广播是重大灾害最有效、很多时候也是唯一的信息传播手段。DMB(Digital Multimedia Broadcasting,数字多媒体广播)具有比传统模拟广播更高的频谱效率和更丰富的业务内容,在预警发布、应急通信方面可以发挥更大的作用。但传统的发射机体积大,不利于应急情况下灵活布置。本课题采用SoC(System on Chip,片上系统)构架,设计面向应急通信的高集成度DMB发射机,同时,利用收发协同控制机制,实现两台发射机之间的双向多媒体通信,为重大灾害应急通信提供了新的技术手段。论文首先对DMB发射系统结构进行研究,然后利用软硬件协同设计方法,设计了基于SoC FPGA单芯片架构的高集成度DMB发射机。该发射机的硬件包括基于SoC构架的基带电路和上变频电路。基带电路设计中,通过Qsys系统集成工具,将OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)调制电路和同步网控制电路等DMB基带处理电路封装成带Avalon总线的DMB基带处理IP(Intellectual Property,知识产权)核,然后将该IP、外设和硬核处理器集成在一起形成高集成度的SoC系统。上变频电路基于正交数字上变频器AD9957设计完成,用于实现数字中频到射频信号的转换。在发射机的SoC软件设计中,使用C语言完成发射机主控程序的编写,通过硬核处理器统一配置管理SoC系统外设和AD9957,实现DMB发射的基本功能。接下来,通过在发射系统中增加接收模块,使发射系统同时具有收发功能。然后,设计了基于双向通信专用信道的数据交换机制和数据收发控制软件,实现了两台发射机之间的双向通信。另外基于本文设计的发射机,测试验证了单频网方案的可行性。最后,对本文所有设计进行了测试。结果表明:(1)DMB发射机硬件电路整体尺寸为115mm×108mm×20mm,满足高集成度的要求。(2)DMB发射机输出的射频信号功率为-20.4dBm,邻道抑制比在-54.8dB至-57.4dB范围内,接收机能够收到节目信息,基本发射功能正常。(3)双向通信测试中两台发射机间能够实现文字、文件、语音和视频数据的双向通信,增强了DMB在应急通信场合的业务能力。(4)单频网测试中两路DMB发射机输出的射频信号时延差保持在8μs内,且叠加信号正常,证明了单频网方案中两路射频输出信号能够同步。