MXPA00009446A - Metodo y sistema de difusion de audio digital en banda en canal fm hibrido y todo digital - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a proporciona un método de difusión que incluye las etapas de proporcionar una señal de difusión en una banda de frecuencia central de un canal de radio FM;proporcionar una primera pluralidad de subportadores en una banda lateral superior del canal de radio FM;proporcionar una segunda pluralidad de subportadores en una banda lateral inferior del canal de radio FM;modular un primer grupo de la primera pluralidad de subportadores con una versión codificada de convolución perforada complementaria de material de programa;modular un primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores con la versión codificada de convolución perforada complementaria;y transmitir la señal de difusión, el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores y el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores. En la versión todo digital de la invención, la banda de frecuencia central puede incluir una pluralidad de subportadores en las bandas laterales inferiores y superiores .Estos subportadores adicionales pueden ser usados para transmitir datos adicionales. También se incluyen transmisores y receptores que utilizan el mètodo.

Description

MÉTODO Y SISTEMA DE DIFUSIÓN DE AUDIO DIGITAL EN BANDA EN CANAL EM HÍBRIDO Y TODO DIGITAL DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona a radio difusión, y más particularmente, a formatos de modulación para difusión de audio digital (DAD) en banda en canal (ECEB) FM y sistemas de difusión que utilizan tales formatos de modulación. La difusión de audio digital es un medio para proporcionar audio de calidad digital, superior a formatos de difusión análogos existentes. La DAD ECEB FM puede ser transmitida en un formato híbrido en donde la señal modulada digitalmente coexiste con la señal de FM análoga actualmente en difusión. El ECEB no requiere ubicaciones espectrales nuevas ya que cada señal DAD es transmitida simultáneamente dentro de la misma máscara espectral de una ubicación de canal FM existente. El ECEB promueve la economía dei espectro mientras que permite que los difusores suministren audio de calidad digital a su base presente de escuchas. Los sistemas de difusión de ECEB FM en uso han sido el OBJETO de , varias patentes de los Estados Unidos incluyendo patentes No. 5,465,396; 5,315,583; 5,278,844 y 5,278,826. Además, una solicitud de patente pendiente comúnmente asignada para "Method and system for Simultaneously Broadcasting and Receiving Digital and Analog Signáis, por D. Kumar y B. Hunsinger, No. de serie 08/294,140, presentada en Julio de 1994 describe un sistema DAD ECEB FM. Las ventajas de la transmisión digital para audio incluyen calidad de señal mejor con menor ruido y mayor rango dinámico que los canales de radio FM existentes. Inicialmente el formato híbrido puede ser adoptado permitiendo a los receptores existentes continuar recibiendo la señal FM análoga mientras que permite que nuevos receptores ECEB decodifiquen la señal digital. En algún momento en el futuro, cuando los receptores de DAD ECEB sean abundantes, los difusores pueden elegir transmitir un formato todo digital. La meta de DAD ECEB híbrida FM para proporcionar audio digital estéreo de calidad CD virtual (más datos) mientras transmite simultáneamente la señal de FM existente. La meta de DAD ECEB todo digital de FM es proporcionar audio estéreo de calidad CD virtual junto con un canal de datos con capacidad de hasta aproximadamente 200 kbps, dependiendo de un ambiente de interferencia de la estación particular. Ya que se espera que sea una transición de formatos DAD ECEB híbrido a todo digital, puede ser deseable divisar un formato de modulación que pueda ser usado por ambos sistemas de tal forma que la transición pueda ser hecha con cambios mínimos en el equipo de transmisión. Esta invención proporciona un método de difusión que comprende las etapas de: proporcionar una señal de difusión en una banda de frecuencia central de un canal de radio FM; proporcionando una pluralidad de subportadores de banda lateral superior en una banda lateral superior del canal de radio FM, con la banda lateral superior que está dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente +100 kHz a aproximadamente +200 kHz desde la frecuencia de centro del canal de radio; proporcionar una pluralidad de subportadores de banda lateral inferior en una banda lateral inferior del canal de radio FM, con la banda lateral inferior que está dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente -100 kHz a aproximadamente -200 