KR102533438B1

KR102533438B1 - Hd 라디오 수신기들에 대한 아날로그 및 디지털 오디오 블렌드를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102533438B1
Application number: KR1020177025374A
Authority: KR
Inventors: 마이클 네캄킨; 안드레이 도마제토빅; 레이먼드 옌; 시바쿠마르 툴라신감
Original assignee: 아이비큐티 디지털 코포레이션
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2023-05-17
Also published as: KR20180011051A; WO2016130655A1; CA2976523A1; CN107431545B; MX2017010374A; JP2018509118A; CA2976523C; CN107431545A; US20160241350A1; JP7304134B2; US9596044B2

Abstract

압축 오디오 패킷들을 프로세싱하여 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 계산하고, 압축 오디오 패킷들을 오디오 블렌드 버퍼에 저장하고, 오디오 디코더로 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보를 프로세싱하여 압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하고, 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 사용하여 블렌딩 프로세스를 가이드하여, 디지털 오디오 품질 표시자 값들이 압축 오디오 패킷들이 저하됨 또는 손상됨을 나타내는 경우 아날로그와 디지털 사이에서의 전후로의 불필요한 블렌딩을 방지함으로써 아날로그 오디오 신호 샘플을 디지털 오디오 신호 샘플들과 결합하여 오디오 출력을 생성하는 것에 의해, 복합 디지털 라디오 방송 신호의 아날로그 및 디지털 부분들을 블렌딩하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.

Description

HD 라디오 수신기들에 대한 아날로그 및 디지털 오디오 블렌드를 위한 방법 및 장치

본 발명은 일반적으로 디지털 라디오 방송 송신기들 및 수신기들 그리고 이들을 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 일 양태에서, 본 발명은 라디오 수신기에서 오디오 신호의 디지털 및 아날로그 부분들을 블렌딩(blending)하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.

디지털 라디오 방송 기술은 기존 라디오 대역들을 사용하여 모바일, 휴대용, 및 고정식 수신기들에게 디지털 오디오 및 데이터 서비스들을 전달한다. 인-밴드 온-채널(in-band on-channel; IBOC) 디지털 라디오 방송이라고 지칭되는 디지털 라디오 방송의 하나의 타입은, AM 또는 FM 아날로그 변조된 반송파 신호 상의 디지털 정보를 멀티플렉싱하기 위해 디지털 변조된 부반송파들 또는 측파대(sideband)들을 사용하여 동일한 주파수 상에서 동시에 디지털 라디오 및 아날로그 라디오 방송 신호들을 송신한다. 아이비큐티 디지털 코포레이션(iBiquity Digital Corporation)에 의해 개발된 HD 라디오™ 기술은 디지털 라디오 방송 및 수신을 위한 IBOC 구현의 일례이다. IBOC 디지털 라디오 방송에 의하면, 아날로그 오디오 AM 또는 FM 백업 오디오 신호(다이버시티 지연에 의해 지연됨)를 송신하여 디지털 오디오 신호가 없거나, 이용불가능하거나, 또는 저하될 때 아날로그 AM 또는 FM 백업 오디오 신호가 오디오 출력에 피딩(feed)될 수 있도록 함으로써 오디오 신호가 아날로그 변조된 반송파 및 디지털 변조된 부반송파들 상에서 중복 송신될 수 있다. 이러한 상황들에서, 디지털 신호가 이용불가능하게 됨에 따라 디지털 신호를 감쇠시켜 오디오가 아날로그로 완전히 블렌딩되도록 함으로써 아날로그 오디오 신호가 출력 오디오 신호 내에 점진적으로 블렌딩된다. 디지털 신호가 이용가능하게 됨에 따라 아날로그 신호를 감쇠시켜 오디오가 디지털로 완전히 블렌딩되도록 함으로써 디지털 신호가 이용가능하게 됨에 따라 출력 오디오 신호 내로의 디지털 신호의 유사한 블렌딩이 발생한다. 그러나, 블렌딩 기능의 원활성(smoothness)에 있어서의 제한들로 인해, 아날로그 신호와 디지털 신호 사이의 블렌드 전이(blend transition)들은 아날로그 신호와 디지털 신호 사이의 오디오 차이들이 상당할 때 청취 환경을 저하시킬 수 있다. 예를 들어, 신호가 최소 요구 레벨 주위에서 변화하고 있는 스테이션 커버리지의 에지에서, 신호가 요구 레벨 아래에 잠시 있을 때 스쿼크형(squawklike) 간섭이 발생할 수 있는데, 그 경우 디코더는 실제 오디오를 생성하지 못하고, 그 대신에 의미없는 데이터를 전송한다. 대부분의 경우들에 있어서, 이러한 쓰레기 데이터는 최대 진폭으로 변동하려는 경향이 있어서, 그에 의해 갑작스러운, 단주기(short-period)의 불편한 스쿼크형 팝 노이즈(pop noise)를 생성한다. 블렌딩 기능을 원활하게 하기 위한 기존 솔루션들은 디코딩된 오디오 패킷들을 저장하기 위해 대형 오디오 패킷 버퍼들을 필요로 하여, 비용이 추가되고 수신기들에 대한 온-칩 메모리 요건들이 증가된다. 다른 솔루션들은 블렌딩 판정에서 계산되는 추정된 신호 대 잡음 값들을 사용함으로써 블렌드들의 주파수를 감소시키는 것을 목표로 하지만, 이러한 추정된 값들은 모바일 환경에서 선택적 페이딩 채널 경험이 있는 이동하는 자동차 또는 간섭을 가진 채널들에 의한 것과 같은 특정 조건들에 의해 제한된 정확도를 갖는다. 청취 경험을 현저하게 손상시키지 않으면서 라디오 수신기에서 디지털 및 아날로그 신호들을 블렌딩하는 것에 대한 적어도 증명된 도전과제들 때문에, 디지털 오디오를 프로세싱하기 위한 더 실용적이고 비용 효율적인 솔루션을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 하기의 상세한 설명이 하기의 도면들과 함께 고려될 때 이해될 수 있고, 그의 다수의 목적들, 특징들 및 이점들이 얻어질 수 있다:
도 1은 특정 실시예들에 따른 인-밴드 온-채널 디지털 라디오 방송 시스템에서의 사용을 위한 송신기의 단순화된 블록 다이어그램을 예시한다.
도 2는 하이브리드 FM IBOC 파형의 도식 표현이다.
도 3은 확장 하이브리드 FM IBOC 파형의 도식 표현이다.
도 4는 올-디지털(all-digital) FM IBOC 파형의 도식 표현이다.
도 5는 하이브리드 AM IBOC 파형의 도식 표현이다.
도 6은 올-디지털 AM IBOC 파형의 도식 표현이다.
도 7a 및 도 7b는 방송 관점에서의 IBOC 디지털 라디오 방송 논리 프로토콜 스택의 다이어그램들이다.
도 8은 디지털 라디오 수신기의 단순화된 기능 블록 다이어그램이다.
도 9는 수신기 관점에서의 FM IBOC 디지털 라디오 방송 논리 프로토콜 스택의 다이어그램이다.
도 10은 선택된 실시예들에 따른 예시적인 디지털 방송 수신기의 타이밍 블록 다이어그램을 예시한다.
도 11은 디지털 방송 수신기에서의 디지털 및 아날로그 신호 경로들의 블록 다이어그램을 예시한다.
도 12는 선택된 실시예들에 따른 제1 디지털 신호 경로의 회로 블록 다이어그램을 예시한다.
도 13은 선택된 실시예들에 따른 제2 디지털 신호 경로의 회로 블록 다이어그램을 예시한다.
도 14는 종래의 SPS/MPS 스위칭 아키텍처를 채용하는 제3 디지털 신호 경로의 회로 블록 다이어그램을 예시한다.
도 15는 선택된 실시예들에 따른 SPS/MPS 스위칭 아키텍처를 채용하는 제4 디지털 신호 경로의 회로 블록 다이어그램을 예시한다.

오디오 디코더로의 입력 버퍼에서 압축 오디오 패킷들을 버퍼링하고 입력 버퍼에 저장된 압축 오디오 패킷들로부터의 추정된 디지털 오디오 품질 표시자(quality indicator; QI)들을 계산하여 아날로그 및 디지털 신호들의 블렌딩을 가이드함으로써 디지털 및 아날로그 신호들을 효율적으로 블렌딩하기 위한 디지털 라디오 수신기 장치 및 이를 동작시키기 위한 연관된 방법들이 설명된다. 오디오 전이 또는 블렌딩 모듈에서의 결합을 위해 사용될 출력 오디오 블렌드 버퍼에서 오디오 디코더로부터의 PCM 오디오 샘플들을 버퍼링하는 대신에, 입력 오디오 블렌드 버퍼 내의 압축 오디오 패킷들의 저장은 더 작은 사이즈의 입력 오디오 블렌드 버퍼가 사용될 수 있게 한다. 선택된 실시예들에서, 입력 오디오 블렌드 버퍼는 아날로그 오디오와 디지털 오디오 사이의 원활한 전이를 보장하기에 충분한 오디오의 특정된 지속기간에 대응하는 압축 오디오 패킷들을 저장하기 위한 M 엔트리 버퍼로서 사이징될 수 있다. 예를 들어, 1초의 오디오를 96kB/s로 저장하기 위해, 입력 오디오 블렌드 버퍼는 12kB의 메모리만을 필요로 한다. 선택된 실시예들에서, 입력 압축 오디오 블렌드 버퍼가 완전히 채워질 때, 수신기의 블렌드 판정 기능 모듈이 디지털 및 아날로그 신호들의 블렌딩을 제어할 때 입력 압축 오디오 블렌드 버퍼의 콘텐츠가 왜곡되는지 또는 아닌지를 결정할 수 있도록, 입력 압축 오디오 블렌드 버퍼에 진입하고 있는 압축 오디오 패킷들에 대해 오디오 품질 추정을 수행함으로써 디지털 오디오 품질 정보가 추출된다. 개선된 블렌딩 성능은 압축 오디오 블렌드 버퍼의 입력에서 오디오 품질 추정을 수행하는 대신에 압축 오디오 패킷 버퍼의 입력에서 오디오 품질 추정을 수행함으로써 획득될 수 있다. 압축 오디오 패킷 버퍼는 디지털 오디오를 지연시켜서 그것을 시간 도메인에서 아날로그 오디오와 정렬시키기 위해 그리고/또는 코어 오디오 스트림과 인핸스드 오디오 스트림 사이의 오디오 패킷들을 정렬시키기 위해 사용될 수 있는 K개의 패킷들을 포함할 수 있다. 압축 오디오 패킷들이 압축 오디오 패킷 버퍼에 진입함에 따라 압축 오디오 패킷들에 대해 오디오 품질 추정을 수행함으로써, 추정된 디지털 오디오 품질 정보는 디지털 신호 품질이 열악해질 때 사전 지식(advance knowledge) 또는 선험적 지식(a priori knowledge) 또는 예견 메트릭(look ahead metric)들을 블렌드 판정 기능 모듈에 효과적으로 제공하기 위해 저장되거나 또는 그렇지 않으면 사용될 수 있다. 이러한 사전 지식을 이용하여, 디지털 라디오 수신기는 추정된 디지털 오디오 품질 정보가 디지털 신호가 열악해지고 있음을 나타내는 경우 아날로그 신호를 계속 사용할 수 있고 디지털로 다시 블렌딩하는 것을 억제할 수 있다. 이러한 방식으로, 저 대역폭 오디오 신호(예컨대, 아날로그 오디오 신호)와 고 대역폭 오디오 신호(예컨대, 디지털 IBOC 신호) 사이에서의 전후로의 반복적인 블렌딩이 방지되어, 그에 의해 청취 경험의 불쾌한 중단들을 감소시킨다. 유사한 방식으로, 수신된 디지털 신호가 열악해지고 악화될 것임을 사전 지식이 나타내는 경우, 디지털 라디오 수신기는 디지털 신호가 저하됨에 따라 생성되는 아티팩트(artifact)들에 주의를 기울이는 대신에 아날로그로 블렌딩하고 아날로그에 더 오랫동안 머무를 수 있다. 사실상, 예견 메트릭들은 블렌드 알고리즘이 보다 양호한 동작을 수행하고 보다 양호한 사용자 경험을 제공할 수 있도록 "장래"의 디지털 오디오 품질 정보가 당면할 신호 품질에 관한 사전 지식을 이용하여 블렌드 프로세스를 가이드하도록 (대역 및 모드에 따라) 장래의 몇 초의 지속기간 내의 윈도우를 제공한다. 블렌드 버퍼를 오디오 디코더의 입력으로 이동시키는 것의 다른 이점은 메인 프로그램 서비스(main program service; MPS) 오디오와 보충 프로그램 서비스(supplemental program service; SPS) 오디오 사이의 스위칭이 오디오 디코더가 출력 오디오 블렌드 버퍼를 채우기 위해 요구되는 어떠한 묵음의 간격 없이도 거의 즉각적으로 발생할 수 있다는 것이다.

이제, 본 발명의 다양한 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 다양한 세부사항들이 하기의 설명에 제시되지만, 본 발명은 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것과, 일 구현에서부터 다른 구현까지 다양한 디바이스 설계자의 특정 목표들, 예컨대 프로세스 기술 또는 설계 관련 제약들의 준수를 달성하기 위해 본 명세서에 설명되는 본 발명에 대해 다수의 구현 특정 판정들이 행해질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소비적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시내용의 이익을 갖는 본 기술분야의 통상의 기술자에게는 일상적인 작업일 것이다. 예를 들어, 선택된 양태들은 본 발명을 제한하거나 모호하게 하는 것을 회피하기 위해, 상세히보다는 블록 다이어그램 형태로 도시된다. 본 명세서에 제공된 상세한 설명의 일부 부분들은 컴퓨터 메모리에 저장되는 데이터에 대해 동작하는 알고리즘들 및 명령어들의 관점에서 제시된다. 이러한 설명들 및 표현들은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 사용되어 이들의 작업의 본질을 본 기술분야의 다른 통상의 기술자에게 설명하고 전달한다. 일반적으로, 알고리즘은 원하는 결과로 이끄는 단계들의 자기모순 없는 시퀀스를 지칭하는데, 여기서 "단계"는 저장, 전송, 결합, 비교, 그리고 이와 다르게는 조작되는 것이 가능한 전기적 또는 자기적 신호들의 형태를 취할 수 있지만 이것이 반드시 필요한 것은 아닌 물리적인 양의 조작을 지칭한다. 이러한 신호들을 비트들, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로 지칭하는 것은 통상적인 사용법이다. 이러한 용어들 및 유사한 용어들은 적절한 물리적인 양과 연관될 수 있고, 단지 이러한 양에 적용되는 편리한 라벨들일 뿐이다. 하기의 논의로부터 명백해지는 바와 같이 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 설명 전반에 걸쳐, "프로세싱" 또는 "계산(computing)" 또는 "산출(calculating)" 또는 "결정(determining)" 등과 같은 용어들을 사용하는 논의들은, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적인(전자) 양으로서 표현되는 데이터를, 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적인 양으로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및 변환하는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 액션 및 프로세스들을 지칭한다는 것을 인식한다.

