моделируемое снижение соотношения сигнал-шум в декодированном цифровом звуковом сигнале в зависимости от коэффициента однобитовых ошибок в беспроводном канале связи

Формула изобретения

1. Способ предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи, включающий:

получение цифровой радиопередачи цифровым радиоприемником;

определение множества измеряемых показателей качества полученной цифровой радиопередачи;

декодирование звукового сообщения из полученной цифровой радиопередачи;

динамический выбор типа звукового индикатора на основе результатов сравнения значений, определенных для упомянутого множества показателей;

наложение звукового индикатора на звуковое сообщение для формирования композитного звукового сигнала, причем упомянутый звуковой индикатор является индикатором того типа, который был ранее динамически выбран; и

динамическую регулировку амплитуды упомянутого звукового индикатора в зависимости от амплитуды упомянутого звукового сообщения с учетом качества упомянутой полученной цифровой радиопередачи.

2. Способ по п.1, в котором упомянутое множество показателей включает индикатор уровня полученного сигнала полученной цифровой радиопередачи.

3. Способ по п.1, в котором упомянутое множество показателей включает коэффициент битовых ошибок полученной цифровой радиопередачи.

4. Способ по п.1, в котором упомянутое множество показателей включает отношение сигнал/шум полученной цифровой радиопередачи.

5. Способ по п.1, также содержащий шаг сравнения качества полученной цифровой радиопередачи с первым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывают на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи ниже первого предварительно установленного порога.

6. Способ по п.1, также содержащий шаг сравнения качества полученной цифровой радиопередачи со вторым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывают на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи выше второго предварительно установленного порога.

7. Способ по п.1, также содержащий шаг обнаружения, включает ли полученная цифровая радиопередача сообщение от удаленного оператора, причем звуковой индикатор отключают, если обнаруживают сообщение от удаленного оператора.

8. Способ по п.1, также включающий выборочное отключение звукового индикатора в зависимости от входного сигнала, поступающего от пользователя в упомянутый цифровой радиоприемник.

9. Способ по п.1, в котором звуковой индикатор содержит широкополосный шумовой сигнал.

10. Способ по п.1, в котором звуковой индикатор содержит шумовой сигнал, выбранный из группы, состоящей из простого тона, сложного тона и гудка.

11. Способ по п.1, который также включает шаг предоставления предупреждающего сигнала пользователю цифрового радиоприемника, при этом предупреждающий сигнал отделен от звукового сообщения.

12. Устройство для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи, включающее:

детектор, выполненный с возможностью определения множества измеряемых показателей качества полученной цифровой радиопередачи;

декодер, выполненный с возможностью декодирования звукового сообщения из полученной цифровой радиопередачи;

источник сигнала, выполненный с возможностью динамического выбора типа звукового индикатора на основе результатов сравнения значений, определенных для упомянутого множества показателей, и с возможностью формирования сигнала звукового индикатора динамически выбранного типа, который должен быть использован для индикации того, что полученная цифровая радиопередача имеет предварительно установленное качество сигнала; и

сумматор, выполненный с возможностью наложения звукового индикатора на звуковое сообщение для формирования композитного звукового сигнала.

13. Устройство по п.12, в котором упомянутое множество показателей включает уровень полученного сигнала полученной цифровой радиопередачи.

14. Устройство по п.12, в котором упомянутое множество показателей включает коэффициент битовых ошибок полученной цифровой радиопередачи.

15. Устройство по п.12, в котором упомянутое множество показателей включает отношение сигнал/шум полученной цифровой радиопередачи.

16. Устройство по п.12, также содержащее первый компаратор для сравнения качества полученной цифровой радиопередачи с первым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи ниже первого предварительно установленного порога.

17. Устройство по п.12, также содержащее второй компаратор для сравнения качества полученной цифровой радиопередачи со вторым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи выше второго предварительно установленного порога.

18. Устройство по п.12, также содержащее дополнительный детектор для обнаружения, включает ли полученная цифровая радиопередача сообщение от удаленного оператора, причем звуковой индикатор отключается, если обнаружено сообщение от удаленного оператора.

19. Устройство по п.12, также содержащее управляемую пользователем цепь для отключения наложения звукового индикатора на звуковое сообщение.

20. Устройство по п.12, в котором звуковой индикатор содержит широкополосный шумовой сигнал.

21. Устройство по п.12, в котором звуковой индикатор содержит шумовой сигнал, выбранный из группы, состоящей из простого тона, сложного тона и гудка.

