基于模型的數(shù)字音頻廣播信號調制系統(tǒng)設計

雙緩沖空間算法模型核心思想是提供兩個并行的緩沖空間。在同一OFDM符號周期(384個QPSK符號周期)，一個緩沖空間接收QPSK碼流，而另一個緩沖空間處于讀入鎖定狀態(tài)，并進行靜態(tài)頻率交織處理。此時系統(tǒng)的輸入端連接至前一個緩沖空間，而系統(tǒng)的輸出則由第二個緩沖空間提供。在一個OFDM符號周期結束后，兩個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)，進行靜態(tài)頻率交織處理并提供系統(tǒng)輸出；而之前進行頻率交織的緩沖空間則處于讀入狀態(tài)，并從系統(tǒng)的輸入端接收串行的QPSK碼流。

2．4 差分調制子系統(tǒng)

經(jīng)過頻率交織子系統(tǒng)的處理，經(jīng)過QPSK涮制的符號流，其在一個OFDM符號周期內的載波對應關系發(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(wěn)定性，否則可能會發(fā)生由于參考基準相位的不穩(wěn)定而導致碼信息的誤譯情況。為了進一步增強系統(tǒng)的可靠性，DAB基帶信號處理過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(tǒng)的穩(wěn)定性。

在差分調制系統(tǒng)算法模型中，需要一個本地存儲區(qū)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候，系統(tǒng)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(tǒng)的輸入端依舊是空信號，但是本地存儲區(qū)將會在系統(tǒng)的輸出端提供頻率參考符號，同時將頻率參考符號引入反饋緩沖區(qū)。當?shù)谝粋€FIC符號輸入的時候，反饋緩沖區(qū)的頻率參考符號會與之同步，對應的QPSK符號做模8相加，相應的子載波進行了差分調制，同時輸出端經(jīng)過模8相加的編碼DQPSK符號被引入反饋緩沖區(qū)。當?shù)诙€FIC符號輸入的時候，以反饋緩沖區(qū)中經(jīng)過差分調制的前一個OFDM符號為基準進行模8相加，當一幀信號的所有OFDM符號都經(jīng)過處理后，反饋緩沖區(qū)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(tǒng)的算法模型。

經(jīng)過差分調制得到的DQPSK符號流將通過零值插入子系統(tǒng)、OFDM子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)成形子系統(tǒng)的處理。零值插入子系統(tǒng)的算法模型與雙緩沖區(qū)算法模型類似，OFDM子系統(tǒng)的核心算法為快速傅里葉逆變換，數(shù)據(jù)成形子系統(tǒng)將會淵整經(jīng)過處理得到的OFDM符號的數(shù)據(jù)格式并向輸出端提供最終的DAB基帶信號數(shù)據(jù)流。

3 DAB信號調制系統(tǒng)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(tǒng)模型來實現(xiàn)算法層模型的功能。本節(jié)僅簡要介紹部分子系統(tǒng)的頂層Simulink模型。圖5為頻率交織子系統(tǒng)Simulink頂層模型。

整個頻率交織子系統(tǒng)Simulink模型可以劃分為兩個主體：一個是時鐘控制部分，一個是緩沖空間部分。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具有三個輸入端口，一個數(shù)據(jù)輸入端，兩個控制端，可以通過兩個控制端來實現(xiàn)對緩沖區(qū)的控制。具體的說，當使能信號有效時，ASR將輸入端數(shù)據(jù)讀入，同時根據(jù)地址端口的控制信號輸出指定地址區(qū)的內容；當使能信號無效時，ASR將不會讀入任何數(shù)據(jù)，但會在輸出端輸出指定地址區(qū)的內容。使用兩個深度為384的ASR來構成頻率交織系統(tǒng)的雙緩沖區(qū)，根據(jù)圖3所示，要想獲得要求的交織輸出，需要在雙緩沖區(qū)的兩個輸出端之問恰當?shù)那袚Q。因此，使用復用模塊(Mux)來整合兩個緩沖區(qū)的輸出，從而得到頻率交織子系統(tǒng)的輸出。