CN1732641A - 数字无线电Mondeal/调幅联播 - Google Patents

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Abstract

一种将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的AM联播信号。将数字传输信号调制到传输信道载波的一个边带，并将校正信号(C)调制到传输信道载波的另一个边带，这样确定所述校正信号(C)，使得传输信道的包络解调代表模拟传输信号。

Description

数字无线电Mondeal/调幅联播
本发明涉及将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的调幅(AM)联播信号、传输这种信号的方法、以及实现这种方法的AM联播信号发生器。
DRM(数字无线电Mondeal)是在30MHz以下的广播波段中的一种数字业务。传统模拟业务和新数字业务的同时传输将简化和加速DRM系统的引入，因为在引入DRM时不会失去模拟业务的听众。
从本质上说，联播技术已知可用于AM波段。第一个已知的可能性是利用半信道模拟DSB(双边带调制)，以及半信道数字DSB。其缺点是：模拟信号的声频带宽减少了50％；存在从数字半信道到模拟半信道的道间串扰；以及现有的模拟接收机不使用现代技术而使用标准滤波器，成为具有失真的接收机。第二个已知的可能性是IBOC(带内信道)系统，其中将数字信号调制成与未改变的模拟信号正交。其缺点：数字接收机中所要求的动态范围显著增加；存在从模拟信号到数字信号以及从数字信号到模拟信号的串音；以及数字和模拟系统都成为具有失真的系统。
所以，本发明的目的是定义一种新的方法，用于在同一信道中联播数字和模拟传输信号。
根据独立权利要求1，所述目的是通过将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的AM联播信号来实现的。另外，在独立权利要求6中定义了产生这种实现所述目的的AM联播信号的方法。此外，在独立权利要求11中定义了实现所述目的的AM联播信号发生器。在权利要求19中定义了实现所述目的的计算机程序产品。在以下相应的从属权利要求中定义了所述广播信号、产生所述广播信号的方法、以及合适的广播发生器的优选实施例。
这样建立按照本发明的将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的AM联播信号，使得数字传输信号被调制到传输信道载波的一个边带，并且校正信号被调制到传输信道载波的另一个边带，以这样的方式确定所述校正信号，即，所述传输信道的包络解调代表所述模拟传输信号。
按照本发明的这种AM联播信号允许用未改变的声频带宽接收模拟信号，同时将数字信号引入到同一频率时隙。模拟信号继续可以用简单的包络检波器接收。而且，不存在从模拟信号到数字信号的串音，而从数字信号到模拟信号的串音失真仅存在于具有质量低、非对称、IF(中频)滤波器特性的AM接收机中。而且，与现有的AM系统完全兼容，并可以确保5kHz的全部声频带宽。
此外，在按照本发明的AM联播信号中，所述校正信号最好以迭代过程产生，按照所述过程：
-将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-将所述两个边带相加并且在所述两个边带的中心将所述载波信号相加；
-对这样产生的联播信号进行包络解调；
-通过从模拟传输信号中减去包络解调后的联播信号来产生误差信号，所述模拟传输信号根据产生和解调联播信号的处理时间被延迟；
-利用时变或非时变变量加权误差信号；
-通过将加权的误差信号加到延迟的模拟传输信号上来产生新的模拟传输信号，
-与模拟传输信号的延迟相应地延迟所述数字信号，
其中利用另一时变或非时变变量并利用新产生的模拟传输信号作为所述模拟传输信号将整个过程重复N次，其中N是包括零的正整数，是根据在第N次迭代后被确定为新产生的模拟传输信号的校正信号的所需精度而确定的。
按照本发明的将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的AM联播信号的产生方法包括以下步骤：将数字传输信号调制到传输信道载波的一个边带；以及将校正信号调制到传输信道载波的另一个边带，这样确定所述校正信号，使得传输信道的包络解调代表模拟传输信号。
此外，在按照本发明的方法中，产生所述校正信号的步骤最好以迭代过程进行，所述迭代过程包括以下步骤：
-将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-将所述两个边带和所述两个边带中心的所述载波信号相加；
-对这样产生的联播信号进行包络解调；
-通过从模拟传输信号中减去包络解调后的联播信号来产生误差信号，所述模拟传输信号根据产生和解调联播信号的处理时间被延迟；
-利用时变或非时变变量加权误差信号；
