基于MALTLAB的DVB-H信道编码的仿真和传输.docx

湖北理工学院 毕业设计（论文）外文文献翻译 基于maltlab的dvb-h信道编码的仿真和传输ladislav polk, tom kratochvldept. of radio electronics, brno university of technology, purkyova 118, 612 00 brno, czech republicxpolak18stud.feec.vutbr.cz, kratotfeec.vutbr.cz摘要本文用matlab在awgn（加性高斯白噪声）传输信道中实现了dvb-h（手持数字视频广播设备）信道编码。描述了开发的应用程序的结构和它的功能。在matlab中实现了针对dvb-h标准的信道编码器和解码器。创建的应用程序可以评估和显示两种ber（误码率）- 维特比解码前的误码率和维特比译码后的误码率。目前还没实现ofdm（正交频分复用）调制。最后，评价和讨论了得到的结果。关键字手持数字视频广播设备，fec, 信道编码，交错，误码率。1.简介dvb-h是一种手持接收器广播服务的技术规范，2004年11月正式采用etsi en 302 304标准。dvb-h从dvb-t（地面）标准发展而来，已经被许多欧洲主要国家应用。物理层的文档在2004被批准同时上层在2005 1 2 被定义。这是一个扩展向后兼容的dvb-t，即它可以共享相同的传输复用dvb-t服务。这种兼容性是dvb-h的重要特征，在欧洲以及世界各地许多dvb-t系统已经启动 3 。本文包含最近的matlab应用允许dvb-h仿真在awgn信道信道编码和解码发展结果。仿真结果的误码率特性在维特比译码和维特比译码误码率之间。最后,依据c/n(方面噪比)之前和之后的维特比译码的误码率，进行图形化表达,比较和讨论。 2.matlab中的开发应用创建一个合适的可以模拟dvb-h信道编码的性能的算法，matlab通信工具箱中的特定功能被使用，是因为他们的优化和简单的实现。开发的应用程序被分成几个独立的功能。每个函数表示一块dvb-h系统的信道编码器，它可以看出在图1，细节描述如下。图1 dvb-h信道编码器框图2.1能量扩散第一个步骤是提供输入序列生成所需位。在模拟中提供是不到100000位。块传输，如图像数据到一个数据序列，将插入在今后的工作中。为了保证适当的二进制转换，输入的数据是随机的。伪随机多项式（伪随机二进制序列）发生器等于1 + x14 + x15。为了实现能量扩散，prbs第一个产生，然后混合打破了1或0长时间序列的一个xor（异或）操作数据流。如果这种能量分散的数据流再与相同的伪随机二进制序列混合，散布再次取消 6 。2.2外部编码下一阶段包含外编码器，里德所罗门fec（前向纠错）。该编码器的rs（255191）加64修正位为191输入位，它能够纠正32的错误字节。在这种编码中，输入的长度检查是可分的191，作为输入rs（255191）是191字节组。如果输入不可分，添加到o最后。matlab函数rsenc被使用。2.3外交织然而，传输过程中频繁爆发错误。如果里德所罗门编码块保护包误差超过32，错误保护失败。因此，数据交错。外交织器是一个卷积交织器，交织深度= 15，块长度是255字节。交织通过写矩阵的列和阅矩阵的行实现。2.4卷积编码下一个功能块是图1所示卷积编码器。外交织之后通过一个卷积编码器，具有基本的编码率12。生成器多项式是g1=1+x3+x4+x5+x6,g2=1+x1+x3+x4+x6。如果通过穿刺控制的错误保护是必要，如数据率可以通过选择性地忽略位再次降低。可能的puncturated编码速率，根据dvb规范为2 / 3，3 / 4，5 / 6和7 / 8。卷积编码器在matlab中通过被定义为穿孔模式参数为puncpat的函数convenc实现。2.5内交织内交织分为两个步骤：位和符号交织。两位交织和符号交织的过程是基于块的。输入流路分解(映射到输出调制符号)为的子流,根据使用的调制:=2为qpsk,=4为16qam，=6为64qam。多路输出选择器的每一个子路用自有交织序列的交织器交织称为置换功能。位交织块的大小为126位，每一个交织器都是相同的。符号交织在交错的直流中逐位进行。符号交织器的作用是映射每ofdm符号位字到1512（2k模式），3024（4k模式）或6048（8k模式）活性载体。符号交织器模块对1512，3024或6048的数据符号 3 4 6 起作用。2.6 m进制qam调制在前面提到的fec块，符号从内交织器输出可以调制成qpsk，16qam或64qam的星图。matlab提供了用于调制和解调的一些实例。在这些实例中有使用qammod（x，m）函数的案例，其中x是一个数字qam状态，在我们的情况下，4，16，64 ，m是字母表的大小必须是2的整数次幂。之后，通过调制函数进行调制。此函数需要小数输入，因此输入序列已被从二进制形式转换十进制。2.7信道仿真我们现在已经准备好可传输的dvb-h信号。存在几种类型的信道模型（awgn，rice，rayleigh）在通信工具箱中，它可以用于检查信号在通信环境中的表现。在本文中，选择它的加性高斯白噪声功能，即模拟了高斯信道特征的功能。3.模拟通过matlab实现了dvb-h信道编码器进行了描述。