CN202085153U - 数模音频广播的发射设备 - Google Patents
数模音频广播的发射设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202085153U CN202085153U CN2011200642518U CN201120064251U CN202085153U CN 202085153 U CN202085153 U CN 202085153U CN 2011200642518 U CN2011200642518 U CN 2011200642518U CN 201120064251 U CN201120064251 U CN 201120064251U CN 202085153 U CN202085153 U CN 202085153U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- digital
- output
- modulation module
- broadcast singal
- digital audio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 38
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 38
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 42
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 23
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 241001269238 Data Species 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 2
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 210000001260 vocal cord Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transmitters (AREA)
Abstract
本实用新型为数模音频广播的发射设备。本设备的模拟声音调制模块和数字声音调制模块的输入端连接到外部音频源或数据源，输出端连接到合成模块，把模拟和数字声音广播信号合成为混合信号，经放大器到天馈系统发射。模拟声音广播信号和数字声音广播信号合成的模拟数字混合信号共用一个模拟声音广播频道，或者模拟声音广播信号和数字声音广播信号合成为一路模拟数字混合信号共用一个模拟声音广播频道、数字声音广播信号还使用二者共用频道邻近的频段。数字声音广播信号的功率至少低于模拟声音广播信号功率25dBc。共用频道带宽为180～220kHz。其邻近频段是共用频道邻近的上下边带。本实用新型节省频谱资源，使用频段的方式灵活多样。
Description
(一)技术领域
本实用新型属于数字音频广播技术领域，具体地说，涉及数模音频广播的发射设备。
(二)背景技术
调幅(AM)广播始于1920年，调频(FM)广播始于1940年。在我国，从20世纪50年代到60年代，中短波广播迅速发展，进入70年代，FM广播迅速崛起，广播的音质显著提高，广播技术得到了广泛的应用。虽然随着电视、互联网、移动通信网的迅猛发展，传统的音频广播一度变成了次重要的传媒方式，发展速度远远落后于其它的主要传播方式，但是音频广播有其特定的应用环境及需求，依然是很重要的传媒形式，并且随着新技术的出现，音频广播的发展依然前景广阔。
伴随着全球数字化的浪潮，音频广播的创新也体现在数字化上。音频广播领域有许多新的数字化技术方案提出。国外主要的系统有数字音频广播(DAB，Digital Audio Broadcasting)，数字调幅系统(DRM，Digital RadioMondiale)以及带内同频(HD Radio)。
DAB是欧洲数字音频广播标准，采用OFDM调制方式，具有高数据率(主业务净数据率大约1.5～1.7Mb/s)，可以提供CD级的高质量音频，有较强的抗多径干扰和在恶劣环境下接收的能力，发射功率小，覆盖面积大，频谱利用率高，业务构成灵活，并可利用卫星直播大幅度提高广播的覆盖率，但是，DAB对传统的FM调频是取而代之，而不是兼容或补充，现有的FM电台只能等DAB在其他波段(III波段、L波段)发展到一定程度，将原有的FM广播全部关闭后，才能进入FM波段进行数字音频广播，难以实现平滑过渡。
我国制定的数字音频广播标准参考欧洲DAB标准，并已在北京等地开始了DAB广播，但所用频段不是原有的调频FM和调幅AM频段，需要另外为其划分频段，因此，其推广受到了一定限制。并且因DAB收音机价格昂贵，难以得到用户的广泛认可，故迄今也未做到市场化和产业化。
DRM系统最初针对30MHz以下的中短波调幅广播数字化而开发，经过多年研究和实现，DRM组织于2001年4月4日向ITU提交了30MHz以下数字调幅广播正式的建议书(ITU-R BS.1514)，并获得通过。2004年11月DRM组织提出了一项将DRM扩展到30MHz至120MHz频率范围的建议，即DRM+，其目标是开发和标准化DRM的扩展系统，即VHF波段的数字化标准技术，使其频率覆盖波段I、II和III，成为从LW波段到VHF波段(传统调频广播频段)的开放式的国际标准技术。DRM+与FM调频同播的频谱图如图1所示，DRM+定义的频带间隔Δf≥150kHz。功率差ΔP≥20dB。
