1  引言

隨著時代與技術的發展，手機越來越普及，人民群眾對手機電視的需求也越來越大，迫切希望統一先進的手機電視標準出臺。如今，國內的手機電視領域處于長期的多標準并行的狀態，雖然由北京新岸線公司研發的T-MMB系統最終被遴選為手機電視移動多媒體國家標準，但是這并沒有給多年處于紛爭的手機電視標準之爭畫上句號。

如今，國內處于幾大標準林立的狀態，有以DAB為基礎被選為國家標準的T-MMB，也有以廣電系為代表并且已經“試商用”的CMMB，以CDMB("TD-SCDMA+DAB+AVS+FIAVS")的數字多媒體廣播電視手機系統標準組合方案，以TD-SCDMA為基礎的TD-MBMS，還有韓國力推的DMB（Digital Multimedia Broadcasting），以及歐美的DVB（Digital Video Broadcasting）等。

國家手機電視標準的系統CDMB包含三方面的內容，即DAB+AVS+FIAVS，自主研發的FIAVS幀為DAB擴展傳送視頻提供了有力支持，是其成為具有先進自主知識產權，具有多節目視頻及應用數據傳輸能力信道傳輸的DAB兼容性擴展標準。CDMB特別適用于384Kbps以下低速率視頻在DAB信道上傳輸。

本實驗以DAB為信道傳輸框架為基礎進行仿真，系統基本以DAB系統為框架,加入可選的RS碼作為視頻傳輸的可選項，以及FIAVS (Fast Information Aided Video Streams快速信息輔助的視頻流)。FIAVS是在DAB基礎上，針對AVS進行流模式視頻優化傳輸的創新設計。其特點是發揮DAB的潛在系統功能，充分利用了快速信息通道(FIC, Fast Information Channel)傳送流控制信息，達到高效率地在主信道(MSC, Main Service Channel)上流式傳送AVS ES/PS流及應用數據服務的目的。

2  DAB系統基帶部分描述

2.1  DAB簡介

DAB（Digital Audio Broadcasting數字音頻廣播）是繼傳統的調幅和調頻廣播后的第三代廣播，是一種以數字方式傳送廣播電臺節目的嶄新方法,與傳統的模擬FM相比,數字音頻廣播是利用數字的壓縮技術,將信號轉化成一系列二進制進行數字化傳送。DAB的優點體現在如下幾點:(1)節約頻率資源 (2) 豐富靈活的節目資源(3)實現高速的移動接收 (4)可工作于不同的頻段,而且在單品同步運行節約頻譜資源,同步網中不需要大功率發射機。

 我國采用的是歐洲EUREKA-147作為數字廣播標準，早在1996年廣東DAB先導網開通,2000年10月11日廣東數字音頻廣播網絡系統通過了由國家科技部,廣電總局和地方廣電部門領導及專家組成驗收組的驗收。2006年5月中旬,國家廣電總局發布通知,將GY/T214-2006 <<30MHz~3000MHz 地面數字音頻廣播系統技術規范>>批準為中華人民共和國廣播電影電視行業標準,為DAB在中國的發展鋪平了道路。2008年子北京舉辦奧運會之際,也開通了手機電視DAB的免費試播。同時,由于DAB自身的特點決定了，其基本可以不用修改就可以傳送視頻，以利用已有的網絡。

FIC作為快速通道,不進行時間交織,與MSC一起傳送，專門為MSC提供復用及其他業務信息,是DAB的一大特色

圖1  DAB基帶部分示意圖

2.2  基帶主要部分及關鍵技術:

手機電視標準DAB基帶部分包括：

(1)能量擴散：即是擾碼處理,通過一個9位的一位寄存器生成偽隨機的二進制序列(PRBS)與輸入數據進行異或,以達到擾碼的目的,使輸出的碼元連續的”0”與”1”均勻分布。

