenever there are not commonly used resources,
i.e., while each of the messages are in a different stage of the pipeline process.
Finally, results obtained from the pipelined version of our proyect seam to give
good results for the transfer of messages from a transmitter to a reciever even when
these messages have suffered alterations due to the presence of Additive White
Gaussian Noise (AWGN).
Description
Trabajo de la asignatura Sistemas Informáticos (Facultad de Informática, Curso 2005-2006)