带内同频(IBOC/HD Radio)系统是由美国iBiquity Digital公司针对FM广播和AM中波广播数字化改造而开发的新型广播系统，2000年11月15日，该系统获得了国际电信联盟(ITU)的许可，2002年10月，美国FCC(联邦通讯委员会)将其确定为美国唯一的数字广播标准。和其他数字声音广播方式相比较，HD Radio系统的优势在于可以实现模拟到数字的平稳过渡。但是HD Radio系统使用固定在模拟信号两边带的数字信号进行传输，造成数字和模拟广播的相互干扰和信号覆盖问题。
美国传统的FM调频广播分布在88～108MHz内，每个频道带宽为200kHz，约可布点百余个电台频道。而IBOC-FM可以在不替代原有FM模拟频带的基础上，增加数字边带用于传递音频或其它信息，每个电台可以占用400kHz的带宽，IBOC-FM兼容现有的FM调频系统，不需重新分配频谱。
FM HD Radio是一种正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)系统，该系统在常规FM信号两边创建了一组数字边带。HD Radio有三种频谱分配模式：混合模式、扩展混合模式、全数字模式，这些模式的一个显著共同点是模拟FM和数字FM频谱在同一个模拟FM频道内没有重叠，各自独享某个频道。
在混合模式下，在原来模拟FM信号上下边带分别增加约70kHz的数字边带用于传输数字信号，模拟FM信号频谱位置和形状保持不变，频谱分配方式如图2所示，模拟FM信号两侧为数字上下边带。混合模式(Hybrid Mode)提供97kbps的数据率，其中包括96kbps的音频数据和1kbps的辅助数据，或者64kbps的音频数据和33kbps的辅助数据。
相较混合模式而言，在扩展混合模式(Extended Hybrid Mode)下数字边带扩展到了模拟FM信号，上下边带各多出28kHz，即减少了模拟FM信号的带宽，两者频谱没有共用，频谱分配方式如图3所示，模拟FM信号两侧箭头所指为扩展的数字上下边带。扩展混合模式提供147kbps的数据率，其中包括96kbps的音频数据和51kbps的辅助数据，或者64kbps的音频数据和83kbps的辅助数据。该模式也支持模拟立体声和广播数据系统(RDS)，在扩展混合模式中，减少了模拟FM信号的频谱宽度，让位给扩展的数字频谱，上、下边带扩展部分各30kHz。
在全数字模式下，如图4所示，原有的模拟信号停用，完全被数字信号代替，主数字信号两侧为数字上下边带，还有箭头所指的扩展的数字上下边带。全数字模式的频谱分配方式没有模拟信号，可提供277kbps数据率，其中包括96kbps的音频数据和181kbps的辅助数据，或者64kbps的音频数据和213kbps的辅助数据。可以看出，处于两侧的主信道传输的功率要比处于中间的信道大很多。
在我国，FM音频广播频率范围规定为在87～108MHz，其频谱分配如图5所示。国内的FM音频广播方式由GBT 4311规范，除了单声道及立体声广播外，还规范了多路声广播和调频数据广播两类。
多路声广播是指在单声道或立体声广播之外，再在副载波上增加一路频率调制的广播节目。其中单声道广播时在67kHz上调制副载波称为调频双节目，即在30Hz到15kHz有一路主信道信号，在49～85kHz有一路带宽为36kHz的副载频调频信号，此时的频谱如图6所示。
立体声广播时在67或76kHz上调制副载波称为立体声带附加节目，频谱图分别如图7、图8所示。
调频数据广播是指在发送调频单声广播、调频立体声广播的同时，利用调频基带的空余频谱，广播特定的数据。这些数据可以是某种标识信息、数据或图像信息等，统称为副信道信息。用于传送这些信息的信道称为副信道。为提高副信道的利用率，允许对数据进行压缩、打包，允许自成体系的收发协议。副信道信息通常应在副载波上进行二次调制。副载波的个数可以是一个，也可以根据情况采用多个副载波广播。
由以上所述可知，现有的数字音频广播技术中，DAB技术需要完全数字化，不兼容现有的调频制式；DRM+技术在频谱分配上是利用单边带方式进行调制；HD Radio是针对美国FM频谱设计的，而我国的频谱情况与美国不同，同时，HD Radio的频谱安排的方式不够灵活，只支持上下边带对称的数字调制方式，不能在同一个信道内同播。
我国现有的调频广播以模拟信号为主，虽然也定义了调频广播利用基带空闲频谱调制附加信息的方式，但是附加的数字边带带宽很窄，主要用于传输辅助的数据信息，而不能传输数字化了的模拟音频信息。且目前国内实际FM频点间隔有100kHz、200kHz、300kHz、500kHz和600kHz等，频点使用情况复杂，尚有空白频率资源未得到充分利用。现有的数字音频广播技术在我国不适用。但通过FM数字化实现调频广播频率的充分利用是对调频广播的极大补充，因此提出一种新的数字音频广播方法并设计相应的数字音频广播设备将使我国的音频广播得到一次质的飞跃。
(三)实用新型内容
本实用新型的目的是公开一种数模音频广播的发射设备，模拟声音广播信号和数字声音广播信号合成为一路模拟数字混合信号，共用一个模拟声音广播频道，混合调制信号放大后，经天馈系统发射，得到预定频谱模式的射频信号。在同一频段内模拟声音广播信号和数字声音广播信号叠加、同时传送，有利于数字声音广播的发展，适合我国调频广播频点使用复杂的现状。
