Разработка методов и устройств эффективного формирования сигналов в цифровых системах наземного телевизионного вещания
Диссертация
Уже существующий уровень развития микропроцессорной техники и методов цифровой обработки сигналов реально обеспечивает техническую возможность создания эффективного радиоприёмного устройства на основе теории нелинейной фильтрации. Основными достоинствами методов марковской теории оптимальной нелинейной фильтрации применительно к синтезу радиоприёмного устройства системы ЦТВВ DVB-T являются… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ЭЛЕМЕНТЫ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И МОДУЛЯЦИИ В СИСТЕМЕ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ЕВРОПЕЙСКОГО СТАНДАРТА ETSI EN 300 744 (DVB-T)
- 1. 1. Базовая система цифрового эфирного наземного телевизионного вещания DVB-T, основные положения и сопряжение
- 1. 2. Канальное кодирование и модуляция в DVB-T
- 1. 3. Структура кадра объединения ортогональных несущих
- 1. 4. Пилот-сигналы в DVB-T
- 1. 5. Передача сигналов параметров передачи
- 1. 6. Число пакетов Рида-Соломона на суперкадр объединения ортогональных несущих в DVB-T
- 1. 7. Спектральные характеристики и спектральная маска ф радиосигнала системы цифрового телевидения DVB-T
- 1. 8. Моделирование базовой системы цифрового эфирного наземного телевещания DVB-T, работающей по 8 МГц каналам
- 1. 9. Рекомендации по реализации излучаемого радиосигнала
- 1. 10. Краткое представление и сравнение основных технических особенностей стандартов DVB-T и ATSC
- 1. 11. Выводы
- Глава 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ СМЕЩЕНИЯ СПЕКТРА ООКН-РАДИОСИГНАЛА ПО ЧАСТОТЕ ПРИ ОТСУТСТВИИ ИНФОРМАЦИИ О ВРЕМЕННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
- 2. 1. Восстановление параметров телевизионного радиосигнала ООКН без учёта информации о временной синхронизации при помощи системы фазовой автоподстройки частоты
- 2. 1. 1. Применение функции правдоподобия для поиска значения частоты синхронизации
- 2. 1. 2. Блок оценки частоты синхронизации для системы фазовой автоподстройки частоты. 2.1.3. Выделение, измерение и отслеживание частоты синхронизации
- 2. 1. 4. Варианты детекторов частотных ошибок и сравнительный анализ с модифицированными границами Крамера-Рао
- 2. 2. Восстановление параметров телевизионного радиосигнала ООКН без учёта информации о временной синхронизации при помощи системы фазовой коррекции частоты
- 2. 2. 1. Применение метода «задержки и умножения» для восстановления параметров телевизионного радиосигнала
- 2. 2. 2. Цифровое исполнение алгоритма работы системы фазовой коррекции
- 2. 2. 3. Пояснение эффекта помехи соседнего канала
- 2. 3. Выводы
- 2. 1. Восстановление параметров телевизионного радиосигнала ООКН без учёта информации о временной синхронизации при помощи системы фазовой автоподстройки частоты
- Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И УСТРОЙСТВА АДАПТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ РАДИОСИГНАЛА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВЕЩАНИЯ DVB-T НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ НЕЛИНЕЙНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
- 3. 1. Коррекция многолучевых каналов распространения телевизионного радиосигнала при использовании метода объединения ортогональных несущих
- 3. 1. 1. Принципы адаптивной фильтрации и градиентного алгоритма
- 3. 1. 2. Алгоритм работы адаптивного фильтра в частотной области и способ вычисления «быстрого обновления»
- 3. 2. Коррекция многолучевых стационарных и мобильных каналов цифрового телевещания DVB-T с применением теории нелинейной фильтрации
- 3. 3. Выводы
- 3. 1. Коррекция многолучевых каналов распространения телевизионного радиосигнала при использовании метода объединения ортогональных несущих
- Глава 4. ВОПРОСЫ РАСЧЁТА, ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
- 4. 1. Функциональное описание схемы демодулятора ООН системы цифрового эфирного наземного телевещания DVB-T
- 4. 2. Схема и алгоритм программного управления демодулятором ООН системы телевещания DVB-T
- 4. 3. Сопряжение и интерфейсы системы телевещания DVB-T
- 4. 4. Устройства канальной оценки для системы с ООН, подходящей для мобильной связи
- 4. 5. Упрощённая экспериментальная математическая модель приёмопередатчика системы цифрового телевидения DVB-T, реализующая алгоритмы построения телевизионной системы стандарта ETSI EN
- 4. 6. Выводы
Список литературы
- Тихонов В. И., Кульман Н. К. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный приём сигналов. — М., «Советское радио», 1975, 704 стр.
- Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1. Теория обнаружения, оценок и линейной модуляции. Нью-Йорк, 1968. Пер. с англ. под ред. проф. В. И. Тихонова. — М., «Советское радио», 1972, 744 с.
- Тихонов В. И., Миронов М. А. Марковские процессы. М., изд-во «Советское радио», 1977.
- Стратонович P. Л. Условные марковские процессы «Теория вероятностей и её применения», 1960, т. 5, № 2.
- Umberto Mengali and Aldo N. D’Andrea «Synchronization Techniques for Digital Receivers». Plenum Pub. Corp., November 1997.
- Kushner H. L. On the differential equation satisfied by conditional probability densities of Markov processes with applications. J. Stem on Control, Series A, Vol. 2, 1964, pp. 106,119.
- Bucy R. S. Nonlinear filtering theory. IEEE. Trans, on Autom. Control. Vol. AC-10, 1965, p. 198.
- Левин Б. P. Теоретические основы статистической радиотехники. М., изд-во «Советское радио», 1969 г.
- Wonham М. Some applications of stochastic differential equations to optimal nonlinear filtering. J. Stem on Control, series A, Vol. 2, 1965, pp. 347 369.
- Fernando D. Nunes and Jose M. N. Leitao, A Nonlinear Filtering Approach to Estimation and Detection in Mobile Communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, no. 9, December 1998, pp. 1649−1659.
- W. A. Gardner, Learning characteristics of stochastic gradient descent algorithms: a general study, analysis and critique, Signal processing, № 6, Amsterdam, North-Holland, 1984, p.p. 113−139.
- R. W. Lucky, Techniques for adaptive equalizations of digital communication systems, BSTI, 45(2), 1966.
- C. S. Burrus, T. W. Parks, DFT/FFT and convolution algorithms, New-York, Wiley-Interscience, 1985.
- R. E. Bogner, A. G. Constantinides, Introduction to digital filtering, London, Wiley, 1975.
- B. A. Bowen, W. R. Brown, VLSI Systems, Design for digital signal processing, Vol.: Signal processing and signal processor, Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1982.
- M. Speth, S. Fechtel, G. Fock, and H. Meyr, Broadband Transmission Using OFDM: System Performance and Receiver Complexity, in International Zurich Seminar on Broadband Communications, (Zurich), IEEE, Feb. 1998.
- Y. Li and L. Cimini and N. Sollenberger, Robust Channel Estimation for OFDM Systems with Rapid Dispersive Fading Channels, IEEE Transactions on Communications, vol. 46, no. 7, pp. 902−915, 1998.
- Брунченко А. В., Бутыльский Ю. Т., Гольденберг JI. М. и др. Цифровые фильтры в электросвязи и радиотехнике. Под ред. JI. М. Гольденберга. М.: «Радио и связь», 1982. — 224 с.
- Trevor J. Terrell, Introduction to Digital Filters, Library of Congress Cata-loging-in-Publication Data, Published in U.S.A. by Halsted Press, a Division of John Wiley & Sons Inc., New York, Second edition, 1988.
- ETSI, «Digital Video Broadcasting (DVB) — Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television». ETS 300 744, (Al) Version 1.4.1, 49 p., Jan. 2001.
- Харкевич А. А. Борьба с помехами. — M.: ГИЗ физ.-мат. лит. 1963. 276 с.
- Ptolemaus С. Opera due exstant omnia. Vol. 1 Sintaxix Mathematica, Editor: J. L. Heizberg, Leipzig, Teubner, 1903.
- Legendre A. M. Nouvelles methodes nouer la determination des orbites des cometes. Paris, 1806.
- GauB C. F. Theorie der Bewegung der Himmel-skorper Welch in Kegelschnitten dies sonne unllanfen (German translation of the Latin original dated 1809). Hannover, Carl Meyer, 1865.
