用于手機電視終端的QAM解調器設計

　　l 引言

　　在實(shí)際通信信道上傳輸數字信號時(shí)，由于信道傳輸特性不理想及加性噪聲的影響，接收端所收到的數字信號不可避免地會(huì )發(fā)生錯誤。為了在一定的信噪比范圍內獲得較好的誤碼率指標，首先要合理設計基帶信號，選擇調制解調方式，采用時(shí)域、頻域均衡等技術(shù)使誤碼率盡可能降低。在通信系統中常用的調制方法一般為 QPSK和M階QAM調制(M=4，8，16，32，64，256…)。對QPSK調制來(lái)說(shuō)，調制點(diǎn)的幅度是相同的，只是相位不同，解調時(shí)可不考慮信噪比和衰落幅度的影響。對QAM調制來(lái)說(shuō)，調制點(diǎn)的幅度和相位可各不相同，這時(shí)要求準確了解信噪比和衰落情況，因此要與信道估計結合起來(lái)考慮。在DVB-S， DVB-T，DVB-H，802.16等OFDM系統中，為了傳送更多的信息比特，常采用較高的調制方法，如16QAM， 2QAM，64QAM等在基帶處理中，用于解凋的方法主要分為硬判決和軟判決，由于軟判決的性能優(yōu)于硬判決，一般是把解調得到的軟信息輸入到譯碼器進(jìn)行譯碼。

　　廣科院、北京泰美世紀科技和中興通訊等單位提出的sTiMi手機電視標準受到廣泛關(guān)注，此標準在手機電視物理層、傳輸層、復用層等方面提出了許多核心專(zhuān)利，完全擁有自主知識產(chǎn)權，此標準已成為廣電系統的行業(yè)標準，sTiMi手機電視標準…支持16QAM。同時(shí)，DVB-H在國外的于機電視標準中發(fā)展較為成熟，應用廣泛。中興通訊公司設汁的基帶芯片將采用雙模設計引，同時(shí)支持DVB-H標準和sTiMi標準。手機電視終端基帶芯片要求支持16QAM，64QAM等調制方式，設計硬件實(shí)現簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良的解調裝置可降低基帶芯片的總成本。本文重點(diǎn)討論QAM解調器的設計。

　　2 三星公司方案介紹

　　三星公司提出的QAM解調器方案體現在其一項名為"Demodulation apparatus and method in a communieation system employing 16-ary QAM"的專(zhuān)利中。此專(zhuān)利提出了簡(jiǎn)化的雙最小量度方法，使得16QAM解調器可用雙最小量度過(guò)程簡(jiǎn)化信道譯碼輸入軟信息的獲得，而無(wú)須通過(guò)映射表或其他復雜過(guò)程來(lái)得到接收信號的最小距離值，硬件實(shí)現比較簡(jiǎn)單。

　　該專(zhuān)利提出的16QAM解調器框圖如圖1所示。

　　該方案用于CDMA系統是可行的，因CDMA系統無(wú)須支持64QAM解調，且對16QAM解調的硬件復雜度是可接受的。在進(jìn)行軟判決時(shí)要對輸出比特計算對數似然比(LLR)，并用得到的LLR作為信道譯碼輸入軟信息值。該專(zhuān)利沒(méi)有給出64QAM的解調實(shí)現，且其解調方法雖是格雷映射，但QAM的映射次序和手機電視系統中的QAM映射次序不同，因此應用于手機電視終端時(shí)解調算法要進(jìn)行相應調整。本文給出適用于手機電視終端的16QAM解調、64QAM解調方案。

　　3 QAM解調算法

　　4 硬件實(shí)現方案

　　本文設計的QAM解調器如圖2所示，主要包括：

　　1)解調控制器模塊：主要功能是控制其他模塊的工作及數據流向，主要是根據調制類(lèi)型(16QAM或64QAM)作一個(gè)判斷，將輸入數據透傳給相應解調模塊。


     

　　3)64QAM解調模塊。使

　　4)16QAM參數存儲單元。建議采用2個(gè)只讀存儲器(ROM)進(jìn)行并行處理該模塊存儲了解調參數α與β的數值。存儲單元大小為4個(gè)條目深，2 bit位寬。

　　5)64QAM參數存儲單元：同樣建議采用ROM。該模塊存儲了

　　由圖2中的解調控制器模塊接收到調制數據fec2demod_dATA，對調制類(lèi)型fec2demod_type進(jìn)行分析判斷后，把凋制數據 demod_data分別送到16QAM解調模塊或64QAM解凋模塊：進(jìn)行16QAM解調時(shí)，16QAM解調模塊把地址addrx送給16QAM參數存儲單元，并瀆取解調參數qx進(jìn)行處理，16QAM解調模塊將解調后的數據demod_dout0送給解調控制器模塊;進(jìn)行64QAM解凋時(shí)與此類(lèi)似，但解調參數為q，解調后的數據為demod_dout1。解凋完成后解倜控制器模塊將解調數據demod2fec_data及調制類(lèi)型 demod2fec_type送給下一級譯碼模塊。

　　5 測試與小結

　　通過(guò)算法仿真，本文采用的算法能夠滿(mǎn)足手機電視終端的性能要求通過(guò)FPGA硬件實(shí)現，本文的硬件實(shí)現方案僅需要2塊ROM(只讀存儲器)和極少量邏輯電路，一塊ROM大小為2×4 bit，另一塊ROM大小為18×16 bil，占用的芯片面積較小而二星的方案僅給出16QAM解調實(shí)現方案，采用類(lèi)似 方案實(shí)現64QAM解調，則需要大量的復用器，占用的芯片面積較大，通過(guò)以上分析可見(jiàn)，本文設計的解調器能夠實(shí)現16QAM和64QAM解調，能夠應用十手機電視終端基帶芯片，且硬件實(shí)現簡(jiǎn)單，節省了基帶芯片總體成本。