高速移動環境下DVB-T數位電視廣播之通道估測與等化

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姓名

施寶鎮(Pao-chen Shih) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

高速移動環境下DVB-T數位電視廣播之通道估測與等化
(Channel Estimation and Equalization for DVB-T in High-mobility Environment)

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摘要(中)

DVB-T是採用正交分頻多工（OFDM）的技術來傳送，OFDM系統具有抵抗多重路徑干擾及頻譜使用效率高等優異特性，其中抵抗多重路徑干擾是藉由前置循環字首（Cyclic prefix）及多載波之特性以達到免除碼字間干擾（ISI），而頻譜使用效率高則是運用多載波正交特性達到的。在高速移動環境下，DVB-T訊號經過時變的通道，接收到的訊號會有都普勒擴展(Doppler Spread)的現象，破壞了子載波間的正交性，而引起載波間干擾(ICI)，使得最高容許的接收速度下降。為了克服高速移動所引起的載波間干擾(ICI)，本論文將前人方法加以改良，介紹了一套適合高速移動接收的通道估測與等化的方法。
過去文獻中，有人採用一階線性的方式來近似通道的變化，估測出ICI的值；本論文中比較了三種不同ICI估測的結果，兩種採用一階線性近似的方法，另一個為二階近似。並利用反覆式ICI消除的方法提升接收機的效能。DVB-T在8K模式、16QAM、編碼率為1/2的條件下，利用此套改良的方法可以使系統的最高容許歸一化都普勒頻率(Normalized Doppler Frequency)由原本的0.086提升到0.13。

摘要(英)

DVB-T is an OFDM system, which exhibits outstanding characteristics in terms of simplicity in combating multi-path transmission and efficiency in spectral utilization. The ISI effect results from the multi-path interference could be successfully eliminated by the insertion of cyclic-prefix and the use of multi-carriers. In high-mobility environment, DVB-T signals pass the time-varying channel, and a loss of sub-carrier orthogonality due to Doppler spread of received signals leads to inter-carrier interference (ICI).This ICI effect degrades the maximum allowed velocity of reception. For eliminating this ICI effect due to high-mobility reception, this thesis modifies other’s methods and introduces a method about channel estimation and equalization, which is suitable high-mobility reception.
Some ICI estimation schemes, which using first order linear model to approximate the channel variations, have been developed. This thesis compares three different schemes of ICI estimation, which two is first order model and the other is second order model, and iteratively repeats ICI cancellation to improve the maximum allowed velocity of reception. This modified method improves the normalized Doppler frequency from 8.6% to 13% for DVB-T signals in 8K mode、16QAM、code-rate=1/2.

關鍵字(中)

★ 高速移動
★ 載波間干擾
★ 歐規數位電視地面廣播

關鍵字(英)

★ High-mobility
★ DVB-T
★ ICI

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 章節提要 2
第二章歐規數位電視地面廣播系統簡介 3
2.1 OFDM簡介 3
2.1.1 OFDM調變原理 3
2.1.2 OFDM基頻等效模型 6
2.2 DVB-T系統規格與參數 8
第三章通道估測與等化 13
3.1 通道模型 14
3.1.1 靜態等效基頻通道模型 15
3.1.2 動態通道模型) 22
3.1.3 可加性高斯白雜訊通道 25
3.2 不考慮ICI的通道估測與等化 26
3.2.1 最小平方法通道估測 26
3.2.2 通道響應插值 27
3.2.2.1 時間軸通道響應插值 28
3.2.2.2 頻率軸線性內插 31
3.2.3 零值逼近等化 32
3.3 考慮ICI的通道估測 33
3.3.1 一維通道估測 34
3.3.2 載波間干擾量估測 35
3.3.2.1 線性近似法 38
3.3.2.2 二階近似法 46
3.4考慮ICI的通道等化 / 載波干擾消除 46
3.5 反覆式載波干擾消除 49
第四章電腦模擬與結果分析 50
4.1 模擬的接收機介紹 50
4.1.1軟式輸出解對應器與軟式腓特比解碼器 51
4.2 不考慮ICI之通道估測與等化的模擬結果與分析 58
4.2.1 AWGN通道下，不同通道估測方式效能比較 58
4.2.2 Ricean通道下，不同通道估測方式效能比較 61
4.2.2 Rayleigh通道下，不同通道估測方式效能比較 64
4.3 考慮ICI之通道估測與等化的模擬結果與分析 67
4.3.1 不同載波間干擾估測(ICI Estimation)方式的效能比較 67
4.3.2 不同鄰近載波個數對ICI消除的效能比較 69
4.3.3 反覆式ICI消除次數的效能比較 71
4.3.4 反覆式ICI在不同編碼率下的效能 74
第五章結論與未來發展 77
參考文獻 78

參考文獻

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[3.4] 林仁傑，”數位電視地面廣播系統之通道估測與等化器設計與實現”，中央大學碩士論文。
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指導教授

陳逸民(Yih-min Chen)

審核日期

2007-7-16

推文