CN101162952A - 一种副载波编码调制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及副载波编码调制模块，包括编码调制模块及编码软件，需要发送的数据由编码软件编码，完成后通过串口传输给编码调制模块LMSK数据调制，再经过调制混合立体声信号后传输到FM发射机高频发射；立体声信号包括L－R，L+R和导频信号的混合信号，通过立体声解码芯片，分离出L信号和R信号，由减法器产生L－R信号，导频信号到CPU可判电平幅度。调制LMSK采用A/D芯片采样L－R信号，进入CPU分析，MSK电平是L－R电平的4％－10％左右，减少立体声信号和数据信号之间的互调干扰，将MSK信号输入，通过CPU控制数模转换D/A芯片产生一个电压，调节可控增益放大器的放大倍数，使MSK信号达到所需电平，实现了LMSK调制。
Description
技术领域
本发明涉及一种副载波编码调制模块，可以配合信息中心交通信息数据库使用，属于信息技术领域。
背景技术
关于DARC技术，目前在中国还没有相关的DARC编码器生产厂家，编码器销售的DARC编码器生产厂家，主要是法国的奥德马-阿兹泰克广播科技公司生产的DARC/RDS多元信号发生仪FMX480和日本的目黑电波测量器材株式会社生产的DARC编码器MSG2170。
FMX480信号综合发射器具有五合一功能：声音信号处理器，数字立体声发生器，RDS编码器，DARC编码器和数字合成裁减器。该仪器使用数字信号处理器(DSP)技术，内置的网络服务器。使用该仪器需要编写相应的数据传输程序，该程序需要按照USEP协议对传输数据进行打包处理后传输给编码器，使用上给国内用户来来很大的不便，由于该仪器是进口设备，存在价格昂贵，出现故障后修理维护不方便等众多问题。
日本的目黑电波测量器材株式会社生产的DARC编码器MSG2170可以简单的制作编辑打算在FM多重声音广播的接收机上显示的各种文字图形，经过制作编辑后的数据按照DARC格式化以MSK调制输出，该仪器是进口设备，同样存在价格昂贵，出现故障后修理维护不方便等众多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种副载波编码调制模块，该编码调制模块能满足DARC编码需要，有效的抑止多径干扰，具有16Kb/S数据传送速率，较高的数据纠错能力和较小的误码率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：本模块包括编码调制模块及DARC数据编码软件，需要发送的信息由信息编码软件按照DARC协议标准进行编码，为了保证数据接收的效果，减少连续的数据“1”“0”的个数，还需要对数据进行加扰处理，数据经过编码加扰后通过串口传输给编码数据调制发送模块，进行LMSK数据调制，然后再经过调制混合立体声信号后传输到FM发射机，进行高频发射。
编码调制模块，不对电台发射机进行结构上改变，仅仅是在发射机外部进行改装，将原来接入发射机的音频信号混合数据信号后再接入发射机。
立体声信号是由电台给出，它是一个包括L-R，L+R信号和导频信号的混合信号，使用立体声解码芯片解调产生左声道(L)、右声道(R)和导频信号，L和R信号通过一个减法器产生了L-R信号，而导频信号通过一个放大电路将其放大到CPU可判电平的幅度，作启动调制信号使用。
该混合信号通过立体声信号解调芯片后，可分离出左声道信号(L)，右声道信号(R)和导频信号。调制MSK方面，CPU驱动DDS芯片产生MSK信号。
调制LMSK方面，采用模数转换A/D芯片采样L-R信号，采样值进入CPU的分析，根据DARC协议，MSK电平是L-R电平的4％-10％左右，并且根据L-R信号的大小在器件调整，可以减少立体声信号和数据信号之间的互调干扰，将MSK信号输入可控增益放大器，通过CPU控制数模转换D/A芯片产生一个控制增益的电压，调节可控增益放大器的放大倍数，使MSK信号达到我们所需电平，实现了LMSK调制。
L-MSK(电平控制最小移频键控调制)调制部分由CPU、A/D、D/A、MSK、AM模块组成，主要是考虑到汽车在移动中接收时，由于汽车运行环境的改变，在楼群处，极易出现因楼阻挡电波反射而造成的多径干扰，在进行多工广播时，多径干扰很容易在调频信号中产生互调，降低了立体声自身的信噪比。而立体声信号本身也会在空闲频段(53kHz-100kHz)的几乎全段范围内，产生严重干扰，使增加的多工数据信号无法正常使用，增加了误码。
