2024年4月15日发(作者：)

Ｄ数Ｌ＿，ＴＩＧＩ　Ａ　ＬＴ视Ｖ。ｉ￣ｉ蘩＿ＩＩ　

【本文献信息】田园，张峰，刘佳．基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的ＣＭＭＢ算法仿真平台的实现［Ｊ］．电视技术，２０１２，３６（５）　

基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的ＣＭＭＢ算法仿真平台的实现　

田　园　，张峰　，刘佳　，　

（１．中科院自动化所，北京１００１９０；２．中国地质大学地球物理与信息技术学院，北京１０００８３；　

３．南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京２１００９４）　

【摘要】介绍了一种在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下搭建的ＣＭＭＢ算法仿真平台。该平台包括ＣＭＭＢ系统的信号发生模块、信道仿真模　

块、数据解调模块、同步和信道估计模块。通过仿真得到了该平台在ＡＷＧＮ信道不同信噪比环境下的误码率曲线，该曲线与理　

论相符。通过对仿真平台的研究，一方面验证了ＣＭＭＢ接收机算法的正确性，为研制ＣＭＭＢ硬件接收机提供了可参考的算法模　

型和硬件架构，另一方面也为搭建其他ＯＦＤＭ接收机仿真平台打下良好基础。　

【关键词】ＣＭＭＢ；ＯＦＤＭ；算法仿真平台　

【中图分类号】ＴＮ９４３　【文献标识码】Ａ　

Ａｌｇｏｒｉｓｍ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ＰＩａｔｆｏｒｍ　ｏｆ　Ｃ　皿Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　

ＴＩＡＮ　Ｙｕａｎ　．ＺＨＡＮＧ　Ｆｅｎｇ　．ＨＵ　Ｊｉａ　，　

（　．Ｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅ￣ｉｉｎｇ　１００１９０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ　ａｎｄ　Ｇｅｏｉｎｆｏｒｒｎａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅ．￣，Ｃｈｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　

Ｇｅｏｓｃｉｅｅｎｅｓ，Ｂｅｊｉｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ　ｆｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｅｎｅｒｉｎｇ，Ｎａ　ｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，？Ｃａ　ｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ，　

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ￣ｇｏｒｉｓｍ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｆＣＭＭＢｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｉｓｐｌａｔｆｏｒｍｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｃｈａｎｎｅｌ，ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ｓｙｎ—　

ｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｓｔｉｍａｔｏｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ　ＢＥＲ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｕｎｄｅｒ　ＡＷＧＮ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　

ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｖｅｒｉｆｉｅｓ　ＣＭＭＢ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｓｍｓ’ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ＣＭＭＢ　ｒｅ—　

ｃｅｉｖｅｒ，ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｏｔｈｅｒ　ＯＦＤＭ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＣＭＭＢ；ＯＦＤＭ；ａｌｇｏｒｉｓｍ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　

ＣＭＭＢ（Ｃｈｉｎａ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ　Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）标准是　

