数字音频广播(dab)是继调幅(am)、调频(fm)广播之后的第三代广播。与现行广播相比，dab具有音质好(cd质量)、可实现多媒体及高速移动接收、可加密、发射功率小、覆盖面积大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点。dab传送的业务可以是多种多样的，除了普通的音频节目，它也可以传送任何形式的其它数据，比如文字、静止图像或活动影音。因此，人们也称dab为数字多媒体广播(dmb)。

　　本文主要介绍了基于pc和cyclone ii ep2c20f484c7的fpag上实现dab发射系统编码器的软硬件设计，设计充分考虑了电路规模和资源利用的要求。本设计最终用于测试dab/dmb接收机。

dab发射系统编码器设计

　　dab的发射系统主要包括处于节目提供商位置的信源编码器、处于广播台位置的复用器和处于发射位置的cofdm(编码正交频分复用)编码调制器，其中cofdm又可分为信道编码和ofdm调制两部分。dab发射端的编码器主要包括解eti(业务群传输接口)帧模块，信道编码模块，dqpsk调制模块，ofdm调制模块，上变频模块，数字滤波模块、usb接口模块等。其中信道编码模块包括能量扩散、可删除型卷积编码、时间交织、频率交织等。整个编码器的输入为来自复用器的eti帧，输出为模拟中频信号。

　　整个设计主要由pc端的软件编码和fpga端的ifft模块设计以及usb模块和dac模块的pcb设计组成。pc端主要实现eti帧的解复用，信道编码以及dqpsk调制，通过usb接口将调制后的数据传输到fpga端，fpga端接收数据并交由ifft模块进行ifft变换，这是实现ofdm(正交频分复用)的主要方法。ifft输出的数据通过if上变频器将基带信号变为中频，经数字滤波后送给dac模块。最后，dac模块将数字信号转换成模拟信号送入发射机，通过发射机发射出来，频率从bandiii(165-240mhz)到l波段(1452-1492mhz)都可选。　

pc端软件设计

　　pc端软件主要实现eti帧的解复用，信道编码(包括能量扩散，卷积编码，时间交织，频率交织)，dqpsk调制。同时，通过厂商提供的驱动程序实现usb数据传输及usb模块的控制，以及提供pc人机界面，用户可以选择要传送的eti节目并可设定其传送模式。

　　(1) 解eti帧：一个eti帧中主要包括帧头信息(本帧及帧内各子通道的相关信息)和主业务流数据mst(包括音频数据码流和快速数据通道fic)。首先我们需要将传输进来的eti帧的同步信息和帧长信息提取出来，便于找到帧头。再根据eti帧格式，提取fic信息和主业务数据流信息。

　　(2) 信道编码：从eti帧中提取出来的fic数据和主业务流数据，将其进行能量扩散，再根据提取的各子信道保护等级信息，对各业务成分按保护等级进行可删除型卷积编码，然后对主业务数据进行时间交织，交织后的主业务数据复合成主业务信道(msc)的cif帧，fic信息不经过时间交织，与cif帧一起复合成dab传输帧。同时，在pc端还实现了对dab传输帧进行频率交织。

　　(3) dqpsk调制：数据信息在进行频率交织后，根据各载波的初始相位进行dqpsk调制，得到每个载波的调制相位信息。

　　(4) usb传输控制：dqpsk调制后的dab帧通过usb接口传输到fpga上的ifft硬件模块。根据厂家提供的usb驱动编写相应的usb数据传输程序。

fpga端的设计

　　fpga端主要实现ifft(反傅立叶变换)运算，if上变频器和数字滤波器。将pc传送来的dab帧相位信息进行ifft运算，完成ofdm调制，然后将调制后的基带信号经变频器变为中频信号，滤波后送给dac模块。由于要接收来自usb模块的数据，所以fpga上还需要一个usb接口模块。同时，在usb接口模块和ifft模块之间需要一个内部ram作为buffer缓冲区，ifft运算后，数据存储到一个2048*24位的双口ram空间，经变频和滤波后，通过dac接口模块输出给dac模块。ifft运算模块，usb接口模块，上变频模块、dac接口模块，这几个模块是通过altera内嵌的niosii软核处理器来控制的，在fpga上构建了一个sopc(system on programmable chip)系统。fpga设计结构如图3所示。

　　考虑到本设计所占用资源，包括逻辑单元、嵌入式存储器的多少，以达到资源充分利用，选用了altera公司的cyclone ii系列fpga ep2c20开发板，此款开发板具有512kbyte的片外ram空间，可以作为nios的程序存储器和usb接口的数据缓冲区，以保证数据的实时传输。fpga各模块设计综合后占用了15000多个逻辑单元(含niosii模块)， 占用了82%(52个m4k)的存储器位，整个系统使用65.536mhz的时钟，有效地利用了开发板的资源，结果良好。

pcb的设计

　　pcb的设计包含usb模块和dac模块两部分。

　　(1) usb模块主要是实现pc与fpga之间的高速通信，考虑到传输速度要达到300kb/s才能实现数据的实时传输，所以选用了ft245bl作为usb接口芯片。

　　(2) dac模块是为了将数字滤波器输出的数字信号转换成模拟信号。编码器输出的是数字的中频信号，采样频率16.384mhz，带宽1.536mhz。经过dac转成模拟信号后还需要对其放大，滤波，最后输