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下一代广播电视网(NGB)是广电针对国家三网融合战略的一项重要实施举措。作为NGB总体构架中的重要组成部分,广播与双向融合的下一代广播电视无线网(NGB-W)可以进一步提升广电无线网络全业务支撑的能力。目前,NGB-W广播信道技术方案正在标准化阶段,基于原型样机的技术验证是其中的重要环节之一。NGB-W广播接收机研制是整个原型样机验证的重要部分,而针对NGB-W广播无线信道环境,选择和设计合适的接收端算法以验证技术方案的有效性是NGB-W广播接收机研制的关键。同时,为了更好地评估所采用的算法在原型样机中的实际性能,需要在浮点仿真评估的基础上,采用有效的定点化方法,评估接收机的定点性能。本文主要对NGB-W广播接收机中的接收算法展开研究论证,并对实现算法在CCSS仿真平台上完成了浮点和定点仿真。在介绍了NGB-W系统中的关键技术和无线信道传播特性相关知识的基础上,全文主要的工作内容如下所述: 1、NGB-W广播接收机信道估计实现算法设计 在NGB-W广播接收机中提出了一种能够工作于不同信道环境下的实用信道估计算法。已有的文献在进行维纳滤波信道估计时通常只考虑时变信道的某项参数,存在一定的局限性。在参考了已广泛研究的多普勒频偏估计算法、噪声方差估计算法和信道时延估计算法的基础上,论文提出了基于NGB-W广播帧结构和P1符号的多个信道参数实时估计的实现方法。此外,通过仿真分析,给出了估计的信道参数与离线产生的用于信道估计的时频域插值系数之间的区间对应关系。在基于二次一维维纳滤波的信道估计算法中,由于通过信道参数估计值实时地选取对应区间内离线产生的插值系数,而不需要实时地计算插值系数,从而降低了信道估计算法的复杂度。通过CCSS平台仿真表明,采用所提的参数估计方法能区分出不同的信道环境,使广播接收机能够在时变的信道环境下正常工作,并达到系统的性能要求。 2、NGB-W广播接收机性能评估 在固定接收和移动接收场景下,对NGB-W广播信道浮点链路的性能进行了仿真分析。仿真用例涵盖了SISO和MIMO接收下各种典型信道和典型工作模式,并对广播接收机的性能、工作范围等进行了分析。在SISO链路中选用了Rayleigh信道和0dBecho信道,其中0dB echo信道是单频网信道模型。在MIMO链路中选用了MGM信道和Helsinki信道,这两个信道均为国际上数字电视传输技术标准化组织推荐采用的经过实地测量后获得的广播信道模型,可以反映NGB-W系统在典型的广播信道场景下的性能指标。 3、NGB-W广播接收算法定点化处理及性能评估 基于浮点仿真链路完成对接收机算法的设计和仿真评估后,为了进一步评估接收算法在实际系统中的实现效果,为后续原型样机开发提供性能参考,还需对NGB-W广播接收算法进行定点仿真评估。首先,论文介绍了NGB-W广播接收算法的定点化实现过程;然后,针对采用高阶调制工作模式时解映射软信息的动态范围超出给定的译码器位宽的问题,本文提出了一种对定点化软信息进行预处理的方法。该方法在达到处理条件时会根据译码器位宽对定点化后的软信息进行自适应映射,并且能够较好得与广播接收机中采用的译码算法匹配,可有效改善接收机一般方法定点化后译码性能恶化的现象。