貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　論文（設(shè)計(jì)）題目：RDS/RBDS解碼器設(shè)計(jì)及其性能仿真 </p><p>　　學(xué) 院：＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　專 業(yè)：＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　班 級(jí)：＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　學(xué) 號(hào)：＿＿＿

2、＿＿＿＿＿</p><p>　　學(xué)生姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　指導(dǎo)教師：＿＿＿＿＿＿＿＿</p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　RDS（Radio Data System）是利用廣播調(diào)頻波段（87.0MHz

3、～108.0MHz），將數(shù)據(jù)加載到每個(gè)電臺(tái)波段的57KHz副載波上，隨同音頻一起進(jìn)行廣播發(fā)射的一種廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)。RDS系統(tǒng)規(guī)定了若干種信息傳播類型，包括基準(zhǔn)時(shí)間、交通信息、電臺(tái)臺(tái)標(biāo)等。早在上世紀(jì)90年代初，在歐洲和拉丁美洲就已經(jīng)出臺(tái)了RDS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方案。RBDS是美國(guó)官方的RDS系統(tǒng)名字，就數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)過(guò)程而言，其與歐洲標(biāo)準(zhǔn)RDS沒(méi)有實(shí)質(zhì)區(qū)別看，主要區(qū)別是兩者解碼時(shí)所采用的偏置字有所區(qū)別。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)中，一幀數(shù)據(jù)有四個(gè)塊，按順序分別是A

4、、B、C（C’）、D塊。在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中，一幀數(shù)據(jù)除了可能是A、B、C（C’）、D塊外，還可能是4個(gè)E塊。中國(guó)采用歐洲RDS標(biāo)準(zhǔn)。本文所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)解決方案兼容兩種標(biāo)準(zhǔn)，并著重介紹了具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。</p><p>　　本課題主要研究的內(nèi)容是RDS/RBDS系統(tǒng)的一部分，即解碼部分。論文首先簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)外RDS/RBDS的研究背景，綜述了國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)廣播技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀。接下來(lái)，論文重點(diǎn)介紹了RDS/RBDS編碼器的設(shè)

5、計(jì)原理，硬件實(shí)現(xiàn)方式；介紹了解碼器的設(shè)計(jì)原理，硬件實(shí)現(xiàn)方式；介紹了解碼器系統(tǒng)的同步機(jī)制，失鎖機(jī)制；最后仿真了在高斯信道下解碼器的工作性能。仿真結(jié)果表明，（1）在失鎖機(jī)制關(guān)閉的情況下，譯碼前的仿真誤碼率與理論誤碼率完全吻合； Eb/N0大于7dB以后，實(shí)際解碼性能與采用理想偏置字進(jìn)行解碼的性能相差無(wú)幾；譯碼后要達(dá)到1e-2的誤碼性能，其Eb/N0=6.2dB，譯碼前要達(dá)到同等的誤碼率理論值為7.4dB，由此可知解碼與糾錯(cuò)電路能夠獲得1.2

6、dB的增益。（2）利用偏置字和xor信號(hào)兩種失鎖機(jī)制下的每64塊錯(cuò)誤塊的平均誤塊性能。本文給出了譯碼后希望達(dá)到的誤碼率所需的失鎖門限BBL和臨界失鎖的幀數(shù)numFrame。譯碼時(shí)，利用偏置字或xor信號(hào)來(lái)統(tǒng)計(jì)每64塊中錯(cuò)誤塊數(shù)，當(dāng)錯(cuò)誤塊數(shù)大于失鎖門限時(shí)，系統(tǒng)將失鎖，重新進(jìn)入同步搜索。本文還給出了兩種方案下臨界失鎖幀數(shù)numFrame，通過(guò)臨界失鎖幀數(shù)num</p><p>　　關(guān)鍵詞：RDS/RBDS，廣播數(shù)據(jù)系

7、統(tǒng)，調(diào)頻，同步，信道編解碼</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　RDS (Radio Data System) is applicable for VHF/FM Broadcast in the range from 87.5 MHz to 108.0MHz. It loads data into each radio withi

8、n 57 KHz band, along with the broadcast audio signal. The RDS system standardizes several types of information transmitted, including time, track/artist info and station identification. RDS has been standard in Europe an

9、d Latin America since the early 1990s. RBDS (Radio Broadcast Data System) is the official name used for the U.S. version of RDS. In terms of data </p><p>　　This topic main research content is one part of RDS

10、/RBDS system, the decoder section. First, backgrounds of research of RDS/RBDS both in and out of the country are presented. Next, the paper mainly introduced the RDS/RBDS encoder, the design principle of hardware impleme

11、ntation; Decoder is introduced, the design principle of hardware implementation; Decoder system synchronization mechanism are introduced, and loss of lock mechanism; finally, simulating the decoder work performance under

12、 the gaus</p><p>　　Key words: RDS/RBDS, Radio Data System, FM, Synchronization, Channel codec</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>

13、;　　1.1 RDS/RBDS 綜述1</p><p>　　1.2無(wú)線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)起源1</p><p>　　1.3無(wú)線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 RDS/RBDS系統(tǒng)框圖4</p><p>　　2 RDS decoder系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 RDS decoder系統(tǒng)組

14、成6</p><p>　　3 RDS/RBDS數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)8</p><p>　　3.1 RDS/RBDS系統(tǒng)8</p><p><b>　　3.2編碼過(guò)程9</b></p><p>　　3.3 解碼過(guò)程12</p><p>　　4 組與塊的同步16</p><p&

15、gt;　　4.1 RDS decoder系統(tǒng)狀態(tài)切換16</p><p>　　4.2 組與塊的同步原理16</p><p>　　4.3 同步搜索17</p><p><b>　　5 失鎖機(jī)制25</b></p><p>　　6 程序流程圖26</p><p>　　7 仿真結(jié)果及結(jié)論27

16、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 RDS/RBDS 綜述</p><p>　　RDS最初是由英國(guó)廣播公司播出的

17、一種特殊的無(wú)線電廣播被稱為“無(wú)線電廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)（無(wú)線數(shù)據(jù)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱：RDS）。”它是在調(diào)頻副載波廣播傳輸信號(hào)，電臺(tái)名稱，節(jié)目類型，節(jié)目?jī)?nèi)容及其它信息以數(shù)字形式發(fā)送。 RDS調(diào)諧器可以識(shí)別這些數(shù)字信號(hào)，變成字符顯示在顯示屏上[1]。</p><p>　　FM立體聲廣播發(fā)送附加信息根據(jù)CCIR協(xié)議，調(diào)制信號(hào)的基帶，只能使用的頻率范圍為53KHz～75KHZ。為了兼容與現(xiàn)有的廣播系統(tǒng)中，以提供57kHz的副載波頻率，可

18、以為±6KHz的偏差時(shí)，RDS信號(hào)抑制副載波調(diào)幅和要求的載波相位90°±10°，其主要活動(dòng)是，如下所示：</p><p>　　立體聲相關(guān)信息：電臺(tái)名字、電臺(tái)頻率、正在播放歌名等。</p><p><b>　　尋呼：尋呼服務(wù)等。</b></p><p>　　交通信息：交通信息通告、交通時(shí)況等。</p&

19、gt;<p>　　差分全球定位系統(tǒng)：多維定位、連續(xù)定位等。</p><p>　　緊急警報(bào)系統(tǒng)：隨時(shí)播放緊急通報(bào)等。</p><p>　　電子小型通訊錄：旅游指南信息、地圖等。</p><p><b>　　… …</b></p><p>　　RDS使收音機(jī)自動(dòng)化、高檔化，并且在城市交通管理中發(fā)揮了顯著作用，仍

