CMMB传输系统中符号同步和载波同步技术研究

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随着广播电视的数字化及移动技术的相互融合,移动多媒体广播作为新兴的多媒体业务将成为未来广播电视研究的一个重要方向。目前,国内外已经出现了许多移动多媒体广播标准,而以手机电视为代表的中国移动多媒体广播(CMMB)标准就是一个值得关注的标准,也是我国众多多媒体标准中发展最快的标准。CMMB系统中的一个关键技术是OFDM技术,OFDM技术能够有效对抗由多径干扰引起的频率选择性衰落,并且能够充分利用其频谱资源,以实现高速传输各种音频和视频信息。但该技术对同步的要求非常高,很小的符号定时偏移和载波频率偏差都会导致系统接收端性能的急剧下降。本文针对CMMB传输系统的符号同步和载波同步问题进行了较为深入的研究。   首先简单概述了移动多媒体通信技术的发展和研究现状,在简要介绍OFDM技术的基础上,通过研究CMMB相关标准,详细介绍了CMMB系统的体系架构,物理层结构及其它相关技术。   然后对无线广播信道传播特性进行了分析,针对CMMB系统主要是在中国复杂的地形条件下传输应用,选择了更接近中国无线电波传输环境的信道模型作为仿真对象,并结合数字信号处理知识,推导分析了符号定时偏差和载波频偏误差对CMMB系统传输性能的影响,其中通过仿真进一步说明了同步误差对系统性能的联合影响。   最后给出了适合CMMB系统同步的整体解决方案,并在分析OFDM系统传统同步算法的基础上,结合CMMB传输系统特点,找到了适合该系统的符号同步和载波同步的改进算法。文中的符号同步算法包括粗符号同步算法和细符号同步算法,载波同步算法包括捕获阶段的粗小数倍载波频偏估计和整数倍载波频偏估计,以及跟踪阶段的细小数倍载波频偏估计。全文算法均在AWGN信道和多径信道模型下,采用Matlab对其进行性能的仿真和比较。仿真结果表明,符号同步改进算法能有效克服传统算法中相关峰不明显的缺陷,并在信道环境较差情况下也能实现CMMB系统中OFDM符号起始位置的正确定位;载波同步改进算法能够快速实现载波同步,并具有较强的抗干扰能力,算法的实现较简单,满足CMMB系统对抵抗载波频偏的要求。
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