[发明专利]一种隧道调频广播信号数字覆盖方案及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及调频广播领域，特别是一种基于数字光纤或者数字网线直放站的隧道调频广播信号覆盖方案，包括城市隧道、高速公路隧道等的调频广播信号的覆盖。

背景技术

隧道建设越来越成为城市路网改造的重要选择方式。隧道不仅大大改善了城市交通状况，而且美化了城市景观。但是，人们在享受通行顺畅的同时渐渐发现，车载广播信号却时断时续，常常是“进了隧道没信号，出了隧道听广告”，重要信息只能听个“只言片语”。车辆驾乘人员成为广播电台的主要听众群体之一，包括出租车司机在内的很多驾乘人员的广播电台有一定的依赖。广播电台不仅在舆论引导、传播正能量方面有着显而易见的作用，而且在突发事件应急处置和救援、疏导交通、爱心传递、寻人寻物等方面也能够发挥独特优势，这方面的典型案例不胜枚举。如果按照目前隧道的广播信号覆盖状况继续下去，隧道建设越多，广播“盲区”越大，广播电台的上述优势也将逐步丧失，全社会将会为城市隧道存在的“潜在隐患”付出沉重代价。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出了一种基于数字光纤或者数字网线直放站的隧道调频广播信号覆盖方案。

调频广播数字光纤直放站采用了数字光纤的方式来进行调频广播信号的传输。调频广播数字光纤直放站由近端机、远端机两种设备组成，系统链路工作原理是近端机通过天线接收调频广播信号，经滤波器、低噪声放大器、模数转换(ADC)、数字下变频(DDC)、基带信号采用CPRI协议组帧后进行电光转换，数字光信号通过光纤传输到远端机器，远端机经光电转换、CPRI协议解帧、数字上变频(DUC)、数模转换(DAC)后进入功率放大器，最后大功率调频广播信号通过天线或者漏缆发送到覆盖区域。

附图说明

图1是数字光纤直放站调频广播覆盖系统示意图。

图2是本发明的FPGA部分实现框图。

图3是本发明成型滤波器的Matlab设计参数。

图4是本发明通过远端机级联的方式增加覆盖距离的示意图。

图5是以太网代替数字传输协议CPRI的传输方式示意图。

图6是网口代替光模块的传输方式示意图。

图7是网线代替光纤的传输方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方法对本发明作进一步介绍：

图1是调频广播数字光纤直放站覆盖系统示意图。该系统包括接收天线、同轴电缆、近端机、光模块、光纤、远端机、发送天线。

图2是本发明的FPGA部分实现框图。近端机FPGA部分主要是实现的功能是：数字下变频、抽取、数字滤波、CPRI组帧、SERDES并串转换。远端机FPGA部分主要是实现的功能是SERDES串并转换、CPRI解帧、内插和数字上变频。

我国的调频广播使用范围是87.5-108MHz，中心频点97.75MHz，带宽20.5MHz。接收天线放置在隧道外能有效接收调频广播信号的地方，接收天线通过同轴电缆与近端机输入端口相连。接收的信号经过接收滤波器滤除调频广播频带外的无用信号(接收滤波器的频段为87.5MHz-108MHz)，通过低噪声放大器对接收的微弱调频广播信号进行放大后送给AD进行AD采样，AD的采样频率为122.88MHz，经过AD采样把中频为97.75MHz模拟信号转换成为中频为97.75MH、采样率为122.88MHz的数字信号，然后送给FPGA做数字信号处理。

近端机FPGA的数字下变频模块把中频为97.75MHz数字信号混频成零中频、采样率为122.88MHz的数字基带IQ信号。为了节省光纤的传输带宽，抽取模块通过4倍抽取把速率降为30.72MHz，然后通过数字滤波器把有效信号带宽限制在20.5MHz内，数字滤波模块的成型滤波器的Matlab设计参数如图3所示。CPRI组帧模块把速率为30.72MHz的基带IQ信号按照线速率为614.1MHz的CPRI规范进行组帧，以便远端机能正确分离出基带IQ信号。FPGA的SERDES并串转换把速率为30.72MHz位宽为32位的并行信号转换成速率为614.1MHz的串行电信号，光模块把高速电信号转换成光信号后通过光纤传输到远端机。