способ и устройство для совместимого цифрового вещания

Формула изобретения

1. Способ высокочастотного радиовещания, при котором осуществляют вещательную передачу первого высокочастотного сигнала с первым частотным спектром, причем этот сигнал включает в себя первую несущую, модулированную по амплитуде аналоговым сигналом, осуществляют вещательную передачу множества сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, при этом осуществляют модуляцию в квадратуре с сигналом несущей, который заключает в себе частотный спектр первого сигнала, отличающийся тем, что каждый из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей имеет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, причем первой группой упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей перекрывают упомянутый первый частотный спектр и осуществляют модуляцию в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей, а вторая и третья группы упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне упомянутого первого частотного спектра и модулированы как синфазно, так и в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые сигналы с цифровой модуляцией несущей разносят по частоте подмножеством промежутков распределенных каналов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные несущие с цифровой модуляцией исключены из положений, размещенных в серединах соседних каналов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы с цифровой модуляцией несущей в упомянутой первой группе упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей имеют амплитуды, которые меньше, чем амплитуда сигнала с немодулированной первой несущей.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сигналы с цифровой модуляцией несущей в упомянутых второй и третьей группах упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей имеют амплитуды, которые меньше, чем амплитуда сигнала с немодулированной первой несущей.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбранные сигналы из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей, лежащие по частоте ближе всего к частоте упомянутой первой несущей, модулируют в формате двухпозиционной фазовой манипуляции.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что упомянутые выбранные сигналы из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей используют в качестве опорного уровня для других сигналов из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый аналоговый сигнал и упомянутый цифровой сигнал являются различными представлениями одного и того же материала вещательной программы.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые вторая и третья группа упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей модулируют 32 позиционной квадратурной амплитудной манипуляцией.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые сигналы с цифровой модуляцией несущей лежат внутри второго частотного спектра, занимающего полосу частот 40 кГц.

11. Способ высокочастотного радиовещания по п.1, отличающийся тем, что упомянутые сигналы с цифровой модуляцией несущей равномерно разносят по частоте.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что упомянутые сигналы с цифровой модуляцией несущей разносят по частоте подмножеством промежутков распределенных каналов.

13. Способ модуляции электрических сигналов, при котором получают амплитудно-модулированный сигнал в первом частотном диапазоне, получают первое множество ортогональных квадратурно модулированных по амплитуде несущих в упомянутом первом частотном диапазоне, осуществляют получение второй и третьей групп квадратурно модулированных по амплитуде несущих во втором и третьем частотных диапазонах, отличающийся тем, что второй и третий частотные диапазоны заключают в себе частоты соответственно выше и ниже частот, заключенных в упомянутом первом частотном диапазоне.

14. Способ модуляции по п.13, отличающийся тем, что упомянутые ортогональные квадратурно модулированные несущие имеют амплитуды, которые меньше, чем немодулированная амплитуда упомянутого амплитудно-модулированного сигнала.

15. Способ модуляции по п.13, отличающийся тем, что упомянутые вторая и третья группы упомянутых квадратурно модулированных по амплитуде несущих имеют амплитуды, которые меньше, чем немодулированная амплитуда упомянутого амплитудно-модулированного сигнала.

16. Способ передачи сигналов, при котором формируют и затем одновременно передают множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, который заключает в себе частотный спектр первого сигнала, а каждый из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей несет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, отличающийся тем, что передают сигнал с первым частотным спектром, при этом сигнал включает в себя первую несущую, модулированную по амплитуде аналоговым сигналом, причем первой группой упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей перекрывают упомянутый первый частотный спектр и осуществляют модуляцию в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей, а вторую и третью группы упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей выбирают вне упомянутого первого частотного спектра и модулируют как синфазно, так и в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей.

17. Способ передачи сигналов по п.16, отличающийся тем, что упомянутые сигналы несущей в упомянутой первой группе упомянутые сигналов с цифровой модуляцией несущей имеют амплитуды, которые меньше, чем амплитуда немодулированного сигнала первой несущей.

18. Способ передачи сигналов по п.17, отличающийся тем, что упомянутые сигналы несущей в упомянутых второй и третьей группах упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей имеют амплитуды, которые меньше, чем амплитуда немодулированного сигнала первой несущей.

