專利名稱：數(shù)字多媒體接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種采用軟件無線電方式實現(xiàn)基帶處理模塊的數(shù)字多媒體接收機。
背景技術(shù)：
數(shù)字多媒體接收機廣泛應(yīng)用于數(shù)字音頻廣播和數(shù)字電視接收系統(tǒng)領(lǐng)域中，產(chǎn)品形式可以分為A1、移動終端將數(shù)字多媒體接收機內(nèi)置于蜂窩移動通信系統(tǒng)中；B1、便攜多媒體播放器(PMP)將數(shù)字多媒體接收機內(nèi)置于PMP中，實現(xiàn)移動的數(shù)字視頻、音頻的接收和播放功能；C1、外設(shè)計算機插件數(shù)字多媒體接收機由硬件部分和軟件部分組成，其中軟件部分運行于外設(shè)計算機上。
本發(fā)明是針對外設(shè)計算機插件的產(chǎn)品形式的改進，采用了軟件無線電的概念。軟件無線電是將模塊化、標準化的硬件單元以標準開放的形式連接起來，形成一個通用硬件平臺，通過軟件加載實現(xiàn)各種無線通信功能的開放式無線通信設(shè)備。由此，無線通信新系統(tǒng)、新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù)的開發(fā)將逐步轉(zhuǎn)到軟件上來，無線通信的產(chǎn)品價值將越來越多地體現(xiàn)在軟件上。
現(xiàn)有的外設(shè)計算機插件需要通過硬件部分完成基帶的信號處理，用軟件部分實現(xiàn)媒體的播放，原理框圖如圖1所示。硬件部分包括射頻接收模塊，用于接收射頻信號；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；基帶處理模塊，實現(xiàn)信道的解碼、解調(diào)；硬軟接口模塊，將數(shù)字信號傳輸至外設(shè)計算機，所述硬軟接口模塊連接硬件部分和軟件部分，插接于外設(shè)計算機上，可以為通用串行總線(USB)接口、外設(shè)元件互連(PCI)接口、個人電腦存儲器卡國際協(xié)會(PCMCIA)接口等；外設(shè)計算機，軟件部分的模塊皆運行于其上，軟件部分包括信令解析模塊，用于分解、解析視頻和音頻信號；視頻及音頻解碼模塊，用于分別解碼視頻和音頻信號；人機接口(MMI)模塊，用于實現(xiàn)視頻及音頻的播放，也即圖像的顯示和聲音的輸出。
現(xiàn)有的插件產(chǎn)品的不足之處在于基帶處理模塊功能由硬件芯片完成，而目前的音頻廣播和電視信號的種類很多，如果采用基帶處理模塊硬件化的方式實現(xiàn)多模接收，必須針對每一種模式，開發(fā)和生產(chǎn)出相應(yīng)的接收芯片，例如要接收模擬的頻率調(diào)制(FM)信號，就必須開發(fā)能模擬解調(diào)或數(shù)字解調(diào)FM信號的基帶處理芯片。新的芯片的開發(fā)都需經(jīng)過工廠流片，生產(chǎn)制造等程序，成本非常昂貴。
另外，如對芯片進行升級、優(yōu)化，也需重新流片、制造等，升級成本很高。
此外，為解決基帶處理模塊的耗電問題，前端的射頻接收模塊，ADC模塊必須采用高成本的制造工藝，實現(xiàn)難度大，成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種采用軟件無線電方式實現(xiàn)基帶處理模塊的數(shù)字多媒體接收機，其中，基帶處理模塊功能由計算機軟件實現(xiàn)，大大降低了開發(fā)和升級成本。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種數(shù)字多媒體接收機，至少包括射頻接收模塊，接收射頻信號；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；硬軟接口模塊，將數(shù)字信號傳輸至外設(shè)計算機；外設(shè)計算機，所述外設(shè)計算機上運行基帶處理模塊、信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊和人機接口模塊，射頻信號經(jīng)射頻接收模塊接收后，依次經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、硬軟接口模塊、基帶處理模塊、信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊處理后，輸入至人機接口模塊，實現(xiàn)視頻及音頻的播放。