２００６年１１月由国家广播电总局提出的中国广播电影电　

视行业标准…，现主要应用于手机电视领域。它针对我　

国广播覆盖面积大、传输环境复杂、用户众多和业务需求　

雌　

多样化的特点，采用ＯＦＤＭ调制技术，吸纳成熟的“天地　

图１　ＯＦＤＭ系统原理框图　

一

体化”技术体系，拥有低成本、信号覆盖广、频谱利用率　

同步技术分为定时同步和频率同步，定时同步为ＦＦＴ　

高、抗衰落能力强、传输速率高等优点。　

提供开窗定时信息，频率同步为恢复子载波正交性。　

１　ＣＭＭＢ概述　

信道估计技术通过训练序列估计并恢复出所有子载　

波上的信道特性，实现接收信号的正确解调。　

１．１　ＯＦＤＭ原理　

ＣＭＭＢ系统采用ＯＦＤＭ调制技术。ＯＦＤＭ技术是多　

２　ＣＭＭＢ物理层结构　

载波调制的一种，适用于无线环境下的高速数据传输，已　

ＣＭＭＢ系统物理层帧结构如图２所示，每帧持续１　Ｓ，　

广泛应用于高速数字用户环路（ＨＤＳＬ）、非对称数字用户　

包括４０个结构相同的时隙。手机电视信号中不同的频道　

环路（ＡＤＳＬ）、高清晰度电视（ＨＤＴＶ）、地面数字电视广播　

是承载在不同时隙上传输的。每个时隙时长２５　ｍｓ，包括　

（ＤＴＭＢ）以及第四代移动通信（ＬＴＥ）等标准中　。其主　

１个信标符号和５３个ＯＦＤＭ符号。　

要思想是：将高速的串行信号转换为低速的并行信号，再　

２．１信标符号　

将这些并行信号调制到若干个正交的子载波上传输　。　

每个时隙开头先传输一个信标符号。信标由ＴｘＩＤ　

ＯＦＤＭ系统原理框如图１所示，从图中可见正交调制过程　

（发射机标识）和两个相同的同步头组成，如图２所示。　

由ＩＦＦＴ模块实现，正交解调过程由ＦｆＴｒ模块实现。　

信标持续４５０．４　ｓ，载波分配如表１所示。同步信号通过　

１．２关键技术　

连续两个相同时域信号提供快速定时和频率信息的捕获　

ＯＦＤＭ接收机关键技术主要包括同步、信道估计。　

和估计。　

投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎＩ《电视技术》第３６卷第５期（总第３８０期）　５　

Ｌ＿，ＩＧＩ　ＴＡＬＴＶ黎■　

黧　

图４　ＣＭＭＢ算法仿真平台结构图　

表２　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真参数　

时）误码率为０，说明在信道质量较好时，说明数据解调模　

块能准确恢复出原始信号。随着信噪比降低逐渐出现误　

码，当信噪比达到一２０　ｄＢ时误码率接近于５０％，此时达　

到系统性能极限，接收机不能正常工作。　

另外，从三种星座映射的误码率曲线可以看出，在　

一

１０　ｄＢ＜ＳＮＲ＜３０　ｄＢ范围内，ＢＰＳＫ映射和ＱＰＳＫ映射　

的误码率曲线差距很小，而１６　ＱＡＭ映射的误码率曲线则　

与其他两条距离较远，约有ｌ０　ｄＢ左右的距离。考虑　

ＢＰＳＫ映射携带信息为ＱＰＳＫ映射携带信息量一半，而　

ＱＰＳＫ映射携带信息量为１６　ＱＡＭ映射携带信息量的一　

半，因此ＱＰＳＫ映射可以在不损失性能的前提下携带信息　

量最多，而１６ＱＡＭ映射性能虽有１０　ｄＢ左右损失，但其信　

息携带量最大。实际系统中可以考虑在信道恶劣环境使　

图５　３种星座映射的误码率曲线　

用ＱＰＳＫ映射，信道质量较好环境使用１６ＱＡＭ。　

表３　ＡＷＧＮ信道下不同星座映射的误码率　

５　结论　

通过分析ＯＦＤＭ原理和ＣＭＭＢ物理层特点，设计了　

一

种基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的ＣＭＭＢ算法仿真平台。经过实际仿　

ＢＰＳＫ　３５．６５　１２，２４　

Ｏ．０１　０　０　

真，该平台各模块能正常运行，能准确解调接收信号，并得　

ＯＰｓＫ　３５．６９　１２．４３　

０　０１　０　０　

到ＡＷＧＮ信道下不同信噪比误码率曲线。通过该仿真平台，　

芍　？　舔ｊ　一一　

—

１６　ＱＡＭ　８５　３７　

方面验证了ＣＭＭＢ接收机算法的正确性，为硬件实现提供　

从图５和表３中可以看出，误码率随信噪比的降低而　

了算法和硬件架构的参考，另一方面该平台也对搭建其它基　

增大，即噪声越大误码率越高。当其中在信噪比较高时　

于ＯＦＤＭ调制技术的通信系统具有一定的借鉴意义　。　

（ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ的ＳＮＲ＞２０　ｄＢ时和１６ＱＡＭ的ＳＮＲ＞３０　ｄＢ　

（下转第３０页）　

投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃｎＩ《电视技术》第８６卷第５期（总第８８０期）　７　

ｌｉ　Ｐ　ｓ＆ＡＰＰ器Ｌ　

冲区，解码工作即可由硬件完成。　

穗鞠教撼　

ｉｄ＇ｔｏ　ｎｇｉ　ｎ　＃ｒｉ　ｎａ　

通过用电视机做终端显示测试，此高清播放机能实现　

网络及ＵＳＢ接口连接，支持ＩＥＥＥ　８０２．３．ｘ协议，可支持网　

络远程软件升级，可以清晰流畅地播放Ｈ．２６４，ＶＣ一１，　

系统初始化　

，

ＭＫＶ，ＭＰ３等格式媒体文件，最大输出分辨力可以达到　

１　０８０　Ｐ，测试表明此高清播放机工作稳定，输出效果良　

好，设计达到高清播放机系统要求。　

／　、

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普视期波、、　、Ｎ　

、

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ｙ　

Ｉ　文件解析　

●　

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５　小结　

文章主要介绍了基于Ｓｉｇｍａ　Ｄｅｓｉｇｎｓ的解码芯片　

设置硬件解码器　

’　