19. Способ передачи сигналов по п.16, отличающийся тем, что упомянутый аналоговый сигнал и упомянутый цифровой сигнал являются различными представлениями одной и той же информации.

20. Способ передачи сигналов по п.16, отличающийся тем, что вторую и третью группы сигналов несущей модулируют 32-позиционной квадратурной амплитудной манипуляцией.

21. Способ передачи сигналов по п.16, отличающийся тем, что упомянутые сигналы с цифровой модуляцией несущей равномерно разносят по частоте.

22. Высокочастотный передатчик, содержащий средство для одновременной передачи составного высокочастотного колебания, которое включает в себя первый сигнал с первой несущей, модулированной по амплитуде аналоговым сигналом, множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, который заключает в себе частотный спектр первого сигнала, отличающийся тем, что каждый из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей несет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, первая группа упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей перекрывает частотный спектр первого сигнала и модулирована в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей, а вторая и третья группы упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне частотного спектра упомянутого первого сигнала и модулированы как синфазно, так и в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей.

23. Высокочастотный приемник, содержащий средство для приема как аналоговой, так и цифровой частей составного высокочастотного колебания, причем колебание включает в себя первый сигнал с первой несущей, модулированной по амплитуде аналоговым сигналом, и множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, а также фильтр, который заключает в себе частотный спектр первого сигнала, отличающийся тем, что каждый из упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей несет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, первая группа упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей перекрывает частотный спектр первого сигнала и модулирована в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей, а вторая и третья группы упомянутых сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне частотного спектра упомянутого первого сигнала и модулированы как синфазно, так и в квадратуре с упомянутым сигналом первой несущей, и при этом содержит средство для детектирования упомянутого аналогового сигнала на упомянутой первой амплитудно-модулированной несущей и средство для детектирования упомянутого цифрового сигнала на упомянутых несущих с цифровой модуляцией.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к радиовещанию, а конкретнее - к способам и устройствам для широковещательных сигналов с цифровой модуляцией и аналоговых амплитудно-модулированных сигналов в одном и том же выделенном частотном канале.

Существует все возрастающий интерес к возможности широковещательных звуковых сигналов с цифровым кодированием обеспечить улучшенное звуковоспроизведение. Было предложено несколько подходов, включая внеполосные методы, в которых цифровые радиосигналы должны были передаваться для вещания в специально выделенных частотных полосах, и внутриполосные методы, в которых высокочастотные сигналы должны были передаваться для вещания в свободных промежутках между соседними каналами в существующих широковещательных диапазонах (промежутковый подход), либо в тех же самых размещениях частотных каналов, которые используются коммерческими вещательными компаниями (внутриполосный внутриканальный подход). Внутриполосный подход может осуществляться без необходимости в дополнительном согласовании частот и с относительно малыми изменениями в существующем передающем оборудовании. Разумеется, любой метод цифрового звукового вещания (ЦЗВ) (DAB) не должен ухудшать прием обычными аналоговыми приемными схемами.

Внутриполосные подходы к цифровому звуковому вещанию до сих пор предложены лишь в диапазоне частотной модуляции (ЧМ) (FM) (88 - 108 МГц), и известны из патентов США 5278826 и 5278844, поскольку ширина полосы каналов с амплитудной модуляцией (AM) очень узка. Однако применение цифрового звукового вещания в диапазоне AM (530 - 1700 кГц) снабдило бы AM вещательные станции средством конкурировать с такими высококачественными портативными звуковыми источниками, как проигрыватели кассетных магнитных лент и компакт-дисков. Поэтому было бы желательно распространить внутриполосный внутриканальный (ВПВК) (IBOC) подход на частоты АМ вещания, чтобы обеспечить повышенную верность путем применения цифровых сигналов, не затрагивая приема существующими аналоговыми АМ приемниками.

Раскрытие изобретения

Способ вещания по данному изобретению использует составное колебание, содержащее: амплитудно-модулированный высокочастотный сигнал, где амплитудно-модулированный высокочастотный сигнал включает в себя первую несущую, модулированную по амплитуде аналоговым сигналом, и множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, который заключает в себе частотный спектр амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала, при этом каждый из сигналов с цифровой модуляцией несущей несет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, причем первая группа сигналов с цифровой модуляцией перекрывает частотный спектр амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала и модулированы в квадратуре с сигналом первой несущей, а вторая и третья группы сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне частотного спектра амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала и обе модулированы синфазно и в квадратуре с сигналом первой несущей.

