Drm接收机和解调方法

专利名称：Drm接收机和解调方法
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。
技术背景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，诸如正交相移鍵控(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(1M;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。子栽波之间的间距和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5.3;3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-ll/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竟争力，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。使用FFT之时， 一般来讲使用等于2的幂的采样数目(有时也称 为"2的幂点")采样希望的信号是希望的。然而，因为在DRM规范(参 见上述)中所规定的码元保护间隔长度与有用码元部分(如上所示)之 间的比，所以没有一个健壮性模式(除了 B)能够同时在有用码元部分 中实现2的幂点和在保护间隔中实现整数点。因此，在梦接收机中使 用FFTW比FFT导致更高的复杂性。因此，需要一种新的DRM接收机和方法来使用FFT以解调DRM OFDM信号从而降低计算复杂性。这种FFT可以实现在硬件-诸如现 场可编程的门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或者(被相应编程的) 数字或其他信号处理器。如上所注释的，DRM规范考虑到了各种联播模式，因为把当前 的AM频谱移动到DRM编码的数字信号所需要的相对时间和代价的 缘故。DRM和AM信号的联播发送可以通过并置模拟AM信道和DRM 数字信道(例如，AM载波频率和数字参考频率之间有10千赫的信道 间距)来执行。因此，模拟(AM)和数字(DRM)信号都将可能同时存在 一段时间。在能够接收DRM编码的和传统模拟AM信号的DRM接 收机中，需要分离滤波器。由于频率波段接近的原因，所以设计这样 的分离滤波器是困难和复杂的。例如，在健壮性模式A和频谱占有率 模式0中，可能会需要具有2083.33赫兹的通过波段(子载波#2到#102 上的信号)和83.33赫兹的瞬时波段的滤波器(数字信号和模拟信号之 间的间隔是83.33赫兹)。使用常规MATLAB滤波器设计工具，并假设希望的滤波器参数 是1分贝的带内波动和40分贝的停止波段衰减，当采样频率相对高(100千赫或者更大)之时，滤波器的阶就数以千计了。因此，需要一种新的DRM接收机和方法，包括数字和模拟分离 滤波器，用于接收和分离在发送波段之内彼此紧密靠近地发送的常规 模拟AM信号和DRM编码的数字信号。发明内容依照一个实施例，提供了一种数字无线电世界范围通用标准(DRM) 接收机，包括模拟到数字转换器(ADC)，用于以笫一采样速率采样所接 收的DRM编码的信号;和下采样器，用于以下采样速率x下采样所接 收的DRM编码的信号，此处x是正整数。模式识别器，耦合到下采样器的输出，用于确定所接收的DRM编码的信号的预先确定的DRM 参数模式并且输出指示该确定的DRM模式的信号。解调器，耦合到 下采样器，用于接收下采样的DRM编码的信号并且将其解调成多个 单元。该解调器包括可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)，此处N是等 于2的幂的整数，并且N是响应于指示确定的DRM模式的信号而加 以确定的。