【摘要】：下一代廣播電視網(wǎng)(NGB，Next Generation Broadcast Network)是國家廣電總局在建的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多媒體廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為三網(wǎng)融合的重要組成部分，NGB能夠利用“三網(wǎng)”資源的共享，為用戶提供豐富的話音、圖像和數(shù)據(jù)等服務(wù)。NGB-W(Next Generation Broadcast Network Wireless System)是NGB網(wǎng)絡(luò)的一個重要組成部分，在兼容了CMMB技術(shù)的同時包含了更多的數(shù)字化服務(wù)，其核心任務(wù)就是有效利用廣播無線信道頻譜資源，為用戶提供了更高帶寬和速率，完成無線廣播和雙向通信的一體化，促進(jìn)廣電向無線業(yè)務(wù)服務(wù)方向發(fā)展。 無線通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路徑非常復(fù)雜，系統(tǒng)性能主要受無線信道多徑的影響，使得無線信道較有線信道有很大的隨機(jī)性。為了能在接收時準(zhǔn)確的恢復(fù)發(fā)送的信號，接收端的信道估計(jì)就是一種好的解決辦法。信道估計(jì)是無線通信系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過接收端的信道估計(jì)，可以知道無線信道的多普勒頻移、信道階數(shù)、多徑時延、沖激響應(yīng)等參數(shù)。在無線廣播通信系統(tǒng)中，能否獲得詳細(xì)的信道信息幫助接收機(jī)正確地解調(diào)出發(fā)射信號，成為無線通信系統(tǒng)性能評估的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 NGB-W作為下一代廣播電視網(wǎng)無線系統(tǒng)，相關(guān)協(xié)議起草完成，算法模型已通過軟件仿真，但是對于實(shí)際復(fù)雜的地面移動廣播電視信道，接收端能否良好的還原發(fā)送信號，減少傳播中的失真，需要對相應(yīng)算法進(jìn)行硬件仿真。因此研究信道估計(jì)與均衡算法的FPGA硬件開發(fā)就顯得尤為重要。 本文首先介紹了下一代廣播電視網(wǎng)的意義和發(fā)展，提出了信道估計(jì)與均衡對于NGB-W的重要性。然后針對NGB-W系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，先介紹了傳輸所采用的OFDM技術(shù)，論述了其基本原理，分析了它的優(yōu)缺點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)；再針對無線傳輸分析了無線信道的一些傳播特性，，包括了多徑效應(yīng)、無線信道大尺度衰落和小尺度衰落等對無線信號接收的影響；最后簡述了NGB-W物理層所采用的一些關(guān)鍵技術(shù)，對整個NGB-W系統(tǒng)做了概述。根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，文章分析了最小二乘法(LS，Least Square）、最小均方誤差(MMSE，Minimum Mean Square Error）、線性最小均方誤差(LMMSE，Linear Minimum Mean Square Error）三種信道估計(jì)算法，介紹了常值插值、線性插值、高階插值、維納濾波插值、DFT插值幾種插值算法，以及迫零(ZF，Zero Forcing）和最小均方誤差(MMSE，Minimum Mean SquareError）兩種均衡算法，并在MATLAB仿真平臺對這幾種算法做了性能仿真，為硬件實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。在綜合評估算法復(fù)雜度和可靠性后，NGB-W信道估計(jì)與均衡最終采用了LS估計(jì)，線性內(nèi)插和ZF均衡的算法模型。在此基礎(chǔ)上，對信道估計(jì)均衡設(shè)計(jì)了系統(tǒng)架構(gòu)，劃分了各個功能模塊，對主要模塊采用了VerilogHDL語言編碼，并進(jìn)行了功能仿真測試，對比了定點(diǎn)化平臺結(jié)果。最終通過綜合編譯后，下載到Altera公司的Stratix V SGXMA7K2F40C2的FPGA芯片上，實(shí)現(xiàn)了NGB-W信道估計(jì)均衡算法。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，吞吐率高，資源占用率合理，最高工作頻率可達(dá)113MHz。
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【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN948.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2428497