本实用新型设计的数模音频广播的发射设备，包括模拟声音调制模块、数字声音调制模块、功率放大器和天馈系统；模拟声音调制模块按所需频段产生模拟声音广播信号，其输入连接到外部音频源；数字声音调制模块按模拟声音广播信号相同的频段、或者按模拟声音广播信号相同的频段及其邻近的频段产生数字声音广播信号，其输入连接到外部音频源或数据源；模拟声音调制模块的输出经调节放大器连接到合成模块，或者数字声音调制模块的输出经衰减器连接到合成模块；调节放大器放大模拟声音广播信号的功率，或者衰减器降低数字声音广播信号的功率，使数字声音广播信号的功率比模拟声音广播信号功率至少低25dBc。合成模块把模拟声音广播信号和数字声音广播信号合成为一路模拟数字混合信号，模拟数字混合信号中模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用一个模拟声音广播频道，或者除了共用模拟声音广播频道外，数字声音广播信号还使用共用频道邻近的频段。合成模块的输出连接到功率放大器；功率放大器把混合信号放大后，输出给天馈系统，经天线发射出去，得到预定频谱模式的射频信号。
模拟声音调制模块直接接入合成模块，数字声音调制模块的输出经数模转换器后也接入合成模块，合成模块的输出接入功率放大器，再接天馈系统。或者模拟声音调制模块的输出经模数转换器后和数字声音调制模块的输出一起接入合成模块，合成模块的输出再经过数模转换器后接入功率放大器，再接天馈系统。
模拟声音调制模块和数字声音调制模块的输出也可先分别进行放大。
所述模拟声音调制模块的输出先接一个功率放大器后接入合成模块，数字声音调制模块的输出也先接数模转换器，再经一个功率放大器后也接入合成模块，合成模块的输出再接天馈系统；
或者所述模拟声音调制模块的输出先接一个功率放大器后经模数转换器接入合成模块，数字声音调制模块的输出也先接一个放大器再接入合成模块，合成模块的输出经过数模转换器后接天馈系统；
或者所述模拟声音调制模块的输出先经一个功率放大器，再接入一副天线的一个独立输入端，数字声音调制模块的输出先接数模转换器，再接一个功率放大器，之后接入同一副天线的另一个独立输入端，在空中合成预定频段的射频混合信号；
或者所述模拟声音调制模块的输出先经一个功率放大器，再接入一副独立天线，数字声音调制模块的输出也先接数模转换器，再接一个功率放大器，之后接入另一副独立天线，同样在空中合成预定频段的射频混合信号。
所述模拟声音调制模块为模拟调频声音广播调制模块，所述数字声音调制模块为数字调频声音广播调制模块。
所述的模拟声音调制模块和数字声音调制模块的输出为基带信号或中频信号，天馈系统前接有上变换模块。
所述模拟声音调制模块含有直接数字频率合成器(Direct DigitalFrequency Synthesis，DDS)，实现模拟声音信号的数字处理。
所述数字声音调制模块包括预编码单元、多路复用单元和数字调制器。多路模拟或数字音频信号和数据流接入预编码单元，预编码单元包括A/D变换器、预加重器、压缩编码器等，将各种输入音频和数据流处理成数字传输格式后送入多路复用单元，多路复用单元将接收的所有数据流和音频结合为一个码流，然后送给数字调制器。数字调制器包括扰码器、信道编码器、星座映射单元、成帧单元、正交频分复用调制处理(英文缩写为OFDM，即Orthogonal frequency-division multiplexing)单元、速率调整滤波单元。输入的码流在扰码器进行随机化处理，实现能量扩散，经信道编码器进行信道纠错编码，检测和校正传输过程中由于干扰和噪声等产生的误码，之后送入星座映射单元，完成纠错编码后的信道进行多重正交调幅调制(英文缩写为mQAM，即Multiple Quadrature Amplitude Modulation)的符号映射。同时，系统同步数据和控制数据，也分别经过类似的信道编码器和星座映射处理单元。各星座映射处理单元的输出送入成帧单元，在此音频和数据流、同步数据、控制数据等信息组成信号帧，信号帧送入正交频分复用调制处理单元，不同业务数据集中起来经傅里叶逆变换，并置于相应的正交频分复用调制的时频网格上，即不同时间不同频率的子载波上，并且设置时频网格上某些正交频分复用调制子载波系数为零，得到数字信号的频谱。再送入速率调整滤波单元，调节传输码率，得到数字声音广播信号。
上述的数模音频广播的发射设备，模拟声音调制模块和数字声音调制模块输出信号共用频道带宽为180～220kHz。
上述的数模音频广播的发射设备，所述的共用频道的邻近频段是共用频道邻近的80～800kHz的上边带和/或下边带。
上述的数模音频广播的发射设备，每个共用频道带宽为200kHz，共用频道的邻近频段是共用频道邻近的100～600kHz的上边带和/或下边带。
上述的数模音频广播的发射设备，共用频道的上下边带共有n个带宽为100kHz的频段，n为0～6的整数，数字声音广播信号使用共用频道，或者还使用上和/或下边带的100kHz频段中的任一个或任几个。
上述的数模音频广播的发射设备，所述的模拟声音广播信号和数字声音广播信号使用频段的方式为如下16种：
i带宽为200kHz的主模式
模拟声音广播信号和数字声音广播信号在200kHz的带宽内重叠；
ii带宽为300kHz的增强模式
ii-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段，
ii-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带100kHz的频段；
iii带宽为400kHz的增强模式
iii-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz的频段，
iii-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带200kHz的频段，
iii-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上下边带各100kHz的频段；
iv带宽为500kHz的增强模式
