赵亮[1]2003年在《高清晰度电视中均衡器的设计及其芯片实现》文中认为高清晰度电视(HDTV)技术是当今世界上最先进的图象压缩编码技术和数字通信技术的结合，是当今世界高技术竞争的焦点之一，掌握了这一技术就可能抢占到未来电子技术的制高点，控制新一代电子产品的市场，抢占商机。 均衡器在HDTV的接收机中是非常重要的一部分，因为均衡器的作用是消除码间干扰，码间干扰消除得是否彻底，对接收机的整体性能起着举足轻重的意义。 本文探讨了HDTV地面残留边带调制(VSB)系统和DVB系统的电缆标准中均衡器的结构与算法，讨论了他们的异同点以及给出了芯片实现方案。 本文第一章首先介绍了HDTV的发展史；接着从系统上介绍了HDTV的VSB和DVB的电缆标准。 第二章介绍了均衡器的基本原理。 第叁章给出实际实现的VSB和DVB电缆标准中均衡器的算法和结构，分析比较其异同点，并给出C语言仿真性能比较曲线。 第四章给出ASIC设计的规范和流程，以及最近流行的SOC设计方法学。接着介绍了深亚微米工艺下ASIC设计面临的挑战以及解决方法。 第五章给出均衡器在ASIC实现过程中碰到的问题以及解决方法。针对均衡器芯片实现的特殊性，我们从硬件结构划分开始，然后给出一种应用于均衡器芯片实现中的滤波器IP化方法；在经过对快速乘法器结构的研究后，提出一种在速度和面积上都比较优异的乘法器结构应用于滤波器的乘法中；在综合的时候使用基于datapath的综合技术，最后给出两种使用的验证技术。 本文的主要贡献在于通过对上述两种标准均衡器方案的比较和总结，通过芯片实现的例子，希望能够对以后做出基于我国自己标准的均衡器能起到抛砖引玉的作用。
王正[2]2004年在《数字电视中均衡器的研究及ASIC实现》文中研究说明数字电视(Digital TV)技术是当今世界上最先进的图象压缩编码技术和数字通信技术的结合，是当今世界高技术竞争的焦点之一，掌握了这一技术就可能抢占到未来电子技术的制高点，控制新一代电子产品的市场，抢占商机。 均衡器是数字电视接收机中非常重要的一部分。均衡器的好坏，成为影响接收机性能的决定性因素。本文工作的重点是根据DVB传输系统的技术细节，对均衡器的算法和实现作了定性的分析。 第一章首先介绍了HDTV的发展史，然后从系统上介绍了HDTV的DVB-C方案。 第二章和第叁章主要介绍了均衡器的原理与算法。通过对各种盲均衡算法的仿真与比较，提出了用于DVB-C系统的优化的均衡器实现方案。 第四章就芯片设计的ASIC设计流程和SoC(系统级芯片)的关键技术进行了介绍；最后介绍了针对综合的Verilog编程技巧。 第五章主要是结合笔者在对均衡器的方案进行芯片化的过程中的经验，介绍均衡器的ASIC实现的过程、难点，并结合IP技术，给出均衡器较优的芯片实现方案。
吴川[3]2011年在《数字电视解调芯片关键技术研究》文中研究指明随着数字时代的到来,数字广播电视在全球范围内得到广泛的发展,从模拟电视到数字电视已成为广播电视领域自从黑白电视到彩色电视变革后的第二次彻底的革命,并将会对未来人们的生活和工作产生深远的影响。面对这样的技术变革,全球各国家都在全面制定和部署自己的数字广播电视网络,并且都详细地规划了从模拟电视到数字广播电视转换的过渡方案和计划。美国于2009年6月已停播所有模拟电视信号的发送,全面进入数字电视时代,而英国等部分欧洲国家也于2010年完成了模拟电视到数字电视的转换,而我国于最近颁布自主研发的地面传输数字电视标准和移动多媒体广播电视行业标准,并预期在2015年彻底关闭全国模拟电视广播,并实现数字电视广播的全面覆盖。