kHz de la frecuencia de centro del canal de radio; división de frecuencia ortogonal que modula un primer grupo de la pluralidad de subportadores de banda lateral superior con una versión codificada de convolución complementaria perforada de un programa a ser transmitido; división de frecuencia ortogonal que multiplexea la pluralidad de subportadores de banda lateral inferior con la versión codificada de convolución perforada complementaria de la señal del programa a ser transmitido; y transmitir la señal de banda de frecuencia central, la pluralidad de los subportadores de banda lateral superior, y la pluralidad de subportadores de banda lateral inferior. Cuando opera con un formato de modulación híbrida, la señal de banda de frecuencia central comprende un portador FM modulado por una señal de programa análoga. Cuando opera con un formato de modulación todo digital, la señal de banda de frecuencia central comprende una tercera pluralidad de subportadores modulados por una señal digital y difunde en una densidad espectral de energía promedio menor que aquella de la banda lateral superior y subportadores de banda lateral inferior. En el formato todo digital, esta invención incluye un método de difusión que comprende las etapas de: proporcionar una primera pluralidad de subportadores en una banda lateral superior de un canal de radio FM; proporcionar una segunda pluralidad de subportadores en una banda lateral inferior del canal de radio FM; división de frecuencia ortogonal que modula un primer grupo de la primera pluralidad de subportadores con una versión digitalmente codificada de la señal de programa a ser transmitida; división de frecuencia ortogonal que modula un primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores con la versión digitalmente codificada de la señal del programa a ser transmitida; proporcionar una tercera pluralidad de subportadores ien una banda de frecuencia central del canal de radio FM; en donde la densidad espectral de energía de la tercera pluralidad de subportadores es menor que la densidad espectral de energía de los subportadores en las bandas laterales superiores e inferiores; y transmitir el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores, el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores, y la tercer pluralidad de subportadores . La invención también abarca transmisores y receptores que utilizan los métodos anteriores. Esta invención proporciona un formato de modulación que puede ser usado por ambos sistemas de difusión de audio digital en banda en canal híbrido y todo digital de tal forma que la transición puede ser hecha con cambios mínimos en el equipo de transmisión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una representación esquemática de las ubicaciones de frecuencia y densidad espectral de energía relativa de los componentes de señal para una señal DAD ECEB de FM híbrida de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una representación esquemática de las ubicaciones de frecuencia y densidad espectral de energía relativa de los componentes de señal para una señal DAD ECEB FM todo digital de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es una representación esquemática de las ubicaciones de frecuencia y densidad espectral de energía relativa de los componentes de señal para la banda lateral superior de la señal DAD ECEB FM de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una representación esquemática de las ubicaciones de frecuencia y densidad espectral de energía relativas de los componentes de señal para la banda lateral inferior de la señal de DAD ECEB de FM de acuerdo con la presente invención; La Figura 5 ilustra la interferencia de potencial entre una difusión de canal de acuerdo con esta invención y el canal FM análogo primero adyacente izquierdo en un sistema de DAD ECEB; La Figura 6 ilustra la interferencia de potencial entre una difusión de canal de acuerdo con esta invención y el canal DAD ECEB primero adyacente izquierdo en un sistema DAD ECEB; y La Figura 7 es un diagrama de bloque simplificado de un sistema de difusión el cual puede incorporar el método de modulación de la presente invención. Con referencia a los dibujos, la Figura 1 es una representación esquemática de las ubicaciones de frecuencia (colocación espectral) y densidad espectral de energía relativa de los componentes de señal para una señal DAD ECEB FM híbrida 10 de acuerdo con la presente invención. El formato híbrido incluye la señal análoga estéreo de FM 12 convencional que tiene una densidad espectral de energía representada por la conformación triangular 14 colocada en una banda central, o de frecuencia central, porción 