模型數字音頻廣播信號調制系統的設計

數字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB)是廣播通信系統由模擬向數字化演進的產物。在眾多的數字音頻系統方案中，Eureka 147 DAB系統是起源最早，也是技術發展最為完善的數字音頻系統。本文所設計的DAB基帶信號調制系統依據Eureka 147系統的技術要求。

本文采用基于模型的系統設計方法，首先對DAB基帶信號調制系統的各個模塊進行算法層建模，之后利用Simulink平臺以及Xilinx公司提供的可編程硬件模型庫，將系統的算法層模型轉換為可編程硬件模型，最后利用Xilinx公司的System Generator軟件將經過驗證的Simulink模型自動轉換為FPGA可實現工程。

1　DAB信號調制系統簡介

DAB系統基帶信號處理鏈可以分為三個主要模塊：第一個模塊為信源編碼系統，負責輸入音頻及數據源文件，并按照相關標準對不同的源文件進行信源編碼，然后將編碼后的數據流復用轉換為特定的幀結構;第二個模塊對經過信源編碼的幀數據進行時域交織、信道編碼等處理，然后將處理得到的數據復用轉換為比特流;最后一個模塊為信號調制系統，這部分系統將對輸入的比特流進行正交相移鍵控調制、頻域交織、差分調制、正交頻分復用等一系列處理，并最終輸出完整的DAB基帶信號。圖1給出了DAB信號調制系統框圖。

2　DAB信號調制系統算法建模

為了能夠最終在FPGA芯片中實現DAB基帶架構信號調制系統結，首先對整個系統進行算法層建模，DAB信號調制系統結構框圖如圖2所示。DAB信號調制系統的算法層模型具有以下主要模塊：觸發序列檢測子系統、系統時鐘發生子系統、編碼QPSK映射系統、頻率交織子系統、差分調制子系統、OFDM子系統等。需要說明的是，幾乎每一個子系統(例如頻率交織系統)都有自己的時鐘域，并且系統時鐘發生所提供的輸出遠比一個單一時鐘信號復雜。