DAB单频网适配器研究与设计

　　在频谱资源和能源日趋紧张的今天， 对频谱和发射功率极大节约的单频网( Single Frequency Network，SFN)技术成为通信领域研究亮点。在数字声音广播( D ig ita lAudio B roadcasting， DAB)领域尤其如此。

　　目前国内针对DVB 系统MPEG - 2中TS 流的单频网技术相对成熟， 但DAB 单频网设备还依赖欧洲进口， 故在普及单频网通信广播过程中， 研究及开发国内自有DAB单频网产品具有重要意义与价值。

　　相对传统适配器设计， 本文提出的基于FPGA 平台并结合PC I总线技术来实现SFN时间同步适配器设计方案不仅利用PCI总线广泛适用于PC 的通用性优势， 使得本适配器应用范围更广， 更方便接入DAB 编播网络， 用PC I高速特性使其应用于实时处理， 同时还利用FPGA进行逻辑电路的搭建， 从而降低成本增加系统升级灵活性， 充分发挥其扩展接口的灵活性。

　　单频网适配设计主要基于ETSIETS 300 799标准的信号群传输接口( ET I， Ensemble Transport Interface)数据流同步原理。总线技术利用A ltera 公司开发的PCI..IP核辅助实现设计。

　　1 DAB单频网的同步原理

　　1. 1 DAB 系统结构

　　如图1所示， 每个业务源的音频业务数据流和数据业务数据流先于各自的传输复合器中进行复合， 形成STI( Service Transport Interface， 业务传输接口) 数据流。再经DAB 信号群复合器， 插入MC I(Mu ltiplex Configurat ion In fo rmation， 信号群专用信息和产生复合配置信息)。复合器输出并向不同发射台馈送ET I数据流， 速率恒为2. 048 Mbit/ s。信号群传输网络再将ETI数据流分配给DAB 单频网中各发射台。

　　本文重点在于设计SFN 适配器模块使其将GPS同步秒脉冲和10MH z参考频率转换成同步信息， 加入DAB信号群复用器ET I数据流。

图1 DAB发端系统框图

　　1. 2 DAB系统的时间同步

　　1. 2. 1 时间戳信息( TIST)

　　欧洲电信标准协会( ETSI) 发布的标准中定义一个时间戳信息( timestamp， 简写为TIST)用于确定馈送时分配网络中不同路径所需补偿时延。图2中， 对分配网络不同时延的均衡由ET I数据流中TIST的值实现。因发射机处理时延对于每台发射机都是固定值， 故单频网中处理速度最慢的发射机决定了其需要补偿的时延值。

图2 DAB 中TIST与各时延的关系

　　ETI每个逻辑帧包含产生一个ET I帧所需的数据信息， 它由以下两部分组成:

图3 ETI( L I)帧结构

　　状态字段( STAT ) 表明传输网络的性能， ETI物理层可能会改变该值;数据区( LIDATA ) 其中的数据信息对任何ETI物理层都是透明的， 在无差错传输中， 其内容不能被其它物理层修改。注意， TIST 包含在LIDATA数据段中。