-通过将加权的误差信号加到延迟的模拟传输信号上来产生新的模拟传输信号；
-与模拟传输信号的延迟相应地延迟数字信号，
其中利用另一时变或非时变变量并利用新产生的模拟传输信号作为所述模拟传输信号将整个过程重复N次，其中N是包括零的正整数，是根据在第N次迭代后被确定为新产生的模拟传输信号的校正信号的所需精度而确定的。
因此，按照本发明，校正信号最好在迭代过程中产生，其中最终的校正信号是根据用假定或中间校正信号所产生的联播信号重新计算的模拟传输信号和应实际传输的模拟传输信号之间的误差信号来确定的。
按照本发明的用于在一个传输信道中传输数字传输信号和模拟传输信号的AM联播信号发生器包括：第一调制器，用以将数字传输信号调制到传输信道载波的一个边带；以及第二调制器，用以将校正信号调制到传输信道载波的另一个边带，这样确定所述校正信号，使得传输信道的包络解调代表模拟传输信号。
按照本发明的广播信号发生器最好还包括第一加法器，用以将所述两个边带和所述两个边带中心的载波信号相加。
按照本发明的广播信号发生器最好还包括校正信号发生器，所述校正信号发生器包括：
-第三调制器，它将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-第四调制器，它将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-第二加法器，它将所述两个边带相加；
-第一包络解调器，它对这样产生的联播信号进行包络解调；
-第一延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟模拟传输信号；
-第一减法器，它从延迟的模拟传输信号中减去包络解调后的联播信号，产生误差信号；
-第一乘法器，它利用时变和非时变变量加权误差信号；
-第三加法器，它通过将加权的误差信号加到延迟的模拟传输信号上来产生校正信号或中间校正信号；
-第二延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟数字传输信号。
按照本发明的广播信号发生器中的所述校正信号发生器最好还包括N个校正信号单元，所述校正信号单元分别包括：
-第五调制器，它将所述中间校正信号调制到一个边带；
-第四加法器，它将所述两个边带相加；
-第二包络解调器，它对这样产生的联播信号进行包络解调，
-第三延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟中间校正信号；
-第二减法器，它从延迟的中间校正信号中减去包络解调后的联播信号，产生误差信号；
-第二乘法器，它利用时变和非时变变量加权误差信号；
-第五加法器，它将加权的误差信号加到延迟的中间校正信号上，产生校正信号或中间校正信号；
其中N是包括零的正整数，是根据在第N个校正信号单元后确定的校正信号的所需精度而确定的。
所述校正信号发生器中的所述N个校正信号单元最好还分别包括：
-第五调制器，它将所述延迟的数字传输信号调制到所述一个边带；
-第四延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟数字传输信号。
或者，所述校正信号发生器中的所述N个校正信号单元还分别包括：
-第四延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟已调制到所述一个边带的数字传输信号。
按照本发明，最好将DRM信号作为所述数字传输信号发送。但是，也可以发送按照其它标准产生的数字传输信号。
按照本发明，最好将传统AM信号作为所述AM模拟传输信号发送。
从以下结合附图对示范实施例的说明可以明白按照本发明的DRM/AM联播系统的其它目的和特征，附图中：
图1示出按照本发明的AM联播信号发生器；以及
图2示出按照本发明的联播信号的频谱。
按照本发明，将数字和模拟信号组合在一个信道中。为避免数字系统失真，在信道的一个边带中发送数字调制的信号，这允许在接收机中无失真地解调数字调制信号。
而且，联播信号与现有的AM广播系统后向兼容，因为联播信号的包络理想地代表了模拟信号。按照本发明，通过用校正信号C调制AM信道的未调制边带来保证联播信号的后向兼容。按照本发明的联播信号的频谱示于图2。信道的上边带包括数字调制信号，例如DRM信号，而信道的下边带包括校正信号C。在两个边带的中心，将载波相加，以便获得对联播信号的估算值。当然，以下情况也是可能的：在信道的下边带发送数字调制信号，而在信道的上边带发送校正信号。
按照本发明的联播信号的包络解调产生具有全声频带宽的无干扰模拟声频信号。如果是10kHz的AM信道，则模拟信号的声频带宽是5kHz。所以，声频带宽并未因本发明的联播信号而改变。
仅在信道失真或模拟AM/IF滤波器的频率响应失真的情况下，即，在具有低质量、非对称和IF(中频)滤波器特性的AM接收机的情况下，声频信号才有失真。
数字调制的DRM信号不受模拟信号的干扰。