進一步地，所述基帶處理模塊至少包括所述基帶處理模塊至少包括I/Q解調(diào)子模塊，用于將硬軟接口讀入的數(shù)據(jù)解析為正交采樣后的I路和Q路數(shù)據(jù)；同步糾正子模塊，用于糾正基帶信號數(shù)據(jù)的頻率偏差和時間偏差；正交頻分復(fù)用同步子模塊，用于計算同步糾正子模塊的糾正量的估計值；自動增益控制子模塊，用于對基帶信號進行自動增益控制；正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊，用于基帶信號的正交頻分復(fù)用的解調(diào)變換；差分正交移相鍵控解調(diào)子模塊，用于對差分正交移相信號的解調(diào)；頻率及時間解交織子模塊，用于解頻率交織和解時間交織；卷積碼解碼子模塊，用于卷積碼的解碼，還原出發(fā)射端卷積編碼前的信號數(shù)據(jù)；能量去擾子模塊，用于去除能量擴散的擾碼，還原出發(fā)射端能量擴散前的信號數(shù)據(jù)；多路復(fù)用配置信息解碼器子模塊，用于為業(yè)務(wù)信道的解碼提供基本的參數(shù)配置信息；循環(huán)冗余碼檢測校驗子模塊，用于信號的循環(huán)冗余碼檢測校驗，其中，I/Q解調(diào)子模塊，同步糾正子模塊、自動增益控制子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊、差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊、循環(huán)冗余碼檢測校驗子模塊依次相連，正交頻分復(fù)用同步子模塊分別與I/Q解調(diào)子模塊、同步糾正子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊相連，多路復(fù)用配置信息解碼器子模塊分別與差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊相連。
進一步地，所述硬軟接口模塊是通用串行總線接口、外設(shè)元件互連接口或個人電腦存儲器卡國際協(xié)會接口。
進一步地，所述通用串行總線接口支持USB2.0標準。
進一步地，所述基帶處理模塊支持塊讀入和塊讀出方式。
進一步地，所述塊讀入方式的數(shù)據(jù)流是每24ms讀入57.6K～1.5Mbit的信號數(shù)據(jù)。
進一步地，所述塊讀出方式的數(shù)據(jù)流是每24ms輸出192bit～43Kbit的信號數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的有益效果在于基帶處理模塊功能由軟件無線電方式實現(xiàn)，針對不同的音頻廣播和電視信號，其基帶處理模塊只需開發(fā)對應(yīng)的信道解碼、解調(diào)軟件即可，極大地降低了芯片流片、制造等成本。
另外，在技術(shù)升級時，只需用編程方法增加一個新的軟件模塊進行軟件升級，也不需重新流片、制造等，極大地降低了升級成本。
此外，由于基帶處理模塊在外設(shè)計算上運行，不需考慮芯片耗電問題，前端的射頻接收模塊，ADC模塊可以改用低成本的制造工藝，減小了實現(xiàn)難度。


圖1是現(xiàn)有的外設(shè)計算機插件的原理框圖；圖2是本發(fā)明的外設(shè)計算機插件的原理框圖；圖3是本發(fā)明的具體實施例的原理框圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細描述。
圖2是本發(fā)明的外設(shè)計算機插件的原理框圖。如圖2所示，數(shù)字多媒體接收機包括硬件部分和軟件部分，硬件部分包括射頻接收模塊，用于接收射頻信號；ADC模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；硬軟接口模塊，將數(shù)字信號傳輸至外設(shè)計算機，所述硬軟接口模塊連接硬件部分和軟件部分，插接于外設(shè)計算機上，可以為通用串行總線(USB)接口、外設(shè)元件互連(PCI)接口、個人電腦存儲器卡國際協(xié)會(PCMCIA)接口等；外設(shè)計算機，用于運行軟件部分的模塊，軟件部分包括基帶處理模塊，用于信道的解碼、解調(diào)；信令解析模塊，用于分解、解析視頻和音頻信號；視頻及音頻解碼模塊，用于分別解碼視頻和音頻信號；人機接口模塊用于實現(xiàn)視頻及音頻的播放，也即圖像的顯示和聲音的輸出。
上述模塊和功能與現(xiàn)有的外設(shè)計算機插件一致，但本發(fā)明將基帶處理模塊用軟件無線電方式實現(xiàn)，將其歸于軟件部分。
圖3是本發(fā)明的具體實施例的原理框圖。如圖3所示，射頻接收模塊和ADC模塊分別與圖2中的前兩個模塊相同。USB模塊即硬軟接口模塊，在本具體實施例中，采用USB接口，但硬軟接口模塊不限于USB接口。框1即是基帶處理模塊。子信道選擇模塊即信令解析模塊，用于分解、解析視頻和音頻信號，將上述兩信號分成不同的子信道處理，當然某些信號只有視頻數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，例如MPEG-1 Layer II、MPEG-2 Layer II信號都只包含音頻數(shù)據(jù)，則視頻子信道的數(shù)據(jù)量為零，反之亦然?？?即視頻及音頻解碼模塊，同樣地，某些信號只有視頻數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)，則只對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行解碼。
