、下變頻和解調。 ”（約瑟夫·米托拉（ ）對軟件無線電的定義。）
一個理想的軟件電臺應該具備全頻段工作的能力，并且具有很大的靈活性。 任何功能的改變或增加都可以通過軟件升級來完成。 由于實際條件的限制，如寬帶前端射頻模塊性能不理想、寬帶A/D/A的工作帶寬和采樣率有限、DSP處理能力不足、總線數據有限等，無線無線通信在現有技術條件下實現上述理想的軟件無線電系統。 為了使軟件無線電技術能夠應用于實際，對理想的軟件無線電系統增加了一些限制，導致軟件無線電犧牲了一些靈活性來換取可實現性。
考慮到目前DRM的犧牲性，為了降低研發風險，可以考慮采用軟件無線電技術來開發發射和接收設備。 在當前的模數混合夏季，可以兼容原有的模擬設備。 隨著社會的發展，當DRM技術成為主流技術時，可以獨占兼容資源，通過軟件升級來提高數字廣播的質量，從而最大限度地保護用戶利益。
3 基于軟件無線電技術的DRM系統
3.1 DRM主要標準介紹
2001年4月4日，ITU通過了DRM的標準建議ITU-RBS.1514，并于2001年9月通過了歐洲標準ETSI TS 101 980 V1.1.1。 可以達到單AM通道的碼率，也可以達到雙通道的碼率。 ETSI TS 101 980 V1.1.1標準中主要規定了信道使用方式、信源編碼方法、復用情況、信道編碼和數字調制方法等。
具體來說，DRM信號有半通道、一通道和四通道三種通道使用模式。 半頻道模式可用作模擬和數字聯播，作為模擬和數字廣播之間平滑過渡的方法。 源編碼推薦四種方法：MPEG-4 AAC（高級音頻編碼）、MPEG CELP（激勵線性預測編碼）、MPEG HVXC（諧波矢量激勵編碼）和SBR（速度帶復制編碼）。 復用情況比較復雜，包括信道復用、幀復用、業務復用、數字復用等。信道編碼和數字調制方法包括擾碼生成多項式(x9+x5+1)。 TCM編碼方法采用刪除卷積碼和QAM調制相結合的方式。 交織深度分為短交織（交織長度為0.4s）和長交織。 （交織長度為2s），數字調制方式采用OFDM和QAM調制。
3.2 國外同類產品性能（）
2000年采用的基本技術如表3所示。
表3 2000年采用的基本技術
頻譜 適用頻段 LF、MF、HF 帶寬選擇性復用 與現有范圍兼容 是 與發射機 Tx 相關的帶外發射 單頻網絡支持 是 頻譜屏蔽 選定帶寬內的矩形系統特性 調制/信道編碼 TCM+ RS OFDM/QAM (8 , 16, 64, 256) 混合/聯播模式 是 (DSB/VSB) 音頻編碼 MPEG-2，等待 MPEG-4 電路實現靈活性 是 交織深度 長交織 6.6s 短交織 0.3 s 比特率靈活性 是 發射機峰值/平均值功率比4-8dB（與工作模式有關）
2000的數字編碼調制原理框圖如圖2所示。
3.3 基于軟件無線電技術的DRM系統接收機
鑒于廣播的特點：帶寬窄，一般為9kHz～10kHz； 信號動態范圍大，短波頻段動態范圍高達120dB以上。 在選擇軟件無線電臺的實現時必須考慮這一點。 根據文獻[2]的討論，選擇基于中頻采樣技術的架構：在A/D/A和天線之間添加寬帶變頻模塊，將全頻段信號轉換為固定的中頻信號。 實現預定功能的過程。 圖 3 顯示了 IF 采樣軟件無線電系統的框圖。
3.4 基于軟件無線電技術的DRM系統發射機
基于軟件無線電技術的數字調幅廣播系統
摘要：數字廣播是繼AM廣播、FM廣播之后的第三代廣播模式。 它的出現標志著廣播系統從模擬系統向數字系統的轉變。 相對成熟的數字調幅廣播（DAB）技術被認為是近期發展的重點。 本文介紹一種基于軟件無線電技術的DRM系統，可以實現當前模擬廣播向數字廣播的平滑過渡。
關鍵詞： 數字廣播 軟件無線電 世界數字廣播 (DRM) DAB
1 數字調幅廣播技術的發展
1.1 廣播技術的發展
