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        車載移動電視接收的系統方案

        作者: 時間:2013-02-17 來源:網絡 收藏
        在柏林推出的DVB T(地面數字廣播)數字電視也已經影響到汽車娛樂系統中的電視接收?,F在,汽車電視接收機不僅能夠接收模擬電視信號(它仍將在城市以外的地區繼續存在數年),而且也能夠接收和處理DVB T信號。Hirschmann Electronics已經開發出基于FPGA的“混合電視接收機”,以滿足此類新興的需求。新的混合接收機還采用了改進的分集算法,獲得更好的模擬接收質量。

        最初規劃的模擬電視發射機是面向固定的家庭用戶,在屋頂上安裝定向天線就可以收到清晰的圖像。然而,用于移動電視接收的天線通常安放得都更低。不僅天線高度不一,而且由于接收的信號隨著汽車的運行路線不斷地變化,在這種情況下也無法使用定向天線。另外,由于信號經建筑物或其它車輛的散射和折射,接收的信號會相互疊加。這樣會導致信號的損失(Rayleigh幅度分布)。

        德國(柏林)第一代DVB T網絡是為便攜接收而不是移動接收而設計的。因此,要獲得令人滿意的車內電視接收效果需要具有多天線的“分集”系統。例如,使用“掃描分集”技術,系統自行控制在不同天線之間切換,選擇具有最高接收電平的天線。對于模擬電視,因為視頻和聲音的載波相差5MHz,且受到不同源的干擾,所以可以分別對視頻和聲音進行這種切換。

        Hirschmann的接收機為疊加接收信號的模擬電視設計了一個改良的專用過程。首先掃描信號,然后對時間同步,之后測算每個獨立信號的質量。采用這種測試方法確定“權重因子”。這些權重因子乘以每個接收信號。這種處理過程得到的信號比單一的最佳接收信號具有更好的信噪比。

        DVB T接收機天線采用MRC(最大比值合并)分集。采用這種方式,將最佳的載波信號組合形成輸出信號,即使車輛的運行速度超過100Km/h(60mph)也能確保汽車電視獲得良好的接收質量。

        頻率分集的作用獨立于天線分集:在接收過程中,Hirschmann混合電視接收機無需對用戶部分作任何操作,就掃描發射機情況。如果發現某個信道承載同樣的內容,但接收質量更好,設備會自動切換到這個新的信道。這樣用戶就可以在旅行過程中連續不斷地觀看節目,而不必當汽車經過某個發射臺覆蓋范圍時手動調諧。

        接收機體系

        電路框圖是采用三路接收的Hirschmann混合電視接收機示例。雖然系統可以增減可能的接收通道數量,一般推薦兩至四個通道。接收通道數量越多會改善接收質量,但同時也會增減系統硬件和軟件復雜性。

        調諧器使用的輸入信號是從集成天線接收到的RF信號――碟形天線通常通過受控放大器接到單獨的調諧器上。調諧器是混合調諧器,可接收任何標準的模擬信號和DVB T信號。對于模擬接收,調諧器中會集成相應的解調器。在模擬接收過程中,模數轉換器掃描模擬視頻和音頻信號,將其送往混合接收機的FPGA器件。

        在DVB-T接收過程中,編碼正交頻分復用器(COFDM)解調器將送出MPEG數據流。獨立的COFDM解調器連接在一起,實現所需的MRC分集,優化MPEG數據流。MPEG解碼器從MPEG數據流中提取出視頻、音頻和數據信號。然后這些信號也送往FPGA。MPEG解碼器連接著外部SDRAM存儲器。

        用FPGA進行數字信號處理

        所有的數字信號處理,包括模擬視頻和聲音的天線分集、基帶聲音處理、電文譯碼和其它數據內容如視頻節目系統(VPS)、管理和存儲SDRAM存儲器中的這些信息以及通過串口和控制主機通信等,都可以在Altera Cyclone EP1C12 FPGA中完成。Cyclone FPGA不僅提供了邏輯和算術功能,其中的RAM也可以用于諸如FIFO等功能。

        Hirschmann分集接收機的設計者充分利用Altera的開發工具,創建支持系統功能所需的復雜單元。例如,Altera的FIR編譯器能自動生成有限沖激響應濾波器(FIR),SOPC Builder工具能生成控制器系統。該控制器包括Nios嵌入處理器,以及RAM、串口和SDRAM控制器。FPGA的配置數據存放在EPCS4串行Flash存儲器中,當接收機打開時加載到FPGA中。

        FPGA處理的圖形數據發送給數模轉換器,在電視屏上顯示模擬信號。從FPGA送出的音頻數字信號送給MOST接收機,然后送給MOST總線。當用戶通過MMI輸入控制指令,這些指令也會通過MOST總線發送給收發信機。主機控制器和接收機的可配置部分之間進行通信,管理整個系統的控制功能。

        低成本的FPGA

        Hirschmann電視接收機中使用的低成本Cyclone EP1C12器件有12,000多個邏輯單元和234Kbit的嵌入存儲器。該系列中的所有五個器件都有汽車溫度范圍(-40°C至+125°C)的產品。這些器件中的嵌入存儲器由多個4,608bit的存儲塊組成,可以快速地訪問本地的數據存儲器資源。每個存儲塊支持多種配置,包括真雙口和單口RAM、ROM和FIFO。由于Cyclone FPGA提供了專用接口,能夠很容易地配置為同DDR-SDRAM或FCRAM通信。該接口具有高達266Mbps的快速可靠的數據傳送性能。

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