22. Устройство для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи, включающее:

цифровой радиоприемник для получения цифровой радиопередачи и

микропроцессор, связанный с памятью,

при этом микропроцессор запрограммирован для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи путем:

определения множества измеряемых показателей качества полученной цифровой радиопередачи;

динамического выбора типа звукового индикатора на основе результатов сравнения значений, определенных для упомянутого множества показателей;

наложения звукового индикатора на декодированное звуковое сообщение, полученное из полученной цифровой радиопередачи, для формирования композитного звукового сигнала, причем упомянутый звуковой индикатор является индикатором того типа, который был ранее динамически выбран; и

динамической регулировки амплитуды упомянутого звукового индикатора в зависимости от амплитуды упомянутого звукового сообщения с учетом качества упомянутой полученной цифровой радиопередачи.

23. Устройство по п.22, в котором микропроцессор запрограммирован для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи путем сравнения качества полученной цифровой радиопередачи с первым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи ниже первого предварительно установленного порога.

24. Устройство по п.22, в котором микропроцессор запрограммирован для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи путем сравнения качества полученной цифровой радиопередачи со вторым предварительно установленным порогом, при этом звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи выше второго предварительно установленного порога.

25. Устройство по п.22, в котором микропроцессор запрограммирован для обнаружения, включает ли полученная цифровая радиопередача сообщение от удаленного оператора, причем звуковой индикатор отключается, если обнаружено сообщение от удаленного оператора.

26. Способ предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи, включающий:

получение цифровой радиопередачи цифровым радиоприемником;

определение индикатора уровня полученного сигнала полученной цифровой радиопередачи;

определение коэффициента битовых ошибок полученной цифровой радиопередачи и

динамический выбор типа звукового индикатора из множества типов звуковых индикаторов на основе результатов сравнения значений, определенных для индикатора уровня полученного сигнала и коэффициента битовых ошибок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу, устройству и системе радиосвязи. В частности, изобретение относится к способу цифрового радиовещания, обеспечивающему звуковой индикатор качества канала связи.

Аналоговое радио обеспечивает канал связи для сигнала основной полосы частот, такого как звуковой сигнал, используя аналоговый радиопередатчик и радиоприемник. Аналоговый радиопередатчик работает на основе усиления сигнала основной полосы частот, модуляции сигнала основной полосы частот, используя алгоритмы аналоговой модуляции, которые известны в уровне техники, повышения частоты модулированного сигнала до радио частоты (RF) и передачи радиосигнала на аналоговый радиоприемник. Аналоговый радиоприемник восстанавливает сигнал основной полосы частот путем понижения частоты и демодуляции полученного радиосигнала. Радиооператоры, такие как сотрудники общественной безопасности, очень хорошо знакомы с работой аналогового радио. Аналоговое радио является простым, но его недостатком является то, что качество получаемой радиопередачи после демодуляции, проводимой для выделения полученного сигнала основной полосы частот, снижается (например, вследствие шумов) в случае низкого уровня принятого радиосигнала, низкого соотношения сигнал-шум (SNR) и наличия помех.

Работоспособность аналогового радиоприемника значительно ухудшается, так что радиооператор может слышать повышенный шум, присутствующий в демодулированном сигнале основной полосы частот, поскольку уровень полученного радиосигнала снижается или снижается соотношение сигнал-шум. Наличие повышенного шума предоставляет радиооператору звуковой указатель, который он может позже использовать для того, чтобы переместиться в зону с лучшим радиопокрытием. Кроме того, если оператор аналогового радио слышит разговоры других радиооператоров, он может получить дополнительные звуковые указатели о качестве передачи, прислушиваясь к качеству воспроизведения таких других разговоров на аналоговом радио.

В отличие от этого цифровое радио использует алгоритмы цифровой модуляции, которые известны из уровня техники, для передачи оцифрованного радиосигнала с передатчика на приемник. Оцифрованный радиосигнал может включать в себя оцифрованный голосовой сигнал основной полосы частот, другие звуковые сигналы основной полосы частот (например, музыкальные) или поток данных на основе межсетевого протокола. По сравнению с аналоговым радио цифровое радио в обычных условиях эксплуатации обеспечивает прием сравнительно бесшумного демодулированного сигнала основной полосы частот. Цифровое радио улучшает качество полученного сигнала, передаваемого радиооператору в широком диапазоне условий получения сигнала путем применения алгоритмов обнаружения ошибок и их коррекции. Цифровое радио дает также другие преимущества по сравнению с аналоговым радио, например более эффективное использование спектра частот. Применяемые алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок могут различаться в зависимости от типа связи и времени задержки и могут быть реализованы на разных уровнях стека протоколов.