20、再擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　RDS在起源于歐洲，被廣泛應(yīng)用于歐洲和美國(guó)，是歐洲汽車電子收音機(jī)重要的功能之一[2]。不過(guò)迄今為止，中國(guó)國(guó)內(nèi)電臺(tái)不支持RDS，但到目前為止，中國(guó)的國(guó)內(nèi)廣播不支持RDS，但國(guó)內(nèi)小部分電臺(tái)在進(jìn)行RDS功能實(shí)驗(yàn)，在深圳或珠海，可以收到香港的RDS電臺(tái)，如88.1MHz（雷霆臺(tái)）、90.1MHz（商臺(tái)）、93.2MHz（香港一臺(tái)）、97.3MHz（香港四臺(tái)）[3]……</p&

21、gt;<p>　　1.2無(wú)線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)起源</p><p>　　1984年歐洲廣播聯(lián)盟（EBU）制定了無(wú)線數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)（RDS）的歐洲規(guī)范，并于1985年9月向國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)（CCIR）提交了以RDS作為FM廣播中傳送識(shí)別廣播電臺(tái)節(jié)目附加信息的標(biāo)準(zhǔn)方式建議書(shū)。1986年CCIR批準(zhǔn)將RDS作為世界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。自此歐洲各國(guó)紛紛開(kāi)設(shè)發(fā)RDS的廣播業(yè)務(wù)。1987年5月CCIR引入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（IS

22、O）的開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）的概念，進(jìn)而制定了RDS的參考模型[4]。與中波相比，RDS城市交通信息廣播的主要特點(diǎn)是利用現(xiàn)有的調(diào)頻廣播資源，通過(guò)廣播信號(hào)里插入數(shù)字碼實(shí)現(xiàn)，只需少量的投資即可建成廣播發(fā)射端。它與音頻信號(hào)是分開(kāi)的，絲毫不會(huì)干擾收音，也不會(huì)影響收音機(jī)音質(zhì)。當(dāng)收音機(jī)檢測(cè)和解調(diào)這些數(shù)字碼后，便能提供相應(yīng)的功能[5]。</p><p>　　因?yàn)閺V播原則上是單向的，采用OSI的結(jié)構(gòu)有一定的困難。盡管如此，在廣播

23、領(lǐng)域內(nèi)OSI參考模型仍舊被廣泛接受了。同時(shí)因?yàn)殡娦耪驅(qū)拵ЬC合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）發(fā)展，廣播正向綜合業(yè)務(wù)廣播（ISDB）發(fā)展，其間的相互結(jié)合是肯定的。</p><p>　　1.3無(wú)線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p>　　繼RDS歐洲標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)之后，美國(guó)于1993年出臺(tái)了美國(guó)的無(wú)線廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，稱之為RBDS（Radio Broadcast Data System，縮寫(xiě)：RBDS）[

24、6]。就數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)過(guò)程而言，二者沒(méi)有實(shí)質(zhì)區(qū)別。皆可相嵌于調(diào)頻立體聲廣播之中。二者的本質(zhì)區(qū)別在于數(shù)據(jù)同步過(guò)程中所用校驗(yàn)包格式的差別。聲音廣播系統(tǒng)的接收設(shè)備，屬聲像電器。它把天線接收到的高頻信號(hào)還原為音頻信號(hào)，加到揚(yáng)聲器上重放出聲音。1906年R.A.費(fèi)森登在美國(guó)馬薩諸塞州布蘭特巖城的實(shí)驗(yàn)室里，作了有史以來(lái)的第一次無(wú)線電廣播。1920年美國(guó)開(kāi)始調(diào)幅廣播。1941年開(kāi)始調(diào)頻廣播，并在1961年確定了與單聲道廣播兼容的立體聲廣播制式。80年代

25、，又在研究立體聲調(diào)幅廣播[7]。</p><p>　　1916年美國(guó)已有礦石收音機(jī)出售。1921年，收音機(jī)生產(chǎn)成為美國(guó)發(fā)展最快的工業(yè)部門之一，1922年銷售量達(dá)10萬(wàn)臺(tái)[8]。隨后收音機(jī)便以極快的速度在全世界普及。</p><p>　　收音機(jī)的類別很多。按接收的廣播制式分為調(diào)幅收音機(jī)、調(diào)頻收音機(jī)、調(diào)頻調(diào)幅收音機(jī)：按所用元器件分為電子管收音機(jī)、晶體管收音機(jī)、集成電路收音機(jī)：按接收的波段分為中

26、波收音機(jī)、中短波收音機(jī)、中波超短波收音機(jī)、長(zhǎng)中短波收音機(jī)、全波段收音機(jī)：按體積分為微型收音機(jī)、袖珍收音機(jī)、卡片式收音機(jī)、便攜式收音機(jī)、臺(tái)式收音機(jī)、落地式收音機(jī)：按使用的電源分為交流收音機(jī)、直流收音機(jī)、太陽(yáng)能收音機(jī)、交直流兩用收音機(jī)：按功能分為汽車收音機(jī)、立體聲收音機(jī)、鐘控收音機(jī)、電唱收音兩用機(jī)、收錄機(jī)和其他多用機(jī)等：按原理分為直放式收音機(jī)和超外差式收音機(jī)，前者在檢波前不改變?cè)瓉?lái)的接收頻率，后者不論所選收的電臺(tái)頻率大小，先把它變成一個(gè)較固

27、定的中間載頻（中頻），然后再對(duì)它進(jìn)行放大、檢波。常用的收音機(jī)是超外差式收音機(jī)，主要有調(diào)幅收音機(jī)、調(diào)頻收音機(jī)和調(diào)頻立體聲收音機(jī)三類[9]。</p><p>　　調(diào)頻（Frequeney Modulation，縮寫(xiě)：FM）是一種以載波的瞬時(shí)頻率變化來(lái)表示信息的調(diào)制方式。（與此相對(duì)應(yīng)的調(diào)幅方式是透過(guò)載波幅度的變化來(lái)表示信息，而其頻率卻保持不變。）在模擬應(yīng)用中，載波的頻率跟隨輸入信號(hào)的幅度直接成等比例變化。在數(shù)字應(yīng)用領(lǐng)域

28、，載波的頻率則根據(jù)數(shù)據(jù)序列的值作離散跳變，即所謂的頻率鍵控。</p><p>　　調(diào)頻技術(shù)通常運(yùn)用在甚高頻段VHF無(wú)線電上的高保真無(wú)線電音樂(lè)和語(yǔ)音的傳送。普通的（模擬）電視的音頻信號(hào)也是透過(guò)調(diào)頻方式傳遞。窄帶形式的調(diào)頻廣播（N-FM）限于商業(yè)上的聲音通訊和業(yè)余無(wú)線電領(lǐng)域，廣播中使用的調(diào)頻技術(shù)則一般稱為寬帶調(diào)頻（W-FM）。寬帶調(diào)頻（W-FM）和調(diào)幅相比，在同樣的調(diào)制信號(hào)作用下，寬帶調(diào)頻需要更寬的帶寬。但是這也使信

29、號(hào)具有更強(qiáng)的抗噪聲和干擾能力。調(diào)頻還具有較強(qiáng)的抗簡(jiǎn)單信號(hào)振幅衰減能力（simple signal amplitude fading phenomena）。因此，調(diào)頻被選做高頻、高保真無(wú)線電傳輸?shù)恼{(diào)制標(biāo)準(zhǔn)[10]。</p><p>　　RDS/RBDS系統(tǒng)可以在傳送調(diào)頻立體聲廣播節(jié)目的同時(shí)傳送公眾性的數(shù)據(jù)信息，不另外占用有限的頻率資源，不增加調(diào)頻發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，并且在普通調(diào)頻立體聲節(jié)目和RDS數(shù)據(jù)通道之間不發(fā)生干