iv-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段，
iv-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带300kHz的频段，
iv-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz和下边带100kHz的频段，
iv-4模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段和下边带200kHz的频段；
v带宽为600kHz的增强模式
v-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还对称使用上下边带各200kHz的频段，
v-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段和下边带100kHz的频段，
v-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段和下边带300kHz的频段；
vi带宽为700kHz的增强模式
vi-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段和下边带200kHz的频段，
vi-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz的频段和下边带300kHz的频段；
vii带宽为800kHz的增强模式，
模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还对称使用上下边带各300kHz的频段。
本实用新型数模音频广播的发射设备的优点为：1、在原模拟声音广播信号的频道内和相邻的频段内叠加数字声音广播信号，在不影响原模拟声音广播的基础上，可同时传播数字化了的模拟声音广播信号和辅助的数据信息，不需要分配新的频段，节省了频谱资源；2、模拟声音广播信号和数字声音广播信号使用频段的方式灵活多样，上下边带可对称或非对称、带宽可大可小；3、频谱的选择与我国现有的模拟频谱划分兼容，适合我国频点使用的复杂情况，还可充分利用尚存的空白频率资源，将有利于我国声音广播的飞速发展。
(四)附图说明
图1图1是欧洲DRM+频谱分配模式。
图2是IBOC-FM的混合模式频谱。
图3是IBOC-FM的增强混合模式频谱。
图4是IBOC-FM的全数字模式频谱。
图5是中国FM频谱分配示意图。
图6是中国FM调频双节目基带图。
图7是67kHz副载波的立体声附加节目基带图。
图8是76kHz副载波的立体声附加节目基带图。
图9是本数模音频广播方法实施例主模式的频谱示意图。
图10是本数模音频广播的发射方法实施例的300kHz频谱组合方式(包括图10-1、10-2)。
图11是本数模音频广播的发射方法实施例的400kHz频谱组合方式(包括图11-1、11-2、11-3)。
图12是本数模音频广播的发射方法实施例的500kHz频谱组合方式(包括图12-1～12-4)。
图13是本数模音频广播的发射方法实施例的600kHz频谱组合方式(包括图13-1、13-2、13-3)。
图14是本数模音频广播的发射方法实施例的700kHz频谱组合方式(包括图14-1、14-2)。
图15是本数模音频广播的发射方法实施例的800kHz频谱组合方式。
图16是本数模音频广播的发射设备实施例电路结构原理框图。
(五)具体实施方式
本数模音频广播的发射设备实施例如图16所示，包括模拟声音调制模块、数字声音调制模块、功率放大器、衰减器、上变换模块和天馈系统，还有合成模块；模拟声音调制模块产生模拟声音广播信号，其输入连接到外部音频源，输出连接到合成模块；数字声音调制模块产生数字声音广播信号，其输入连接到外部音频源或数据源，输出经数模变换器和衰减器，把数字信号变成模拟信号，并衰减到预定的功率电平，然后连接到合成模块；合成模块把模拟声音广播信号和数字声音广播信号合成为一路模拟数字混合信号，模拟数字混合信号中模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用一个模拟声音广播频道，或者除了共用一个模拟声音广播频道外、数字声音广播信号还使用共用频道邻近的频段。合成模块的输出连接上变换模块；上变换模块把合成信号从基带搬移到射频，上变换模块的输出连接到高频功率放大器；功率放大器把混合信号放大后，输出到天馈系统，经天线发射出去，得到预定频谱模式的射频信号。
衰减器把数字声音广播信号的功率电平衰减到比模拟声音广播信号功率低25dBc，合成模块合成的混合信号中的数字声音广播信号的功率保持比模拟声音广播信号功率低25dBc。
所述模拟声音调制模块为模拟调频声音广播调制模块，所述数字声音调制模块为数字调频声音广播调制模块
所述模拟声音调制模块与现有的模拟声音调频广播系统相似，按照模拟调频广播技术规范把输入的声音信号调制为调频信号。调频调制信号表示为：
SFM (t)＝ACcos[2πfCt+Kfa/fm sin(2πfm t)]
其中，基带信号m(t)＝acos(2πfmt)，
载波信号c(t)＝ACcos(2πfCt)，
频率偏移常数为Kf，
调制指数βf＝Kfa/fm。
本例模拟声音调制模块含有直接数字频率合成器，实现模拟声音信号的数字处理。