На канальном уровне передачи данных алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок могут включать в себя код коррекции ошибок (ЕСС). Примером ЕСС является код прямой коррекции ошибок (FEC). Передатчик преобразовывает данные из аналоговой формы в цифровую, используя код обнаружения и коррекции ошибок (ЕСС), и посылает кодированное сообщение. Приемник принимает искаженный шумом сигнал и осуществляет оценку передаваемого сообщения по способу максимального правдоподобия. ЕСС декодеры зачастую располагаются в районе входной части цифрового радиоприемника, например на первой стадии цифровой обработки после получения сигнала. ЕСС кодеры также могут генерировать сигнал коэффициента однобитовых ошибок (BER) или сигнал количества ошибок, которые могут быть использованы в качестве сигналов обратной связи для оценки качества полученного сигнала. BER сигнал может быть некодированным BER сигналом, представляющим собой коэффициент однобитовых ошибок до осуществления ЕСС коррекции, или кодированным BER сигналом после осуществления ЕСС декодирования, являющимся передаваемым слушателю сигналом. Некодированный BER сигнал имеет более широкое применение, чем кодированный BER сигнал, вследствие возможности контроля ухудшения канала радиосвязи, поскольку некодированный BER сигнал является более чувствительным к подобным ухудшениям.

Примером цифрового радио является семейство продуктов торговой марки Harris OpenSky®, которая предлагает цифровую звуковую связь с передачей пакетных данных, используя высокопроизводительную магистральную IP-сеть. OpenSky использует непрерывно передающую базовую станцию с отдельными схемами коррекции ошибок для канала управления и передачи данных. Непрерывный контроль графика базовой станции может обеспечиваться индикатором уровня полученного сигнала ("RSSI") и количеством ошибок, предоставляемым ЕСС декодером.

Способности цифрового радио обнаруживать и корректировать ошибки обеспечивают способность высококачественной передачи аналогового звукового сигнала основной полосы частот до тех пор, пока цифровое радио функционирует в пределах ограничений декодера в отношении обнаружения и коррекции ошибок. Это, как правило, является преимуществом, поскольку увеличивается эффективный диапазон действия, в пределах которого может функционировать цифровое радио в отличие от аналогового.

Тем не менее, помимо способностей корректировать ошибки кода обнаружения и коррекции ошибок, работоспособность стремительно снижается. Это является проблемой человеческого фактора для операторов цифрового радио, поскольку канал связи внезапно теряет работоспособность без соответствующего предупреждения радиооператора. Кроме того, цифровое радио зачастую является транкинговым - то есть управляется путем пакетной передачи данных с целью доставки сообщения только определенному получателю - поэтому радиооператор не имеет возможности получать звуковой указатель о качестве канала связи путем прослушивания сообщений других радиооператоров.

Некоторые радиооператоры (например, сотрудники противопожарной службы) возражают против отсутствия интуитивного понимания того, что сигнал ухудшается и прерывание связи является неизбежным. Некоторые радиооператоры считают этот недостаток достаточно серьезным, чтобы принять решение о возврате к своим привычным аналоговым системам.

В вариантах осуществления настоящего изобретения вводится контролируемое количество шума обратно в выходной звуковой сигнал цифрового радио с исправленными ошибками с целью получения композитного выходного звукового сигнала, который имитирует работу аналогового радио. Количество шума управляется на основе качества услышанного сигнала, полученного цифровым радио. Радиооператор может интерпретировать шум в качестве предупреждения о том, что его сообщение находится на грани сбоя, и звуковой рекомендации для поиска лучшей зоны покрытия.

Один или несколько вариантов осуществления изобретения могут обеспечить способ или устройство для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи, включая получение цифровой радиопередачи цифровым радиоприемником, определение качества полученной цифровой радиопередачи, декодирование звукового сообщения из полученной цифровой радиопередачи, наложение звукового индикатора на звуковое сообщение для формирования композитного звукового сигнала и динамической регулировки амплитуды звукового индикатора в зависимости от амплитуды звукового сообщения с учетом качества полученной цифровой радиопередачи.

Один или несколько вариантов осуществления изобретения могут обеспечить хранение программного обеспечения в памяти, которая связана с микропроцессором, причем после получения цифровым радиоприемником цифровой радиопередачи микропроцессор программируется с помощью программного обеспечения для предоставления звукового индикатора качества полученной цифровой радиопередачи путем определения качества полученной цифровой радиопередачи, декодирования звукового сообщения из полученной цифровой радиопередачи, наложения звукового индикатора на звуковое сообщение, для формирования композитного звукового сигнала и динамической регулировки амплитуды звукового индикатора в зависимости от амплитуды звукового сообщения с учетом качества полученной цифровой радиопередачи.