30、擾情況下，不減小普通調(diào)頻立體聲節(jié)目的覆蓋范圍[11]。更重要的是根據(jù)我國(guó)的廣播政策，“我國(guó)調(diào)頻廣播將由中央、省（自治區(qū)、直轄市）、市和縣開(kāi)辦的調(diào)頻廣播節(jié)目組成四級(jí)混合覆蓋網(wǎng)。在技術(shù)規(guī)范中應(yīng)保證95%以上的人口能聽(tīng)好廣播，在城市與農(nóng)村同時(shí)有4～5個(gè)調(diào)頻廣播節(jié)目供選擇收聽(tīng)?！币虼?，我國(guó)的調(diào)頻廣播網(wǎng)覆蓋范圍非常廣，應(yīng)該充分利用廣播電臺(tái)已經(jīng)建成調(diào)頻廣播網(wǎng)這一優(yōu)勢(shì)，研究開(kāi)發(fā)通過(guò)RDS/RBDS發(fā)布數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)，建成既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的數(shù)據(jù)信息發(fā)布網(wǎng)[

31、12]。</p><p>　　通常的調(diào)頻立體聲廣播只占用調(diào)頻基帶的53 KHz以下的頻帶，而53 KHz以上的頻帶還可用于傳輸其它信息，如圖1-1所示。57 KHz±2.4 KHz用于數(shù)據(jù)廣播RDS。按照歐洲廣播聯(lián)盟（EBU）規(guī)定的傳輸格式，在其上主要傳送收音機(jī)輔助調(diào)諧用的數(shù)字信息，并可同時(shí)傳送尋呼機(jī)、DGPS和交通誘導(dǎo)等信息，還可在透明通道傳送其它信息。以67 KHz、76 KHz、92 KHz為中心

32、的信道稱輔助業(yè)務(wù)信道（SCA），其上的數(shù)據(jù)廣播并沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)定和格式，研制的廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以工作在中心頻率57 KHz～96 KHz、速率1 187.5 bps（中心頻率57 KHz）到2 kbps（中心頻率96 KHz），可在一個(gè)調(diào)頻廣播信道上開(kāi)展多套廣播數(shù)據(jù)服務(wù)[13]。來(lái)自網(wǎng)上的文件服務(wù)器或通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和電話線遠(yuǎn)程接人的信息源數(shù)據(jù)經(jīng)播出控制計(jì)算機(jī)處理后送入RDS編碼器，編碼器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙相頻移鍵控調(diào)制（DPSK），調(diào)制在RDS或

33、SCA信道上，然后與立體聲信號(hào)一起復(fù)合成調(diào)頻基帶信號(hào)（如圖1-1頻譜），再對(duì)VHF主載波調(diào)頻，經(jīng)發(fā)射塔發(fā)射出去。接收機(jī)具有自動(dòng)調(diào)諧功能，可搜索信道并鎖定在相應(yīng)的調(diào)頻臺(tái)及副載波上，經(jīng)解碼</p><p>　　本文僅分析作者開(kāi)發(fā)的RDS編解碼器的幀結(jié)構(gòu)、編解碼和同步的原理及實(shí)現(xiàn)方法。</p><p>　　圖1-1　廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)多工信號(hào)頻譜圖</p><p>　　1.4

34、RDS/RBDS系統(tǒng)框圖</p><p>　　本廣播數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用于87.0～108.0MHz立體聲（導(dǎo)頻制）或單聲道導(dǎo)頻聲音廣播。廣播數(shù)據(jù)接收機(jī)不應(yīng)受數(shù)據(jù)信道以外的信號(hào)干擾。</p><p>　　數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制在副載波上傳送，它與立體聲復(fù)合信號(hào)（或單聲信號(hào)）混合后，送到FM發(fā)射機(jī)的調(diào)制信號(hào)輸入端[15]。</p><p>　　RDS發(fā)送端設(shè)備和典型的接收機(jī)解碼器框圖

35、分別示于圖1-2和圖1-3[16]。</p><p>　　發(fā)送系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)將信息送人RDS編碼器，編碼器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙相頻移鍵控調(diào)制（DPSK），調(diào)制在RDS或SCA信道上，然后與立體聲信號(hào)一起復(fù)合成調(diào)頻基帶信號(hào)，再對(duì)VHF主載波調(diào)頻，經(jīng)發(fā)射塔發(fā)射。接收系統(tǒng)：調(diào)頻接收機(jī)接收發(fā)射塔送出的信號(hào)，并送入給解碼處理系統(tǒng)，對(duì)RDS/RBDS信號(hào)的濾波和解調(diào)、符號(hào)解碼等操作，最后通過(guò)主微處理器送出處理后的有效數(shù)據(jù)。</p

36、><p>　　圖1-2 發(fā)送端編碼器框圖</p><p>　　圖1-3 典型的接收機(jī)解碼器框圖</p><p>　　2 RDS decoder系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 RDS decoder系統(tǒng)組成</p><p>　　2.1.1 RDS decoder 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊</p><p>　

37、　RDS decoder系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊如圖2-1所示。它包括兩個(gè)模塊：解碼和糾錯(cuò)電路模塊（Decoding and Correction Circuits）、組與塊的同步檢查電路模塊（Group-and-Block Synchronization Detection Circuits）。其中，組與塊的同步檢查電路模塊（Group-and-Block Synchronization Detection Circuits）中包含PDC（Pol

38、ynomial Division Circuits）模塊和SCC（Syndrome Compare Circuits）模塊。首先，26位數(shù)據(jù)進(jìn)入，組與塊的同步電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，輸出塊標(biāo)志。DCC利用正確的偏置字對(duì)26 Bits數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和糾錯(cuò)，并輸出解碼后的16 Bits。</p><p>　　圖2-1 RDS解碼器模塊圖解</p><p>　　2.1.2 RDS decoder 系

39、統(tǒng)框圖</p><p>　　RDS decoder系框圖如圖2-2所示。主要包括三個(gè)模塊：PDC（Polynomial Division Circuits）模塊、SCC（Syndrome Compare Circuits）模塊、DCC（Decoding and Correction Circuits）。BufferForShiftRegister[26]是一個(gè)26位的緩存，NextBlockTag0和NextBl

40、ockTag1用來(lái)存放同步搜索過(guò)程中的塊標(biāo)志，BlockTag[5*8]用來(lái)存放同步后5個(gè)塊的塊標(biāo)志，Buffer[5*26]用來(lái)存放5個(gè)塊的數(shù)據(jù)，Offset Word Table中存放了6種類型塊的偏置字。當(dāng)26位緩存滿時(shí)，RDS decoder PDC模塊會(huì)輸出一個(gè)10 bit 的偏置字。SCC模塊對(duì)PDC輸出的10 bit偏置字進(jìn)行比較，看所計(jì)算出的偏置字是否在表3-1中，并輸出塊標(biāo)志。DCC利用正確的偏置字對(duì)來(lái)自Buffer的

41、26bits 進(jìn)行解碼和糾錯(cuò)，并輸出16bits。</p><p>　　圖2-2 RDS decoder系統(tǒng)框圖</p><p>　　3 RDS/RBDS數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1 RDS/RBDS系統(tǒng)</p><p>　　3.1.1 RDS/RBDS信號(hào)編碼</p><p>　　圖3-1是RDS/RBD

