本文關(guān)鍵詞：DRM廣播的性能優(yōu)化和移動平臺移植

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【摘要】：眾多先進的有線與無線數(shù)字通信方式的崛起使得人們可以便捷地享受各種高速數(shù)字數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),這讓一些傳統(tǒng)的模擬通信方式逐漸失去人們的青崍,調(diào)幅(AM, Amplitude Modulation)廣播則是其中的代表。為了讓傳統(tǒng)的AM廣播重新煥發(fā)活力,以DRM (Digital Radio Mondiale)為代表的數(shù)字聲音廣播的概念應(yīng)運而生。DRM廣播在傳統(tǒng)AM廣播設(shè)備的基礎(chǔ)上加以改進就可以實現(xiàn)數(shù)字信息的傳輸,因而推廣成本較低,具有極大的潛力。針對DRM數(shù)字聲音廣播,為了進一步了解其工作原理,提升其性能并推廣其應(yīng)用,本文進行了以下3個方面的工作：首先,DRM物理層使用了正交頻分復(fù)用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)調(diào)制來提供信號在衰落信道下的魯棒性。但OFDM對同步誤差十分敏感,因而DRM接收機需要格外注重對OFDM信號同步的設(shè)計與實現(xiàn)。本文詳細介紹了DRM接收機中頻率同步、時間同步、信道估計的理論基礎(chǔ)和實現(xiàn)方式。這對于理解DRM廣播的工作原理、分析其理論性能大有裨益。其次,標(biāo)準DRM系統(tǒng)中使用了多級編碼(MLC, Multilevel Coding)作為信道編碼模塊的結(jié)構(gòu),并使用碼率兼容刪余卷積(RCPC, Rate Compatible Punctured Convolutional)碼作為MLC每一級的子編碼。為了降低DRM系統(tǒng)的誤碼率,實現(xiàn)更加可靠的數(shù)字傳輸,使用更加先進的低密度奇偶校驗(LDPC, Low Density Parity Check)碼替換RCPC碼作為信道編碼。針對傳輸DRM信號的中短波信道,設(shè)計了MLC在此類信道下的碼率分布,并在典型的中短波信道下進行了仿真。仿真結(jié)果表明LDPC碼可以明顯提升DRM系統(tǒng)的誤碼率性能。同時,作為LDPC碼的一個子類,準循環(huán)LDPC (QC-LDPC, Quasi-Cyclic Low Density Parity Check)碼所具有的結(jié)構(gòu)特性可以減少存儲校驗矩陣的存儲空間并降低編碼的復(fù)雜度。因而本文將一般的LDPC碼替換為QC-LDPC來提升DRM系統(tǒng)信道編碼模塊的應(yīng)用效率。針對由原型圖循環(huán)提升得到的QC-LDPC碼,提出了相關(guān)構(gòu)造算法來提升碼字性能,仿真結(jié)果表明所構(gòu)造碼字在低誤碼率區(qū)域有著較好的性能。此外,為了進一步利用QC-LDPC碼的結(jié)構(gòu)特性,提出了一種新的QC-LDPC編碼方式,將QC-LDPC碼的編碼分解為基碼的編碼,因而可極大降低編碼所需的校驗陣預(yù)處理的復(fù)雜度,減少存儲編碼矩陣所占用的內(nèi)存空間。詳細分析了此編碼方式的編碼復(fù)雜度。最后,現(xiàn)有DRM接收機主要有兩種實現(xiàn)方式：一是使用硬件設(shè)備直接實現(xiàn)DRM信號的接收和解調(diào),另一種則使用傳統(tǒng)的AM收音機將DRM信號從載波頻率位置接收后輸入PC機并以軟件無線電的方式實現(xiàn)信號的解調(diào)。其中以軟件方式實現(xiàn)的DRM接收機無疑成本更低,但需要PC機,缺乏足夠的靈活性。為了推廣DRM數(shù)字廣播的應(yīng)用,本文將DRM軟件接收機移植至Android和iOS這兩個目前最為流行的移動操作系統(tǒng)上。這樣傳統(tǒng)的AM收音機配合任意一種使用這兩類操作系統(tǒng)的移動智能設(shè)備就可以隨時隨地地接收解調(diào)DRM信號,進一步降低了DRM廣播的推廣成本。