Дополнительные варианты вышеуказанных вариантов осуществления изобретения могут содержать: определение качества полученной цифровой радиопередачи путем определения индикатора уровня полученного сигнала; определение качества полученной цифровой радиопередачи путем определения коэффициента кодированных однобитовых ошибок полученной цифровой радиопередачи; и определение качества полученной цифровой радиопередачи, включая определение соотношения сигнал-шум полученной цифровой радиопередачи.

Дополнительные варианты вышеуказанных вариантов осуществления изобретения могут также включать: сравнение качества полученной цифровой радиопередачи с первым предварительно установленным порогом, при котором звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи ниже первого предварительно установленного порога; сравнение качества полученной цифровой радиопередачи со вторым предварительно установленным порогом, при котором звуковой индикатор накладывается на звуковое сообщение только в том случае, если качество полученной цифровой радиопередачи выше второго предварительно установленного порога; и определение, включает ли полученная цифровая радиопередача сообщение от удаленного радиооператора, где звуковой индикатор подавляется в случае, если обнаружено сообщение от удаленного радиооператора.

Дополнительные варианты вышеуказанных вариантов осуществления изобретения могут также включать выборочное отключение звукового индикатора, реагирующего на входной сигнал радиооператора в цифровой радиоприемник.

Дополнительные варианты вышеуказанных вариантов осуществления изобретения могут также включать звуковой индикатор, являющийся одним или несколькими сигналами широкополосного шума, простого тона, сложного тона и гудка.

Варианты осуществления будут описываться со ссылкой на последующие фигуры, на которых одинаковые цифры соответствуют одинаковым элементам в отношении всех фигур, и на которых:

Фиг.1 представляет собой сопоставление четкости звука с качеством канала связи аналогового радио, цифрового радио вне вариантов осуществления изобретения и цифрового радио, включающее варианты осуществления изобретения.

Фиг.2 представляет собой упрощенную блок-схему первого варианта осуществления части цифрового приемника, которая полезна для понимания сути настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой упрощенную блок-схему второго варианта осуществления части цифрового приемника, которая полезна для понимания сути настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой упрощенную блок-схему третьего варианта осуществления части цифрового приемника, полезна для понимания сути настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой блок-схему способа моделирования снижения соотношения сигнал-шум в декодированном цифровом звуковом сигнале в зависимости от BER в беспроводном канале связи в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Аналоговое радио принимает RF сигнал, модулированный с помощью аналоговых способов, и обеспечивает демодулированный сигнал основной полосы частот. Демодулированный сигнал основной полосы частот включает шум, который увеличивается при усилении ухудшившихся условий RF связи. Несмотря на то, что шум обычно является нежелательным, он является благоприятным фактором, обеспечивающим звуковой указатель об ухудшении условий радиосвязи и раннее предупреждение о возможной потере радиосвязи.

В цифровом радио используются алгоритмы цифровой модуляции для обеспечения через канал данных демодулированного сигнала основной полосы частот, который является менее чувствительным к ухудшившимся условиям RF связи. Цифровое радио может обеспечивать канал управления в дополнение к каналу данных. Канал управления может быть направлен к тем же получателям, что и канал данных, и/или может быть направлен к другим получателям, например контроллеру базовой станции. Канал управления может предоставлять способ контроля настроек цифрового радио или предоставить информацию о состоянии цифрового радио или предоставить информацию о возможности подключения и/или о качестве связи между различными цифровыми радио, которые образуют сеть. Канал управления может также использоваться для настройки и управления сетью (например, возможностью подключения) цифровых радио.

Типичная сеть может включать базовую станцию и одного или нескольких абонентов. Абоненты, как правило, являются мобильными и, вероятно, испытывают ухудшившиеся условия RF связи. Базовая станция обычно менее мобильна и может находиться в фиксированном местоположении и, следовательно, является менее зависимой от ухудшившихся условий RF связи. Базовая станция может управлять сетью. Факультативно можно воспользоваться помощью диспетчера для управления сетью и сетевыми ресурсами.

Демодулированный сигнал основной полосы частот канала данных может включать в себя оцифрованный звуковой сигнал (например, голосовой) и/или незвуковые пакетные данные. Незвуковые пакетные данные могут включать в себя информацию о, например, веб-страницах, передаче файлов, каналах передачи данных и т.д., которая может быть предназначена для визуального отображения на экране или терминале. До тех пор пока принимаемый сигнал имеет достаточное качество для устойчивой демодуляции полученного сигнала, цифровое радио должно быть в состоянии определить, содержит ли отдельный пакет данных звуковые или незвуковые данные, например, путем отслеживания содержимого пакета (например, части заголовка) или с помощью информации, полученной через канал управления.

