基于DVB-C系统的全数字高阶QAM载波恢复技术研究

摘要

在数字电视广播领域，采用正交幅度调制(QAM)制式的DVB-C有线广播标准可提供许多高速率高质量的新型业务。DVB-C有线广播标准已经在整个欧洲、亚太及拉丁美洲已经得到广泛的应用。我国采用DVB-C标准的有线数字电视广播业务也处在一个快速的发展之中，相关的各项产业正在形成一个庞大的市场。在DVB-C的系统中采用的调制方式是频带利用率较高的QAM调制。信号经过QAM调制解调和有线传输，在接收端会不可避免地出现频率偏移和相位偏移。在解调时要通过载波恢复技术捕捉到这个频偏和相偏，并对本地载波进行补偿，从而无误地对接收信号进行解调。
　　 本文在对QAM调制解调技术理论分析的基础上，介绍了各种经典的载波恢复算法及其各自的优缺点；探讨了适用于全数字高阶QAM载波恢复的扫频+面向判决算法的实现方案，并按照此方案进行了Matlab建模仿真。通过仿真确定了模型中扫频步长、扫频锁定门限等关键参数的取值，对于扫频的方式和频偏的锁定过程进行了研究，并进一步分析了模型的性能和其实现的可行性。按照仿真模型的构造，对于载波恢复中的频偏跟踪环路进行了VHDL实现。采用DD算法实现相差检测器模块，并对关键功能模块解旋器环路、环路滤波器、相差检测器中部分核心代码进行了分析说明。设计了一个寄存器来储存环路中各模块的参数值。测试时，在testbench中将各个参数的值通过用户指令的形式输入到寄存器中。然后通过Modelsim仿真工具对各个模块进行了时序仿真，验证其性能。并在此基础上将所有模块串联起来，验证了整个载波跟踪环路设计的时序逻辑。