自20年代以來，商業廣播已在美國、蘇聯、英國、德國、法國和中國播出。 此后的近一百年里，廣播作為重要的媒體工具被各國所重視。 廣播經歷了幾個階段：調幅、短波調幅、調頻和調頻立體聲。 表1列出了一些國家廣播的發展情況。
表1 世界主要國家廣播發展狀況
中波 短波 FM FM 立體聲 美國 1/蘇聯 61960 英國 5/法國 01954 德國 91958 中國 41979 日本 71969
1.2 AM廣播的優點
雖然AM收音機的帶寬只有9kHz或10kHz，但音質無法與FM立體聲相比。 但由于AM收音機的發展時間最長，而且全球標準統一，所以在任何地方購買的收音機都可以在全世界使用。 接收工具簡單，可以方便地進行室內外便攜式接收和車船移動接收。 因此，它仍然是世界上使用最廣泛的廣播媒體。
短波國際廣播在國際交流中極為重要，最適合中下經濟能力的聽眾。 因此，各國持續大力投資支持短波業務。
如今，全球有160多家國際廣播電臺正在進行一場無形的“星球大戰”。 美國之音（VOA）的一項研究甚至認為，在未來40年里，沒有其他媒體能夠以同樣的優勢取代它。 據統計，目前全球共有短波發射站3333個，府中波發射站12590個，調幅收音機25億臺，其中7億臺可以接收短波廣播。
1.3 DRM的生成
由于調制廣播的競爭、音視頻數字化的發展、媒體手段的多樣化以及20世紀90年代開始的全球數字化浪潮，許多廣播組織已經意識到AM廣播必須數字化，以適應日益競爭的媒體環境，并已開始進行數字調幅廣播的試驗。
（范文網先生搜集整理）
德國電信（DT）于1994年11月開始試驗數字廣播。法國公司（）自1995年以來投入巨資開發數字AM廣播系統，并自1996年6月起展示了其（）2000系統。到1998年4月正在開發的數字AM廣播系統至少有6個廣播系統。
1994年，ITU要求成員國提出數字系統的提案，并建議成立一個世界范圍的小組來評估不同的方案，最后提出單一提案供ITU推薦給所有國家使用。 于是，DRM誕生了。 DRM的全稱是Radio，是法語，即“世界數字廣播”集團(World Radio)。 DRM于1998年3月在中國廣州成立。截至2002年2月，DRM已有來自27個國家的47個正式成員（Full）和25個非正式成員（ ）。
1.4 國內外數字調幅廣播技術發展
目前，歐洲和北美的一些國家已經開發出了DRM接收設備。 這些接收設備更接近專業接收設備。 他們主要使用電腦插接板。 大部分解調和解碼工作是由基于DSP和計算機CPU的軟件完成的。 完整，它們具有易于軟件更新、易于適應不同標準和新服務、易于在線測試以及易于使用各種分析工具的優點。 同時，它還存在體積大（通常需要計算機，但也有更小的）、功耗高（普通干電池不能滿足工作需要）、與原始設備不兼容等缺點。 客觀地說，這些設備只能算是實驗設備，不具備投放市場的能力。
我國在數字廣播領域與世界完全同步（我國DRM集團的成立就足以證明這一點）。 國內已經有同類產品，與國外產品水平沒有明顯差距。
圖2
1.5 DRM技術發展的機遇與挑戰
DRM系統已經基本成熟，即將進入實施階段。 然而，一項新技術能否在全球范圍內推廣，雖然技術本身的先進性和可行性是先決條件，但遠不是決定性因素。 市場狀況和消費者接受度非常關鍵。 歷史上有很多成功的經驗和失敗的教訓。 DRM也將實施問題視為嚴峻挑戰，將影響國家或地區層面新技術推出的因素總結為以下幾點：①技術變革的速度； ② 進出口管制； ③市場成熟度； ④ 財富或個人可支配收入（PDI）； ⑤規章制度； ⑥ 消費者是否是新技術的早期采用者。
DRM 要取得成功，需要解決三個關鍵因素，即廣播公司/網絡運營商、接收器制造商和聽眾之間的關系。 可以列出如下依賴關系表（見表2）。
表2 實現依賴表