Демодулированный звуковой сигнал основной полосы частот включает в себя низкий или практически неразличимый для условий RF связи шум в расчетных пределах, но при этом обеспечивает слабый предупреждающий сигнал для радиооператоров, если условия RF связи ухудшаются, превышая расчетные пределы. В вариантах осуществления настоящего изобретения выборочно вводится контролируемое количество шума обратно в выходной звуковой сигнал цифрового радио с исправленными ошибками демодулированного канала данных основной полосы частот цифрового радио для получения композитного выходного звукового сигнала, который моделирует ухудшившиеся условия RF связи.

Для компонента незвуковых пакетных данных демодулированного канала данных основной полосы частот пакетные данные не будут акустически контролироваться человеком-пользователем. Введение шума в канал данных во время передачи незвуковых пакетных данных не будет эффективным для предупреждения пользователя об ухудшившихся условиях связи и будет способствовать последующему ухудшению качества незвуковых пакетных данных. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения могут запрещать введение контролируемого количества шума обратно в выходной звуковой сигнал цифрового радио с исправленными ошибками демодулированного канала данных основной частоты цифрового радио на основе принципа «пакет за пакетом», если установлено, что отдельный пакет содержит незвуковые данные.

Факультативно, для незвуковых пакетных данных желательно предоставлять абоненту незвуковых пакетных данных и/или базовой станции альтернативный индикатор (например, сигнализатор) ухудшившихся условий связи вместо введения контролируемого количества шума, как это используется для звуковых данных. Сигнализатор может принимать одну или несколько форм, таких как всплывающее окно на терминале для оповещения пользователя об ухудшившихся условиях связи, схема/панель/диаграмма качества радиосвязи, определенное изменение параметров хотя бы части дисплея терминала (например, изменение цвета текста или экрана, или представление текста в виде более жирного, крупного или мерцающего текста, отображение строки состояния и т.д.) или звуковой индикации, которая отделена и не включается в получаемые незвуковые пакетные данные (например, чириканье, звук тревоги, записанное голосовое предупреждение, тональный сигнал, гудок и т.д.).

Могут иметь место дополнительные обстоятельства, при которых предпочтительно выборочно запрещать введение контролируемого количества шума. Например, шум может быть запрещен, если цифровое радио отслеживает канал управления на базовой станции без получения информации через канал данных. С другой стороны, если звуковая связь используется более чем одним абонентом, то желательно разрешить (т.е. не запрещать) введение контролируемого количества шума на первом цифровом радио (например, базовой станции), основываясь на качестве канала связи на втором цифровом радио (например, абонентской части). Это будет уведомлять пользователя базовой станции о плохом качестве канала связи с абонентской частью.

Существуют не менее двух способов измерения показателей, которые могут использоваться в качестве индикации ухудшения качества связи для контроля количества шума, вводимого в демодулированные звуковые сигналы основной полосы частот: первый - использование значения RSSI в качестве контрольного для введения заданного уровня шума в выходной звуковой сигнал радио. Уровень шума может быть обратно пропорционален уровню сигнала таким образом, что, если уровень сигнала уменьшается, то шум увеличивается. Радиооператор может перейти в зону с более высоким уровнем сигнала без необходимости смотреть на свой радиоприемник.

Второй - использование алгоритма коррекции ошибок, реализованного в приемнике, для информирования о том, сколько ошибок было обнаружено алгоритмом и сколько было исправлено. Как только работоспособность падает, количество обоих видов ошибок увеличивается. Количество ошибок одного вида или обоих видов вместе может быть использовано для управления амплитудой введенного шума в композитный выходной звуковой сигнал. Этот способ измерения применим как в отношении сигнала с низким уровнем, так и в отношении условий, которые обязательно приводят к ошибкам без снижения уровня сигнала. Примером последнего являются ошибки, которые могут быть вызваны наличием сильных помех от соседнего канала.

Также может быть использован комбинированный подход, в котором оба способа RSSI и количество обнаруженных и/или скорректированных ошибок могут быть использованы для определения количества вводимого шума. Преимущество этого подхода состоит в том, что он извещает о сбоях в связи как в случае наличия сильных помех, так и в случае нахождения в регионах с низким уровнем RF сигнала. При необходимости отдельный индикатор, такой как простой тон, сложный тон, гудок или т.п., может также быть использован для обозначения помехи, причем громкость отдельного индикатора зависит от количества ошибок или BER. Преимущество тона, гудка или подобного сигнала состоит в том, что такой звуковой индикатор может быть знаком операторам традиционных аналоговых радио, поскольку он указывает на наличие помехи от соседнего канала.