所述数字声音调制模块包括预编码单元、多路复用单元和数字调制器。多路模拟或数字音频信号和数据流接入预编码单元，预编码单元包括A/D变换器、预加重器、压缩编码器等，将各种输入音频和数据流处理成数字传输格式后送入多路复用单元，多路复用单元将接收的所有数据流和音频结合为一个码流，然后送给数字调制器。数字调制器包括扰码器、信道编码器、星座映射单元、成帧单元、正交频分复用调制处理单元(OFDM单元)、速率调整滤波单元。输入的码流在扰码器进行随机化处理，实现能量扩散，经信道编码器进行信道纠错编码。本实施例中信道纠错编码采用了低密度校验码(Low Density Parity Check，LDPC)，信道编码器增加冗余信息，检测和校正传输过程中由于干扰和噪声等产生的误码，信道编码器跟随一个交织器，把突发连续误码离散为随机误码，落在纠错能力范围之内。之后送入星座映射单元，完成纠错编码后的信道进行多重正交调幅调制的符号映射。同时，系统同步数据和控制数据，也分别经过类似的信道编码器和星座映射处理单元。各星座映射处理单元的输出送入成帧单元，在此音频和数据流、同步数据、控制数据等信息组成信号帧，信号帧送入正交频分复用调制处理(OFDM)单元，不同业务数据集中起来经傅里叶逆变换，并置于相应的OFDM时频网格上，即不同时间不同频率的子载波上，并且设置时频网格上某些OFDM子载波系数为零，得到数字信号的频谱。
本例的频谱是将800kHz的频带划分为7个频段，其中中间的200kHz和模拟声音调频广播信号共用，即主模式；其余600kHz的频带划分为带宽100kHz的6个频段。增强模式的数字声音广播信号除占用中间的200kHz和模拟声音调频广播信号共用，还可选择这6个频段中的任1个或任几个，该频段使用即OFDM子载波系数携带有效数据；该频段闲置即相应的OFDM子载波系数置为0。本例主要选用的频段组合模式为如下16种：
i带宽为200kHz的主模式
模拟声音广播信号和数字声音广播信号在200kHz的带宽内重叠，如图9所示；
ii带宽为300kHz的增强模式
ii-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段，如图10中的10-1所示；
ii-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带100kHz的频段，如图10中10-2所示；
iii带宽为400kHz的增强模式
iii-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz的频段，如图11中11-1所示，
iii-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带200kHz的频段，如图11中11-2所示，
iii-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上下边带各100kHz的频段，如图11中11-3所示；
iv带宽为500kHz的增强模式
iv-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段，如图12中12-1所示，
iv-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用下边带300kHz的频段，如图12中12-2所示，
iv-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz和下边带100kHz的频段，如图12中12-3所示，
iv-4模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段和下边带200kHz的频段，如图12中12-4所示；
v带宽为600kHz的增强模式
v-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还对称使用上下边带各200kHz的频段，如图13中13-1所示，
v-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段和下边带100kHz的频段，如图13中13-2所示，
v-3模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带100kHz的频段和下边带300kHz的频段，如图13中13-3所示；
vi带宽为700kHz的增强模式
vi-1模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带300kHz的频段和下边带200kHz的频段，如图14中14-1所示
vi-2模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还使用上边带200kHz的频段和下边带300kHz的频段，如图14中14-2所示；
vii带宽为800kHz的增强模式，
模拟声音广播信号和数字声音广播信号共用200kHz的频段，数字声音广播信号还对称使用上下边带各300kHz的频段，如图15所示。
然后在数字信号的每个OFDM符号之间插入保护间隔(Guard Interval，GI)，在各段保护间隔GI内，可以不放入任何信号，即GI为一段空闲的传输时段，称为零填充，或者在GI内插入一段已知的特定序列，比如PN序列，或者在GI内放入一个循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，成为一个OFDM符号的周期扩展。在本实施例中，采用了此CP-OFDM方式。至此本广播设备发射端信号完成了信道编码和星座映射调制。然后即送入速率调整滤波单元，通过速率调整滤波，调节传输码率，得到数字声音广播信号。
本例数字声音广播信号为基带调制信号，经过数模(D/A)转换模块后变成一个模拟信号，送给衰减器，把数字声音广播信号的功率电平衰减到比模拟声音广播信号功率低25dBc。