Изобретение также касается высокочастотного передатчика, содержащего: средство передачи составного высокочастотного сигнала с амплитудно-модулированным сигналом, включающим в себя первую несущую, модулированную по амплитуде аналоговым сигналом, и множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, который заключает в себе частотный спектр амплитудно-модулированного сигнала, при этом каждый из сигналов с цифровой модуляцией несущей имеет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, причем первая группа сигналов с цифровой модуляцией перекрывает частотный спектр сигнала с аналоговой модуляцией и модулированы в квадратуре с сигналом первой несущей, а вторая и третья группы сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне частотного спектра сигнала с аналоговой модуляцией и обе модулированы синфазно и в квадратуре с сигналом первой несущей.

Передатчики, которые передают вещательные сигналы в соответствии с данным изобретением, используют способ модуляции электрических сигналов, содержащий операции: получение амплитудно-модулированного сигнала в первой частотной полосе; получение первого множества ортогональных квадратурных амплитудно-модулированных несущих в первой частотной полосе; и получение второй и третьей групп квадратурных амплитудно-модулированных несущих во второй и третьей частотных полосах, причем вторая и третья частотные полосы заключают в себе частоты соответственно выше и ниже частот, заключенных в первой частотной полосе.

Изобретение далее касается высокочастотного приемника, содержащего: средство для приема как аналоговой, так и цифровой частей составного высокочастотного колебания, каковое колебание включает в себя первый сигнал с первой несущей, модулированной по амплитуде аналоговым сигналом, и множество сигналов с цифровой модуляцией несущей в частотном диапазоне, который включает в себя частотный спектр амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала, при этом каждый из сигналов с цифровой модуляцией несущей имеет цифровую модуляцию частью цифрового сигнала, причем первая группа сигналов с цифровой модуляцией перекрывает частотный спектр первого сигнала и модулированы в квадратуре с сигналом первой несущей, а вторая и третья группы сигналов с цифровой модуляцией несущей лежат вне частотного спектра сигнала и обе модулированы синфазно и в квадратуре с сигналом первой несущей; средство для детектирования аналогового сигнала на первой несущей; и средство для детектирования цифрового сигнала на несущих с цифровой модуляцией.

Данное изобретение обеспечивает внутриполосный внутриканальный способ вещания, посредством которого цифровые представления материала звуковых программ, либо иные цифровые данные, могут быть переданы в существующем АМ вещательном канале без нежелательного вмешательства в существующие аналоговые АМ приемники и с относительно малыми изменениями в существующее АМ передающее оборудование. Передатчики и приемники, которые передают и принимают сигналы в соответствии с этим способом вещания, также охватываются данным изобретением.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет сразу понятно специалистам путем ссылки на сопровождающие чертежи.

Фиг. 1 является спектральным представлением составного аналогового амплитудно-модулированного и цифрового вещательного сигнала с несущими, размещенными согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему передатчика, построенного согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 является блок-схемой анализатора данных, используемого в передатчике по фиг. 2.

Фиг. 4 является блок-схемой приемника, построенного согласно настоящему изобретению.