42、S數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)，每一幀即為一個(gè)group（組）。結(jié)構(gòu)中最大的單元稱為“組”，含104位，每個(gè)組包含4個(gè)各為26位的塊，每個(gè)塊包含16位信息字和10位校驗(yàn)字。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)RDS中，一組中的四個(gè)塊分別為Block1，Block2，Block3，Block4，其對(duì)應(yīng)的偏置字分別為A，B，C（C’），D。Block3的偏置字是C還是C’取決于具體的應(yīng)用。一旦應(yīng)用固定下來(lái)，每組就固定發(fā)C或C’。在美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)RBDS中，一組中四個(gè)塊的偏置字除了分別為A

43、，B，C（C’），D外，還可以是4個(gè)E塊。</p><p>　　圖3-1 RDS/RBDS數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1.2 位傳送順序</p><p>　　所有的信息字、校驗(yàn)字、二進(jìn)制數(shù)或二進(jìn)制地址值都是高位先傳送（見(jiàn)圖3-2 ）。因此，最后傳送的位權(quán)級(jí)為20。</p><p>　　數(shù)據(jù)傳送是完全同步的，各數(shù)據(jù)組與數(shù)據(jù)塊之間不留空

44、隙。</p><p>　　圖3-2 消息格式和尋址</p><p>　　其中：組型碼=4位；版型碼B0=1位；PI碼=16位；TP 碼=1位，PTY=5位。</p><p>　　校驗(yàn)字+偏置字=10位，為消息提供誤碼校驗(yàn)和塊、組同步。</p><p>　　t1<t2：每一組里首先傳送塊1，最后傳送塊4[17]。</p>&

45、lt;p>　　數(shù)據(jù)傳輸采用同步方式，幀與幀、碼志塊與碼塊之間無(wú)間隔。在正常解碼過(guò)程中，ABC（C’）DE四塊的校驗(yàn)碼規(guī)定如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 幀結(jié)構(gòu)中各塊校驗(yàn)偏置編碼</p><p><b>　　3.2編碼過(guò)程</b></p><p>　　3.2.1 編碼原理</p><p>　　所采用的

46、編碼是一種最佳的糾正突發(fā)誤碼的縮短循環(huán)碼，校驗(yàn)碼與各碼字的校驗(yàn)比特相加（模加2）后，產(chǎn)生出修正的校驗(yàn)比特。10個(gè)比特中，8個(gè)比特做偏差字識(shí)別，其余2個(gè)位邏輯比特。其縮短循環(huán)碼生成多項(xiàng)式為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　相應(yīng)地生成矩陣G0發(fā)射端通過(guò)一個(gè)16信息比特m與16×26的G矩陣相乘，所得結(jié)果再與每個(gè)塊特有的偏置字

47、（10個(gè)比特）模二加，便產(chǎn)生一個(gè)26比特的數(shù)據(jù)序列。接收端RDS/RBDS解碼器獲得RDS/RBDS時(shí)鐘信號(hào)和RDS/RBDS數(shù)據(jù)信號(hào)。接收到的無(wú)差錯(cuò)的比特系列與校驗(yàn)矩陣H相乘，便得要偏置字所對(duì)應(yīng)的伴隨式（校驗(yàn)字），從而建立起數(shù)據(jù)流的塊同步和組同步。實(shí)際上，把偏置字加到每一塊里，就等同于把誤碼加到每一塊里，即偏置字相當(dāng)于誤碼系列。如果信道上沒(méi)有別的誤碼，在收到的信息里就能通過(guò)計(jì)算伴隨式找到偏置字，從而確定接收到的數(shù)據(jù)塊是ABC（C’）D

48、E中的那一塊，即實(shí)現(xiàn)了同步。</p><p>　　所有RDS幀在傳輸過(guò)程中，無(wú)論真正的數(shù)據(jù)信息還是校驗(yàn)碼信息，都是最高位最先傳遞[18]。這樣，幀結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)淖詈笠粋€(gè)數(shù)據(jù)位或校驗(yàn)位的權(quán)重為20，在接收端可通過(guò)校驗(yàn)碼來(lái)更正傳輸過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤碼，該系統(tǒng)最多可糾正5個(gè)連續(xù)的誤碼。而其循環(huán)碼生成多項(xiàng)式就是公式（3-1），縮短循環(huán)碼的10位校驗(yàn)字是信息矢量乘以xx-n （n-k是校驗(yàn)位數(shù)，RDS系統(tǒng)中為10），再除以（

49、模2）生成多項(xiàng)式g（x）以后的余式，則由（3-l）式可得：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　?。ㄆ渲衜0～m15為RDS塊中信息比特，值為1或0），代表16位的信息向量。</p><p>　　一個(gè)塊的基本碼向量V(x)為：</p><p><b>　?。?-3）</b&g

50、t;</p><p>　　傳送碼向量C(x)是基本碼向量V(x)加上（模加2）10位偏置字d(x)，即：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　在傳輸過(guò)程中，先傳輸最高有效位，即c25x25到c10x10。而后是校驗(yàn)碼C’9x9到C’0x0。</p><p>　　這個(gè)編碼過(guò)程也可以用它的生成

51、短陣G來(lái)考慮，G由生成多項(xiàng)式導(dǎo)出來(lái)。16個(gè)信息為可表示為一個(gè)16×1的列矩陣，它乘以生成矩陣而得出信息位和校驗(yàn)位，再加上偏置字d(x)就得到完全的傳送碼向量。如圖3-3 為用二進(jìn)制表示的基本縮短循環(huán)碼生成的矩陣。</p><p>　　圖3-3 用二進(jìn)制表示的基本縮短循環(huán)碼生成的矩陣</p><p><b>　　于是：</b></p><p

52、><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。è挶硎灸?加）。</b>

53、</p><p>　　因而，把生成矩陣中對(duì)應(yīng)于信息向量中系數(shù)為“1”的所有各行模2加，就能計(jì)算出碼向量的校驗(yàn)位。</p><p><b>　　例如當(dāng)信息向量為：</b></p><p>　　m（x）=0000000000000001</p><p>　　則相應(yīng)的基本碼向量為：</p><p>　　

54、v（x）=00000000000000010110111001</p><p>　　即生成矩陣的最底一行。</p><p>　　加上偏置字，如d(x)=0110011000后，得到傳送碼向量：</p><p>　　c(x)=00000000000000010000100001</p><p>　　同樣的，對(duì)于各位均為“1”的信息向量：<

55、/p><p>　　m（x）=1111111111111111</p><p>　　v（x）=11111111111111110011001101</p><p>　　加上偏置字d(x) = 0110011000后，得到：</p><p>　　c（x）=11111111111111110101010101</p><p>　

56、　3.2.2 移位寄存器實(shí)現(xiàn)的編碼器</p><p>　　圖3-4為傳送26位數(shù)據(jù)塊編碼的移位寄存器線路，其編碼過(guò)程如下所述：</p><p>　　圖3-4 RDS碼塊編碼示意圖</p><p>　　在每一個(gè)塊起始時(shí)，把10位編碼移位寄存器清“零”。</p><p>　　打開(kāi)A、B門 （數(shù)據(jù)不經(jīng)任何處理通過(guò)），C門關(guān)閉（數(shù)據(jù)不能通過(guò)），16位

57、信息串按時(shí)鐘順序進(jìn)入編碼器并同時(shí)輸出到數(shù)據(jù)信道。狀態(tài)持續(xù)16個(gè)周期。</p><p>　　當(dāng)一塊16位信息進(jìn)入后，A， B門關(guān)閉，C門打開(kāi)。</p><p>　　解碼器中的移位寄存器按10個(gè)時(shí)鐘把校驗(yàn)字經(jīng)過(guò)模2加法器，對(duì)應(yīng)用與此塊的偏置字d（x）一位一位順序地加起來(lái)形成傳送的校驗(yàn)字并一如數(shù)據(jù)信道。</p><p>　　下個(gè)塊又重復(fù)這一循環(huán)。</p>&

