[发明专利]DRM接收机和解调方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及通信接收机，更具体而言，涉及一种用在数字无线电接收机系统中的方法和接收机。

背景技术

数字无线电世界范围通用标准(Digital Radio Mondiale DRM)是一种开放式标准数字无线电系统，该种无线电系统是为低频率(148.5千赫兹到283.5千赫兹)、中频率(525千赫兹到1705千赫兹)以及高频率(2.3兆赫兹到27兆赫兹)信号而设计的，并且数字无线电世界范围通用标准(DRM)甚至可以被扩展到高达120兆赫兹的范围。DRM系统规范描述在欧洲电信标准协会(ETSI)ES 201 980版本2.2.1(2005-10)中，在此将其引入以供参考。

DRM信号被设计成适合在现有的幅度调制(AM)广播信道和间隔计划(基于9或者10千赫兹间隔/带宽)之内，然而，DRM信号的音频质量(近FM质量)却要比当前的AM无线电系统信号明显好得多。视频、音频以及其他数据可以在该DRM系统之内加以传送。当前DRM规范规定了依照各种带宽模式(包括4.5、5、9、10、18或者20千赫兹，有时称为“频谱占有率”)的操作。另外，DRM信号在联播模式下可以与AM信号同时被广播出去。

该DRM系统使用正交频分复用(OFDM)，这包括许多窄信道在平行的子载波中的传输。在OFDM DRM系统之内，可以使用各种调制方案，诸如正交相移键控(QPSK)、16-正交幅度调制(16-QAM)和64-QAM。子载波的数量依赖于所挑选的健壮性模式以及在DRM之内的信道带宽。目前，有四种健壮性模式-A(例如，226个子载波，10千赫兹带宽；458个子载波，20千赫兹带宽)，B(206；410载波)，C(138；280个载波)以及D(88；178个载波)，健壮性模式可以根据传播条件来挑选。在4.8和72kb/s之间的比特速率范围是能够被达到的，这取决于频谱占有率、健壮性模式、调制技术和编码速率。

在DRM之内，OFDM载波信号构成多个子载波的总和，在每个子载波上的基带数据是使用调制技术(例如，QAM)独立地加以调制的。然后，使用复合DRMOFDM信号来调制主RF载波。使用OFDM的好处对于本领域技术人员是已知的，因此不需要再进一步描述了。

子载波之间的间距和OFDM码元长度在DRM之内是变化的，这取决于健壮性模式。例如，子载波间距在模式A下是41.66赫兹，并且在模式B下是46.88赫兹。OFDM码元包括两部分-有用部分和保护间隔。在模式A下，码元长度是26.66毫秒，有用部分是24毫秒，保护间隔是2.66毫秒，而在模式B下，码元长度也是26.66毫秒，但是有用部分是21.33毫秒，保护间隔是5.33毫秒。保护间隔部分与有用码元的持续时间的比是不同的，这取决于模式(A-1/9、B-1/4、C-4/11、D-11/14)。

尽管某些现有技术已经提出使用离散傅立叶变换(DFT)来解调OFDM信号，但是快速傅立叶变换(FFT)典型地却是优选的，原因在于它降低了计算复杂性。结果，FFT处理(以及逆向FFT(IFFT))在基于OFDM的系统中被利用来构造和恢复OFDM复合信号。

一个特定的现有技术基于软件的DRM接收机，称为“梦(DREAM)接收机”，使用12千赫的中间频率(IF)(从标准外差RF前端常规455千赫IF下变频而来)接收OFDM复合信号和以48千赫采样信号。梦接收机使用西部快速傅立叶变换(FFTW)解调所接收的DRM OFDM信号。这是广泛使用的免费软件库，用于计算DFT及其特殊情况。尽管使用销售商优化的程序更具有竞争力，但是FFTW并不是针对固定机器所调谐的。更确切地讲，FFTW使用规划器来使它的算法适应于硬件平台，以便增加性能。

在基于PC的梦接收机中，在确定FFT窗之后，把48千赫采样的信号输入到FFTW块。所有的DRM健壮性和频谱占有率模式可以被以此频率采样而不用调节，并且DFT的点数(即，码元的有用部分的采样数目)如下：A模式-1152；B模式-1024；C模式-704；D模式-448。四种主要的算法在FFTW中实现，包括Cooley-Tukey、Prime-factor、Rader和Bluestein。FFTW规划器测量不同计划的实际运行时间并且选择最快的一个计划。FFTW也可以提供这样的一种操作模式，其中它快速地返回一个“合理的”计划，但是这可能不是最快的。对于基于PC的梦接收机，FFTW可能是DRM OFDM解调的合理实现方式。