本例模拟声音调制模块的输出直接接入合成模块，数字声音调制模块的输出经数模转换器和衰减器后也接入合成模块，合成模块将二信号混合为一个模拟数字音频广播信号送入上变换模块，上变换模块将所得信号从基带搬移到相应的射频发射频道，之后经功率放大器进行功放，由天馈系统送入发射天线，发射特定频谱模式的射频信号。
对于上述的信号合成过程，除了本例所采用的模拟基带方式外，也可以在数字基带、模拟中频或射频完成，或者两种广播信号在天线端合成，送给同一副天线的两个独立输入端，或送给两副独立的天线发射，实现在空中的合成。
另外，也可以在模拟声音调制模块后接调节放大器，代替数字声音调制模块后所接的衰减器。调节放大器将模拟声音广播信号放大，使之功率电平至少高于数字声音广播信号功率25dBc，但要防止调节放大器可能引入的额外噪声。
与本数模音频广播的发射设备相配合的接收设备按照本发射设备相反的顺序进行解调解码，即可得到源端的数据。天线接收的射频RF信号经调谐模块后变成中频IF信号或零中频信号，然后经过A/D变换，转换为数字信号。数字化后的接收信号分为两路，一路送给模拟FM解调器，对模拟调频信号进行限幅、带通滤波和降噪处理。因数字FM广播信号的功率远小于同频道的模拟FM广播信号，呈现为噪声形式，利用已知的训练序列(例如数字FM的同步序列)估计数字FM信号的分布和大小，进行降噪处理，即将数字FM广播信号作为噪声清除，避免对模拟FM广播信号的干扰。解调后模拟音频信号经低频放大后驱动扬声器。
另一路数字信号送给数字FM解调解码模块。首先模拟FM抵消模块通过对模拟FM广播信号进行信号检测和估值，通过迭代逐步消除模拟FM广播信号，从而降低同频道中模拟FM广播信号对数字FM广播信号的干扰。同步恢复模块计算同步误差，对误差滤波后进行同步跟踪，获得系统同步。对接收到的OFDM符号进行傅里叶变换，对基于信道频率响应的傅里叶变换系数进行信道估计和均衡，获得的数据进行前向纠错(FEC，Forward ErrorCorrection)信道解码。信道解码包括一个解交织器，用于提高对脉冲干扰的抵抗力。FEC解码可采用LDPC(Low Density Parity Check)解码器，此为软判决迭代解码器，当迭代过程达到了规定的最大迭代次数(完迭代)时，或当在错误检测和错误纠正处理中没有了误码(部分迭代)时，迭代过程就会结束。因为发射设备在信道纠错编码之前已经使用伪随机序列(PN，Pseudo-Random)进行了随机化，因此，在接收设备中需要对纠错数据进行去随机化处理。去随机化后的码流送给信源解码，恢复发送的音频节目和其它数据。
上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.数模音频广播的发射设备，包括模拟声音调制模块、数字声音调制模块、功率放大器和天馈系统，其特征在于：
按所需频段产生模拟声音广播信号的模拟声音调制模块，其输入连接到外部音频源；按模拟声音广播信号相同的频段、或者按模拟声音广播信号相同的频段及其邻近的频段产生数字声音广播信号的数字声音调制模块的输入端连接到外部音频源或数据源；模拟声音调制模块的输出经调节放大器连接到合成模块，或者数字声音调制模块的输出经衰减器连接到合成模块，数字声音广播信号的功率比模拟声音广播信号功率至少低25dBc；合成模块的输出连接到功率放大器；功率放大器的输出送入天馈系统由天线发射。
2.根据权利要求1所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述模拟声音调制模块的输出和数字声音调制模块的输出经数模转换器后一起接入合成模块，合成模块的输出接入功率放大器，再接天馈系统；
或者所述模拟声音调制模块的输出经模数转换器后和数字声音调制模块的输出一起接入合成模块，合成模块的输出再经过数模转换器后接入功率放大器，再接天馈系统。
3.根据权利要求1所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述模拟声音调制模块的输出先接一个功率放大器后接入合成模块，数字声音调制模块的输出先接数模转换器，再经一个功率放大器后也接入合成模块，合成模块的输出再接天馈系统；
或者所述模拟声音调制模块的输出先接一个功率放大器后经模数转换器接入合成模块，数字声音调制模块的输出先接一个放大器再接入合成模块，合成模块的输出经过数模转换器后接天馈系统；
或者所述模拟声音调制模块的输出先经一个功率放大器，再接入一副天线的一个独立输入端，数字声音调制模块的输出先接数模转换器、再经一个 功率放大器，之后接入同一副天线的另一个独立输入端；
或者所述模拟声音调制模块的输出先经一个功率放大器，再接入一副独立天线，数字声音调制模块的输出先接数模转换器，再经一个功率放大器后接入另一副独立天线。
4.根据权利要求1所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述模拟声音调制模块为模拟调频声音广播调制模块，所述数字声音调制模块为数字调频声音广播调制模块。
5.根据权利要求4所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述的模拟声音调制模块和数字声音调制模块的输出为基带信号或中频信号，天馈系统前接有上变换模块。
6.根据权利要求1所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述模拟声音调制模块含有直接数字频率合成器。
7.根据权利要求1所述的数模音频广播的发射设备，其特征在于：