58、lt;p><b>　　3.3 解碼過(guò)程</b></p><p>　　3.3.1 解碼原理</p><p>　　對(duì)一個(gè)收到的二進(jìn)制序列y，校驗(yàn)字s可按s=yH來(lái)計(jì)算，其中H是一個(gè)奇偶校驗(yàn)矩陣，如圖3-5所示。如果x是發(fā)送的二進(jìn)制序列，而y是收到的序列，則y⊕x是在y與x不同的每一個(gè)位置都是1的序列。這個(gè)序列叫做誤碼序列z。設(shè)x是一個(gè)碼字，則奇偶校驗(yàn)矩陣xH的定義便

59、是翻=0。于是</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　即s=zH </p><p>　　若信道中引入的誤碼是已知的，則校驗(yàn)字也就確定了。這一關(guān)系在系統(tǒng)中用于同步。如果把偏置字加到每一個(gè)塊里，就等同于把誤碼加到每一個(gè)塊里，即偏置字相當(dāng)于信道上的誤碼序列z如

60、果信道上沒(méi)有別的誤碼，在收到的信息里就能通過(guò)計(jì)算校驗(yàn)字s=yH找到偏置字[19]。</p><p>　　對(duì)不同的偏置字計(jì)算校驗(yàn)字，可以通過(guò)把每個(gè)字乘以奇偶矩陣H而很容易找到。例如，偏置字為A=0011111100：</p><p>　　現(xiàn)在奇偶校驗(yàn)矩陣H是：</p><p>　　圖3-5 基木縮短循環(huán)碼的奇偶校驗(yàn)矩陣</p><p>　　于是

61、s=zH=1111011000</p><p>　　其它校驗(yàn)字可用同樣的方法計(jì)算。用圖3-5矩陣所計(jì)算的對(duì)應(yīng)于偏置字A到D的校驗(yàn)字，如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 偏置碼與同步碼（校驗(yàn)字）對(duì)應(yīng)關(guān)系表</p><p>　　3.3.2 解碼器的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　解碼方法不只一種，無(wú)論用硬件或軟件技術(shù)均可實(shí)現(xiàn)解碼[20]。在

62、本課題中，我們通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)解碼。</p><p>　　圖3-6是一個(gè)移位寄存器的線路，用于傳送26位數(shù)據(jù)塊解碼及進(jìn)行誤碼檢驗(yàn)和矯正。</p><p>　　圖3-6 解碼與糾錯(cuò)電路</p><p>　　假設(shè)已獲得組與塊的同步，其解碼過(guò)程如下：</p><p>　　在每一個(gè)塊的開(kāi)始時(shí)，10位的校驗(yàn)字寄存器和16位的緩沖緩存器清“零”。</p

63、><p>　　打開(kāi)門A和門B（導(dǎo)通），關(guān)閉門C（阻斷），16位的數(shù)據(jù)信息送入校驗(yàn)子寄存器和緩沖寄存器。</p><p>　　關(guān)閉門B，打開(kāi)門C 10個(gè)周期，使得10位校驗(yàn)碼進(jìn)入10位的校驗(yàn)子寄存器中。把對(duì)應(yīng)于相應(yīng)碼塊的偏置字從校驗(yàn)字中通過(guò)模2加法器作連續(xù)比特相減的操作。</p><p>　　門A打開(kāi)，16位數(shù)據(jù)信息從數(shù)據(jù)緩存器按時(shí)鐘取出，同時(shí)同步寄存器數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)計(jì)算。

64、</p><p>　　當(dāng)校驗(yàn)字寄存器中最左邊的5級(jí)電路輸出全部為零時(shí)，最長(zhǎng)為5位的突發(fā)誤碼可能存在于寄存器最右邊的5級(jí)電路里。</p><p>　　此時(shí)，門A關(guān)閉，校驗(yàn)子寄存器的內(nèi)容與來(lái)自緩沖寄存器的比特流逐位相加。如果在緩沖寄存器騰空以前最左邊的5級(jí)沒(méi)有全變?yōu)榱?，則要么已經(jīng)產(chǎn)生了一個(gè)不可矯正的誤碼，要么該誤碼是在檢驗(yàn)位里。</p><p>　　如果沒(méi)有出現(xiàn)類似情況

65、，那么下一個(gè)碼塊又重復(fù)這一循環(huán)。</p><p>　　這種解碼方式中，同步寄存器的設(shè)計(jì)要和生成多項(xiàng)式g(x)相關(guān)。同時(shí)，在接收端還要有碼塊的同步機(jī)制（同步過(guò)程發(fā)生在切換到一個(gè)新的電臺(tái)、經(jīng)歷了一段信號(hào)很差的路段，失去了同步）。要求同步信號(hào)s必須在每26比特串中都被計(jì)算一次，亦即，在每個(gè)碼塊所存儲(chǔ)的26比特信息后，同步信號(hào)標(biāo)識(shí)都需要被計(jì)算[21]。</p><p>　　當(dāng)兩個(gè)連續(xù)有效的碼塊被檢

66、測(cè)到，并且，符合傳輸協(xié)議（符合ABC/C'D校驗(yàn)碼順序）。那么就認(rèn)為已與發(fā)射同步，此時(shí)可用ABC/C'D的順序?qū)?shù)據(jù)流進(jìn)行下一步的處理，否則認(rèn)為同步過(guò)程沒(méi)有完成，繼續(xù)進(jìn)行同步的檢測(cè)[22]。</p><p><b>　　4 組與塊的同步 </b></p><p>　　4.1 RDS decoder系統(tǒng)狀態(tài)切換</p><p>　

67、　系統(tǒng)初始時(shí)處于狀態(tài)0（syncState=0），這時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行同步搜索，當(dāng)系統(tǒng)找到第一個(gè)同步字時(shí)，由狀態(tài)0切換至狀態(tài)1，（syncState=1），系統(tǒng)繼續(xù)搜索第二個(gè)同步字，當(dāng)搜索到第二個(gè)同步字，并且第二個(gè)同步字與第一個(gè)同步字順序正確（即符合AB，BC，BC’，CD，C’D，DA，DE，EA這8種規(guī)律），系統(tǒng)由狀態(tài)1切換至狀態(tài)2（syncState=2），這時(shí)系統(tǒng)同步建立了。同步建立之后，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)塊的偏置字進(jìn)行確認(rèn)并譯碼。對(duì)每個(gè)塊

68、進(jìn)行譯碼之后，都要檢測(cè)是否發(fā)生了失鎖，如果沒(méi)有失鎖，譯碼繼續(xù)進(jìn)行。一旦失鎖，系統(tǒng)由狀態(tài)2切換至狀態(tài)0，然后重新進(jìn)行同步搜索，重復(fù)上面的過(guò)程[12]。系統(tǒng)狀態(tài)切換見(jiàn)圖4-1。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)狀態(tài)切換</p><p>　　4.2 組與塊的同步原理</p><p>　　4.2.1 組與塊同步的獲得</p><p>　　為使接收機(jī)

69、在開(kāi)機(jī)時(shí)，調(diào)諧到一個(gè)新電臺(tái)，或者在長(zhǎng)時(shí)間信號(hào)衰落之后獲得組與塊的同步，必須對(duì)收到的每一個(gè)26位序列計(jì)算出校驗(yàn)字S。即對(duì)已按每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖存儲(chǔ)的26位序列依每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖計(jì)算校驗(yàn)字。</p><p>　　這種一位一位的校驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行，直到n×26位的距離（n=1，2，3等）找到了對(duì)應(yīng)于正確的偏置字并在一個(gè)群的正確序列里即[A，B，C（或C'），D]的兩個(gè)校驗(yàn)字。做到這一點(diǎn)，解碼器就同步了。發(fā)射時(shí)