도 1 내지 도 10 및 본 명세서에 첨부된 설명은 예시적인 IBOC 시스템, 예시적인 방송 장비 구조 및 동작, 예시적인 수신기 구조 및 동작의 일반적인 설명을 제공한다. 도 11 내지 도 15 및 본 명세서에 첨부된 설명은 라디오 수신기에서 오디오 신호의 디지털 및 아날로그 부분들을 블렌딩하기 위한 종래의 그리고 예시적인 접근법들의 대조적인 설명들을 제공한다. 본 개시내용의 양태들이 예시적인 IBOC 시스템의 맥락에서 제시되지만, 본 개시내용은 IBOC 시스템들로 제한되지 않는다는 것과, 본 명세서의 교시는 다른 형태들의 디지털 라디오 방송에도 또한 적용가능하다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에 언급되는 바와 같이, 서비스는 라디오 주파수 방송을 통해 콘텐츠를 통신하기 위한 임의의 아날로그 또는 디지털 매체이다. 예를 들어, IBOC 라디오 신호에서, 아날로그 변조 신호, 디지털 메인 프로그램 서비스, 및 디지털 보충 프로그램 서비스들은 모두 서비스들로 간주될 수 있다. 서비스들의 다른 예들로는, 예를 들어, 콘서트 또는 게임의 방송과 같은, 오디오일 수 있고 특정 액세스 코드를 요구하는 프로그램들인 조건부 액세스 프로그램(CA)들을 포함할 수 있다. 서비스들의 추가적인 예들로는, 예를 들어, 트래픽 업데이트 서비스, 멀티미디어 및 다른 파일들, 및 프로그램 서비스 가이드(EPG)들과 같은 데이터 서비스들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 언급되는 바와 같은 서비스 식별자는 특정 서비스를 지칭한다. 예를 들어, 아날로그 변조 신호가 94.1MHz에서 센터링된다면, 서비스 식별자는 94.1MHz의 라디오 주파수를 지칭할 수 있다. 추가적으로, IBOC 디지털 라디오 방송에서의 동일한 방송은 다수의 보충 오디오 및 데이터 서비스들을 포함할 수 있고, 그 각각은 그 자신의 서비스 식별자를 가질 수 있다. 또한, 데이터 단위는 개별 비트들, 니블들, 바이트들, 또는 임의의 다른 데이터 단위를 지칭할 수 있다.

이제 도 1을 참조하면, 스튜디오 사이트(10), FM 송신기 사이트(12), 및 FM IBOC 디지털 라디오 방송 신호를 방송하는 데 사용될 수 있는 스튜디오 송신기 링크(studio transmitter link; STL)(14)의 예시적인 컴포넌트들의 기능 블록 다이어그램이 도시된다. 스튜디오 사이트(10)는, 다른 것들 중에서도, 임포터(importer)(18), 익스포터(exporter)(20), 및 익사이터 보조 서비스 유닛(exciter auxiliary service unit; EASU)(22)을 포함하는 앙상블 운영 센터(Ensemble Operations Center; EOC)(16), 스튜디오 자동화 장비(34)를 포함한다. STL 송신기(48)는 EOC(16)를 송신기 사이트(12)와 링크시킨다. 도시된 송신기 사이트(12)는 익사이터 엔진(익진(exgine)) 서브시스템(58), 및 아날로그 익사이터(60)를 포함하는 익사이터(56), STL 수신기(54)를 포함한다. 익스포터(20)가 도 1에서 라디오 스테이션의 스튜디오 사이트(10)에 상주하고 익사이터(60)가 송신 사이트(12)에 위치되는 것으로 도시되지만, 이러한 엘리먼트들은 송신 사이트(12)에 공존할 수 있다.

스튜디오 사이트(10)에서, 스튜디오 자동화 장비(34)는 EASU(22)에게 메인 프로그램 서비스(MPS) 오디오(42)를, 익스포터(20)에게 MPS 데이터(40)를, 임포터(18)에게 보충 프로그램 서비스(SPS) 오디오(38)를, 그리고 임포터(18)에게 SPS 데이터(36)를 공급한다. MPS 오디오는 메인 오디오 프로그래밍 소스로서 기능한다. 하이브리드 모드들에서, 그것은 아날로그 및 디지털 송신들 양측 모두에서 기존 아날로그 라디오 프로그래밍 포맷들을 유지한다. 프로그램 서비스 데이터(program service data; PSD)라고도 또한 알려진 SPS 데이터 또는 MPS 데이터는 음악 제목, 아티스트, 앨범 명칭 등과 같은 정보를 포함한다. 보충 프로그램 서비스는 보충 오디오 콘텐츠뿐만 아니라 프로그램 서비스 데이터를 포함할 수 있다.

임포터(18)는 어드밴스드 애플리케이션 서비스(advanced application service; AAS)들을 공급하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다. AAS는 MPS, SPS, 또는 스테이션 정보 서비스(Station Information Service; SIS)로서 분류되지 않는 임의의 타입의 데이터를 포함할 수 있다. SIS는 GPS와 상관되는 포지션, 절대 시간, 호출 부호 등과 같은 스테이션 정보를 제공한다. AAS의 예들로는 전자 프로그램 가이드들, 내비게이션 지도들, 실시간 트래픽 및 기상 정보, 멀티미디어 애플리케이션들, 다른 오디오 서비스들, 및 다른 데이터 콘텐츠를 위한 데이터 서비스들을 포함한다. AAS를 위한 콘텐츠는 애플리케이션 프로그램 인터페이스(API)를 통해 임포터에게 서비스 데이터(46)를 제공하는 서비스 제공자들(44)에 의해 공급될 수 있다. 서비스 제공자들은 스튜디오 사이트에 위치된 방송사, 또는 서비스들 및 콘텐츠의 외부에서 소싱된 제3자 제공자들일 수 있다. 임포터는 다수의 서비스 제공자들 사이의 세션 연결들을 확립할 수 있다. 임포터는 서비스 데이터(46), SPS 오디오(38), 및 SPS 데이터(36)를 인코딩 및 멀티플렉싱하여 익스포터 링크 데이터(24)를 생성하고, 그 익스포터 링크 데이터는 데이터 링크를 통해 익스포터로 출력된다. AAS의 일부로서, 임포터는 또한 서비스 정보 가이드(Service Information Guide; SIG)를 인코딩하는데, 그 서비스 정보 가이드는 전형적으로 서비스들을 식별 및 설명한다. 예를 들어, SIG는 현재 주파수 상에서 이용가능한 서비스들의 장르(예컨대, MPS 오디오 및 임의의 SPS 오디오의 장르)를 식별하는 데이터를 포함할 수 있다.

익스포터(20)는 방송을 위해 메인 프로그램 서비스 및 SIS를 공급하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다. 익스포터는 오디오 인터페이스를 통해 디지털 MPS 오디오(26)를 수용하고 그 오디오를 압축한다. 익스포터는 또한 MPS 데이터(40), 익스포터 링크 데이터(24), 및 압축 디지털 MPS 오디오를 멀티플렉싱하여 익사이터 링크 데이터(52)를 생성한다. 추가적으로, 익스포터는 그의 오디오 인터페이스를 통해 아날로그 MPS 오디오(28)을 수용하고 미리 프로그래밍된 지연을 그것에 적용하여 지연된 아날로그 MPS 오디오 신호(30)를 생성한다. 이 아날로그 오디오는 하이브리드 IBOC 디지털 라디오 방송의 방송들을 위한 백업 채널로서 방송될 수 있다. 지연은 디지털 MPS 오디오의 시스템 지연을 보상하여, 수신기들이 시간의 시프트 없이 디지털 프로그램과 아날로그 프로그램 사이에서 블렌딩하게 한다. AM 송신 시스템에서, 지연된 MPS 오디오 신호(30)는 익스포터에 의해 모노 신호로 컨버팅되고 익사이터 링크 데이터(52)의 일부로서 STL로 직접 전송된다.

EASU(22)는 스튜디오 자동화 장비(34)로부터 MPS 오디오(42)를 수용하고, 그것을 적절한 시스템 클록으로 레이트 컨버팅하고, 신호의 2개의 카피(copy)들, 즉, 하나의 디지털(26) 및 하나의 아날로그(28)를 출력한다. EASU(22)는 안테나(25)에 연결되는 GPS 수신기를 포함한다. GPS 수신기는 EASU가 마스터 클록 신호를 도출하게 하고, 그 마스터 클록 신호는 GPS 유닛들의 사용에 의해 익사이터의 클록과 동기화된다. EASU는 익스포터에 의해 사용되는 마스터 시스템 클록을 제공한다. EASU는 또한 익스포터가 치명적인 오류를 가져서 더 이상 동작하지 않는 경우에 아날로그 MPS 오디오가 익스포터를 통과하는 것을 우회(또는 리다이렉트)시키기 위해 사용된다. 우회된 오디오(32)는 STL 송신기로 직접 피딩되어, 방송 중단 이벤트(dead-air event)를 제거할 수 있다.

STL 송신기(48)는 지연된 아날로그 MPS 오디오(50) 및 익사이터 링크 데이터(52)를 수신한다. 그것은 단방향 또는 양방향 중 어느 하나일 수 있는 STL 링크(14)를 통해 익사이터 링크 데이터 및 지연된 아날로그 MPS 오디오를 출력한다. STL 링크(14)는, 예를 들어, 디지털 마이크로파 또는 이더넷 링크일 수 있고, 표준 사용자 데이터그램 프로토콜 또는 표준 TCP/IP를 사용할 수 있다.

송신기 사이트(12)는 STL 수신기(54), 익사이터 엔진(익진)(56) 및 아날로그 익사이터(60)를 포함한다. STL 수신기(54)는, STL 링크(14)를 통해, 오디오 및 데이터 신호들뿐만 아니라 커맨드 및 제어 메시지들을 포함하여, 지연된 아날로그 MPS 오디오 및 익사이터 링크 데이터를 수신한다. 익사이터 링크 데이터(66)는 IBOC 디지털 라디오 방송 파형을 생성하는 익사이터(56)로 전달된다. 추가적으로, 지연된 아날로그 MPS 오디오는 화살표 68로 예시된 바와 같이 아날로그 익사이터에 제공된다. 익사이터는 호스트 프로세서, 디지털 업-컨버터, RF 업-컨버터, 및 익진 서브시스템(58)을 포함한다. 익진은 익사이터 링크 데이터를 수용하고 IBOC 디지털 라디오 방송 파형의 디지털 부분을 변조한다. 익사이터(56)의 디지털 업-컨버터는 익진 출력의 기저대역 부분을 디지털로부터 아날로그로 컨버팅한다. 디지털-아날로그 컨버전(digital-to-analog conversion)은 EASU로부터 도출된 익스포터의 GPS 기반 클록의 것과 공통된 GPS 클록에 기초한다. 따라서, 익사이터(56)는 GPS 유닛 및 안테나(57)를 포함한다. 익스포터 및 익사이터 클록들을 동기화시키기 위한 대안적인 방법은 미국 특허 제7,512,175호에서 발견될 수 있고, 그 개시내용은 이로써 그 전체가 참조로 포함된다. 익사이터의 RF 업-컨버터는 아날로그 신호를 적절한 대역 내 채널 주파수로 업-컨버팅한다. 그 후에, 업-컨버팅된 신호는 방송을 위해 고출력 증폭기(high power amplifier; HPA)(62) 및 안테나(64)로 전달된다. AM 송신 시스템에서, 익진 서브시스템은 하이브리드 모드에서 백업 아날로그 MPS 오디오를 디지털 파형에 코히어런트하게(coherently) 추가한다; 따라서, AM 송신 시스템은 아날로그 익사이터(60)를 포함하지 않는다. 추가적으로, AM 송신 시스템에서, 익사이터(56)는 위상 및 크기 정보를 생성하고, 아날로그 신호는 고전력 증폭기에 직접 출력된다.

IBOC 디지털 라디오 방송 신호들은 다양한 파형들을 사용하여 AM 및 FM 라디오 대역들 양측 모두에서 송신될 수 있다. 파형들은 FM 하이브리드 IBOC 디지털 라디오 방송 파형, FM 올-디지털 IBOC 디지털 라디오 방송 파형, AM 하이브리드 IBOC 디지털 라디오 방송 파형, 및 AM 올-디지털 IBOC 디지털 라디오 방송 파형을 포함한다.

도 2는 하이브리드 FM IBOC 파형(70)의 도식 표현이다. 파형은 방송 채널(74)의 중심에 위치된 아날로그 변조된 신호(72), 상위 측파대(78) 내의 제1 복수의 균일하게 이격된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 부반송파들(76), 및 하위 측파대(82) 내의 제2 복수의 균일하게 이격된 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 부반송파들(80)을 포함한다. 디지털 변조된 부반송파들은 파티션들로 분할되고, 다양한 부반송파들이 기준 부반송파들로서 지정된다. 주파수 파티션은 18개의 데이터 부반송파들 및 1개의 기준 부반송파를 포함하는 19개의 OFDM 부반송파들의 그룹이다.

