基于模型的數字音頻廣播信號調制系統設計

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符號周期(384個(gè)QPSK符號周期)，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)系統的輸入端連接至前一個(gè)緩沖空間，而系統的輸出則由第二個(gè)緩沖空間提供。在一個(gè)OFDM符號周期結束后，兩個(gè)緩沖空間的工作狀態(tài)對調，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)，并從系統的輸入端接收串行的QPSK碼流。

2．4 差分調制子系統

經(jīng)過(guò)頻率交織子系統的處理，經(jīng)過(guò)QPSK涮制的符號流，其在一個(gè)OFDM符號周期內的載波對應關(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，提高了信號抗衰落的能力。但是，由于調制方式為QPSK，信息被調制在載波的絕對相位上，這就要求接收端的參考基準相位具有很高的穩定性，否則可能會(huì )發(fā)生由于參考基準相位的不穩定而導致碼信息的誤譯情況。為了進(jìn)一步增強系統的可靠性，DAB基帶信號處理過(guò)程中引入了差分調制，將QPSK符號流轉換為DQPSK符號流，從而將信息調制在載波的相對相位信息上，提高了系統的穩定性。

在差分調制系統算法模型中，需要一個(gè)本地存儲區存儲頻率參考符號，每一幀信號的差分調制處理流程如下。存幀頭空符號輸入的時(shí)候，系統不做任何處理，直接輸出空信號。在頻率參考符號周期內，系統的輸入端依舊是空信號，但是本地存儲區將會(huì )在系統的輸出端提供頻率參考符號，同時(shí)將頻率參考符號引入反饋緩沖區。當第一個(gè)FIC符號輸入的時(shí)候，反饋緩沖區的頻率參考符號會(huì )與之同步，對應的QPSK符號做模8相加，相應的子載波進(jìn)行了差分調制，同時(shí)輸出端經(jīng)過(guò)模8相加的編碼DQPSK符號被引入反饋緩沖區。當第二個(gè)FIC符號輸入的時(shí)候，以反饋緩沖區中經(jīng)過(guò)差分調制的前一個(gè)OFDM符號為基準進(jìn)行模8相加，當一幀信號的所有OFDM符號都經(jīng)過(guò)處理后，反饋緩沖區將被清零，為相位參考符號的冉次裝載做準備。圖4描述了差分調制系統的算法模型。

經(jīng)過(guò)差分調制得到的DQPSK符號流將通過(guò)零值插入子系統、OFDM子系統和數據成形子系統的處理。零值插入子系統的算法模型與雙緩沖區算法模型類(lèi)似，OFDM子系統的核心算法為快速傅里葉逆變換，數據成形子系統將會(huì )淵整經(jīng)過(guò)處理得到的OFDM符號的數據格式并向輸出端提供最終的DAB基帶信號數據流。

3 DAB信號調制系統的Simulink模型

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

整個(gè)頻率交織子系統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)數據輸入端，兩個(gè)控制端，可以通過(guò)兩個(gè)控制端來(lái)實(shí)現對緩沖區的控制。具體的說(shuō)，當使能信號有效時(shí)，ASR將輸入端數據讀入，同時(shí)根據地址端口的控制信號輸出指定地址區的內容；當使能信號無(wú)效時(shí)，ASR將不會(huì )讀入任何數據，但會(huì )在輸出端輸出指定地址區的內容。使用兩個(gè)深度為384的ASR來(lái)構成頻率交織系統的雙緩沖區，根據圖3所示，要想獲得要求的交織輸出，需要在雙緩沖區的兩個(gè)輸出端之問(wèn)恰當的切換。因此，使用復用模塊(Mux)來(lái)整合兩個(gè)緩沖區的輸出，從而得到頻率交織子系統的輸出。