一種基于廣播用drm信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廣播用DRM信號接收機(jī)，包括前面板、信號處理板和接收部分，前面板包括控制面板和信號源雙向連接，信號處理板包括接口管理MCU、ARM處理器、FPGA、AD\DA、網(wǎng)口芯片、配置芯片、輸入濾波器和晶振，其中，接口MCU負(fù)責(zé)控制面板驅(qū)動、外設(shè)管理、信源解碼工作，通過網(wǎng)絡(luò)接口與控制面板連接，直接與信號源驅(qū)動電路相連，ARM處理器與可編程邏輯器件FPGA連接，負(fù)責(zé)組幀分解、能量擴(kuò)散、信道解碼、單元交織、QAM符號映射工作，可編程邏輯器件FPGA負(fù)責(zé)星座圖映射判決、OFDM解調(diào)、正交解調(diào)、下變頻工作，由輸入濾波器、AD芯片和FPGA構(gòu)成接收通道。有益效果是，具有傳輸速率高、抗衰落、抗多徑能力強(qiáng)，節(jié)約成本、節(jié)省空間和優(yōu)化功耗。
【專利說明】
一種基于廣播用DRM信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法，特別涉及一種基于廣播用DRM信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DRM是世界上唯一的非專利的數(shù)字系統(tǒng)，用于短波、中波和長波，它可以使用遍布全球的現(xiàn)有的頻率和帶寬，是對模擬AM廣播的重大改善。DRM必將主宰世界范圍內(nèi)的30MHz以下的AM頻段廣播的市場。大量的事實也表明，因特網(wǎng)及衛(wèi)星廣播等其它媒體，在很大程度上是不能完全替代長、中、短波廣播的。因此，調(diào)幅波段的廣播只能采用新的技術(shù)，也就是通過數(shù)字化使其振興，而不能將很具特點的長、中、短波波段的頻率資源拋棄掉或挪作它用。
[0003]在調(diào)幅波段，由于提供給各個發(fā)射機(jī)使用的射頻頻率范圍是很窄的，因此，提供用于數(shù)字音頻信號的帶寬也很窄。此外，電波遠(yuǎn)距離傳播會產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾和失真。因此，人們需要能力強(qiáng)的數(shù)字音頻壓縮方法和抗干擾性能強(qiáng)的調(diào)制方法，以有效地補(bǔ)償傳輸差錯和傳輸中斷。
[0004]在音頻壓縮方面，DRM使用MPEG4 AAC(先進(jìn)音頻編碼)方法，并將其與CodingTechno I ogies公司開發(fā)的SBR( Spectral Band Rep Ii cat 1n-頻帶恢復(fù))技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成世界上目前能力最強(qiáng)的壓縮方法。雖然僅AAC本身效率已經(jīng)比眾所周知的MP3編解碼高出30%，然而由于窄的有限的帶寬，僅使用AAC是不夠的。借助附加應(yīng)用的SBR，可以在保持同樣高的聲音質(zhì)量的情況下，數(shù)據(jù)率還可以再減低40%。這樣就有可能傳輸數(shù)據(jù)率為25kb/s的高級音頻信號，遠(yuǎn)不到ISDN線路的1/3。
[0005]對于DRM來說另一個要求是所謂的多徑傳播。特別是在長、中、短波會出現(xiàn)這種多徑傳播效應(yīng)，導(dǎo)致接收機(jī)接收來自不同方向的有時間延時的相同的無線電波，使用了 COFDM(編碼正交頻分復(fù)用)傳輸方法。這里，編碼的信號考慮了差錯修正，并將其分配在許許多多個被調(diào)制的載波上來發(fā)射。這種復(fù)雜的方法簡而言之，可以使通常的干擾噪聲和信號衰落(亦稱為信道衰落)不再出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于普通的DRM接收機(jī)內(nèi)部由基帶處理板卡和中頻數(shù)據(jù)處理板卡兩部分構(gòu)成，為了節(jié)約成本、節(jié)省空間和優(yōu)化功耗，本發(fā)明提供一種采用DRM技術(shù)、統(tǒng)一為同一板卡的信號接收機(jī)，具體技術(shù)方案是，一種廣播用DRM信號接收機(jī)，包括前面板、信號處理板和接收部分，其特征在于:前面板包括控制面板和信號源，雙向連接，信號處理板包括接口管理MCU、ARM處理器、FPGA、AD\DA、網(wǎng)口芯片、配置芯片、輸入濾波器、和晶振，其中，接口M⑶負(fù)責(zé)控制面板驅(qū)動、外設(shè)管理、信源解碼等工作，通過網(wǎng)絡(luò)接口與控制面板連接，直接與信號源驅(qū)動電路相連，ARM處理器與可編程邏輯器件FPGA連接，負(fù)責(zé)組幀分解、能量擴(kuò)散、信道解碼、單元交織、QAM符號映射工作，可編程邏輯器件FPGA負(fù)責(zé)星座圖映射判決、OFDM解調(diào)、正交解調(diào)、下變頻工作，由輸入濾波器、AD芯片和FPGA構(gòu)成接收通道。
[0007]基于廣播用DRM信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法，包括以下步驟，I)、信源解碼，實現(xiàn)MPEG4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和頻帶復(fù)編解碼；2 )、主業(yè)務(wù)信道解復(fù)用，按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ健⑿畔⒘骱蛿?shù)據(jù)保護(hù)等級將音頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重新組幀和分解;3)、能量擴(kuò)散，按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義生成偽隨機(jī)序列與主數(shù)據(jù)流異或，達(dá)到能量白噪聲化的目的;4)、信道解碼，
