基于SystemView的DVB傳輸系統仿真與分析

摘 要：歐洲數字電視的傳輸標準是DVB標準（數字視頻廣播），它包括數字信源壓縮的編碼、節目數據流的統計復用、調制信號、信道的糾錯編碼等數字傳輸鏈路的各個相關環節所采用的技術以及各個接口標準。

關鍵詞：數字視頻廣播；系統仿真；正交相位調制

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

隨著經濟社會的不斷發展，人們生活水平隨之提高，數字電視技術也逐步加快了創新發展的腳步。數字電視傳輸的最后一個環節是：人們通過衛星電視網、有線電視網或者是開路電視網來進行觀看電視節目的時候。這個環節為了達到電視節目的全數字化傳輸，而正在經歷一場數字化革命。

在數字化電視的革命進程中，國際組織（DVB）提出了全套的解決方案，在這個方案中涉及常用的傳輸媒介：數字衛星電視、數字有線電視、數字開路電視，隨之，數字化電視的時代已經來臨。DVB標準提供了一套系統的、完整的規范，這套規范適用于各種媒介的數字電視廣播系統，其成功的關鍵是周全的計劃以及廣泛的共識。從剛開始，DVB標準就選定了MPEG-2標準作為視頻以及音頻的編碼壓縮方式，對于信源的編碼進行了統一，接著對MPEG-2碼流進行打包形成傳輸流（TS），進行復用多個傳輸流，最后通過衛星電視、有線電視以及開路電視等各種媒介的傳輸方式來進行傳輸。

廣播電視的一場革命是由數字技術帶來的，數字技術的出現給廣播電視帶來了新的概念：從一點到多點，廣播電視將不止是簡單的“電視”。廣播電視、計算機技術和網絡技術正在進行三網的融合。數字電視創造的主要奇跡是人們希望的質量傳送更多頻道的容量，這場革命的意義不僅是在電視業本身，同樣也為任何數字信息的廣播開啟了大門。通過這扇大門的打開，在未來的信息社會中數字廣播技術扮演著更重要角色。

離散時間系統其中的一個系統是SystemView系統。運行仿真系統時，首先對于信號進行采樣，然后進行分析計算各個采樣點的值，最后在輸出時，分析窗口內，按要求畫出各個采樣點的值或者是模擬曲線。所以，在開始仿真之前必須對采樣的起始終止時間、采樣的頻率、采樣的間隔和采樣的點數等進行參數設置。

Systemview是一個綜合系統分析環境，用于工程與科學系統設計及仿真中，從模擬和數字信號的處理、濾波器的設計、控制系統以及通信系統，到一般的數學系統模型，Systemview都可以進行精密的分析。Systemview以模塊化和交互式的接口，為用戶提供了一個嵌入式的分析引擎，但在Windows窗口環境下。

仿真DVB傳輸系統在Systemview系統中，通過觀察發現信號窗對比信號波形，輸入輸出基本相同，說明Systemview系統在通常信噪比條件下，可以滿足可靠傳輸的基本要求，能夠達到預期的目的，同時也證明系統的可靠性。

通訊、雷達等電子系統的仿真分析、開發中通常使用SystemView系統。Systemview為項目工程、科學系統的設計以及仿真提供了良好的分析環境；并為模擬和數字信號的處理、濾波器的設計、控制系統、通訊系統以及數學系統的建模仿真提供了理想的分析方法。

在Systemview平臺上盡可能地逼近實際電路的真實環境，并用統一模塊化的函數來封裝實現對實際電路算法單元的仿真，Systemview平臺的顯著特點是其動態特性，這也是Systemview軟件仿真的核心思想。某一種處理過程可以利用功能元件庫中的Token來代表，完成系統或子系統的設計是在SystemView系統窗口中。設計的過程就是在系統的窗口中從不同的元件庫中選擇Token并且在設計區域中進行連接，同時設置控制系統的起始的時間、中止的時間、采樣的頻率，每一個Token的參數，最后從分析窗口的顯示中分析結果，從而達到系統的設計、分析的目的。

另一方面，開發各種系統的模擬和數字工具也是由SystemView提供的，這些系統包括信號處理、通信和控制及構造通用的數字系統模型。SystemView的環境包括一套可以提供選擇的能夠增加核心庫功能的并且用于特殊應用的庫。而這些庫包括：通信的庫、邏輯的庫、射頻/模擬的庫、高級語言用戶的支持使用擴充代碼庫、程序自動生成庫、Matlab的連接庫、CDMA/PCS庫、數字視頻廣播（DVB）、自適應濾波器庫、符合第三代移動通信的3G庫以及ANSIC代碼產生器等等。SystemView系統的各種專業庫特別適用于現代通信系統的設計、仿真以及方案的論證。通信技術的不斷創新發展，通信系統隨之越來越復雜，通信的設計和仿真難度也隨之加大，為了完成相應的通信系統設計和仿真可以十分方便地利用SystemView系統來實現。

在仿真電路中除了對于誤碼率進行的計算外，還可以在編碼前和解碼后的電路中增加觀察窗來進行波形的觀察。通過觀察波形可以知道，RS編碼、解碼工作的正常，誤碼率也會隨著信噪比的增加而逐漸的下降，誤碼率的曲線是否符合標準。但我們需要注意的是，該誤碼率的曲線是仿真運行的結果，它與理論計算的結果會有一定的差別。每次循環的運行時間越長，即計算誤碼率的時候所取得的碼元個數越多，仿真的結果與理論的結果也就會越接近。但由于受到機器性能的限制，仿真的時候循環次數不能太多，因此就會沒有做更多碼元的仿真。

不同媒介的數字電視廣播系統規范對于DVB標準來說都適用，DVB標準選定MPEG-2標準來作為音頻以及視頻的編碼壓縮方式，對于信源的編碼進行了統一，隨之對于MPEG-2編碼流進行打包然后形成傳輸流，不同媒介通過信道編碼處理后進行傳輸。因此，數字電視系統的重要組成部分是信道編碼。在DVB系統采用的信道編碼方式是前向糾錯碼編碼，而前向糾錯碼碼字的碼型不僅是具有一定糾錯能力的，并且可以進行自動糾錯。這種糾錯碼的信息并不需要儲存，也不需要反饋，但其實時性好。

參考文獻：

[1]劉鈺.基于System View的數字電視有線傳輸系統的仿真分析[D].山東大學，2005.

[2]姜秀華，張永輝，章文輝.數字電視原理與應用[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[3]羅新民，張傳生，薛少麗.現代通信原理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[作者簡介]楊啟慧（1987.05-），女，河南開封人，助教，工學學士學位，研究方向：網絡通信；李旭（1984.05-），男，河南駐馬店人，助理工程，工學學士學位，研究方向：電子方向。