DRM測試接收機的設計方案

　　3 DRM測試接收機信號處理流程

　　根據數模同插的要求，在設計DRM接收機RF前端時(shí)采用了改造現有模擬收音機的方法。整合后的接收機既可以收聽(tīng)模擬信號，又可以完成數字信號的處理，這樣就可以適應數模同播的需要。下文主要討論數字接收機的信號處理過(guò)程。

　　測試接收機系統框圖如圖2所示。接收信號通過(guò)模擬收音機前端下變頻到中頻，將中頻信號引出，經(jīng)過(guò)濾波送入AD采樣，從而獲得中頻采樣數據。

　　中頻采樣數據通過(guò)正交解調得到基帶數據。首先通過(guò)碼元同步找到OFDM碼元的起始位置，然后通過(guò)FFT完成OFDM信號的解調，將時(shí)域數據變換到頻域，并利用頻率導頻信息計算并校正頻率偏差，因為OFDM系統對載波頻偏非常敏感，經(jīng)過(guò)頻率校正后，頻率誤差應小于0.01倍子載波間隔。在此基礎上，利用時(shí)間導頻信息找到DRM系統的傳輸幀起始碼元，此后接收機從傳輸幀起始位置開(kāi)始進(jìn)行后續處理。

　　由于短波信道變化復雜，時(shí)域及頻域的選擇性衰落都很強，造成丁接收信號的幅度和相位受到嚴重干擾，在解高階QAM映射時(shí)會(huì )引入較大的誤差，框圖中的均衡模塊用來(lái)解決上述問(wèn)題。DRM系統設計了增益導頻，分布在時(shí)間一頻率域上，利用增益導頻的信息進(jìn)行信道均衡。

　　按圖2所示流程，從均衡后的數據中提取FAC單元并將其解碼，得到解調SDC的信息;再提取SDC單元，根據FAC的信息解碼SDC，得到SDC數據實(shí)體;最后提取MSC，根據FACSDC的信息解碼MSC。上述單元分別經(jīng)過(guò)解交織、解OAM映射、Viterbi譯碼、能量解擾等模塊的處理后，最后將MSC解復接后的數據進(jìn)行音頻譯碼或者數據解碼。

　　4 DRM測試接收機硬件結構

　　測試接收機基帶信號處理部分主要采用ARM與FPGA聯(lián)合處理的硬件平臺實(shí)現。ARM處理器可以在不改變硬件結構的情況下，通過(guò)下載不同的軟件程序實(shí)現不同的功能，這樣非常有利于不同算法的驗證，而且ARM公司可以提供處理器內核，為進(jìn)一步設計接收機ASIC奠定基礎。由于A(yíng)RM以half-word(16 bits)為最小處理單位，所以用ARM處理器處理比特流信號會(huì )造成處理器資源的浪費，為此針對比特流信號的處理采用專(zhuān)用邏輯電路實(shí)現，在測試接收機中用FPGA實(shí)現。這樣，兩種處理器的特性可以形成互補，使硬件平臺設計比較合理。

　　4.1 模塊劃分

　　DRM系統設計了多種模式，不同模式的碼率是不同的，在正交解調后需要變碼率輸出;Viterbi譯碼器也是以比特流為處理單位;考慮到這兩個(gè)模塊的算法特點(diǎn)及數據輸出形式，將這兩個(gè)模塊放在FPGA中實(shí)現。

　　圖2中所示的其他處理模塊，特別是同步和均衡模塊是接收機的關(guān)鍵模塊，其性能好壞直接影響接收效果，并且根據今后現場(chǎng)測試的情況，其算法存在調整的可能性.因此這些模塊通過(guò)ARM實(shí)現。需要對算法進(jìn)行調整時(shí)，只需修改軟件程序，重新載入ARM即可，硬件部分無(wú)需改動(dòng)。以實(shí)現測試接收機便于對各種算法的性能進(jìn)行驗證和比較的目的。

　　4.2 硬件平臺結構

　　測試接收機硬件平臺如圖3所示。FPGA采用XILINX公司的VirtexⅡXC2V500型芯片;ARM采用三星公司的S3C4510B型ARM7 TDMI芯片;ADC模塊采用了AD公司14-bit的AD9243。FPGA與ARM之間通過(guò)雙口RAM進(jìn)行數據交互，使用HC245芯片作為地址和數據總線(xiàn)的驅動(dòng)。

　　A/D采樣后的中頻數據送入FPGA做正交解調;FPGA將解調后的數據寫(xiě)入雙口RAM同時(shí)給ARM產(chǎn)生中斷信號;ARM響應外部中斷，將數據讀入、進(jìn)行后續處理。

　　如圖2中的流程，ARM在處理完解交織后，將處理后的數據寫(xiě)入雙口RAM，同時(shí)向特定的地址寫(xiě)控制字，FPGA檢測到控制字后，將數據讀入.進(jìn)行Viterbi譯碼。FPGA將Viterbi譯碼結果寫(xiě)入雙口RAM，向ARM發(fā)出中斷信號，ARM響應中斷，將數據讀入，再進(jìn)行后續處理。