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研究生： 陳盛川
Sheng-Chuan Chen
論文名稱： 使用雜散式領航訊號之DVB-T系統通道估測演算法與電路實現
Algorithm and Implementation of Channel Estimation Based on Scattered Pilots in the DVB-T System
指導教授： 張大中
Dah-Chung Chang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊電機學院 - 通訊工程學系
Department of Communication Engineering
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 73
中文關鍵詞： 通道估測 、歐規數位電視 、正交分頻多工
外文關鍵詞： channel estimation, DVB-T, OFDM
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    • 正交分頻多工(OFDM)傳輸方式已廣泛的使用於寬頻無線通訊上，例如歐規DVB-T 數位電視廣播系統。OFDM 系統通道估測可藉由傳送已知的訊號，讓接收端可以很快利用已知的符元輔助(Pilot Tones)估測通道，對於DVB-T 數位電視廣播系統而言，通道估測是利用已知的雜散領航訊號(Scattered Pilots)對通道頻率響應取樣，再透過內插方式得到全部通道響應。
    本論文研究DVB-T 系統通道估測方法，包括一維(1D)通道估測方式和二維(2D)通道估測方式，不同的內插方式對於通道估測性能的影響，並研究在殘餘同步誤差的情況之下，不同的通道估測方式對於系統性能的影響。最後本論文設計一個DVB-T 通道估測模組，利用VHDL
    設計其通道估測的模組。

    The OFDM technology is now widely used in broadband wireless communications, such as the DVB-T system. The channel estimation of the OFDM
    system is based on the priori signals and the receiver can fast estimate the channel response by using the known pilot tones. The DVB-T system estimates the channel by scattered pilots and uses the estimated samples to interpolate the total frequency response. This thesis investigates various algorithms for channel estimation. It includes the comparison of 1D and 2D channel estimations, the effect of different
    interpolation methods on channel estimation and the difference of the system performance for different channel estimation methods when the system has residual synchronization errors. At the end of the thesis, a DVB-T channel estimation module is designed and implemented with the use of VHDL.

    章節目錄 第一章研究簡介1 1.1 前言1 1.2 研究背景1 1.3 組織架構2 第二章歐規數位電視DVB-T 介紹3 2.1 亂碼器(Randomizer)3 2.2 外部編碼器(Outer Coder)4 2.3 外部交錯器(Outer Interleaver)5 2.4 內部編碼器(Inner Coder)6 2.5 內部交錯器(Inner Interleaver)7 2.6 調變(Modulation)10 2.7 碼框結構及傳輸訊號11 2.7.1 碼框結構11 2.7.2 傳輸訊號12 2.7.3 參考訊號(Reference Signal)14 2.7.3.1 連續領航訊號(Continual Pilots)15 2.7.3.2 雜散領航訊號(Scattered Pilots)16 2.7.3.3 傳輸參數訊號(Transmission Parameter Signaling)17 第三章DVB-T 系統之通道估測19 3.1 無線通道描述19 3.1.1 頻率非選擇性與頻率選擇性通道19 3.1.2 慢速衰落與快速衰落20 3.1.3 通道數學模型21 3.2 領航訊號的放置形式[8]22 3.3 OFDM 系統通道估測原理24 3.3.1 最小平方(LS)通道估測25 3.3.2 LMMSE 通道估測[8,926 3.3.3 內插方法27 3.3.3.1 線性內插[7]27 3.3.3.2 二階多項式內插[6]28 3.3.3.3 Cubic 內插28 3.4 DVB-T 系統通道估測方法29 3.4.1 一維估計通道的頻率響應29 3.4.1.1 一維通道估計頻率軸線性內插方式29 3.4.1.2 一維通道估計頻率軸二階多項式內插30 3.4.1.3 一維通道估計頻率軸Cubic 內插30 3.4.2 二維估計通道的頻率響應31 3.4.2.1 二維通道估計頻率軸線性內插方式31 3.4.2.2 二維通道估計頻率軸其它內插方式32 3.4.3 利用平滑化(Smoothing)估測通道32 3.5 殘存同步誤差對通道估測的影響33 3.5.1 同步誤差的分類[3,4]33 3.5.2 符元時序誤差的影響34 3.5.3 取樣頻率誤差和載波頻率誤差的影響34 3.6 DVB-T 系統通道估測模擬36 3.6.1 DVB-T 系統通道估測模擬環境說明36 3.6.1.1 DVB-T 基頻模擬架構36 3.6.1.2 DVB-T 模擬使用的通道37 3.6.1.3 載波頻率偏移的模型40 3.6.1.4 取樣頻率偏移的模型40 3.6.1.5 符元時序偏移的模型41 3.6.2 DVB-T 系統通道估測模擬結果41 3.6.2.1 完美同步之下通道估測對系統性能影響41 3.6.2.2 殘存同步誤差之下對通道估測影響46 第四章DVB-T 系統通道估測之電路設計51 4.1 二維通道估測方塊51 4.2 二維通道估測硬體電路架構設計的方法分析51 4.2.1 時間軸方向內插分析52 4.2.2 頻率軸方向內插分析56 4.2.3 時間軸方向和頻率軸方向內插的順序57 4.3 DVB-T 系統通道估測的硬體電路架構設計[10,11,12]60 4.3.1 估測領航訊號位置通道頻率響應模組61 4.3.2 時間軸方向內插模組63 4.3.3 頻率軸方向內插模組66 4.4 Implement 結果與驗證66 4.4.1 Modelsim 模擬結果66 4.4.2 Synplify 合成結果68 4.4.3 結果驗證69 第五章 結論和未來展望71 參考文獻72

    參考文獻
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