学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

移动多媒体广播频域同步关键技术研究及VLSI实现

作　者: 邵楠
导　师: 陈赟；曾晓洋
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 移动多媒体广播 CMMB DVB-H 频域同步 VLSI实现
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 64次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着无线通信技术的发展,移动多媒体广播技术越来越广泛地应用于人们的生活,手机电视,车载电视,以及其他手持多媒体广播设备等等也逐渐得以普及。移动多媒体技术的发展使得丰富多彩的电视广播节目随时随地都可收看,使得信息的获取更加方便快捷,极大地丰富和方便了人们的生活。本文针对移动多媒体广播的两个典型标准CMMB及DVB-H,重点研究了CMMB标准下的频域同步算法,提出了算法的改进,同时建立了DVB-H标准接收平台并验证了经典算法的性能。通过比较两个标准频域同步算法的相同点,提出了一套同时支持两个标准的频域同步复用结构,FPGA功能验证结果表明,该电路结构能够很好地支持CMMB和DVB-H两个标准。本文的主要工作包括：(1)建立了OFDM发送—接收系统模型,深入分析了OFDM系统中的同步问题,并从数学建模角度详细定量分析了载波频偏、采样频偏与符号定时偏差对OFDM的影响,从而指出了同步的重要性。并针对CMMB和DVB-H两个采用OFDM技术的典型移动多媒体广播标准,深入研究了两者的频域同步算法,并根据其帧结构和频域同步算法的相似性,完成了同时支持两个标准的频域同步硬件架构设计。(2)针对CMMB标准中,OFDM频域数据被加扰,传统的整数倍载波频偏算法无法应用的情况,提出了一种基于CMMB标准帧结构中特有的同步信号的整数倍载波频偏算法,仿真结果表明算法具有良好的估计性能。并根据CMMB标准的特点提出了基于导频相关的扰码模式识别及解扰码算法,同时将基于导频相关取幅角运算的残余载波频偏跟踪及采样频偏估计的经典算法应用到了CMMB标准中,仿真结果表明算法达到了良好的性能,满足了系统要求。(3)对于DVB-H标准,采用经典的算法完成了整数倍载波频偏估计和残余载波频偏跟踪及采样频偏估计,并充分仿真了2K/4K/8K三种模式下算法的性能,验证了算法的可靠性。(4)基于本文提出的频域同步算法,并考虑两个标准帧结构及算法的相似性,设计了同时支持CMMB标准及DVB-H标准的频域同步硬件结构,并针对各个模块进行了面积和功耗的优化,如采用部分导频参与运算减少复数乘法次数,采用CSD编码对常数进行编码以降低常数乘法的硬件代价,对于CORDIC模块采用同个寄存器完成迭代以降低硬件开销和功耗,将解扰的复数乘法简化为按符号位取值等等。完成硬件结构设计后,采用EDA工具对设计进行了初步的功能仿真,并采用Design Complier进行了设计综合。同支持单标准的频域同步硬件结构相比,本设计仅增加了很少的硬件代价就实现了对两个标准的共同支持。最后建立了FPGA验证平台,将设计放在整个内接收机的环境中完成了功能验证。

全文目录

目录  2-4
摘要  4-6
Abstract  6-8
英文缩写说明  8-10
第一章引言  10-17
  1.1 国内外现有的移动多媒体广播标准概述  10-12
  1.2 移动多媒体广播传输信道特征  12-13
  1.3 OFDM技术原理  13-15
    1.3.1 调制和解调原理  13-14
    1.3.2 保护间隔和循环前缀  14-15
    1.3.3 加窗技术  15
  1.4 论文主要内容和结构安排  15-17
第二章移动多媒体广播系统传输方案  17-32
  2.1 CMMB标准简介  17-19
    2.1.1 物理层结构  17-18
    2.1.2 帧结构  18-19
  2.2 CMMB发射—接收系统  19-21
  2.3 DVB-H标准简介  21-23
    2.3.1 DVB-H标准中的新技术  21-22
    2.3.2 帧结构  22-23
  2.4 DVB-H发射—接收系统  23-25
  2.5 OFDM系统中同步的意义  25-31
    2.5.1 载波偏差的影响  26-28
    2.5.2 采样偏差的影响  28-30
    2.5.3 符号同步的影响  30-31
  2.6 小结  31-32
第三章 CMMB接收机频域同步算法研究  32-47
  3.1 整数倍载波频偏估计  32-36
    3.1.1 PN序列的基本特性  32-33
    3.1.2 基于PN序列的整数倍载波频偏估计算法  33-35
    3.1.3 性能仿真和分析  35-36
  3.2 扰码模式识别及解扰码  36-40
    3.2.1 扰码模式识别  37-39
    3.2.2 解扰码  39-40
  3.3 残余载波频偏跟踪及采样频偏估计  40-46
    3.3.1 残余载波频偏跟踪及采样频偏估计  40-42
    3.3.2 环路滤波器  42-43
    3.3.3 环路性能分析  43-46
  3.4 小结  46-47
第四章 DVB-H接收机频域同步算法研究  47-56
  4.1 整数倍载波频偏估计  47-50
    4.1.1 DVB-H标准中的导频  47-48
    4.1.2 基于导频的整数倍载波频偏算法  48
    4.1.3 算法性能分析  48-50
  4.2 残余载波频偏跟踪及采样频偏估计  50-55
  4.3 小结  55-56
第五章支持两种标准的频域同步硬件结构  56-71
  5.1 支持两种标准的频域同步硬件结构设计  57-58
  5.2 单元模块设计  58-63
    5.2.1 整数倍载波频偏估计模块设计  58-59
    5.2.2 扰码模式识别及解扰码模块设计  59-60
    5.2.3 残余载波频偏跟踪及采样频偏估计模块设计  60-63
  5.3 支持两种标准的频域同步VLSI实现结果  63-64
  5.4 频域同步模块的硬件仿真与FPGA功能验证  64-70
    5.4.1 频域同步模块的硬件性能仿真  64-67
    5.4.2 FPGA功能验证  67-70
  5.5 小结  70-71
第六章总结与展望  71-73
参考文献  73-76
附录  76-77
硕士学习期间录用和发表的学术论文  77-78
致谢  78-79

移动多媒体广播频域同步关键技术研究及VLSI实现

内容摘要

全文目录

相似论文