【關(guān)鍵詞】：DRM廣播 正交頻分復(fù)用 低密度奇偶校驗碼 準循環(huán)低密度奇偶校驗碼 智能移動操作系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN934.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 DRM數(shù)字音頻廣播概述10
• 1.1.1 DRM廣播的發(fā)展歷程10
• 1.1.2 DRM的特點10
• 1.2 LDPC碼簡介和研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 移動智能平臺簡介11-12
• 1.3.1 Android平臺簡介11-12
• 1.3.2 iOS平臺簡介12
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 DRM系統(tǒng)分析與實現(xiàn)14-26
• 2.1 DRM發(fā)射機結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 DRM信道模型15-16
• 2.3 DRM接收機同步系統(tǒng)分析16-25
• 2.3.1 頻率捕獲16-17
• 2.3.2 時間捕獲17-19
• 2.3.3 幀同步19
• 2.3.4 頻率跟蹤19-20
• 2.3.5 信道估計20-23
• 2.3.6 時間跟蹤23-24
• 2.3.7 采樣誤差估計24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 LDPC碼用于DRM中短波信道的設(shè)計26-46
• 3.1 LDPC碼的定義與表示26-28
• 3.1.1 LDPC碼的定義26
• 3.1.2 Tanner圖表示26-27
• 3.1.3 影響LDPC碼性能的要素27-28
• 3.2 LDPC碼的構(gòu)造28-31
• 3.2.1 EG-LDPC碼29
• 3.2.2 PG-LDPC碼29-30
• 3.2.3 PEG構(gòu)造法30-31
• 3.3 LDPC碼的譯碼方式31-34
• 3.3.1 硬判決譯碼31-32
• 3.3.1.1 大數(shù)邏輯譯碼31-32
• 3.3.1.2 比特翻轉(zhuǎn)譯碼32
• 3.3.2 軟判決譯碼32-34
• 3.3.2.1 迭代置信傳播譯碼32-34
• 3.3.2.2 分層迭代置信傳播譯碼34
• 3.4 LDPC在DRM系統(tǒng)中的應(yīng)用34-44
• 3.4.1 DRM中短波信道下MLC-LDPC的碼率設(shè)計35-40
• 3.4.1.1 基于IMSD的碼率設(shè)計36-39
• 3.4.1.2 基于PDL的碼率設(shè)計39-40
• 3.4.2 LDPC碼似然比修正40-41
• 3.4.3 仿真結(jié)果41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 基于原型圖循環(huán)提升的QC-LDPC碼的構(gòu)造與編碼46-64
• 4.1 QC-LDPC碼簡介46
• 4.2 基于原型圖循環(huán)提升的QC-LDPC碼構(gòu)造46-55
• 4.2.1 TBC鏈搜索算法47-48
• 4.2.2 循環(huán)位移量分配的DES算法48-49
• 4.2.3 循環(huán)位移量分配的改進DES算法49-51
• 4.2.4 仿真結(jié)果51-55
• 4.3 基于原型圖循環(huán)提升的QC-LDPC碼的編碼55-62
• 4.3.1 矩陣變換55-59
• 4.3.2 編碼復(fù)雜度59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 DRM接收機的移動平臺移植64-72
• 5.1 DRM接收機的軟件結(jié)構(gòu)64-65
• 5.2 文件傳輸65-66
• 5.3 DRM接收機的移植66-68
• 5.3.1 Android JNI簡介66
• 5.3.2 Android音頻接口66-67
• 5.3.3 iOS音頻接口67-68
• 5.4 移動平臺的GUI設(shè)計68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 作者簡介80

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