一種廣播信號在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廣播信號在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，屬于無線通信領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線廣播接收機因具有簡單的接收工具、 低廉的價格等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車、手機、電視等設(shè)備領(lǐng)域，可方便地在室內(nèi)室外和船、車 等移動設(shè)備中接收廣播信號。幅度調(diào)制和頻率調(diào)制是無線廣播的兩種主要調(diào)制類型。相比 調(diào)幅收音機，調(diào)頻廣播接收機不僅具有較強的抗干擾能力，接收到的廣播信號還具有高音 質(zhì)和高穩(wěn)定性等特點，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 隨著調(diào)幅廣播和調(diào)頻廣播的發(fā)展，近年來逐漸興起的數(shù)字廣播是廣播系統(tǒng)的第三 代發(fā)展形式。傳統(tǒng)模擬廣播接收機在模擬信號的基礎(chǔ)上采用模擬元器件來實現(xiàn)，具有聲音 效果差、信號易衰落等缺點。數(shù)字廣播接收機因具有高音質(zhì)、抗干擾能力強、覆蓋范圍廣、避 免衰落和多徑等優(yōu)點得到快速發(fā)展。
[0004] 數(shù)字廣播接收機主要實現(xiàn)單通道廣播接收功能，同一時間只能解調(diào)某一特定頻率 的廣播信號。但是，實際廣播信號頻率覆蓋范圍廣，信號比較密集，在同一時刻會有多個不 同頻率的廣播信號同時到達，單通道廣播接收機在同一時間只能接收一個頻率值的信號， 需要通過在不同頻道之間進行切換來接收不同頻率的廣播信號。頻道之間的切換不僅會有 很大的延時，也會造成重要信息的丟失問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種廣播信號在線監(jiān)測 和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，可以將不同頻率的廣播信號分離開來進行并行分析與處理，實 現(xiàn)了廣播信號的多路并行監(jiān)測和解調(diào)。
[0006] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種廣播信號在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括下變頻模塊、A/ D采樣模塊、數(shù)字信道化模塊、信號監(jiān)測模塊、數(shù)字化正交解調(diào)模塊、時域頻譜顯示器和揚聲 器；所述數(shù)字信道化模塊包括單速率濾波器組；所述數(shù)字化正交解調(diào)模塊包括IQ正交解調(diào) 模塊；所述信號檢測模塊中包括信號能量檢測模塊；
[0008] 所述數(shù)字信道化模塊包括單速率濾波器組；假設(shè)//!,(Z)和為FFT的每級低階 原型子濾波器，其中i為濾波器級數(shù)；所述單速率濾波器組選擇長度為奇數(shù)并對稱的半帶 濾波器圮(2)和％(2)來替代FFT中低階原型濾波器〇)和形成FFB結(jié)構(gòu)，所述FFB 結(jié)構(gòu)的各級子濾波器傳遞函數(shù)和七)和⑷通過將各級傳遞函數(shù)圮⑷和圮(z)中的Z 因子替換為Riz2i+1獲得，其中J為j的L-I位編碼的倒序碼，j為FFB的第i級的第j個子 濾波器；
[0009] 下變頻模塊將采集到的廣播信號下變頻為中頻信號；A/D采樣模塊將輸入的所述 中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述數(shù)字信號輸入數(shù)字信道化模塊，數(shù)字信道化模塊采用單速 率濾波器組將接收到的數(shù)字信號信道劃分為若干個子信道；信號監(jiān)測模塊采用自動搜索技 術(shù)對每個子信道的輸出信號進行自動搜索，對搜索到的輸出信號進行功率譜估計，得到輸 出信號對應(yīng)的功率譜密度和信號能量的頻率分布；根據(jù)信道環(huán)境計算搜索門限值，所述信 號能量檢測模塊利用所述搜索門限對輸出信號對應(yīng)的功率譜密度進行存在性檢測判斷，判 斷子信道的輸出信號是否超過搜索門限值，若超過搜索門限值，則將輸出信號所對應(yīng)的子 信道與解調(diào)模塊連接；所述IQ正交解調(diào)模塊對接收到的信號進行解調(diào)，解調(diào)出的信號可分 為兩路：一路通過頻域時域顯示器顯示解調(diào)信號的時域頻域圖，另一路通過揚聲器將解調(diào) 出的廣播信號播放出來。
[0010] 進一步的，所述下變頻模塊采用PXI儀器。
[0011] 進一步的，所述L-I位編碼的倒序碼中的L= 6。
