DRM 接收机中的QAM 解调施玉海杨方正本文作者施玉海、杨方正先生 ....PDFVIP

DRM 接收机中的QAM 解调 施玉海 杨方正 本文作者施玉海、杨方正先生，国家广播电影电视总局广播科学研究院工程师。 关键词：DRM 数字调幅广播 软件接收机 QAM 概述 DRM 是一种非常灵活的、针对30MHz 以下波段的数字声音广播系统。作为 世界范围内的数字声音广播标准，DRM 被很多国家所采纳，欧洲已有许多国家 进入了试运营阶段。在我国，对 DRM 数字调幅广播的研究基本上和其它国家保 持同步，并做了几次现场试验，证明DRM 数字广播在声音质量上较模拟调幅广 播有明显的改善。 DRM 是一个多载波系统，采用COFDM 调制方式。QAM 调制作为DRM 数 字调幅广播的载波映射方式，在整个系统中是非常关键的。QAM 调制把DRM 系 统中经能量扩散、信道编码(对于MSC 还需要一次码元交织)后的三个DRM 信道 (MSC、FAC 、SDC)的二进制码流映射为复数单元，也就是OFDM 的频域信号， 构成OFDM 码元。在此基础上，进行一次IFFT ，产生OFDM 时域信号，最终进 入调幅发射机。因此，在DRM 接收系统中，QAM 解调是一个关键技术。 技术原理 QAM 调制解调原理如图 1 所示。图中，将数字脉冲通过串并转换分成两路 独立的基带信号，再经过进制转换器，得到不同电平的多进制脉冲，然后分别与 两个相互正交的载波cosωt 和sinωt 相乘，得到I( 同相信号，对应cosωt) 、Q(正交 信号，对应 sinωt)两路信号，最后相加完成调制，进入信道。在接收端部分，将 此过程逆序，实现解调。 图2 为16QAM 的星座图。它有3 个幅度值、12 个相位值，其中2 个蓝色圈 所示的幅度分别出现在4 个相位上，黄色圈所示的幅度出现在8 个相位上。 我们实现的DRM 软件接收机有一个界面，用来显示各信道经过同步、OFDM 解调后的星座图。通过对接收到的信号实时处理，可以看到QAM 星座图的各种 变化，从而做更进一步的分析研究。 DRM 系统中的QAM 解调 对于DRM 系统中的QAM 解调，频率偏差和时间延迟对它都有较大影响， 具体分析如下。 频率偏差的影响 频率偏差导致接收信号衰落，信噪比降低，结果影响到QAM 的解调。下面 对频率偏差与信噪比的关系进行分析。 设接收到的DRM 信号经过FFT 后为： N j2pFkl s Z =a e sinc(Φ )H +n +N (1) l,k l,k k k ICIl,k l,k N 式(1)表示第l 个符号的第k 个载波。式中，N 是FFT 的长度，N 是OFDM s 2 的符号数，H 是信道传输函数，N 是方差为σ 的Gauss 噪声。 k l,k n 采样率偏差为： T T-T f - f ξ= s s (2) T f s 设Df 是频率偏差，信号相位为： Φ=∆fT +ξk (3) k u 式(3) 中，Tu 是有用信号持续时间。假设信道响应在频域方向有很强的相关， 频率偏差噪声功率可近似为： 2 π 2 2 σ = |H | Φ (4) Ω,k k