多工数字信号的干扰，取决于L-R(23～53kHz)信号的调制电平。在DARC系统中使用了LMSK(电平控制最小移频键控调制)技术将立体声信号和所需传输的数字信号在FM信道上叠加。LMSK(电平控制最小移频键控调制)根据音频信号的幅度来控制数据流的电压幅度。当数据电压幅度是立体声信号幅度的4-10％时，DARC系统能有效的减小DARC信号和立体声信号之间的互相影响。根据世界电信联盟的报告，当DARC的数据信号是立体声信号的10％时，DARC信号和立体声信号是没有影响的。与其他系统比较，L-MSK性能较好，传输容量可以为9.5kbit/s或19kbit/s，目前该系统的设计方向为传输能力达到16kbit/s。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本编码调制模块结构简单，加工方便，可以配合上海信息中心交通信息数据库使用，价格只有同类产品10％，具有一定经济效益。
以下结合附图和实施例对本发明作比较详细说明。
附图说明
图1为本发明的副载波编码调制模块系统示意图；
图2为本发明的副载波编码调制模块构成框图；
图3为本发明的DARC数据编码软件数据处理流程图。
具体实施方式
参照图1，这是本发明的副载波编码调制模块系统示意图。
如图所示，由DARC信道编码，编码完成后通过串口传输给发射调制模块，然后再经过调制混合立体声信号后传输到FM发射机，进行高频发射。
参照图2，这是本发明的副载波编码调制模块系统框图。
如图所示，副载波编码调制模块立体声信号是由电台给出，它是一个包括L-R，L+R信号和导频信号的混合信号，使用立体声解码芯片解调产生左声道(L)、右声道(R)和导频信号，L和R信号通过一个减法器产生了L-R信号，而导频信号通过一个放大电路，将其放大到CPU可判电平的幅度，作启动调制信号使用。
该混合信号通过立体声信号解调芯片后，可分离出左声道信号(L)，右声道信号(R)和导频信号。调制MSK方面，CPU驱动DDS芯片产生MSK信号。
调制LMSK方面，采用模数转换A/D芯片采样L-R信号，采样值进入CPU的分析，根据DARC协议，MSK电平是L-R电平的4％-10％左右，并且根据L-R信号的大小在器件调整，可以减少立体声信号和数据信号之间的互调干扰，将MSK信号输入可控增益放大器，通过CPU控制数模转换D/A芯片产生一个控制增益的电压，调节可控增益放大器的放大倍数，使MSK信号达到我们所需电平，实现了LMSK调制。
上述的虚线框部分，不属于编码调制模块硬件部分。
立体声信号是由电台给出，它是一个包括L-R，L+R信号和导频信号的混合信号，由于制作L-R频带的带通滤波器难度较高，因此使用立体声解码芯片解调产生左声道(L)、右声道(R)和导频信号，L和R信号通过一个减法器产生了L-R信号，而导频信号通过一个放大电路将其放大到CPU可判电平的幅度，作启动调制信号使用。该混合信号通过立体声信号解调芯片后，可分离出左声道信号(L)，右声道信号(R)和导频信号。
所述的MSK信号调制，是通过CPU驱动DDS芯片，利用DDS芯片实现数据MSK的调制。
调制LMSK方面，采用模数转换A/D芯片采样L-R信号，采样值进入CPU的分析，根据DARC协议，MSK电平是L-R电平的4％-10％左右，并且根据L-R信号的大小在器件调整，可以减少立体声信号和数据信号之间的互调干扰。具体实现上将MSK信号输入可控增益放大器，通过CPU控制数模转换D/A芯片产生一个控制增益的电压，调节可控增益放大器的放大倍数，使MSK信号达到我们所需电平，这样就实现了LMSK调制。
