一种基于广播用drm信号接收机的通信实现方法
【专利摘要】本发明涉及一种广播用DRM信号接收机，包括前面板、信号处理板和接收部分，前面板包括控制面板和信号源双向连接，信号处理板包括接口管理MCU、ARM处理器、FPGA、AD\DA、网口芯片、配置芯片、输入滤波器和晶振，其中，接口MCU负责控制面板驱动、外设管理、信源解码工作，通过网络接口与控制面板连接，直接与信号源驱动电路相连，ARM处理器与可编程逻辑器件FPGA连接，负责组帧分解、能量扩散、信道解码、单元交织、QAM符号映射工作，可编程逻辑器件FPGA负责星座图映射判决、OFDM解调、正交解调、下变频工作，由输入滤波器、AD芯片和FPGA构成接收通道。有益效果是，具有传输速率高、抗衰落、抗多径能力强，节约成本、节省空间和优化功耗。
【专利说明】
一种基于广播用DRM信号接收机的通信实现方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种信号接收机的通信实现方法，特别涉及一种基于广播用DRM信号接收机的通信实现方法。
【背景技术】
[0002]DRM是世界上唯一的非专利的数字系统，用于短波、中波和长波，它可以使用遍布全球的现有的频率和带宽，是对模拟AM广播的重大改善。DRM必将主宰世界范围内的30MHz以下的AM频段广播的市场。大量的事实也表明，因特网及卫星广播等其它媒体，在很大程度上是不能完全替代长、中、短波广播的。因此，调幅波段的广播只能采用新的技术，也就是通过数字化使其振兴，而不能将很具特点的长、中、短波波段的频率资源抛弃掉或挪作它用。
[0003]在调幅波段，由于提供给各个发射机使用的射频频率范围是很窄的，因此，提供用于数字音频信号的带宽也很窄。此外，电波远距离传播会产生很强的干扰和失真。因此，人们需要能力强的数字音频压缩方法和抗干扰性能强的调制方法，以有效地补偿传输差错和传输中断。
[0004]在音频压缩方面，DRM使用MPEG4 AAC(先进音频编码)方法，并将其与CodingTechno I ogies公司开发的SBR( Spectral Band Rep Ii cat 1n-频带恢复)技术相结合，构成世界上目前能力最强的压缩方法。虽然仅AAC本身效率已经比众所周知的MP3编解码高出30%，然而由于窄的有限的带宽，仅使用AAC是不够的。借助附加应用的SBR，可以在保持同样高的声音质量的情况下，数据率还可以再减低40%。这样就有可能传输数据率为25kb/s的高级音频信号，远不到ISDN线路的1/3。
[0005]对于DRM来说另一个要求是所谓的多径传播。特别是在长、中、短波会出现这种多径传播效应，导致接收机接收来自不同方向的有时间延时的相同的无线电波，使用了 COFDM(编码正交频分复用)传输方法。这里，编码的信号考虑了差错修正，并将其分配在许许多多个被调制的载波上来发射。这种复杂的方法简而言之，可以使通常的干扰噪声和信号衰落(亦称为信道衰落)不再出现。
【发明内容】
[0006]鉴于普通的DRM接收机内部由基带处理板卡和中频数据处理板卡两部分构成，为了节约成本、节省空间和优化功耗，本发明提供一种采用DRM技术、统一为同一板卡的信号接收机，具体技术方案是，一种广播用DRM信号接收机，包括前面板、信号处理板和接收部分，其特征在于:前面板包括控制面板和信号源，双向连接，信号处理板包括接口管理MCU、ARM处理器、FPGA、AD\DA、网口芯片、配置芯片、输入滤波器、和晶振，其中，接口M⑶负责控制面板驱动、外设管理、信源解码等工作，通过网络接口与控制面板连接，直接与信号源驱动电路相连，ARM处理器与可编程逻辑器件FPGA连接，负责组帧分解、能量扩散、信道解码、单元交织、QAM符号映射工作，可编程逻辑器件FPGA负责星座图映射判决、OFDM解调、正交解调、下变频工作，由输入滤波器、AD芯片和FPGA构成接收通道。
[0007]基于广播用DRM信号接收机的通信实现方法，包括以下步骤，I)、信源解码，实现MPEG4压缩编码标准中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和频带复编解码；2 )、主业务信道解复用，按照数据传输的通信模式、信息流和数据保护等级将音频和数据业务重新组帧和分解;3)、能量扩散，按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义生成伪随机序列与主数据流异或，达到能量白噪声化的目的;4)、信道解码，
根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中定义的可删除卷积码，按照通信模式的要求对传输数据进行不同码率的卷积编解码;5)、单元解交织，根据不同的传输模式决定单元数据的交织方式，达到抵抗时间和频率弥散的目的;6)、CRC校验解码，
根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中对CRC校验码的定义，按照通信模式的需求对传输的控制信息进行CRC编码和校验;7)、导频插入，根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义，在发送通道的子载波中插入具有明确相位和幅度的导频信号，供接收通道进行同步和信道估计;8)、0FDM符号映射，根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义和通信模式，将MSC、FAC、SDC和导频中的数据转换为频域信息，分配到传输超帧中的指定位置;9)、FFT变换，利用FFT将接收方的时域信号转换为判决所需的频域信息；10)、循环前缀保护间隔，为了最大程度的消除符号间的干扰，在OFDM符号之间的保护间隔插入循环前缀，保证FFT运算时间内接收数据的周期完整性；11)、正交解调，在接收方，将指定频点的数据正交解调为复数基带数据；
12)、频率同步，将接收通道的载波频率和相位同步到发送通道的载波频率和相位，进行相干解调；13)、时间同步和符号判决，时间同步利用循环前缀或导频捕获OFDM符号的起始位置，而符号判决则是根据信道估计信息将FFT得到的频域信息判决对二进制数据。
[0008]本发明的有益效果是，与目前的短波通信接收机相比具有传输速率高、抗衰落、抗多径能力强的特点;与普通的DRM接收机相比，具有节约成本、节省空间和优化功耗的特点。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的电路结构框图。