校正信号的产生过程最好是迭代过程。这种迭代方法可将DRM信号调制到上边带，将模拟信号调制到下边带。然后，在两个边带的中心将载波相加，以获得联播信号的估算值。由包络解调器将全联播信号的估算值(包括上边带USB、下边带LSB和载波)解调。随后，从模拟信号中减去包络解调后的模拟信号，得到误差信号。然后用常数k加权误差信号，再在下一步将误差信号加到模拟信号上，得到代表模拟声频信号的LSB信号的新估算。所述迭代过程重复进行N次，直到获得校正信号C并产生和发送按照本发明的联播信号为止。
还可以根据模拟信号和/或数字信号和/或误差信号的幅度来改变常数k。
图1示出按照本发明优选实施例的示范的AM联播(信号)发生器。按照本发明的联播信号由第一调制器1和第二调制器2产生，调制器1将数字传输信号调制到传输信道载波的一个边带，此处为上边带USB，而调制器2将校正信号C调制到传输信道载波的上边带，此处为下边带LSD。
此外，为了产生按照本发明的联播信号，第一加法器3将所述两个边带相加并且可能将两个边带中心的载波信号相加，所述载波信号由载波信号发生器4产生。
输送到第一调制器1的数字传输信号在时间上对应于校正信号C，即，在产生校正信号C时将数字传输信号延迟以便与校正信号匹配。
此外，按照图1所示的本发明的联播信号发生器包括校正信号发生器，在此情况下，所述发生器也将数字信号延迟。校正信号发生器包括：第三调制器5，它将所述数字传输信号调制到所述一个边带，此处为上边带；第四调制器6，它将所述模拟传输信号调制到另一个边带，此处为下边带；第二加法器7，它将所述两个边带相加并且将所述两个边带中心的由第二载波信号发生器8产生的载波信号相加。此外，校正信号发生器包括：第一包络解调器9，它对这样产生的联播信号进行包络解调；第一延迟元件10，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟模拟传输信号；第一减法器11，它从延迟的模拟传输信号中减去包络解调后的联播信号，产生误差信号；第一乘法器12，它用时变和非时变变量加权误差信号；第三加法器13，它将加权的误差信号加到延迟的模拟传输信号上，产生校正信号或中间校正信号；以及第二延迟元件，它根据产生和解调相应的联播信号的处理时间延迟数字传输信号。
如上所述，校正信号发生器的这些元件(可以认为它们是一个校正信号单元)或者产生校正信号或者产生中间校正信号。由这一个校正信号单元产生的校正信号通常只是粗略的估算，不一定会得到模拟传输信号的正确传输。但是，也可以认为其质量已足够。在其质量不够的情况下，由第三减法器13提供的信号可以用N个后续的校正信号单元按照以前处理模拟传输信号的同样方式进行处理。在此情况下，也应相应地延迟数字传输信号。这种重复处理可以进行N次，即由N个类似的后续校正信号单元进行处理，其中N为包括零的正整数，是根据在第N个校正信号单元后确定的校正信号的所需精度而确定的。

Claims (17)

1.一种将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的幅度调制联播信号，其特征在于将所述数字传输信号调制到所述传输信道载波的一个边带，而将校正信号(C)调制到所述传输信道所述载波的另一个边带，这样确定所述校正信号(C)，使得所述传输信道的包络解调代表所述模拟传输信号。
2.如权利要求1所述的幅度调制联播信号，其特征在于所述校正信号(C)在迭代过程中产生，所述迭代过程包括：
-将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-将所述两个边带相加；
-对这样产生的联播信号进行包络解调；
-通过从所述模拟传输信号中减去所述包络解调后的联播信号来产生误差信号，所述模拟传输信号根据产生和解调所述联播信号的处理时间被延迟；
-利用时变或非时变变量(kn；0≤n≤N)加权所述误差信号；
-通过将所述加权的误差信号加到所述延迟的模拟传输信号上来产生新的模拟传输信号；
-与所述模拟传输信号的延迟相应地延迟所述数字信号，
其中利用另一时变或非时变变量(kn；0≤n≤N)并利用所述新产生的模拟传输信号作为所述模拟传输信号将所述整个过程重复N次，其中N是包括零的正整数，是根据在第N次迭代后确定为新产生的模拟传输信号的校正信号(C)的所需精度而确定的。
3.如上述权利要求中任一项所述的幅度调制联播信号，其在于所述数字传输信号是数字无线电Mondeal信号。
4.如上述权利要求中任一项所述的幅度调制联播信号，其特征在于所述模拟传输信号是传统幅度调制信号。
5.一种产生将数字传输信号和模拟传输信号组合在一个传输信道中的幅度调制联播信号的方法，其特征在于：
-将所述数字传输信号调制到所述传输信道载波的一个边带，以及
-将校正信号(C)调制到所述传输信道所述载波的另一个边带，
这样确定所述校正信号(C)，使得所述传输信道的包络解调代表所述模拟传输信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于在迭代过程中产生所述校正信号(C)，所述迭代过程包括以下步骤：