｛　音视频解码　ｉ　

播放　

———————

ＳＭＰ８６５３的高清播放机设计，具有低功耗、可靠性高，功能　

强等特点，可实现高质量的音视频输出，支持以太网协议　

ＩＥＥＥ　８０２．３ｘ，可接收音视频流媒体数据，实现视频点播、　

童—————一　

播放控制命令

ｉ～一————————一

　ｉ

　

多媒体文件存储播放等功能。随着高清播放技术的成熟，　

高清播放机应该能得到广泛的应用。　

参考文献：　

［１］沈宜．ＩＦＩ＇Ｖ机顶盒的设计与实现［Ｊ］．通信技术，２００９，４２（７）：１４５—１４６．　

／　

！　

、、＼　

＞　

［２］殷月伟，郑烩．基于ＳＭＰ８６５４的ＭＫＶ播放器设计与实现［Ｊ］．电子　

图１２播放器播放流程图　

技术，２０１０（６）：４６＿４８．　

［３］张新安．基于ＳＴｉ７１０５的ＡＶＳ　ＩＰｒｒＶ机顶盒的设计与实现［Ｊ］．电视　

４　系统测试　

系统测试分为上电前检查、电源测试、系统核心部分　

测试、外围器件测试４个部分　。上电前检查是检查芯片　

技术，２００９，３３（７）：３４－３７．　

［４］Ｓｉｇｍａ　Ｄｅｓｉｇｎｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ．ＳＭＰ８６５２／３　ｄａｔａｓｈｅｅｔ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１１—０８一　

叭］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｇｍａｄｅｓｉｇｎｓ．ｃ０ＩＩＬ　

［５］赵维亮．ＩＰＩＶ嵌入式流媒体播放器的设计与实现［Ｄ］．ｊＥ京：北京邮　

电大学，２０１０．　

和电解电容等有极性器件安装方向是否正确，用万用表测　

量电源与地、电源与电源之间是否有发生短路等故障。电　

源测试主要是用示波器测量各组电源的电压及纹波，确保　

［６］ＤＥＮＧ　Ｆｅｎｇ，Ｈｕ　Ｊｉａｎｌｉａｎｇ，ＱＩ　Ｘｉａｎｇｄｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ａｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅ—　

ｓｉｎ　ｆｇｏｒ　ｈｉｇｈ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ｍｅｄｉａ　ｐｌａｙｅｒ［Ｃ］／／Ｐｒｏｅ．ＩＣＣＳＮＡ　２０１０．Ｈｏｎｇ　

Ｋｏｎｇ：ＩＥＥＥ　Ｐｒｅｓｓ，２０１０：１－４．　

电压输出正常，测量各芯片的电源输入，保证各芯片供电　

正常。系统核心部分测试主要是对处理器，Ｆｌａｓｈ，ＳＤＲＡＭ　

等系统核心器的测试，保证操作系统能正常加载与运行，　

利用交叉网线将高清播放机与ＰＣ相连，再通过交叉编译　

工具将程序编译成Ｌｉｎｕｘ的目标代码，利用网络下载到播　

［７］张勇．ＩＰ１１ｖ机顶盒的设计与实现［Ｄ］．成都：电子科技大学，２００８．　

作者简介：　

耿建平（１９７３一），博士，副教授。硕士生导师．研究方向为测控技术、　

虚拟仪器、软件工程与开发；　

何学良（１９８５一）。硕士生，研究方向为测控技术。　

责任编辑：时雯　收稿１３期：２ｏｌｌ—０８＿１ｌ　

放机中。外围器件测试主要是对ＵＳＢ，ＳＤ卡等进行测试，　

主要测试各器件的时钟、读写控制等关键信号。　

（上接第７页）　

参考文献：　

［１］国家广播电影电视总局．ＧＹ一３＂２２０．１—２ｏｏ６，移动多媒体广播第１　

部分：广播信道帧结构、信道编码和调制［Ｓ］．２００６．　

［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００９．　

［５］　

佟学俭，罗涛．ＯＦＤＭ移动通信技术理论与应用［Ｍ］．北京：人民邮　

电出版社．２００３．　

［２］王玲．基于Ｍａｔｌａｂ的ＯＦＤＭ仿真实现及性能分析［Ｊ］．中国传媒大　

学学报：自然科学版，２０１０，１７（２）：４５＿＿４９．　

［６］　李洋，杨波．ＣＭＭＢ接收机符号同步与载波同步算法设计［Ｊｊ．电视　

技术，２００９，３３（ｓ２）：９～ｌ１．　

［３］蒋伟雄，王玲．基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的ＯＦＤＭ系统分析及仿真［Ｊ］．现代电　

子技术，２００７（１７）：９２－９４．　

［４］邵佳，董辰辉．ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ通信系统建模与仿真实例精讲　责任编辑：时雯　

收稿日期：２０１１－０９—１３　

３０《电视技术》第３６卷第５期（总第３８０期）ｌ投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ＣＦＩ