专利名称：数字多媒体接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别是关于一种采用软件无线电方式实现基带处理模块的数字多媒体接收机。
背景技术：
数字多媒体接收机广泛应用于数字音频广播和数字电视接收系统领域中，产品形式可以分为A1、移动终端将数字多媒体接收机内置于蜂窝移动通信系统中；B1、便携多媒体播放器(PMP)将数字多媒体接收机内置于PMP中，实现移动的数字视频、音频的接收和播放功能；C1、外设计算机插件数字多媒体接收机由硬件部分和软件部分组成，其中软件部分运行于外设计算机上。
本发明是针对外设计算机插件的产品形式的改进，采用了软件无线电的概念。软件无线电是将模块化、标准化的硬件单元以标准开放的形式连接起来，形成一个通用硬件平台，通过软件加载实现各种无线通信功能的开放式无线通信设备。由此，无线通信新系统、新产品、新业务的开发将逐步转到软件上来，无线通信的产品价值将越来越多地体现在软件上。
现有的外设计算机插件需要通过硬件部分完成基带的信号处理，用软件部分实现媒体的播放，原理框图如图1所示。硬件部分包括射频接收模块，用于接收射频信号；模拟数字转换(ADC)模块，将模拟信号转换为数字信号；基带处理模块，实现信道的解码、解调；硬软接口模块，将数字信号传输至外设计算机，所述硬软接口模块连接硬件部分和软件部分，插接于外设计算机上，可以为通用串行总线(USB)接口、外设元件互连(PCI)接口、个人电脑存储器卡国际协会(PCMCIA)接口等；外设计算机，软件部分的模块皆运行于其上，软件部分包括信令解析模块，用于分解、解析视频和音频信号；视频及音频解码模块，用于分别解码视频和音频信号；人机接口(MMI)模块，用于实现视频及音频的播放，也即图像的显示和声音的输出。
现有的插件产品的不足之处在于基带处理模块功能由硬件芯片完成，而目前的音频广播和电视信号的种类很多，如果采用基带处理模块硬件化的方式实现多模接收，必须针对每一种模式，开发和生产出相应的接收芯片，例如要接收模拟的频率调制(FM)信号，就必须开发能模拟解调或数字解调FM信号的基带处理芯片。新的芯片的开发都需经过工厂流片，生产制造等程序，成本非常昂贵。
另外，如对芯片进行升级、优化，也需重新流片、制造等，升级成本很高。
此外，为解决基带处理模块的耗电问题，前端的射频接收模块，ADC模块必须采用高成本的制造工艺，实现难度大，成本也很高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采用软件无线电方式实现基带处理模块的数字多媒体接收机，其中，基带处理模块功能由计算机软件实现，大大降低了开发和升级成本。
本发明是通过以下技术方案实现的一种数字多媒体接收机，至少包括射频接收模块，接收射频信号；模拟数字转换模块，将模拟信号转换为数字信号；硬软接口模块，将数字信号传输至外设计算机；外设计算机，所述外设计算机上运行基带处理模块、信令解析模块、视频及音频解码模块和人机接口模块，射频信号经射频接收模块接收后，依次经模拟数字转换模块、硬软接口模块、基带处理模块、信令解析模块、视频及音频解码模块处理后，输入至人机接口模块，实现视频及音频的播放。
进一步地，所述基带处理模块至少包括所述基带处理模块至少包括I/Q解调子模块，用于将硬软接口读入的数据解析为正交采样后的I路和Q路数据；同步纠正子模块，用于纠正基带信号数据的频率偏差和时间偏差；正交频分复用同步子模块，用于计算同步纠正子模块的纠正量的估计值；自动增益控制子模块，用于对基带信号进行自动增益控制；正交频分复用解调子模块，用于基带信号的正交频分复用的解调变换；差分正交移相键控解调子模块，用于对差分正交移相信号的解调；频率及时间解交织子模块，用于解频率交织和解时间交织；卷积码解码子模块，用于卷积码的解码，还原出发射端卷积编码前的信号数据；能量去扰子模块，用于去除能量扩散的扰码，还原出发射端能量扩散前的信号数据；多路复用配置信息解码器子模块，用于为业务信道的解码提供基本的参数配置信息；循环冗余码检测校验子模块，用于信号的循环冗余码检测校验，其中，I/Q解调子模块，同步纠正子模块、自动增益控制子模块、正交频分复用解调子模块、差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块、循环冗余码检测校验子模块依次相连，正交频分复用同步子模块分别与I/Q解调子模块、同步纠正子模块、正交频分复用解调子模块相连，多路复用配置信息解码器子模块分别与差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块相连。
进一步地，所述硬软接口模块是通用串行总线接口、外设元件互连接口或个人电脑存储器卡国际协会接口。
进一步地，所述通用串行总线接口支持USB2.0标准。
进一步地，所述基带处理模块支持块读入和块读出方式。
进一步地，所述块读入方式的数据流是每24ms读入57.6K～1.5Mbit的信号数据。
进一步地，所述块读出方式的数据流是每24ms输出192bit～43Kbit的信号数据。
本发明的有益效果在于基带处理模块功能由软件无线电方式实现，针对不同的音频广播和电视信号，其基带处理模块只需开发对应的信道解码、解调软件即可，极大地降低了芯片流片、制造等成本。
