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目前地面数字电视广播(DTTB)已经形成了三种国际传输标准:基于VSB技术的ATSC(美国)、基于COFDM技术的DVB-T(欧洲)和ISDB-T(日本)。但上述三个标准各有其优缺点,如何设计一个工作稳定的接收系统仍然是DTTB的技术难点和研究焦点所在。本文以清华大学提出的DMB-T传输方案为背景,在充分研究了近年来国际上DTTB系统所采用的算法的基础上,借鉴数字通信技术方面的经验,提出了适合DMB-T系统的内接收机主要算法,包括定时同步、频率同步、信道估计和消除相位噪声。
首先,提出了基于PN序列定时恢复算法,它包括码捕获和符号定时恢复(STR)两部分。其中码捕获算参考扩频通信中的码捕获原理,使用PN序列滑动相关得到的相关峰,在三个信号帧内完成捕获。与传统循环前缀相关法相比,同步的准确性高而且不受多径影响。定时跟踪STR算法使用扩频DLL原理提高定时估计的准确性,它被证明是在AWGN信道下对定时误差和载波相位联合最大似然(ML)估计的近似解。同时提出的二阶环路可以跟踪采样时钟频差带来的定时偏移。
接着,提出了一种低复杂度、时域频率估计算法。它分三个阶段完成:首先进行粗频率估计(CFE),然后在未完全获得定时信息情况下,进行不相干AFC,最后进行相干AFC,相干AFC使用反馈环路进行频率跟踪。该算法计算简单,在保证足够大捕获范围的同时,获得较高估计精度,相干AFC估计值在高SNR区域接近CRB界。
然后,提出了一种PN作为保护间隔的多载波系统信道补偿方法。它利用PN序列时域相关得到信道冲激响应,通过简单信号加减去除PN序列对数据的影响,接着在频域完成信道均衡。与其他频域OFDM信道估计(主要分为梳状导频和判决反馈两种)方法相比,提出的方法受高斯噪声和时变信道的影响小,而且实现简单,从而解决了传统地面广播信道估计的问题。
最后,提出了基于传输参数信令(TPS)的相位噪声消除方法,它使用连续的TPS子载波作为保护频带。该算法利用DFT/IDFT实现而计算量小,且可根据滤波器得到不同带宽的相位噪声估计。在多径情况下,选择四个TPS组中最好的一组来进行相位噪声估计,所以具有很高的鲁棒性。