播放器依賴性 關鍵促成因素 廣播公司/網絡運營商 接收器可用性 受眾市場 頻譜可用性
監管協議
發射器可用性 接收器機制 制造商內容可用性 監聽器市場 低 IP 費用
市場規模
廣播公司簽訂合同承擔義務
芯片組可用性 監聽器接收器可用性 內容可用性 信息需求
接收者成本
明確獨特的賣點
1.6 我國DRAM發展前景
我國是調幅廣播大國。 新世紀啟動的西部創新工程將進一步擴大調幅廣播規模，提高廣播覆蓋范圍，改變偏遠地區的空中秩序。
1998年廣州會議指出，像中國這樣的大國，調頻廣播不容易覆蓋（注：中國的國土面積與歐洲大致相當無線電廣播，比美國大陸大200萬平方公里。中國最小的浙江省相當于荷蘭、丹麥的總和，新疆相當于歐洲三個國家德國、法國、西班牙的總和），所以數字調幅廣播有很大的市場。 由于許多重要的國際廣播組織一直在積極參與DRM活動，這些組織未來很可能會更早地啟動數字短波國際廣播，從而大大提高其國際廣播效果并具有良好的抗干擾能力。
雖然我國從1997年起就一直關注和跟蹤數字調幅廣播的發展，北京廣播學院也進行了計算機模擬實驗。 但鑒于DRM已迅速進入實用階段，美國在IBOC DAB技術的開發和評估方面取得了很大進展，日本也參與了DRM。 因此，我們應該更加積極地創造條件，盡快在我國開展相應的實驗室和現場試驗，積累自己的經驗。 數據（我國地形復雜，跨越冷暖熱區，電離層條件也不同），力爭擁有自己的知識產權，也利用作為國際電聯和亞洲廣播聯盟成員的優勢并以參加各種國際會議和相關活動為契機，積極了解國際新動態，調整確定我國數字聲音廣播發展的原則、政策和時間表，積極維護我國在國際上的權益21世紀數字AM廣播領域。
2 軟件無線電技術的發展
軟件無線電技術是近年來新興的技術。 它是由MITRE公司的 (.)在1992年5月的“美國遠程系統會議( )”上首次提出。這項技術一經提出就在世界范圍內產生了重大影響，受到了各方的高度關注。派對。
軟件無線電技術的核心思想是軟件無線電技術將寬帶A/D轉換器盡可能靠近射頻天線放置，即盡早將接收到的模擬信號轉換為數字信號，并實現通過DSP軟件的通訊可以最大程度地實現系統的各種功能。 圖 1 是理想軟件無線電系統的框圖。
軟件無線電臺作為軟件無線電技術的載體，是用軟件定義頻段、調制方式、信號波形的無線電臺。 信號波形是通過數字信號采樣產生的無線電廣播，使用寬帶數模轉換器將其轉換為模擬信號，也可以通過中頻處理轉換為射頻。 同樣，接收器使用寬帶模數轉換器來獲取軟件無線電臺所有頻段的信號。 接收器利用通用處理器上的軟件來完成信號提取、下變頻和解調。” （約瑟夫·米托拉對軟件無線電的定義。）
一個理想的軟件電臺應該具備全頻段工作的能力，并且具有很大的靈活性。 任何功能的改變或增加都可以通過軟件升級來完成。 由于實際條件的限制，如寬帶前端射頻模塊性能不理想、寬帶A/D/A的工作帶寬和采樣率有限、DSP處理能力不足、總線數據有限等，無線無線通信在現有技術條件下實現上述理想的軟件無線電系統。 為了使軟件無線電技術能夠應用于實際，對理想的軟件無線電系統增加了一些限制，導致軟件無線電犧牲了一些靈活性來換取可實現性。
考慮到目前DRM的犧牲性，為了降低研發風險，可以考慮采用軟件無線電技術來開發發射和接收設備。 在當前的模數混合夏季，可以兼容原有的模擬設備。 隨著社會的發展，當DRM技術成為主流技術時，可以獨占兼容資源，通過軟件升級來提高數字廣播的質量，從而最大限度地保護用戶利益。
3 基于軟件無線電技術的DRM系統
3.1 DRM主要標準介紹
2001年4月4日，ITU通過了DRM的標準建議ITU-RBS.1514，并于2001年9月通過了歐洲標準ETSI TS 101 980 V1.1.1。 可以達到單AM通道的碼率，也可以達到雙通道的碼率。 ETSI TS 101 980 V1.1.1標準中主要規定了信道使用方式、信源編碼方法、復用情況、信道編碼和數字調制方法等。
