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随着通信技术的发展,电视技术已经进入了数字化时代。数字电视的发展扩展了电视广播的功能和用途,为人们的生活提供丰富的数字化产品,同时也为我国“三网融合”提供技术上的支持。
正交幅度调制(QAM)调制技术因其频谱利用率高、抗干扰能力强等优势,目前被广泛的应用于有线数字电视的发送端。然而数字电视通信系统是一个异步通信系统,QAM调制信号通过信道后,接收端接收到的信号由于受到信道干扰特性的影响,信号会产生时延、频率偏移,所以接收机要完成信号的定时恢复、载波恢复以及均衡,才能正确的完成QAM信号的解调。
定时恢复是接收机的核心技术之一,本文研究了符合DVB-C标准的QAM的接收机定时恢复算法。论文完成的主要工作有:
首先,论文对数字有线电视的标准DVB-C和QAM的调制解调原理进行介绍;接着对定时恢复算法的原理进行分析,采用了类似于锁相环结构的环路和基于内插的方法实现接收机的同步;在此基础上指出了定时恢复环路中两个需要主要研究的问题,其一是在内插滤波器作用是进行内插计算,内插的结果会产生镜像信号,其二是环路达到稳定后存在严重的定时误差抖动。
其次,为了使环路具有好的性能,对定时恢复环路在上述两个方面进行了相应的研究,第一方面为了减小内插后镜像信号的影响,对内插滤波器进行优化设计,主要是求解内插滤波器系数的优化解;另一方面为了减少环路的定时误差抖动,分别采用了两种方法,第一种是改进的Gardner定时误差检测算法,第二种是在环路中加入预滤波器。然后对做了一定改变后的定时恢复环路进行了Matlab仿真验证,仿真结果表明了内插滤波器的性能得到了提高,环路的定时抖动减小到了一定的范围,达到了环路的要求。
最后,根据改进后的定时环路,采用VHDL硬件描述语言来实现,同时对定时恢复环路中主要模块的VHDL代码核心部分做了分析,并且通过Modelsim仿真工具对各个模块进行硬件仿真,然后将所有模块连接起来构成整个定时恢复环路进行仿真,验证设计的正确性。