基于OFDM的數(shù)字電視地面廣播解調(diào)芯片研究與設(shè)計.pdf

1、數(shù)字電視的熱潮正在席卷全球，成為電視傳播領(lǐng)域自從從黑白電視到彩色電視變革后的第二次徹底的變革，將會對未來人們的生活和工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。美國從2006年起開始強(qiáng)制實(shí)施數(shù)字電視一體機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)；中國將在2008年開通針對北京奧運(yùn)的高清格式現(xiàn)場數(shù)字電視直播，并預(yù)期在2015年徹底關(guān)閉全國模擬電視廣播而實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視廣播的全面覆蓋。目前，作為數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)的核心技術(shù)的解調(diào)芯片已經(jīng)成為眾多機(jī)構(gòu)的研發(fā)重點(diǎn)。 本文在對當(dāng)前數(shù)字電視發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)

2、行深入調(diào)研及分析后，關(guān)注到目前中國在數(shù)字電視地面廣播方面存在多種方案并存的現(xiàn)狀，其中包括使用多載波調(diào)制的歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)和中國TDS-OFDM標(biāo)準(zhǔn)以及使用單載波調(diào)制的中國ADTB-T標(biāo)準(zhǔn)。作者在針對多載波調(diào)制技術(shù)——正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)進(jìn)行系統(tǒng)的理論分析和研究之后，切實(shí)的結(jié)合DVB-T標(biāo)準(zhǔn)和TDS-OFDM標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制方式，根據(jù)這兩種模式的不同特點(diǎn)，提出了適用于基于頻域?qū)ьl(DVB-T)和基于時域訓(xùn)練序列(TDS-OFDM)的數(shù)

3、字電視地面廣播系統(tǒng)的解調(diào)算法。針對目前多載波調(diào)制方案中兩種標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)實(shí)，本文創(chuàng)新性的提出了一種通過有效的共享硬件資源實(shí)現(xiàn)高性能、高性價比的雙模(TDS-OFDM&DVB-T)解調(diào)器芯片的設(shè)計方案。 在研究解調(diào)器同步技術(shù)的過程中，本文提出了幾種新穎的算法和結(jié)構(gòu)以提高解調(diào)器的各項性能：(1)針對DVB-T具有多種傳輸模式的特點(diǎn)，提出利用指數(shù)加權(quán)平均(EWA)算法在保證載波同步和符號同步性能的前提下提供自動識別當(dāng)前傳輸模式的功能，增

4、強(qiáng)了系統(tǒng)的自適應(yīng)能力和魯棒性，同時還大幅減少了符號同步的硬件開銷；(2)針對傳統(tǒng)符號同步中最大似然算法容易造成前回波并引入嚴(yán)重的符號間干擾(ISI)與載波間干擾(ICI)的缺陷，本文提出一種新型的針對重構(gòu)信道沖擊響應(yīng)的能量中心分析法(ECC)來自適應(yīng)的判斷并消除前回波的影響，大幅的增強(qiáng)了系統(tǒng)同步的性能；(3)針對傳統(tǒng)TDS-OFDM系統(tǒng)中剩余同步偏差跟蹤算法中存在高復(fù)雜度、大功耗的PN序列相關(guān)運(yùn)算的弱點(diǎn)，本文提出一種利用頻域的傳輸參數(shù)信

5、息(TPS)進(jìn)行采樣偏差同步的方法，大幅簡化電路結(jié)構(gòu)的同時也因避免過多相關(guān)運(yùn)算而大幅節(jié)省了芯片功耗，同時還保持了與DVB-T解調(diào)算法的兼容性，提高了芯片復(fù)用能力。 在解調(diào)器信道估計和均衡模塊的設(shè)計過程中，本文充分考慮了兩種標(biāo)準(zhǔn)的信道估計方法的不同，結(jié)合各自特點(diǎn)，給出了相應(yīng)的算法和芯片實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并給出了性能的比較。同時，還從理論上分析了相位噪聲對于信道估計與均衡模塊的影響，并提出了利用頻域參考信息消除公共相位噪聲的方法。

6、然后，文章從雙模解調(diào)芯片的模塊復(fù)用的角度，提出并設(shè)計了一個多模DFT的硬件模塊。這種DFT處理器可以隨意的被切換為3780／2K／4K／8K點(diǎn)的DFT運(yùn)算單元。由于經(jīng)過合理的算法優(yōu)化和硬件構(gòu)架設(shè)計，該模塊實(shí)現(xiàn)了存儲器的高度共享，因此該多模DFT與單一模式的DFT相比在增加功能的同時只增加了很少量的硬件資源。 最后，本文在綜合前面論述的不同算法和模塊電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，完整地提出了雙模芯片的解調(diào)算法以及芯片的體系構(gòu)架。詳細(xì)地指明了解