在另一个实施例中，提供了一种用于解调数字无线电世界范围通 用标准(DRM)编码的信号的方法。接收DRM编码的信号，该DRM编码的信号依照预先确定的DRM参数模式加以编码，并且以第一采样 速率数字地采样该DRM编码的信号，用以生成DRM编码的数字信 号采样。根据第一下采样速率x下采样该DRM编码的数字信号采样， 此处x是整数。确定该DRM编码的信号的DRM参数模式并且生成 指示确定的DRM参数模式的信号。使用可编程的N点快速傅立叶变 换(FFT)把下采样的DRM编码的数字信号解调成多个单元，此处N是 等于2的幂的整数，并且N是响应于指示该确定的DRM参数模式的 信号加以确定的。在又一个实施例中，提供了一种数字无线电世界范围通用标准 (DRM)接收机，包括:模式识别器，用于接收依照DRM参数模式所发 送的DRM编码的信号，识别DRM参数代码，并且输出指示该确定 的DRM模式的信号。包括有可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)， 用于接收来自DRM编码的信号之内的OFDM码元信号的有用部分的 N个采样并且恢复多个单元，此处N是等于2的幂的整数，并且N是 响应于指示该确定的DRM模式的信号加以确定的。根据以下附图、描述和权利要求，对于本领域技术人员而言，其 他技术特征会容易地变得清楚明白。


为了更完全地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图所给 出的说明，其中相同的数字指定相同的对象，在附图中 图1是根据本发明的DRM接收机的框图；并且 图2是在图1中所示的处理系统的详细图。
具体实施方式
图1图示了接收机系统100的框图，接收机系统100可操作来在给定频率范围(低、中和高频率)之内接收DRM编码的信号和其他模 拟信号。接收机100的其他实施例在不偏离本发明的范围的情况下也 可使用。在更详细地描述接收机100之前，先描述典型的DRM发送机的 基本功能和操作以及DRM编码。术语"DRM编码的信号"在此将用 于描述依照在ETSI ES 201 980版本2.2.1(2005-10)(包括任何过去或者 将来的变体或者版本)中所描述的DRM系统规范所编码的信号，在此 将其引入以供参考。DRM编码的信号包括编组成DRM超帧的至少三个不同的信道。 这些信道被称为(1)快速接入信道(FAC)， (2)业务描述信道(SDC)和(3) 主业务信道(MSC)。 FAC提供使接收机能够解码SDC和MSC的信息。 SDC提供关于信道、额外业务和附加DRM特征的附加信息。MSC 递送可以包括在其中的实际内容，多达包含音频或者数据的四个流。 DRM发送机可以在用于SDC和MSC的不同配置之间挑选，取决于 无线电发送信道的不同条件和误差保护需求。DRM音频和数据在依照希望的音频编码器(例如，MPEG-4音频 标准)编码音频数据之后典型地被组合到MSC中。然后根据用于比特 交错、巻积编码和能量扩散的参数(这些参数依赖希望的误差保护级别) 使用多级编码(MLC)方案来编码MSC。然后用调制方案，诸如QAM(例 如，4、 16或者64)对此比特流编码。类似地，使用MLC和调制方案 (对于每个信道相同或者不同)编码DRM FAC和SDC。在MSC、 FAC和SDC中编码和调制的信息与参考导频单元组合 起来(这兼顾了接收机同步和信道估计)，用以形成要输入到逆向快速 傅立叶变换(IFFT)的OFDM码元。依照DRM规范把保护间隔/信号 加到每个码元上，用以生成DRM编码的OFDM复合信号。然后在载 波频率上发送此信号。在一种可能的实现方式中，IFFT的输出可以 包括复数I和Q信号，I/Q信号被作为载波信号上的I/Q发送。其他 发送机/发送配置和方法也可以利用，这对于本领域技术人员都可能是 已知的。现在转向图1，图示了依照本发明的一个实施例的接收机100的 框图。接收机100包括天线102，用于在预先确定的频率波段上接收 无线电频率(RF)DRM编码的信号和其他RF信号(非DRM编码的信号)。"