基于DVB_S2数字接收机的解调器研究与FPGA实现

摘要

近年来，卫星通信技术发展迅猛，由于卫星通信具有距离远、覆盖面广的特点，使其应用已经不仅仅限于传统的军事领域，更有广阔的民用领域，而民用领域卫星的运用也给通信卫星开辟了一条生机勃勃的新市场。与此同时，数字卫星广播电视也随着数字卫星通信技术的发展而得到长足发展。欧洲电信标准委员会提出了一种有着广泛的应用、灵活的系统参数配置的第二代卫星数字视频广播标准，即 DVB_S2 标准，该标准具有很强的纠错能力和较大的传输容量，而数字解调技术又是整个DVB_S2接收机最为关键的技术之一，所以对DVB_S2解调器的研究也是近几年对该标准研究的热点。 本文针对实际项目任务和未来技术发展需求，对 DVB_S2 标准解调器设计与FPGA实现展开了研究。分析了现有关键技术即载波同步、帧同步、符号同步的研究现状，比较了各种方案的优缺点，最终设计的解调器方案为：载波粗同步采用 M&M 算法，精同步采用 L&R 算法；帧同步采用差分相关和导频辅助法；符号同步采用Gardner算法。在FPGA实现方面，由于M&M算法和L&R算法实现结构相似性，重点分析了M&M算法的实现过程，M&M算法所涉及的，反正切弧度的计算是利用CORDIC算法来实现，DDS模块则采用压缩ROM表查询法来实现，并将结果和 matalb 对比；帧同步的实现上，则是利用状态机去控制整个数据的运算过程，并将每个子模块的结果和 matlab 仿真结果做对比；符号同步的实现上，主要利用流水线去实现逻辑运算。最后本文对 DVB_S2 标准的CCM有导频模式QPSK调制的零中频信号的解调结果做了仿真分析，描述了测试结果。

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