dvb-h信道解码器根据 1 实现了。dvb-h信道编码器和解码器仿真使用以下设置：模式： 2k （移动），4k（便携式），8k（固定），编码率：12（鲁棒传输），调制：qpsk，16qam，64qam，只有一个数据流的非分层调制，传输信道：高斯（awgn），维特比译码决议：软。4.结果高斯信道仿真误码率c / n比的结果通过图形表达。图2至图4图解了维特比译码之前的误码率。从结果可以看到多状态调制中状态数少的比状态数多的强健。图5至图7图解了维特比解码之后的误码率。准无误码操作被定义为维特比译码之后的误码率小于或等于210-4 6 。里德所罗门译码的误码率小于或等于110-11。实现qpsk的准无误码调制需要c / n = 5.6 db的4kofdm模式。16qam的c / n是12.1db， 64qam 的c / n是18.1db 。图2.模拟依赖维特比译码（2k模式） 图5.模拟依赖维特比译码（2k模式） 之后c / n的误码率 之前c / n的误码率图3.模拟依赖维特比译码（4k模式） 图6.模拟依赖维特比译码（4k模式） 之后c / n的误码率 之前c / n的误码率图4.模拟依赖维特比译码（8k模式） 图7.模拟依赖维特比译码（8k模式） 之后c / n的误码率 之前c / n的误码率图8.在2k模式和qpsk调制的星图（c / n = 12db）。图9.在2k模式和16qam调制的星图（c / n = 18db）。图10.在2k模式和64qam调制的星图（c / n = 25db）。如图8至图10所示的星图iq信号在传输过程中非常依赖的c / n比值。在低c / n的情况下，它将是点的星座色散图。这导致评估几个符号的错误判断电平，因为它可以看到qpsk的星图（图8）。这意味着，如果c / n的值越大错误评估符号越少。这种情况表明了的16qam调制星图（图9）和64qam调制星图（图10）。5.结论该应用程序允许dvb-h标准的信道编码解码仿真被描述，该应用是成熟的。信道编码器和解码器在matlab中按dvb-h指定文档执行。依赖维特比译码前后的载噪比误比特率被探讨。得到和讨论了所有类型dvb-h调制与ofdm模式的结果。这项工作将继续完善有gui（图形用户接口）的matlab应用程序以及使用这个应用程序演示传输仿真。未来的工作将集中在提供可靠rice和rayleigh信道的仿真结果的信道估计块，同时ofdm调制器仍在发展。鸣谢本文由捷克科学基金赠款项目no.102 / 08 / h027” 电子无线通信先进方法，电子结构和组件”，no.102 / 08 / p295” 数字电视dvb-t / h传输畸变的分析与仿真”的研究计划技术no.msm0021630513布尔诺大学，“电子通信系统和新一代技术（elkom）”。参考文献1 etsi, technical specification 102 377, digital video broadcasting(dvb); dvb-h implementation guidelines, v.1.4.1, 2009.2 dvb-h fact sheet (2009-04). broadcasting to handhelds. 2 pages.online cited 2009-04-14. available at: /pdf/dvbh-fact-sheet.0409.pdf.3 polk, l. dvb-h and dvb-sh digital tv broadcastingstandards and their characteristics comparison. in sbornk semineo een doktorskho projektu grantov agentury esk republiky. 102/08/h027. brno (czech republic), 2009, pp. 40-43.4 borko, a., syed, a. handbook of mobile broadcasting, dvb-h,dmb, isdb-t and mediaflo. taylor & francis group, lcc,2008, 726 p., isbn 9781-42005386-9.5 collins, g. w. fundamentals of digital television transmission.new jersey: john wiley & sons, inc., 2001, 267 p., isbn 0-47-39199-9.6 fisher, w. digital video and audio broadcasting technology.a practical guide for engineers. 2nd ed. berlin: springer verlag,2008, 586 p., isbn 978-3-540-76358-1.7 faria, g., henriksson, j.a., stare, e., talmola p.dvb-h: digital broadcast services to handheld devices. proc.ieee, vol. 94, no.