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数字电视的发展代表了一个国家数字化程度的高低,中国预计2015年完成模拟电视向数字电视的转换,地面数字电视的发展显得尤为重要,国际上主要有3种地面数字电视传输标准,美国的ATSC传输标准、欧洲的DVB-T传输标准以及日本的ISDB-T传输标准。中国于2006年8月颁布了中国地面数字电视传输标准(DTMB),地面数字电视发送端的调制和接收端的解调的实现迎来了新的挑战,国家标准的实施以及数字电视接收机的性能优化直接影响数字电视的发展,因此数字电视接收机内部芯片的算法设计是关键,影响接收机性能的主要三个模块是：解码,均衡和同步。本文的主要工作在于研究和实现DTMB接收端系统的同步部分。本文首先简要介绍和比较了三大标准各自的优缺点,然后详细描述了DTMB系统的关键技术,包括星座映射、帧结构、TDS-OFDM系统等,重点分析了动态多径信道的特征,同步误差的产生原因以及对系统的影响。本文总结了国内外数字电视地面广播传输系统现有的定时恢复和频偏估计算法,提出存在的问题,发现在动态多径信道下算法研究的空间大,对于多径的处理也是一直以来研究的难点。本文研究一种基于PN帧同步,采用延迟锁相环(DLL)和滑动相关技术的定时恢复的方案,并且为了提高在动态多径信道下定时误差估计的准确性,采用选取多径进行合成运算的方法,重点研究了多径信道下寄生峰、包络内假径和工作不稳定的问题以及解决办法,算法优化后仿真分析表明高Doppler的Rayleigh信道条件下,定时误差可以控制在+／-20ppm范围内。在动态多径信道条件下频偏波动较大,难以进一步提高估计精度和扩大估计范围,本文综合考虑算法实现的复杂度,提出一种应用于国标数字电视DTMB系统频偏估计的算法改进。通过总结DTMB标准中相位旋转的初始相位的规律,修改相关计算的延迟长度和参与计算的数据长度,提高估计精度,达到频偏估计的多径合成效果。经仿真结果验证,该算法提高了动态多径信道下载波恢复模块工作的稳定性,延长了系统锁定时间,令具有高Doppler的多径信道的剩余频偏绕中心波动在正负10Hz以内,从而改善了DTMB系统频偏估计的性能。