率濾波器組的方法是根據(jù)加窗DFT運(yùn)算的濾波特性和實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道 化的可能性，采用FFT運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道化。數(shù)據(jù)整理模塊完成的功能是將輸入連續(xù)時(shí) 間序列X(n)劃分為包含N個(gè)點(diǎn)的一幀數(shù)據(jù)，加窗模塊對(duì)數(shù)據(jù)整理模塊輸出的N個(gè)點(diǎn)的一幀 數(shù)據(jù)完成加窗濾波功能，經(jīng)濾波后的N點(diǎn)一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入N點(diǎn)FFT運(yùn)算模塊，N點(diǎn)FFT運(yùn)算模 塊完成對(duì)一幀數(shù)據(jù)作N點(diǎn)FFT運(yùn)算，將原時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域數(shù)據(jù)?；诜侄蜸TFT的數(shù)字 信道化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道化模塊，該技術(shù)通過FFT運(yùn)算完成信道劃分，將輸入頻域信號(hào) 的特定頻帶寬度劃分成N個(gè)信道，輸出信號(hào)Y(n，k)為n時(shí)刻第k(k= 1?N)個(gè)信道輸出 頻域信號(hào)，即輸入時(shí)域信號(hào)經(jīng)過離散傅立葉變換在頻率點(diǎn)k處的傅立葉系數(shù)。隨著n的連 續(xù)變化，可以獲得第k個(gè)信道的信號(hào)頻譜隨時(shí)間變化規(guī)律，即得到每個(gè)信道的頻域復(fù)信號(hào)。 因?yàn)榻?jīng)過STFT運(yùn)算后得到的是頻域數(shù)據(jù)，所以還要采用IFFT運(yùn)算模塊將頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換成 時(shí)域信號(hào)進(jìn)行輸出，得到的N信道時(shí)域數(shù)據(jù)交給后續(xù)處理模塊（包括解調(diào)模塊、監(jiān)測模塊） 進(jìn)行處理。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信道化技術(shù)。
[0026] 如圖3所示為基于FFB算法的數(shù)字信道化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)框圖。基于分段STFT算法 的數(shù)字信道化接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法采用FFT算法來實(shí)現(xiàn)離散傅里葉變換DFT運(yùn)算，F(xiàn)FT算法 有很低的時(shí)間復(fù)雜度，運(yùn)算量很小，但是具有通帶響應(yīng)差、阻帶旁瓣高、頻率選擇性不理想 等缺點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)基于STFT算法的數(shù)字信道化技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一個(gè)基于FFB算 法的數(shù)字信道化設(shè)計(jì)方案。FFB(快速濾波器組）通過設(shè)計(jì)高選擇性的濾波器組克服了FFT 的缺點(diǎn)，使得信號(hào)旁瓣相比FFT要低很多，并借鑒了FFT低時(shí)間復(fù)雜度的優(yōu)點(diǎn)。因FFT算法 的每級(jí)蝶形運(yùn)算相當(dāng)于一組低階濾波器，F(xiàn)FB算法使用高階濾波器組代替FFT算法的低階 濾波器組，即假設(shè)/為FFT的每級(jí)低階原型子濾波器，//I(Z)為FFT的每級(jí)高階原型子 濾波器，其中i為濾波器級(jí)數(shù)；單速率濾波器組選擇長度為奇數(shù)并對(duì)稱的半帶濾波器#1(幻 和巧⑵來替代FFT中低階原型濾波器K⑷和高階原型濾波器⑷形成FFB結(jié)構(gòu)，由于 選擇了長度為奇數(shù)的半帶濾波器，這樣使得濾波器中一半系數(shù)為零系數(shù)，F(xiàn)FB結(jié)構(gòu)的各級(jí)子 濾波器傳遞函數(shù)i/y(Z)和Hf(2)通過將各級(jí)傳遞函數(shù)Hyz)和/^(Z)中的Z因子替換為 肉獲得，其中J為j的L-I位編碼的倒序碼，j為FFB的第i級(jí)的第j個(gè)子濾波器；本 發(fā)明提高了FFT算法的性能，F(xiàn)FB算法的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于各級(jí)子濾波器的實(shí)現(xiàn)，主要是濾波器HiJ(Z)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 64通道的FFB運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了 64通道的信道劃分，即圖 3中取L= 6?；贔FB算法的64路信道劃分的實(shí)現(xiàn)如圖4所示，根據(jù)各級(jí)子濾波器傳遞 函數(shù)⑷和(4設(shè)計(jì)出每級(jí)的子濾波器，可實(shí)現(xiàn)64通道的信道劃分，如圖3所示的單 速率濾波器組，由A/D采樣模塊輸入數(shù)字信道化模塊的信號(hào)分為實(shí)部和虛部兩路信號(hào)，因 此本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)行64通道的信道劃分，對(duì)64通道的FFB結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展 可實(shí)現(xiàn)通道數(shù)更高的數(shù)字信道化技術(shù)。
