模型數(shù)字音頻廣播信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB)是廣播通信系統(tǒng)由模擬向數(shù)字化演進(jìn)的產(chǎn)物。在眾多的數(shù)字音頻系統(tǒng)方案中，Eureka 147 DAB系統(tǒng)是起源最早，也是技術(shù)發(fā)展最為完善的數(shù)字音頻系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的DAB基帶信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)依據(jù)Eureka 147系統(tǒng)的技術(shù)要求。

本文采用基于模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，首先對(duì)DAB基帶信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行算法層建模，之后利用Simulink平臺(tái)以及Xilinx公司提供的可編程硬件模型庫，將系統(tǒng)的算法層模型轉(zhuǎn)換為可編程硬件模型，最后利用Xilinx公司的System Generator軟件將經(jīng)過驗(yàn)證的Simulink模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換為FPGA可實(shí)現(xiàn)工程。

1　DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)簡介

DAB系統(tǒng)基帶信號(hào)處理鏈可以分為三個(gè)主要模塊：第一個(gè)模塊為信源編碼系統(tǒng)，負(fù)責(zé)輸入音頻及數(shù)據(jù)源文件，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同的源文件進(jìn)行信源編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)流復(fù)用轉(zhuǎn)換為特定的幀結(jié)構(gòu);第二個(gè)模塊對(duì)經(jīng)過信源編碼的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域交織、信道編碼等處理，然后將處理得到的數(shù)據(jù)復(fù)用轉(zhuǎn)換為比特流;最后一個(gè)模塊為信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)，這部分系統(tǒng)將對(duì)輸入的比特流進(jìn)行正交相移鍵控調(diào)制、頻域交織、差分調(diào)制、正交頻分復(fù)用等一系列處理，并最終輸出完整的DAB基帶信號(hào)。圖1給出了DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)框圖。

2　DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)算法建模

為了能夠最終在FPGA芯片中實(shí)現(xiàn)DAB基帶架構(gòu)信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)結(jié)，首先對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行算法層建模，DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)的算法層模型具有以下主要模塊：觸發(fā)序列檢測(cè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生子系統(tǒng)、編碼QPSK映射系統(tǒng)、頻率交織子系統(tǒng)、差分調(diào)制子系統(tǒng)、OFDM子系統(tǒng)等。需要說明的是，幾乎每一個(gè)子系統(tǒng)(例如頻率交織系統(tǒng))都有自己的時(shí)鐘域，并且系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生所提供的輸出遠(yuǎn)比一個(gè)單一時(shí)鐘信號(hào)復(fù)雜。