上述基帶處理模塊包括I/Q解調(diào)子模塊，將USB接口讀入的數(shù)據(jù)解析為正交采樣后的I路和Q路數(shù)據(jù)；同步糾正子模塊，用于糾正基帶信號數(shù)據(jù)的頻率偏差和時間偏差；正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)同步子模塊，用于計算同步糾正子模塊的糾正量的估計值；自動增益控制(AGC)子模塊，對基帶信號進行自動增益控制；OFDM解調(diào)子模塊，用于基帶信號的正交頻分復(fù)用的解調(diào)變換；差分正交移相鍵控(DQPSK，Differential Quadrature Phase Shift Keying)解調(diào)子模塊，用于對差分正交移相信號的解調(diào)；頻率及時間解交織子模塊，用于解頻率交織和解時間交織；卷積碼解碼子模塊，用于卷積碼的解碼，還原出發(fā)射端卷積編碼前的信號數(shù)據(jù)；能量去擾子模塊，用于去除能量擴散的擾碼，還原出發(fā)射端能量擴散前的信號數(shù)據(jù)；多路復(fù)用配置信息(MCI)解碼器子模塊，為業(yè)務(wù)信道的解碼提供基本的參數(shù)配置信息；循環(huán)冗余碼檢測(CRC)校驗子模塊，用于信號的CRC校驗。其中，I/Q解調(diào)子模塊，同步糾正子模塊、自動增益控制子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊、差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊、循環(huán)冗余碼檢測校驗子模塊依次相連，正交頻分復(fù)用同步子模塊分別與I/Q解調(diào)子模塊，同步糾正子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊相連，MCI解碼器子模塊分別與差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊相連。
本具體實施例的信號走向是硬件部分及外設(shè)計算機上電后，經(jīng)過射頻接收模塊下變頻后的數(shù)據(jù)連續(xù)進入ADC模塊，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)按照一定的速率以比特流的方式經(jīng)過USB接口，保存于外設(shè)計算機的內(nèi)部緩存器中；外設(shè)計算機上運行的軟件基帶處理應(yīng)用程序，也即基帶處理模塊對接收的比特流進行I/Q解調(diào)，分解成I、Q數(shù)據(jù)；對I、Q數(shù)據(jù)進行同步校準，標定出比特流中的頻率、時間位置，并進行相應(yīng)的算法補償；校準后的數(shù)據(jù)通過AGC模塊作增益調(diào)整；經(jīng)OFDM解調(diào)模塊的處理后，即可分解出基帶解碼所需的原始輸入數(shù)據(jù)流；對原始輸入數(shù)據(jù)流進行DQPSK解調(diào)，根據(jù)信道的類型進行頻率和時間的解交織處理；對處理后的數(shù)據(jù)進行卷積碼解碼、能量去擾和CRC校驗，完成基帶處理模塊的功能。所述的DQPSK解調(diào)、卷積碼解碼、能量去擾和CRC校驗都是在MCI解碼器模塊的控制下進行的?；鶐幚硗瓿珊螅瑪?shù)據(jù)經(jīng)子信道選擇，將視頻和音頻信號解析，分解成不同的子信道處理，再輸入至框2的視頻及音頻解碼模塊。視頻及音頻解碼模塊可為多種形式，如運動圖像專家組(MPEG)解碼器，H.264解碼器或其他第三方應(yīng)用解碼器，進行視頻、音頻的解碼，解碼后的數(shù)據(jù)輸入至MMI模塊(圖3未圖示)，實現(xiàn)視頻和音頻的播放。
本具體實施例的數(shù)據(jù)吞吐量較大?，F(xiàn)有的ADC模塊一般是8位數(shù)模轉(zhuǎn)換，當采樣時鐘為8.192MHz時，凈數(shù)據(jù)速率為65.536Mbps。由于USB接口傳輸中的同步報頭(Sync Header)和CRC校驗需增加額外開銷，則USB接口的數(shù)據(jù)流量大約為100Mbps。USB1.0標準定義的傳輸時鐘為1.5MHz，理論上最高傳輸速率為1.5Mbps；USB1.1標準定義的傳輸時鐘為12MHz，理論上最高傳輸速率為12Mbps；USB2.0標準定義的傳輸時鐘為480MHz，理論上最高傳輸速率為480Mbps，大于所要求的100Mbps。故在本具體實施例中，要求外設(shè)計算機的USB接口支持USB2.0標準。
另外，基帶處理模塊可支持塊讀入和塊讀出的方式，能有效降低對外設(shè)計算機的系統(tǒng)總線的占有率。設(shè)置相應(yīng)寄存器后，在基帶處理模塊的輸入部分，以塊讀入的方式讀入USB接口的數(shù)據(jù)流。每24ms可讀入57.6K～1.5Mbit的信號數(shù)據(jù)。在本具體實施例中，由于采樣時鐘為8.192MHz，則每24ms可讀入8.192MHz×24ms×8bit＝1.5M bit的數(shù)據(jù)進行信道解調(diào)、解碼處理。而在基帶處理模塊的輸出部分，也可以用塊讀出的方式輸出至子信道選擇模塊。每24ms輸出數(shù)據(jù)塊的大小，根據(jù)具體需求，一般在192bit～43Kbit之間。