其他RF信号"可以包括在预先确定的频率波段之内的任何RF 信号，该预先确定的频率波段的范围可以高达30赫兹，或者85赫兹， 也许更高，并且可以低达大约100千赫。这些其他RF信号可以使用 AM, FM或者其他调制方案加以调制。在一个特定实施例中，该其 他RF信号是AM或者FM信号。接收机前端104依照已知技术和电路接收DRM编码的RF信号， 执行下变频，并且生成和输出中间频率(IF)信号(例如，455/465千赫)。 可替换地，接收机前端104还可以进一步下变频到基带。输出信号(不 管是IF还是基带)被以预先确定的采样速率采样和使用模拟到数字转 换器(ADC)106数字化。已经确定384千赫乘以n的采样频率(此处 N是正整数)为接收机100提供不同的优点，这将在此更充分地加以 说明。在接收机100的一个特定实施例中，ADC以384千赫的采样频 率运行。在另一个实施例中，采样频率是1.536兆赫(384千赫x 4)。使用 此种采样速率提供了 IQ解调器的更容易的实现方式，此处IQ解调器 是4倍IF频率。能够应用协调旋转数字计算机(cordic)来实现剩余 的频率偏移下变频(例如，当IF是455千赫和采样采用1.536赫兹之 时，在基于4倍IF的过程之后，剩余的频率偏移是455减去1536/4=71 千赫，然后使用协调旋转数字计算机来纠正71千赫偏移量，发送机 和接收机之间的频率偏移量也能被纠正)。应当理解如果利用了不同的 IQ解调设计或者方案，那么也可以选择384*N千赫采样频率。还将理解的是DRM信号可以使用任何已知的调制方案被调制到 RF载波上，然而，在一个实施例中，RF信号是IQ调制的RF信号。 在图2所示的实施例中，接收的RF信号是正交混频的RF信号，在 其中包括复数I和Q信号(IQ调制)，并且接收机前端104下变频该RF 信号，用以生成和输出IF信号。因此，在此实施例中，IQ解调发生 在对IF信号数字化之后。可替换地，IQ解调(或者其他RF解调技术， 如果使用的话)可以在由ADC 104数字化之前来实现。如所示出的，由ADC 106所生成的经数字化的IF信号(采用数字 采样的形式)由信号处理系统108接收，信号处理系统108在一个实施 例中把经数字化的IF信号解调成复数信号(I和Q数字信号)，实现IF 到基带的变换(这可能可以包括混频/DDC)，并且还处理数字基带信号(DRM编码的数字信号)以便提取(导频单元，FAC， SDC和MSC信 道之内的)编码的数据。正如将要理解的，DRM编码的数字信号按照 希望可以被作为在沿着路径的一个或者多个点的复数信号处理，也可 以被作为实数信号处理。处理系统108执行各种功能，包括IQ解调， IF到基带的变换，时间和码元同步，再采样，滤波，使用FFT，载波 频率和时钟频率偏移量纠正的OFDM解调，信道均衡，以及数据提 取和解码(MSC， FAC， SDC;和最终的音频数据和其它数据，以生成 数字输出信号(业务，数据，音频数据)。处理系统108可以使用硬件，或者硬件与软件(和/固件)的组合来 实现。在一个实施例中，处理系统108包括处理器或者其他硬件设备(未 示出)，用以执行固件/软件指令(固件/软件)，以便实施所识别的处理 或者功能。另外，图2中所示或者在此描述的特定块或者功能中的任 何一个都可以使用软件、硬件或者其组合来加以实现。在另一个实施例中，处理系统108还包括模拟和数字(A&D)信号 分离滤波器，用于滤波来自其它RF信号(非DRM编码的信号，诸如 AM或者FM信号)的DRM编码的信号和输出笫二音频信号(采用数 字格式或者模拟格式)。正如将要理解的，当提及A&D分离滤波器之 时，术语"模拟"指的是在希望的频率波段(例如，AM， FM)之内的传 统的模拟接收的信号(非DRM编码的信号)，即使"模拟"信号可以在 接收机100中被数字化并且之后以数字形式处理也是如此。