根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中定義的可刪除卷積碼，按照通信模式的要求對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行不同碼率的卷積編解碼;5)、單元解交織，根據(jù)不同的傳輸模式?jīng)Q定單元數(shù)據(jù)的交織方式，達(dá)到抵抗時間和頻率彌散的目的;6)、CRC校驗解碼，
根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中對CRC校驗碼的定義，按照通信模式的需求對傳輸?shù)目刂菩畔⑦M(jìn)行CRC編碼和校驗;7)、導(dǎo)頻插入，根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義，在發(fā)送通道的子載波中插入具有明確相位和幅度的導(dǎo)頻信號，供接收通道進(jìn)行同步和信道估計;8)、0FDM符號映射，根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義和通信模式，將MSC、FAC、SDC和導(dǎo)頻中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域信息，分配到傳輸超幀中的指定位置;9)、FFT變換，利用FFT將接收方的時域信號轉(zhuǎn)換為判決所需的頻域信息；10)、循環(huán)前綴保護(hù)間隔，為了最大程度的消除符號間的干擾，在OFDM符號之間的保護(hù)間隔插入循環(huán)前綴，保證FFT運(yùn)算時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的周期完整性；11)、正交解調(diào)，在接收方，將指定頻點的數(shù)據(jù)正交解調(diào)為復(fù)數(shù)基帶數(shù)據(jù)；
12)、頻率同步，將接收通道的載波頻率和相位同步到發(fā)送通道的載波頻率和相位，進(jìn)行相干解調(diào)；13)、時間同步和符號判決，時間同步利用循環(huán)前綴或?qū)ьl捕獲OFDM符號的起始位置，而符號判決則是根據(jù)信道估計信息將FFT得到的頻域信息判決對二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，與目前的短波通信接收機(jī)相比具有傳輸速率高、抗衰落、抗多徑能力強(qiáng)的特點;與普通的DRM接收機(jī)相比，具有節(jié)約成本、節(jié)省空間和優(yōu)化功耗的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3是本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1、2、3所示，一種廣播用DRM接收機(jī)，實現(xiàn)方法包括以下步驟 I)、信源解碼
實現(xiàn)MPEG4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和頻帶復(fù)編解碼(SBR-Spectral Band Replicat1n)。
[0013]2)、主業(yè)務(wù)信道(MSC)解復(fù)用
按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ健⑿畔⒘骱蛿?shù)據(jù)保護(hù)等級將音頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重新組幀和分解。
[0014]3)、能量擴(kuò)散
按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義生成偽隨機(jī)序列與主數(shù)據(jù)流異或，達(dá)到能量白噪聲化的目的。
[0015]4)、信道解碼根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中定義的可刪除卷積碼，按照通信模式的要求對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行不同碼率的卷積編解碼。
[0016]5)、單元解交織
根據(jù)不同的傳輸模式(信道特性)決定單元數(shù)據(jù)的交織方式，達(dá)到抵抗時間和頻率彌散的目的。
[0017]6)、CRC校驗解碼
根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中對CRC校驗碼的定義，按照通信模式的需求對傳輸?shù)目刂?目息進(jìn)彳T CRC編碼和fe驗。
[0018]7)、導(dǎo)頻插入
根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義，在發(fā)送通道的子載波中插入具有明確相位和幅度的導(dǎo)頻信號，供接收通道進(jìn)行同步和信道估計。
[0019]8)、0FDM 符號映射
根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義和通信模式，將MSC、FAC、SDC和導(dǎo)頻中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域信息，分配到傳輸超幀中的指定位置。
[0020]9)、FFT 變換
利用FFT將接收方的時域信號轉(zhuǎn)換為判決所需的頻域信息。
[0021]10)、循環(huán)前綴保護(hù)間隔
為了最大程度的消除符號間的干擾，在OFDM符號之間的保護(hù)間隔插入循環(huán)前綴，保證FFT運(yùn)算時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的周期完整性。