Описание предпочтительного осуществления изобретения

Данное изобретение обеспечивает способ одновременной вещательной передачи как аналогового амплитудно-модулированного сигнала, так и цифрового сигнала на том же предоставленном канале, что и существующее распределение аналогового АМ вещания. Когда этот метод применяется к АМ радиовещательным компаниям, вещание может осуществляться в той же полосе частот и на тех же несущих частотах, что и ныне выделенные для АМ вещания. Метод вещательной передачи цифрового сигнала в том же канале, что и аналоговый АМ сигнал, называется внутриполосным внутриканальным (ВПВК) (IBOC) вещанием. Необходимость предотвратить взаимные помехи налагает ограничения на цифровое колебание, которое помещается под аналоговым АМ спектром. Это вещание выполняется посредством передачи цифрового колебания с помощью множества несущих, некоторые из которых модулированы в квадратуре с аналоговым сигналом и размещены в спектральной области, где стандартный АМ вещательный сигнал имеет значительную энергию. Остальные цифровые несущие модулированы как синфазно, так и в квадратуре с аналоговым АМ сигналом и размещены в том же самом канале, что и аналоговый АМ сигнал, но в спектральных областях, где аналоговый АМ сигнал не имеет значительной энергии. Для получения ортогональных сигналов существуют различные способы. Конкретный способ, применяемый для обеспечения этого условия ортогональности, не является частью данного изобретения. В Соединенных Штатах излучение АМ вещательных станций ограничено в соответствии с правилами Федеральной комиссии связи (ФКС) (FCC), чтобы находиться в шаблоне уровней сигнала, определенном так, что: излучение от 10,2 кГц до 20 кГц, снятое с аналоговой несущей, должно быть подавлено по меньшей мере на 25 дБ ниже уровня немодулированной аналоговой несущей, излучение от 20 кГц до 30 кГц, снятое с аналоговой несущей, должно быть подавлено, по меньшей мере, на 35 дБ ниже уровня немодулированной аналоговой несущей, а излучение от 30 кГц до 60 кГц, снятое с аналоговой несущей, должно быть подавлено, по меньшей мере, на (5+1 дБ/кГц) ниже уровня немодулированной аналоговой несущей.

Фиг. 1 показывает спектр АМ цифрового звукового вещательного сигнала с несущими, размещенными согласно настоящему изобретению. Кривая 10 представляет стандартный вещательный сигнал с амплитудно-модулированной несущей, в котором несущая имеет частоту f₀. Шаблон излучения ФКС представлен позицией 12. Недавние достижения в кодировании источника, такие, как алгоритм MUSICAM (адаптивное поддиапазонное кодирование и мультиплексирование с маскируемой структурой) немецкого Institut fur Rundfunktechnik, показали, что повышенное качество звукового вещания для материала стереопрограмм может быть достигнуто посредством вещательных цифровых сигналов на таких низких скоростях передачи, как 96 килобит в секунду (кбит/с). Колебания, которые обеспечивают эту скорость передачи данных, могут быть, путем использования методов эффективной модуляции полосы частот, введены в шаблон излучения ФКС, распределенный в настоящее время для АМ станций.

Несущие с цифровой модуляцией в данном изобретении генерируются с помощью ортогонального частотного уплотнения (ОЧУ) (OFDM). Этот формат обеспечивает перекрытие спектров этих несущих без какого-либо вмешательства в защитные полосы, благодаря чему оптимизируется использование спектра. Однако защитные промежутки можно использовать во временной области для компенсации фазового дрожания сигналов. Метод ОЧУ особенно выгоден для успешной работы ЦЗВ, поскольку ширина полосы частот является исключительным товаром в АМ диапазоне. Дополнительное преимущество состоит в том, что отсутствует необходимость отделять цифровые несущие ЦЗВ друг от друга путем фильтрации в передатчике или приемнике, т.к. условие ортогональности ОЧУ минимизирует их взаимовлияние.

Колебание ОЧУ составлено из последовательностей несущих частот данных, разнесенных на 500 Гц. Это обеспечивает повышенную вместимость спектра и позволяет АМ колебанию ЦЗВ простираться предельно близко к краю шаблона излучения ФКС, оставаясь, тем не менее, согласованным с ним. Дополнительным признаком этого подхода является то, что амплитуда каждой несущей может приспосабливаться к повышенной мощности сигнала в областях, где ожидаются высокие уровни взаимовлияния, таких как положения вблизи несущих частот источников помех. Эта стратегия дает оптимальное распределение энергии сигнала и тем самым максимизирует потенциальную область покрытия АМ ЦЗВ.