已经确定384千赫乘以n的采样频率(此处n是正整数)为接收 机100提供不同的优点，这将在此更充分地加以说明。在接收机100 的一个实施例中，ADC 202运行在1.536兆赫(384千赫x4)的采样频 率，并且在另一个不同的实施例中，采样频率是384千赫。将理解的 是利用384*n千赫的ADC采样频率是有利的。现在转到图2，示出了依照一个实施例的处理系统108的详细图。 该处理系统包括IQ解调器块200，用于从ADC 106接收数字化的IF 信号。IQ解调器200以希望的频率(或者在希望的频率范围之内)解调 该接收的信号并且生成和输出对应的DRM基带信号(采用分离的复数 I和Q信号形式)。这一般来讲把接收的DRM频谱的中心频率移动到 零(或者接近于零)。利用处于基带的DRM信号，码元同步块204处理DRM基带信号并且确定启用同步的新的OFDM码元的开始。此过程可以根据任 何已知技术-诸如与时间延迟的输入之间的相关来实现。在同步之后， 数字DRM信号采样(被同步到OFDM码元)被输入到可编程下采样器 206(也称为再采样器，下变频器，或者抽取器)。下采样器206下采样 数字信号采样或者把数字信号采样的数目降低预先确定的倍数x(例 如，对于x-12，使用每第12个采样并且其他的采样就被丟弃)。这有 效地降低了采样速率，并且因此把输入到下采样器206的数字信号采 样的采样数目或者下采样(再采样)速率降低x倍。例如，如果输入到 下采样器206的数字信号采样的速率是384K个采样/秒(384千赫)并 且下采样速率是36&=36)，那么该输出将等于10.6WK个采样/秒。将要理解的是下采样器206另外可以支持较小分数倍的下采样(例 如，16.0001)，这样就能够实现在此点的时钟频率偏移的纠正。下采样速率是可编程的并且响应于或者根据一个或者多个DRM 发送或者编码参数(例如，OFDM参数)或者在生成编码的DRM信号 中所利用的模式加以选择。这些参数/模式包括健壮性和频傳占有率。 DRM模式基于利用的是哪一种健壮性模式或者频语占有率模式(或者 它们的组合)。当识别出所接收的DRM编码的信号的可应用的DRM 模式之后，该健壮性和/或频谱占有率模式确定或者有效地选择或者编 程(控制)下采样速率。从下采样器206输出的下采样的数字信号采样在模拟和数字(A&D) 分离滤波器208处被接收。A&D分离滤波器208滤波希望的DRM编 码的信号并且将其与在给定信道或者带宽之内的其他希望的信号相分 离开。例如，在联播模式中，该接收的信号包括在给定信道或者带宽 之内的并置的广播信号(例如，AM， FM)和DRM信号这二者。这两 种信号的恢复是希望的。滤波器208将这两种信号相区别开或者相分 离开以供进一步处理。这将在以下更充分地加以描述。如果接收到的 常规广播第二信号是不希望的或者不需要的，那么A&D分离滤波器 208就可以被忽略掉。从A&D分离滤波器208所输出的经滤波的(或者未经滤波的)数 字信号采样被输入到OFDM解调块210。 OFDM解调器210使用具 有2的幂的可编程的N点FFT 211解调OFDM信号(此处N等于2 的幂，该幂是正整数。在一个实施例中，FFT 211可被编程，以致于使N=128， 256或者512。 FFT 211可以用硬件，软件或者它们的组 合来实现，并且在一个实施例中，FFT使用在处理器中执行的嵌入式 C软件加以实现，所述处理器诸如数字信号处理器或者其他处理器(例 如，ARM处理器)。OFDM解调器210处理数字信号采样并且恢复 OFDM码元中的各单个单元。与可编程的下采样器206相类似，FFT 211的点数N(或者点大小) 是可编程的并且响应于或者根据一个或者多个DRM发送或者编码参 数(例如，OFDM参数)或者在生成编码的DRM信号中所利用的模式 加以选择。这些参数/模式包括健壮性和频谱占有率。当识别出所接收 的DRM编码的信号的可应用的DRM模式之后，健壮性和/或频谱占 有率模式确定或者有效地选择或者编程(控制)点数N。