DTMB系统中3780点FFT IP核优化设计与实现
发布时间：2020-10-24 10:36
近年来,随着科技不断发展,数字电视地面广播一直是无线通信邻域关注的热点之一。2006年,我国发布《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(DTMB)标准。DTMB系统采用TDS-OFDM(正交频分复用)技术。在该系统中,3780点FFT(快速傅里叶变换)算法是重要组成部分。本文对DTMB系统进行分析,设计3780点FFT处理器,并采用CORDIC(坐标旋转数字计算方法)算法实现FFT中的复数乘法器。本文工作包括以下几个方面:1.对CORDIC算法进行研究,从减少迭代次数入手,将双步免缩放因子CORDIC算法中部分迭代方式进行合并,最后结合多种CORDIC算法给出用于计算正弦和余弦值的一种实现架构,并使用Verilog语言进行代码编写,使用MATLAB进行数据分析,验证其正确性,并将CORDIC算法与复数乘法对比,将给出的实现架构使用到FFT算法中,用于实现两个复数相乘。2.对3780点FFT算法进行研究,将3780点分解为27点和140点两个部分,将大点数非基-2 FFT算法转换成小点数FFT算法进行计算。27点部分使用基-3算法进行运算。140点部分使用素数因子算法进行计算,在计算时使用RADER算法和Winograd算法结合,并将CORDIC算法加入到该部分中,使用中国余数定理结合MATLAB确定各级数据调整方式。用MATLAB验证结果正确性。3.根据MATLAB确定的实现方式,制定硬件实现架构,并使用Verilog语言进行代码编写,使用MATLAB进行数据分析,确定设计架构可行性,计算结果满足DTMB要求。将设计后的代码在Quartus Ⅱ中进行综合,在EP2C70F89C6 FPGA 芯片上综合结果为:Total combinational functions 使用量为 18513;Dedicated logic registers 使用量为 12405;Total memory bits 使用量为 543592。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN949.197
【部分图文】：
调制（ＤＴＭＢ）标准［３１］。次年开始实施。在２０１１年１２月６日该标准正式成为ＩＴＵ??第四个数字电视国际标准［３２］。ＤＴＭＢ标准综合各个方面使用到ＴＤＳ－ＯＦＤＭ技术??［３３］，具有鲜明的技术特点：传输效率或频谱效率高、抗多路径干扰能力强、信??道估计性能良好、适用于移动接收。??２．２?ＯＦＤＭ系统介绍??ＯＦＤＭ系统是一种多载波传输解决方案，不仅是一种调制技术也是一种复??用技术［３４］，该系统能很好对抗频率选择性衰落和窄带千扰。设计思想是将高速??信号流进行转换，转化成多路并行的低速信号流进行处理，然后在频率上等间隔??的多路低速信号进行相互正交的载波调制，并将多路调制后的信号相加得到单一??时域信号，这样就相当于多路信号在并行传输，最后经过后级处理，在发射端合??成信号，发送出去［３５］。??
?ＤＴＭＢ系统概述??ＯＦＤＭ基本系统见图２．１，发射端将高速串行码流进行变换，分割为Ｎ路并??行的低速信号，并对分割后的Ｎ路并行低速信号分别进行Ｎ个子载波调制。复??数或实数数据都可以作为基带码流信号，但是对于不同的子载波信号需要采用不??同的调制方式。在信号的接收端，根据信号正交性能够将每个子载波信号正确的??恢复出来，各个载波信号之间的数据并不会相互影响。??早在６０年代ＯＦＤＭ概念己经被提出来，在当时需要对每一个子载波信号配??有一套完整的调制解调器，当子载波信号较多时，使得整个系统实现复杂度大大??提高，难以实现，导致ＯＦＤＭ系统在当时并没有得到很好的运用。到１９７１年??ＤＦＴ被Ｗｅｉｎｓｔｅｉｎ等使用到ＯＦＤＭ系统中
山东科技大学硕士学位论文?ＤＴＭＢ系统概述??通过时钟恢复解决该问题，达到最佳采样点。均衡模块对进入信道的信号进行补??偿和载波跟踪处理，恢复后的信号需要进行ＦＦＴ运算，通过均衡和ＦＦＴ运算对??参考信息进行提取和识别，使接收端判断出信号的发送模式，如果判断的结果是??单载波，便会直接对均衡和相位跟踪后的数据进行处理；如果判断的结果是多载??波，就需要对ＦＦＴ处理后的数据进行处理。在多载波模式，经过ＦＦＴ处理后的??数据接下来要进行的处理有：解帧处理、帧体数据处理、解复用处理、解映射解??交织处理、前向纠错解码处理和解扰处理，经过一系列处理后，最终输出ＭＰＥＧ－２??ＴＳ码流。??
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本文编号：2854349
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN949.197
【部分图文】：
调制（ＤＴＭＢ）标准［３１］。次年开始实施。在２０１１年１２月６日该标准正式成为ＩＴＵ??第四个数字电视国际标准［３２］。ＤＴＭＢ标准综合各个方面使用到ＴＤＳ－ＯＦＤＭ技术??［３３］，具有鲜明的技术特点：传输效率或频谱效率高、抗多路径干扰能力强、信??道估计性能良好、适用于移动接收。??２．２?ＯＦＤＭ系统介绍??ＯＦＤＭ系统是一种多载波传输解决方案，不仅是一种调制技术也是一种复??用技术［３４］，该系统能很好对抗频率选择性衰落和窄带千扰。设计思想是将高速??信号流进行转换，转化成多路并行的低速信号流进行处理，然后在频率上等间隔??的多路低速信号进行相互正交的载波调制，并将多路调制后的信号相加得到单一??时域信号，这样就相当于多路信号在并行传输，最后经过后级处理，在发射端合??成信号，发送出去［３５］。??
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1 张存生;DTMB系统中3780点FFT IP核优化设计与实现[D];山东科技大学;2018年
本文编号：2854349
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