[0027] 圖5顯示了監(jiān)測模塊的數(shù)據(jù)處理流程圖。監(jiān)測模塊采用信號(hào)自動(dòng)搜索技術(shù)對(duì)每 個(gè)信道的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)搜索，判斷該信道是否有滿足條件的信號(hào)輸出。具體為：信 號(hào)監(jiān)測模塊采用自動(dòng)搜索技術(shù)對(duì)每個(gè)子信道的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)搜索，對(duì)搜索到的輸出 信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)，得到輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率譜密度和信號(hào)能量的頻率分布；根據(jù)信 道環(huán)境計(jì)算出搜索門限值，用戶根據(jù)實(shí)際情況自由設(shè)計(jì)搜索門限值規(guī)則，主要包括環(huán)境 門限、自適應(yīng)門限和水平門限三種。以自適應(yīng)門限為例，在信道受大氣效應(yīng)影響大，噪聲 起伏比較大時(shí)可采用自適應(yīng)門限，自適應(yīng)門限通過噪聲基底瞬時(shí)值估計(jì)所得，表達(dá)式為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種廣播信號(hào)在線監(jiān)測和并行解調(diào)的系統(tǒng)及方法，其特征在于：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(hào)監(jiān)測模塊、數(shù)字化正交解調(diào)模塊、時(shí)域頻譜顯 示器和揚(yáng)聲器；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(hào)檢測模塊中包括 信號(hào)能量檢測模塊； 下變頻模塊將采集到的廣播信號(hào)下變頻為中頻信號(hào)；A/D采樣模塊將輸入的所述中頻 信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)字信號(hào)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(hào)信道劃分為若干個(gè)子信道；信號(hào)監(jiān)測模塊采用自動(dòng)捜索技術(shù)對(duì) 每個(gè)子信道的輸出信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)捜索，對(duì)捜索到的輸出信號(hào)進(jìn)行功率譜估計(jì)，得到輸出信 號(hào)對(duì)應(yīng)的功率譜密度和信號(hào)能量的頻率分布；根據(jù)信道環(huán)境計(jì)算捜索口限值，所述信號(hào)能 量檢測模塊采用所述捜索口限值對(duì)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率譜密度進(jìn)行存在性檢測判斷，判斷 子信道的輸出信號(hào)是否超過捜索口限值，若超過捜索口限值，則將輸出信號(hào)所對(duì)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(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)，最終解調(diào)出的信 號(hào)可分為兩路：一路通過頻域時(shí)域顯示器顯示解調(diào)信號(hào)的時(shí)域頻域圖，另一路通過揚(yáng)聲器 將解調(diào)出的廣播信號(hào)播放出來； 所述數(shù)字信道化模塊包括單速率濾波器組；設(shè)定^^1(句為離散傅氏變換的快速算法 FFT的每級(jí)低階原型子濾波器，//:Xz)為FFT的每級(jí)高階原型子濾波器，其中i為濾波器級(jí) 數(shù)；所述單速率濾波器組選擇長度為奇數(shù)并對(duì)稱的半帶濾波器巧來替代FFT 中低階原型濾波器WL(z)和高階原型濾波器形成FFB結(jié)構(gòu)，所述FFB結(jié)構(gòu)的各級(jí)子 濾波器傳遞函數(shù)巧j'(z)和通過將各級(jí)傳遞函數(shù)和中的Z因子替換為 的得到，其中J為j的位編碼的倒序碼，j為FFB的第i級(jí)的第j個(gè)子濾波器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播信號(hào)在線監(jiān)測和并行解調(diào)系統(tǒng)及方法；其特征在 于；所述下變頻模塊采用PXI儀器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播信號(hào)在線監(jiān)測和并行解調(diào)系統(tǒng)及方法；其特征在 于；所述L-1位編碼的倒序碼中的L = 6。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廣播信號(hào)在線監(jiān)測和并行解調(diào)系統(tǒng)及方法；其特征在 于；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(hào)各自對(duì)應(yīng)的解 調(diào)模塊，并且在每個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的解調(diào)模塊上設(shè)置使能端控制該模塊的運(yùn)行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廣播信號(hào)在線監(jiān)測與并行解調(diào)系統(tǒng)及方法，具體方法如下：系統(tǒng)采用數(shù)字信道化技術(shù)進(jìn)行信道劃分，將多路混合數(shù)字廣播信號(hào)分離到多個(gè)信道中進(jìn)行輸出；然后監(jiān)測模塊采用信號(hào)自動(dòng)搜索技術(shù)來搜索判斷每個(gè)信道是否有信號(hào)輸出；最后將每個(gè)有信號(hào)的信道輸出連接到解調(diào)模塊進(jìn)行廣播信號(hào)的解調(diào)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明通過將數(shù)字信道化接收機(jī)和數(shù)字廣播解調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，提出了基于FFB算法的數(shù)字信道化技術(shù)、信號(hào)自動(dòng)搜索技術(shù)和數(shù)字化正交解調(diào)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)的多路并行監(jiān)測和解調(diào)功能，適用于多種廣播信號(hào)(AM、DSB、SSB、FM、FM立體聲)，提高了廣播接收機(jī)的效率，具有很大的靈活性。
【IPC分類】H04H40-36, H04H20-12
【公開號(hào)】CN104601266
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510079751
【發(fā)明人】裴文江, 曾月, 郝金光
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日