中国地面数字电视标准中信道估计与均衡的仿真和验证

摘要

本文是根据中国数字电视地面广播传输系统标准-GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》中关于信道估计与均衡模块的设计而撰写的。针对在多载波系统中，良好的接收及误码率性能要求准确的信道估计和均衡这个问题，论文首先分析了地面无线信道的特征，给出了基于PN序列的时域循环相关的估计方法。然后根据标准的帧结构的特点，分析和探讨了在三种不同的多径长度下该方法的具体应用和在两种典型信道模型下的均衡方式，并对移动信道的估计与均衡进行了研究，采用了一种决策反馈的方法来消除ICI。最后对其做出了工程可实现的改进和仿真，在算法和仿真的基础上对信道估计和均衡进行了逻辑模块设计。 本人完成的主要工作如下： 1．阅读相关文献资料，了解中国地面数字电视标准的整体结构和原理。 2．建立系统发端模型和信道模型，其中包括瑞利和莱斯信道，供接收端仿真。 3．编写OFDM多载波系统中信道估计与均衡的程序，包括在三种典型的保护带长度下的不同估计方式，最后测试性能并做误码率分析。 4．在移动信道中采用决策反馈的方法来消除ICI，并进行了仿真和分析。 5．利用QuartusⅡ和Modelsim等硬件设计工具对信道估计与均衡进行FPGA设计，在资源优化的前提下实现了准确的功能和时序仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引 言

1.1数字电视的优势和特点

1.2地面数字电视广播的基本需求

1.3国外地面数字电视传输的现状

1.4国内地面数字电视传输的发展概况

1.5本文的结构和侧重点

第二章中国地面数字电视系统概述

2.1地面数字电视发送端总体结构

2.2地面数字电视标准OFDM数据帧结构

2.2.1信号据帧及其结构

2.2.1系统信息

2.2.2 OFDM符号及RF信号

2.3地面数字电视标准接收机系统概述

2.4本章小结

第三章数字电视地面广播中信道仿真建模

3.1地面广播中无线信道的特征

3.1.1衰减作用

3.1.2多径效应

3.1.3时变性

3.2地面广播中信道衰落对OFDM系统的影响

3.3地面广播中信道的仿真建模

3.3.1时变信道冲激响应

3.3.2多普勒功率谱密度模型

3.3.3有色复高斯过程的模拟

3.3.4瑞利衰落仿真器

3.4地面广播中信道的仿真建模信道参数

3.5本章小结

第四章数字电视地面广播中信道估计与均衡算法及仿真

4.1基于PN序列的信道估计

4.2不同最大多径时延的信道估计

4.2.1时延0≤L＜165的情况

4.2.2时延165≤L＜255的情况

4.2.3时延255≤L＜420的情况

4.3静态信道均衡

4.4移动信道估计与均衡

4.4.1移动信道的系统传输模型

4.4.2 ICI消除方法

4.5本章小结

第五章数字电视地面广播中信道估计与均衡的FPGA实现

5.1信道估计模块的FPGA实现

5.2.1循环相关

5.2.2相关误差消除

5.2.3信道判决门限设置与归一化

5.2.4信道平均

5.2信道均衡中FFT变换的FPGA实现

5.2.1 3780点FFT的算法介绍

5.2.2 3780点FFT FPGA实现的整体结构

5.2.3 WFTA算法介绍与FPGA实现

5.2.4地址产生原理与实现

5.2.5仿真验证及分析

5.3信道均衡模块的FPGA实现

5.3.1数据循环化

5.3.2信道均衡模块

5.4本章小结

第六章总结

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文