В данном изобретении составное аналоговое и цифровое колебание ЦЗВ включает в себя множество модулированных несущих, которые полностью согласуются с шаблоном излучения ФКС. В предпочтительном выполнении данного изобретения для переноса цифровой информации используются 76 несущих, разнесенных друг от друга на 500 Гц. Первая группа из тридцати четырех несущих с цифровой модуляцией размещена в частотной полосе от (f₀ - 17f₁) до (f₀+17f₁), как представлено огибающей, обозначенной позицией 14 на фиг. 1. Большинство из этих сигналов помещены на 30-40 дБ ниже, чем уровень сигнала немодулированной AM несущей, для минимизации перекрестных искажений с аналоговым АМ сигналом. Перекрестные искажения снижаются далее посредством кодирования этой цифровой информации таким образом, чтобы гарантировать ортогональность с аналоговым AM колебанием. Этот вид кодирования называется дополняющим кодированием (например, дополняющая ДПФМн (BPSK) - двухпозиционная фазовая манипуляция, дополняющая ЧПФМн (QPSK) - четырехпозиционная фазовая манипуляция, или дополняющая 32 КАМн (QAM) - 32-позиционная квадратурная амплитудная манипуляция). Дополняющая модуляция ДПФМн используется на самой первой паре цифровых несущих на f₀f₁ для облегчения временного восстановления с помощью схемы Костаса (синфазно-квадратурная схема восстановления несущей). Эти несшие установлены на уровень -25 дБ/C (т.е. к уровню среднего звукового давления по шкале C-шумомера). Восемнадцать несущих в этой первой группе, размещенные от f₀-10f₁ до f₀-2f₁ и от f₀+2f₁ до f₀+10f₁, модулируются с использованием дополняющей ЧПФМн и имеют уровень -39,7 дБ/С. Последние четырнадцать несущих в первой группе размещены от f₀-17f₁ до f₀-11f₁ и от f₀+11f₁ до f₀+17f₁. Эти несущие модулируются с использованием дополняющей 32 КАМн и имеют уровень -30 дБ/С.

Дополнительные группы цифровых сигналов с квадратурной амплитудной модуляцией размещены вне первой группы. Необходимость для этих цифровых колебаний быть в квадратуре с аналоговым сигналом исключается ограничением ширины частотной полосы аналогового AM сигнала. Это не представляется чрезмерным требованием, поскольку керамические фильтры ПЧ, обычно имеющиеся в аналоговых AM приемниках, ограничивают звуковую амплитудно-частотную характеристику до 3,5 кГц. Все несущие в этой второй группе, заключенные в огибающие 16 и 18 на фиг. 1, модулируются с использованием 32 КАМн. Несущие, размещенные на f₀ - 19f₁, f₀ - 18f₁, f₀ + 18f₁ и f₀ + 19f₁, имеют уровень -28 дБ/С. Несущие, размещенные от f₀ - 39f₁ до f₀ - 34f₁, на f₀ - 21f₁, f₀ + 21f₁ и от f₀ + 34f₁ до f₀ + 39f₁, имеют уровень -31 дБ/С. Остальные несущие, размещенные от f₀ - 33f₁ до f₀ - 22f₁ и от f₀ + 22f₁ до f₀ + 33f₁, имеют уровень -32 дБ/С.

Несущие ОЧУ разнесены друг от друга на 500 Гц. Однако вследствие использования защитных полос во временной области, скорость передачи символов для каждой несущей составляет f_r = 128500/132 символов в секунду. Пара дополняющих несущих ДПФМн имеет 1 бит на символ, что дает разрядную скорость f_r. Девять пар дополняющих несущих ЧПФМн содержат каждая по 2 бита на символ, что дает разрядную скорость f_r. Семь пар дополняющих несущих 32 КАМн имеют каждая по 5 бит на символ, что дает 35f_r бит в секунду. 42 отдельных несущих 32 КАМн несут каждая по 5 бит на символ, что дает 210 fr бит в секунду.

Общая скорость передачи данных для всех несущих ОЧУ составляет 264 f_r, или 128 килобит в секунду.

Занимаемая полоса частот в полном составном AM сигнале ЦЗВ равна 40 кГц при измерении по наиболее удаленным первым нулям цифрового колебания. Этот спектр попадает в центральную 40-килогерцевую часть шаблона излучения ФКС. Боковые доли ОЧУ, которые лежат за частотами f₀ 20 кГц, опущены ниже части в -35 дБ/С шаблона излучения ФКС без дополнительной фильтрации, т.к. разнесение боковых долей ОЧУ друг от друга составляет всего лишь f₁ = 500 Гц.

