DRM接收机中信道估计模块的硬件设计与实现

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自1920年11月世界第一座广播电台在美国诞生以来,无线电广播在全世界得到广泛的应用。随着时代的发展,科技的进步以及媒体技术的日新月异,在初期打下的广大听众基础,现如今在新媒体的冲击下正在逐渐萎缩。听众已经不满足于单声道的AM广播了。目前世界上调幅广播正在从模拟信号向数字信号进行过渡,数字化是技术发展的必由之路。DRM组织顺应形势的需要,制定了数字调幅广播的国际标准。   未来移动通信的发展要求在更复杂的通信环境中提供给更多的用户以更好的通信服务质量,这必然对通信技术的发展提出更高的要求。OFDM(正交频分复用)正是符合这一要求的传输技术,已经在广播数字音视频领域得到广泛应用,是无线局域网标准的一部分。OFDM利用子信道频谱正交重叠技术,频谱利用率很高,可有效解决宽频通信中的信号衰落问题;采用添加循环前缀的技术,能有效地降低ICI(信道间干扰)和ISI(码间干扰)。   信道估计技术是OFDM系统的研究热点之一,目前国内外不少专家提出了相应的信道估计算法,其中导频辅助信道估计算法通过导频子信道的响应得到整个信道的响应,能够很好地跟踪信道的变化,在复杂度不是很高的情况下达到很好的误差性能,是比较适合实际应用的信道估计算法之一。   本文的工作分为以下两部分,第一部分是DRM接收机信道估计算法的选择,第二部分是信道估计模块的硬件实现方法。   首先,在认真阅读ETSI组织认可的DRM组织的30MHz以下频段数字调幅音频广播系统标准的基础上,对信道估计技术在OFDM中的应用作了深入的研究;并利用现有的码流仿真分析了多种OFDM信道估计方法应用在DRM系统中的性能差异;经过对算法性能和硬件实现复杂度进行比较权衡后,选择出时域线性、频域Wiener滤波的方法作为DRM接收机系统中信道估计模块所用的算法。   然后,对时域线性、频域Wiener算法设计实现了适用于DRM标准的信道估计模块。为了符合系统精确度和实时性要求,本文在实现中采用了符合IEEE754标准的浮点运算,设计并实现了浮点加减法、乘法、除法和对数运算器,并在Altera的StratixⅡ系列的FPGA上进行了验证,为下一步ASIC实现打下了基础。
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