- Fisher R. A. On an absolute criterion for fitting frequency curries. Messenger of Math. Vol. 41, 1912, pp. 155−160.
- Колмогоров А. И. Интерполирование и экстраполирование стационарных последовательностей. «Известия АН СССР. Сер. мат.», 1941, т.5, № 1, стр. 3−14.
- Wiener N. Extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series, № 4. J. Wiley, 1949.
- Kalman R. E. A new approach to linear filtering and prediction problems. Translation ASME, Series D, vol. 82, 1960, pp. 35−45.
- Kalman R. E., Bucy R. S. New results in linear filtering and prediction theory. Trans. ASMF, Series D, vol. 83, 1961, pp. 95−108.
- Schmidt S. F. The Kalman Filter- its recognition and development for aerospace applications. Guidance and Control, vol. 4, № 1, pp. 4−7, 1981.
- Bryson A. E. Ho Y. Applied optimal control Waltham/Mass.- Blais-dell, 1969.
- Krebs V. Linear optimal filter in der. MEB und Regelungstechnik — line Einfuhr Aussprachetag des VDI/VDE: Filterverfahren und Beobachtersysteme in der MaJ3 und Regelungstechnik. Frankfurt/Main, 1975.
- Einstein A. Uber die vonder molecular-kintische Theorie der Warme geforderte. Bewegung von in ruhenden Fussligkeiten Suspenchlerten Teilchen. Annalen der Physik, 1905, pp. 549−560.
- Куликов E. И., Трифонов А. П. Оценка параметров сигналов на фоне помех. — М.: «Сов. радио», 1978.
- Jazwincki А. Н. Stochastic processes and filtering theory. Academic press. New York, 1970.
- Стратонович P. JI. Условные марковские процессы и их применение к теории оптимального управления. — М., МГУ, 1966.
- Стратонович P. JI. Применение теории процессов Маркова для оптимальной фильтрации сигналов. «Радиотехника и электроника», 1960, т. 5,№ 11.
- Стратонович P. JI. Новая форма записи стохастических интегралов и уравнений. «Вестник Московского университета. Серия: математическая механика», 1964, № 1.
- Дуб Дж. Вероятностные процессы. — М., ИЛ, 1956.
- Ito К. Stochastic integral. «Proc. Imp. Aead.», Tokyo, 1944, Vol. 20, pp. 519−524.
- J. М. N. Leitao and F. D. Nunes, «A nonlinear filtering approach to carrier tracking and symbol detection in digital phase modulation,» in Proc. IEEE ICC'94 Conf., New Orleans, LA, May 1994, pp. 386−390.
- F. D. Nunes and J. M. N. Leitao, «State estimation in Rice/Rayleigh channels using a nonlinear filtering technique,» in Proc. IEEE ICC'94 Conf., New Orleans, LA, May 1994, pp. 903−907.
- W. C. Jakes, Ed., Microwave Mobile Communications. Piscataway,. NJ: IEEE Press, 1994.
- П. Хьюбер. Робастность в статистике. пер. с англ. И. А. Маховой и В. И. Хохлова, под. ред. И. Г. Журбенко.
- ISO/IEC 13 818: «Information technology Generic coding of moving pictures and associated audio information — Parts: 1 (Systems), 2 (Video) and 3 (Audio)».
- F. D. Nunes and J. M. N. Leitao «A nonlinear filtering approach to estimation and detection in mobile communications», Selected Areas in Communications, IEEE Journal on Volume: 16, Issue: 9, Dec. 1998, pp. 1649−1659.
- J. M. N. Leitao and F. D. Nunes «Nonlinear channel estimation in fading OFDM systems», Global Telecommunications Conference, 1999. GLOBECOM'99, Volume: 4, 1999, pp. 2157−2161.
- ETSI, «Digital Video Broadcasting (DVB) — Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services». ETS 300 421, (Al) Version 1.1.2, 24 p., Aug. 1997.
- ETSI, «Digital Video Broadcasting (DVB) — Specification for Service Information (SI) in DVB systems». EN 300 468, (Al) Version 1.4.1, 83 p., Nov. 2000.
- Тихонов В. И., Харисов В. Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов. М.: «Радио и связь», 1991.