另外，在技术升级时，只需用编程方法增加一个新的软件模块进行软件升级，也不需重新流片、制造等，极大地降低了升级成本。
此外，由于基带处理模块在外设计算上运行，不需考虑芯片耗电问题，前端的射频接收模块，ADC模块可以改用低成本的制造工艺，减小了实现难度。
图1是现有的外设计算机插件的原理框图；图2是本发明的外设计算机插件的原理框图；图3是本发明的具体实施例的原理框图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。
图2是本发明的外设计算机插件的原理框图。如图2所示，数字多媒体接收机包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括射频接收模块，用于接收射频信号；ADC模块，将模拟信号转换为数字信号；硬软接口模块，将数字信号传输至外设计算机，所述硬软接口模块连接硬件部分和软件部分，插接于外设计算机上，可以为通用串行总线(USB)接口、外设元件互连(PCI)接口、个人电脑存储器卡国际协会(PCMCIA)接口等；外设计算机，用于运行软件部分的模块，软件部分包括基带处理模块，用于信道的解码、解调；信令解析模块，用于分解、解析视频和音频信号；视频及音频解码模块，用于分别解码视频和音频信号；人机接口模块用于实现视频及音频的播放，也即图像的显示和声音的输出。
上述模块和功能与现有的外设计算机插件一致，但本发明将基带处理模块用软件无线电方式实现，将其归于软件部分。
图3是本发明的具体实施例的原理框图。如图3所示，射频接收模块和ADC模块分别与图2中的前两个模块相同。USB模块即硬软接口模块，在本具体实施例中，采用USB接口，但硬软接口模块不限于USB接口。框1即是基带处理模块。子信道选择模块即信令解析模块，用于分解、解析视频和音频信号，将上述两信号分成不同的子信道处理，当然某些信号只有视频数据或音频数据，例如MPEG-1 Layer II、MPEG-2 Layer II信号都只包含音频数据，则视频子信道的数据量为零，反之亦然。框2即视频及音频解码模块，同样地，某些信号只有视频数据或音频数据，则只对相应的数据进行解码。
上述基带处理模块包括I/Q解调子模块，将USB接口读入的数据解析为正交采样后的I路和Q路数据；同步纠正子模块，用于纠正基带信号数据的频率偏差和时间偏差；正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)同步子模块，用于计算同步纠正子模块的纠正量的估计值；自动增益控制(AGC)子模块，对基带信号进行自动增益控制；OFDM解调子模块，用于基带信号的正交频分复用的解调变换；差分正交移相键控(DQPSK，Differential Quadrature Phase Shift Keying)解调子模块，用于对差分正交移相信号的解调；频率及时间解交织子模块，用于解频率交织和解时间交织；卷积码解码子模块，用于卷积码的解码，还原出发射端卷积编码前的信号数据；能量去扰子模块，用于去除能量扩散的扰码，还原出发射端能量扩散前的信号数据；多路复用配置信息(MCI)解码器子模块，为业务信道的解码提供基本的参数配置信息；循环冗余码检测(CRC)校验子模块，用于信号的CRC校验。其中，I/Q解调子模块，同步纠正子模块、自动增益控制子模块、正交频分复用解调子模块、差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块、循环冗余码检测校验子模块依次相连，正交频分复用同步子模块分别与I/Q解调子模块，同步纠正子模块、正交频分复用解调子模块相连，MCI解码器子模块分别与差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块相连。
本具体实施例的信号走向是硬件部分及外设计算机上电后，经过射频接收模块下变频后的数据连续进入ADC模块，进行数模转换；转换后的数据按照一定的速率以比特流的方式经过USB接口，保存于外设计算机的内部缓存器中；外设计算机上运行的软件基带处理应用程序，也即基带处理模块对接收的比特流进行I/Q解调，分解成I、Q数据；对I、Q数据进行同步校准，标定出比特流中的频率、时间位置，并进行相应的算法补偿；校准后的数据通过AGC模块作增益调整；经OFDM解调模块的处理后，即可分解出基带解码所需的原始输入数据流；对原始输入数据流进行DQPSK解调，根据信道的类型进行频率和时间的解交织处理；对处理后的数据进行卷积码解码、能量去扰和CRC校验，完成基带处理模块的功能。所述的DQPSK解调、卷积码解码、能量去扰和CRC校验都是在MCI解码器模块的控制下进行的。基带处理完成后，数据经子信道选择，将视频和音频信号解析，分解成不同的子信道处理，再输入至框2的视频及音频解码模块。视频及音频解码模块可为多种形式，如运动图像专家组(MPEG)解码器，H.264解码器或其他第三方应用解码器，进行视频、音频的解码，解码后的数据输入至MMI模块(图3未图示)，实现视频和音频的播放。