所述数字声音调制模块包括预编码单元、多路复用单元和数字调制器；多路模拟或数字音频信号和数据流接入预编码单元，预编码单元包括A/D变换器、预加重器、压缩编码器，预编码单元的输出端接入多路复用单元，多路复用单元再接数字调制器，数字调制器包括扰码器、信道编码器、星座映射单元、成帧单元、正交频分复用调制处理单元、速率调整滤波单元；输入的码流接入扰码器，经信道编码器后送入星座映射单元，同时，系统同步数据和控制数据，也分别经信道编码器送入星座映射处理单元；各星座映射处理单元的输出经成帧单元、正交频分复用调制处理单元，接速率调整滤波单元，速率调整滤波单元的输出端为数字声音广播调制模块的输出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011200642518U CN202085153U (zh) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | 数模音频广播的发射设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011200642518U CN202085153U (zh) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | 数模音频广播的发射设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202085153U true CN202085153U (zh) | 2011-12-21 |
Family
ID=45345768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011200642518U Expired - Lifetime CN202085153U (zh) | 2011-03-12 | 2011-03-12 | 数模音频广播的发射设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202085153U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102142852A (zh) * | 2011-03-12 | 2011-08-03 | 桂林市思奇通信设备有限公司 | 数模音频广播的发射方法和设备 |
| CN108574988A (zh) * | 2017-03-13 | 2018-09-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种集群通信方法、装置及系统 |
-
2011
- 2011-03-12 CN CN2011200642518U patent/CN202085153U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102142852A (zh) * | 2011-03-12 | 2011-08-03 | 桂林市思奇通信设备有限公司 | 数模音频广播的发射方法和设备 |
| CN102142852B (zh) * | 2011-03-12 | 2014-07-30 | 桂林市思奇通信设备有限公司 | 数模音频广播的发射方法和设备 |
| CN108574988A (zh) * | 2017-03-13 | 2018-09-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种集群通信方法、装置及系统 |
| CN108574988B (zh) * | 2017-03-13 | 2022-11-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种集群通信方法、装置及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102142852B (zh) | 数模音频广播的发射方法和设备 | |
| CN102394714B (zh) | 调频广播频段数字广播信号接收方法和接收系统 | |
| JP4269003B2 (ja) | 振幅変調にコンパチブルなデジタル放送用受信機 | |
| KR100358120B1 (ko) | 동일대역 인접채널 방식의 디지털 오디오 방송 전송 시스템 | |
| US5278826A (en) | Method and apparatus for digital audio broadcasting and reception | |
| CN102394739B (zh) | 带内同频数模音频广播信号的产生方法和发送设备 | |
| JP4105374B2 (ja) | 未使用のサブキャリヤを使用する直交周波数分割多重（ｏｆｄｍ）地上レピータを識別するための方法および装置 | |
| US8041292B2 (en) | Network radio receiver | |
| CN102307168A (zh) | 调频广播频段数字广播模数信号的分离方法和接收设备 | |
| US7957478B2 (en) | Radio signal generator | |
| CN102694764A (zh) | 数字音频广播系统中的数字音频信号发送和接收方法和装置 | |
| CN202406103U (zh) | 带内同频数模音频广播信号的发送设备 | |
| CN202085153U (zh) | 数模音频广播的发射设备 | |
| JP3607589B2 (ja) | 直交周波数分割多重（ｏｆｄｍ）通信システムにおける、周波数に対して差動的変調を行うための方法および装置 | |
