DVB-T接收芯片的设计与开发

论文摘要

本文主要针对现有的DVB-T地面传输标准提出相应的改进方案，设计并实现了一套基于FPGA的DVB-T数字接收端的系统解决方案。本文首先介绍了数字通信的相关原理，然后从算法上对DVB-T系统的移动接收和传输提出改进意见，对于关键算法提出了几种改进方案并用硬件描述语言Verilog HDL实现了部分模块和算法，最后对实现的DVB-T接收机进行功能仿真，测试并综合。在整个项目设计过程中主要进行了如下工作：1、同时用查表法和迭代法设计了BCH（67，53）码，比较了两种算法各自的优势与缺点。然后分别改进了查表法和迭代法。使改进后的查表法的表容量减少了97.2％，改进后的迭代法的硬件结构异常简单，且运算速度大大提高。最后对两种算法分别进行了逻辑综合，并再次比较了两种算法的优劣。2、用迭代法设计了RS（204，188）码译码器，采用的是一种串行无逆的BM迭代方法改进了译码的算法，避免了有限域求逆，大大降低了硬件设计的复杂度。3、设计了数字下变频器，分析并计算出中频的采样频率。介绍了两种离散的三角函数的硬件实现方法，一种是实时计算的Cordic，另一种是查表法，并将查表法应用于数字下变频器中NCO的设计当中。改进了NCO的设计，使NCO中的三角函数表资源节省了75％。4、改进了有限域求逆的算法，与常用的Fermat方法比较，节省87％左右的门资源。5、根据DVB-T的协议完成了比特交织，帧同步等模块的RTL级描述。6、介绍了一种层次化的基于模块重用的系统验证模型，列举了验证语言。以RS模块为例，介绍了单模块仿真的模型及实现步骤。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 DVB系统简介
• 1.1.1 信道编码简介
• 1.1.2 OFDM简介
• 1.2 FPGA发展现状及Top-Down设计流程
• 1.3 该论文所作的工作和论文结构
• 第2章 数字通信的理论基础
• 2.1 数字接收机概述
• 2.2 频谱搬移与采样定理
• 2.2.1 频谱搬移
• 2.2.2 奈奎斯特采样定理
• 2.2.3 带通采样定理
• 2.3 OFDM原理
• 2.3.1 OFDM概述
• 2.3.2 FFT（快速傅里叶变换）在OFDM中的应用
• 2.3.3 同步技术
• 2.4 信道编解码理论概述
• 2.4.1 有限域理论
• 2.4.2 线性分组码
• 2.4.3 循环码
• 2.4.4 BCH码与RS码
• 2.5 小结
• 第3章 DVB-T中的关键算法
• 3.1 信道编码算法
• 3.2 信道译码算法
• 3 2.1 查表法
• 3.2.2 迭代法
• 3.3 三角函数的实时计算——Cordic算法
• 3.3.1 cosθ，sinθ的算法
• -1θ的算法'>3.3.2 Tan^-1θ的算法
• 3.4 带符号浮点数的运算
• 3.5 小结
• 第4章 DVB-T解调部分的电路实现
• 4.1 概述
• 4.2 数字下变频器
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 采样频率的确定
• 4.2.3 NCO的实现
• 4.2.4 低通滤波器的实现
• 4.3 TPS译码器的设计
• 4.3.1 查表法
• 4.3.2 迭代法
• 4.3.3 两种方法的比较
• 4.4 小结
• 第5章 DVB-T的检测模块的设计
• 5.1 概述
• 5.2 RS译码器
• 5.2.1 基本运算器件设计
• 5.2.2 RS译码模块的设计
• 5.3 比特解交织器
• 5.4 解扰模块
• 5.5 帧同步
• 5.6 小结
• 第6章 模块仿真测试
• 6.1 系统级仿真
• 6.1.1 信号层
• 6.1.2 命令层
• 6.1.3 功能层
• 6.1.4 产生器层
• 6.1.5 测试层
• 6.2 单模块测试
• 6.3 电路的综合与实现
• 第7章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果