70、加到奇偶校驗(yàn)位的偏置字，在接收機(jī)必須在檢驗(yàn)和糾正誤碼之前被減去。</p><p>　　4.2.2 失步的檢查</p><p>　　盡快檢查出失步非常重要。一種可能的方法是像獲取同步那樣連續(xù)地檢查校驗(yàn)子。但是，信道里的誤碼使得連續(xù)收到所要的校驗(yàn)子很困難，因此必須靠某些塊（如多達(dá)50塊）的信息來(lái)作。另一種可能的方法是檢查每一塊里的誤碼數(shù)，根據(jù)50塊的總誤碼數(shù)來(lái)作判斷。</p>&

71、lt;p>　　檢查一個(gè)位的塊同步滑移的一種可能辦法是使用PI碼,PI碼經(jīng)過(guò)任何給定的傳輸,通常不會(huì)改變。如果正確的收到了給定的PI碼，但發(fā)現(xiàn)它向左或向右移了一位，就檢出了一個(gè)位的時(shí)鐘滑移。于是解碼器就能立即校正這個(gè)時(shí)鐘滑移。</p><p><b>　　4.3 同步搜索</b></p><p>　　4.3.1 同步過(guò)程</p><p>　

72、　圖4-2 同步檢查電路</p><p>　　圖4-2給出一種從收到的數(shù)據(jù)流中獲得群和塊同步信息的移位寄存器電路方框圖。可以看出，它包含3個(gè)主要部分：</p><p>　　一個(gè)26位的移位寄存器。它或者作為一個(gè)單純的26位延時(shí)寄存器（A/B輸入選擇器為高電平），或者作為一個(gè)循環(huán)移位寄存器（A/B輸入選擇器為低電平）。</p><p>　　一個(gè)多項(xiàng)式除法電路，包含一個(gè)

73、帶有對(duì)應(yīng)于生成多項(xiàng)式g(x)的反饋分支的10位移位寄存器。</p><p>　　一個(gè)組合邏輯電路，有7路輸出，分別為A，B，C (C’)，D和E，錯(cuò)誤塊標(biāo)志。</p><p>　　同步搜索電路把26位數(shù)據(jù)串行的送進(jìn)多項(xiàng)式除法移位寄存器去計(jì)算校正字（即多項(xiàng)式除法的余數(shù)）。如果這26個(gè)位恰好是一個(gè)有效的碼字，那么校正字就是x10d(x)模g(x)例如，若偏置字為d(x)=0011111100；

74、那么對(duì)應(yīng)于此塊的正確的校正字就是0l01111111。</p><p>　　對(duì)應(yīng)于偏置字A到D的校正字為表4-1所示。</p><p>　　在下一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘脈沖時(shí)，對(duì)26位移位寄存器最左邊那個(gè)單元里的新數(shù)據(jù)位重復(fù)整個(gè)過(guò)程，所有其它位向右移動(dòng)一位。這樣，每26個(gè)位通常取得一個(gè)塊同步脈沖，標(biāo)明所收到的每一個(gè)塊的終止。此外，由于這個(gè)電路能識(shí)別A，B，C，C'或D中哪一個(gè)偏置字被加在塊里，

75、而群同步也能由此獲得。</p><p>　　首先每接收到一位revBit，先暫存在緩沖BufferForShiftRegister[26]中，當(dāng)接收到26位時(shí)，PDC會(huì)計(jì)算出一個(gè)10位的偏置字（偏置字計(jì)算電路見(jiàn)圖4-3），把PDC計(jì)算出的偏置字與表4-1中的六種偏置字做比較。如果計(jì)算出來(lái)的偏置字不在表4-1中，接收新的一位revBit移入緩沖中，緩沖中其他25位依次移位一次，然后PDC重新計(jì)算偏置字，如此往復(fù)，直

76、至計(jì)算出來(lái)的偏置字在表4-1中為止。如果在表4-1中，進(jìn)入第二步。</p><p>　　繼續(xù)接收26位，把PDC計(jì)算出的偏置字與表4-1中的六種偏置字做比較。如果計(jì)算出的偏置字在表4-1中，且與第一步當(dāng)中計(jì)算出的偏置字出現(xiàn)在一個(gè)組的正確序列里，即AB，BC，BC’，CD，C’D，DA，DE，EA這八種情況，這樣同步就建立了。（注意：當(dāng)出現(xiàn)EE時(shí)，不能認(rèn)為同步建立了，理由是仿真時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用EE會(huì)出現(xiàn)假同步。）否則，

77、重復(fù)第一步。</p><p>　　圖4-3 偏置字計(jì)算電路</p><p>　　表4-1 偏置碼與同步碼（校驗(yàn)字）對(duì)應(yīng)關(guān)系表</p><p>　　4.3.2 偏置字確認(rèn)</p><p>　　同步搜索完后，建立了同步，之后每接收到一個(gè)塊，然后利用其正確的偏置字進(jìn)行解碼。為了確認(rèn)偏置字，這里提出一種方案：利用包含當(dāng)前塊在內(nèi)的5個(gè)塊來(lái)確認(rèn)當(dāng)前塊的偏

78、置字。每個(gè)塊的塊標(biāo)志存放在一個(gè)8位的數(shù)組中，塊標(biāo)志0~5中如果為“1”表示為該塊，“0”表示不是該塊，塊標(biāo)志第7位如果為“1”表示該塊有錯(cuò)。塊標(biāo)志示意圖如表4-2所示。5個(gè)塊的序號(hào)標(biāo)記為：01234，第0塊為當(dāng)前快，1，2，3，4為之后來(lái)的4塊。塊狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖見(jiàn)圖4-4所示。</p><p><b>　　表4-2 塊標(biāo)志</b></p><p>　　圖4-4 塊狀態(tài)轉(zhuǎn)換

79、圖</p><p>　　下面具體說(shuō)一下偏置字確認(rèn)過(guò)程：</p><p>　　如果第0塊是A塊，1，2，3塊應(yīng)該分別是B，C（C’），D。C/C’與具體的應(yīng)用有關(guān)，針對(duì)不同的應(yīng)用，會(huì)產(chǎn)生C/C’識(shí)別的模糊問(wèn)題。這里C，C’的處理方法是這樣的：初始化時(shí)為C，在解碼的過(guò)程中，一旦檢測(cè)到正確的C’，即認(rèn)為該臺(tái)發(fā)射的C’，之后采用C’進(jìn)行解碼，否則采用C進(jìn)行解碼）。</p><p

80、>　　可以確定第0塊為A塊，第1，2，3塊如果有錯(cuò)，相應(yīng)塊的標(biāo)志位置1</p><p>　　AXXX--->AXXX□--->AXXXA--->可以確定第0塊為A塊，第1，2，3塊修改為BCD</p><p>　　--->AXXXE--->可以確定第0塊為A塊，第1，2，3塊修改為BCD</p><p>　　--->AXXX

81、X--->不能確定第0塊為A塊，但第1，2，3位修改為BCD</p><p>　　如果1，2，3中至少有一塊是對(duì)的，且順序是正確的，那么可以確定當(dāng)前塊是A塊，確定完當(dāng)前塊標(biāo)志后，如果1，2，3塊中有錯(cuò)的，則把相應(yīng)塊的塊標(biāo)志置1；</p><p>　　如果1，2，3中三塊全錯(cuò)，則看第4塊，如果第4塊是A或者E，則可以確定當(dāng)前塊為A塊，并把1，2，3塊相應(yīng)的塊標(biāo)志置1，如果第4塊錯(cuò)了，則

