低復(fù)雜度DVB-T同步環(huán)路設(shè)計(jì).pdf

1、近年以來無線通信技術(shù)得到迅猛發(fā)展，受到廣泛的關(guān)注，隨著數(shù)據(jù)傳輸量的提高，同時(shí)由于無線傳輸環(huán)境比較惡劣，對數(shù)字接收機(jī)性能的要求變高。OFDM技術(shù)是一種可以有效對抗多徑傳播，擁有高頻譜利用率的傳輸技術(shù)，并且信號處理過程可以利用快速傅立葉變換簡單完成。但是要在惡劣的傳輸環(huán)境下獲得較好的性能，解調(diào)系統(tǒng)必須有一個(gè)穩(wěn)定而高效的同步環(huán)路，同時(shí)隨著集成電路和數(shù)字通信技術(shù)飛速的發(fā)展，使得高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的VLSI實(shí)現(xiàn)成為可能。 本文針對基于OFD

2、M技術(shù)建立的DVB-T系統(tǒng)，分析了OFDM多載波無線通信系統(tǒng)中同步的基礎(chǔ)算法理論，并結(jié)合ASIC設(shè)計(jì)流程對本系統(tǒng)進(jìn)行專門的芯片框架設(shè)計(jì)。據(jù)算法優(yōu)化與芯片實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的原則，以低硬件消費(fèi)、低運(yùn)算量、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，提出了針對DVB-T系統(tǒng)解調(diào)芯片中核心同步環(huán)路的設(shè)計(jì)方法。 本文主要工作包括 (1)根據(jù)OFDM系統(tǒng)模型，深入研究了OFDM系統(tǒng)中的同步問題，包括載波頻率同步，采樣頻率同步，符號定時(shí)同步三方面的關(guān)鍵技術(shù)。從理論上

3、系統(tǒng)分析了載波頻率、采樣頻率偏差與符號定時(shí)偏差對OFDM系統(tǒng)帶來的影響。針對具體的DVB-T系統(tǒng)，在充分研究近年來國際上對DVB-T系統(tǒng)同步算法的基礎(chǔ)上，借鑒數(shù)字通信方面的經(jīng)驗(yàn)，充分利用導(dǎo)頻信息與OFDM符號結(jié)構(gòu)，提出了針對DVB-T應(yīng)用的完善的同步環(huán)路算法設(shè)計(jì)與硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)。 (2)利用OFDM符號的特殊結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了基于循環(huán)前綴保護(hù)間隔的最大似然算法，將原本復(fù)雜的相關(guān)器結(jié)構(gòu)改變?yōu)闉V波器結(jié)構(gòu)，同時(shí)對輸入數(shù)據(jù)做符號化處理，來進(jìn)行符

4、號粗估計(jì)與小數(shù)倍載波頻偏的粗略估計(jì)。該改進(jìn)算法可以極大的降低運(yùn)算復(fù)雜度與硬件消費(fèi)，同時(shí)可以滿足實(shí)際的要求，具有較高的估計(jì)準(zhǔn)確性，其載波頻率偏移粗估計(jì)可以精確到0．02倍子載波間隔，滿足協(xié)議對粗同步的要求。 (3)利用DVB-T系統(tǒng)提供的導(dǎo)頻信息，完成整數(shù)倍頻偏估計(jì)與載波頻率與采樣頻率的跟蹤鎖定，在已有研究的基礎(chǔ)上，研究了系統(tǒng)對頻率偏移校正的理論極限，同時(shí)改進(jìn)了環(huán)路濾波器的參數(shù)選取，使得跟蹤鎖定環(huán)路在收斂速度與估計(jì)精度之間獲得平衡

5、，兩方面都充分滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。 (4)深入研究了符號細(xì)同步的原理，創(chuàng)新性的提出一種算法，將在頻域獲取的信道傳輸函數(shù)，進(jìn)行IFFT變換得到實(shí)際信道的沖擊響應(yīng)，利用能量重心的分析方法，來判斷是否存在前回波，并以此為依據(jù)進(jìn)行符號細(xì)同步工作。與現(xiàn)有算法比較，本文算法可以在包括單頻網(wǎng)在內(nèi)的惡劣信道下取得完善的性能，同時(shí)硬件復(fù)雜度與運(yùn)算復(fù)雜度較經(jīng)典算法大為降低。 (5)在算法研究的基礎(chǔ)上研究了同步環(huán)路的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案，以全數(shù)字實(shí)現(xiàn)