[0010]图2是本发明的功能结构图。
[0011]图3是本发明的功能结构图。
【具体实施方式】
[0012]如图1、2、3所示，一种广播用DRM接收机，实现方法包括以下步骤 I)、信源解码
实现MPEG4压缩编码标准中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和频带复编解码(SBR-Spectral Band Replicat1n)。
[0013]2)、主业务信道(MSC)解复用
按照数据传输的通信模式、信息流和数据保护等级将音频和数据业务重新组帧和分解。
[0014]3)、能量扩散
按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义生成伪随机序列与主数据流异或，达到能量白噪声化的目的。
[0015]4)、信道解码根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中定义的可删除卷积码，按照通信模式的要求对传输数据进行不同码率的卷积编解码。
[0016]5)、单元解交织
根据不同的传输模式(信道特性)决定单元数据的交织方式，达到抵抗时间和频率弥散的目的。
[0017]6)、CRC校验解码
根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中对CRC校验码的定义，按照通信模式的需求对传输的控制?目息进彳T CRC编码和fe验。
[0018]7)、导频插入
根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义，在发送通道的子载波中插入具有明确相位和幅度的导频信号，供接收通道进行同步和信道估计。
[0019]8)、0FDM 符号映射
根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义和通信模式，将MSC、FAC、SDC和导频中的数据转换为频域信息，分配到传输超帧中的指定位置。
[0020]9)、FFT 变换
利用FFT将接收方的时域信号转换为判决所需的频域信息。
[0021]10)、循环前缀保护间隔
为了最大程度的消除符号间的干扰，在OFDM符号之间的保护间隔插入循环前缀，保证FFT运算时间内接收数据的周期完整性。
[0022]11)、正交解调
在接收方，将指定频点的数据正交解调为复数基带数据。
[0023]12)、频率同步
将接收通道的载波频率和相位同步到发送通道的载波频率和相位，以便进行相干解调。
[0024]13)、时间同步和符号判决
时间同步利用循环前缀或导频捕获OFDM符号的起始位置，而符号判决则是根据信道估计信息将FFT得到的频域信息判决对二进制数据。
[0025]以节约成本、节省空间和优化功耗为目的，将接收机统一为同一板卡，主体结构由三组核心功能构成，控制核心、通用运算核心和专用运算核心，其中，控制核心负责通信体制管理，运行参数管理和接口管理;通用运算核心负责执行参数多变但运算速度要求适中的功能算法;专用运算核心则负责参数相对固定但运算速度要求高或需要精确定时的运算环节。
【主权项】
1.一种广播用DRM信号接收机，包括前面板、信号处理板和接收部分，其特征在于:前面板包括控制面板和信号源，双向连接，信号处理板包括接口管理M⑶、ARM处理器、FPGA、AD\DA、网口芯片、配置芯片、输入滤波器、和晶振，其中，接口M⑶负责控制面板驱动、外设管理、信源解码等工作，通过网络接口与控制面板连接，直接与信号源驱动电路相连，ARM处理器与可编程逻辑器件FPGA连接，负责组帧分解、能量扩散、信道解码、单元交织、QAM符号映射工作，可编程逻辑器件FPGA负责星座图映射判决、OFDM解调、正交解调、下变频工作，由输入滤波器、AD芯片和FPGA构成接收通道。2.基于广播用DRM信号接收机的通信实现方法，其特征在于:实现方法包括以下步骤， .1)、信源解码 实现MPEG4压缩编码标准中的AAC子集、CELP子集、HVXC子集和频带复编解码； .2)、主业务信道解复用 按照数据传输的通信模式、信息流和数据保护等级将音频和数据业务重新组帧和分解； .3)、能量扩散 按照ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义生成伪随机序列与主数据流异或，达到能量白噪声化的目的； .4)、信道解码 根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中定义的可删除卷积码，按照通信模式的要求对传输数据进行不同码率的卷积编解码； .5)、单元解交织 根据不同的传输模式决定单元数据的交织方式，达到抵抗时间和频率弥散的目的； .6)、CRC校验解码 根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中对CRC校验码的定义，按照通信模式的需求对传输的控制彳目息进行CRC编码和校验； .7)、导频插入 根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义，在发送通道的子载波中插入具有明确相位和幅度的导频信号，供接收通道进行同步和信道估计； .8)、(FDM符号映射 根据ETSI ES 201 980 V3.1.1中的定义和通信模式，将MSC、FAC、SDC和导频中的数据转换为频域信息，分配到传输超帧中的指定位置； .9)、FFT变换 利用FFT将接收方的时域信号转换为判决所需的频域信息； .10)、循环前缀保护间隔 为了最大程度的消除符号间的干扰，在OFDM符号之间的保护间隔插入循环前缀，保证FFT运算时间内接收数据的周期完整性； .11)、正交解调 在接收方，将指定频点的数据正交解调为复数基带数据； .12)、频率同步 将接收通道的载波频率和相位同步到发送通道的载波频率和相位，进行相干解调； .13)、时间同步和符号判决 时间同步利用循环前缀或导频捕获OFDM符号的起始位置，而符号判决则是根据信道估计信息将FFT得到的频域信息判决对二进制数据。
【文档编号】H04B1/16GK105897362SQ201610319096
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】张鹏泉, 王保文, 孔云苍, 吴岩磊, 陈艳超, 杨新辉
【申请人】天津光电通信技术有限公司