-将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-将所述两个边带相加；
-对这样产生的联播信号进行包络解调；
-通过从所述模拟传输信号中减去所述包络解调后的联播信号来产生误差信号，所述模拟传输信号根据产生和解调所述联播信号的处理时间被延迟；
-利用时变或非时变变量(kn；0≤n≤N)加权所述误差信号；
-通过将所述加权的误差信号加到所述延迟的模拟传输信号上来产生新的模拟传输信号；
-与所述模拟传输信号的延迟相应地延迟所述数字信号，
其中利用另一时变或非时变变量(kn；0≤n≤N)并利用所述新产生的模拟传输信号作为所述模拟传输信号将所述整个过程重复N次，其中N是包括零的正整数，是根据在第N次迭代后确定为新产生的模拟传输信号的所述校正信号(C)的所需精度而确定的。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于所述数字传输信号是数字无线电Mondeal信号。
8.如上述权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于所述模拟传输信号是传统幅度调制信号。
9.一种用于在一个传输信道中传输数字传输号和模拟传输信号的幅度调制联播信号发生器，其特征在于：
-第一调制器(1)，它将所述数字传输信号调制到所述传输信道载波的一个边带，以及
-第二调制器(2)，它将校正信号(C)调制到所述传输信道所述载波的另一个边带，
册样确定所述校正信号(C)，使得所述传输信道的包络解调代表所述模拟传输信号。
10.如权利要求9所述的广播信号发生器，其特征在于第一加法器(3)，它将所述两个边带相加。
11.如权利要求10所述的广播信号发生器，其特征在于校正信号发生器，所述校正信号发生器包括：
-第三调制器(5)，它将所述数字传输信号调制到所述一个边带；
-第四调制器(6)，它将所述模拟传输信号调制到所述另一个边带；
-第二加法器(7)，它将所述两个边带相加；
-第一包络解调器(9)，它对这样产生的联播信号进行包络解调；
-第一延迟元件(10)，它根据产生和解调所述相应的联播信号的处理时间延迟所述模拟传输信号；
-第一减法器(11)，它从所述延迟的模拟传输信号中减去所述包络解调后的联播信号，产生误差信号；
-第一乘法器(12)，它利用时变和非时变变量(k0)加权所述误差信号；
-第三加法器(13)，它通过将所述加权的误差信号加到所述延迟的模拟传输信号上来产生所述校正信号(C)或中间校正信号；
-第二延迟元件(14)，它根据产生和解调所述相应的联播信号的处理时间延迟所述数字传输信号。
12.如权利要求11所述的广播信号发生器，其特征在于所述校正信号发生器还包括N个校正信号单元，所述N个校正信号单元各自包括：
-第五调制器(151，…，15N)，用于将所述中间校正信号调制到一个边带；
-第四加法器(161，…，16N)，用于将所述两个边带相加；
-第二包络解调器(171，…，17N)，用于对这样产生的联播信号进行包络解调，
-第三延迟元件(181，…，18N)，用于根据产生和解调所述相应的联播信号的处理时间延迟所述中间校正信号；
-第二减法器(191，…，19N)，用于通过从所述延迟的中间校正信号中减去所述包络解调后的联播信号来产生误差信号；
-第二乘法器(201，…，20N)，用于利用时变和非时变变量(kn；1≤n≤N)加权所述误差信号；
-第五加法器(211，…，21N)，用于通过将所述加权的误差信号加到所述延迟的中间校正信号上来产生所述校正信号或中间校正信号；
其中，N是包括零的正整数，是根据在第N个校正信号单元后确定的所述校正信号(C)所需的精度确定的。
13.如权利要求12所述的广播信号发生器，其特征在于所述N个校正信号单元各自还包括：
-第五调制器(221，…，22N)，用于将所述延迟的数字传输信号调制到所述一个边带；
-第四延迟元件(231，…，23N)，用于根据产生和解调所述相应的联播信号的处理时间延迟所述数字传输信号。
14.如权利要求12所述的广播信号发生器，其特征在于所述N个校正信号单元各自还包括：
-第四延迟元件，它根据产生和解调所述相应的联播信号的处理时间延迟已调制到所述一个边带的所述数字传输信号。
15.如上述权利要求9到14中任一项所述的广播信号发生器，其特征在于所述数字传输信号是数字无线电Mondeal信号。
16.如上述权利要求9到15中任一项所述的广播信号发生器，其特征在于所述模拟传输信号是传统幅度调制信号。
17.一种计算机程序产品，其特征在于计算机程序装置，当在计算机、数字信号处理器等上执行所述计算机程序产品时，所述计算机程序装置执行权利要求5到8中任一项所定义的方法步骤。
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