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字多媒體接收機，至少包括射頻接收模塊，接收射頻信號；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；硬軟接口模塊，將數(shù)字信號傳輸至外設(shè)計算機；外設(shè)計算機，所述外設(shè)計算機上運行信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊和人機接口模塊，其特征在于，所述外設(shè)計算機上還運行基帶處理模塊，射頻信號經(jīng)射頻接收模塊接收后，依次經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、硬軟接口模塊、基帶處理模塊、信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊處理后，輸入至人機接口模塊，實現(xiàn)視頻及音頻的播放。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述基帶處理模塊至少包括I/Q解調(diào)子模塊，用于將硬軟接口讀入的數(shù)據(jù)解析為正交采樣后的I路和Q路數(shù)據(jù)；同步糾正子模塊，用于糾正基帶信號數(shù)據(jù)的頻率偏差和時間偏差；正交頻分復(fù)用同步子模塊，用于計算同步糾正子模塊的糾正量的估計值；自動增益控制子模塊，用于對基帶信號進行自動增益控制；正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊，用于基帶信號的正交頻分復(fù)用的解調(diào)變換；差分正交移相鍵控解調(diào)子模塊，用于對差分正交移相信號的解調(diào)；頻率及時間解交織子模塊，用于解頻率交織和解時間交織；卷積碼解碼子模塊，用于卷積碼的解碼，還原出發(fā)射端卷積編碼前的信號數(shù)據(jù)；能量去擾子模塊，用于去除能量擴散的擾碼，還原出發(fā)射端能量擴散前的信號數(shù)據(jù)；多路復(fù)用配置信息解碼器子模塊，用于為業(yè)務(wù)信道的解碼提供基本的參數(shù)配置信息；循環(huán)冗余碼檢測校驗子模塊，用于信號的循環(huán)冗余碼檢測校驗，其中，I/Q解調(diào)子模塊，同步糾正子模塊、自動增益控制子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊、差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊、循環(huán)冗余碼檢測校驗子模塊依次相連，正交頻分復(fù)用同步子模塊分別與I/Q解調(diào)子模塊、同步糾正子模塊、正交頻分復(fù)用解調(diào)子模塊相連，多路復(fù)用配置信息解碼器子模塊分別與差分正交相移鍵控解調(diào)子模塊、頻率及時間解交織子模塊、卷積碼解碼子模塊、能量去擾子模塊相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述硬軟接口模塊是通用串行總線接口、外設(shè)元件互連接口或個人電腦存儲器卡國際協(xié)會接口。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述通用串行總線接口支持USB2.0標準。
5.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述基帶處理模塊支持塊讀入和塊讀出方式。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述塊讀入方式的數(shù)據(jù)流是每24ms讀入57.6K～1.5Mbit的信號數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字多媒體接收機，其特征在于，所述塊讀出方式的數(shù)據(jù)流是每24ms輸出192bit～43Kbit的信號數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字多媒體接收機，至少包括射頻接收模塊、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、硬軟接口模塊、外設(shè)計算機，所述外設(shè)計算機上運行基帶處理模塊、信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊和人機接口模塊，射頻信號經(jīng)射頻接收模塊接收后，依次經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊、硬軟接口模塊、基帶處理模塊、信令解析模塊、視頻及音頻解碼模塊處理后，輸入至人機接口模塊，實現(xiàn)視頻及音頻的播放。本發(fā)明的基帶處理模塊采用軟件無線電方式實現(xiàn)，應(yīng)用于外設(shè)計算機插件形式的產(chǎn)品中。
文檔編號H04J11/00GK101014103SQ20071003747
公開日2007年8月8日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者莫知偉, 王立寧, 林森凌 申請人:鼎芯通訊(上海)有限公司