數字電視傳輸系統的建模與仿真

摘要：系統級設計軟件為復雜電子系統提供了一種全新的設計實(shí)現方法。本文用Cadence公司的SPW軟件工具對數字電視傳輸系統進(jìn)行系統級設計與仿真，介紹了系統級設計與仿真的完整流程。

1.引言
在數字電視的概念提出以前，高清晰度電視的開(kāi)發(fā)是以模擬電視技術(shù)為基礎的。數字電視的開(kāi)發(fā)工作始于1980年代末期，當時(shí)集成電路技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展使得將高清晰圖象和高保真音響以數字技術(shù)壓縮進(jìn)單一模擬電視頻道成為可能。
在有限帶寬內傳輸高清晰度電視對視頻、音頻壓縮編碼和信道編碼都提出了更高的要求，而且在地面傳輸的情況下無(wú)線(xiàn)環(huán)境的各種衰落和干擾也不可避免，同時(shí)考慮到移動(dòng)環(huán)境下的接收需求，在新一代的地面數字電視傳輸系統中必需引入無(wú)線(xiàn)通信的最新技術(shù)。數字電視廣播和現代數字通信技術(shù)的結合，使得傳統的電視傳媒得以在通信網(wǎng)絡(luò )的基礎上新生。
我們在數字電視傳輸系統設計中采用了Cadence公司的系統級設計與仿真軟件SPW(Signal Processing Worksystem)。在大型系統設計中只有實(shí)現算法和系統級的優(yōu)化，才能對系統性能有極大的提升，因為它比底層優(yōu)化具有更大的優(yōu)化空間。

2.理想系統仿真
數字電視傳輸系統涉及調制、編碼、發(fā)送和接收、解碼、解調諸多子系統，但信道的建模對系統性能具有重要意義。在設計方法學(xué)上，可先考慮建立信道噪聲和干擾不存在的理想傳輸信道，即著(zhù)重調制、解調、編碼與解碼系統的設計。若以信號幀為基本信息單元，信號幀的同步頭采用沃爾斯(Walsh)編碼的偽隨機序列，數據體采用多載波調制(OFDM)信號且由保護間隔(Guard Interval)和離散傅里葉變換（DFT）模塊構成。


用SPW可以方便地調整參數及替換相關(guān)的模塊，以便系統的總體性能最佳。對調制方式、糾錯外碼、時(shí)域和頻域的交織編碼、糾錯內碼的描述如信號流程圖如圖1所示。相應的接收過(guò)程是解碼、解交織、解調制的過(guò)程，選用何種模式及選用什么參數只需在設計中簡(jiǎn)單地修改即可，不斷調整參數和模塊可實(shí)現系統總體性能的最優(yōu)化。