На частотах 20f₁ и 40f₁ имеются свободные промежутки ОЧУ. Это создает дополнительную помехоустойчивость между первым и вторым соседними каналами, т. к. преобладающая компонента AM сигнала попадает на несущую частоту. Аналогично, AM спектр ЦЗВ фактически не занят вне f₀20 кГц, чтобы обеспечить защиту от взаимовлияний вторых соседних каналов.

Фиг. 2 является блок-схемой передатчика, построенного согласно данному изобретению. Аналоговый сигнал вещательной программы (который в данном примере включает в себя правую и левую стерео-составляющие), который подлежит передаче, подается на входные выводы 28 и 28". Левый и правый каналы объединяются в блоке 29 суммирования и затем подаются через аналоговый звуковой процессор 30 для увеличения средней аналоговой амплитудной модуляции с 30% до 85%, что значительно превышает диапазон перекрытия. Такие процессоры общеизвестны в аналоговых AM радиостанциях по всему миру. Этот сигнал проходит через фильтр 31 нижних частот с крутой характеристикой среза для получения отфильтрованного монофонического аналогового сигнала вещательной программы на линии 32. Фильтр 31 может, к примеру, иметь частоту среза 6 кГц и ослабление 40 дБ за частотой 6,5 кГц.

Для тех приложений, в которых аналоговая и цифровая части передаваемого сигнала будут использоваться для переноса одного и того же программного материала, цифровой кодер 34 источника, который может соответствовать стандарту ISO MPEG Layer 2A, преобразует правый и левый аналоговые сигналы вещательной программы в объединенный стерео-цифровой сигнал со скоростью 96 кбит/с на линии 36. Кодирующая с прямым исправлением ошибок и перемежающая схема 38 повышает целостность данных по каналам, поражаемым импульсными шумами и помехами, выдавая цифровой сигнал со скоростью 128 кбит/с на линии 40. Для тех случаев, когда подлежащий передаче цифровой сигнал не является цифровым вариантом аналогового сигнала вещательной программы, для приема цифрового сигнала предусмотрен вход 42 данных. Предусмотрен также вспомогательный источник 44 данных для тех случаев, в которых цифровой вариант аналогового сигнала вещательной программы, или цифровой сигнал, подаваемый на вход 42, должен дополняться путем включения в него дополнительных данных.

Анализатор 46 данных принимает цифровые данные и вырабатывает множество выходных сигналов на линиях 48. Сигналы на парах линий 48 с анализатора 46 данных представляют собой комплексные коэффициенты, которые, в свою очередь, подаются на алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ) (FFT) в блок 50, который генерирует полосные синфазную 1 и квадратурную Q, составляющие сигнала данных на линиях 52 и 54 соответственно. Обработанный полосный аналоговый AM сигнал преобразуется в цифровой сигнал аналого-цифровым преобразователем 60 и объединяется с синфазной частью цифрового колебания ЦЗВ в блоке 62 суммирования для получения составного сигнала на линии 64. Составной сигнал на линии 64 преобразуется в аналоговый сигнал в цифроаналоговом преобразователе 66, фильтруется фильтром 68 нижних частот и проходит на смеситель 70, где он объединяется с высокочастотным сигналом, вырабатываемым на линии 72 местным генератором 74. Квадратурный сигнал на линии 54 преобразуется в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем 76 и фильтруется фильтром 78 нижних частот для получения отфильтрованного сигнала, который объединяется во втором смесителе 80 с сигналом на линии 82. Сигнал на линии 72, как проиллюстрировано, сдвигается по фазе в блоке 84 для получения сигнала на линии 82. Выходные сигналы смесителей 70 и 80 проходят по линиям 86 и 88 на блок 90 суммирования для получения составного колебания на линии 92. Паразитные продукты смещения подавляются полосовым фильтром 94, и вслед за этим, результирующий сигнал ЦЗВ усиливается усилителем 96 мощности для подачи в передающую антенну 98.

Фиг. 3 является блок-схемой анализатора 46 данных по фиг. 2. Анализатор данных включает в себя последовательно-параллельный преобразователь 100, который принимает последовательный цифровой сигнал, как проиллюстрировано на входной линии 40, и выдает множество выходных сигналов в виде цифровых сигналов на множестве групп линий, как проиллюстрировано группами 102 и 104. Каждая группа линий поступает в кодер КАМн, такой как кодеры 106 и 108, для выдачи синфазного выходного сигнала 1 и квадратурного выходного сигнала Q. В практических приложениях может быть, например, 5 линий на группу и 76 кодеров КАМн. Кроме того, некоторые кодеры КАМн могут использовать ДПФМн и ЧПФМн.