L-MSK(电平控制最小移频键控调制)调制部分由CPU、A/D、D/A、MSK、AM等模块组成，主要是考虑到汽车在移动中接收时，由于汽车运行环境的改变，在楼群处，极易出现因楼阻挡电波反射而造成的多径干扰，在进行多工广播时，多径干扰很容易在调频信号中产生互调，降低了立体声自身的信噪比。而立体声信号本身也会在空闲频段(53kHz-100kHz)的几乎全段范围内，产生严重干扰，使增加的多工数据信号无法正常使用，增加了误码。通过研究和实际测试，发现对多工数字信号的干扰主要取决于L-R(23～53kHz)信号的调制电平。在DARC系统中使用了LMSK(电平控制最小移频键控调制)技术将立体声信号和所需传输的数字信号在FM信道上叠加。LMSK(电平控制最小移频键控调制)根据音频信号的幅度来控制数据流的电压幅度。当数据电压幅度是立体声信号幅度的4-10％时，DARC系统能有效的减小DARC信号和立体声信号之间的互相影响。根据世界电信联盟的报告，当DARC的数据信号是立体声信号的10％时，DARC信号和立体声信号是没有影响的。与其他系统比较，L-MSK性能较好，传输容量可以为9.5kbit/s或19kbit/s，目前该系统的设计方向为传输能力达到16kbit/s。
参照图3，这是本发明的编码调制模块软件数据处理流程图。
如图所示，步骤为：从[信息数据包]到[CRC14]、[水平校验]、[垂直校验]到[组帧器]，以下分两路，一路到[B帧]、[Pnsequence扰码]、[DARC帧]；另一路到[Ao帧]到[Pnsequence扰码]、[DARC帧]。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种副载波编码调制模块，可配合信息中心交通信息数据库使用，其特征在于：其包括编码调制模块及DARC数据编码软件；
所述的编码调制模块，需要发送的数据由DARC数据编码软件按照DARC协议标准进行编码，编码完成后通过串口传输给编码调制模块，进行LMSK数据调制，然后再经过调制混合立体声信号后传输到FM发射机，进行高频发射；
所述的DARC数据编码软件，其包括软件数据处理流程。
2.如权利要求1所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的副载波编码调制模块，是在发射机外部进行改装，将原来接入发射机的音频信号混合数据信号后再接入发射机。
3.如权利要求1所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的副载波编码调制模块，其立体声信号包括L-R，L+R信号和导频信号的混合信号，通过一个立体声解码芯片分离出L-R信号，并由CPU通过A/D芯片采样来判断L-R信号电平的幅度。
4.如权利要求1或3所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的MSK信号调制，是通过CPU驱动DDS芯片，利用DDS芯片实现数据MSK的调制。
5.如权利要求1所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的发L-MSK调制，通过由AD芯片采集的L-R信号经过CPU进行相应的计算后，输出相应的控制信号控制DA芯片输出相应模拟信号改变可控增益放大芯片的放大倍数来控制MSK信号，即实现L-MSK调制。
6.如权利要求1所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的L-MSK调制部分，由CPU、A/D、D/A、MSK、AM模块组成，在DARC系统中将立体声信号和所需传输的数字信号在FM信道上叠加，LMSK根据音频信号的幅度来控制数据流的电压幅度，当数据电压幅度是立体声信号幅度的4-10％时，DARC系统能有效的减小DARC信号和立体声信号之间的互相影响。
7.如权利要求1所述的副载波编码调制模块，其特征在于：所述的DARC数据编码软件，其数据处理流程的步骤是：从[信息数据包]到[CRC14]、[水平校验]、[垂直校验]到[组帧器]，以下分两路，一路到[B帧]、[Pnsequence扰码]、再到[DARC帧]；另一路到[Ao帧]到[Pnsequence扰码]、再到[DARC帧]。
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|---|---|---|---|---|
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| CN109802739A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-05-24 | 成都德芯数字科技股份有限公司 | 广播调频方法及装置 |
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