本具体实施例的数据吞吐量较大。现有的ADC模块一般是8位数模转换，当采样时钟为8.192MHz时，净数据速率为65.536Mbps。由于USB接口传输中的同步报头(Sync Header)和CRC校验需增加额外开销，则USB接口的数据流量大约为100Mbps。USB1.0标准定义的传输时钟为1.5MHz，理论上最高传输速率为1.5Mbps；USB1.1标准定义的传输时钟为12MHz，理论上最高传输速率为12Mbps；USB2.0标准定义的传输时钟为480MHz，理论上最高传输速率为480Mbps，大于所要求的100Mbps。故在本具体实施例中，要求外设计算机的USB接口支持USB2.0标准。
另外，基带处理模块可支持块读入和块读出的方式，能有效降低对外设计算机的系统总线的占有率。设置相应寄存器后，在基带处理模块的输入部分，以块读入的方式读入USB接口的数据流。每24ms可读入57.6K～1.5Mbit的信号数据。在本具体实施例中，由于采样时钟为8.192MHz，则每24ms可读入8.192MHz×24ms×8bit＝1.5M bit的数据进行信道解调、解码处理。而在基带处理模块的输出部分，也可以用块读出的方式输出至子信道选择模块。每24ms输出数据块的大小，根据具体需求，一般在192bit～43Kbit之间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种数字多媒体接收机，至少包括射频接收模块，接收射频信号；模拟数字转换模块，将模拟信号转换为数字信号；硬软接口模块，将数字信号传输至外设计算机；外设计算机，所述外设计算机上运行信令解析模块、视频及音频解码模块和人机接口模块，其特征在于，所述外设计算机上还运行基带处理模块，射频信号经射频接收模块接收后，依次经模拟数字转换模块、硬软接口模块、基带处理模块、信令解析模块、视频及音频解码模块处理后，输入至人机接口模块，实现视频及音频的播放。
2.如权利要求1所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述基带处理模块至少包括I/Q解调子模块，用于将硬软接口读入的数据解析为正交采样后的I路和Q路数据；同步纠正子模块，用于纠正基带信号数据的频率偏差和时间偏差；正交频分复用同步子模块，用于计算同步纠正子模块的纠正量的估计值；自动增益控制子模块，用于对基带信号进行自动增益控制；正交频分复用解调子模块，用于基带信号的正交频分复用的解调变换；差分正交移相键控解调子模块，用于对差分正交移相信号的解调；频率及时间解交织子模块，用于解频率交织和解时间交织；卷积码解码子模块，用于卷积码的解码，还原出发射端卷积编码前的信号数据；能量去扰子模块，用于去除能量扩散的扰码，还原出发射端能量扩散前的信号数据；多路复用配置信息解码器子模块，用于为业务信道的解码提供基本的参数配置信息；循环冗余码检测校验子模块，用于信号的循环冗余码检测校验，其中，I/Q解调子模块，同步纠正子模块、自动增益控制子模块、正交频分复用解调子模块、差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块、循环冗余码检测校验子模块依次相连，正交频分复用同步子模块分别与I/Q解调子模块、同步纠正子模块、正交频分复用解调子模块相连，多路复用配置信息解码器子模块分别与差分正交相移键控解调子模块、频率及时间解交织子模块、卷积码解码子模块、能量去扰子模块相连。
3.如权利要求1或2所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述硬软接口模块是通用串行总线接口、外设元件互连接口或个人电脑存储器卡国际协会接口。
4.如权利要求3所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述通用串行总线接口支持USB2.0标准。
5.如权利要求1或2所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述基带处理模块支持块读入和块读出方式。
6.如权利要求5所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述块读入方式的数据流是每24ms读入57.6K～1.5Mbit的信号数据。
7.如权利要求5所述的数字多媒体接收机，其特征在于，所述块读出方式的数据流是每24ms输出192bit～43Kbit的信号数据。
全文摘要
本发明公开了一种数字多媒体接收机，至少包括射频接收模块、模拟数字转换模块、硬软接口模块、外设计算机，所述外设计算机上运行基带处理模块、信令解析模块、视频及音频解码模块和人机接口模块，射频信号经射频接收模块接收后，依次经模拟数字转换模块、硬软接口模块、基带处理模块、信令解析模块、视频及音频解码模块处理后，输入至人机接口模块，实现视频及音频的播放。本发明的基带处理模块采用软件无线电方式实现，应用于外设计算机插件形式的产品中。
文档编号H04J11/00GK101014103SQ20071003747
公开日2007年8月8日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者莫知伟, 王立宁, 林森凌 申请人:鼎芯通讯(上海)有限公司