數(shù)字電視解調(diào)芯片技術(shù)研究

時(shí)間:2022-07-31 08:40:37

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摘要:隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái),數(shù)字電視的普及已經(jīng)達(dá)到了一定規(guī)模,在全球發(fā)展模式下,數(shù)字電視徹底完成了技術(shù)革命,數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的技術(shù),使數(shù)字電視搭載其上,成為當(dāng)前最具技術(shù)魅力的傳播媒體。數(shù)字電視解調(diào)芯片的關(guān)鍵技術(shù),包含高速移動(dòng)通信、單頻網(wǎng)絡(luò)等,采用解調(diào)算法和優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu),對(duì)地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞:數(shù)字電視;解調(diào)芯片;關(guān)鍵技術(shù)

在高速移動(dòng)的信道環(huán)境中,數(shù)字電視解調(diào)器的性能,受載波間的相互干擾而自適應(yīng)地形成了ICI消除法,采用低復(fù)雜度的多普勒估計(jì)算方法可以控制ICI消除電路的啟動(dòng),因此,可以采用迭代消除ICI方案對(duì)性能進(jìn)行優(yōu)化。

1數(shù)字電視解調(diào)技術(shù)概述

1.1數(shù)字電視解調(diào)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字電視采用了視頻和音頻的壓縮解碼技術(shù),可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的、清晰度高的數(shù)字電視傳送,在有限的帶寬中,傳輸?shù)臄?shù)字電視套數(shù)較多。目前,采用產(chǎn)業(yè)布局的方式,數(shù)字電視擁有了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì),在數(shù)字電視解調(diào)系統(tǒng)中,數(shù)字信號(hào)的同步成為解調(diào)器的關(guān)鍵技術(shù)。1.2同步性能的問(wèn)題及對(duì)策。同步性能決定了數(shù)字電視解調(diào)器的性能,這些在收信天線位置產(chǎn)生的信號(hào),由于多徑衰落的影響,容易導(dǎo)致幀同步難以捕獲的情況。因此,地面?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)字電視解調(diào)系統(tǒng),可以采用同步算法設(shè)計(jì),充分考慮接收設(shè)備的穩(wěn)定和可靠性,實(shí)現(xiàn)幀同步移動(dòng)技術(shù),接收或進(jìn)行數(shù)字電視地面固定接收,對(duì)抗多徑的衰落信道產(chǎn)生多普勒的效應(yīng)[1]。1.3造成信號(hào)不同步的因素。信號(hào)同步問(wèn)題以物理幀進(jìn)行結(jié)構(gòu)系統(tǒng)定位,其產(chǎn)生原因除可能來(lái)自于天線的直接波之外,也可能來(lái)自接收解調(diào)系統(tǒng)。接收解調(diào)系統(tǒng)具有數(shù)字通信系統(tǒng)的基本框架,能消除多徑衰落信道對(duì)接收數(shù)據(jù)的影響,地面?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)字電視解調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)受到阻礙物的反射,致使實(shí)際達(dá)到天線的信號(hào)不穩(wěn)定,導(dǎo)致產(chǎn)生地表傳播效果不佳,不能成功接收解調(diào)信號(hào)等問(wèn)題。除此之外,信號(hào)還會(huì)受到來(lái)自各種物體的散射波和反射波及在信道傳輸?shù)倪^(guò)程中信道噪聲和多徑衰落的影響,出現(xiàn)多徑衰落的現(xiàn)象,導(dǎo)致信號(hào)多徑接收失敗。

2數(shù)字電視接收解調(diào)器的體系結(jié)構(gòu)

2.1整治信道解碼幀同步偏差。在信源輸入及信道的編碼、數(shù)字的解調(diào)方面,用到的設(shè)備包括信道解碼器和數(shù)字解調(diào)器,對(duì)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行信道解碼,數(shù)字電視解調(diào)器的調(diào)制方式、編碼方式,都要經(jīng)過(guò)信道環(huán)境的檢測(cè),如果環(huán)境惡劣,不能產(chǎn)生理想的信道輸出的信號(hào)。因此必須對(duì)信道解碼幀同步偏差的干擾因素加以控制,糾正頻率偏差和采樣偏差,處理好同頻干擾和多徑衰落問(wèn)題,做好多普勒頻率的變化的檢測(cè)工作[2],才能最后得到較好的解調(diào)結(jié)果。2.2正確進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)解調(diào)。作為數(shù)字通信系統(tǒng)的一個(gè)基本框架機(jī)構(gòu),數(shù)字電視系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,采用接收的傳播方式,要注意信道失真的影響,通過(guò)補(bǔ)償,正確地進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)的解調(diào),避免單載波的調(diào)制系統(tǒng)受到錯(cuò)誤序列的影響,保證發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)送正常。

3數(shù)字電視接收解調(diào)器體系結(jié)構(gòu)

