DAB发射端基带编码方法的研究及编码器的实现

摘要

随着人们进入数字时代，对广播的声音质量和业务多样性方面的要求逐步提高，因此数字声音广播逐渐进入人们的视野。数字音频广播(DAB-Digital Audio Broadcasting)是继调幅、调频之后的新一代广播。它具有发射功率小、覆盖面积大、频谱利用率高和可移动接收等优点，同时它还是一种多媒体广播，可传递诸如声音、图像、文字、数据及活动影像等业务。
　　 本课题从系统设计的角度出发，主要围绕DAB发射端基带编码方法进行研究，并从实际应用的角度出发，提出了两种DAB基带编码器的设计和实现方案，并将其进行系统实现和验证，最终成功实现了编码器的设计。编码器目前已投入使用，作为实验室DAB/DMB项目的关键测试设备，工作状态稳定可靠。
　　 本文首先从DAB节目的ETI数据流馈送方式出发介绍了DAB发射系统的网络结构。随后介绍了DAB信号采用的传输方法-COFDM传输方法，本课题设计实现的DAB基带编码器，即是在现有条件下实现信号的COFDM传输。第三章重点介绍了DAB基带编码方法，作为DAB基带编码器的理论基础，详细讲述了各个编码处理模块的原理和方法。在理论研究的基础上，第四章重点介绍了两种基带编码器设计方案，基于软硬件实现的设计方案和纯硬件实现的设计方案，详细介绍了两种设计方案的结构以及方案中各个模块的具体设计。随后，第五章提出了两种设计方案的实现和系统验证，证明了编码器设计的正确性，各项参数均已满足设计要求。最后，总结了目前已经完成的具体工作，并在此基础上提出了对今后工作的展望。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 数字音频广播的发展

1.1.2 课题背景

1.2 本课题研究的内容和主要工作

1.3 论文章节安排

第二章 DAB网络结构和COFDM传输方法

2.1 DAB网络结构

2.2 COFDM传输方法

2.2.1 移动无线信道的特性

2.2.2 COFDM传输方法简介

第三章 DAB发射端基带编码方法

3.1 DAB发射端基带编码流程

3.2 解ETI帧

3.3 能量扩散

3.4 卷积编码

3.4.1 可删除型卷积编码

3.4.2 卷积编码的纠错能力

3.5 时间交织

3.6 主业务复合

3.6.1 公共交织帧

3.6.2 容量分配和复合管理

3.7 快速信息信道

3.8 同步信道

3.8.1 零符号

3.8.2 相位基准符号

3.9 传输帧复合

3.10 符号划分及比特对的组成

3.11 频率交织

3.12 DQPSK调制

3.12.1 QPSK

3.12.2 DQPSK

3.13 OFDM调制

3.13.1 副载波频率的选择

3.13.2 OFDM符号的数学表示

3.13.3 OFDM系统的实现

3.13.4 保护间隔

3.14 DIQ基带信号输出接口

第四章 DAB发射端基带编码器的设计

4.1 设计目标

4.2 DAB基带编码器的软硬件设计

4.2.1 PC端的软件设计

4.2.2 USB接口模块

4.2.3 FPGA端基于NiosⅡ的设计

4.2.4 PCB的设计

4.3 DAB基带编码器的硬件设计

4.3.1 系统时序控制

4.3.2 时钟管理模块

4.3.3 采样模块及解ETI帧模块

4.3.4 能量扩散模块

4.3.5 卷积编码及时间交织模块

4.3.6 频率交织及DQPSK调制模块

4.3.7 IFFT运算模块

4.3.8 DAC接口模块

第五章 DAB基带编码器的实现及验证

5.1 DAB基带编码器的实现

5.1.1 FPGA芯片的选择

5.1.2 方案一的实现

5.1.3 方案二的实现

5.2 DAB基带编码器验证系统

5.2.1 DAB发射机

5.2.2 DAB/DMB接收机

5.2.3 方案一的验证

5.2.4 方案二的验证

第六章 总结及下一步工作展望

6.1 结论

6.2 未来的工作

致谢

参考文献

附录