文档介绍：浙江大学信息科学与工程学院
博士学位论文
卫星数字电视信道解调及信源解码的技术研究与芯片设计
姓名:黄智杰
申请学位级别:博士
专业:信号与信息处理
指导教师:张明
20071001
摘要经过十多年的发展,以猄为传输标准、P旁幢曜嫉牡谝淮佬鞘值缡业化也已经形成规模,但是相应的产业才刚刚起步。随着新一代卫星传输标准本文将以卫星数字电视接收终端中的关键芯片为研究对象,从甋及解调技术及杓萍际醯榷喔龇矫娑晕佬墙邮占敖饴肓煊虻乃惴ê涂蚣艿冉猩钊氲姆治龊讨论,提出了多项优化的算法和实现框架,其中猄及喙氐乃惴ê图际跻丫ü大规模的量产考验,甋喙氐乃惴ㄒ丫ü抡婕癋橹ぁ第一章介绍了卫星数字电视传输标准及信源编码标准,及世界和我国在卫星数字电视广播中的技术及产业化现状,给出本文内容安排及主要研究成果。第二章首先给出了卫星信道模型,仿真分析了各种信道特性、干扰等对信号的影响。然后以甋解调算法为研究对象,对定时恢复、载波恢复及均衡等方面算法进行了分析,提出了一种利于芯片设计实现的解调框架。测试结果及与其他主流芯片性能对比表明,在实际信号接收能力方面,超越了竞争对手。波相位恢复进行了分析,提出了广播模式及交互模式下的解调方案。文中提出的猄广播模式解调算法结构不仅有利于芯片的设计实现,而且可以在无导频模式下也可以达到快速捕获;针对卫星接收载波误差大的特点,提出了一种定时锁定检测辅助的载波扫频算法,提高低符号率的载波扫频速度;引入一种性能优越的甋锢碇⊥剿惴ǎ畲蟪潭鹊利用了已知信息,提高物理帧同步的速度;针对低符号率收敛速度慢的特点,提出一种畇夭ù致怨兰扑惴ǎ岣叩头怕适钡脑夭ù致圆蹲剿俣取=幼旁诜治鱿钟兴惴ㄈ门限要求;提出一种快速收敛的载波恢复及相位恢复级联算法。第四章以猄模式下的盲扫算法的研究对象,首先分析了几种现有的符号率盲估计算法,对基于基带脉冲的符号率估计算法进行了改进,并指出了缺点。接着提出了一种基于频域和时域的二维盲扫算法,可以实现全频段的高速高效频点及符号率的自动搜索。文中提出的一种针对频域的符号率及载波频率粗略估计算法,及两种针对时域的符号率精确搜索算法,都经过了量产考验。第五章以甋解调及饴氲テ邮誗芯片为研究对象,首先给出了面向产业化的杓屏鞒蹋唤幼欧治隽舜薙的总线架构及数据流设计,给出了芯片实现框架;同时给出了各个模块的实现方案;提出了一种在酒卸啻砥髦渫ㄐ诺幕啤作为国产首款卫星数字电视甋信道接收及饴隨芯片的基础方案通过了量产考验。关键词:珼—,定时恢复,载波恢复,物理帧同步,盲扫,广播系统的产业化已经成熟,被世界上绝大部分国家所广泛使用;虽然中国终端机顶盒的产的公布,新的市场进入孕育期。本文的主要内容安排如下:第三章以甋Q芯慷韵螅怨悴ツJ郊敖换ツJ较碌亩ㄊ被指础⑽锢碇⊥郊霸点的基础上,提出一种利于芯片设计实现的猄换ツJ浇獾魉惴ń峁梗梢月阕畹浙江大学博士学位论文
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第一章绪论作为一场世界范围的新技术革命,数字化正在悄然地改变着这个世界,而数字电视是这场革命中及其关键的一环。同时广播电视的数字化,也使数字电视产业成为新兴的信息支柱产业之一。世界广播电视已经进入数字化时代,各国政府制订了一系列时间表:美国在旯乇漳D獾缡樱挥⒐苹晔迪质值缡尤ü哺牵旯乇漳D电视。中国政府亦提出了继续实施数字电视等对国民经济发展有深远影响的重大高技术工程,并在“十五”计划中明确规划了中国数字电视的时间表:到年,我国将关闭模拟电视。广电数字化实施“三步走”战略。第一步是在试验的基础上,大力发展有线数字电视;第二步是发射直播卫星后开展卫星直播业务,同时开始播出地面数字电视;第三步是到昀帽本┌略嘶嶙2ブ力发展地面数字电视和高清晰度电视。在完成三个发展阶段后,我国的数字广播电视可以通过有线、卫星、无线三种方式实现对全国的覆盖¨。虽然上述的时问点并未如期完成,但是技术及产业的发展趋势是非常明确的。国际上将数字电视广播分为卫星、有线及地面三种方式,最近又新增了手机电视方式。而卫星广播由于覆盖范围广,接收受地理环境限制小等特点受到了世界范围的欢迎。目前,世界上已有多个达到一定规模的数字卫星直播系统在运营,其中家庭用户规模达万左右的系统就有觥所谓卫星直播就是采用方式将经过数字化处理后的广播电视节目及综合业务信息,通过直播卫星进行直接广播,供个体用户接收。覆盖区内用户只需使用直径厘米左右的小口径抛物面天线对准卫星即可实现良好接收,因此接收便利、成本低廉。国际上现行的卫星数字电视传输及信源标准主要罗列如下表所示:表现行的卫星数字电视传输及信源标准新一代其他国家信道标准信源标准从上表可以看到,第一代也就是现在最为普及的卫星标准中猄∞恝杪