采用Blackfin的数字无线电 - 基于Blackfin处理器的DRM无线电（下） 处理器, 无线电, 比特流, 优雅

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优雅降级/容错性
一般而言，对于给定的流错误水平，压缩程度越高，则音频伪像越多。例如，MPEG Layer II流比AAC流更能容错。Layer II频谱数据部分中的单比特错误不会造成任何恼人的伪像，因为最大频谱值由比特分配值决定。AAC则不然，同样的单比特错误会导致霍夫曼解码器发生故障并应用帧错误隐藏，重复的帧错误将使音频静音，直到错误率降至最小值为止。长时间的静默会使系统无法保证优雅降级。
在以下附加工具的帮助下，容错（ER） AAC编码可以保证系统在发生比特流错误时优雅降级：
●HCR （霍夫曼码字重排）： 通过将频谱数据划分为固定大小的数段来防止错误在频谱数据内传播。HCR将最重要的数据放在各段的起始位置。
●VCB11 （编码本11的虚拟编码本）： 在特殊码字映射的帮助下检测频谱数据内的严重错误。
RVLC （可逆可变长度编码）：避免比例因子数据中的错误传播。
ER-AAC特性与UEP一起，可以为DRM提供足够的容错性。
DRM规范
通用数字无线电（DRM）是欧洲电信标准协会（ETSI）制定的一种开放标准，适用于数字窄带音频的中短波广播。虽然DRM支持4.5 kHz、5 kHz、9 kHz、10 kHz、18 kHz、20 kHz的带宽及四种收发模式，但若要兼容现有AM标准，带宽和比特率必须分别以10 kHz和24 kbps为限。

表1. DRM比特率和带宽

为满足这一要求，必须采用高效音频编码：Meltzer-Moser MPEG-4 HE-AAC v2（国际标准化组织/国际电工委员会—ISO/IEC）是一个不错的选择，但容错版本的HE-AAC v2（Martin Wolters，2003）在防止通道衰落方面性能更佳， 可谓最好选择。

表2. DRM支持的不同编解码器

除AAC外，DRM标准还定义了用于传输语音的谐波矢量激励编码（HVXC）和编码激励线性预测（CELP）编解码器。DRM标准还支持流传输图像、幻灯片、HTML网页之类的原始数据。
DRM架构
RM系统包括三条主要传输路径：主服务通道（MSC）、服务描述通道（SDC）和快速存取通道（FAC）。FAC承载正交频分复用（OFDM）信号属性和SDC/MSC配置，速率以72比特/帧为限。SDC包含MSC解码所需的信息，如复用帧结构等，以及其它信息。

图5. DRM中的多路复用和通道编码

MSC对多路复用器产生的帧进行编码。选项有标准映射、对称分层映射和混合分层映射。MSC采用不等错误保护（UEP，图6），其中复用帧分为保护级别不同的两个部分：高保护级别数据部分和低保护级别数据部分。

图6. DRM中的不等错误保护[导读]

采用Blackfin的数字无线电 Blackfin处理器（图7）非常适合同时需要数字信号处理和微控制器功能的操作。ADSP-BF5xx系列尤其适合此类应用，而且还提供多种外

关键词：Blackfin处理器DRM无线电

采用Blackfin的数字无线电
Blackfin处理器（图7）非常适合同时需要数字信号处理和微控制器功能的操作。ADSP-BF5xx系列尤其适合此类应用，而且还提供多种外设。硬件和软件开发工具、多种第三方软件组件以及参考设计一应俱全，使它成为多功能产品的理想平台。多代产品、可靠来源提供的成熟软件IP、ADI公司的可靠支持以及大量高性能模拟集成电路，有助于设计人员开发出高质量终端产品。

图7. 基于Blackfin处理器的数字无线电

无论是基于Blackfin处理器的数字无线电，还是互联网收音机和多功能产品，都可以利用ADI公司为这些产品创建的现有生态系统来进行开发。
除了创建所需的生态系统以及提供各种软件模块之外，ADI公司还为数字无线电创建了自有的解码器库。其中一个主要组件是HE-AAC v2解码器，它能优化所需大量MIPS提供的性能。
HE-AAC V2解码器的架构
HE-AAC v2解码器组件（图8）构成DRM源解码器的一部分。MPEG-4 HE-AAC v2解码器（支持ETSI DAB和DRM标准）集成了高级音频编码（AAC）、频带复制（SBR）和参数立体声（PS）。该解码器向后兼容AAC-LC。

图8. MPEG-4 HE-AAC v2解码器

主要特性包括：
●MPEG-4 ER-AAC可扩展解码器，可以处理960样本/帧
●支持AAC-LC/HE-AAC v1/v2/DRM/DAB
●支持错误隐藏
●支持DRC
●针对存储器和MIPS进行高度优化
●针对一整套ISO/DAB/DMB和ETSI矢量进行验证

表3. MPEG-4 HE-AAC v2解码器性能

该解码器实施了标准要求的全部音频编码工具，包括：
●MDCT/TDAC提高频率分辨率和编码效率
●自适应模块切换降低预回声效应
●非线性量化
●霍夫曼编码
●利用Kaiser-Bessel导出的窗口函数消除频谱泄漏
●可变帧大小改善比特分配
●IS/MS立体声/TNS和PNS工具
●频带复制（SBR）
●参数立体声（PS）
数字无线电测试结果
表4给出了一组典型的测试结果。

表4. 数字无线电测试结果。

结束语
ADI公司是实施数字无线电并对参考设计进行现场试验的先行者。基于Blackfin处理器的DRM无线电是首先满足DRM标准规定的所有“最低接收机要求” （MRR）的设计之一。这一成功归功于ADI公司与英国BBC、美国Dolby （erstwhile Coding Technologies）、德国Deutsche Welle及AFG Engineering的出色合作。此后，设备制造商采用了该技术及参考设计来开发和生产产品。
现在，印度和其它国家/地区的更多公司开始利用这一设计制造数字无线电。ADI Blackfin处理器是DSP和微控制器功能的完美结合，构成高性价比DRM无线电接收机的内核。现成的软件工具、经验丰富的应用团队的支持、第三方提供的必要软件模块和参考设计，使得这种实施方案成为印度及其它地方制造商开发并大规模生产DRM无线电的不错选择。