하이브리드 파형(70)은 아날로그 FM 변조된 신호, 플러스(plus) 디지털 변조된 1차 메인 부반송파들을 포함한다. 부반송파들은 균일하게 이격된 주파수 위치들에 위치된다. 부반송파 위치들은 -546으로부터 +546까지 넘버링된다. 도시된 파형(70)에서, 부반송파들은 위치들 +356 내지 +546 그리고 -356 내지 -546에 있다. 각각의 1차 메인 측파대는 10개의 주파수 파티션들로 구성된다. 1차 메인 측파대들에도 또한 포함되는 부반송파들(546 및 -546)은 추가적인 기준 부반송파들이다. 각각의 부반송파의 진폭은 진폭 스케일 팩터(scale factor)에 의해 스케일링될 수 있다.

도 3은 확장 하이브리드 FM IBOC 파형(90)의 도식 표현이다. 확장 하이브리드 파형(90)은 하이브리드 파형에 존재하는 1차 메인 측파대들(78, 82)에 1차 확장 측파대들(92, 94)을 추가함으로써 생성된다. 1개, 2개, 또는 4개의 주파수 파티션들은 각각의 1차 메인 측파대의 내측 에지에 추가될 수 있다. 확장 하이브리드 파형(90)은 아날로그 FM 신호 플러스 디지털 변조된 1차 메인 부반송파들(부반송파들 +356 내지 +546 그리고 -356 내지 -546) 및 일부 또는 전부의 1차 확장 부반송파들(부반송파들 +280 내지 +355 그리고 -280 내지 -355)을 포함한다.

상위 1차 확장 측파대들은 부반송파들 337 내지 355(1개의 주파수 파티션), 318 내지 355(2개의 주파수 파티션들), 또는 280 내지 355(4개의 주파수 파티션들)를 포함한다. 하위 1차 확장 측파대들은 부반송파들 -337 내지 -355(1개의 주파수 파티션), -318 내지 -355(2개의 주파수 파티션들), 또는 -280 내지 -355(4개의 주파수 파티션들)를 포함한다. 각각의 부반송파의 진폭은 진폭 스케일 팩터에 의해 스케일링될 수 있다.

도 4는 올-디지털 FM IBOC 파형(100)의 도식 표현이다. 올-디지털 파형(100)은 아날로그 신호를 디스에이블하여, 1차 디지털 측파대들(102, 104)의 대역폭을 완전히 확장시키고, 아날로그 신호에 의해 비워진 스펙트럼에 저전력 2차 측파대들(106, 108)을 추가시킴으로써 구성된다. 예시된 실시예에서의 올-디지털 파형(100)은 아날로그 FM 신호 없이 부반송파 위치들 -546 내지 +546에서 디지털 변조된 부반송파들을 포함한다.

10개의 메인 주파수 파티션들에 더하여, 4개의 확장 주파수 파티션들 모두가 올-디지털 파형의 각각의 1차 측파대에 존재한다. 각각의 2차 측파대는 또한 10개의 2차 메인(secondary main; SM) 및 4개의 2차 확장(secondary extended; SX) 주파수 파티션들을 갖는다. 그러나, 1차 측파대들과는 달리, 2차 메인 주파수 파티션들은 채널 중심에 더 가깝게 맵핑되는데, 이때 확장 주파수 파티션들은 중심으로부터 더 멀리 있다.

각각의 2차 측파대는 또한 12개의 OFDM 부반송파들 및 기준 부반송파들(279 및 -279)을 포함하는 작은 2차 보호(secondary protected; SP) 구역(110, 112)을 지원한다. 측파대들은 이들이 아날로그 또는 디지털 간섭에 의해 영향받을 가능성이 가장 적은 스펙트럼 영역에 위치되기 때문에 "보호된" 것이라고 지칭된다. 추가적인 기준 부반송파가 채널의 중심(0)에 배치된다. SP 구역은 주파수 파티션들을 포함하지 않기 때문에 SP 구역의 주파수 파티션 순서화가 적용되지 않는다.

각각의 2차 메인 측파대는 부반송파들 1 내지 190 또는 -1 내지 -190에 걸쳐 있다. 상위 2차 확장 측파대는 부반송파들(191 내지 266)을 포함하고, 상위 2차 보호 측파대는 부반송파들(267 내지 278), 플러스 추가적인 기준 부반송파(279)를 포함한다. 하위 2차 확장 측파대는 부반송파들(-191 내지 -266)을 포함하고, 하위 2차 보호 측파대는 부반송파들(-267 내지 -278), 플러스 추가적인 기준 부반송파(-279)를 포함한다. 전체 올-디지털 스펙트럼의 총 주파수 스팬은 최대 396,803Hz일 수 있다. 각각의 부반송파의 진폭은 진폭 스케일 팩터에 의해 스케일링될 수 있다.

파형들(70, 90, 100) 각각에서, 디지털 신호는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 사용하여 변조된다. OFDM은 데이터 스트림이 동시에 송신되는 다수의 직교 부반송파들을 변조하는 병렬 변조 스킴(parallel modulation scheme)이다. OFDM은 본질적으로 유연하여, 부반송파들의 상이한 그룹들로의 논리 채널들의 맵핑을 용이하게 가능하게 한다.

하이브리드 파형(70)에서, 디지털 신호는 하이브리드 파형의 아날로그 FM 신호의 양측 상의 1차 메인(primary main; PM) 측파대들에서 송신된다. 각각의 측파대의 전력 레벨은 별개로 조정되고 아날로그 FM 신호의 총 전력보다 상당히 낮다. 아날로그 신호는 모노포닉(monophonic) 또는 스테레오포닉(stereophonic)일 수 있고, 보조 통신 인가(subsidiary communications authorization; SCA) 채널들을 포함할 수 있다.

확장 하이브리드 파형(90)에서, 하이브리드 측파대들의 대역폭은 디지털 용량을 증가시키기 위해 아날로그 FM 신호를 향해 확장될 수 있다. 각각의 1차 메인 측파대의 내측 에지에 할당되는 이러한 추가적인 스펙트럼은 1차 확장(primary extended; PX) 측파대라고 불린다.

올-디지털 파형(100)에서, 아날로그 신호는 제거되고 1차 디지털 측파대들(또는 하나만이 채용될 때에는 측파대)의 대역폭이 확장 하이브리드 파형에서와 같이 완전히 확장된다. 추가적으로, 이러한 파형은 아날로그 FM 신호에 의해 비워진 스펙트럼에서 저전력 디지털 2차 측파대들이 송신되게 한다.

도 5는 AM 하이브리드 IBOC 디지털 라디오 방송 파형(120)의 도식 표현이다. 하이브리드 포맷은 최대 거의 30kHz 폭의 디지털 라디오 방송 신호(124)와 함께 종래의 AM 아날로그 신호(122)(약 ± 5kHz로 대역제한됨)를 포함한다. 스펙트럼은 약 30kHz의 대역폭을 갖는 채널(126) 내에 포함된다. 채널은 상위 130개 그리고 하위 132개의 주파수 대역들로 분할된다. 상위 대역은, 채널의 중심 주파수로부터, 중심 주파수로부터 약 +15kHz까지 확장된다. 하위 대역은, 중심 주파수로부터, 중심 주파수로부터 약 -15kHz까지 확장된다.

일례에서 AM 하이브리드 IBOC 디지털 라디오 방송 신호 포맷은 아날로그 변조된 반송파 신호(134) 플러스 상위 및 하위 대역들에 걸쳐 있는 OFDM 부반송파 위치들을 포함한다. 송신될 오디오 또는 데이터 신호들을 표현하는 코딩된 디지털 정보(프로그램 자료)는 부반송파들 상에서 송신된다. 심볼 레이트는 심볼들 사이의 보호 시간으로 인해 부반송파 이격보다 더 작다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상위 대역은 1차 섹션(136), 2차 섹션(138), 및 3차 섹션(144)으로 분할된다. 하위 대역은 1차 섹션(140), 2차 섹션(142), 및 3차 섹션(143)으로 분할된다. 이 설명의 목적을 위해, 3차 섹션들(143 및 144)은 도 5에서 146 및 152로 라벨링된 부반송파들의 복수의 그룹들을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 채널의 중심에 가깝게 포지셔닝되는 3차 섹션들 내의 부반송파들은 내측 부반송파들이라고 지칭되고, 채널의 중심으로부터 더 멀리 포지셔닝되는 3차 섹션들 내의 부반송파들은 외측 부반송파들이라고 지칭된다. 3차 섹션들 내의 부반송파들(146, 152)의 그룹들은 실질적으로 일정한 전력 레벨들을 갖는다. 도 5는 또한, 다른 측파대들과는 상이한 값으로 레벨들이 고정되는, 시스템 제어를 위한 2개의 기준 부반송파들(154 및 156)을 도시한다.

디지털 측파대들 내의 부반송파들의 전력은 아날로그 AM 신호의 총 전력보다 상당히 낮다. 주어진 1차 또는 2차 섹션 내의 각각의 OFDM 부반송파의 레벨은 일정한 값으로 고정된다. 1차 또는 2차 섹션들은 서로에 대해 스케일링될 수 있다. 추가적으로, 스테이터스(status) 및 제어 정보는 메인 반송파의 양측 상에 위치되는 기준 부반송파들 상에서 송신된다. IBOC 데이터 서비스(IDS) 채널과 같은 별개의 논리 채널은 상위 및 하위 2차 측파대들의 주파수 에지들 바로 위와 아래의 개별 부반송파들에서 송신될 수 있다. 각각의 1차 OFDM 부반송파의 전력 레벨은 미변조된 메인 아날로그 반송파에 대해 전형적으로 고정된다. 그러나, 2차 부반송파들, 논리 채널 부반송파들, 및 3차 부반송파들의 전력 레벨은 조정가능하다.

도 5의 변조 포맷을 사용하여, 아날로그 변조된 반송파 및 디지털 변조된 부반송파들은 미국의 표준 AM 방송용으로 특정된 채널 마스크 내에서 송신된다. 하이브리드 시스템은 튜닝 및 백업을 위해 아날로그 AM 신호를 사용한다.

도 6은 올-디지털 AM IBOC 디지털 라디오 방송 파형에 대한 부반송파 할당들의 도식 표현이다. 올-디지털 AM IBOC 디지털 라디오 방송 신호(160)는, 상위 및 하위 대역들(166 및 168)에 포지셔닝되는, 1차 부반송파들이라고 지칭되는 균일하게 이격된 부반송파들의 제1 및 제2 그룹들(162 및 164)을 포함한다. 2차 부반송파들이라고 지칭되는 부반송파들의 제3 및 제4 그룹들(170 및 172)은 또한 상위 및 하위 대역들(166 및 168)에 포지셔닝된다. 제3 그룹의 2개의 기준 부반송파들(174 및 176)은 채널의 중심에 가장 가깝게 놓여 있다. 부반송파들(178 및 180)은 프로그램 정보 데이터를 송신하는 데 사용될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 송신기 관점에서 IBOC 디지털 라디오 방송 논리 프로토콜 스택의 다이어그램들을 도시한다. 수신기 관점에서, 논리 스택은 반대 방향으로 이동될 것이다. 프로토콜 스택 내의 다양한 엔티티(entity)들 사이에서 전달되는 데이터의 대부분은 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit; PDU)들의 형태로 되어 있다. PDU는 프로토콜 스택의 특정 계층(또는 계층 내의 프로세스)에 의해 생성되는 구조화된 데이터 블록이다. 주어진 계층의 PDU들은 스택의 다음 상위 계층으로부터의 PDU들을 캡슐화할 수 있거나 및/또는 계층(또는 프로세스) 그 자체에서 유래하는 콘텐츠 데이터 및 프로토콜 제어 정보를 포함할 수 있다. 송신기 프로토콜 스택 내의 각각의 계층(또는 프로세스)에 의해 생성되는 PDU들은 수신기 프로토콜 스택 내의 대응하는 계층(또는 프로세스)에 대한 입력들이다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 프로토콜 스택 내의 다양한 엔티티들에 구성 및 제어 정보를 공급하는 시스템 기능부인 구성 관리자(330)가 있다. 구성/제어 정보는 사용자 정의된 설정들뿐만 아니라, 시스템 내에서 생성되는 정보 예컨대 GPS 시간 및 포지션을 포함할 수 있다. 서비스 인터페이스들(331)은 모든 서비스들에 대한 인터페이스들을 표현한다. 서비스 인터페이스는 다양한 타입들의 서비스들 각각마다 상이할 수 있다. 예를 들어, MPS 오디오 및 SPS 오디오의 경우, 서비스 인터페이스는 오디오 카드일 수 있다. MPS 데이터 및 SPS 데이터의 경우, 인터페이스들은 상이한 API들의 형태로 되어 있을 수 있다. 모든 다른 데이터 서비스들의 경우, 인터페이스는 단일 API의 형태로 되어 있다. 오디오 인코더(332)는 MPS 오디오와 SPS 오디오 양측 모두를 인코딩하여 MPS 및 SPS 오디오 인코딩된 패킷들의 코어(스트림 0) 및 임의적 인핸스먼트(스트림 1) 스트림들을 생성하고, 그 스트림들은 오디오 트랜스포트(audio transport)(333)에 전달된다. 또한, 오디오 인코더(332)는 미사용된 용량 스테이터스를 시스템의 다른 부분들에 중계하여, 그에 따라 기회 데이터의 포함을 가능하게 한다. MPS 및 SPS 데이터는 PSD 트랜스포트(334)에 의해 프로세싱되어 MPS 및 SPS 데이터 PDU들을 생성하고, 그 MPS 및 SPS 데이터 PDU들은 오디오 트랜스포트(333)에 전달된다. 오디오 트랜스포트(333)는 인코딩된 오디오 패킷들 및 PSD PDU들을 수신하고 압축된 오디오 및 프로그램 서비스 데이터 양측 모두를 포함하는 비트 스트림들을 출력한다. SIS 트랜스포트(335)는 구성 관리자로부터 SIS 데이터를 수신하고 SIS PDU들을 생성한다. SIS PDU는 스테이션 식별 및 위치 정보, 제공된 오디오 및 데이터 서비스들에 관한 표시들뿐만 아니라, GPS와 상관되는 포지션 및 절대 시간뿐만 아니라, 스테이션에 의해 전달되는 다른 정보를 포함할 수 있다. AAS 데이터 트랜스포트(336)는 서비스 인터페이스로부터의 AAS 데이터뿐만 아니라, 오디오 트랜스포트로부터의 기회 대역폭 데이터를 수신하고, AAS 데이터 PDU들을 생성하고, 그 AAS 데이터 PDU들은 서비스 파라미터들의 품질에 기초할 수 있다. 트랜스포트 및 인코딩 기능들은 프로토콜 스택의 계층 4라고 통칭하여 지칭되고, 대응하는 트랜스포트 PDU들은 계층 4 PDU들 또는 L4 PDU들이라고 지칭된다. 채널 멀티플렉스 계층인 계층 2(337)는 SIS 트랜스포트, AAS 데이터 트랜스포트, 및 오디오 트랜스포트로부터 트랜스포트 PDU들을 수신하고, 이들을 계층 2 PDU들로 포맷팅한다. 계층 2 PDU는 오디오, 데이터, 또는 오디오와 데이터의 조합일 수 있는 페이로드 및 프로토콜 제어 정보를 포함한다. 계층 2 PDU들은 올바른 논리 채널들을 통해 계층 1(338)로 라우팅되는데, 여기서 논리 채널은 특정된 등급의 서비스를 가지며 가능하다면 부반송파들의 미리 정의된 콜렉션에 맵핑되는 계층 1을 통해 L1 PDU들을 전달하는 신호 경로이다. 서비스 모드에 기초하는 다수의 계층 1 논리 채널들이 있는데, 여기서 서비스 모드는 스루풋, 성능 레벨, 및 선택된 논리 채널들을 특정하는 동작 파라미터들의 특정 구성이다. 활성 계층 1 논리 채널들의 수 및 이들을 정의하는 특성들은 각각의 서비스 모드마다 다르다. 스테이터스 정보는 또한 계층 2와 계층 1 사이에서 전달된다. 계층 1은 계층 2로부터의 PDU들 및 시스템 제어 정보를 송신을 위한 AM 또는 FM IBOC 디지털 라디오 방송 파형으로 컨버팅한다. 계층 1 프로세싱은 스크램블링, 채널 인코딩, 인터리빙, OFDM 부반송파 맵핑, 및 OFDM 신호 생성을 포함할 수 있다. OFDM 신호 생성의 출력은 특정 심볼에 대한 IBOC 신호의 디지털 부분을 표현하는 복소수, 기저대역, 시간 도메인 펄스이다. 불연속 심볼들이 연결되어 연속적인 시간 도메인 파형을 형성하고, 그 연속적인 시간 도메인 파형은 송신을 위한 IBOC 파형을 생성하도록 변조된다.