(2)卷積編碼與刪余:通過卷積編碼對輸入信號進行保護,并根據傳輸速率按特定圖樣進行打孔刪余處理,以提高碼率。

(3)時間交織:通過比特”橫讀豎出”的方式對輸入ROM的數據進行交織,達到抗突發性衰落的目的,會由384ms的延遲。

(4)頻率交織:通過特定的交織規則,以平衡多徑信道帶來的頻譜失真。

(5)QPSK與差分調制:解決相位模糊問題,保護了信號傳輸的效率和誤碼性能,并且由于差分編碼的存在,是接受端不用進行信道估計,減小了接受機的設計復雜度,利于小型手持移動終端的設計。

(6)OFDM調制:一種高效的多載波調制技術,具有很強的抗多徑能力和頻譜利用率,使用大量的載波用于代替傳統的單一載波,且所有的子載波之間頻率間隔相等,都是同一震蕩頻率的整數倍并且彼此正交,高效的利用了頻譜資源,根據標準中定義,粉愛在各子載波上的均采用四相差分相依鍵控調制,在DAB四種模式中,調制的有效載波數分別為1536,384,192,768。

3  多普勒效應

多普勒效應是時變性在通信中的具體體現,即單一頻率信號經過變信道衰落之后會呈現為具有一定帶寬和頻率撥作的信號。當移動臺向入射波方向運動時,則多普勒頻移為正,即移動臺接受的信號頻率會增加;于此相反,如果背向入射波方向運動,則多普勒頻移為負。

以三種載波頻率為例

4  仿真結果和性能分析

實驗平臺是C與MATLAB混合編程平臺，以DAB第一模式傳輸,以1536個有效子載波進行傳輸,384Kbps的碼流作為輸入,以UEP方式進行,保護等級為3,仿真主要包含系統的基帶信號的編碼解碼和調制解調,并且假定理想同步狀態下進行的,在實際的系統中,由于信道造成的干擾和接收條件,會造成系統的載波偏移和時鐘的漂移抖動,需要對接受信號進行幀同步,位同步和載波同步。

實驗證明:在第一種傳輸模式下, 信道模型使用歐洲COST 207的頻率選擇性信道模型中的六徑典型城市信道模型,并加入AWGN,在仿真中把高斯的信噪比設置為 =2.5,5,10,20,同時對FIC與MSC進行仿真對比。

實驗結論:在采取高保護級別的音頻編碼時,系統對信噪比更強,同時可以看出,由于FIC與MSC的刪余編碼方式不同, 且FIC與MSC經過不同的信道編碼和保護模式, ,以及MSC經過時間交織,而FIC沒有經過。造成他們受信噪比和多普勒頻移的不同。在第一種模式下,載波頻率<375Mhz的時候,想要受到較好的移動特性,需要移動臺的速度不要超過120km/h,同時也可以看出,在非高速移動和靜止接受狀態,信噪比應不低于10dB,方能得到比較好的接受效果。

圖2  MSC在多普勒頻移下的誤碼率性能

圖3  FIC在多普勒頻移下的誤碼率性能

參  考  文  獻

 [1]   Radio Broadcasting Systems:Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile,portable and fixed receivers。

[2] IEC 61866(1997-08) Audio visual systems “C Interactive text transmission system(ITTS)”。

[3] 李仲令,曹世文,現代通信系統仿真及應用,電子科技大學出版社,1998。

[4] 姜秀華,張永輝,數字電視廣播原理與應用,人民郵電出版社,2007。

[5] 康曉東,楊海英,無線音視頻處理傳輸及其標準,北京工業大學出版社,2005。

[6] 吳偉陵,移動通信中的關鍵技術,北京郵電大學出版社,2000。

[7] 于春銳,無線通信系統的信道建模與仿真研究,碩士論文,2005。

[8] 李棟,DAB的數字結構和容量,北京 廣播與電視技術,1998。

[9] 佟學儉,羅濤,OFDM移動通信技術原理與應用,北京人民郵電出版社,2005。

[10] 吳大雷,袁東風。采用時間和頻率交織的COFDM系統在COST207頻率選擇性衰落信道下的性能研究。

作者簡介：李超(1983 - )，男，碩士，主要從事信道編碼方面的研究通信系統,仿真與性能分析09939