基于模型的數(shù)字音頻廣播信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雙緩沖空間算法模型核心思想是提供兩個(gè)并行的緩沖空間。在同一OFDM符號(hào)周期(384個(gè)QPSK符號(hào)周期)，一個(gè)緩沖空間接收QPSK碼流，而另一個(gè)緩沖空間處于讀入鎖定狀態(tài)，并進(jìn)行靜態(tài)頻率交織處理。此時(shí)系統(tǒng)的輸入端連接至前一個(gè)緩沖空間，而系統(tǒng)的輸出則由第二個(gè)緩沖空間提供。在一個(gè)OFDM符號(hào)周期結(jié)束后，兩個(gè)緩沖空間的工作狀態(tài)對(duì)調(diào)，之前接收QPSK碼流的緩沖空間處于讀入鎖定狀態(tài)，進(jìn)行靜態(tài)頻率交織處理并提供系統(tǒng)輸出；而之前進(jìn)行頻率交織的緩沖空間則處于讀入狀態(tài)，并從系統(tǒng)的輸入端接收串行的QPSK碼流。

2．4 差分調(diào)制子系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)頻率交織子系統(tǒng)的處理，經(jīng)過(guò)QPSK涮制的符號(hào)流，其在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)的載波對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生了改變，從而使頻域的信息流得到了一定程度的無(wú)序化，提高了信號(hào)抗衰落的能力。但是，由于調(diào)制方式為QPSK，信息被調(diào)制在載波的絕對(duì)相位上，這就要求接收端的參考基準(zhǔn)相位具有很高的穩(wěn)定性，否則可能會(huì)發(fā)生由于參考基準(zhǔn)相位的不穩(wěn)定而導(dǎo)致碼信息的誤譯情況。為了進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，DAB基帶信號(hào)處理過(guò)程中引入了差分調(diào)制，將QPSK符號(hào)流轉(zhuǎn)換為DQPSK符號(hào)流，從而將信息調(diào)制在載波的相對(duì)相位信息上，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

在差分調(diào)制系統(tǒng)算法模型中，需要一個(gè)本地存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)頻率參考符號(hào)，每一幀信號(hào)的差分調(diào)制處理流程如下。存幀頭空符號(hào)輸入的時(shí)候，系統(tǒng)不做任何處理，直接輸出空信號(hào)。在頻率參考符號(hào)周期內(nèi)，系統(tǒng)的輸入端依舊是空信號(hào)，但是本地存儲(chǔ)區(qū)將會(huì)在系統(tǒng)的輸出端提供頻率參考符號(hào)，同時(shí)將頻率參考符號(hào)引入反饋緩沖區(qū)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)FIC符號(hào)輸入的時(shí)候，反饋緩沖區(qū)的頻率參考符號(hào)會(huì)與之同步，對(duì)應(yīng)的QPSK符號(hào)做模8相加，相應(yīng)的子載波進(jìn)行了差分調(diào)制，同時(shí)輸出端經(jīng)過(guò)模8相加的編碼DQPSK符號(hào)被引入反饋緩沖區(qū)。當(dāng)?shù)诙€(gè)FIC符號(hào)輸入的時(shí)候，以反饋緩沖區(qū)中經(jīng)過(guò)差分調(diào)制的前一個(gè)OFDM符號(hào)為基準(zhǔn)進(jìn)行模8相加，當(dāng)一幀信號(hào)的所有OFDM符號(hào)都經(jīng)過(guò)處理后，反饋緩沖區(qū)將被清零，為相位參考符號(hào)的冉次裝載做準(zhǔn)備。圖4描述了差分調(diào)制系統(tǒng)的算法模型。

經(jīng)過(guò)差分調(diào)制得到的DQPSK符號(hào)流將通過(guò)零值插入子系統(tǒng)、OFDM子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)成形子系統(tǒng)的處理。零值插入子系統(tǒng)的算法模型與雙緩沖區(qū)算法模型類(lèi)似，OFDM子系統(tǒng)的核心算法為快速傅里葉逆變換，數(shù)據(jù)成形子系統(tǒng)將會(huì)淵整經(jīng)過(guò)處理得到的OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)格式并向輸出端提供最終的DAB基帶信號(hào)數(shù)據(jù)流。

3 DAB信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)的Simulink模型

利用Xilinx公司提供的可編譯硬件模型庫(kù)，在Simulink平臺(tái)中建立硬件層DAB系統(tǒng)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)算法層模型的功能。本節(jié)僅簡(jiǎn)要介紹部分子系統(tǒng)的頂層Simulink模型。圖5為頻率交織子系統(tǒng)Simulink頂層模型。

整個(gè)頻率交織子系統(tǒng)Simulink模型可以劃分為兩個(gè)主體：一個(gè)是時(shí)鐘控制部分，一個(gè)是緩沖空間部分。在Simulink平臺(tái)中，使用地址可控移位寄存器(AddressableShift Register，ASR)作為緩沖空間，ASR具有三個(gè)輸入端口，一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，兩個(gè)控制端，可以通過(guò)兩個(gè)控制端來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)緩沖區(qū)的控制。具體的說(shuō)，當(dāng)使能信號(hào)有效時(shí)，ASR將輸入端數(shù)據(jù)讀入，同時(shí)根據(jù)地址端口的控制信號(hào)輸出指定地址區(qū)的內(nèi)容；當(dāng)使能信號(hào)無(wú)效時(shí)，ASR將不會(huì)讀入任何數(shù)據(jù)，但會(huì)在輸出端輸出指定地址區(qū)的內(nèi)容。使用兩個(gè)深度為384的ASR來(lái)構(gòu)成頻率交織系統(tǒng)的雙緩沖區(qū)，根據(jù)圖3所示，要想獲得要求的交織輸出，需要在雙緩沖區(qū)的兩個(gè)輸出端之問(wèn)恰當(dāng)?shù)那袚Q。因此，使用復(fù)用模塊(Mux)來(lái)整合兩個(gè)緩沖區(qū)的輸出，從而得到頻率交織子系統(tǒng)的輸出。