디지털 라디오 방송 수신기는 송신기에 대해 설명되는 기능들 중 일부의 기능의 역을 수행한다. 도 8은 디지털 오디오 방송(digital audio broadcast; DAB) 신호의 수신 및 디코딩을 가능하게 할 컴포넌트들을 갖는 디지털 라디오 수신기(400)의 단순화된 기능 블록 다이어그램이다. 예시적인 디지털 라디오 수신기(400)는, 예를 들어, AM 또는 FM IBOC 수신기와 같은 DAB 수신기일 수 있다. 예시적인 목적들을 위해 수신기(400)의 특정 컴포넌트들만이 도시되지만, 수신기가 다수의 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있고 스피커들, 원격 제어부들, 다양한 입/출력 디바이스들, 튜너들 및 프론트 엔드(front-end)들을 갖는 다수의 별개의 인클로저들 등 간에 분포될 수 있다는 것이 명백해야 한다. 수신기(400)에서, DAB 신호는 올-디지털, 올 아날로그, 또는 하이브리드 IBOC 파형으로 변조될 수 있는 라디오 신호들을 수신하기 위한 AM 안테나(442) 및 FM 안테나(443)와 같은 하나 이상의 안테나들 상에서 수신된다. 수신된 DAB 신호는 튜너(441)에 의해 프로세싱되어 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 신호(444)를 생성하는데, 그 IF 신호는 IF 신호를 기저대역 신호(446)로 변환시키는 프론트 엔드 회로(445)로 전달된다. 예를 들어, 튜너(441)는 관심 있는 주파수 대역(예컨대, f_c)을 통과시키는 대역통과 사전선택 필터(bandpass preselect filter), 필터링된 신호를 증폭시키기 위한 저잡음 증폭기(LNA), 증폭된 신호를 튜닝가능 로컬 오실레이터 신호 f_lo와 믹싱하는 믹서를 포함하여, 라인 상의 관심 있는 변조된 신호(444)에서 중간 주파수 신호 f_if를 통과시키는 중간 주파수 필터에 공급되는 합(f_c+f_lo) 및 차(f_c-f_lo) 신호들을 생성할 수 있다. 프론트 엔드 회로(445)에서, 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 주파수 시프트들, 필터들 및 데시메이션(decimation)을 적용함으로써 디지털 다운 컨버팅되는 디지털 샘플들을 생성하여 보다 낮은 샘플 레이트의 동위상 및 직교 신호들로서 기저대역 신호(446)를 생성할 수 있다. 프로세서(447)는 도 9(하기에 설명됨)에 의해 설명되는 논리 프로토콜 스택에 따라 기저대역 신호(446)를 프로세싱하여 디코딩된 디지털 오디오 신호(448) 및 디코딩된 디지털 데이터 신호(449)를 생성한다. 세부사항들을 상세히 논하는 일 없이, 프로세서(447)는, 아날로그 오디오 신호를 생성하기 위해 기저대역 신호(446)의 아날로그 변조된 부분을 복조하기 위한 아날로그 복조기, 라인 상의 오디오 출력(448)을 생성하기 위해 아날로그 오디오 신호와 블렌딩될 수 있는 메인 디지털 오디오 신호를 형성하기 위해 프로세싱되는 별개의 메인 및 보충 프로그램 신호들로 멀티플렉싱되기 전에 디인터리빙(deinterleaving) 및 비터비(Viterbi) 디코딩되는 디지털 신호를 생성하기 위해 기저대역 신호(446)의 디지털 변조된 부분을 복조하기 위한 디지털 복조기를 포함하는 AM/FM 기저대역 프로세서로서 구체화될 수 있다.

디지털-아날로그 컨버터(DAC)(450)는 디코딩된 디지털 오디오 신호(448)를 아날로그 신호로 컨버팅하고 오디오 싱크 또는 다른 출력 디바이스(452)로의 출력을 위해 그것을 증폭기(451)에 전달하는데, 그 다른 출력 디바이스는 오디오 출력을 생성하는 하나 이상의 스피커들, 헤드폰들, 또는 임의의 다른 타입의 오디오 출력 디바이스일 수 있다. 디코딩된 디지털 데이터 신호(449)는 상호 집적 회로(inter-integrated circuit; I2C), 직렬 주변 인터페이스(serial peripheral interface; SPI), 범용 비동기식 수신기/송신기(universal asynchronous receiver/transmitter; UART), 또는 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB)와 같은 적합한 버스 상에서 함께 멀티플렉싱될 수 있는 하나 이상의 데이터 라인들(449)을 통해 호스트 제어기(453)에 전달된다. 데이터 신호들은, 예를 들어, SIS, MPS 데이터, SPS 데이터, 및 하나 이상의 AAS를 포함할 수 있다. 호스트 제어기(453)는 8비트 축소 명령 세트 컴퓨터(reduced instruction set computer; RISC) 마이크로제어기, 어드밴스드 RISC 32비트 마이크로제어기와 같은 임의의 적합한 마이크로제어기, 또는 임의의 다른 적합한 마이크로제어기를 사용하여 데이터 신호들(예컨대, SIS, MPSD, SPSD, 및 AAS 신호들)을 수신 및 프로세싱한다. 추가적으로, 호스트 제어기(453)의 기능들 중 일부 또는 전부는 기저대역 프로세서(예컨대, 프로세서(447))에서 수행될 수 있다. 특정 실시예들에서, 호스트 제어기(453)는 또한 키보드, 다이얼들, 노브들 또는 다른 적합한 입력부들로부터의 사용자 입력을 제어할 수 있다. 호스트 제어기(453)는 디지털 데이터(456)를 사용자 인터페이스(UI)(454)에 전송하는데, 그 사용자 인터페이스(user interface; UI)는 텍스트 또는 이미지들과 같은 데이터의 시각적 표현들을 출력하기 위한 디스플레이(455)를 포함할 수 있다. 호스트 제어기(453)는 또한 스테이터스 및 제어 정보(457a, 457b)를 프로세서(447) 및 사용자 인터페이스(454)와 교환한다.

수신기(400)는 또한, 프로세서와 통신하기 위해 메모리 버스를 공유할 수 있는, 프로세서(447)에 의한 사용을 위한 메모리들(458 및 459), 및 사용자에 의해 선택된 프로그램 콘텐츠를 저장하기 위한 메모리(460)를 포함할 수 있다. 메모리(460)는 바람직하게는 멀티미디어 카드(multimedia card; MMC)와 같은 비착탈식 저장 디바이스이다. 하드 디스크, 플래시 메모리, USB 메모리, 메모리 스틱 등과 같은 다른 적합한 타입들의 메모리 디바이스들이 사용될 수 있다.

실제로, 도 8의 수신기(400)에 도시된 신호 프로세싱 기능들 중 많은 것이 하나 이상의 집적 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세싱 블록, 호스트 제어기, 및 메모리 모듈은 별개의 컴포넌트들로서 도시되지만, 이러한 컴포넌트들 중 2개 이상의 컴포넌트들의 기능들은 단일 프로세서(예컨대, 시스템 온 칩(System on a Chip; SoC))에서 결합될 수 있다.

도 9는 수신기 관점에서 논리 프로토콜 스택을 도시한다. FM IBOC 파형은, 신호를 복조하고 그것을 프로세싱하여 신호를 논리 채널들로 분리시키는 물리 계층, 즉, 계층 1(560)에 의해 수신된다. 논리 채널들의 수 및 종류는 서비스 모드에 좌우될 것이고, 논리 채널들 P1 내지 P3, 1차 IBOC 데이터 서비스 논리 채널(PIDS), S1 내지 S5, 및 SIDS를 포함할 수 있다. 추가적으로, 데이터 서비스들을 위한 논리 채널들은, 예를 들어, 시분할 멀티플렉싱에 의해 서브-채널들로 분할될 수 있다. 이러한 서브-채널들은 논리 채널들의 추가적인 가분성(divisibility)을 제공하여 매우 다양한 데이터 서비스들을 용이하게 할 수 있다.

계층 1은 논리 채널들에 대응하는 L1 PDU들을 생성하고 PDU들을 계층 2(565)로 전송하고, 그 계층 2는 L1 PDU들을 디멀티플렉싱하여 메인 프로그램 서비스 및 임의의 보충 프로그램 서비스들을 위한 SIS PDU들, AAS PDU들, PSD PDU들, 및 스트림 0(코어) 오디오 PDU들 및 스트림 1(임의적 인핸스드) 오디오 PDU들을 생성한다. 그 후에, SIS PDU들은 SIS 트랜스포트(570)에 의해 프로세싱되어 SIS 데이터를 생성하고, AAS PDU들은 AAS 트랜스포트(575)에 의해 프로세싱되어 AAS 데이터를 생성하고, PSD PDU들은 PSD 트랜스포트(580)에 의해 프로세싱되어 MPS 데이터(MPSD) 및 임의의 SPS 데이터(SPSD)를 생성한다. 캡슐화된 PSD 데이터는 또한 AAS PDU들에 포함되고, 그에 따라 AAS 트랜스포트 프로세서(575)에 의해 프로세싱되고 라인(577) 상에서 PSD 트랜스포트 프로세서(580)로 전달되어 MPSD 또는 SPSD를 추가로 프로세싱 및 생성할 수 있다. SIS 데이터, AAS 데이터, MPSD 및 SPSD는 그 후에 사용자 인터페이스(585)로 전송된다. SIS 데이터가, 사용자에 의해 요청된 경우, 그 후에 디스플레이될 수 있다. 마찬가지로, MPSD, SPSD, 및 임의의 텍스트 기반 또는 그래픽 AAS 데이터가 디스플레이될 수 있다. 스트림 0 및 스트림 1 PDU들은 오디오 트랜스포트(590) 및 오디오 디코더(595)로 구성된 계층 4에 의해 프로세싱된다. IBOC 파형 상에서 수신되는 프로그램들의 수에 대응하는 최대 N개의 오디오 트랜스포트들이 있을 수 있다. 각각의 오디오 트랜스포트는 수신된 프로그램들 각각에 대응하는 인코딩된 MPS 패킷들 또는 SPS 패킷들을 생성한다. 계층 4는, 올-디지털 또는 하이브리드 IBOC 신호를 방송하는 라디오 스테이션들을 탐색 또는 스캔하는 것과 관련된 정보, 및 프로그램들을 저장 또는 재생하는 것과 같은 커맨드들을 포함하여, 제어 정보를 사용자 인터페이스로부터 수신한다. 계층 4는 또한 사용자 인터페이스에 스테이터스 정보를 제공한다.

이전에 논의된 바와 같이, IBOC 디지털 라디오 방송 신호들은 복수의 디지털 변조된 반송파들(예컨대, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM) 부반송파들)과 조합하여 아날로그 변조된 반송파(예컨대, 주파수 변조(FM) 또는 진폭 변조(AM))를 포함하는 하이브리드 포맷으로 송신될 수 있다. 따라서, 하이브리드 모드에서 동작하는 디지털 라디오 방송 수신기는 디지털 라디오 방송 오디오 신호의 아날로그 부분(예컨대, FM 또는 AM)과 디지털 부분(예컨대, OFDM) 양측 모두를 디코딩한다.

