基于DVB-S2高速数传系统传输技术的研究

发布时间：2020-09-27 13:41

　　与第一代数字视频广播标准(DVB-S)相比,第二代数字视频广播标准(DVBS2)拥有更高的传输效率,更灵活的配置方式和更丰富的业务支持类型,自其推出以来备受关注。但随着时代的发展,用户对高清图像视频服务的需求日益增多,追求极致的视听体验将是未来的发展趋势,而这则对DVB-S2系统的传输能力提出了新的要求。众所周知,增大传输带宽是提高系统传输能力最直接的方式。而今,频谱资源日益紧张,DVB-S2系统所能够使用的带宽资源十分有限,超奈奎斯特(FTN)传输理论则为提高系统频谱效率(SE)、节约频谱资源提供了一种新的可行方案。本文主要研究DVB-S2系统的传输技术,重点关注接收机中的信道均衡技术,并基于FPGA进行实现。同时研究了基于FTN传输技术的DVB-S2系统,并通过数值仿真分析验证了系统性能。主要内容概述如下:1、针对DVB-S2传输系统提出了一种基于判决反馈均衡技术的接收机结构,该结构能够在保证可靠性的同时具有较低的实现复杂度。其次,针对实际环境中信道变化较快的情况,提出了一种基于高斯右尾函数的变步长DLMS算法,能够加快均衡器收敛速度并降低计算时延,更有利于工程实现。同时,基于FPGA验证平台,利用Verilog HDL对DVB-S2系统接收机原型中的信道均衡模块进行了硬件实现,通过采用并行流水线的结构使其在实际应用中能够获得较高的吞吐量。2、为了进一步提高DVB-S2系统的频谱利用率,本文研究了基于FTN技术的DVB-S2系统的基本原理和方法。考虑到FTN传输会引入不可控的符号间干扰(ISI),本文针对其接收检测技术展开了深入的研究与分析,并通过仿真分析比较了传统均衡结构与迭代均衡结构在FTN系统中的应用效果。最后,通过仿真验证了FTN技术能够显著提高DVB-S2系统的频谱效率。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN927.2
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 主要研究内容及结构安排
第二章 DVB-S2系统基本原理
    2.1 引言
    2.2 DVB-S2系统结构
    2.3 模式适配模块
    2.4 前向纠错编码模块
    2.5 星座映射模块
    2.6 物理层成帧模块
    2.7 基带脉冲整形与正交调制模块
    2.8 本章小结
第三章 DVB-S2系统中均衡技术的研究
    3.1 引言
    3.2 均衡技术的基本原理
        3.2.1 数字基带传输系统模型
        3.2.2 均衡器的分类
        3.2.3 线性横向均衡器
        3.2.4 判决反馈均衡器
        3.2.5 自适应均衡算法
    3.3 DVB-S2系统的均衡方案研究
        3.3.1 系统模型
        3.3.2 帧结构
        3.3.3 均衡器设计
        3.3.4 延迟最小均方算法
        3.3.5 易于实现的变步长DLMS算法
    3.4 DVB-S2系统性能仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 DVB-S2系统均衡方案的硬件实现
    4.1 引言
    4.2 FPGA实现的模块划分
    4.3 各个模块的详细介绍
        4.3.1 均衡器顶层模块
        4.3.2 预处理模块
        4.3.3 判决反馈顶层模块
        4.3.4 误差计算模块
        4.3.5 步长计算模块
        4.3.6 前馈与反馈均衡器系数计算模块
        4.3.7 硬判决模块
    4.4 FPGA硬件仿真结果及分析
    4.5 本章小结
第五章基于FTN传输技术的DVB-S2系统的研究
    5.1 引言
    5.2 FTN系统基本原理
    5.3 FTN系统接收检测技术
        5.3.1 传统均衡算法
        5.3.2 迭代均衡算法
    5.4 基于FTN传输技术的DVB-S2系统
    5.5 本章小结
第六章总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
作者简介

【参考文献】