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无线数字电视直放站回波干扰与抑制算法研究及实现

作　者: 刘洋
导　师: 胡进峰；丁庆生
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 直放站回波抵消自适应算法 FPGA
分类号: TN949.197
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
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内容摘要

随着数字电视技术的迅速发展,用户对于数字电视信号质量的接收要求也越来越高。数字电视无线直放站作为一种有效的信号中继和放大设备,已经被普遍的用于填补信号盲区、弱区和扩展服务范围。由于直放站较数字基站来说架设方便,成本低,所以在工程中合理的使用直放站既可以达到较理想的覆盖效果又可以获得较高的投资回报。直放站的工作原理是将接收到的信号以同一频率放大后转发出去,但直放站收、发天线间的物理间隔较小,加上地面和建筑物等对电波的反射和折射,所以在转发过程中会有一部分信号经过耦合信道反馈回接收端,从而对接收信号产生同频回波干扰。这种同频回波干扰会对信号造成失真和震荡,严重时会引起直放站的自激。本文基于国标DTMB数字电视地面广播系统的要求设计数字电视无线直放站回波抵消系统,将自适应回波抵消技术应用于该系统,用以解决单靠物理措施不能解决的回波干扰问题。论文介绍了几种常用的自适应算法,如LMS、变步长LMS、RLS等。结合以上几种算法的优缺点,直放站硬件实现时应用了一种计算量小、运算快速且回波抵消效果明显的DLMS算法,并对其具体的FPGA设计做了详细说明。最后将回波抵消模块中涉及到的数字上/下变频等其他模块与该算法整合到一片FPGA中,再于外部的射频模块相连,就得到了一个完整的数字无线直放站系统。通过硬件平台上的测试、分析,验证了该直放站系统功能的正确性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 直放站的发展及动态  9-10
  1.3 本文研究内容和篇章结构  10-12
第二章国内外数字电视地面广播传输标准  12-19
  2.1 国外数字电视地面广播传输标准  12-13
  2.2 中国数字电视地面广播传输标准  13-14
  2.3 中国数字电视地面广播系统描述  14-17
    2.3.1 系统模型  14-15
    2.3.2 系统帧结构  15-16
    2.3.3 信号帧  16-17
  2.4 国内外标准比较  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第三章自适应回波抵消算法及实现  19-34
  3.1 常见的时域算法  19-25
    3.1.1 传统LMS 算法  19-21
    3.1.2 变步长LMS 算法  21-23
    3.1.3 RLS 算法  23
    3.1.4 算法性能比较  23-25
  3.2 本文直放站中使用的DLMS 算法  25-32
    3.2.1 算法的基本原理  26-27
    3.2.2 算法的硬件实现  27-32
  3.3 自适应回波抵消原理  32
  3.4 本章小结  32-34
第四章无线数字直放站的FPGA 设计  34-56
  4.1 FPGA 的介绍与应用  34-36
    4.1.1 高端FPGA 芯片——Stratix II  34-35
    4.1.2 FPGA 设计流程  35-36
  4.2 无线数字直放站系统设计方案  36-37
  4.3 硬件平台芯片选型  37
    4.3.1 模数转换器和数模转换器  37
    4.3.2 FPGA 芯片  37
  4.4 数字下变频DDC 设计方案  37-42
    4.4.1 基本理论  38-40
    4.4.2 抽取器的多相滤波结构  40-42
  4.5 数字下变频DDC 模块FPGA 实现  42-48
    4.5.1 NCO 混频设计  42-44
    4.5.2 多相抽取滤波器设计  44-45
    4.5.3 滤波器系数的产生  45-46
    4.5.4 多相抽取滤波器验证  46-48
  4.6 数字上变频DUC 设计方案  48-51
    4.6.1 基本理论  49-50
    4.6.2 内插器的多相滤波结构  50-51
  4.7 数字上变频DUC 模块FPGA 实现  51-55
    4.7.1 NCO 混频设计  51-52
    4.7.2 多相内插滤波器设计  52-53
    4.7.3 滤波器系数的产生  53-54
    4.7.4 多相内插滤波器验证  54-55
  4.8 本章小结  55-56
第五章直放站性能测试结果及分析  56-63
  5.1 测试方案  56-57
  5.2 测试结果  57-62
  5.3 本章小结  62-63
第六章结论与展望  63-64
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-64
致谢  64-65
附录  65-67
参考文献  67-69

无线数字电视直放站回波干扰与抑制算法研究及实现

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