系统算法信道高清晰度数字电视传输系统设计与实现方案

高清晰度数字电视传输系统设计与实现方案

时间:2011年11月21日
在有限带宽内传输高清晰度 传统的电子设计流程通常从硬件描述语言VHDL或Verilog开始直接进行与硬件相关的优化而真正高层算法的优化十分有限。这种设计思想在系统规模较小,相应 家庭家里厦门养只“家飞猫” 提前进入3G智能家庭生活Microsemi FPGA开发平台推动智能电网和电动汽车发展数码相机系列可编程西格玛最新 SD1 单反数码相机采用赛灵思 Spartan-6 FPGA陶瓷潮州基体潮州光纤连接器陶瓷插芯销量世界第一路灯大陆福建两岸首度合资设LED照明厂 挑战全球龙头地位接收器频段卡尔富士通半导体推出业内首款商用多模收发器芯片TD-SCDMA功放增益锐迪科推出支持TD-SCDMA标准的RF和功放芯片LED需求提升 4吋蓝宝石基板将达业界逾5成比重韩国行业韩元李明博:韩国将大力推动太阳能光伏行业发展
在有限带宽内传输高清晰度

传统的电子设计流程通常从硬件描述语言VHDL或Verilog开始直接进行与硬件相关的优化而真正高层算法的优化十分有限。这种设计思想在系统规模较小,相应算法也较成熟时比较适用,而现在电子设计的规模越来越大,复杂度越来越高,很大的工作量都会集中在前期的高层算法开发上,以前的流程将不再满足需要。

系统级设计方法是指设计时首先利用专门的系统级设计工具如SPW来进行算法开发,与传统设计方法不同的是系统级设计工具可以使用户从繁琐的硬件实现中解脱出来,集中精力于相应的算法开发,通过仿真来验证系统算法的可行性并得到性能指标。算法确定之后,设计者再通过硬件设计系统(HardwareDesignSystem)和软硬件协同仿真接口Co-Sim把系统级设计的结果转换为硬件描述语言VHDL或Verilog,再用FPGAASIC实现。

1 理想系统仿真

数字电视传输系统涉及调制、编码、发送和接收、解码、解调诸多子系统,但信道的建模对系统性能具有重要意义。DMB-T中采用的核心技术是OFDM正交频分复用,在信道估计和同步算法上比欧洲的DVB-T有很大改进。在设计方法学上,可先考虑建立信道噪声和干扰不存在的理想传输信道,着重调制、解调、编码与解码系统的设计,先建立一个理想的系统模型。

对调制方式、纠错外码、时域和频域的交织编码、纠错内码的描述如图2所示。

在调制和编码过程中提供了若干种可选的模式,如外码选用高数据率的RS208200或高保护率的RS208188等。这主要是为了对不同的数据提供不同的优先级和保护级别,达到分层传输的目的。

理想系统仿真主要是为了验证系统信号传输流程的正确性。本设计是一个数字电视的设计,所以最直观的方法就是对传输系统输入一个MPEG2的码流,在系统输出端观察接收到的码流并用MPEG2播放器播放,这样可以看到理想系统中整个数据通道的设计是完全正确的。用SPW可以方便地调整参数及替换相关的模块,以便系统的总体性能最佳。相应的接收过程是解码、解交织、解调制的过程,选用何种模式及选用什么参数只需在设计中简单地修改即可,不断调整参数和模块可实现系统总体性能的最优化。

可以看出,DMB-T具有很强的前向纠错能力。从理论上来说,采用OFDM调制在接收机中的FFT可以平滑掉短持续时间的各种脉冲,所以应该对时间域的脉冲干扰更为健壮;而高保护率的RS208188码和 104 2 、 52 4 模式的交织编码也使DMB-T具有很强的抗脉冲干扰能力。

DMB-T采用OFDM正交多载波调制,使用大量子载波来进行数据传输,单频干扰会损害少量子载波,而丢失的数据很容易就可以通过纠错编码来纠正。所以DMB-T也具有很强的抗单频干扰能力。

用通用的比较标准来看,在AWGN信道下DMB-T对SDTV的载噪比容限Eb/No为7.8Db而对HDTV的载噪比容限为10.8dB。这里利用了分层传输的思想,有两个不同的结果,但即使是对于HDTV来说DMB-T也具有较为突出的抗噪性能。

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