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【11】 基于射频数字化的中短波广播监测系统探究

阅读次数: 933 次    信息来源: 信息研究所

作者:刘斌,陈鹏涛    国家新闻出版广电总局西安监测台

摘要:随着硬件数字化采样技术、光纤通讯技术、下变频技术、计算机硬件处理技术及软件无线电技术的发展,使得中短波广播射频信号数字化处理后进行远距离传输,实现异地接收、存储成为可能,然后再经过信号重构,从而还原历史的中短波广播信号。本文针对现有的中短波广播远程监测系统进行研究探讨,提出了基于射频数字化的中短波广播远程监测系统的架构,希望对目前的中短波广播远程监测系统构架有一定的帮助。

关键词:中短波,射频数字化,采样,软件无线电

 

0 引言

    中短波广播是一种点对面、一对多、不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段,具有传播距离远、传播及时、建设简单、使用灵活、抗毁能力强等特点,在国际通讯、防汛救灾、海难救援及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。随着通信与广播的发展,中短波频谱被迅速、大量占用,频道拥挤和相互干扰日趋严重。为能有效地利用中短波频谱,降低相互间干扰程度,加强中短波广播监测具有很重要的意义。近年来,全国各省、自治区、直辖市相继建立起各自的监测台、站,初步形成了全国范围的广播电视监测网。监测台、站在促进我国广播电视频段的有效利用,监测发射台电波特性,监督检查播出质量,收测覆盖区,查明干扰及在维护我国广播电视监测频率权益等方面起到了积极作用。

    随着计算机和通信技术的不断发展,中短波广播数字处理技术也在不断革新,软件无线电技术在短波电台的应用中越来越发挥着重要作用。尤其随着硬件芯片性能的大幅提高,高速A/D、D/A转换芯片、FPGA/DSP芯片的处理能力越来越强,使得在30MHz以下的中短波频段采用射频低通采样数字化后将数据即时传输、即时存储,并利用信号重构技术,将即时存储的射频数字化数据进行还原,实现历史中短波广播射频信号恢复成为可能。这种技术的实现改变了以往对中短波信号的数字化处理基于带通采样的“中频数字化”方案,改变了以前只依靠录音、数据采集频谱获得中短波信息的情况,对研究整个波段的中短波广播信号传输规律是一个重大改进,对广播事业发展有着重要的意义。

 

1 中短波广播信号射频数字化理论基础
1.1 射频数字化采样结构

    基于射频数字化的软件无线电技术方案主要有两种:射频带通采样结构和射频低通采样结构,如图1和图2所示。

    射频信号数字化接收处理流程:从天线端接收的射频信号经过天线收发转换开关进入接收通道,经过射频前端处理,包括放大、滤波后将信号幅度调整到模数转换器A/D芯片合适的输入范围内。A/D芯片对射频信号采样数字化,然后经过上下变频,将有用信号直接变换到基带,最后交由DSP处理。由图1和图2可以看出,射频带通采样结构和射频低通采样结构的信号处理流程是一样的,都是信号在射频前端进行简单的放大滤波后直接由A/D进行采样数字化,上下变频和功能软件由软件实现。唯一不同的是射频带通采样结构在射频前端采用带宽相对较窄的带通滤波器,而射频低通采样结构采用的是低通滤波器。

(全文详见《广播与电视技术》2014年·第41卷·增刊2。)

 

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