目前,数字电视解调芯片作为广播数字电视系统的核心技术已经成为众多科研机构的研究重点。本文首先对当前数字电视发展现状进行深入调研及分析,并讨论了包括帧同步偏差、采样偏差、载波偏差、多径衰落和多普勒频移等影响数字电视接收解调系统性能的关键因素。通过对数字电视解调器中的同步、信道估计均衡等关键模块的理论分析和研究,然后结合欧洲第二代卫星数字电视(DVB-S2),中国移动多媒体广播电视行业标准(CMMB)等标准提出了在低噪声、恶劣多径信道下的同步方案,同时针对多载波系统,结合了CMMB和地面传输数字电视标准(DTMB),提出了基于频域导频和基于时域训练序列的数字电视地面广播系统的解调算法和优化的硬件结构,并针对单频网络环境和高速移动信道的特点,设计了高性能低复杂度的长回波消除电路和ICI消除电路。另外,论文还对单载波调制系统中的均衡技术做了研究,并将研究结果用于美国地面传输标准(ATSC)和DTMB的单载波传输模式中,分别提出适用于两种不同地面传输标准的单载波频域均衡方案,并优化了硬件结构。在研究数字电视解调器同步、信道估计均衡等关键技术的过程中,本文提出了几种新颖的算法和硬件结构以提高解调器的各项性能,减少芯片硬件消耗：(1)通过DVB-S2传输特点的研究,提出了适用于低噪声环境下的帧同步算法,该算法能在低至-2.35dB的信噪比、5MHz的载波偏差环境下快速地实现帧同步,并能通过帧长度的判断,自动识别调制方式,增强了系统的自适应能力和对抗恶劣卫星信道干扰的能力,同时通过优化硬件,减小了帧同步的硬件消耗。(2)通过对CMMB系统帧传输结构的研究,提出了一种对抗多径信道干扰的整数频偏估计算法。不同于传统OFDM系统中采用的连续导频估计整数频偏的方法,该算法利用CMMB帧结构中的同步信号,采用连续数据互相关的方式消除信道干扰,从而提高整数频偏估计在恶劣的多径衰落环境下的性能,加快了载波同步的速度。(3)在单频网络环境下,当多径时延超过OFDM传输系统的保护间隔的情况下,系统会产生严重的符号间干扰(ISI)。本文结合DTMB系统提出了判决反馈信号重构的方法,有效地消除了长多径环境下的ISI,提高了数字电视解调器的性能,同时优化了硬件实现结构,减小了硬件消耗。(4)针对高速移动的信道环境,本文分析了子载波间干扰(ICI)对数字电视解调器性能的影响,提出了一种自适应的ICI消除方法。该方法采用低复杂度的多普勒估计算法,通过对多普勒频率的估计,控制ICI消除电路的启动。在针对高速移动的环境下,采用迭代消除ICI的方案,有效地消除了接收数据中ICI的影响,提高了系统性能,同时通过优化电路结构,降低了硬件实现的代价。(5)针对DTMB系统中单载波调制模式,提出了高性能低复杂度的频域均衡方案。相对于传统单载波调制系统中使用的时域均衡技术,该方案有效地降低了硬件代价,提高单载波系统的性能。根据该均衡结构,本文提出了一种同时兼容单多载波模式的全模式DTMB解调芯片的硬件架构,通过硬件资源的复用,减小了硬件消耗。(6)结合ATSC解调系统,提出了适用于ATSC的频域均衡算法。该算法结合了循环重构技术,采用迭代的判决反馈频域均衡结构,有效消除了由于没有保护间隔导致的工CI和块间干扰(IBI)与多径信道导致的ISI,提高了ATSC系统在静态信道和动态信道下的性能。
