軟件無(wú)線(xiàn)電使汽車(chē)收音機同時(shí)支持多種數字廣播標準

　　集所有功能于一體，這并非虛言?，F在，設計工程師可以只通過(guò)一個(gè)數字收音硬件平臺，就能靈活地滿(mǎn)足功能豐富的汽車(chē)信息娛樂(lè )系統的各種需求。事實(shí)上，自Joseph Mitola于20世紀90年代中期提出軟件無(wú)線(xiàn)電 (SDR)的概念以來(lái)，它就立刻成為人們關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。軟件無(wú)線(xiàn)電為無(wú)線(xiàn)電應用設計者解決了諸多難題，尤其是為實(shí)現全球的通用性，收音機所必須支持的標準數量，以及支持多重標準所需的成本。那為什么是現在呢?

　　盡管SDR概念已經(jīng)在軍事應用中普及多年，但直到最近，對成本敏感的產(chǎn)品，如汽車(chē)收音機和手機的設計者們才開(kāi)始設計基于SDR的解決方案。摩爾定律是一個(gè)重要的實(shí)現因素，也能使數百萬(wàn)的晶體管支持高計算密度信號處理芯片。但是，僅憑預處理能力是不夠的。因為在現實(shí)世界，還應根據功耗、芯片尺寸和處理核心架構的靈活性等其他指標判斷收音性能，從而適應新的標準。

　　除此之外，在必須滿(mǎn)足不同地區的汽車(chē)信息娛樂(lè )標準要求的同時(shí)，工程師也面臨著(zhù)開(kāi)發(fā)通用的解決方案的問(wèn)題，因為對于為全球客戶(hù)提供服務(wù)的汽車(chē)OEM(原始設備制造商)而言，單一的方案是不夠的。例如，在美國，HD Radio目前已成為主要汽車(chē)品牌的車(chē)載娛樂(lè )系統中的核心元件。同時(shí)，在歐洲，從英國開(kāi)始，政府選擇了DAB/DAB+/T-DMB標準系列;而德國、法國和意大利等其他歐洲國家對DAB、DAB+和T-DMB也表現出更大的熱情。

　　為了解決標準不統一帶來(lái)的問(wèn)題，恩智浦半導體的工程師們提出了一個(gè)非常靈活的SDR理念，即信號處理模塊變成一種可在不同標準之間所共享的功能。該解決方案采用了由恩智浦及其合作伙伴共同開(kāi)發(fā)的最先進(jìn)的嵌入式數字信號處理內核，能夠支持現有汽車(chē)應用中的各種收音標準， 還能通過(guò)更新軟件來(lái)適應未來(lái)的新的標準。恩智浦的SAF356x是首款用于地面數字廣播的多標準基帶協(xié)處理器，除HD Radio，DAB等標準外，還可以通過(guò)軟件更新來(lái)支持包括DRM或DRM+在內的其他標準。

　　作為一個(gè)兼容多種標準的處理器，SAF356x可以代替目前用于車(chē)載娛樂(lè )系統的多個(gè)芯片，通過(guò)靈活的軟件升級來(lái)適應未來(lái)的平臺拓展及升級。為了說(shuō)明各種標準的異同，下面我們來(lái)具體研究一下這些標準。

　　數字調幅廣播 (DRM)

　　DRM是一種30MHz頻率以下的短、中、長(cháng)波數字收音系統。它具有接近FM的音質(zhì)以及數字傳輸的方便性，對于A(yíng)M接收效果的提升是非常顯著(zhù)的。

　　DRM系統采用編碼正交頻分復用 (COFDM) 技術(shù)。所有由數字編碼產(chǎn)生的音頻數據以及相關(guān)的信息數據均通過(guò)大量緊密排列的載波進(jìn)行傳輸。

　　所有載波均包含在傳輸信道中，時(shí)間和頻率交織的方法用以減輕多徑干擾所造成的衰減。OFDM和編碼的各種參數均可以更改，保證DRM可以在不同的傳播環(huán)境中正常運行。

　　DRM的最大比特率為72 kbit/s。圖1為DRM信道編碼器的框圖。

　　DRM系統利用MPEG 4高效高級音頻壓縮 (HE AAC+ v2) ，以低數據率提供高質(zhì)量音頻。此外，碼激勵線(xiàn)性預測編碼 (CELP) 和諧波矢量激勵編碼 (HVXC) 語(yǔ)音壓縮算法則以更低的數據率對單獨的語(yǔ)音信號進(jìn)行編碼，如圖2所示。

　　DRM+

　　DRM+是在DRM基礎上的進(jìn)一步發(fā)展，它是在波段I和波段II (FM-波段) 上數字收音傳輸的標準。而且，OFDM可提供高效頻譜利用和無(wú)干擾移動(dòng)接收。憑借其95 kHz的帶寬，DRM+適合歐洲使用的100 kHz FM模式，可以在波段II的各個(gè)頻段中傳輸。