实现视频码流的信道编码与扩频过程new

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1、万方数据在FPGA上实现视频码流的信道编码与扩频过程IntheFPGAtoachievevideostreamoftheprocessofchannelcodingandspreadspectrum郝红HA0Hong(青岛港湾职业技术学院，青岛266404)摘要：本文分析了在高性能FPOA上实现视频码流的信道编码与扩频过程。所用FPGA为美国ALTERA公司的EPM7512AEQl208-10，在整个图像编码过程中主要实现了对串行的视频码流的相应处理，主要包括：l、Q分路、差分编码、格雷编码及扩频调制，最终完成了中频发射单元FPGA程序的研制。通过整机的调试及多次检验，证明了系统性能的优越性

2、，达到了国内同类产品的较高水平。关键词：FPGA信道编码；扩频中图分类号：TP211+．5文献标识码：A文章编号：1009-0134(2010)12(上)一0226—03Doi：10．3969／J．1ssn．1009-0134．2010．12(上)．720引言扩频通信技术是当今通信系统中的一个主流，以其诸多优点在各个通信领域里面得到了广泛的应用，本文的图像编码传输过程就是基于移动通信中的扩频通信技术，所用FPGA为美国ALTERA公司的EPM7512AEQl208—10，在整个图像编码过程中主要实现了对串行的视频码流的相应处理，主要包括：I、Q分路、差分编码、格雷编码及扩频调制，最终完成了中

3、频发射单元FPGA程序的研制。图1中频发射单元信号流程图1中频发射单元FPGA程序设计1．1中频发射单元FPGA程序运行流程中频发射单元的运行流程如图1所示。FPGA上电程序加载完毕后，中频发射单元开始运行：首先对输入的40MHz的基准时钟进行10分频，降为4MHz，再将4MHz的时钟分成四路，两路作为码时钟分别送到I路和Q路的PN码发生器，一路送到计数器产生40ms的清狗信号，一路经过7．5分频降为533．3KHz，再次分成两路，一路作为同步Fs信号计数器的时钟，一路2分频后，作为I路和Q路的串行码采样时钟。PN码是由本地产生的，采用八级移位寄存器，序列长度为255，码速率为4Mbps，具

4、有较好的互相关系数和较强的随机性。1．2视频串行数据流的处理当视频串行码流输入后，首先要用正交分路将数据分为I、Q两路。外部输入的视频串行码流的码速率为533．3kbps，对该串行码的采样周期为串行码码片周期的二倍，即为串行码时钟的二分频。这样串行码流就分别在采样时钟的上升沿和下降沿被分成I、Q两路。然后分别对I路、Q路进行差分编码和格雷编码，最后用本地产生的PN码进行扩频，最终将处理过的I、Q两路扩频数据输出给发射通道单元完成串行码的QPSK调制。2中频发射单元FPGA程序说明2．1差分编码模块救稿日期：2010—08—29作者简介：郝红(1973-)，女，山东潍坊人，讲师，硕士，主要从事

5、机电技术的教学及研究工作。[2261第32卷第12期2010—12(上)万方数据，j串行，j，，j数据流，，j图2差分编码模块程序流程图差分编码模块程序程序图如图2所示，串行数据流输入后先进行I、Q分路，然后再分别对I、Q两路数据进行差分编码。差分编码：差分编码是I路或Q路的输入数据延时1比特，再与自身进行异或，最后把结果传给下一级格雷编码模块进行处理。2．2格雷编码模块r————————————1I路j}Q路}差分数据Il差分数据

6、图3格雷编码模块程序流程图图3所示为格雷编码模块程序流程图。格雷编码是对I、Q两路同时进行编码。格雷编码是对I、Q两路同时进行编码，其基本原则是相邻十进制数编码

7、以后的二进制码字只有一位不同，具体码映射如表1所示：表1格雷码映射表INOUTIQIQ0l0101lO格雷码通常用于数据变化较慢或者比特错误率比较低的系统或通信链路中，在输出数据变化慢的场合，如本发射单元所处理的串行数据流，格雷码具有很好的检错性能，如果在解码时发现相邻的数之间有多余两位的变化，则接收电路会认为数据传输出错。2．3PN码生成模块图4PN码生成模块程序流程图图4所示为PN码生成模块程序流程图。PN码由本地产生，做为串行码的扩频码。码时钟上升沿触发产生I路PN码，下降沿触发产生Q路PN码，故Q路PN码要比I路PN码延时半个码片周期。码时钟是由输入的基准时钟信号10分频后得到的，频

8、率为4MHz，占空比为50％。码生成多项式及初相如表2所示。表2PN码生成多项式及初相表生成多项式初相I路x+X2+x3+X71010010lQ路1+x+x6+X71010100l将寄存器初值设为码的初相，由生成多项式对寄存器中的值进行模二和，所得数值补到寄存器最低位，高位输入，循环操作即可生成所需的PN码。本单元采用八级移位寄存器，产生的序列长度为255，码速率为4Mbps，其中每15个扩频码对一个串行数据