从A&D分离滤波器208输出的经滤波的(或者未经滤波的)数字 信号采样也被输入到模式识别器块212。模式识别器212检查DRM 编码的信号并且确定该信号的DRM模式(健壮性和/或频谱占有率参 数)。据此，模式识别器212把控制信号发送到下采样器206,下采样 器206根据确定的健壮性和/或频谱占有率模式控制或者编程它的下采 样速率。类似地，来自模式识别器210的输出控制或者编程在OFDM 解调器212之内的FFT 211的点数N。进而，A&D分离滤波器210也接收此输出，并且A&D分离滤波器210被用于根据确定的频谱占 有率模式调节或者修改(或者编程)滤波器参数。应当理解，最初，当尚未确定出DRM健壮性模式之时，并不执 行FFT(因此FFT的点是不相关的)。模式识别器212所使用的缺省模 式是健壮性模式B和频谱占有率模式0。这之所以是这样的原因在于 在DRM接收的信号的开始，只有FAC信道处于[O， 5千赫]之间。OFDM调制器212的输出被输入到载波频率偏移量估计块214， 时间同步块216和时钟频率偏移量估计块218。载波频率偏移量估计 器块214用于估计发送的载波和本地振荡器之间的频率偏移量。这可 以通过使用DRM信号的频率导频来估计偏移量而完成。载波频率偏 移量估计器214的偏移量输出被输入到IQ解调器202并且被用于调 节频率下变频过程。时间同步器216用于估计发送机和接收机之间的 时间(相位)偏移量，并且它的输出被输入到码元同步器204，用以调 节相继的DRM编码的信号的相位。这可以使用DRM信号的增益导频来估计时间偏移量而完成。时钟频率偏移量估计器218用于估计发 送机和接收机之间的时钟频率偏移量，并且它的输出被输入到下采样 器206，用以调节本地振荡器。时钟频率被在数字域中纠正(这使用NCO 和内插器来纠正DRM信号的时钟频率)。OFDM调制器212的输出也被输入到均衡块220，均衡块220使 用已知的发送的增益导频模式来估计信道传递函数。然后利用估计的 信道传递函数的逆函数对OFDM单元加以纠正。在均衡之后，DRM信号由DRM解码器222解码。解码器222 使用DRM的时间导频或者增益导频确定DRM帧的开始，用以确定 发送帧的开始点(即，哪一个码元是发送帧的第一码元)并且把这些单 元分离到三个信息信道-MSC， SDC和FAC中。FAC提供使解码器 222能够SDC和MSC的信息。SDC提供关于信道、额外业务和附加 DRM特征的附加信息。该MSC递送可以包括在其中的实际内容，多达包含数字音频或者数据的四个流。音频解码器(未示出)解码数字音 频，以供由接收机200进一步处理。本发明描述利用FFT的DRM接收机和OFDM解调方案，用以 使用可编程的N点FFT来解调OFDM信号，此处N依赖于DRM模 式。在一个实施例中，第一采样速率被选择成用于确保在OFDM码 元中在OFDM码元的有用部分中有A^x'2m个采样点，并且确保在保 护间隔中有个采样点，此处x和y都是整数。然后把第二采样 速率或者频率^fe选成以致于4吏该FFT可以以N点实现，此处在OFDM 码元的有用部分中，N-2m是等于2的幂。这导致在OFDM码元保护 间隔中有分数的采样y/x-floor(y/x)。在对OFDM解调没有任何可感 知到的影响或者改动的情况之下，该分数采样可以被忽略掉，原因在 于在解调之中仅仅利用该码元的有用部分。已经确定应该把1/T(12千赫)的整数倍数用作采样频率，用以确 保在OFDM码元的有用部分中有整数数目的采样。而且，为了利用数目减少的2的幂的点的FFT 211来解调OFDM 信号，并且理解存在有不同的DRM模式(例如健壮性和频谱占有率模 式)，确定对于不同模式所需要的采样频率的最低公倍数转换为用于简 化该设计并且降低DRM接收机100的计算复杂性的384千赫的最低 采样频率。正如将要理解的，采样可以以千赫采样速率的整数倍数来完成。