數字音頻廣播(dab)是繼調幅(am)、調頻(fm)廣播之后的第三代廣播。與現行廣播相比，dab具有音質好(cd質量)、可實現多媒體及高速移動接收、可加密、發射功率小、覆蓋面積大、頻譜利用率高、抗干擾能力強等優點。dab傳送的業務可以是多種多樣的，除了普通的音頻節目，它也可以傳送任何形式的其它數據，比如文字、靜止圖像或活動影音。因此，人們也稱dab為數字多媒體廣播(dmb)。

　　本文主要介紹了基于pc和cyclone ii ep2c20f484c7的fpag上實現dab發射系統編碼器的軟硬件設計，設計充分考慮了電路規模和資源利用的要求。本設計最終用于測試dab/dmb接收機。

dab發射系統編碼器設計

　　dab的發射系統主要包括處于節目提供商位置的信源編碼器、處于廣播臺位置的復用器和處于發射位置的cofdm(編碼正交頻分復用)編碼調制器，其中cofdm又可分為信道編碼和ofdm調制兩部分。dab發射端的編碼器主要包括解eti(業務群傳輸接口)幀模塊，信道編碼模塊，dqpsk調制模塊，ofdm調制模塊，上變頻模塊，數字濾波模塊、usb接口模塊等。其中信道編碼模塊包括能量擴散、可刪除型卷積編碼、時間交織、頻率交織等。整個編碼器的輸入為來自復用器的eti幀，輸出為模擬中頻信號，其結構框圖如圖1所示。

圖1 dab編碼器設計框圖

　　整個設計主要由pc端的軟件編碼和fpga端的ifft模塊設計以及usb模塊和dac模塊的pcb設計組成。pc端主要實現eti幀的解復用，信道編碼以及dqpsk調制，通過usb接口將調制后的數據傳輸到fpga端，fpga端接收數據并交由ifft模塊進行ifft變換，這是實現ofdm(正交頻分復用)的主要方法。ifft輸出的數據通過if上變頻器將基帶信號變為中頻，經數字濾波后送給dac模塊。最后，dac模塊將數字信號轉換成模擬信號送入發射機，通過發射機發射出來，頻率從bandiii(165-240mhz)到l波段(1452-1492mhz)都可選。

pc端軟件設計

　　pc端軟件主要實現eti幀的解復用，信道編碼(包括能量擴散，卷積編碼，時間交織，頻率交織)，dqpsk調制。同時，通過廠商提供的驅動程序實現usb數據傳輸及usb模塊的控制，以及提供pc人機界面，用戶可以選擇要傳送的eti節目并可設定其傳送模式。其界面如圖2所示。

圖2 編碼器pc界面

　　(1) 解eti幀：一個eti幀中主要包括幀頭信息(本幀及幀內各子通道的相關信息)和主業務流數據mst(包括音頻數據碼流和快速數據通道fic)。首先我們需要將傳輸進來的eti幀的同步信息和幀長信息提取出來，便于找到幀頭。再根據eti幀格式，提取fic信息和主業務數據流信息。

　　(2) 信道編碼：從eti幀中提取出來的fic數據和主業務流數據，將其進行能量擴散，再根據提取的各子信道保護等級信息，對各業務成分按保護等級進行可刪除型卷積編碼，然后對主業務數據進行時間交織，交織后的主業務數據復合成主業務信道(msc)的cif幀，fic信息不經過時間交織，與cif幀一起復合成dab傳輸幀。同時，在pc端還實現了對dab傳輸幀進行頻率交織。

　　(3) dqpsk調制：數據信息在進行頻率交織后，根據各載波的初始相位進行dqpsk調制，得到每個載波的調制相位信息。

　　(4) usb傳輸控制：dqpsk調制后的dab幀通過usb接口傳輸到fpga上的ifft硬件模塊。根據廠家提供的usb驅動編寫相應的usb數據傳輸程序。

fpga端的設計

　　fpga端主要實現ifft(反傅立葉變換)運算，if上變頻器和數字濾波器。將pc傳送來的dab幀相位信息進行ifft運算，完成ofdm調制，然后將調制后的基帶信號經變頻器變為中頻信號，濾波后送給dac模塊。由于要接收來自usb模塊的數據，所以fpga上還需要一個usb接口模塊。同時，在usb接口模塊和ifft模塊之間需要一個內部ram作為buffer緩沖區，ifft運算后，數據存儲到一個2048*24位的雙口ram空間，經變頻和濾波后，通過dac接口模塊輸出給dac模塊。ifft運算模塊，usb接口模塊，上變頻模塊、dac接口模塊，這幾個模塊是通過altera內嵌的niosii軟核處理器來控制的，在fpga上構建了一個sopc(system on programmable chip)系統。fpga設計結構如圖3所示。

圖3 fpga設計結構框圖

　　考慮到本設計所占用資源，