- JI. Рабинер и Б. Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Изд-во «МИР», 1978.
- F. Classen, М. Speth and Н. Meyr. Channel estimation units for an OFDM system suitable for mobile communications. In Mobile Kommunikation: ITG-Fachbericht, Munchen, September 1995. ITG, VDE-Verlag, Berlin Offenbach.
- Peter Hoeher. TCM on frequency selective land mobile fading channel. In Proc. Tirrenia Int’l Workshop on Digital Communications, September 1991.
- M. Speth, H. Meyr. Complexity constrained channel estimation for OFDM based transmission over fast fading channels. Integrated systems for signalprocessing. Aachen University of Technology (RWTH), Templergraben 55. D-52 056 Aachen, Germany.
- F. Classen and H. Meyr. Two frequency estimation schemes operating independently of timing information. Conf. Rec. GLOBECOM'93, Houston, TX, Nov. 29 Dec. 2, 1993, pp. 1996−2000.
- S. Kay. A fast and accurate single frequency estimator. IEEE Trans. Acoust. Speech, Signal Processing, ASSP-37, 1987−1990, Dec. 1989.
- M. P. Fitz. Planar filtered techniques for burst mode carrier synchronization. Conf. Rec. GLOBECOM'91, Phoenix, Arizona, Dec. 2−5, 1991, paper 12.1.
- M. P. Fitz. Further results in the fast estimation of a single frequency. IEEE Trans. Commun., COM-42, 862−864, March 1994.
- M. Luise and R. Reggiannini. Carrier frequency recovery in all-digital modems for burst-mode transmissions, IEEE Trans. Commun., COM-43, 19 691 978, Feb./March/April 1995.
- A. Papoulis. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, New York: McGraw-Hill, 1991.
- G. M. Gardner. Frequency detectors for digital demodulators via maximum likelihood derivation. ESA Final Report: Part II, ESTEC contract No 8022/88/NL/DG, March 1990.
- A. N. D’Andrea and U. Mengali. Noise performance of two frequency-error detectors derived from maximum likelihood estimation methods. IEEE Trans. Commun., COM-42, 793−802, Feb./March/April 1994.
- G. Karam, F. Daffara and H. Sari. Simplified versions of the maximum-likelihood frequency detector. Conf. Rec. GLOBECOM'92, Orlando, FL, Dec. 6−9, 1992, paper 11.02.
- F. M. Garner. Demodulator reference recovery techniques suited for digital implementation, European Space Agency, Final report, ESTEC contract No 6847/86/NL/DG, August, 1988.
- A. N. D’Andrea and F. Russo. First-order DPLL’s: A survey of a peculiar methodology and some new applications. Alta Frequenza, 495−506, Dec. 1983.
- C. R. Cahn. Improving frequency acquisition of a Costas loop. IEEE Trans. Commun., COM-25, 1453−1459, Dec. 1977.
- F. D. Natali. AFC tracking algorithms. IEEE Trans. Commun., COM-32, 935−947, Aug. 1984.
- F. M. Garner. Properties of frequency difference detectors. IEEE Trans. Commun., COM-33, 131−138, Feb. 1985.
- A. N. D’Andrea and U. Mengali. Performance of a quadricorrelator driven by modulated signals. IEEE Trans. CommunCOM-38, 1952−1957, Nov. 1990.
- А. N. D’Andrea and U. Mengali. Design of quadricorrelators for automatic frequency control systems. IEEE Trans. Commun., COM-41, 988−997, June 1993.
- T. Alberty and V. Hespelt. A new pattern jitter free frequency error detector. IEEE Trans. Commun., COM-37, 159−163, Feb. 1989.
- Витерби Э. Д. Принципы когерентной связи. Нью-Йорк, 1966 г. Пер. с англ., под ред. Левина Б. Р., М., «Советское радио», 1970.
- W. W. Peterson and Е. J. Weldon. Error-Correcting Codes. Second edition. MIT Press: Cambridge, Mass., 1972.
- Зайцев В. В., Кульман Н. К. Оптимальная интерполяция непрерывных марковских случайных сигналов. — «Радиотехника и электроника», 1970, т. 15, № 11, стр. 2385−2390.