Фиг. 4 является блок-схемой приемника, построенного для приема вещания цифровым и аналоговыми сигналами, согласно данному изобретению. Антенна 110 принимает составное колебание, содержащее цифровой и аналоговый сигналы, и передает сигнал на обычные входные ступени 112, которые могут включать в себя высокочастотный преселектор, усилитель, смеситель и гетеродин. Входными ступенями 112 вырабатывается сигнал промежуточной частоты на линии 114. Этот сигнал промежуточной частоты проходит через схему 116 автоматической регулировки усиления на генератор 118 сигналов 1/Q. Генератор сигналов 1/Q вырабатывает синфазный сигнал 1 на линии 120 и квадратурный сигнал Q на линии 122. Выходной сигнал синфазного канала на линии 120 поступает на аналого-цифровой преобразователь 124. Аналогично, выходной сигнал квадратурного канала на линии 122 поступает на другой аналого-цифровой преобразователь 126. Сигналы обратной связи на линиях 128 и 130 поступают в цифроаналоговые преобразователи 132 и 134 соответственно. Выходные сигналы цифроаналоговых преобразователей на линиях 136 и 138 используются для управления схемой 116 автоматической регулировки усиления. Сигнал на линии 120 включает в себя аналоговый AM сигнал, который отделяется, как проиллюстрировано, блоком 140 и проходит на выходную ступень 142 и далее - на громкоговоритель 144 или другое выходное устройство.

Полосовой режекторный фильтр 146 отфильтровывает синфазные составляющие на линии 128 для исключения энергии аналогового AM сигнала и для получения отфильтрованного сигнала на линии 148. Схема 150 быстрого преобразования Фурье принимает цифровые сигналы на линиях 148 и 152 и вырабатывает выходные сигналы на линиях 154. Эти выходные сигналы проходят на выравниватель 156 и на фильтр скорости передачи данных и декодер 158 данных. Выходной сигнал декодера данных поступает на схему деперемежения и декодер 164 прямого исправления ошибок для повышения целостности данных. Выходной сигнал схемы деперемежения - прямого исправления ошибок проходит на декодер 166 источника. Выходной сигнал декодера источника преобразуется в аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем 160 для получения сигнала на линии 162, который поступает на выходную ступень 142.

Настоящее изобретение использует AM колебание ЦЗВ, которое минимизирует величину изменений, необходимых для преобразования существующих AM радиостанций в ЦЗВ, потому что ширина полосы частот находится полностью внутри шаблона излучения ФКС для AM передачи. Поэтому ожидается, что вещательные компании могут оставить свои существующие передающие антенны. Их питающие сети могут нуждаться в обновлении, однако, поскольку изменение групповых задержек в канале разумно оставить постоянным, чтобы минимизировать межсимвольные искажения для цифрового сигнала, считается, что это было бы менее критичным для аналоговых AM передач. Ожидается, что существующие аналоговые AM передатчики могут быть оставлены при условии, что усилитель мощности работает в разумно линейном режиме. Первичная аппаратная перестройка будет заменена низкоуровневым входным сигналом несущей с AM возбудителем ЦЗВ. Этот модуль генерирует как аналоговую, так и цифровую части амплитудной модуляции ЦЗВ, и поэтому передатчик функционирует главным образом как линейный усилитель.

Хотя настоящее изобретение описано в терминах AM цифровой звуковой вещательной системы, понятно, что данный способ может быть применим к любой системе, которая передает цифровые сигналы вместе с аналоговыми амплитудно-модулированными сигналами. Кроме того, понятно, что посылаемая с помощью цифрового сигнала информация может отличаться от информации, посылаемой с помощью аналогового амплитудно-модулированного сигнала. Поэтому способы данного изобретения могут использоваться для передачи данных различных видов, таких как информация о транспорте или погоде, видеосигналы или сигналы военной связи, в комбинации с амплитудно-модулированным сигналом. Области потенциальных применений включают в себя амплитудно-модулированные военные сообщения и телевизионные сигналы, в которых видеоинформация модулирована по амплитуде.