DRM数字接收机关键技术研究

摘要

随着通信技术的飞速发展，数字技术对媒体的传播方式产生了巨大影响。世界数字广播(Digital Radio Mondiale)占用传统模拟调幅广播30MHz以下的发射频率，由OFDM/QAM系统为载体，引入单元交织和位交织技术，能提升音乐传输质量并附加数据文件传输能力。国际范围内对DRM解调芯片的研制尚处于初级阶段，在此时进入芯片的研发，能够紧跟技术发展趋势，并形成具有自主知识产权的DRM解调芯片。 本文根据DRM基带传输的特点，分析了DRM基带仿真所需的两个重要部分：电离层短波无线信道的建模与仿真，基带接收机的算法结构设计及算法选择。 第一部分详细分析了DRM的电离层短波无线信道的建模技术。从无线信道的基本仿真模型开始分析，论述了电离层短波无线信道的特点及WSSUS仿真模型。然后根据这种信道模型非对称多普勒功率谱的特点，提出了仿真模型的具体实现步骤并进行了仿真。其中，单径衰落生成的结构包括高斯功率谱滤波器的生成，上插值滤波器的选择，多级插值结构的选择以及多普勒频移的添加。多径生成部分论述了时延抽头近似选取整数倍采样时延的原理。相关方案都进行了仿真实现。 第二部分分两章对接收机的同步技术及信道估计技术进行分析，并设计了基带接收的架构和具体算法。 第四章，同步技术部分对OFDM系统的同步原理进行了分析，提出DRM基带的接收架构及同步算法。同步算法分FFT前和FFT后两部分。FFT前同步主要包括基于导频的载波同步，基于循环前缀相关性的最大似然符号同步，以及基于循环前缀相关序列周期性的健壮模式检测算法；FFT后同步包括基于导频的帧同步算法，基于导频的样值频率和细频偏估计算法。针对DRM恶劣信道的情况，提出了适合DRM的计算方法。仿真表明我们设计的接收架构能够满足误码率指标，其中频率粗同步方案结合两个算法的运算结果，能够降低同步时间。 第五章，信道估计部分针对DRM星状导频的特点，分析了信道估计的LS和MMSE估计原理，插值算法原理以及变换域估计原理，并提出了适合DRM的信道估计方法。该方法结合时间方向插值，高斯窗，数据位置置零及变换域噪声消除，能够满足信道估计的需求，提高高信噪比下的误码率，并易于优化。仿真测试表明，该设计能够在信噪比大于20dB的环境下明显降低系统误码率。 第六章对全文进行了总结。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、表目录、主要符号表

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1.选题背景及其意义

1.2.数字调幅广播发展简介

1.3.论文主要内容

1.4.论文的组织结构

第二章DRM的关键技术

2.1.本章概述

2.2.DRM的关键技术介绍

2.2.1.DRM的传输模式

2.2.2.DRM的传输帧结构

2.3.DRM的OFDM导频单元

2.3.1.频率单元和时间单元

2.3.2.增益单元

第三章电离层短波无线信道的建模及仿真

3.1.本章概述

3.2.无线信道仿真理论

3.2.1.无线信道的衰落特性

3.2.2.无线信道的数学模型

3.3.电离层短波无线信道仿真模型

3.4.信道仿真器结构及实现

3.4.1.高斯功率谱的滤波法实现

3.4.2.单径多普勒频移添加与时延抽头设置

3.5.本章小结

第四章DRM接收机同步技术

4.1.本章概述

4.2.OFDM中的同步原理

4.2.1.载波同步

4.2.2.样值同步

4.2.3.符号同步

4.2.4.基本数据流

4.3.DRM的基带接收架构

4.4.DRM的FFT前同步技术

4.4.1.载波同步

4.4.2.符号同步

4.4.3.健壮模式检测算法

4.5.DRM的FFT后同步技术

4.5.1.帧同步算法

4.5.2.样值频率和细频偏同步

4.6.本章小结

第五章DRM接收机信道估计技术

5.1.本章概述

5.2.信道估计的基本原理和方法

5.2.1.信道估计概述

5.2.2.两种基本信道估计式

5.3.DRM中的信道估计算法设计

5.3.1.插值算法

5.3.2.时域滤波

5.3.3.变换域信道估计算法

5.4.本章小结

第六章论文工作总结

6.1.工作总结

6.2.后续工作

致谢

参考文献

本文作者在攻读硕士学位期间取得的成果

个人简历