数字电视地面广播传输系统发端fpga 设计与实现

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1、数字电视地面广播传输系统发端FPGA设计与实现【关键词】数字电视广播传输系统FPGA在技术的推动下，当前电视逐渐充财社电视向数字化和高清晰度方向麦基。与传统模拟电视相比，数字电视的信号处理、传输及传播都发生巨大变革，数字电视的图像和声音质量都会远远超过传统模拟电视。经过研发人员的坚持不懈，我国的数字电视地面广播（DTTB）也取得巨大进展，政府于2006年颁布了数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制标准。数字电视地面广播传输系统发端从TS码流到信号转换，数据码流经过了一系列处理后形成基本数据块，再经帧

2、体数据处理后形成信号帧，信号帧经基带后处理、变频处理生成射频信号，最后放大信号后发射。1FPGA设计实现方案本研究设计的数字地面电视广播传输系统中，发端FPGA是实现系统各个模块功能的基础，如FPGA芯片负责数字基带、专用器件负责完成数字变频和D/A转换。该设计方式优点在于系统结构简单灵活，方便调试系统，发端FPGA设计方案详见图1。发端FPGA外部包含一个时钟控制单元，通过锁相环生成各个模块的工作时钟，总控制单元负责各模块启动和数据传输工作中。2信道编码及星座映射的FPGA设计信道编码及星座映射包含随机化

3、、前向纠错编码以及复用三个内容。2.1随机化是指输入的数据马六和比特码流分经过结构变化及逐位模二加后生成数据扰乱码，本方案通过移位寄存器生成随机序列，序列多项式定义为G（x）=1+x14+x15。首先，通过信号帧开始信号生成移位寄存器的初始化信号，使寄存器开处于初始化状态，时钟同步循环，并生成为伪随机序列，根据位与输入数据流模二方式开始计算，达到随机输入数据的效果。2.2前向纠错编码通过外码和内码协同实现，计数器通过对移位寄存器的循环及复位进行控制，以生成合适码长。根据生成矩的特点，内码编码首先文/张富结合

4、国家标准GB-20600-2006相关要求，对数字电视广播传输系统发端结构进行分析，提出发端FPGA设计与实现方案，重点对数字逻辑部分的FPGA设计进行分析，包括信道编码及星座映射、信道调制、信号数据帧的设计与实现。摘要将循环矩阵行信息存储至移位寄存器内，再和输入数据进行同步循环移位。单个时钟内，只能完成一位输入数据与相对应相乘运算。获得运算结构后，依据位异或并方式，将结果存入对应的寄存器内，从而并行处理输入数据与循环矩各列的运算及结果相加。并行使用以上结构可通过控制循环矩行信息重新复位，可到的内码的校验位

5、，再输入信息位复用，即可获得完整的内码码字。2.3星座映射与交织星座映射采用ROM查找方式处理，首先将星座映射后形成的星座符号扩展为码字，按照一定迅速存储至ROM，映射方式控制信号控对输入码流进行控制，并将输入码流分解为宽度合适的码字，映射方式控制信号同时对其进行处理，将输入码流生成ROM地址。系统根据地址读取ROM信息和输出符号位[]。交织的时域符号在多个信号帧基本数据块之间完成，编码方式选用卷积交织变法方式，该方式以星座符号为基础。时域交织工作模式分为两种，但是两种工作模式的结构相同，仅M取值存在差异。

6、当M-2，所需存储器资源更多，使用移位寄存器会增大硬件消耗，因而本研究采用外部SDRANM完成，欧诺个古控制模式生成存储读取地址后，控制器进行读写操作，从而完成时域交织。3信道调制设计信道调制设计包括频域交织、OFDM调制以及两个部分，系统信息为6bits扩频前的系统信息，通过ROM地址查找将其扩展为32bits，复用4bits真帧体模式符号产生36位系统信息复数符号。在单载波模式中，无需任何处理，可直接生成是时域信号帧。而在多载波模式中们需要在频域交织后，通过OFDM调制生成时域信号帧。3.1频域交织频域

7、交织是服用后3780点交织，本系统采用双口RAM存储方式对进行处理，初始阶段，将交织输出符号序号存入ROM，再按照一定顺序将数据存入RAM，并依据存储序列地址作为RAM读取顺序，从而完成频域交织。本系统设计了的两块相同的RAM，输入信号和输出数据均有控制信号交替存储完成，从而实现实时处理输入信号。3.2OFDM调制本方案的OFDM调制模块通过3780点IFFT实现，由于3780并非2的幂次方，因而采用基于存储器的3780点FFT实现，而非传统基2或基4。3780点DFT分别经过60次63点DFT、乘以旋转因

8、子矩阵以及进行63次60点DFT实现。60点和63点DFT的均采用ARGIN:0cm0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormalalign=left>因子矩阵获得整个3780点FFT。4信号数据帧实现信号帧包括帧头及帧体，我国相关标准提出了3种帧头模式，不同帧头模式的长度不同，但是每种帧头模式的生成方式具有相似之处。帧头产生结构为伪随机二进制序列，再利用移位寄