На фиг. 1 представлено качественное сравнение работоспособности аналогового радио и цифрового радио с введением шума и без введения в зависимости от качества связи. По оси абсцисс указано качество связи, а по оси ординат - субъективный показатель четкости восприятия (т.е. показатель полученного сигнала). Кривая 101 характеризует работоспособность аналогового радио. При очень хорошем качестве связи аналоговое радио не имеет определенных ухудшений, таких как шум квантования, который является присущим цифровой модуляции. Как только качество связи ухудшается, показатель восприятия значительно снижается. Кривая 102 характеризует работоспособность цифрового радио. Показатель восприятия (кривая 102) остается на высоком уровне в большом диапазоне изменения качества связи, но он быстро падает, выходя за порог качества связи. Разница между кривыми 101 и 102 (кривая 104) характеризует преимущества, предоставляемые при использовании цифрового радио. Кривая 103 характеризует работоспособность цифрового радио с введением шума в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления изобретения. Показатель восприятия (кривая 103) остается на том же уровне, что и показатель восприятия (кривая 102) для лучшего качества связи. Чем больше шума вводится при худшем качестве связи, тем ближе кривая 103 (показатель восприятия) приближается к кривой 101 для аналогового радио.

На фиг.2 приведена упрощенная функциональная блок-схема выходной секции 210 цифрового приемника, которая полезна для понимания сути настоящего изобретения. Для простоты выходная секция 210 цифрового приемника может быть упомянута на фигуре просто как выходная секция 210, если сопутствующий контекст ясно указывает на то, что это упоминание имеет отношение к выходной секции 210 цифрового приемника. Входная секция цифрового приемника не показана, включая усилители, фильтры и другие компоненты известные в уровне техники разработчикам цифрового радио. Как показано на фиг.2, выходная секция 210 настроена на прием демодулированного сигнала 211 основной полосы частот с пониженной частотой дискретизации и скорректированными ошибками, сгенерированного во входной части (не показана) цифрового радиоприемника.

Выходная секция 210 дополнительно настроена на прием значения 215 RSSI. Значение 215 RSSI генерируется во входной части (не показана) цифрового радиоприемника с помощью схем и способов, известных в данном уровне техники разработчикам радиоприемников. Значение 215 RSSI является индикатором мощности RF, полученной цифровым приемником. Более высокое значение 215 RSSI соответствует более высокому значению полученной RF мощности. RF энергия включает в себя как необходимый цифровой радиосигнал, так и энергию шума в пределах предварительно заданной полосы частот, энергия шума искажает необходимый цифровой радиосигнал. Энергия шума может включать в себя широкополосный шум, возникающий, например, вследствие собственных шумов приемника. Энергия шума может дополнительно содержать энергию из одного или более неширокополосных источников шума, таких как нежелательный сигнал помехи (например, передача по соседнему каналу), полученный цифровым приемником. Предварительно заданная полоса частот для обнаружения RSSI может определяться шириной полосы пропускания канала приемника или шириной полосы обнаружения контура демодулятора.

Выходная секция 210 также настроена на прием числа 216 ошибок о количестве ошибок. Число 216 ошибок генерируется во входной части (не показан) цифрового приемника с помощью цепи обнаружения и коррекции ошибок (например, ЕСС декодера). Число 216 ошибок может указывать на количество цифровых ошибок из входного цифрового RF сигнала, которые были обнаружены и/или скорректированы с помощью цепи обнаружения и коррекции ошибок. С другой стороны, число 216 ошибок может характеризовать коэффициент ошибок по битам вместо количества ошибок таким образом, что данный способ можно адаптировать к разным скоростям передачи данных посредством цифрового RF сигнала или к изменению скорости передачи данных.

Число 216 ошибок может также представлять количество ошибок, основываясь на части входного цифрового RF сигнала, а не на входном цифровом RF сигнале в целом. Например, если канал управления и канал данных передаются вместе, но имеют отдельные схемы ЕСС, то отдельные числа ошибок могут быть доступны для каждой части входного цифрового RF сигнала. В этом случае вследствие того, что канал данных обрабатывается с целью формирования демодулированного сигнала основной полосы частот для предоставления радиооператору, а затем, если числа ошибок были использованы для управления аддитивным шумом, было бы предпочтительнее управлять аддитивным шумом, основанным на числе ошибок в канале данных. Тем не менее число ошибок канала управления может также использоваться при условии, что число ошибок канала управления коррелирует с числом ошибок канала данных.