在每个DRM模式的OFDM解调中子栽波数和FFT的最少点数 以下在表I中列出频谱占有率健壮性 模式012345A101(128)113(128)205(256)229(256)413(512)461(512)B91(128)103(128)183(256)207(256)367(512)411(512)C\\\139(256)\281(512)D\\\89(128)\179(256)表I根据在OFDM码元的有用部分中供N点FFT中使用的希望的采 样数目，在表II中列出下采样速率(假设基础采样速率是384千赫)， 此处A， B， C和D是健壮性模式，x是频谱占有率模式XABCD07264\\17264\\23632\\33632222841816\\518161114表II如果所接收的DRM编码的RF信号的数字采样速率是384*N千 赫，那么下采样速率x将被调节到x=x*n，假设在ADC 104和下采样 器206之间没有插入下采样。如果中间下采样(整数)发生了，那么采 样速率x应该相应地加以调节。本发明的一个方面提供了所接收的 DRM信号最初应以384*N千赫的速率被采样，此处N是整数，并且 下采样产生出输入到FFT的(在一个OFDM码元中)采样数目，该采样数目等于按照表I所示的用DRM参数发送模式所确定的数目N， 此处N等于2的幂。下采样器206可以包括单个下采样器，多个下采 样器和/或根据被提供作为沿着接收的信号路径的另一个元件的一部分的一个或者多个下采样器加以配置或者包括被提供作为沿着接收的信 号路径的另一个元件的一部分的一个或者多个下采样器。然而，下采 样器206被实现成用以有效地下采样以ADC 104的采样速率所产生 的数字采样或者把该所产生的数字采样的数目降低到(在所接收的 OFDM码元中)的采样数目，该采样数目等于N，下采样速率x —般等于一个整数。将要理解的是DRM接收机100除了所示和所描述的那些组件 或者功能之外还可以包括组件或者功能，然而，所描述和示出的仅仅是本领域技术人员理解本发明所需要的那些组件和功能。现在来描述DRM接收机100的一般操作。DRM编码的RF信号 以等于384千赫整数倍数的采样速率被接收并且被数字化(ADC)。所 接收的DRM编码的信号被检查以确定发送的DRM模式，包括健壮 性模式(A， B， C， D)和频谱占有率模式(O到6)。根据这些确定的模 式(一个或者多个)，数字信号采样被根据所确定的DRM模式下采样 了预先确定的倍数(参见表11)，并且下采样的DRM编码的信号采样 被输入到2的幂的N点FFT以供解调。该FFT被编程为具有N点的 FFT，此处数目N基于所确定的模式(一个或者多个)(参见表I)。 再次转向图2， A&D分离滤波器208输出对应于第二常规常规广 播信号(例如，AM， FM)的第二信号(信号2)，并且被按照希望的那样 (未示出)常规地加以处理(诸如转换成模拟格式并且输出该音频信号至 音频扬声器)。尽管DRM系统的最终目的是对AM, FM广播的数字化，但是 在这将被实现之前，DRM信号需要同时存在。因为DRM信号被设 计成要在与AM和FM(非DRM编码的RF信号)的相同广播波段中工 作，所以使用DRM和AM/FM的数据和业务的联播(或者多播)发送 是通过把模拟AM/FM信号和DRM数字信号并置而执行的。另外的 细节可以参见ETSI ES 201 980版本2.2.1。结果，DRM接收机100 也可以接收出现在信道带宽之内的非DRM编码的信号(即，复合信 号)。A&D分离滤波器208滤波并且处理复合信号并且将这两种信号分离。然而，由于这些毗邻信号在频谱之内是靠近的，所以一般来讲难以设计出这样的滤波器。例如，在健壮性模式A和频谱占有率模式 0中，数字和模拟信号之间的间隔仅仅是41 2/3 x 2+250/3赫兹，所以 这种滤波器的设计是复杂的。为了减小A&D分离滤波器208的设计复杂性，低采样频率是希 望的。本接收机100设计(例如，具有可编程的下采样器206和可编程 的FFT 211)对于具有合理滤波器阶的相对更简单的滤波器设计是能够 实现的。