82、不能確定當(dāng)前塊為A塊，雖然如此，還是把當(dāng)前塊看成是A塊進(jìn)行解碼，1，2，3塊相應(yīng)的塊標(biāo)志置為1。</p><p>　　如果第0塊是B塊，1，2，3塊應(yīng)該分別是C（C’），D，A或C（C’），D，E。</p><p>　　可以確定第0塊是B塊，第1，2塊有錯(cuò)可以修改為C（C’）D。</p><p>　　如果第3塊錯(cuò)了，則由第4塊來(lái)決定，如果第4塊為B或E，則第3塊修改

83、為A或E。如果第4塊也錯(cuò)了，則第3塊無(wú)法修改。</p><p>　　如果1，2，3中三塊全錯(cuò)，則看第4塊，如果第4塊為B或者E，則可以確定當(dāng)前塊為B，并把1，2，3塊相應(yīng)的塊標(biāo)志置1；如果第4塊也錯(cuò)了，則不能確定當(dāng)前塊，雖然如此，還是把當(dāng)前塊看成是B塊進(jìn)行解碼，1，2塊相應(yīng)的塊標(biāo)志置為1。</p><p>　　③如果第0塊是C塊，1，2，3塊應(yīng)該分別是DAB或DEE。</p>

84、<p>　　可以確定第0塊是C塊，第1塊有錯(cuò)修改為D。</p><p>　　C□A□--->第1塊有錯(cuò)則修改為D，第3塊有錯(cuò)則修改為B。</p><p>　　C□E□--->第1塊有錯(cuò)則修改為D，第3塊有錯(cuò)則修改為E。</p><p>　　C□X□---> C□XB--->第1塊有錯(cuò)則修改為D，第2塊修改為A。</p>

85、<p>　　C□XE--->第1塊有錯(cuò)則修改為D，第2塊修改為E。</p><p>　　C□XX---> C□XX□---> C□XXC-->第2，3塊修改為AB。</p><p>　　C□XXE—>第2，3塊修改為EE。</p><p>　　C□XXX-->第2，3塊暫時(shí)無(wú)法修改。</p><p

86、>　　如果0，1，2，3塊是CDAB，CXAB，CDXB，CDAX，CXXB，CDXX，CXAX，CDEE，CXEE，CDXE，CDEX這11種情形，則可以確定當(dāng)前塊為C塊，確定完當(dāng)前塊標(biāo)志后，如果第1塊是錯(cuò)的，則把該塊的塊標(biāo)志置1；如果第2塊是錯(cuò)的，則由第3塊來(lái)決定，如果第3塊是B或E，則把第2塊標(biāo)志為A或E；如果第2，3塊錯(cuò)了，則由第4塊來(lái)決定，如果第4塊為C或E，則第2塊標(biāo)志為A或E，第3塊標(biāo)志為B或E；如果2，3，4塊全錯(cuò)

87、，則第2，3塊的塊標(biāo)志暫時(shí)無(wú)法確定。</p><p>　?、苋绻?塊是C’塊，確定情形跟C塊是類似的。</p><p>　?、萑绻?塊是D塊，1，2，3塊應(yīng)該分別是ABC或EEE。</p><p>　　可以確定第0塊是D塊。</p><p>　　DA□□--->第2，3塊有錯(cuò)則修改為BC。</p><p>　

88、　DE□□--->第2，3塊有錯(cuò)則修改為EE。</p><p>　　DX□□--->DXB□-->第1塊修改為A，第3塊有錯(cuò)則修改為C。</p><p>　　--->DXE□-->第1塊修改為E，第3塊有錯(cuò)則修改為E。</p><p>　　--->DXX□--> DXXC-->第1，2塊修改為AB。</p>

89、<p>　　DXXE-->第1，2塊修改為EE。</p><p>　　DXXX--DXXX□-->DXXXD-->第1，2，3塊修改為ABC。</p><p>　　-->DXXXE-->第1，2，3塊修改為EEE。</p><p>　　-->DXXXX—>第1，2，3塊無(wú)法確定。</p><

90、p>　　如果0，1，2，3塊是DABC，DXBC，DAXC，DABX，DXXC，DAXX，DXBX，DEEE，DXEE，DEXE，DEEX這11種情形，則可以確定當(dāng)前塊是D塊，確定完當(dāng)前塊標(biāo)志后，如果第1塊是對(duì)的，則第2，3塊很容易確定；如果第1塊是錯(cuò)的，則由第2塊來(lái)決定，如果第2塊為B或者E，則第1塊標(biāo)志位A或E；如果第1，2塊是錯(cuò)的，則由第3塊來(lái)決定，如果第3塊為C或E，則第1，2塊標(biāo)志位AB或EE；如果1，2，3塊全錯(cuò)，則由

91、第4塊來(lái)決定，如果第4塊為D或E，則第1，2，3塊標(biāo)志為ABC或EEE；如果1，2，3，4全錯(cuò)，則第1，2，3的塊標(biāo)志無(wú)法確定。</p><p>　　⑥如果第0塊是E塊，1，2，3塊可能是ABC（C’）或EAB或EEA或EEE。</p><p>　　如果0，1，2，3塊是EABC（C’），EXBC（C’），EAXC（C’），EABX，EXXC（C’），EAXX，EXBX；EEAB，EXAB

92、，EEXB，EEAX，EXXB，EEXX，EXAX；EEEA，EXEA，EEXA，EEEX，EXXA，EXEX；EEEE，EXEE，EEXE，EXXE這24種情形，則可以確定當(dāng)前塊是E塊，確定完當(dāng)前塊后，后續(xù)塊標(biāo)志的修改原則如下：</p><p>　　EA□□---第2，3塊有錯(cuò)則修改塊標(biāo)志；</p><p>　　EE□□---->EEA□第3塊有錯(cuò)則修改塊標(biāo)志；</p>

93、<p>　　---->EEE□->EEEE</p><p><b>　　->EEEA</b></p><p>　　->EEEX->EEEX□->EEEXB->第3塊有錯(cuò)修改為A；</p><p>　　->EEEXA->第3塊有錯(cuò)修改為E；</p><p>

94、;　　->EEEXX->第3塊無(wú)法修改；</p><p>　　---->EEX□->EEXB->第2塊修改為A；</p><p>　　->EEXA->第2塊修改為E；</p><p>　　->EEXE->第2塊修改為E；</p><p>　　->EEXX->EEXX□->

95、EEXXC->第2，3塊有錯(cuò)修改為AB；</p><p>　　->EEXXB->第2，3塊有錯(cuò)修改為EA；</p><p>　　->EEXXA->第2，3塊有錯(cuò)修改為EE；</p><p>　　->EEXXE->第2，3塊有錯(cuò)修改為EE；</p><p>　　->EEXXX->第2，3塊無(wú)

96、法修改；</p><p>　　EX□□--->EXB□->第1塊修改為A，第3塊有錯(cuò)修改為C（C’）；</p><p>　　--->EXA□->第1塊修改為E，第3塊有錯(cuò)修改為B；</p><p>　　--->EXE□->EXEA->第1塊修改為E；</p><p>　　->EXEE->第

97、1塊修改為E；</p><p>　　->EXEX->EXEX□->EXEXB->第1塊修改為E，第3塊修改為A；</p><p>　　->EXEXA->第1，3塊修改為E；</p><p>　　->EXEXE->第1，3塊修改為E；</p><p>　　->EXEXX-> 第1塊修改

98、為E，第3塊無(wú)法確定；</p><p>　　--->EXX□->EXXC->第1，2塊修改為A，B；</p><p>　　->EXXB->第1，2塊修改為E，A；</p><p>　　->EXXA->第1，2塊修改為E，E；</p><p>　　->EXXE->第1，2塊修改為E，E；&l