디지털 라디오 방송 오디오 신호의 디지털 부분의 부존재 시에(예를 들어, 채널이 초기에 튜닝될 때, 또는 채널 중단이 발생할 때), 아날로그 AM 또는 FM 백업 오디오 신호가 오디오 출력으로 피딩된다. 디지털 신호가 이용가능하게 될 때, 기저대역 프로세서(예컨대, 447)는 디지털 오디오 신호에 추가하는 동안 아날로그 백업 신호를 원활하게 감쇠시키고 결국 제거하여 전이가 최소한도로 인식될 수 있도록 블렌딩 또는 오디오 전이 기능을 구현한다. 디지털 신호를 손상시키는 채널 중단들 동안 유사한 전이가 발생한다. 순환 중복 체킹(cyclic redundancy checking; CRC) 에러 검출 수단을 통해 다이버시티 지연 시간 동안 손상이 검출될 수 있다. 이러한 경우, 디지털 손상이 오디오 출력에 나타날 때 오디오가 아날로그로 완전히 전이되도록 DAB 신호를 감쇠시키는 동안 아날로그 신호가 출력 오디오 신호로 점진적으로 전이된다. 게다가, 수신기는 디지털 신호가 존재하지 않을 때마다 아날로그 오디오 신호를 출력한다.

예시적인 디지털 오디오 방송 수신기에서, 아날로그 백업 신호가 검출 및 복조되어 44.1kHz 오디오 샘플 스트림(낮은 SNR 조건들 하에서 모노 또는 뮤트로 추가로 블렌딩할 수 있는 FM의 경우에는 스테레오)을 생성한다. 44.1kHz에서, 각각의 오디오 샘플은 지속기간이 대략 22.67마이크로초이다. 44.1kHz 샘플 레이트는 수신기의 프론트 엔드 클록과 동기된다. 기저대역 프로세서(예컨대, 447) 내의 오디오 샘플 디코더는 또한 대략 44.1kHz에서 오디오 샘플들을 생성한다. 송신기와 수신기 사이의 44.1kHz 클록들의 미세한 차이들로 인해 아날로그 신호 샘플을 디지털 신호 샘플들과 단순히 일대일로 결합시키는 것을 방해하는데, 이는 오디오 콘텐츠가 상이한 포인트들에서 시작하여 결국 시간이 지남에 따라 멀어질 수 있기 때문이다. 따라서, 수신기 및 송신기 클록은 오디오 샘플들의 정렬을 유지하기 위해 동기화되어야 한다.

이제 도 10을 참조하면, 선택된 실시예들에 따른, 수신된 하이브리드 라디오 방송 신호에 포함되는 디지털 및 아날로그 오디오 신호들을 정렬 및 블렌딩하기 위한 예시적인 디지털 방송 수신기의 단순화된 타이밍 블록 다이어그램이 도시된다. 안테나(442)에서의 수신 시에, 수신된 하이브리드 신호는, 전형적으로 구현 의존적인 일정한 시간량인 시간량(T_ANT) 동안 프로세싱된다. 그 후에, 수신된 하이브리드 신호는, 보다 낮은 샘플 레이트 출력 디지털 신호들을 생성하기 위해 다운 컨버팅되는 디지털 샘플들을 생성하기 위해 전형적으로 구현 의존적인 일정한 시간량인 시간량(T_ADC) 동안 신호를 프로세싱하는 상술된 바와 같은 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(445)로 시작하는 IBOC 신호 디코더(600)에 의해 디지털화, 복조, 및 디코딩된다.

IBOC 신호 디코더(600)에서, 디지털화된 하이브리드 신호는 복조 및 디코딩을 위해 디지털 신호 경로(601) 및 아날로그 신호 경로(602)로 분리된다. 아날로그 경로(602)에서, 하이브리드 신호의 수신된 아날로그 부분은 수신된 하이브리드 신호의 아날로그 부분을 표현하는 오디오 샘플들을 생성하기 위해 시간량(T_ANALOG) 동안 프로세싱되는데, 여기서 T_ANALOG는 전형적으로 구현 의존적인 일정한 시간량이다. 디지털 신호 경로(601)에서, 디지털 신호는 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이 디지털 오디오 샘플들로 취득, 복조, 및 디코딩된다. 디지털 신호 경로(601)에서의 프로세싱은 디지털 신호의 취득 시간 및 디지털 신호 경로(601)의 복조 시간들에 좌우될 가변적인 시간량(T_DIGITAL)을 필요로 한다. 취득 시간은 페이딩 및 다중 경로와 같은 라디오 전파 간섭으로 인한 디지털 신호의 강도에 따라 달라질 수 있다. 디지털 신호 경로(601)는 특정 구현에 기초하여 데이터의 버퍼링을 거의 또는 전혀 제공하지 않는 상당히 결정론적인 프로세스를 사용하여 수신된 디지털 IBOC 신호를 복조하기 위해 계층 1 프로세싱을 적용한다. 그 후에, 디지털 신호 경로(601)는, 결과적인 데이터를, 오디오 품질을 최대화하기 위해 복조된 디지털 신호를 디코딩하는 하나 이상의 상위 계층 모듈들에 피딩한다. 선택된 실시예들에서, 상위 계층 디코딩 프로세스는 오버-디-에어(over-the-air) 조건들에 기초하는 수신된 신호의 버퍼링을 수반한다. 선택된 실시예들에서, 상위 계층 모듈(들)은 각각의 IBOC 서비스 모드(MP1 내지 MP3, MP5, MP6, MP11, MA1 및 MA3)에 대한 결정론적인 프로세스를 구현할 수 있다. 본 명세서에서 하기에 설명되는 바와 같이, 상위 계층 디코딩 프로세스는 오디오 전이 또는 블렌딩 모듈(603)에서 오디오 및 아날로그 신호들의 블렌딩을 가이드하는 블렌드 판정 모듈을 포함한다. 오디오 전이 모듈(603)에서 블렌드 판정을 프로세싱하는 데 필요한 시간은 일정한 시간량(T_BLEND)이다.

오디오 전이 또는 블렌딩 모듈(603)에서, 아날로그로부터 디지털로의 불필요한 블렌딩을 회피하기 위해 디지털 신호 경로(601)로부터의 가이던스(guidance) 제어 시그널링을 사용하여 디지털 신호로부터의 샘플들이 (아닐로그 신호 경로(602)로부터 직접 제공되는) 아날로그 신호로부터의 샘플들과 정렬 및 블렌딩된다. 오디오 전이 모듈(603)에서 디지털 및 아날로그 신호들을 함께 정렬 및 블렌딩하는 데 필요한 시간은 일정한 시간량(T_TRANSITION)이다. 최종적으로, 결합되는 디지털화된 오디오 신호는 전형적으로 구현 의존적인 일정한 시간량인 프로세싱 시간(T_DAC) 동안 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(450)를 통해 렌더링하기 위해 아날로그로 컨버팅된다.

아날로그 및 디지털 오디오 신호들을 정렬하기 위한 프로세스의 예시적인 기능 블록 다이어그램이 도 11에 예시된다. 예시된 기능들은 본 명세서에서 설명되는 기능성을 수행하도록 구성된(예컨대, 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 프로그래밍된) 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함할 수 있는 프로세싱 시스템을 구체화한 기저대역 프로세서(예컨대, 도 8의 447)에서 수행될 수 있는데, 여기서 기저대역 프로세서의 프로세싱 시스템은 임의의 적합한 메모리(예컨대, RAM, 플래시 ROM, ROM)에 적합하게 커플링될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩은 하나 이상의 프로세서들뿐만 아니라 메모리를 포함하는 프로세싱 시스템을 포함하도록 본 기술분야에 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있는데, 예컨대, 프로세싱 시스템은, 원한다면, 공지된 방법들에 따라, 단일 반도체 칩에 배열될 수 있다.

기저대역 프로세서에서, 아날로그 부분과 디지털 부분 양측 모두를 포함하는 수신된 신호 샘플들(604)은 분리 모듈(606)에 진입하는데, 여기서 기저대역 입력 신호는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 신호 분리 기법들(예컨대, 필터들)을 사용하여 디지털 신호 경로(601) 및 아날로그 신호 경로(602)로 분리된다. 디지털 경로(601)에서, 디지털 샘플들은 프론트 엔드 모듈(607)에 진입하는데, 그 프론트 엔드 모듈은, 예컨대 관심 있는 필터링된 샘플들을 심볼 분배기(예컨대, RAM 버퍼)에 축적하기에 앞서 간섭하는 인접한 FM 신호 대역들을 감쇠시키기 위해 임의적인 제1 인접 소거기를 통해 전달되는 DAB 상위 및 하위 측파대들을 필터링 및 분리하기 위한 분리 필터를 사용함으로써, 디지털 신호를 포함하는 심볼들을 필터링 및 분배한다.

프론트 엔드 모듈(607)로부터의 디지털 샘플들은 수신된 OFDM 심볼들로부터 OFDM 심볼 타이밍 오프셋 또는 에러 및 반송파 주파수 오프셋 또는 에러를 취득 또는 복구하는 취득 모듈(608)에 입력된다. 또한, 취득 모듈(608)은 프론트 엔드 모듈(607)의 심볼 분배기에서 포인터의 위치를 조정하는 취득 심볼 오프셋 신호를 전개시킨다. 취득 모듈(608)이 그것이 디지털 신호를 취득하였음을 나타낼 때, 그것은 취득 심볼 오프셋을 갖는 취득 시간에 기초하여 심볼 분배기에서 샘플 포인터의 위치를 조정하고, 그 후에 제어 라인(611)을 통해 디지털 복조기(612)를 호출한다.

그 후에, 디지털 복조기(612)는 디지털 신호를 수신하고, 수신된 압축 오디오 데이터의 디인터리빙, 코드 결합, FEC 디코딩, 및 에러 플래깅(error flagging)의 모든 필요한 동작들을 수행한다. 그 후에, 기저대역 신호는 오디오 및 데이터 신호들을 디멀티플렉싱하고 오디오 트랜스포트 디코딩을 수행하는 상위 계층 모듈(613)(예컨대, 도 9와 관련하여 상술된 바와 같은 계층 4의 오디오 트랜스포트 부분 및 계층 2)에 전달된다. 상위 계층 모듈(613)에서의 오디오 트랜스포트 프로세싱의 결과, 메인 및 보충 프로그램들을 위한 압축 오디오 패킷들이 추출되고 오디오 패킷 버퍼(614)에 저장된다. 각각의 모뎀 프레임으로부터의 오디오 정보는 오디오 패킷 버퍼(614)로부터 압축 오디오 패킷들을 수신하고 이들로부터 PCM 오디오 샘플들을 생성하는 오디오 디코더(615)에 의해 프로세싱된다. 오디오 디코더(615)는 디지털 오디오 패킷들을 압축해제하고 이들이 큐잉되는 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)로 이들을 출력하도록 구성되는 코덱(HDC)으로서 구체화될 수 있다. 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)는 디지털 오디오 샘플들의 리딩 에지(leading edge)들이 동등한 아날로그 샘플들과 정렬되도록, 정렬 모듈(609)에서 산출되는 양의 오디오 샘플들에 지연을 도입시키기 위해, RAM에서 구현되는 선입 선출(first-in-first-out; FIFO)과 같은 임의의 적합한 메모리일 수 있다.

정렬 모듈(609)은 코어스 지연(coarse delay)(610A) 및 미세 지연(fine delay)(610B)을 포함하는 지연량(610)을 산출한다. 정렬 모듈(609)은 전형적으로, 새로운 신호의 취득 시에, 예를 들어, 예컨대 새로운 주파수로의 수신기의 튜닝 또는 현재 신호의 손실 및 후속 재취득 시에, 지연량을 결정한다. 수신기에서, 계층 1(예컨대, 프론트 엔드 모듈(607), 취득 모듈(608), 및 디지털 복조기(612))은 상위 계층들(예컨대, 상위 계층들(613) 및 오디오 디코더(615))과는 상이한 레이트로 동작할 수 있다. 계층 1 프로세싱 시간들은 전형적으로 샘플들/PDU에서의 프론트 엔드 인터럽트들(입력)에 의해 영향받지만, 상위 계층 프로세싱 시간들은 패킷들에서의 DAC 인터럽트들(출력)에 의해 영향받는다. 2개의 상이한 시스템들이 2개의 상이한 시간 스케일들에서 프로세싱을 구동하고 있기 때문에, 제1 샘플이 계층 2의 인터페이스에 도달할 때까지 계층 1에서 소비하는 것을 표현하는 시간 데이터의 양을 결정하도록 정렬 모듈(609)을 구성함으로써 양측 모두를 동일한 시간 스케일로 두는 것이 바람직하다. 이는 프로세싱이 샘플/PDU로부터 패킷들로 변화되는 포인트이다.

오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)에 제공되는 코어스 지연(610A)은 수신기에서의 일정한 프로세싱 지연들 및 다이버시티 지연을 고려한 미리 결정된 상수 값이고, ± 1 오디오 프레임의 입도(granularity)로 디지털 신호로부터의 오디오 샘플들을 아날로그 신호로부터의 오디오 샘플들과 시간적으로 정렬시키는 데 사용된다. 따라서, 코어스 지연(610A)의 값은 구현 특정적일 것이고 AM 및 FM 모드들마다 상이할 수 있다. 미세 지연 버퍼(617)에 제공되는 미세 지연(610B)은 수신기에서 아날로그 경로와 디지털 경로 사이의 프로세싱 지연들의 작은 차이들을 고려한 미리 결정된 상수 값이고, 오디오 샘플들의 입도로 디지털 신호로부터의 오디오 샘플들을 아날로그 신호로부터의 오디오 샘플들과 정렬시키는 데 사용된다. 따라서, 미세 지연의 값도 또한 구현 특정적일 것이고 AM 및 FM 모드들마다 상이할 수 있다.

일단 정렬 모듈(609)이 지연량을 결정한다면, 버퍼들 내의 판독 포인터들을 각각의 지연량만큼 조정함으로써 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616) 및 미세 지연 버퍼(617)에 코어스 프리-디코드(pre-decode) 지연(610A) 및 미세 지연(610B)이 각각 삽입된다. 샘플들에서의 지연량은 최대 전체 오디오 프레임(예컨대, 2048개의 샘플들)의 사이즈의 양수 또는 음수일 수 있다. 디지털 신호 경로(601)로부터 지연된 오디오 샘플들(631)은 그 후에 디지털 오디오 프레임들로서 오디오 전이 모듈(603)에 출력된다.

