數位電視地面廣播之數位降頻器與再取樣器設計與實現

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姓名

張瑞彥(Rui-Yen Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

數位電視地面廣播之數位降頻器與再取樣器設計與實現
(Design and Implementation of Digital Down Converterand Resampling for DVB-T System)

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摘要(中)

摘要
台灣數位電視系統係採用歐規地面數位電視系統(DVB-T)，其正交頻率多工技術(OFDM)，可在無線傳輸環境下有效抵抗多路徑干擾的影響。
本論文研究方向為實現地面數位電視系統內接收機(DVB-T inner receiver)之FPGA硬體實現，將針對2K模式，循環字首長度1/8、頻寬6MHz的DVB-T規格，來進行系統的模擬與設計。模擬方面包括利用CORDIC架構來設計數位降頻器以及利用費洛濾波器架構來設計再取樣器，此兩架構的濾波器參數的選定將對系統性能造成不同程度的影響，於MATLAB模擬分析後選定適當參數來設計硬體，最後將硬體設計下載至FPGA版做實錄訊號驗證。此外利用UART埠建立錄訊號平台，可將硬體訊號傳至電腦做驗證，提供一個方便除錯的環境。

摘要(英)

Abstract
The European standard for terrestrial digital video broadcasting (DVB-T) was adopted in Taiwan,which was the Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) technique that can effectually combat multi-path effect in the wireless communication environment.
The thesis is focused on implementation of DVB-T inner receiver with FPGA hardware.For system simulation and design,we choose 2k mode、cyclic prefix 1/8、bandwidth 6MHz DVB-T standard.The system performance is affected by the parameters including CORDIC stage、 filter order and coefficients.The hardware design is downloaded to the FPGA development board for real-time implementation. Additionally, we built signal recoder platform by UART port,which can return the hardware result to computer for function testing. It also provide us an environment that can ease the degugging process.

關鍵字(中)

★ 費洛濾波器
★ 數位降頻器
★ 數位電視

關鍵字(英)

★ DVB-T
★ resampling
★ Digital Down Donverter

論文目次

中文摘要........................................................................................I
英文摘要........................................................................................II
致謝................................................................................................III
圖目錄............................................................................................VI
表目錄............................................................................................X
第一章緒論...................................................................................1
1.1 簡介..........................................................................................1
1.2 研究目的與流程......................................................................2
1.3 軟硬體系統..............................................................................3
1.4 各章提要..................................................................................3
第二章數位電視地面廣播規格標準...........................................5
2.1 OFDM簡介...............................................................................5
2.1.1 OFDM的調變原理與架構....................................................5
2.1.2 保護區間(Guard Interval)與循環延展(Cyclic Extension)....9
2.2 DVB-T系統介紹......................................................................12
2.2.1 DVB-T簡介...........................................................................13
2.2.2 訊框結構...............................................................................14
2.2.3 參考訊號...............................................................................16
2.2.4 DVB-T實作規格....................................................................17
第三章數位降頻器與再取樣器技術原理與性能分析................19
3.1 數位降頻器...............................................................................19
3.1.1 管線化座標旋轉計算器之原理與設計................................20
3.1.2 帶通取樣理論與低通濾波器之設計....................................22
3.2 再取樣器...................................................................................24
3.2.1 再取樣器基本原理................................................................24
3.2.2 多項式係數估測....................................................................28
3.2.3 交迭影響(Aliasing effect)......................................................29
3.3 MATLAB模擬結果與性能分析...............................................34
第四章數位降頻器與再取樣器硬體實現....................................42
4.1 FPGA硬體平台建立.................................................................42
4.1.1 UART錄訊號驗證平台.........................................................43
4.1.2 類比數位轉換器(ADC)中頻訊號擷取平台........................45
4.2 數位降頻器硬體設計...............................................................46
4.2.1 管線化座標旋轉計算器硬體設計........................................46
4.2.2 低通濾波器硬體設計............................................................48
4.3 再取樣硬體設計 ......................................................................52
4.4 DVB-T即時接收機硬體整合....................................................57
第五章結論及未來方向.................................................................65
Reference.........................................................................................67
附錄A...............................................................................................68

參考文獻

Reference
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(DVB);Framing Structure, Channel
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2000
[6] Simon Haykin ,”Adaptive Filter Theory”,4th Edition, Page(s): 414-419
[7] Simon Haykin ,”Adaptive Filter Theory”,4th Edition, Page(s):39-40
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February 2002)
[9] Asynchronous FIFO v5.1(Xilinx LogiCore, March 28, 2003).
[10]Virtex-II ProTM FF1152 Development Board User’s Guide Version1.1 (Memec
corporation,November 2003)
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Receiver for DVB-T System”,Bro-Fung Huang,Master thesis,NCU,ROC, 2005
[12]”Design of Lowpass Filter for Digital Down Converter in OFDM Receiver
”, I-Yuan Kuo,Master thesis,NCU,ROC, 2005

指導教授

陳逸民(Yih-Min Chen)

審核日期

2006-7-18

推文