MPPSK編碼調(diào)制與無(wú)線視頻傳輸?shù)难芯颗c實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著通信技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展以及智能設(shè)備的普及，人類社會(huì)已處在一個(gè)高速發(fā)展的信息化社會(huì)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供的各種業(yè)務(wù)中，視頻已成為最重要的載體。無(wú)線視頻傳輸包括兩大關(guān)鍵技術(shù):壓縮編碼和無(wú)線傳輸。壓縮編碼主要研究如何最大限度壓縮視頻冗余，降低傳輸數(shù)據(jù)量。無(wú)線傳輸主要研究如何提高無(wú)線傳輸速率和傳輸過(guò)程中的差錯(cuò)控制。為了實(shí)現(xiàn)高速傳輸，現(xiàn)代通信系統(tǒng)帶寬不斷增加，隨之而來(lái)的是無(wú)線頻譜資源的緊缺。高效調(diào)制技術(shù)能在單位頻帶內(nèi)傳輸更多的信息，可有效緩解

2、頻譜緊張問(wèn)題，因此研究高效調(diào)制技術(shù)在無(wú)線視頻傳輸中的應(yīng)用具有重大意義。
　　本文首先介紹了視頻壓縮編碼理論和H.264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，接著介紹了高效調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)多元位置相移鍵控(MPPSK:M-array Position Phase Shift Keying)理論，并推導(dǎo)了其功率譜公式，分析了其在視頻傳輸應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。
　　接著討論了H.264編碼數(shù)據(jù)的碼流特征，提出了基于NAL類型的數(shù)據(jù)分割算法，將編碼數(shù)據(jù)分割

3、為高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)和低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)。提出了MPPSK視頻傳輸系統(tǒng)中基于數(shù)據(jù)分割的不等差錯(cuò)保護(hù)(UEP:Unequal Error Protection)方案，即對(duì)不同重要性數(shù)據(jù)進(jìn)行不同碼率的信道編碼保護(hù)，從而提高恢復(fù)視頻的質(zhì)量。借助JM軟件、matlab等工具進(jìn)行仿真驗(yàn)證，相同信噪比條件下，高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)誤碼率比低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)低一個(gè)數(shù)量級(jí)。而采用UEP方案的整體數(shù)據(jù)誤碼率要優(yōu)于等差錯(cuò)保護(hù)(EEP:Equal Error Protection)方案

4、，同等信噪比條件下恢復(fù)視頻的峰值信噪比也高于EEP方案。
　　然后介紹了MPPSK調(diào)制解調(diào)的硬件實(shí)現(xiàn)方式，重點(diǎn)分析了解調(diào)器核心模塊沖擊濾波器和基于位置信息的判決方法，在此基礎(chǔ)上提出了一種雙窗實(shí)時(shí)位同步算法。該算法是反饋式的全數(shù)字同步方案，基于數(shù)據(jù)輔助來(lái)計(jì)算定時(shí)誤差。接著利用System Generator工具搭建MPPSK通信系統(tǒng)，使用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了位同步和判決算法，仿真驗(yàn)證了算法的正確性。將位同步和判決模塊生成對(duì)應(yīng)的H

5、DL代碼，用于FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。
　　最后基于Xilinx FPGA搭建了MPPSK圖像傳輸系統(tǒng)，按照信號(hào)流向介紹了圖像采集、調(diào)制器、解調(diào)器和顯示模塊的硬件代碼實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，給出了各模塊的實(shí)現(xiàn)框圖及引腳說(shuō)明，并進(jìn)行了功能仿真、時(shí)序仿真和硬件調(diào)試。最終在載波fc=70MHz，以2Mbps碼率實(shí)現(xiàn)了圖像傳輸功能，系統(tǒng)從SD卡讀取圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)編碼、調(diào)制、傳輸、解調(diào)、解碼等過(guò)程，最終通過(guò)VGA接口顯示到屏幕上。由于70MHz是衛(wèi)星通信、微波通