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DVB-T2中的关键技术研究以及部分模块设计

作　者: 张博
导　师: 徐友云
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: DVB-T2 星座旋转迭代解映射硬判决迭代 P1符号
分类号: TN949.197
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

DVB-T2标准是欧洲电信标准委员会(ETSI)制定的用于地面数字电视广播的一个新标准,建立于第一代地面数字电视广播标准(DVB-T)基础上。该标准提供了相比DVB-T更大范围的参数选择以适应不同的信道环境,应用了物理层管道(PLP)、高阶调制、LDPC+BCH级联纠错码、星座旋转、双发射天线(MISO)、降低峰均功率比(PAPR)以及交织等新概念和新技术,在提高网络吞吐率和频谱利用率以及提升抗干扰能力的同时,也扩大网络覆盖范围、降低网络组建和维护的成本。本文工作主要包括三个部分:引入星座旋转技术可以提高系统在恶劣信道中的抗干扰能力,但是同时也加大了接收机设计的复杂度。本文提出了一种基于硬判决结果进行反馈的简化迭代解映射算法,运算复杂度从O(m2m)降低到了O(m),更利于实际应用。相比软信息迭代算法,硬判决算法会产生很小的性能损失,具体会由于信道、码率以及星座调制的不同而有所不同,但是最大不超过1.9dB。DVB-T2中提供的P1符号,可以用于帮助接收机进行快速帧同步。标准中推荐的粗定时相关同步算法的定时度量函数峰值较为平坦,存在着定时精度低的问题。本文在分析现有同步算法的基础上,提出了一种基于P1符号的改进同步算法,该算法以Schmidl&Cox算法为基础,根据P1符号的结构设计了一种新的同步方案,解决了原算法定时度量函数峰值较为平坦的问题,最多可以提升正确同步概率20%,提高定时精确度20~30%,并且在所有信噪比情况下,改进同步算法的同步概率和定时精度都要优于相关同步算法。本文在研究DVB-T2中关键技术的同时,还研究了发射机的系统结构,完成了其中一些关键模块的设计,并将这些模块设计应用到FPGA实现中。具体包括比特交织模块、比特映射星座模块、星座旋转及循环Q延迟模块、频率交织模块以及OFDM生成模块等。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
英文缩略语说明表  10-15
第一章绪论  15-21
  1.1 研究背景  15-16
  1.2 DVB-T2 标准  16-19
    1.2.1 DVB‐T2 的背景与商业需求  16-17
    1.2.2 DVB‐T2 系统的主要特点  17-18
    1.2.3 DVB‐T2 的系统性能  18-19
  1.3 本文篇章结构  19-21
第二章 DVB‐T2 系统中的关键技术  21-29
  2.1 提高传输速率技术  22-23
    2.1.1 前向纠错码技术  22-23
    2.1.2 高阶调制技术  23
  2.2 提高传输性能技术  23-27
    2.2.1 星座旋转技术  23-24
    2.2.2 同步与信道估计技术  24-26
    2.2.3 多天线技术  26
    2.2.4 降低PAPR 技术  26-27
    2.2.5 交织技术  27
  2.3 物理层多业务支持  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章星座旋转技术及硬判决二维迭代解映射算法  29-59
  3.1 星座旋转技术  29-44
    3.1.1 星座旋转技术原理  29-30
    3.1.2 Rayleigh 信道的高斯近似  30-33
    3.1.3 星座旋转技术在DVB‐T2 中的应用  33-35
    3.1.4 DVB‐T2 中星座旋转的性能分析  35-44
  3.2 解映射算法  44-58
    3.2.1 二维LLR 解映射  44-45
    3.2.2 二维迭代LLR 解映射  45-47
    3.2.3 硬判决二维迭代LLR 解映射  47-48
    3.2.4 DVB‐T2 系统中硬判决二维迭代解映射的性能分析  48-58
  3.3 本章小结  58-59
第四章基于P1 符号同步算法  59-71
  4.1 DVB-T2 同步帧结构  59-62
    4.1.1 相关同步算法  59-60
    4.1.2 P1 符号  60-62
  4.2 同步算法  62-65
    4.2.1 相关同步算法  62-63
    4.2.2 Schmidl&Cox 算法  63-65
  4.3 改进同步算法  65-67
  4.4 算法性能仿真  67-70
    4.4.1 定时度量函数  67-68
    4.4.2 同步概率  68-70
    4.4.3 同步精度  70
  4.5 本章小结  70-71
第五章 DVB‐T2 发射机设计  71-85
  5.1 DVB-T2 系统结构  71-75
    5.1.1 输入处理模块  71-72
    5.1.2 比特交织编码调制模块  72-74
    5.1.3 组帧模块  74-75
    5.1.4 OFDM 生成模块  75
  5.2 模块设计  75-84
    5.2.1 比特交织模块  75-77
    5.2.2 比特映射到星座点模块  77-80
    5.2.3 星座旋转及循环Q 延迟模块  80-81
    5.2.4 频率交织模块  81-84
    5.2.5 OFDM 生成模块  84
  5.3 本章小结  84-85
第六章结论及展望  85-87
  6.1 论文主要内容总结  85-86
  6.2 后续工作展望  86-87
参考文献  87-91
致谢  91-93
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  93

DVB-T2中的关键技术研究以及部分模块设计

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