具體來說，DRM信號有半通道、一通道和四通道三種通道使用模式。 半頻道模式可用作模擬和數字聯播，作為模擬和數字廣播之間平滑過渡的方法。 源編碼推薦四種方法：MPEG-4 AAC（高級音頻編碼）、MPEG CELP（激勵線性預測編碼）、MPEG HVXC（諧波矢量激勵編碼）和SBR（速度帶復制編碼）。 復用情況比較復雜，包括信道復用、幀復用、業務復用、數字復用等。信道編碼和數字調制方法包括擾碼生成多項式(x9+x5+1)。 TCM編碼方法采用刪除卷積碼和QAM調制相結合的方式。 交織深度分為短交織（交織長度為0.4s）和長交織。 （交織長度為2s），數字調制方式采用OFDM和QAM調制。
3.2 國外同類產品性能（）
2000年采用的基本技術如表3所示。
表3 2000年采用的基本技術
頻譜 適用頻段 LF、MF、HF 帶寬選擇性復用 與現有范圍兼容 是 與發射機 Tx 相關的帶外發射 單頻網絡支持 是 頻譜屏蔽 選定帶寬內的矩形系統特性 調制/信道編碼 TCM+ RS OFDM/QAM (8 , 16, 64, 256) 混合/聯播模式 是 (DSB/VSB) 音頻編碼 MPEG-2，等待 MPEG-4 電路實現靈活性 是 交織深度 長交織 6.6s 短交織 0.3 s 比特率靈活性 是 發射機峰值/平均值功率比4-8dB（與工作模式有關）
2000的數字編碼調制原理框圖如圖2所示。
3.3 基于軟件無線電技術的DRM系統接收機
鑒于廣播的特點：帶寬窄，一般為9kHz～10kHz； 信號動態范圍大，短波頻段動態范圍高達120dB以上。 在選擇軟件無線電臺的實現時必須考慮這一點。 根據文獻[2]的討論，選擇基于中頻采樣技術的架構：在A/D/A和天線之間添加寬帶變頻模塊，將全帶信號轉換為固定的中頻。 實現預定功能的過程。 圖 3 顯示了 IF 采樣軟件無線電系統的框圖。
3.4 基于軟件無線電技術的DRM系統發射機
由于廣播本身的特點，發射機的開發比接收機的開發更為復雜。 基于軟件無線電技術的DRM系統發射機由三個相對獨立的子系統組成：數字編碼與調制子系統、模擬處理子系統和傳輸子系統。 其框圖及相互關系如圖4所示。
數字編碼調制子系統主要負責數字信號處理以及幅值和相位的計算； 模擬處理子系統負責將I、O的基帶復信號轉換為無線傳輸頻率的調相信號或幅相信號。 發射子系統實現功率放大和信號傳輸。
圖5
3.5 基于軟件無線電技術的DRM系統工作原理
基于軟件無線電技術的DRM系統工作原理如圖5所示：
圖5中，數字基帶的信源編碼、復用、能量分集、信道編碼、交織和OFDM映射等功能將在數字編碼和調制子系統中使用計算機處理器、DSP處理器和專用芯片來實現。 實施軟件編程。 無線射頻信號的產生、穩定載波的產生等模擬處理功能將通過DDS、I、Q調制器或專用器件等技術在模擬處理子系統中實現。
數字廣播領域市場廣闊，發展空間良好。 目前，世界各主要發達國家都在這一領域投入了大量的人力、物力、財力。 我國在該領域的研究水平與國際水平同步，我們不能放棄這一優勢。
軟件無線電技術一提出就被認為是無線電領域的一場革命。 近年來，“軟件無線電”的思想已經滲透到儀器儀表、自動控制、信號處理等多個領域。 我國在這一領域的研究也取得了顯著成果。
軟件無線電技術與數字廣播技術的結合對于數字廣播技術的發展和數字廣播設備的推廣有著巨大的推動作用。
