DVB-T系统中的OFDM设计及其FPGA实现

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数字电视地面广播是现有数字电视广播方式中的一种,它的传输是通过地面无线进行的,其独特的简单接收和移动能力,能够满足现代信息化社会所要求的“信息到人”的基本要求,并且可以在原普通模拟电视频道内播出完整的高清晰电视节目,使清晰度和声音质量得到大幅度改善,能最终实现真正的高清晰度电视。 数字电视广播发展近十年来,卫星和有限电缆广播的基本传输体制已确定,而地面广播由于传输环境恶劣、频谱资源有限、应用需求分散,其标准在各国仍有极大的争议,目前还没有一套统一的标准,因此在许多方面都有很大的发展潜力。 DVB-T是ETSI(欧洲电信标准委员会)提出的数字地面电视广播系统标准,在业界影响很广。整个DVB-T发射机系统包括能量扩散、RS编码、外交织、卷积编码、内交织、星座映射、IFFT变换等主要部分。 作为DVB-T的特点正交频分复用(OFDM)技术是一种适用于宽带系统的多载波数字调制技术。它以良好的抗多径性能和很高的频谱利用率赢得了越来越多的关注,正在被广泛用于数字移动通信系统中。 本文简要介绍了数字电视的特点,及其国内外数字电视发展的现状,概述了DVB-T发射机系统,及其模块(能量扩散、RS编码、外交织、卷积编码、内交织、星座映射、导频及其TPS插入、OFDM调制)的功能结构。 阐述了OFDM的基本原理及其对应DVB-T的帧格式,重点探讨了DVB-T系统中OFDM的设计与其基于FPGA的实现,通过对各种FFT算法例如:Radix-2、Radix-4、分裂基、WFTA等的分析比较,选择了适合于FPGA实现的Radix-22n+1算法,运用verilog硬件设计语言完成了对IFFT,插入保护间隔,数字成型滤波器的设计与实现,并且对系统资源进行相应的优化,提高了乘法器的利用率,节省了大量的存储单元,同时通过仿真验证分析了实验结果,使得所设计的IFFT系统的误差系数满足系统的要求。
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