Выходная секция 210 включает в себя источник 212 шума, который может являться источником широкополосного шума, таким как источник белого шума или другого вида шума, такого как обычный тон, сложный (т.е. многополосный) тон, гудок и тому подобные шумы. На выходе источника 212 шума установлен усилитель 213 с переменным коэффициентом усиления, который усиливает шум. Коэффициент усиления усилителя 213 с переменным коэффициентом усиления управляется с помощью сигнала 219 управления, генерируемого комбинирующей цепью 217.

Комбинирующая цепь 217, включенная в выходную секцию 210, настроена на прием значения 215 RSSI и числа 216 ошибок в качестве входных сигналов и настроена на генерирование сигнала 219 управления, который используется для управления коэффициентом усиления усилителя 213 с переменным коэффициентом усиления.

В одном из вариантов осуществления комбинирующая цепь 217 настроена на управление источником 212 шума таким образом, что уровень шума обратно пропорционален значению 215 RSSI, по крайней мере, в пределах заранее установленного значения RSSI.

В другом варианте осуществления комбинирующая цепь 217 настроена на управление источником 212 шума таким образом, что уровень шума зависит от числа 216 ошибок таким образом, что большее число 216 ошибок генерирует больший коэффициент усиления в усилителе 213 с переменным коэффициентом усиления, по крайней мере, в пределах заранее установленного диапазона числа ошибок.

В другом варианте осуществления комбинирующая цепь 217 настроена таким образом, что и значение 215 RSSI, и число 216 ошибок используются для управления уровнем шума в соответствии с уровнями, полученными путем сочетания значения 215 RSSI и числа 216 ошибок. Кроме того, тип шума может управляться относительными величинами значений 215 RSSI и числом ошибок 216. Например, если значение 215 RSSI является относительно высоким, то источник 212 шума генерирует широкополосный шум независимо от величины сигнала о числе 216 ошибок. Тем не менее, если значение 215 RSSI является относительно высоким, но число 216 ошибок также относительно высоко, то источник 212 шума может генерировать другой тип шума, такой как простой тон, сложный (т.е. многополосный) тон, гудок или аналогичные шумы.

В другом варианте осуществления коэффициент усиления усилителя 213 с переменным коэффициентом усиления может регулироваться таким образом, что рабочий цикл обеспечивается сигналом шума для формирования шума и рабочий цикл и/или частота повторов всплесков управляются качеством принятого радиосигнала.

Непрерывное воспроизведение шума цифровым радио является нежелательным, поскольку это приводит к разряду батареи и утомляемости радиооператора. Таким образом, варианты осуществления настоящего изобретения могут управлять пропусканием (т.е. введением или запретом на введение) выходного акустического шума при: обнаружении входящей передачи (например, сообщения другого радиооператора), из передающего цифрового радио, связанного с приемником цифрового радио, и/или функционировании на RSSI, и/или кривой коэффициента ошибок за пределами одного или более порогов. Например, никакой шум не должен присутствовать на выходе, если радио находится в зоне с высоким уровнем сигнала и низким коэффициентом коррекции ошибок, поскольку потеря связи является маловероятной. По мере необходимости шум может подаваться на выход на границе зоны покрытия с более высокой частотой или амплитудой шума, передаваемого радиооператору, если цифровая радиосвязь близка к сбою.

С этой целью выходная секция 210 дополнительно включает в себя пороговую цепь 218, связанную с комбинирующей цепью 217 через интерфейс 226. Пороговая цепь 218 настроена таким образом, чтобы вводить или запрещать введение шума в зависимости от значения 215 RSSI и числа 216 ошибок. Если значение 215 RSSI является относительно высоким, а число 216 ошибок является относительно низким, то принятый RF сигнал имеет очень высокий уровень и введение шума в звуковой сигнал 211 с исправленными ошибками подавляется. Подавление шума в случае, когда определено подходящим пороговой цепью 218, используется устройством 214 управления пропусканием. Устройство 214 управления пропусканием генерирует пропускаемый шум, который передается на интерфейс 222. В этом случае введение шума подавляется, поскольку существует незначительный риск неминуемой потери связи и, следовательно, появляется необходимость информировать радиооператора о качестве связи. Подавление шума в этом случае может снизить энергопотребление радио и улучшить четкость сообщения вследствие ликвидации ненужного шума, если шум не был уже подавлен за счет обнаружения сообщения радиооператора.

