車載移動(dòng)電視接收的系統(tǒng)方案
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最初規(guī)劃的模擬電視發(fā)射機(jī)是面向固定的家庭用戶，在屋頂上安裝定向天線就可以收到清晰的圖像。然而，用于移動(dòng)電視接收的天線通常安放得都更低。不僅天線高度不一，而且由于接收的信號(hào)隨著汽車的運(yùn)行路線不斷地變化，在這種情況下也無法使用定向天線。另外，由于信號(hào)經(jīng)建筑物或其它車輛的散射和折射，接收的信號(hào)會(huì)相互疊加。這樣會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的損失（Rayleigh幅度分布）。
德國（柏林）第一代DVB T網(wǎng)絡(luò)是為便攜接收而不是移動(dòng)接收而設(shè)計(jì)的。因此，要獲得令人滿意的車內(nèi)電視接收效果需要具有多天線的“分集”系統(tǒng)。例如，使用“掃描分集”技術(shù)，系統(tǒng)自行控制在不同天線之間切換，選擇具有最高接收電平的天線。對(duì)于模擬電視，因?yàn)橐曨l和聲音的載波相差5MHz，且受到不同源的干擾，所以可以分別對(duì)視頻和聲音進(jìn)行這種切換。
Hirschmann的接收機(jī)為疊加接收信號(hào)的模擬電視設(shè)計(jì)了一個(gè)改良的專用過程。首先掃描信號(hào)，然后對(duì)時(shí)間同步，之后測算每個(gè)獨(dú)立信號(hào)的質(zhì)量。采用這種測試方法確定“權(quán)重因子”。這些權(quán)重因子乘以每個(gè)接收信號(hào)。這種處理過程得到的信號(hào)比單一的最佳接收信號(hào)具有更好的信噪比。
DVB T接收機(jī)天線采用MRC（最大比值合并）分集。采用這種方式，將最佳的載波信號(hào)組合形成輸出信號(hào)，即使車輛的運(yùn)行速度超過100Km/h（60mph）也能確保汽車電視獲得良好的接收質(zhì)量。
頻率分集的作用獨(dú)立于天線分集：在接收過程中，Hirschmann混合電視接收機(jī)無需對(duì)用戶部分作任何操作，就掃描發(fā)射機(jī)情況。如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)信道承載同樣的內(nèi)容，但接收質(zhì)量更好，設(shè)備會(huì)自動(dòng)切換到這個(gè)新的信道。這樣用戶就可以在旅行過程中連續(xù)不斷地觀看節(jié)目，而不必當(dāng)汽車經(jīng)過某個(gè)發(fā)射臺(tái)覆蓋范圍時(shí)手動(dòng)調(diào)諧。
接收機(jī)體系
電路框圖是采用三路接收的Hirschmann混合電視接收機(jī)示例。雖然系統(tǒng)可以增減可能的接收通道數(shù)量，一般推薦兩至四個(gè)通道。接收通道數(shù)量越多會(huì)改善接收質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)增減系統(tǒng)硬件和軟件復(fù)雜性。
調(diào)諧器使用的輸入信號(hào)是從集成天線接收到的RF信號(hào)――碟形天線通常通過受控放大器接到單獨(dú)的調(diào)諧器上。調(diào)諧器是混合調(diào)諧器，可接收任何標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)和DVB T信號(hào)。對(duì)于模擬接收，調(diào)諧器中會(huì)集成相應(yīng)的解調(diào)器。在模擬接收過程中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器掃描模擬視頻和音頻信號(hào)，將其送往混合接收機(jī)的FPGA器件。
在DVB-T接收過程中，編碼正交頻分復(fù)用器（COFDM）解調(diào)器將送出MPEG數(shù)據(jù)流。獨(dú)立的COFDM解調(diào)器連接在一起，實(shí)現(xiàn)所需的MRC分集，優(yōu)化MPEG數(shù)據(jù)流。MPEG解碼器從MPEG數(shù)據(jù)流中提取出視頻、音頻和數(shù)據(jù)信號(hào)。然后這些信號(hào)也送往FPGA。MPEG解碼器連接著外部SDRAM存儲(chǔ)器。
用FPGA進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理
所有的數(shù)字信號(hào)處理，包括模擬視頻和聲音的天線分集、基帶聲音處理、電文譯碼和其它數(shù)據(jù)內(nèi)容如視頻節(jié)目系統(tǒng)（VPS）、管理和存儲(chǔ)SDRAM存儲(chǔ)器中的這些信息以及通過串口和控制主機(jī)通信等，都可以在Altera Cyclone EP1C12 FPGA中完成。Cyclone FPGA不僅提供了邏輯和算術(shù)功能，其中的RAM也可以用于諸如FIFO等功能。
Hirschmann分集接收機(jī)的設(shè)計(jì)者充分利用Altera的開發(fā)工具，創(chuàng)建支持系統(tǒng)功能所需的復(fù)雜單元。例如，Altera的FIR編譯器能自動(dòng)生成有限沖激響應(yīng)濾波器（FIR），SOPC Builder工具能生成控制器系統(tǒng)。該控制器包括Nios嵌入處理器，以及RAM、串口和SDRAM控制器。FPGA的配置數(shù)據(jù)存放在EPCS4串行Flash存儲(chǔ)器中，當(dāng)接收機(jī)打開時(shí)加載到FPGA中。
FPGA處理的圖形數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器，在電視屏上顯示模擬信號(hào)。從FPGA送出的音頻數(shù)字信號(hào)送給MOST接收機(jī)，然后送給MOST總線。當(dāng)用戶通過MMI輸入控制指令，這些指令也會(huì)通過MOST總線發(fā)送給收發(fā)信機(jī)。主機(jī)控制器和接收機(jī)的可配置部分之間進(jìn)行通信，管理整個(gè)系統(tǒng)的控制功能。
低成本的FPGA
Hirschmann電視接收機(jī)中使用的低成本Cyclone EP1C12器件有12,000多個(gè)邏輯單元和234Kbit的嵌入存儲(chǔ)器。該系列中的所有五個(gè)器件都有汽車溫度范圍（-40°C至+125°C）的產(chǎn)品。這些器件中的嵌入存儲(chǔ)器由多個(gè)4,608bit的存儲(chǔ)塊組成，可以快速地訪問本地的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器資源。每個(gè)存儲(chǔ)塊支持多種配置，包括真雙口和單口RAM、ROM和FIFO。由于Cyclone FPGA提供了專用接口，能夠很容易地配置為同DDR-SDRAM或FCRAM通信。該接口具有高達(dá)266Mbps的快速可靠的數(shù)據(jù)傳送性能。
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評(píng)論