《基于国标Soft-Metric的算法设计与FPGA实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于国标Soft-Metric的算法设计与FPGA实现.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、基于国标Soft-Metric的算法设计与FPGA实现 摘要:多进制正交振幅调制(MQAM)是在中、大容量数字通信系统大量运用的一种载波键控方式。MQAM是对载波的振幅和相位同时进行调制的一种复合的调制形式,他同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特。在调制的进制数较高时,信号矢量集的分布也比较合理,同时实现起来也比较便利,具有更大的符号率,从而获得更高的系统效率。通常由符号率确定占用带宽,因此每个符号的比特(基本信息单元)越多,效率就越高。基于地面数字电视国标ADTB-T规格,采纳了一种QAM软判决解映射算法,其中以32QAM为例进行说明其性能良好,有较好的可行性。 关键词:ADTB-T规格
2、;解映射;数字电视 中图分类号:TP37文献标识码:A文章编号:1019-3044(2022)25-7390-03 Study of Soft-Metric arithmetic on National DTTB Standard ZHENG Liang-hong, YU Wei Abstract: Multi-band orthogonal amplitude modulation (MQAM) is in, large-capacity digital communications system large-scale use of a carrier keying way. MQAM i
3、s a complex form of modulation that the carrier amplitude and phase at the same time, while the rate of use of carrier phase and to transmit information bits. Modulation in the band higher, set of signal vector distribution more reasonable, at the same time it is also more convenient, more symbol ra
4、te, and that resulting in higher system efficiency. occupied bandwidth is usually confirm by the Symbol rate, so every bit of symbols (the basic unit of information), the more the higher efficiency. According to the terrestrial digital TV GB ADTB-T specifications, adopted a soft decision of the QAM
5、mapping algorithm, 32 QAM as an example to explain their good performance, a better possibility. Key words: ADTB-T; demapping; DTV 随着我国地面数字电视广播传输标准的出台,我国的数字电视广播已经从概念走向现实。 高效、牢靠、稳定的数字传输系统对于数字多媒体通信系统的实现起到了至关重要的作用, QAM是数字通信系统中一种常常利用的数字调制技术。而且QAM是一种非恒包络调制技术,其抗非线性失真的性能较差,不过可通过变速率调制方案,在保证肯定传输质量的前提下,充分利用其高
6、频带利用率的特点,这也就要求解调系统可适应变符号率。此外,在此设计中32-QAM要特殊留意,它不是方形星座的角点。本文所采纳的算法已经在DTMB国标中实现。 LLR是软判决牢靠性的一种衡量,Flippo Tosato在大信噪比条件下提出了表达式 (1) 式中:Gch是系统经过信道估计和信道均衡后产生的一种动态反映信道改变的牢靠信息,在解映射时Gch是已知常量;y是接收端接收到的信号;i是各星座点的第i比特位位0或1的同相坐标I或正交坐标Q(这要依据判决边界详细确定)。为化简便利,Gch常量忽视不计。故公式(1)可写成 (2) 公式(2)中涉及在星座图中找到星座点第i比特位为0或1的同相坐标I或
7、者正交坐标Q最小距离的概念,所以依据星座图进行硬判决,找到距离接收信号最近的某单位为0和1的星座点的同相坐标I或正交坐标Q。 事实上整体扩大或者缩小某一倍数,或加减一小常数,并不影响判决结果。也包括不对称的二维QAM解映射如32-QAM(后面详细探讨)。 1 算法设计 前向纠错编码产生的比特流要转换成匀称的nQAM(n :星座点数)符号流(最先进入的FEC编码比特作为符号码字的LSB)。在国家标准中QAM调制包含以下几种符号映射关系:64QAM、32QAM、16QAM、4QAM。各种符号映射加入相应的功率归一化因子,使各种符号映射的 。图1是32-QAM的星座图。 32-QAM的星座点的坐标与
8、单位坐标相比放大了1.5倍,在处理过程中须要对数据进行归一化处理,将接收到的数据除以1.5后,可以根据如下公式进行解映射获得软信息。 由图2得如下计算公式(3): (3) 由图3得如下计算公式(4): B1=-Q(4) 图4 2 bit图 由图4得如下计算公式(5): 图53 bit图 由图5得如下计算公式(6): B3=-I (6) 由图6得如下计算公式(7): 仿真结果如图7。 如图7描述知信号经软判决后性能得到了很到的优化。 2 硬件电路的实现 CLK为系统时钟信号,RESET是系统复位信号,ENABLE是系统使能信号,SMi_CONTROL是整个模块有效数据的起始信号。SMi_DATA
9、_I9:0与SMi_DATA_Q9:0是输入数据端口,SMo_DATA23:0是输出数据端口,SMi_VALID是输出有效数据的标示位。 系统的工作的工作流程为:RESET=1,系统初始化,SMo_DATA23:0输出零字节;RESET=0,ENABLE=1,系统做好运算的打算;在CLK的上升沿来临时,SMo_CONTROL=1,SM译码器起先进行译码。国标SM译码器的实现框图如图8所示。 3 仿真验证 对所设计的SM译码器,采纳Verilog语言描述,为了协作RTL实现的 ,由matlab编写SM部分验证程序,其余部分在NC Verilog中干脆视察仿真波形。如图9是解映射实现结果。 以上全
10、部模块均在synplify premier8.8 + ISE9.2及Xilinx FPGA XC5VLX220芯片上实现通过。运用资源图10所示。 4 小结 本设计大大降低了SM译码器的成本,其性能指标也达到了GB/T 17730的规定。 参考文献: 1 王晓晴,杨知行,彭克武,等.一种M-QAM软判决解映射的简化算法探讨J.电视技术,2022(1):18-19. 2 徐波,葛建华.软判决译码中软信息的提取J.通信技术,2002(3):25-27 3 孙有伟.现代通信技术新业务M.北京:北京邮电高校出版社,2004. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页