高清晰度數字電視傳輸系統設計與實現

摘 要： 系統級設計方法為復雜電子系統的設計提供了一種全新的流程，對DMB-T系統抗干擾性能、多徑性能和同步性能進行了系統級仿真與分析。
關鍵詞 系統級設計 數字電視 多徑 同步 仿真

在有限帶寬內傳輸高清晰度數字電視對視頻、音頻壓縮編碼和信道編碼都提出了更高的要求，而且在進行地面傳輸的情況下無線環境的各種衰減和干擾也不可避免，同時考慮到移動環境下的接收需求，在新一代的地面數字電視傳輸系統中必需引入無線通信的最新技術。數字電視廣播和現代數字通訊技術的結合，使得傳統的電視傳媒得以在通信網絡的基礎上新生。

清華大學在綜合吸收國外已有高清晰度數字電視標準優點的基礎上，完全自主地開發完成了地面數字多媒體電視廣播傳輸協議DMB-T并申請了職務發明專利。在深圳舉行的第二屆中國國際高新技術成果交易會上，清華大學對此項技術進行了全面展示，得到眾多專家的肯定。
在DMB-T系統設計中采用了Cadence公司的系統級設計與仿真軟件SPW Signal Processing Worksystem。在大型系統設計中只有實現算法和系統級的優化，才能對系統性能有極大的提升，因為它比底層優化具有更大的優化空間。

以Cadence公司的軟件工具為例相應的系統級設計流程如圖1所示。

傳統的電子設計流程通常從硬件描述語言VHDL或Verilog開始直接進行與硬件相關的優化而真正高層算法的優化十分有限。這種設計思想在系統規模較小，相應算法也較成熟時比較適用，而現在電子設計的規模越來越大，復雜度越來越高，很大的工作量都會集中在前期的高層算法開發上，以前的流程將不再滿足需要。

系統級設計方法是指設計時首先利用專門的系統級設計工具如SPW來進行算法開發，與傳統設計方法不同的是系統級設計工具可以使用戶從繁瑣的硬件實現中解脫出來，集中精力于相應的算法開發，通過仿真來驗證系統算法的可行性并得到性能指標。算法確定之后，設計者再通過硬件設計系統(Hardware Design System)和軟硬件協同仿真接口Co-Sim把系統級設計的結果轉換為硬件描述語言VHDL或Verilog，再用FPGA或ASIC實現。