3.1糾正信道環(huán)境偏差。影響接收解調(diào)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素,包括數(shù)字調(diào)制和信源輸出部分,數(shù)字電視的解調(diào)器主要任務(wù)是完成對(duì)數(shù)字信號(hào)的解調(diào),使完成后的信號(hào)能夠接近理想的信道輸出信號(hào),信源必須是可靠完整的數(shù)據(jù),然后讓其接受數(shù)字電視解調(diào)器的調(diào)制。在編碼方式上,數(shù)字調(diào)制信號(hào)的信道環(huán)境會(huì)造成信號(hào)惡化,包括同頻干擾、多徑衰落、多普勒頻率變化等,這些干擾將會(huì)使數(shù)字電視解調(diào)產(chǎn)生變化。通過(guò)解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置,能夠降低未指參數(shù)的影響,可以根據(jù)信道環(huán)境造成的惡化情況,進(jìn)行偏差糾正。3.2使用調(diào)諧器進(jìn)行載波解調(diào)。在接收機(jī)中采用發(fā)送機(jī)同頻的方式進(jìn)行載波解調(diào),由于接收機(jī)和發(fā)送機(jī)在相位上不同步,因此,信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸信道,會(huì)產(chǎn)生傳播延遲,或者在進(jìn)行接收機(jī)的模擬前端高頻頭的震蕩中,受到傳輸信號(hào)的多普勒的影響,精度會(huì)產(chǎn)生偏差[3]。載波的偏差在解調(diào)時(shí),需要在模擬前端使用調(diào)諧器3.3疊加不同相位的信號(hào)。信號(hào)中不同的頻率分量使頻率具有選擇性,當(dāng)頻率進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)于信號(hào)接收機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)和傳播物體的運(yùn)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生影響,這種下逆向就被稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。例如無(wú)線信道中,采用大尺度衰落的方式,對(duì)長(zhǎng)距離接受信號(hào)進(jìn)行描述,接收信號(hào)的快速變化,會(huì)使不同相位的信號(hào)在接收端形成疊加,反映出信號(hào)傳播距離的增加。地面移動(dòng)數(shù)字電視的無(wú)線信道的參與特征就是多徑,接收的信號(hào)頻率低于發(fā)射頻率,在接收機(jī)的信號(hào)不是單一路徑,而是從許多路徑合成的相位信號(hào)。

4數(shù)字電視解調(diào)器中的信道估計(jì)和均衡技術(shù)

4.1恢復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)。在數(shù)字電視系統(tǒng)中,采用估計(jì)和均衡技術(shù),在信道估計(jì)和均衡的任務(wù)上,能將每個(gè)子載波上的信號(hào)進(jìn)行均衡技術(shù)的補(bǔ)償,規(guī)避信號(hào)的估計(jì)精度的影響,得到了高速移動(dòng)通信的多普勒效應(yīng),獲得信道估值[4]。技術(shù)實(shí)施中注意進(jìn)行信道的信號(hào)失真糾正時(shí),對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)要加以恢復(fù),根據(jù)子載波信道上的調(diào)制數(shù)據(jù),將信道的頻域進(jìn)行特性的評(píng)級(jí),最終使傳輸具有穩(wěn)定性。4.2計(jì)算信道頻域沖擊變化。為了避免傳輸?shù)男诺姥a(bǔ)償畸變,應(yīng)對(duì)每個(gè)OFDM符號(hào)進(jìn)行信道頻域的沖擊響應(yīng)的變化的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。還可以采用ICI消除技術(shù)在數(shù)字電視接受設(shè)備的快速移動(dòng)的前提下,避免出現(xiàn)子載波間的嚴(yán)重干擾降低系統(tǒng)性能的情況,消除信道的變化引起的ICI。4.3估計(jì)不同信噪比的多普勒頻率誤差。接收OFDM符號(hào)的頻域信號(hào),在信道沖擊的影響下,不能進(jìn)行發(fā)射臺(tái)的靜止處理。必須遵照數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,降低信道的頻譜的利用率。假設(shè)在OFDM符號(hào)內(nèi)進(jìn)行信道的相應(yīng)的沖擊,采用數(shù)據(jù)接收的方式,從頻域接收數(shù)據(jù)中,減少信道變化的ICI分量,根據(jù)不同的信噪比的多普勒的頻率的估計(jì),提出估計(jì)誤差,通過(guò)函數(shù)模型的計(jì)算,最終解決多普勒頻率估計(jì)偏差的問(wèn)題。

5結(jié)語(yǔ)

在靜態(tài)多徑信道中,通過(guò)運(yùn)用解調(diào)器的多載波模式、使用聯(lián)合噪聲抑制的判決反饋的信道估計(jì)技術(shù),提高了對(duì)噪聲的抑制能力,強(qiáng)化了解調(diào)器中的8G85芯片的性能,說(shuō)明數(shù)字電視解調(diào)芯片關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用是可行的。

參考文獻(xiàn):

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作者:韋程天 單位:廣西廣播電視技術(shù)中心南寧分中心