因为在此所描述的384千赫的采样基频会导致相对高的滤波器 阶，所以除了以上所描述的好处之外，在A&D分离滤波器208之前的信号路径中的数字采样的下采样也能够使滤波器具有较低的阶。使 用其中DRM信号具有健壮性模式A和频谱占有率模式O的例子，下 采样速率是72(384千赫/72)， OFDM码元的有用部分有128个点数。 在此采样频率(384千赫/72)下的模拟和数字分离滤波器设计相比较而 言更加简单。在带内波动为1分贝并且停止波段衰减为40分贝的情 况下，和在前述的例子的情况下一样，分离滤波器的阶应该是91 (而 不是几千)。A&D分离滤波器208的实际配置在此没有给出描述，原因在于 本领域普通技术人员将会理解和认识到特定的实现方式可以不同，取 决于希望的或者所利用的设计方法和参数。阐明在本专利文献中所使用的某些词语和短语的定义可能会是有 利的。术语"包括"和"包含"以及其派生词，意思是无限制地包括。术 语"或者"是包含性的，意思是和/或。短语"相关联"和与"其相关联" 以及其派生词，可以意味着包括、被包括在内、与其相互连接、包含、 被包含在内、连接到或者与其连接、耦合到或者与其耦合、可与其相 通信、与其相协作、交错、并置、最接近于、与其相接或者相接到、 具有、具有特性等。术语"控制器"意味着任何设备、系统或其控制 至少一个操作的一部分。控制器或者功能可以实现在硬件、固件、软 件或者它们的至少两个的某一组合中。与任何特定控制器相关联的功 能性可以是集中式的也可以是分布式的，而不管是在本地还是远程地 集中或者分布。尽管本发明已经描述了某些实施例以及一般相关联的方法，但是对于本领域技术人员而言对这些实施例和方法的修改和改变也将是清 楚明白的。因此，以上对示例性实施例的描述并不限定或者限制本发 明。在不偏离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下， 也可以做出其他的改变、替换和修改。
权利要求
1. 一种数字无线电世界范围通用标准(DRM)接收机，包括模拟到数字转换器(ADC)，用于以第一采样速率采样所接收的DRM编码的信号；下采样器，用于以下采样速率x下采样所接收的DRM编码的信号，此处x是正整数；模式识别器，耦合到下采样器的输出，用于确定所接收的DRM编码的信号的预先确定的DRM参数模式并且输出指示该确定的DRM模式的信号；解调器，耦合到下采样器，用于接收下采样的DRM编码的信号并且将其解调成多个单元，该解调器还包括可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)，此处N是等于2的幂的整数，并且N是响应于指示确定的DRM模式的信号而加以确定的。
2. 如权利要求1所述的接收机，其中笫一采样速率是384千赫的 整数倍数。
3. 如权利要求1所述的接收机，其中N是128、 256和512之一。
4. 如权利要求1所述的接收机，其中DRM参数模式依赖于健壮性模式和频谱占有率模式。
5. 如权利要求1所述的接收机，其中下采样速率x是可编程的并 且依赖于DRM模式。
6. 如权利要求1所述的接收机，其中下采样速率x等于整数，以 致于当第一采样速率除以下采样速率x之时，使结果等于来自一个 OFDM码元的有用部分的整数N个采样，并且其中N是等于2的幂 的整数。
7. 如权利要求所述的接收机6，其中N是128、 256和512之一。
8. 如权利要求7所述的接收机，其中N依赖于在DRM规范中所规定的健壮性模式和频谱占有率模式，以致于当健壮性模式等于A或 B并且频谱占有率模式等于0或者1之时，使N等于128，当健壮性 模式等于A或B并且频谱占有率模式等于2或者3之时，使N等于 256，以及当健壮性模式等于A或B并且频谱占有率模式等于4或者 5之时，使N等于512。
9. 如权利要求1所述的接收机，还包括解码器，用于解码所述单元并且把所述单元分离到快速接入信道(FAC)，业务描述信道(SDC)和主业务信道(MSC)之中，并且其中MSC 包括音频数据。