С другой стороны, если значение 215 RSSI является относительно низким, то это означает, что условия связи очень плохие. Если величина сигнала RSSI находится за пределами способности ЕСС в отношении коррекции ошибок, то сигнал может быть уже потерян на входной звуковой линии 211 со скорректированными ошибками, и нет никакой необходимости во введении шума для того, чтобы предупредить радиооператора о возможной потере сигнала. Подавление шума в данном случае может снизить энергопотребление радиоприемника.

Шум может быть управляем дальше управлением радиооператора, например, с помощью кнопки шумоподавления, так что он может выборочно вводить или запрещать введение шума.

На фиг.3 представлен альтернативный вариант осуществления, в котором устройство 214 управления пропусканием управляет пропусканием шума от источника 212 шума до поступления шума в усилитель 213 с переменным коэффициентом усиления. Недостатком этой конфигурации является то, что шум, сгенерированный усилителем 213 с переменным коэффициентом усиления, с заданным количеством коэффициентом шума усилителя 213 с переменным коэффициентом усиления не подавляется перед введением в звуковой поток, направленный на динамическую головку.

На фиг. 4 представлен альтернативный вариант осуществления, в котором источник 212 шума настроен на прием разрешающего сигнала 30 с пороговой цепи 218. Преимуществом этой конфигурации является то, что состояние вкл./выкл. источника 212 шума надежно контролируется, тем самым позволяя снизить энергопотребление выходной секции 210, если источник 212 шума выключен, когда нет необходимости в его использовании.

На фиг.2 сумматор 223 настроен на прием демодулированного сигнала 211 основной полосы частот с пониженной частотой дискретизации и скорректированными ошибками и стробированного шума с устройства 214 управления пропусканием через интерфейс 222, для получения композитного звукового сигнала, который передается на динамическую головку (не показана) через интерфейс 224. Кроме того, на фиг.3-4 сумматор 223 настроен на прием усиленного сигнала шума с усилителя 213 с переменным коэффициентом усиления через интерфейс 225 для получения композитного звукового сигнала, который передается на динамическую головку (не показана) через интерфейс 224.

На фиг.5 представлена блок-схема способа в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Применение способа начинается со стадии 501, стадии получения цифрового радиосигнала цифровым радиоприемником. Эта стадия включает в себя этапы, которые хорошо известны из уровня техники разработчикам радио.

Применение способа продолжается на стадии 502, стадии определения качества полученной цифровой радиопередачи. Стадия определения качества может быть осуществлена путем определения RSSI и/или путем определения величины сигнала одного или нескольких чисел ошибок, предоставленных ЕСС цепью. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения стадия 502 может быть взаимозаменяема со стадией 503, которая описана ниже.

Применение способа продолжается на стадии 503, стадии декодирования звукового сообщения из полученной цифровой радиопередачи. Эта стадия включает в себя выделение звукового сигнала основной полосы частот из полученного RF сигнала. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения стадия 503 может быть взаимозаменяема со стадией 502, которая описана выше.

Применение способа продолжается на стадии 504, стадии наложения сигнала звукового индикатора на звуковое сообщение для получения композитного звукового сигнала. Тип сигнала звукового индикатора может включать в себя широкополосный шум, простой тон, сложный тон и/или гудок и т.п.

Применение способа продолжается на стадии 505, стадии динамической регулировки амплитуды звукового индикатора по отношению к амплитуде звукового сообщения с учетом качества полученной цифровой радиопередачи. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения амплитуда звукового индикатора может быть отрегулирована обратно пропорционально качеству полученной цифровой радиопередачи в пределах изменения качества, т.е. с повышением качества амплитуда звукового индикатора уменьшается по сравнению с амплитудой звукового сообщения. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения звуковой индикатор может быть отключен или настроен, главным образом, на бесшумный уровень, если качество полученной цифровой радиопередачи превышает первый заданный уровень. В этом случае качество полученной цифровой радиопередачи является таким, что существует риск неминуемой потери связи и вследствие этого появляется необходимость сообщить радиооператору о качестве связи. В другом варианте осуществления изобретения звуковой индикатор может быть отключен или настроен, главным образом, на бесшумный уровень, если качество полученной цифровой радиопередачи не превышает второго заданного уровня. В этом случае качество полученной цифровой радиопередачи является таким низким, что звуковой сигнал основной полосы частот на стадии 503 не может быть передан (т.е. сигнал потерян) или уже нарушен или искажен, поскольку возможности ЕСС кода были превышены. В другом варианте осуществления изобретения звуковой индикатор может быть отключен или настроен, главным образом, на бесшумный уровень, если было обнаружено, что передаваемый цифровой радиосигнал содержит активное сообщение радиооператора.