- Зайцев В. В., Кульман Н. К. Эффективность оптимальной интерполяции нормального марковского информационного параметра. «Радиотехника и электроника», 1971, т. 16, № 3, стр. 433−436.
- Зайцев В. В., Кульман Н. К. Оптимальная интерполяция многомерных марковских случайных сигналов. — «Радиотехника и электроника», 1971, т. 16, № 1, стр. 58−66.
- Липцер P. ILL, Ширяев А. Н. Нелинейная интерполяция компонент диффузионных марковских процессов (прямые уравнения, эффективные формулы). «Теория вероятностей и её применения», 1968, т. 13, № 4, стр. 602−620.
- Быховский М. А. Принципы построения устройств разнесённого приёма ЧМ сигналов. «Электросвязь», 1976, № 4, стр. 17−24.
- Ярлыков М. С. Применение марковской теории нелинейной фильтрации в радиотехнике. М.: «Советское радио», 1980 г. 360 стр.
- ETSI, «Radio broadcast systems- Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers». Final Draft, PR ETS 300 401. Technical report, European Telecommunications Standards Institute, November 1994.
- Shinsuke Hara, Kiyoshi Fukui, Minoru Okada, and Norihiko Morinaga. Multicarrier modulation techniques for broadband indoor wireless communications. Proceedings ofPIMRC'93, 1:132−136, September 1993.
- R. Kays. Kanalcodierung und Modulation fur die digitale Fernsehubertragung. Proc. 5. Dortmunder Fernsehseminar, pages 118−131, 1993.
- P. G. M. De Bot, S. Baggen, A. Chouly, and A. Brajal. An Example of a Multi-Resolution Digital Terrestrial TV Modem. Proc. ICC'93 Geneva, III: 1785−1789, May 1993.
- H. Sari, G. Karam, and I. Jeanclaude. Transmission Techniques for Digital Terrestrial TV Broadcasting. IEEE Communications Magazine, pages 100 109, February 1995.
- Sarah Kate Wilson, R. Ellen Khayata, and John M. Cioffi. 16 QAM Modulation with Orthogonal Frequency Division Multiplexing in a Rayleigh-Fading Environment. Proceedings ofVTC'94, 3:1660−1664, June 1994.
- Stefan A. Fechtel and Heinrich Meyr. Optimal Feedforward Estimation of Frequency Selective Fading Radio Channels. Proc. of the ICC'92, pages 677−681, 1992.
- Stefan A. Fechtel and Heinrich Meyr. Optimal Parametric Feedforward Estimation of Frequency Selective Fading Channels. IEEE Trans. Commun., pages 1639−1650, April 1994.
- Peter Hoeher. TCM on Frequency Selective Land Mobile Fading Channel. Proc. Tirrenia Int’l Workshop on Digital Communications, September 1991.
- Ferdinand Classen and Heinrich Meyr. Synchronization Algorithms for an OFDM System for Mobile Communications. ITG-Fachbericht 130 Codierung fur Quelle, Kanal und Ubertragung, October 1994.
- P. Sarath Kumar and Sumit Roy. Two-Dimensional Equalization: Theory and Applications to High Density Magnetic Recording. IEEE. Trans, on Communications, 42:386−395, February 1994.
- S. Haykin. Adaptive Filter Theory. Prentice-Hall, 1991.
- John G. Proakis. Digital Communications. McGraw-Hill, 1989.
- Ralf Mehlan. Combined Equalization/Decoding of Trellis Coded Modulation on Frequency-Selective Fading Channels. Proc. Tirrenia Int’l Workshop on Digital Communications, September 1991.
- ГОСТ P 52 210−2004. Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения.
- Michel С. Jeruchim, Philip Balaban, and Sam К. Shanmugan. Simulation of Communication Systems. Second edition, New York, Kluwer Academic/Plenum, 2000.
- William C. Jakes, ed. Microwave Mobile Communications. New York, IEEE Press, 1974.
- William C. Y. Lee. Mobile Communications Design Fundamentals. 2nd Ed. New York, Wiley, 1993.
- John G. Proakis. Digital Communications. 4th Ed., McGraw-Hill, 2001.
- Math Works MATLAB Product Help Version 6.5.0.180913a Release 13. The language of Technical Computing. The Math Works, Inc., 2002.