10. —种用于解调数字无线电世界范围通用标准(DRM)编码的信 号的方法，包括接收DRM编码的信号，该DRM编码的信号被依照预先确定的 DRM参数模式编码；以第一采样速率数字地采样DRM编码的信号，用以生成DRM 编码的数字信号采样；根据第一下采样速率x下采样DRM编码的数字信号采样，此处x 是整数；确定DRM编码的信号的DRM参数模式并且生成指示确定的 DRM参数模式的信号；以及使用可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)把下采样的DRM编码 的数字信号解调成多个单元，此处N是等于2的幂的整数，并且N是 响应于指示确定的DRM参数模式的信号加以确定的。
11. 如权利要求10所述的方法，数字地采样还包括以是384千赫的整数倍数的速率采样。
12. 如权利要求10所述的方法，其中N是128、 256和512之一。
13. 如权利要求10所述的接收机，其中确定的DRM参数模式依赖于健壮性模式和频谱占有率模式。
14. 如权利要求10所述的接收机，其中下采样速率x是可变的， 并且依赖于确定的DRM参数模式。
15. 如权利要求10所述的方法，其中下采样速率x等于整数，以 致于当第一采样速率除以下采样速率x之时，使结果等于来自一个 OFDM码元的有用部分的整数N个釆样，并且其中N是等于2的幂 的整数。
16. 如权利要求15所述的方法，其中N是128、 256和512之一。
17. 如权利要求16所述的方法，其中N依赖于在DRM规范中所规定的健壮性模式和频谱占有率模式，以致于当健壮性模式等于A或 B和频谱占有率模式等于0或者1之时，使N等于128，当健壮性模 式等于A或B并且频谱占有率模式等于2或者3之时，使N等于256，以及当健壮性模式等于A或B并且频谱占有率模式等于4或者5之时， 使N等于512。
18. 如权利要求10所述的方法，还包括解码所述单元并且把所述单元分离到快速接入信道(FAC)，业务 描述信道(SDC)和主业务信道(MSC)中；并且其中MSC包括音频数据。
19. 一种数字无线电世界范围通用标准(DRM)接收机，包括 模式识别器，用于接收依照DRM参数模式所发送的DRM编码的信号，识别DRM参数代码，并且输出指示确定的DRM模式的信 号；以及可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)，可操作地用于接收来自 DRM编码的信号之内的OFDM码元信号的有用部分的N个采样并且 恢复多个单元，此处N是等于2的幂的整数，并且N是响应于指示确 定的DRM模式的信号加以确定的。
20. 如权利要求19所述的接收机，还包括模拟到数字转换器(ADC)，用于以在384千赫的整数倍数的第一 采样速率采样所接收的DRM编码的信号；下采样器，用于以下采样速率x下采样所接收的DRM编码的信 号，此处x是正整数，并且x是响应于指示确定的DRM模式的信号加以确定的；以及其中N是128、 256和512之一。
全文摘要
一种数字无线电世界范围通用标准(DRM)接收机和解调方法，包括可编程的下采样器和可编程的N点快速傅立叶变换(FFT)，用以恢复和解调在接收的DRM编码的RF信号中的OFDM码元。该接收的信号以可操作来整数下采样的速率而被数字地采样，用以在OFDM码元的有用部分中实现数目N个采样，以供输入到N点FFT，此处N等于2的幂。下采样速率和FFT的大小(N点)依赖于DRM编码和发送参数，特别是健壮性模式和频谱占有率。这降低了处理/计算需求以及DRM接收机的设计复杂性。
文档编号H04L27/14GK101277285SQ200710089039
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者H·杨, Y·刘 申请人:深圳赛意法微电子有限公司