1 引言

　　DAB是数字音频广播（digital audio broadcasting）的简称，是继调幅（AM）、调频（FM）广播之后的第三代广播，是由欧盟Eureka 147项目开发。1995年，ETSI (欧洲电信标准协会)采用DAB作为欧洲的标准[1]。DAB具有数字式音频质量，音质好、可实现多媒体及高速移动接收、可加密、发射功率小、覆盖面积大、抗干扰能力强等优点。目前DAB接收器的设计方案有很多，基于DSP和FPGA的DAB接收机设计[2-3]、基于单片机的接收机设计[4-5]。另外一种方法是利用软件设计接收器，只执行下行转换和信道解码[6]，控制和解码都是在计算机上执行的，绝大多数的数据包包括信道解码均在一台基于PC的实时接收器上用软件处理的[7]。

　　本文描述了一个基于PC的DAB信号分析器，系统包括一个无线模块和一台计算机[7]。它提供了信号更加详细的资料，使用者可以一步步的观察基带信号的处理过程。它可以被用作测试发射系统或者研究DAB系统，相对于已有的专业分析器，它更容易使用，成本更低。

　　DAB使用OFDM（正交频分复用）增加频谱利用率和抵抗多径效应。然而所有基于OFDM的技术对于频率偏置都很敏感，已经研究出了很多方法来寻找和矫正频率偏置[8-9]。本文评估了这些算法并且在下文中提出了自己的方法。

2 系统构架

　　DAB分析器可以分为两个部分：无线模块和植入在计算机中的射频和基带处理模块。图1显示了系统框图。用长方形标记的部分在PC机上用Matlab实现，无线模块包括天线、调谐器和模数转换器。天线将电磁波转换为电子信号。调谐器调整天线的谐振频率；模数转换器把模拟信号转换为数字信号，供计算机处理。在发射端，DAB信号要经过：π/4-DQPSk, IFFT 和I-Q调制。因此接收端需要有相应的解调模块如FFT。DAB信号由帧和字符生成，接收到的信号需一帧帧，一个字符一个字符的处理。因此定位每个DAB帧的位置很重要。这部分工作需同步模块完成。每一个DAB帧有三个信道：同步信道（Null & PRS, 2 个字符）FIC(快速消息信道，3个字符)和MSC(主服务信道，72个字符)。FIC由FIB（快速消息块）组成的，FIB由FIG（快速消息组）组成的。主服务信道包含很多子信道。这些子信道可能有不同的大小和不同的信道编码方式。消息由FIG承载。例如FIG 0/1定义了基本的子信道组织，FIG 0/2定义了基本的服务组织。更详细的介绍，请参见[1]。

图1 DAB系统分析仪系统框图

3 同步

　　同步模块被用来定位每一个DAB帧，因此解调能够一帧帧、一个字符一个字符地执行。它有两个子模块：零探测器和帧探测器。

　　零探测器搜索DAB帧的粗糙位置。如图2所示，每一个DAB帧开始于一个零字符。零探测器即找到零字符的位置来决定帧的起始点。

图2 DAB帧结构

　　像标准[1]中定义的，零字符仅仅包含零。用DAB TM1作为例子，一个零字符中一共有2656个零值抽样点。在真实的信号中，这些值不可能完全都是零，但是和数据字符相比非常的小，就像在传输中的能量衰减，容易发现那些低值的采样点。可以用公式1找到零字符

                                  (1)

　　其中Energy[a,b]是在区间a和b中的所有能量的采样点；Ts是DAB数据字符的长度；i是采样点的索引；R_start是零探测器搜索到粗糙的帧的起始点。公式1能够在接收数据中定位能量的衰减。然而信号在接收中经常存在误差，可能使零字符包含非正常的大值采样点。因此零探测器可能会不正确，还需要另一个模块，帧探测器。

　　帧探测器用来定位每一个DAB帧的确切位置。标准中定义了相位基准字符（PRS），它有固定的模式和样本。如果能找到PRS的位置，相应的帧的位置就能被定位。定义公式2：

                            (2)