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地面数字电视融合方案接收机的同步系统的设计与实现

作　者: 赵文亮
导　师: 朱维乐
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 融合方案 DDC 匹配滤波时域同步
分类号: TN949.197
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 101次
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内容摘要

本项目完成的是中国地面数字电视融合方案接收机同步系统的FPGA设计与实现。以Stratix系列的EP1S80F1020C5 FPGA为基础构建了主硬件处理平台。系统中数字下变频、高阶匹配滤波器和整个系统同步都是基于FPGA硬件设计实现的。本文首先介绍了数字电视的发展现状,融合方案发端系统的整体结构、融合方案接收机系统概述。第三章重点介绍了基于FPGA的基带变换的设计,包括数字下变频DDC和匹配滤波器两部分。第四章详细介绍了融合方案接收机同步系统的算法分析和结构设计,根据融合方案发端信号帧结构的特点分析和探讨了时域同步算法,包括符号同步、采样同步和频率同步,同时提出了可变PN帧头模式下的相位匹配过程。第五章简单介绍了残余频偏估计和校正的原理和硬件设计,给出了理论仿真。第六章给出了整个接收机前端系统的板级调试结果。我在项目中完成的工作主要有:1.阅读相关文献资料,了解中国地面数字电视融合方案的整体结构和原理。2.建立系统发端模型和信道模型,供接收端仿真。3.完成了数字下变频、匹配滤波器、符号同步、采样同步和频率同步的算法设计和仿真。4.完成了残余频偏估计和校正的算法设计和硬件代码编写5.完成了整个融合方案接收机前端系统的功能仿真、分析和验证。6.完成了整个系统同步的板级调试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章引言  10-14
  1.1 数字电视的优势和特点  10-11
  1.2 地面数字电视广播的基本需求  11
  1.3 国外地面数字电视传输的现状  11-13
  1.4 国内地面数字电视传输的发展概况  13
  1.5 本文的结构和侧重点  13-14
第二章融合方案系统概述  14-24
  2.1 融合方案发送端系统概述  14-19
    2.1.1 融合方案发送端总体结构  14-15
    2.1.2 融合方案的OFDM 数据帧结构  15-18
      2.1.2.1 信号帧及其结构  15-17
      2.1.2.2 系统信息  17-18
    2.1.3 OFDM 符号及 RF 信号  18-19
  2.2 地面数字电视广播的信道特征  19
  2.3 融合方案接收机系统概述  19-20
  2.4 STRATIX 系列 FPGA 及 QUARTUSII 介绍  20-23
    2.4.1 Stratix 系列 FPGA 介绍  20-22
    2.4.2 Quartus II 工具介绍  22-23
    2.4.3 FPGA 设计方法及开发流程  23
      2.4.3.1 FPGA 设计方法  23
      2.4.3.2 FPGA 开发流程  23
  2.5 本章小结  23-24
第三章融合方案接收机基带变换的设计  24-38
  3.1 DDC 的设计  24-31
    3.1.1 DDC 的基本原理  24-26
    3.1.2 DDC 的设计实现  26-30
      3.1.2.1 相位累加器模块  27-28
      3.1.2.2 CORDIC 乘法器模块  28-30
    3.1.3 DDC 的仿真验证  30-31
  3.2 匹配滤波器的设计  31-37
    3.2.1 平方根升余弦滚降滤波器的原理  31-35
      3.2.1.1 硬件实现算法介绍  32-33
      3.2.1.2 硬件结构设计  33-35
    3.2.2 匹配滤波器的实际性能分析  35-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章融合方案接收机同步系统的设计  38-59
  4.1 算法分析  38-48
    4.1.1 频率同步  38-40
    4.1.2 采样和符号联合同步  40-43
    4.1.3 相位匹配  43-44
    4.1.4 滤波器  44-46
    4.1.5 算法仿真  46-48
  4.2 结构设计  48-54
    4.2.1 本地相关  48-51
    4.2.2 峰值相位检测  51
    4.2.3 频率同步工作模式控制  51-53
    4.2.4 相位匹配  53-54
  4.3 硬件仿真  54-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章残余频偏估计和校正  59-62
  5.1 CPE 的校正原理  59-60
  5.2 CPE 校正的硬件框图  60
  5.3 CPE 校正效果图  60-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章板级调试  62-67
  6.1 硬件连接  62
  6.2 调试结果  62-65
    6.2.1 功能调试  62-64
    6.2.2 性能调试  64-65
  6.3 资源消耗  65-66
  6.4 本章小结  66-67
第七章结论  67-69
参考文献  69-71
致谢  71-72
附录  72-73
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文  73-74

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