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DRM接收設備已制造完成。 這些接收設備更接近專業接收設備。 他們主要使用電腦插接板。 大部分解調和解碼工作是由基于DSP和計算機CPU的軟件完成的。 它們易于更新軟件，可以輕松適應不同的標準和新服務，易于在線測試，并且可以輕松使用各種分析工具。 同時，它還存在體積大（通常需要計算機，但也有更小的）、功耗高（普通干電池不能滿足工作需要）、與原始設備不兼容等缺點。 客觀地說，這些設備只能算是實驗設備，不具備投放市場的能力。
我國在數字廣播領域與世界完全同步（我國DRM集團的成立就足以證明這一點）。 國內已經有同類產品，與國外產品水平沒有明顯差距。
圖2
1.5 DRM技術發展的機遇與挑戰
DRM系統已經基本成熟，即將進入實施階段。 然而，一項新技術能否在全球范圍內推廣，雖然技術本身的先進性和可行性是先決條件，但遠不是決定性因素。 市場狀況和消費者接受度非常關鍵。 歷史上有很多成功的經驗和失敗的教訓。 DRM也將實施問題視為嚴峻挑戰，將影響國家或地區層面新技術推出的因素總結為以下幾點：①技術變革的速度； ② 進出口管制； ③市場成熟度； ④ 財富或個人可支配收入（PDI）； ⑤規章制度； ⑥ 消費者是否是新技術的早期采用者。
DRM 要取得成功，需要解決三個關鍵因素，即廣播公司/網絡運營商、接收器制造商和聽眾之間的關系。 可以列出如下依賴關系表（見表2）。
表2 實現依賴表
播放器依賴性 關鍵促成因素 廣播公司/網絡運營商 接收器可用性 受眾市場 頻譜可用性
監管協議
發射器可用性 接收器機制 制造商內容可用性 監聽器市場 低 IP 費用
市場規模
廣播公司簽訂合同承擔義務
芯片組可用性 監聽器接收器可用性 內容可用性 信息需求
接收者成本
明確獨特的賣點
1.6 我國DRAM發展前景
我國是調幅廣播大國。 新世紀啟動的西部創新工程將進一步擴大調幅廣播規模，提高廣播覆蓋范圍，改變偏遠地區的空中秩序。
1998年廣州會議指出，像中國這樣的大國，調頻廣播不容易覆蓋（注：中國的國土面積與歐洲大致相當，比美國大陸大200萬平方公里。中國最小的浙江省相當于新疆相當于德國、法國、西班牙三個歐洲國家的總和），因此數字調幅廣播有著巨大的市場。 由于許多重要的國際廣播組織一直在積極參與DRM活動，這些組織未來很可能會更早地啟動數字短波國際廣播，從而大大提高其國際廣播效果并具有良好的抗干擾能力。
雖然我國從1997年起就一直關注和跟蹤數字調幅廣播的發展，北京廣播學院也進行了計算機模擬實驗。 但鑒于DRM已迅速進入實用階段，美國在IBOC DAB技術的開發和評估方面取得了很大進展，日本也參與了DRM。 因此，我們應該更加積極地創造條件，盡快在我國開展相應的實驗室和現場試驗，積累自己的經驗。 數據（我國地形復雜，跨越冷暖熱區，電離層條件也不同），力爭擁有自己的知識產權，也利用作為國際電聯和亞洲廣播聯盟成員的優勢并以參加各種國際會議和相關活動為契機，積極了解國際新動態，調整確定我國數字聲音廣播發展的原則、政策和時間表，積極維護我國在國際上的權益21世紀數字AM廣播領域。
2 軟件無線電技術的發展
軟件無線電技術是近年來興起的一項技術。 它是由MITRE公司的 (.)在1992年5月的“美國遠程系統會議( )”上首次提出。這項技術一經提出就在世界范圍內產生了重大影響，受到了業界的高度關注。各方。
軟件無線電技術的核心思想是軟件無線電技術將寬帶A/D轉換器盡可能靠近射頻天線放置，即盡早將接收到的模擬信號轉換為數字信號，并實現通過DSP軟件的通訊可以最大程度地實現系統的各種功能。 圖 1 是理想軟件無線電系統的框圖。
軟件無線電臺作為軟件無線電技術的載體，是用軟件定義頻段、調制方式、信號波形的無線電臺。 信號波形是通過數字信號采樣產生的，使用寬帶數模轉換器將其轉換為模擬信號，也可以通過中頻處理轉換為射頻。 同樣，接收機利用寬帶模數轉換器獲取軟件無線電臺節點所有頻段的信號，接收機利用通用處理器上的軟件完成信號提取。