99、t;/p><p>　　->EXXX->EXXX□->EXXXD->第1，2，3塊修改為A，B，C；</p><p>　　->EXXXC->第1，2，3塊修改為E，A，B；</p><p>　　->EXXXB->第1，2，3塊修改為E，E，A；</p><p>　　->EXXXA->第1，

100、2，3塊修改為E，E，E；</p><p>　　->EXXXE->第1，2，3塊修改為E，E，E；</p><p>　　->EXXXX->第1，2，3塊無(wú)法確定； </p><p>　　⑦如果第0塊是X塊。由于發(fā)生不可識(shí)別的塊可能出現(xiàn)在D塊后面錯(cuò)4塊或者E塊后面錯(cuò)4塊，這里分四種情形：第一種，X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第1塊，則此種X塊的塊標(biāo)

101、志可由后面三塊的塊標(biāo)志來(lái)確定，后面三塊可能是BCD，也可能是EEE，只要后面三塊中有兩塊是對(duì)的，即可確定第0塊X的塊標(biāo)志；第二種，X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第二塊，則此種X塊的塊標(biāo)志可由后面三塊的塊標(biāo)志來(lái)確定，后面三塊可能是CDA，CDE，EEA，EEE，只要后面三塊中有兩塊是對(duì)的，即可確定第0塊X的塊標(biāo)志；第三種，X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第三塊，則此種X塊的塊標(biāo)志可由后面三塊的塊標(biāo)志來(lái)確定，后面三塊可能是DAB，DEE，EAB，EEE，要確

102、定第0塊的塊標(biāo)志，此時(shí)第一塊一定要對(duì)，第2，3塊中對(duì)一塊即可確定第0塊的塊標(biāo)志；第四種，X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第4塊，此塊無(wú)法糾正。示意圖如下：</p><p>　　X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第1塊（紅色標(biāo)記），即DXXXX或EXXXX</p><p>　　XBCD，XXCD，XBXD，XBCX-X確定為A</p><p>　　XEEE，XXEE，XEXE，XEEX--

103、>X確定為E</p><p>　　X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第2塊（紅色標(biāo)記），即DXXXX或EXXXX</p><p>　　XCDA，XXDA，XCXA，XCDX--> X確定為B</p><p>　　XCDE，XXDE，XCXE，XCDX--> X確定為B</p><p>　　XEEA，XXEA，XEXA，XEEX-->

104、; X確定為E</p><p>　　XEEE，XXEE，XEXE，XEEX--> X確定為E</p><p>　　X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第3塊（紅色標(biāo)記），即DXXXX或EXXXX</p><p>　　XDAB，XDAX，XDXB--> X確定為C或C’</p><p>　　XDEE，XDEX，XDXE--> X確定為C或C

105、’</p><p>　　XEAB，XEAX，XEXB--> X確定為E</p><p>　　XEEE，XEEX，XEXE--> X確定為E</p><p>　　X塊是E或D塊之后錯(cuò)的第4塊（紅色標(biāo)記），即DXXXX或EXXXX</p><p><b>　　此種X塊無(wú)法確定。</b></p>&l

106、t;p>　?、嗳绻?塊是偽對(duì)塊。在D塊、E塊后出現(xiàn)連續(xù)的錯(cuò)4塊，但是這4塊的某些塊的塊標(biāo)志block[][7]未必為0，這種塊稱為偽對(duì)塊。一旦發(fā)現(xiàn)偽對(duì)塊，將把之認(rèn)為是錯(cuò)塊進(jìn)行處理。</p><p><b>　　5 失鎖機(jī)制</b></p><p>　　盡快檢查出失步非常重要。有三種方案：①由于PI碼在任意組型中都會(huì)出現(xiàn)，且出現(xiàn)在每組的第一個(gè)塊塊A中。由于美國(guó)標(biāo)

107、準(zhǔn)中，可能會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的4個(gè)塊E，這樣利用PI碼來(lái)設(shè)置失鎖門限不夠準(zhǔn)確。②由于偏置字計(jì)算電路計(jì)算出的偏置字的平均誤塊性能與譯碼前后的誤碼率呈線性關(guān)系，為此可以利用偏置字來(lái)設(shè)置某種BER下失鎖門限所需要的誤碼塊數(shù)[23]。③利用DCC電路中或非門譯碼完后最終的輸出（此輸出記作為xor）來(lái)判斷塊是對(duì)的還是錯(cuò)的。當(dāng)xor=1時(shí)，表示該塊是對(duì)的，或者該塊錯(cuò)誤在可以糾正的范圍之內(nèi)；當(dāng)xor=0時(shí)，表示該塊出現(xiàn)了不可糾的錯(cuò)。由此，可設(shè)置某種BER下失

108、鎖門限所需要的誤碼塊數(shù)。</p><p>　　由于偏置字并不總是對(duì)的，在塊錯(cuò)誤可糾正的情況下，利用第3種方案來(lái)設(shè)置某種BER下的失鎖門限更為合理。</p><p><b>　　6 程序流程圖</b></p><p>　　圖6-1 程序流程圖</p><p><b>　　7 仿真結(jié)果及結(jié)論</b>&l

109、t;/p><p>　　本課題仿真利用偏置字和xor信號(hào)兩種失鎖機(jī)制下的每64塊錯(cuò)誤塊的平均誤塊性能。本文給出了譯碼后希望達(dá)到的誤碼率所需的失鎖門限BBL和臨界失鎖的幀數(shù)numFrame，見(jiàn)表7-1。譯碼時(shí)，利用偏置字或xor信號(hào)來(lái)每64塊中錯(cuò)誤塊數(shù)，當(dāng)錯(cuò)誤塊數(shù)大于失鎖門限時(shí)，系統(tǒng)將失鎖，重新進(jìn)入同步搜索。本文還給出了兩種方案下臨界失鎖幀數(shù)numFrame，通過(guò)臨界失鎖幀數(shù)numFrame可以獲得信號(hào)質(zhì)量不好時(shí)不會(huì)發(fā)生

110、失鎖的最短時(shí)間，該最短時(shí)間=numFrame*4*26/1187.5 S。臨界失鎖幀數(shù)numFrame是這樣獲得的：先發(fā)送1000幀Eb/N0=7.5dB的數(shù)據(jù)，再發(fā)Eb/N0=0dB的數(shù)據(jù)，最后發(fā)1000幀Eb/N0=7.5dB的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　表7-1 失鎖門限</b></p><p>　　本文仿真了譯碼前、譯碼后的誤碼性能，兩種失鎖機(jī)制下的平

111、均誤塊率性能。仿真結(jié)果見(jiàn)表格7-1和圖7-1所示。Theoretical是指譯碼前的理論性能，即BPSK理論誤碼性能，simuOfBeforeDecode是指譯碼前的仿真結(jié)果，simuOfAfterDecode是指譯碼后的實(shí)際仿真結(jié)果，simuOfAfterDecodeUsingPerfectOffsetWord是指采用與發(fā)端相同偏置字的譯碼仿真結(jié)果，BlockErrorRateUsingOffsetWord是指采用偏置字作為失鎖機(jī)制的

112、平均誤塊率，BlockErrorRateUsingXor是指采用解碼與糾錯(cuò)電路中xor輸出作為失鎖機(jī)制的平均誤塊率。</p><p>　　表7-1 RDS誤碼性能和失鎖性能數(shù)據(jù)</p><p>　　圖7-1 RDS誤碼性能、失鎖性能</p><p>　　本仿真結(jié)果是在失鎖機(jī)制關(guān)閉的情況下得到的。從圖中可以看出，譯碼前的仿真誤碼率與理論誤碼率完全吻合； Eb/N0大于