| US9379918B1 (en) | System and method for increasing throughput in digital radio broadcast receiver | |
| CN202309690U (zh) | 调频广播频段数字广播信号接收系统 | |
| CN102957662B (zh) | 调频广播频段数模混合信号的带内分段调制方法 | |
| CN103095620B (zh) | 调频频段数字广播信号的发送、接收方法及装置 | |
| CN102687505B (zh) | 用于数字无线电广播接收机的存储空间和功率减少的系统、方法 | |
| CN103001912B (zh) | 调频广播频段数模混合信号的自适应带内调制方法 | |
| CN103220251B (zh) | 改进的带内同频数模音频广播信号产生方法 | |
| CN102957651B (zh) | 一种数字音频广播信号频率同步和接收方法及其装置 | |
| Schmid | Interleaving IBOC Signals for a Digital HD Radio Multiplex | |
| Detweiler | AM and FM IBOC Systems and Equipment | |
| Jalilinia | An Overview on Digital Audio Broadcasting (DAB and DAB+) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Transmitting device for digital-analog audio frequency broadcast Effective date of registration: 20130705 Granted publication date: 20111221 Pledgee: Bank of Communications Ltd Guilin branch Pledgor: Siqi Communication Equipment Co., Ltd., Guilin City Registration number: 2013990000435 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20140818 Granted publication date: 20111221 Pledgee: Bank of Communications Ltd Guilin branch Pledgor: Siqi Communication Equipment Co., Ltd., Guilin City Registration number: 2013990000435 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Transmitting device for digital-analog audio frequency broadcast Effective date of registration: 20140819 Granted publication date: 20111221 Pledgee: Bank of Communications Ltd Guilin branch Pledgor: Siqi Communication Equipment Co., Ltd., Guilin City Registration number: 2014990000666 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20150923 Granted publication date: 20111221 Pledgee: Bank of Communications Ltd Guilin branch Pledgor: Siqi Communication Equipment Co., Ltd., Guilin City Registration number: 2014990000666 |
|
| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151113 Address after: 518057 Guangdong province Shenzhen Nanshan District Tea Light Road 1089 integrated circuit design application Industrial Park Room 508 Patentee after: Shenzhen Si Kai Microtronics A/S Address before: 541004 Information Industry Park, Chaoyang Road, Qixing District, Guilin, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, D-08 Patentee before: Siqi Communication Equipment Co., Ltd., Guilin City |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20111221 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |