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本文对数字电视地面广播(Digital Television Terrestrial Broadcasting DTTB)系统中的同步技术进行了研究,并重点仿真了DVB-T系统,以及中国新出台的国家标准。
简而言之数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制的全新电视系统。该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的,数字信号的传播速率是每秒19.39兆字节,如此大的数据流的传递保证了数字电视的高清晰度,克服了模拟电视的先天不足。
首先,介绍了数字电视的发展史,阐述了它与模拟电视的区别以及其优点,然后分别介绍一下各国的成熟标准。着重介绍了DMB-T标准,该标准利用了OFDM技术,比较具有代表性。
然后,针对OFDM技术进行了详细的介绍,OFDM技术广泛的用于数字通信,而在数字电视地面广播系统中也同样占有相当重要的地位,欧标,刚出台的国家标准都利用了OFDM技术。OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,而且各子载波并行传输。这样就可以把宽带变成窄带,解决频率选择性衰落问题。
随后,分析了频率偏差,符号定时误差,采样时钟偏差对整个OFDM系统性能的影响,结果被用来帮助确定OFDM系统同步算法的指标。分析还显示,在一定条件下,采样时钟的偏差和载波频率的偏差相比,在子信道个数比较小的情况下,其影响可以忽略不计。
接着,介绍了几种经典的OFDM同步方案,描述了这些方案的思想以及各个主要步骤。并相互比较其优缺点。主要有基于循环前缀的同步估计方案;利用导频信号进行频率估计的ML方案;Schmidl和Cox提出的使用训练符号的方案等,这些方案为数字电视地面传输系统中的同步方案提供了有利的参考。
在参考和比较了一些经典算法以后,针对数字电视地面传输国家标准的各种帧结构模式,提出了一种同步方案。并结合算法对各个模块进行了仿真,仿真表明,该算法能检测大范围频率偏移,运算简单,在恶劣信道条件下能保持很好的可靠性。与此同时,也对欧洲标准进行了仿真,以作为比较。
最后,根据数字电视地面传输国家标准的参数,以及其他系统模块的实际仿真结果,在Simulink下搭建了整个传输系统。并在高斯和多径信道条件下对系统的误符号率进行了仿真,给出了衡量通信系统性能的最直接的指标。