数字调幅广播系统同步技术研究

论文摘要

调幅广播使用的中短波信道是频谱受限的时变多径信道，为了充分利用频谱资源并克服信道的时变多径特性带来的信号干扰和衰落，DRM标准采用了OFDM／QAM调制技术，因此接收端必须进行准确的同步才能实现信号的相干解调。本文以DRM标准为基础，从实际应用的角度出发，研究了OFDM系统的同步算法，分析了同步误差对系统性能的影响，并针对DRM特定的帧结构和传播特性提出了相应的同步方案。 论文首先描述了数字调幅广播的基本特征，介绍了其关键技术，证明了调幅广播信道是弱扩展信道，并给出了DRM的信道模型。接着介绍了OFDM的基本原理及基带系统模型，重点分析了在慢时变多经信道下OFDM的传播特性。然后介绍了OFDM系统的几种典型同步算法，比较了它们之间的优缺点，并且分析了符号同步误差和频率同步误差对系统性能的影响：指出了要根据不同的信道特性和信号形式选择合适的同步方法。最后根据DRM信号的特点提出了适合DRM的时频联合同步算法，并且根据无线广播信道的实际特性，选择了DRM标准的三种信道模型，通过蒙特卡罗模拟，仿真了这种同步方法的频率捕获性能、时间捕获性能、频率跟踪性能和在三种信道下的误比特性能；通过对仿真结果的分析比较，得出了相应的结论：当信道是典型中波信道(信道2)或典型短波信道(信道3)时，本文提出的同步方法在鲁棒模式B下可以得到满意的误比特性能：当信道是恶劣短波信道(信道4)时鲁棒模式B已经不再适合，为得到可以接受的收听效果必须改用发射信号的鲁棒模式为C或D。 本文的研究工作为研制适用于DRM接收机的同步模块提供了理论依据和经验积累，对研制我国自主知识产权的DRM接收机及相应数据终端设备具有基础性意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 数字调幅广播系统的发展
• 1.3 数字调幅广播系统的特点
• 1.4 数字调幅广播的市场前景
• 1.5 本论文研究内容
• 第二章 数字调幅广播DRM系统
• 2.1 DRM系统组成
• 2.2 DRM信道模型
• 2.3 DRM的关键技术
• 2.3.1 信源编码
• 2.3.2 信道编码和调制
• 2.3.3 信道估计
• 2.3.4 同步
• 第三章 OFDM原理与系统
• 3.1 基本原理
• 3.2 OFDM信道特性
• 3.3 OFDM系统模型
• 3.4 系统特点
• 3.5 技术难点
• 第四章 OFDM系统的同步方法
• 4.1 时间同步
• 4.1.1 利用循环前缀实现定时捕获
• 4.1.2 利用导频序列实现定时捕获
• 4.2 频率同步
• 4.2.1 频率捕获
• 4.2.2 频率跟踪
• 4.3 同步误差对系统性能的影响
• 4.3.1 符号同步误差引起的干扰
• 4.3.2 频率同步误差引起的干扰
• 4.4 结论
• 第五章 适合DRM的时频联合同步算法
• 5.1 DRM的导频单元
• 5.2 系统组成
• 5.3 适用于DRM的时间频率联合同步方法
• 5.3.1 频率捕获
• 5.3.2 鲁棒模式检测和时间捕获
• 5.3.3 频率跟踪和取样率偏移估计
• 5.3.4 帧同步
• 5.3.5 定时跟踪
• 5.4 系统性能仿真
• 5.4.1 频率捕获性能
• 5.4.2 时间捕获性能
• 5.4.3 频率跟踪性能
• 5.4.4 同步前后星座图对比
• 5.4.5 典型中波信道（信道2）仿真结果
• 5.4.6 典型短波信道（信道3）仿真结果
• 5.4.7 恶劣短波信道（信道4）仿真结果
• 5.5 结论
• 第六章 结束语
• 参考文献：
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表