신호의 아날로그 부분으로부터의 샘플들이 분리 모듈(606)을 빠져나오고 샘플들의 초기 프로세싱(예컨대, 샘플 버퍼링 및 잡음 필터링)을 수행하는 아날로그 프리프로세싱(preprocessing) 회로(622)에 진입한다. 그 후에, 샘플들이 아날로그 복조기(624)에 진입하는데, 여기서 샘플들은 아날로그 오디오 샘플들로 복조된다. 그 다음에, 아날로그 오디오 샘플들이 비동기식 샘플 레이트 컨버터(sample rate converter; SRC)에 진입하는데, 여기서 수신기의 기준 클록에 기초하는 아날로그 오디오 샘플들의 샘플 레이트가 디지털 복조기(612)로부터 획득된 바와 같은 송신기의 기준 클록과 매칭하도록 조정된다. 그 후에, 아날로그 오디오 샘플들이 아날로그 샘플 버퍼(628)를 통과하는데, 여기서 아날로그 오디오 샘플들은, 예를 들어, 1024개 또는 2048개의 오디오 스테레오 샘플들의 아날로그 오디오 프레임들로 프레이밍될 수 있고, 그 후에 아날로그 신호 경로(602)로부터의 오디오 샘플들(632)로서 오디오 전이 모듈(603)로 입력된다.

오디오 전이 모듈(603)에서, 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616) 및 미세 지연 버퍼(617) 내의 압축해제된 디지털 오디오 샘플들은 블렌드 기능 모듈(619)에 의해 생성되는 전이 제어 신호(633)의 제어 하에 아날로그 오디오 샘플들과 결합된다. 이러한 전이 제어 신호는 디지털 오디오를 램핑(ramping) 업 또는 다운시킴으로써 출력을 형성하는 데 사용되는 신호의 아날로그 및 디지털 부분들의 상대적인 양들을 제어한다. 그 후에, 오디오 전이 모듈(603)은 디지털 결합된 신호를 DAC(450)로 출력하는데, 여기서 그 디지털 결합된 신호가 렌더링하기 위해 아날로그 오디오로 컨버팅된다.

전형적으로, 전이 제어 신호(633)는, 신호 대 잡음 비 또는 디지털 반송파 대 잡음 밀도 비(Cd/No)와 같은, 신호의 디지털 부분의 저하의 일부 측정에 응답하고, 이는 아날로그 오디오로부터 디지털 오디오로의 스위칭을 더 보수적으로 만드는 데 사용된다. 일반적으로 Cd/No가 낮은 채널에서는, 오디오 품질 표시자들이 디지털로의 일시적인 스위치를 보증할 만큼 충분히 양호한 경우라도 스위칭이 허용되지 않아서, 그에 의해 커버리지의 디지털 에지에서의 다수의 블렌드들을 회피시킬 것이다. 그러나, 추정된 디지털 반송파/신호 대 잡음 비(Cd/No)는 채널 품질의 대략적인 표시만을 제공한다. 간섭을 가진 채널들 또는 페이딩 채널들에서, 추정된 Cd/No 값들의 부정확성들은 아날로그에 머무르는 것을 연장시켜서, 그에 따라 디지털 커버리지를 감소시키는 지나치게 보수적인 판정을 초래할 수 있다. 따라서, 블렌드 기능 모듈(619)은 오디오 디코딩의 프로세스에서 추정된 디지털 오디오 품질 표시자(QI)들을 프로세싱할 수 있다. 이를 위해, 오디오 샘플들이 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)에 저장됨에 따라, 오디오 QI 추정기(618)가 데이터 손상에 대해 오디오 패킷들을 파싱(parsing) 및 체크하도록 연결되어, 그에 의해 블렌드 기능 모듈(619)이 오디오 블렌드 지연 버퍼(616)에 저장된 디지털 오디오 샘플들이 "양호한" 오디오인지를 결정할 수 있게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 블렌드 기능 모듈(619)은 아날로그 오디오와 디지털 오디오 사이의 크로스오버가 시작되어야 할 때를 제어하기 위해 전이 제어 신호(633)를 생성함으로써 아날로그 오디오가 왜곡되지 않은 디지털 오디오에 블렌딩되게 하는 것을 보장할 수 있다.

오디오 디코더(615)의 출력에 포지셔닝된 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)는 (압축해제된) PCM 도메인에서 구현된다. 아날로그 오디오와 디지털 오디오 사이의 원활한 전이를 보장하기 위한 전형적인 블렌드 전이 지속기간(예컨대, 대략 1초)이 주어진다면, 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)는 이 지속기간 동안 충분한 데이터(예컨대, 적어도 대략 170kB)를 보유하도록 사이징되어야 한다. 불행하게도, 제한된 온 칩 메모리를 갖는 칩들에 대해 이러한 대형 버퍼들은 엄청나게 크고 고비용이다.

콤팩트하고 효율적인 오디오 블렌드 지연 버퍼를 갖는 디지털 라디오 수신기의 예시적인 세부사항들을 제공하기 위해, 본 개시내용의 선택된 실시예들에 따른 제1 디지털 신호 경로(701)의 기능 회로 블록 다이어그램을 예시하는 도 12를 이제 참조한다. 예시된 기능들은 도시된 디지털 신호 경로 기능들을 구현하도록 임의의 메모리(예컨대, RAM, 플래시 ROM, ROM)에 대해 적합하게 구성 및 커플링되는 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함할 수 있는 프로세싱 시스템을 구체화한 기저대역 프로세서(예컨대, 도 8의 447)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 기저대역 프로세서는, 오디오 및 데이터 신호들의 상위 계층 디코딩을 수행하여, 적어도 K개의 엔트리들을 보유하는 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(703)에 저장되는 메인 및 보충 프로그램들에 대한 압축 오디오 패킷들(702)을 생성하는 오디오 트랜스포트 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(703)는 K개의 압축 패킷 엔트리들을 저장하기 위한 제1 오디오 패킷 버퍼(704), 및 M개의 압축 패킷 엔트리들을 저장하기 위한 제2 오디오 블렌드 버퍼(705)를 포함할 수 있다. 제2 오디오 블렌드 버퍼(705)는 RAM에서 구현되는 선입 선출(FIFO)과 같은 임의의 적합한 메모리일 수 있다. 선택된 실시예들에서, 제2 오디오 블렌드 버퍼(705)의 사이즈는 M개의 압축 패킷 엔트리들을 보유하는데, 여기서 M은 전형적으로 K보다 더 작고 그것이 오디오의 특정 지속기간, 예를 들어, 1초에 대응하도록 선택된다. 이러한 방식으로, 각각의 모뎀 프레임으로부터의 압축 오디오 패킷들은 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(703)에 저장되고 오디오 디코더(706)에 의해 프로세싱되어, 오디오 전이 모듈(708)에서 아날로그 오디오 샘플들과의 디지털 오디오 샘플들의 정확한 시간 정렬을 위해 사용되는 미세 지연 버퍼(707)로의 출력을 위한 PCM 오디오 샘플들을 생성한다. 오디오 블렌드 버퍼(705)를 오디오 디코더(706)의 입력으로 이동시킴으로써, 압축 오디오 패킷들을 저장하는 것에 의해 오디오 블렌드 버퍼(705)의 사이즈가 대폭 감소될 수 있다. 예를 들어, 1초의 오디오를 96kb/s로 저장하기 위해, 오디오 블렌드 버퍼(705)는 오디오 블렌드 지연 출력 버퍼(616)와 비교하여 거의 15배 감소된 12kB의 메모리만을 필요로 한다.

오디오 트랜스포트로부터 수신되고 오디오 블렌드 입력 버퍼(705)에 저장되는 오디오 패킷들의 신호 품질을 측정하기 위해, 오디오 QI 추정기(709)가 압축 오디오 패킷들이 오디오 블렌드 지연 입력 버퍼(705)에 저장됨에 따라 데이터 손상에 대해 압축 오디오 패킷들을 파싱 및 체크하도록 연결되어, 그에 의해 블렌드 판정 기능 모듈(710)이 오디오 블렌드 지연 버퍼(705)에 저장된 디지털 오디오 샘플들이 "양호한" 오디오인지를 결정할 수 있게 할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 오디오 품질 추정은 오디오 디코딩 블록(706)에 앞서 행해진다. 선택된 실시예들에서, 오디오 QI 추정기(709)는 압축 패킷들이 오디오 블렌드 지연 입력 버퍼(705)에 저장됨에 따라 데이터 손상에 대해 압축 오디오 패킷들을 파싱 및 체크함으로써, 예컨대 순환 중복 체크(CRC) 또는 다항 코드 체크섬(polynomial code checksum) 기능을 사용함으로써, 오디오 디코딩에 앞서 추정된 디지털 오디오 품질 표시자(QI)들을 생성한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 오디오 QI 추정기(709)는 오디오 디코딩 프로세스를 가이드하도록 설계된 패킷 헤더 정보 비트들의 일관성 체크를 사용할 수 있다. 체크 결과들은 오디오 디코딩 블록(706)에 의해 수행되는 에러 은닉 프로세스의 필요성 및/또는 상태의 식별에 이르게 한다. 이러한 식별은 대응하는 디코딩 전략을 직접적으로 발생시킬 것이고, 그에 따라 이 전략이 생성하는 오디오 출력의 품질을 결정할 것이다. 이 품질은 정량화되고 오디오 QI 추정기(709)에 의해 생성된 디지털 오디오 품질 표시자(QI)들에 의해 표현된다. 압축 오디오 패킷들이 오디오 블렌드 지연 입력 버퍼(70S)에 저장됨에 따라 압축 오디오 패킷들으로부터 추정된 오디오 QI 값들을 계산함으로써, 오디오 품질 추정은 특정된 블렌드 전이 지속기간(예컨대, 대략 1초)만큼 오디오 디코딩에 선행한다. 추가적으로, 추정기(709)로부터의 "미리 계산된" 오디오 QI 값들은 오디오 전이 모듈(708)에서 아날로그 오디오와 디지털 오디오 사이의 크로스오버의 시작을 제어하는 블렌드 판정 기능 모듈(710)에 의한 프로세싱을 위해 이용가능하다. 선택된 실시예들에서, 블렌드 판정 기능 모듈(710)은 예컨대 각각의 도달 표시자로 상태를 변화시키는 상태 머신 제어 로직을 사용함으로써, 한 번에 하나의 오디오 QI 값을 프로세싱한다. 이러한 오디오 QI 값들의 순차적인 프로세싱의 결과로서, 블렌드 판정 기능 모듈(710)은 다음 오디오 QI 값에 대한 사전 지식이 없고, 블렌드 판정은 예견 능력 없이 현재 시간까지 프로세싱된 패킷들에 기초하여 행해진다.

콤팩트하고 효율적인 오디오 블렌드 지연 버퍼를 사용하여 개선된 블렌드 판정 기능을 제공하는 디지털 라디오 수신기의 예시적인 세부사항들을 제공하기 위해, 본 개시내용의 선택된 실시예들에 따른 제2 디지털 신호 경로(801)의 기능 회로 블록 다이어그램을 예시하는 도 13을 이제 참조한다. 예시된 기능들은 도시된 디지털 신호 경로 기능들을 구현하도록 임의의 메모리에 대해 적합하게 구성 및 커플링되는 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함할 수 있는 프로세싱 시스템을 구체화한 기저대역 프로세서(예컨대, 도 8의 447)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 기저대역 프로세서는, 오디오 및 데이터 신호들의 상위 계층 디코딩을 수행하여, 적어도 K개의 엔트리들을 보유하는 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(803)에 저장되는 메인 및 보충 프로그램들에 대한 압축 오디오 패킷들(802)을 생성하기 위한 오디오 트랜스포트 모듈을 포함할 수 있다. 특히, 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(803)는 압축 패킷들을 저장하기 위한 제1 K-엔트리 오디오 패킷 버퍼(804), 및 압축 패킷들을 저장하기 위한 제2 M-엔트리 오디오 블렌드 버퍼(805)를 포함할 수 있다. 제2 오디오 블렌드 버퍼(805)는, 압축 오디오 패킷들을 저장하는 것에 의해 오디오 블렌드 버퍼(805)의 사이즈가 대폭 감소되도록 M개의 압축 패킷 엔트리들을 저장하기 위해 사이징될 수 있는, RAM에서 구현되는 선입 선출(FIFO)과 같은 임의의 적합한 메모리일 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 모뎀 프레임으로부터의 압축 오디오 패킷들은 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(803)에 저장되고 오디오 디코더(806)에 의해 프로세싱되어 미세 지연 버퍼(807)로의 출력을 위한 PCM 오디오 샘플들을 생성한다.

입력 버퍼/메모리 저장 디바이스(803)에 저장된 K+M개의 압축 오디오 패킷들과 함께, 디지털 신호 경로(801)는 오디오 트랜스포트(802)로부터 수신되는 압축 오디오 패킷들이 입력 버퍼/메모리 저장 디바이스(803)에 저장됨에 따라 이 압축 오디오 패킷들을 파싱 및 체크하도록 오디오 QI 추정기(809)를 연결함으로써 오디오 패킷들의 신호 품질을 측정한다. 선택된 실시예들에서, 오디오 QI 추정기(809)는 압축 오디오 패킷들이 오디오 패킷 버퍼(804)에 저장됨에 따라 데이터 손상에 대해 압축 오디오 패킷들을 파싱 및 체크함으로써, 예컨대 오디오 패킷 에러들을 식별하기 위한 CRC, 다항 코드 체크섬, 및/또는 일관성 체크 기능들을 사용함으로써, 추정된 오디오 품질 표시자(QI)들을 생성한다. 그러나, 오디오 품질 추정은 오디오 트랜스포트(802)로부터 추출된 오디오 패킷들을 파싱 및 체크하기 위해 오디오 QI 추정기(809)를 연결함으로써 (도 12에 도시된 디지털 신호 경로(701)에 비해) 시간적으로 더 앞당겨진다. 그러나, 추정된 오디오 QI 값들을 블렌드 판정 기능 모듈(813)로의 직접 입력들로서 제공하는 대신에, QI 예견 버퍼(810)가 오디오 QI 추정기(809)의 출력에 연결되어 오디오 패킷 버퍼(804)에 저장된 각각의 오디오 패킷이 QI 예견 버퍼(810)에 저장된 대응하는 할당된 오디오 QI 값을 갖도록 한다. 추가적으로, QI 현재 버퍼(811)가 QI 예견 버퍼(810)의 출력에 연결되어, 오디오 블렌드 버퍼(805)에 저장된 각각의 오디오 패킷이 QI 현재 버퍼(811)에 저장된 대응하는 할당된 오디오 QI 값을 갖도록 할 수 있다.