夏芳[4]2002年在《ATSC-8VSB接收芯片中外码系统的设计与实现》文中指出数字高清晰度电视(Digital HDTV)作为第叁代电视标准，已成为当今世界高技术竞争的焦点，将对世界的政治、经济和文化将产生巨大而深远的影响。正在研制中的我国数字化高清晰度电视地面传输系统的信道编码采用外码为里德-索罗门前向纠错码(RS码)，内码是Offset QAMTCM或卷积编码所组成的级联编码，辅以完全的数据交织、为数字HDTV提供有力的前向纠错能力。由于OQAM与VSB采用相同的外码电路，所以本文着重于HDTV地面广播系统ATSC的VSB信道编码中的外码原理及其在专用集成电路芯片(ASIC)上的实现。 外码电路包括发射端的数据格式变换、扰码、RS 编码、交织，在接收端相对应于的数据格式反变换、解扰、RS 译码、去交织。 本文第一章首先介绍了HDTV的发展史，对VSB和OFDM进行分析与比较，并从系统上介绍了HDTV的ATSC方案，然后对专用集成电路(ASIC)设计的发展及有关技术进行概述。第二章叙述数据格式变换，并阐述其关键部分的实现。第叁章讲述扰码和解扰的理论及相应硬件实现方法。第四章首先对RS码的编码和译码进行详细的理论分析研究，提出RS编译码器实现方法，并从理论上给出RS译码的出错指示及其漏警概率的计算，然后介绍RS码编译码电路的ASIC实现，重点描述ASIP结构及其设计思想，并比较叁种译码方案，最后给出实际RS译码器的ASIC设计规模和性能。第五章分析交织和去交织方法，以及硬件实现电路。 本文的主要贡献在于根据VSB方案中的技术参数，提出了HDTV外码中编、解码的具体算法，并给出了具体的ASIC实现，尤其是RS码部分。
杨帆[5]2008年在《基于FPGA的SDI接口的研究与开发》文中指出串行数字接口SDI是目前使用最广泛的数字视频接口。它是遵循SMPTE-259M和EBU-Tech-3267标准制定的,己经被世界上众多数字视频设备生产厂家普遍采纳并作为标准视频接口,主要用在非线性编辑系统、视频服务器、虚拟演播室以及数字切换矩阵和数字光端机等场合。以往的SDI接口在实现方法上有成本高、灵活性低等缺点,针对这些不足,本文在研究串行数字接口工作原理的基础上,提出了一种基于FPGA的标清串行数字接口(SD-SDI)的设计方案,并使用SOPC Builder构成一个Nios II处理器系统,将SDI接口以IP核形式嵌入到FPGA内部,从而提高系统的集成度,使之具有视频数据处理速度快、实时性强、性价比高的特点。具体研究内容包括:1.在分析SDI接口的硬件结构和工作原理的基础上,提出了串行数字接口的嵌入式系统设计方法,完成了SDI接口卡的FPGA芯片内部配置以及驱动电路、均衡电路、电源电路等硬件电路设计。2.采用软逻辑方法实现SDI接口的传输功能,进行了具体的模块化设计与仿真。3.引入Nios II嵌入式软核处理器对数据进行处理,设计了视频图像数据的采集程序。该传输系统以Altera公司的Cyclone II EP2C35F672C8为核心芯片,通过发送和接收电路的共同作用,能够完成标清数字视频信号的传输,初步确立了以SDI接口为数据源的视频信号传输系统的整体模式和框架。
姚丹[6]2008年在《ATSC接收系统中利用信道估计辅助均衡的研究与实现》文中提出人们对高清晰度电视的需求,促使电视广播系统从模拟到数字的换代。数字地面电视广播(DTTB)以架设方便、又可以提供移动接收而成为热门发展方向。另一方面,因为地面信道多径复杂、时变性强,其接收机中特别是单载波系统接收机中均衡技术也成为很具挑战性的研究课题。作为唯一采用单载波调制方式的DTTB国际标准,对ATSC 8-VSB系统中均衡器的结构和算法的研究和改进具有重要的现实意义。传统的ATSC系统接收机中的均衡器一般采用判决反馈均衡器(DFE)结构、最小均方(LMS)迭代算法和从盲均衡模式到判决导向模式的工作流程。但这种均衡器还不能满足标准和实际应用的要求。本文深入分析了数字地面广播信道回波延迟跨度大、分布相对稀疏而且又具有时变性的特点,并对均衡器的这种结构和算法进行了改进。稀疏均衡器结构的采用,解决了均衡器回波延迟跨度覆盖和残余误差的矛盾。利用信道估计来帮助初始化,大大提高了均衡器收敛的可靠性和速度。在均衡器前插入信道匹配滤波器,提高了均衡器对大强度回波的抵抗能力。在算法的细节设计中,选用了更长的伪随机序列并利用循环数据模式应用在信道精细估计中,提出自适应回波延迟区间选择算法,采用虚拟训练序列技术初始化均衡器。在算法的RTL模型中,利用算法的特点,实现了模块之间的动态重组和电路的分时复用。这些优化大大降低了算法对硬件资源的占用。经测试比较,改进后算法性能比改进前大幅提高,与业内领先产品性能相当。
李欢[7]2008年在《DTMB中信道估计和均衡的算法研究》文中研究说明在经历了几年的讨论和验证之后,我国于2006年6月公布了名为DTMB的地面数字电视广播标准。在该标准中汇集了OFDM以及LDPC码等热门的技术。针对这一标准,本文研究了信道估计和均衡算法的设计。第一章介绍了各国主要的数字电视标准并回顾了我国地面广播的发展。第二章介绍了基本的均衡理论。首先解释了在无线通信中存在的多径干扰和多普勒效应,然后将均衡器分为时域均衡器和频域均衡器分别加以叙述。在讲述频域均衡原理的过程中特别对OFDM技术进行了简介。第叁章主要针对DTMB标准中用于多载波也就是TDS-OFDM系统的均衡器进行了研究。针对OFDM中使用的频域均衡技术,首先从DTMB标准中规定的时域训练序列出发,研究了信道估计的算法,提出基于循环卷积和基于变长度窗两种方法。基于循环卷积的方法有较佳的估计精度,基于变长度窗的方法能够适应DTMB中各个帧头模式。同时针对TDS-OFDM系统的特征,对均衡过程中的PN消除、循环卷积的构造以及似然信息的生成进行了研究。第四章讨论了DTMB标准中单载波传输的均衡器方案。首先借鉴OFDM系统的频域均衡器设计给出了基于MMSE准则的单载波频域均衡器的设计方案。然后提出利用误码率方程的方法对判决反馈系统进行了研究,并根据DTMB中采用的NR码研究了改善低信噪比下的判决反馈质量的方法。最后,将判决反馈均衡器的结构泛化,提出使用频域预均衡的判决反馈均衡器,并对预均衡器的设计进行了探索。第五章采用巴西静态信道模型和瑞利动态信道模型对信道估计算法,单载波系统的均衡以及系统整体的误码门限进行了仿真。最后结束语作为本文的总结,并给出进一步的研究方向。
武卓峰[8]2008年在《数字电视地面广播帧同步及均衡器技术研究》文中提出最近几年来,数字电视受到越来越多的关注。非常多的大学、公司涉足到数字电视领域。我国于2006年8月,公布了数字电视地面传输国家标准,并于2007年8月强制实行。随着奥运会的逐渐临近,数字电视地面传输将很快得到普及。研究数字电视地面广播接收系统对推动数字电视产业发展,促进国家高科技产业发展具有重大意义。在无线通信系统中,信道多径引入了码间干扰。通常使用均衡器技术来消除码间干扰。判决延时参数是自适应均衡器中一个非常重要的参数,合理选择判决延时参数将提高均衡器输出信噪比。本文探讨了有限长判决反馈均衡器判决延时参数的选择问题。同时,均衡器的判决延时参数是由帧同步模块来控制调节的。在数字电视地面传输国家标准中,共定义了叁种信号帧帧头格式:PN420,PN595,PN945。在接收机中,必须首先完成帧同步,才能进行后续的定时恢复、载波恢复以及均衡等功能。本文以中国数字电视地面广播传输标准为背景,研究了帧同步技术。本文简要介绍了数字电视的发展,各种系统的帧结构和调制方式,对数字接收机的基本结构进行了介绍。详细介绍了均衡器技术以及最优判决延时参数选择算法。同时,介绍了国标中的结构。重点研究了均衡器判决延时的最佳选择问题以及国标中帧同步技术。在此基础上,本文主要有2点贡献:第一个创新点在于探讨了判决延时参数对均衡器性能的影响,并针对特定信道给出一个新的判决延时参数选择方案,在仿真平台进行均衡器仿真,证明本方案能够有效提高均衡器性能;本文的另一个贡献是提出了一系列针对国标中帧头模式的帧同步算法。通过对各种恶劣信道的测试,最终给出有效算法。测试证明,该帧同步算法在各种信道条件下鲁棒,大大提高接收机性能。
秦雷[9]2007年在《改进收敛的单载波数字电视地面广播均衡算法研究》文中提出自适应均衡是单载波数字电视地面广播传输系统中的关键技术之一,它决定了接收机所能达到的最佳性能,也是接收机中计算复杂度最大的模块。本文的主要工作就是根据数字电视地面广播信道的特点,研究高性能和低计算复杂度的均衡器,以达到性能和计算复杂度的较好折衷。本文首先介绍了数字电视的概念、优点和数字电视广播系统的分类,以及当今世界上主流数字电视地面广播系统的发展史。分别以ATSC和DVB-T为代表,介绍了两种不同技术流派的帧结构、原理和关键技术,并比较了这两种技术的优劣。然后介绍了无线信道对于传输信号造成的影响,其中的小尺度衰落对于接收机性能的影响更为复杂,根据信号参数和信道参数之间的关系,我们给出了小尺度衰落信道的分类。然后讨论了无线通信系统的建模,接着给出了一组代表不同类型的典型数字电视地面广播信道,它们能够全面地测试所设计均衡器的性能。然后,我们回顾均衡理论,分析各种均衡器在数字电视地面广播环境下的工作特性和计算复杂度。接着,我们给出了带通自适应判决反馈均衡器的实现结构,并把维纳滤波的几何解释应用于该实现结构,使得更清晰地理解带通自适应判决反馈均衡器。为了在性能和计算复杂度之间取得较好折衷,我们把LMS自适应的分数间隔判决反馈均衡器作为基本结构,并把相关的操作统一到符号速率上,这有助于我们更好地理解LMS自适应的分数间隔判决反馈均衡器的工作过程,然后给出了该基本结构参数选择的工程指导原则。在此基础上,我们提出了鲁棒控制的自适应均衡算法,该算法从两个方面改进均衡器的性能:反馈尽可能准确的判决值和生成尽可能精确的误差信号,然后我们给出了与之密切联系的控制参数的指导原则。仿真结果表明改进的鲁棒自适应均衡器即使在恶劣信道下也能平滑地收敛到稳定工作。接着,我们回顾了硬件可实现自适应均衡器的基础:算法实现的硬件方案和流程,定点自适应算法的理论。然后给出了具体实现的两个部分:均衡器算法到硬件实现的映射,另一方面是均衡器定点设计问题。我们根据不同信号的重要性和对于定点的敏感程度来确定合适的位宽,并出给了位宽选择的流程,并通过仿真确定了最终的位宽。由于定点噪声在自适应均衡器环路中积累会导致性能的下降,在极端情况下,会导致均衡器的崩溃。所以,我们提出了简单的对称leaky-LMS算法,以抑制抽头系数趋向于任意大值(参数漂移)。仿真结果表明该算法能够有效地降低均衡器定点化带来的性能损失。最后,为了进一步提高自适应均衡器的性能,我们把子带自适应滤波和鲁棒自适应均衡器结合起来,提出了鲁棒控制的子带自适应均衡算法。训练序列期间尽可能充分地收敛,可以降低均衡器后续工作的压力。子带自适应滤波能够在不增加计算复杂度的情况下,加快自适应均衡器的收敛速度,这个特性对于已经高计算复杂度的数字电视地面广播自适应均衡器是非常重要的。我们首先回顾了与子带自适应滤波相关的概念和理论,这是我们后续工作的基础。然后,我们把子带自适应滤波应用于前面设计的鲁棒自适应均衡器,子带自适应的方式采用闭环结构,子带自适应滤波用于前馈滤波器。根据分数间隔判决反馈均衡器的等效结构,我们得到子带自适应的LMS分数间隔判决反馈均衡器,仿真结果表明鲁棒控制的子带自适应均衡器能够大大加快收敛速度,更快地进入稳定工作。
易成刚[10]2008年在《基于国标ADTB-T分数间隔均衡器的研究》文中提出数字电视地面广播(DTTB)是近年来国际上大学和企业研究的热点之一,数字电视的地面广播基本代表了宽带数字通信的发展前沿,其特有的产值潜力引起了业界最大程度的关注。当前,世界上已有叁种地面数字电视广播传输标准:①采用8VSB调制的美国高级系统委员会ATSC标准;②采用编码正交频分复用(COFDM)的欧洲数字视频广播组织DVB-T标准;③采用频带分段传输正交频分复用(BST-OFDM)的日本ISDB-T标准。而整合了ADTBT单载波标准和DMBT多载波标准的我国地面数字电视标准也于2006年正式公布,因此研究符合本国标准的地面传输接收技术有着深远的意义。DTTB所面临的困难主要是在无线广播信道中强烈的多径扩散会引起严重的信号衰落,尤其是在移动接收环境中信道的快速时变特性使得信号的恢复更加困难。如何消除多径干扰是地面数字电视接收机设计的重点和难点。对于单载波系统来说,一般采用时域均衡的方式消除多径干扰。本论文就是针对于国标ADTB-T接收系统提出一种高性能低复杂度的时域均衡器的实现方案。论文首先介绍中国地面数字电视标准,给出地面数字电视国家标准接收系统设计结构框图,然后对地面数字电视无线信道模型进行讨论,接着从时域均衡基本原理,均衡器基本结构以及均衡算法等方面对时域均衡器理论进行分析,最后讨论本设计采用的均衡器设计方案:本设计在结构上采用分数间隔的判决反馈均衡方式,减小了均衡器对定时误差的敏感度。在均衡算法上采用CMA+LMS的混合均衡算法,实现了快速稳定的均衡性能,并且为了减小均衡器硬件电路的开销,权衡静态信道和动态信道性能以及减小突发错误出现概率,本设计还采用了降低复杂度算法,步长控制算法以及减小误差扩散算法等优化算法。本文所提及的设计方案,在国标ADTB-T仿真平台上进行全面的仿真,从测试结果来看,本方案无论是对于静态信道还是动态信道都能获得了良好的性能,满足国标ADTBT接收系统的性能要求。
参考文献：
[1]. 高清晰度电视中均衡器的设计及其芯片实现[D]. 赵亮. 浙江大学. 2003
[2]. 数字电视中均衡器的研究及ASIC实现[D]. 王正. 浙江大学. 2004
[3]. 数字电视解调芯片关键技术研究[D]. 吴川. 复旦大学. 2011
[4]. ATSC-8VSB接收芯片中外码系统的设计与实现[D]. 夏芳. 浙江大学. 2002
[5]. 基于FPGA的SDI接口的研究与开发[D]. 杨帆. 天津理工大学. 2008
[6]. ATSC接收系统中利用信道估计辅助均衡的研究与实现[D]. 姚丹. 北京工业大学. 2008
[7]. DTMB中信道估计和均衡的算法研究[D]. 李欢. 浙江大学. 2008
[8]. 数字电视地面广播帧同步及均衡器技术研究[D]. 武卓峰. 上海交通大学. 2008
[9]. 改进收敛的单载波数字电视地面广播均衡算法研究[D]. 秦雷. 上海交通大学. 2007
[10]. 基于国标ADTB-T分数间隔均衡器的研究[D]. 易成刚. 武汉理工大学. 2008
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