[0022]11)、正交解調(diào)
在接收方，將指定頻點的數(shù)據(jù)正交解調(diào)為復(fù)數(shù)基帶數(shù)據(jù)。
[0023]12)、頻率同步
將接收通道的載波頻率和相位同步到發(fā)送通道的載波頻率和相位，以便進(jìn)行相干解調(diào)。
[0024]13)、時間同步和符號判決
時間同步利用循環(huán)前綴或?qū)ьl捕獲OFDM符號的起始位置，而符號判決則是根據(jù)信道估計信息將FFT得到的頻域信息判決對二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0025]以節(jié)約成本、節(jié)省空間和優(yōu)化功耗為目的，將接收機(jī)統(tǒng)一為同一板卡，主體結(jié)構(gòu)由三組核心功能構(gòu)成，控制核心、通用運(yùn)算核心和專用運(yùn)算核心，其中，控制核心負(fù)責(zé)通信體制管理，運(yùn)行參數(shù)管理和接口管理;通用運(yùn)算核心負(fù)責(zé)執(zhí)行參數(shù)多變但運(yùn)算速度要求適中的功能算法;專用運(yùn)算核心則負(fù)責(zé)參數(shù)相對固定但運(yùn)算速度要求高或需要精確定時的運(yùn)算環(huán)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種廣播用DRM信號接收機(jī)，包括前面板、信號處理板和接收部分，其特征在于:前面板包括控制面板和信號源，雙向連接，信號處理板包括接口管理M⑶、ARM處理器、FPGA、AD\DA、網(wǎng)口芯片、配置芯片、輸入濾波器、和晶振，其中，接口M⑶負(fù)責(zé)控制面板驅(qū)動、外設(shè)管理、信源解碼等工作，通過網(wǎng)絡(luò)接口與控制面板連接，直接與信號源驅(qū)動電路相連，ARM處理器與可編程邏輯器件FPGA連接，負(fù)責(zé)組幀分解、能量擴(kuò)散、信道解碼、單元交織、QAM符號映射工作，可編程邏輯器件FPGA負(fù)責(zé)星座圖映射判決、OFDM解調(diào)、正交解調(diào)、下變頻工作，由輸入濾波器、AD芯片和FPGA構(gòu)成接收通道。2.基于廣播用DRM信號接收機(jī)的通信實現(xiàn)方法，其特征在于:實現(xiàn)方法包括以下步驟， .1)、信源解碼 實現(xiàn)MPEG4壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和頻帶復(fù)編解碼； .2)、主業(yè)務(wù)信道解復(fù)用 按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?、信息流和?shù)據(jù)保護(hù)等級將音頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)重新組幀和分解； .3)、能量擴(kuò)散 按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義生成偽隨機(jī)序列與主數(shù)據(jù)流異或，達(dá)到能量白噪聲化的目的； .4)、信道解碼 根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中定義的可刪除卷積碼，按照通信模式的要求對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行不同碼率的卷積編解碼； .5)、單元解交織 根據(jù)不同的傳輸模式?jīng)Q定單元數(shù)據(jù)的交織方式，達(dá)到抵抗時間和頻率彌散的目的； .6)、CRC校驗解碼 根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中對CRC校驗碼的定義，按照通信模式的需求對傳輸?shù)目刂漆苣肯⑦M(jìn)行CRC編碼和校驗； .7)、導(dǎo)頻插入 根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義，在發(fā)送通道的子載波中插入具有明確相位和幅度的導(dǎo)頻信號，供接收通道進(jìn)行同步和信道估計； .8)、(FDM符號映射 根據(jù)ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定義和通信模式，將MSC、FAC、SDC和導(dǎo)頻中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域信息，分配到傳輸超幀中的指定位置； .9)、FFT變換 利用FFT將接收方的時域信號轉(zhuǎn)換為判決所需的頻域信息； .10)、循環(huán)前綴保護(hù)間隔 為了最大程度的消除符號間的干擾，在OFDM符號之間的保護(hù)間隔插入循環(huán)前綴，保證FFT運(yùn)算時間內(nèi)接收數(shù)據(jù)的周期完整性； .11)、正交解調(diào) 在接收方，將指定頻點的數(shù)據(jù)正交解調(diào)為復(fù)數(shù)基帶數(shù)據(jù)； .12)、頻率同步 將接收通道的載波頻率和相位同步到發(fā)送通道的載波頻率和相位，進(jìn)行相干解調(diào)； .13)、時間同步和符號判決 時間同步利用循環(huán)前綴或?qū)ьl捕獲OFDM符號的起始位置，而符號判決則是根據(jù)信道估計信息將FFT得到的頻域信息判決對二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04B1/16GK105897362SQ201610319096
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張鵬泉, 王保文, 孔云蒼, 吳巖磊, 陳艷超, 楊新輝
【申請人】天津光電通信技術(shù)有限公司