선택된 실시예들에서, QI 예견 버퍼(810)는 오디오 패킷 버퍼(804)에 저장된 K개의 엔트리들에 대응하는 K개의 엔트리들을 저장하도록 사이징되고, QI 현재 버퍼(811)는 오디오 블렌드 버퍼(805)에 저장된 M개의 엔트리들에 대응하는 M개의 엔트리들을 저장하도록 사이징된다. 예를 들어, 오디오 패킷 버퍼(804)가 FM 메인 프로그램에 대한 대략 1.5초의 오디오에 대한 압축 오디오 패킷들을 저장하고 오디오 블렌드 버퍼(805)가 FM 메인 프로그램에 대한 대략 1초의 오디오에 대한 압축 오디오 패킷들을 저장하는 경우, QI 예견 버퍼(810)는 블렌드 판정 기능 모듈(813)에게 블렌드에 대한 판정을 행할 때 대응하는 추정된 오디오 QI 값들에 대해 1.5초 앞을 예견하는 능력을 제공한다. QI 예견 버퍼(810) 없이, 블렌드 판정 기능 모듈(813)은 블렌드 판정을 행할 때 (오디오 블렌드 버퍼(805)의 사이즈에 대응하는) 마지막 M개의 패킷들로의 액세스만을 가질 것이다. 이는 마지막 M개의 패킷들이 "양호한" 것에 기초하여 디지털로 블렌딩하는 판정이 행해지는 상황에서 발생할 수 있지만, 다음 패킷이 "열악한" 경우, 이는 아날로그로 다시 블렌딩하는 것을 발생시킬 수 있다. 따라서, QI 예견 버퍼(810)는 블렌드 판정 기능 모듈(813)이 다음의 몇몇 오디오 패킷들의 오디오 품질을 예측할 수 있게 하여, 그에 의해 전후로의 블렌딩을 회피시킨다.

본 개시내용의 선택된 실시예들에 따르면, 블렌드 판정 기능 모듈(813)은 블렌딩 프로세스를 가이드하기 위해 현재 오디오 QI 값들과 예견 QI 값들 양측 모두를 사용한다. 이를 위해, QI 프로세싱 회로 또는 모듈(812)은 오디오 패킷 버퍼(804) 내의 압축 오디오 패킷들에 대응하는 QI 예견 버퍼(810)로부터의 오디오 QI 값들을 수신하도록 연결될 수 있고, 또한 오디오 블렌드 버퍼(805) 내의 압축 오디오 패킷들에 대응하는 QI 현재 버퍼(811)로부터의 오디오 QI 값들을 수신하도록 연결될 수 있다. QI 프로세서(812)의 산출 기능성은 현재 및/또는 장래의 오디오 품질 메트릭 값들을 산출하기 위한 제어 로직, 필터들, 및/또는 다른 적합한 회로부로 구체화될 수 있다. 예를 들어, QI 프로세서(812)는 현재 및 장래의 패킷들 양측 모두에 대한 디지털 오디오 품질 메트릭(digital audio quality metric; DAQM)들을 산출하도록 구성될 수 있는데, 여기서 현재의 DAQM 값은 현재의 M개의 패킷들에 대응하는 현재 오디오 QI 값들을 프로세싱한 결과이고, 여기서 장래의 DAQM 값은 현재의 M개의 패킷들을 디코딩한 후에 디코딩될 K개의 패킷들에 대응하는 예견 오디오 QI 값들을 프로세싱한 결과이다. 그 결과, QI 프로세서(812)는 현재의 M개의 패킷들이 "양호함"을 나타내는 현재의 DAQM 값, 및 장래의 K개의 패킷들에서 열악한 패킷들의 존재를 나타내는 장래의 DAQM 값을 생성할 수 있다. "양호한" 현재의 DAQM 값들 및 "열악한" 장래의 DAQM 값을 사용하여, 블렌드 판정 기능 모듈(813)은 디지털로 블렌딩하는 것을 억제하도록 구성될 수 있다. 선택된 실시예들에서, DAQM 값들이 검색되어 호스트 마이크로제어기에 의해 추가로 프로세싱되어 일시적인 값 변동들을 감소시킬 수 있는데, 여기서 호스트 마이크로제어기는 블렌드 판정 기능 모듈(813)보다 더 또는 덜 보수적일 수 있는 그 자신의 블렌드 판정들을 행한다.

블렌드 판정이 행해지는 방식의 관점에서 기존 디지털 라디오 수신기들과의 역 호환성을 유지하기 위해, QI 프로세서(812)를 디스에이블시키는 것에 의해 그리고 블렌드 판정 기능 모듈(813)로의 직접 입력을 위해 추정된 현재 오디오 QI 값들을 라우팅시키는 것에 의해 현재의 DAQM 및 장래의 DAQM 산출이 턴 오프될 수 있다. QI 프로세서가 디스에이블됨에 따라, 블렌드 판정 기능 모듈(813)은 현재 오디오 QI 값들만을 단독으로 또는 추정된 디지털 반송파/신호 대 잡음 비 값들(Cd/No)과 조합하여 사용하도록 구성될 수 있다. 어느 구성으로든, 블렌드 판정 기능 모듈(813)은 입력 버퍼/메모리 저장 디바이스(803)에 저장된 디지털 오디오를 사용하여 오디오 전이 모듈(808)에서 아날로그 오디오와 디지털 오디오 사이의 크로스오버의 시작을 제어하는 것이 가능하다.

오디오 블렌드 버퍼 메모리 사이즈를 감소시키고 예견 오디오 QI 값들에 기초하여 블렌딩 판정을 개선시키는 것에 더하여, 오디오 디코더의 앞에 오디오 블렌드 버퍼를 이동시키는 것의 다른 부수적인 이익들 및 이점들이 있다는 것을 인식할 것이다. 하나의 이러한 이익을 예시하기 위해, 종래의 SPS/MPS 스위칭 아키텍처를 채용하는 제3 디지털 신호 경로(901)의 회로 블록 다이어그램을 예시하는 도 14를 이제 참조한다. 디지털 신호 경로(901)의 예시된 부분에서, 오디오 트랜스포트(902)에 의해 추출된 메인 및 보충 프로그램들에 대한 압축 오디오 패킷들은 K-엔트리 오디오 패킷 버퍼(904)에 저장된다. 오디오 패킷 버퍼(904)의 출력에, 셀렉터 스위치(906)가 연결되어 MPS 또는 SPS 압축 오디오 패킷들 중 어느 하나를 오디오 디코더(908)에 연결하는데, 그 오디오 디코더는 오디오 블렌드 버퍼(910)에의 출력 및 저장을 위한 PCM 오디오 샘플들을 생성한다. 사용자가 "SPS 오디오"를 선택하는 경우, MPS/SPS 셀렉터 스위치(906)는 SPS 오디오 패킷들을 오디오 디코더(908)의 입력으로 라우팅한다. 마찬가지로, 사용자가 "MPS 오디오"를 선택하는 경우, MPS/SPS 셀렉터 스위치(906)는 MPS 오디오 패킷들을 오디오 디코더(908)로 피딩한다. 오디오 디코더(908)는 MPS 또는 SPS 오디오 중 어느 하나를 표현하는 PCM 샘플들을 출력한다. 샘플들의 경로는 어떤 오디오가 선택되는지에 따라 상이하다. 특히, SPS 오디오는 (파선으로 도시된 바와 같이) 출력으로 직접 가지만, MPS 오디오는 오디오 블렌드 버퍼(910)를 통해 그리고 그 후에 오디오 전이 모듈(도시되지 않음)로 간다. 오디오 디코더(908)의 출력에의 오디오 블렌드 버퍼(910)의 포지셔닝 및 사이즈 때문에, MPS 오디오로의 임의의 스위칭은 MPS 오디오가 오디오 블렌드 버퍼(910)의 출력에서 입수가능하게 되기 전에 "필(fill)" 시간(예컨대, 1초)을 필요로 하고, 그 시간 동안 사용자는 묵음을 듣게 될 것이다.

대조적으로, 도 15는 오디오 블렌드 버퍼가 오디오 디코더의 앞에 포지셔닝되는 선택된 실시예들에 따른 SPS/MPS 스위칭 아키텍처를 채용하는 제4 디지털 신호 경로(911)의 회로 블록 다이어그램을 예시한다. 디지털 신호 경로(911)의 예시된 부분에서, 오디오 트랜스포트(912)에 의해 추출된 메인 및 보충 프로그램들에 대한 압축 오디오 패킷들은 적어도 K개의 엔트리들을 보유하는 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(913)에 저장된다. 특히, 입력 버퍼 또는 메모리 저장 디바이스(913)는 K개의 압축 패킷 엔트리들을 저장하기 위한 제1 오디오 패킷 버퍼(914), 및 M개의 압축 패킷 엔트리들을 저장하기 위한 제2 MPS 오디오 블렌드 버퍼(916)를 포함한다. MPS 오디오 블렌드 버퍼(916)의 출력에, 셀렉터 스위치(918)가 연결되어 MPS 또는 SPS 압축 오디오 패킷들 중 어느 하나를 오디오 디코더(920)에 연결하는데, 그 오디오 디코더는 이들로부터 출력을 위한 MPS 또는 SPS PCM 오디오 샘플들 중 어느 하나를 생성한다. 사용자가 "SPS 오디오"를 선택하는 경우, MPS/SPS 셀렉터 스위치(906)는 오디오 패킷 버퍼(914)로부터의 SPS 오디오 패킷들을 오디오 디코더(920)의 입력으로 라우팅한다. 그러나, 사용자가 "MPS 오디오"를 선택하는 경우, MPS/SPS 셀렉터 스위치(918)는 오디오 블렌드 버퍼(916)의 출력으로부터 MPS 오디오 패킷들을 피딩한다. 그 결과, SPS로부터 MPS로의 스위치가 발생할 때, MPS 오디오는 오디오 블렌드 버퍼(916)로부터 이미 입수가능하여, 스위칭이 거의 순간적이며 스위치 이후에 스위칭 관련 묵음이 없다. 이러한 경우에는 오디오 디코더(920)로부터의 MPS 및 SPS 오디오 양측 모두에 대한 출력 경로가 동일하다.

인식되는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 복합 디지털 오디오 방송 신호 및 프로그래밍 기능성을 프로세싱하기 위한 개시된 시스템, 방법 및 수신기 장치는 컴퓨터 또는 임의의 명령어 실행 시스템에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램 코드, 실행가능 명령어들, 및/또는 데이터를 제공하는 컴퓨터 사용가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체로부터 액세스가능한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하여, 하드웨어, 프로세싱 회로부, 소프트웨어(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않음)로, 또는 이들의 일부 조합으로 구체화될 수 있는데, 여기서 컴퓨터 사용가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함 또는 저장할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체의 예들로는 반도체 또는 솔리드 스테이트 메모리, 자기 테이프, 메모리 카드, 착탈식 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 강성 자기 디스크 및 광 디스크, 예컨대 콤팩트 디스크-판독 전용 메모리(CD-ROM), 콤팩트 디스크-리드/라이트(CD-R/W) 및 DVD, 또는 임의의 다른 적합한 메모리를 포함한다.

이제, 인-밴드 온-채널(IBOC) 디지털 라디오 방송 신호에 대한 수신기 및 연관된 프로세서 구현 동작 방법이 본 명세서에 제공된다는 것을 인식해야 한다. 선택된 실시예들에서, 디지털 라디오 방송 수신기는 내부에 저장되는 실행가능 명령어들 및 데이터를 갖는 적어도 하나의 기록가능 저장 매체를 포함하는데, 그 실행가능 명령어들 및 데이터는, 적어도 하나의 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세싱 디바이스로 하여금, 수신된 복합 디지털 라디오 방송 신호를 아날로그 오디오 부분 및 디지털 오디오 부분으로 분리하게 하고; 아날로그 및 디지털 오디오 부분들을 복조하여, 각각, 아날로그 및 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하게 하고; 하나 이상의 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값들에 의해 나타내어질 때 아날로그로부터 디지털로의 블렌딩을 방지하거나 지연시킴으로써 아날로그 오디오 신호 샘플들을 디지털 오디오 신호 샘플들과 디지털 결합하여 오디오 출력을 생성하게 한다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 디지털 오디오 부분의 복조는, 예컨대 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분에 대해 디인터리빙, 코드 결합, FEC 디코딩, 및 에러 플래깅을 수행하여 기저대역 디지털 신호를 생성하는 것에 의해, 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하여 디지털 오디오 신호를 생성하는 것을 포함한다. 그 후에, 디지털 오디오 신호는, 예컨대 디지털 기저대역 신호의 오디오 트랜스포트 디코딩을 수행하여 복수의 압축 오디오 패킷들을 계산하는 것에 의해, 상위 계층 디코딩 프로세스를 사용하여 디코딩되어 복수의 압축 오디오 패킷들을 계산한다. 그 후에, 각각의 압축 오디오 패킷은, 예컨대 데이터 손상에 대해 각각의 압축 오디오 패킷을 파싱 및 체크하는 것 그리고/또는 각각의 압축 오디오 패킷 상의 각각의 헤더에 대해 일관성 체크를 수행하는 것에 의해, 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하도록 프로세싱된다. 추가적으로, K개의 예견 압축 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 패킷 버퍼, 및 M개의 현재 압축 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 블렌드 버퍼를 포함할 수 있고 오디오 디코더로의 입력을 위해 압축 오디오 패킷들을 제공하도록 연결되는 입력 버퍼에 각각의 압축 오디오 패킷이 저장된다. 선택된 실시예들에서, 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축 오디오 패킷은 동시에 프로세싱되어 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하는 한편, 다른 실시예들에서, 오디오 패킷 버퍼에 저장된 각각의 압축 오디오 패킷이 상기 압축 오디오 패킷을 오디오 블렌드 버퍼에 저장하기 전에 프로세싱되어 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하여, 각각의 압축 오디오 패킷이 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하도록 프로세싱된 후에 오디오 블렌드 버퍼에 저장되도록 한다. 복수의 압축 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 블렌드 버퍼에 각각의 압축 오디오 패킷을 저장한 후에, 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보는 오디오 디코더로 프로세싱되어 압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성한다. SPS 오디오 패킷들이 오디오 패킷 버퍼에 저장되고 MPS 오디오 패킷들이 오디오 블렌드 버퍼에 저장되는 선택된 실시예들에서, 셀렉터 스위치는 오디오 디코더로의 입력을 위해 SPS 오디오 패킷들과 MPS 오디오 패킷들 사이에서 스위칭하기 위해 오디오 디코더의 입력에 연결될 수 있다. 선택된 실시예들에서, 오디오 패킷 버퍼에 저장된 K개의 압축 오디오 패킷들에 대응하는 K개의 예견 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 저장하기 위한 예견 버퍼, 및 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 복수의 압축 오디오 패킷들에 대응하는 M개의 현재 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 저장하기 위한 현재 버퍼를 포함할 수 있는 메모리 저장 디바이스에 각각의 디지털 오디오 품질 표시자 값이 저장된다. 이러한 실시예들에서, K개의 예견 품질 표시자 값들에 기초하여 장래의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출하기 위해, 그리고 M개의 품질 표시자 값들에 기초하여 현재의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출하기 위해 품질 표시자 프로세싱 모듈이 제공될 수 있는데, 여기서 아날로그 오디오 신호 샘플들을 디지털 오디오 신호 샘플들과 디지털 결합하는 단계는, 현재의 디지털 오디오 품질 메트릭이 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 압축 오디오 패킷들이 왜곡되지 않음을 나타내는 제1 값을 가지며 장래의 디지털 오디오 품질 메트릭이 장래의 압축 오디오 패킷들이 왜곡됨을 나타내는 제2 값을 가질 때, 아날로그로부터 디지털로의 블렌딩을 방지하거나 지연시킨다.