[0012] 進一步的，所述數(shù)字化正交解調(diào)模塊中包括AM、DSB、SSB、FM和FM立體聲五種信 號各自對應(yīng)的解調(diào)模塊，并且在每個信號對應(yīng)的解調(diào)模塊上設(shè)置模塊使能端控制該模塊的 運行。
[0013] 有益效果：本發(fā)明提供的一種廣播信號在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，實現(xiàn) 了廣播信號的在線監(jiān)測和并行解調(diào)系統(tǒng)，可以將不同頻率的廣播信號分離開進行并行監(jiān)測 和解調(diào)，避免了頻道切換帶來的延時和信息丟失問題，可以提高廣播系統(tǒng)的通信效率。此 夕卜，系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種不同調(diào)制廣播信號的并行監(jiān)測和解調(diào)，通過設(shè)置解調(diào)類型選擇不同 的解調(diào)模塊，具有很大的靈活性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明中基于分段STFT算法的數(shù)字信道化模塊設(shè)計框圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明中基于FFB算法的數(shù)字信道化模塊設(shè)計框圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明中基于FFB算法的64路信道劃分的實現(xiàn)圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明中監(jiān)測模塊的流程圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明中數(shù)字化正交解調(diào)模塊的一般模型；
[0020] 圖7為本發(fā)明中多種解調(diào)模塊集成的原理框圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0022] 如圖1所示一種廣播信號在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括下變頻模 塊、A/D采樣模塊、數(shù)字信道化模塊、信號監(jiān)測模塊、數(shù)字化正交解調(diào)模塊和揚聲器；所述數(shù) 字信道化模塊包括單速率濾波器組；解調(diào)模塊包括IQ正交解調(diào)模塊；下變頻模塊采用PXI 儀器。
[0023] 下變頻模塊將采集到的廣播信號下變頻為中頻信號；A/D采樣模塊將輸入的所述 中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字信號輸入數(shù)字信道化模塊，數(shù)字信道化模塊中的單速率濾 波器組將接收到的數(shù)字信號將信道劃分為若干個子信道；信號監(jiān)測模塊采用自動搜索技術(shù) 對每個子信道的輸出信號進行自動搜索，對搜索到的輸出信號進行功率譜估計，得到搜索 到的輸出信號對應(yīng)的功率譜密度和信號能量的頻率分布；根據(jù)信道環(huán)境計算搜索門限，利 用所述搜索門限對功率譜密度進行存在性檢測判斷，判斷子信道的輸出信號是否超過門限 值，若超過門限值，則將輸出信號所對應(yīng)的子信道與解調(diào)模塊連接；解調(diào)模塊對接收到的信 號進行解調(diào)，最后通過揚聲器將解調(diào)出的廣播信號播放出來。
[0024] 本發(fā)明數(shù)字信道化模塊采用單速率濾波器組來實現(xiàn)數(shù)字信道化。數(shù)字信道化模塊 通過設(shè)計數(shù)字濾波器組將儀器采集到的數(shù)字廣播信號進行信道劃分。本發(fā)明采用的濾波器 組為單速率濾波器組，采用FFT和FFB兩種算法來實現(xiàn)單速率濾波器組的設(shè)計，而FFT結(jié)構(gòu) 和FFB結(jié)構(gòu)本質(zhì)上就是單速率濾波器組，所以數(shù)字信道化模塊的關(guān)鍵是實現(xiàn)FFT結(jié)構(gòu)與FFB 結(jié)構(gòu)。單速率濾波器組指的是在實現(xiàn)數(shù)字信道化技術(shù)過程中設(shè)計的濾波器組對信號濾波前 后的信號采樣率保持不變。本發(fā)明單速率濾波器組數(shù)字信道化技術(shù)的實現(xiàn)可以采用基于分 段STFT算法的數(shù)字信道化技術(shù)和基于FFB算法的數(shù)字信道化技術(shù)兩種方法實現(xiàn)。
[0025] 如圖2所示為基于分段STFT算法的數(shù)字信道化接收機的實現(xiàn)原理圖，包括數(shù)據(jù)整 理模塊、加窗模塊、N點FFT運算模塊和IFFT運算模塊。采用基于分段STFT算法的數(shù)字信 道化接收機實現(xiàn)單速