본 명세서에 개시되는 설명된 예시적인 실시예들이 오디오 디코딩 전에 압축 오디오 패킷들로부터 추출되는 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 채용함으로써 인-밴드 온-채널(IBOC) 디지털 라디오 방송 신호에서 아날로그 오디오 신호 샘플들을 디지털 오디오 신호 샘플들과 디지털 결합하기 위한 예시적인 IBOC 시스템에 관한 것이지만, 본 발명은 매우 다양한 디지털 라디오 방송 수신기 설계들 및/또는 동작들에 적용가능한 본 발명의 발명적 양태들을 예시하는 예시적인 실시예들로 반드시 제한되지는 않는다. 따라서, 본 발명은, 본 명세서의 교시의 이익을 갖는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한, 상이하지만 동등한 방식들로 수정 및 실시될 수 있으므로, 상기에 개시된 특정 실시예들은 단지 예시적이고 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 전술한 설명은 본 발명을 제시된 특정 형태로 제한하려고 의도된 것이 아니라, 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 바와 같은 이러한 대안들, 수정들 및 등가물들을 커버하는 것으로 의도되어, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 가장 폭넓은 형태로 다양한 변화들, 대체들 및 변경들을 행할 수 있음을 이해해야 한다.

Claims

신호 블렌딩(signal blending)을 평활하게(smooth) 하기 위해 복합 디지털 라디오 방송 신호(composite digital radio broadcast signal)를 프로세싱하기 위한 방법으로서,
수신된 복합 디지털 라디오 방송 신호를 아날로그 오디오 부분 및 디지털 오디오 부분으로 분리하는 단계;
상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 아날로그 오디오 부분을, 아날로그 오디오 신호 샘플들을 생성하기 위해 복조하는 단계;
상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을,
디지털 오디오 신호를 생성하기 위해 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하는 것,
복수의 압축된 오디오 패킷들을 계산(compute)하기 위해 상위 계층 디코딩 프로세스를 사용하여 상기 디지털 오디오 신호를 디코딩하는 것,
압축된 오디오 패킷에 대해 오디오 디코딩을 수행하기 전에, 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값(digital audio quality indicator value)을 계산하기 위해 압축된 오디오 도메인에서 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하는 것,
복수의 압축된 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 블렌드 버퍼에 각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하는 것,
압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하기 위해 상기 오디오 블렌드 버퍼의 출력에 연결된 오디오 디코더로 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보에 대해 오디오 디코딩을 수행하는 것
에 의해 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하기 위해 복조하는 단계; 및
상기 아날로그 오디오 신호 샘플들을, 하나 이상의 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값에 의해 표시될 때 아날로그로부터 디지털로의 블렌딩을 방지하거나 지연시킴으로써 오디오 출력을 생성하기 위해 상기 디지털 오디오 신호 샘플들과 디지털방식으로(digitally) 결합(combine)하는 단계
를 포함하는, 신호 블렌딩을 평활하게 하기 위해 복합 디지털 라디오 방송 신호를 프로세싱하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호는, 오버-디-에어 인-밴드 온-채널 디지털 라디오 방송 신호(over-the-air in-band on-channel digital radio broadcast signal)를 포함하는 것인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 디지털 오디오 신호를 생성하기 위해 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하는 것은, 기저대역 디지털 신호를 생성하기 위해 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분에 대해 디인터리빙(deinterleaving), 코드 결합, FEC(forward error correction) 디코딩, 및 에러 플래깅(error flagging)을 수행하는 것을 포함하는 것인, 방법.
제3항에 있어서, 상기 디지털 오디오 신호를 디코딩하는 것은, 상기 복수의 압축된 오디오 패킷들을 계산하기 위해 상기 기저대역 디지털 신호의 오디오 트랜스포트 디코딩(audio transport decoding)을 수행하는 것을 포함하는 것인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하는 것은, 데이터 손상(data corruption)에 대해 각각의 압축된 오디오 패킷을 파싱(parsing)하고 체크하는 것을 포함하는 것인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하는 것은, 각각의 압축된 오디오 패킷 상의 각각의 헤더에 대해 일관성 체크를 수행하는 것을 포함하는 것인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷은, 상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 동시에 프로세싱되는 것인, 방법.
제1항에 있어서, 각각의 압축된 오디오 패킷은, 상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 프로세싱된 후에 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장되는 것인, 방법.
제8항에 있어서, 메모리 저장 디바이스에 상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 메모리 저장 디바이스는,
오디오 패킷 버퍼에 저장된 K개의 압축된 오디오 패킷들에 대응하는 K개의 룩어헤드 디지털 오디오 품질 표시자 값(look ahead digital audio quality indicator value)들을 저장하기 위한 룩어헤드 버퍼; 및
상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 복수의 압축된 오디오 패킷들에 대응하는 M개의 현재의 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 저장하기 위한 현재 버퍼
를 포함하는 것인, 방법.
제9항에 있어서,
상기 K개의 룩어헤드 디지털 오디오 품질 표시자 값들에 기초하여 미래의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출(calculate)하는 단계, 및
상기 M개의 현재의 디지털 오디오 품질 표시자 값들에 기초하여 현재의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출하는 단계
를 더 포함하고,
상기 아날로그 오디오 신호 샘플들을, 상기 디지털 오디오 신호 샘플들과 디지털방식으로 결합하는 단계는, 상기 현재의 디지털 오디오 품질 메트릭이, 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 압축된 오디오 패킷들이 왜곡(distort)되지 않음을 나타내는 제1 값을 갖고, 상기 미래의 디지털 오디오 품질 메트릭이, 미래의 압축된 오디오 패킷들이 왜곡됨을 나타내는 제2 값을 가질 때, 아날로그로부터 디지털로의 블렌딩을 방지하거나 지연시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
제1항에 있어서,
오디오 패킷 버퍼에 보충 프로그램 서비스(supplemental program service; SPS) 오디오 패킷들을 저장하는 단계; 및
상기 오디오 블렌드 버퍼에 메인 프로그램 서비스(main program service; MPS) 오디오 패킷들을 저장하는 단계
를 더 포함하고,
상기 디지털 오디오 부분을 복조하는 것은, 상기 오디오 디코더에의 입력을 위해 상기 SPS 오디오 패킷들과 상기 MPS 오디오 패킷들 사이에서 스위칭하는 것을 더 포함하는 것인, 방법.
실행가능 명령어들 및 데이터가 저장되어 있는 적어도 하나의 기록가능 저장 매체를 포함하는 복합 디지털 라디오 방송 신호를 프로세싱하기 위한 수신기로서, 상기 실행가능 명령어들 및 데이터는 적어도 하나의 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스가 상기 복합 디지털 오디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을,
디지털 오디오 신호를 생성하기 위해 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하는 것,
복수의 압축된 오디오 패킷들을 계산하기 위해 상위 계층 디코딩 프로세스를 사용하여 상기 디지털 오디오 신호를 디코딩하는 것,
압축된 오디오 패킷에 대해 오디오 디코딩을 수행하기 전에, 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하는 것,
오디오 디코더에의 입력을 위한 압축된 오디오 패킷들을 제공하도록 연결된 입력 버퍼에 각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하는 것, 및
압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하는 상기 오디오 디코더로 상기 입력 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보에 대해 오디오 디코딩을 수행하는 것
에 의해 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하기 위해 복조하게 하는 것인, 실행가능 명령어들 및 데이터가 저장되어 있는 적어도 하나의 기록가능 저장 매체를 포함하는 복합 디지털 라디오 방송 신호를 프로세싱하기 위한 수신기.
제12항에 있어서,
상기 디지털 오디오 신호를 생성하기 위해 상기 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하기 위한 디지털 복조기,
상기 복수의 압축된 오디오 패킷들을 계산하기 위해 상기 상위 계층 디코딩 프로세스를 사용하여 상기 디지털 오디오 신호를 디코딩하기 위한 오디오 트랜스포트 디코더,
상기 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하기 위한 오디오 추정기(audio estimator),
각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하기 위한 입력 버퍼 내의 오디오 블렌드 버퍼, 및
압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하기 위해 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보를 프로세싱하기 위한 상기 오디오 블렌드 버퍼의 출력부에 연결된 오디오 디코더
를 더 포함하는, 수신기.
제12항에 있어서, 상기 실행가능 명령어들 및 데이터는, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스가, 데이터 손상에 대해 체크하기 위해 상기 입력 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷 상의 각각의 헤더에 대해 일관성 체크를 수행하는 것 또는 상기 입력 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷을 파싱하는 것에 의해 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하게 하는 것인, 수신기.
제12항에 있어서, 상기 입력 버퍼는 오디오 블렌드 버퍼에 연결된 오디오 패킷 버퍼를 포함하고, 상기 실행가능 명령어들 및 데이터는, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스가, 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 동시에 프로세싱하면서 상기 오디오 블렌드 버퍼에 각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하게 하는 것인, 수신기.
제12항에 있어서, 상기 입력 버퍼는 오디오 블렌드 버퍼에 연결된 오디오 패킷 버퍼를 포함하고, 상기 실행가능 명령어들 및 데이터는, 상기 적어도 하나의 프로세싱 디바이스가, 상기 오디오 블렌드 버퍼에 각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하기 전에 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 상기 오디오 패킷 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하게 하는 것인, 수신기.
제16항에 있어서,
상기 오디오 패킷 버퍼에 저장된 K개의 압축된 오디오 패킷들에 대응하는 K개의 룩어헤드 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 저장하기 위한 룩어헤드 버퍼; 및
상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 복수의 압축된 오디오 패킷들에 대응하는 M개의 현재의 디지털 오디오 품질 표시자 값들을 저장하기 위한 현재 버퍼
를 더 포함하는, 수신기.
제17항에 있어서, 표시한 미래의 압축된 오디오 패킷들이 왜곡되었는지 여부를 표시하기 위한 K개의 룩어헤드 품질 표시자 값들에 기초하여 미래의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출하기 위한, 그리고 상기 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 압축된 오디오 패킷들이 왜곡되지 않았는지 여부를 표시하기 위한 M개의 품질 표시자 값들에 기초하여 현재의 디지털 오디오 품질 메트릭을 산출하기 위한 품질 표시자 프로세싱 모듈을 더 포함하는, 수신기.
제12항에 있어서, (1) 상기 입력 버퍼의 오디오 패킷 버퍼에 저장된 보충 프로그램 서비스(SPS) 오디오 패킷들과 (2) 상기 입력 버퍼의 오디오 블렌드 버퍼에 저장된 메인 프로그램 서비스(MPS) 오디오 패킷들 사이에서 스위칭하기 위한 상기 오디오 디코더의 입력부에 연결된 선택기 스위치를 더 포함하는, 수신기.
컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 유형의 컴퓨터 판독가능 매체(tangible computer readable medium)로서, 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들은 기저대역 프로세싱 시스템이,
디지털 오디오 신호를 생성하기 위해 복합 디지털 라디오 방송 신호의 디지털 오디오 부분을 복조하게 하고;
복수의 압축된 오디오 패킷들을 계산하기 위해 상위 계층 디코딩 프로세스를 사용하여 상기 디지털 오디오 신호를 디코딩하게 하고;
오디오 디코더에의 입력을 위한 압축된 오디오 패킷들을 제공하도록 연결된 입력 버퍼에 각각의 압축된 오디오 패킷을 저장하게 하고 - 상기 입력 버퍼는,
K개의 룩어헤드 압축된 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 패킷 버퍼, 및
M개의 현재의 압축된 오디오 패킷들을 저장하기 위한 오디오 블렌드 버퍼를 포함함 - ;
압축된 오디오 패킷에 대해 오디오 디코딩을 수행하기 전에, 대응하는 디지털 오디오 품질 표시자 값을 계산하기 위해 각각의 압축된 오디오 패킷을 프로세싱하게 하며;
압축해제된 디지털 오디오 신호 샘플들을 생성하는 상기 오디오 디코더로 상기 입력 버퍼에 저장된 각각의 압축된 오디오 패킷으로부터의 오디오 정보에 대해 오디오 디코딩을 수행하게 하도록
적응(adapt)되는 것인, 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 유형의 컴퓨터 판독가능 매체.