16 del canal. La Densidad Espectral de Energía (DEE) de una señal de difusión de FM análoga típica es casi triangular con una pendiente de aproximadamente -0.35 dB/kHz desde la frecuencia central. Se colocan una pluralidad de subportadores uniformemente espaciados digitalmente modulados en cualquier lado de la señal FM análoga, en una banda lateral superior 18 y una banda lateral inferior 20, y se transmiten concurrentemente con la señal FM análoga. Se transmiten todos los portadores en un nivel de energía que falla dentro de la máscara de canal 22 de la Comisión de Comunicaciones Federales de los Estados Unidos. El eje vertical en la Figura 1 muestra la densidad espectral de energía pico opuesta a una caracterización de densidad espectral de energía promedio convencional. En este caso, la energía de señal DAD en un lado total es 25 dB debajo de la energía del portador FM mientras que la proporción de energía espectral del pico parece significativamente mayor. El espectro de FM de plazo corto es más "punteagudo" que el espectro DAD de corto plazo cuando se observan ambos en un ancho de banda de 1 kHz. Como se observará de la descripción anterior, la porción modulada digitalmente de la señal híbrida es un subgrupo de la señal DAD toda digital que será transmitida en el formato DAD ECEB todo digital. Las señales desde un canal FM adyacente (es decir las primeras señales FM adyacentes), si están presentes, pueden ser centradas en un espaciado de 200 kHz desde el centro de canal de interés. En una modalidad de la invención, referida como el formato de modulación ECEB FM híbrido, se colocan 95 subportadores modulados de división de frecuencia ortogonal uniformemente separados (MDFO) en cada lado de la señal FM análoga huésped que ocupa el espectro desde aproximadamente 129 kHz a 198 kHz desde la frecuencia de centro de FM huésped como se ilustra por la banda lateral superior 18 y la banda lateral 20 inferior en la Figura 1. En el sistema híbrido la energía DAD total en los subportadores modulados MDFO en cada banda lateral es fijada a aproximadamente -25 dB con relación a su energía FM análoga huésped. La colocación espectral y los niveles de densidad de energía de señal relacionados de los subportadores digitales de MDFO en una segunda modalidad de la invención, se refiere al formato DAD de FM todo digital ilustrado por el número 24, como se muestra en la Figura 2. En esta modalidad de la invención la señal FM análoga ha sido reemplazada por un grupo adicional opcional de subportadores MDFO, referidos como la señal toda digital extendida 26, ubicada en la banda de frecuencia central 28. Una vez otra vez subportadores MDFO uniformemente separados son colocados en una banda lateral superior 30 y una banda lateral inferior 32. Las bandas laterales del formato todo digital de la Figura 2 son más amplias que las bandas laterales de la Figura 1. Además, el nivel de densidad espectral de energía de las bandas laterales de señal de ECEB toda digital se fija aproximadamente 10 dB más que lo permitido en las bandas laterales de ECEB híbridas. Esto proporciona la señal de ECEB toda digital con una ventaja de comportamiento significativo. Adicionalmente la densidad espectral de energía de la señal toda digital extendida es aproximadamente 15 dB debajo de las bandas laterales de ECEB híbridas. Esto minimiza o elimina cualesquiera problemas de interferencia a señal ECEB toda digital o híbrida adyacente mientras que proporciona capacidad adicional para otros servicios digitales. Se recomienda que los subportadores de datos extendidos se fijen en un nivel relativo de aspereza 15 dB abajo del nivel de los otros subportadores principales. Esto es un compromiso entre lo robusto de estos subportadores extendidos e interferencia a los subportadores principales de una primera señal adyacente. Para evaluar ia situación de interferencia de potencial, se asume que el nivel relativo máximo de la primera estación toda digital adyacente es -6 dB en el contorno protegido 54 dBu. Esto es el caso para, el par de primeras estaciones adyacentes que cumplen con las pautas FCC, aunque hay excepciones que son separadas cercanas. Los subportadores de datos extendidos pueden interferir con los primeros subportadores principales adyacentes en un nivel relativo de -21 dB (-6dB-15dB) . Este nivel de interferencia incluye algún margen para desvanecimiento y no debe resultar en degradación significativa si hay la señal principal. Sin embargo, los subportadores de datos extendidos pueden sufrir cuando el primer interferenciador adyacente es -6 dB inferior ya que los subportadores principales del dispositivo de interferencia pueden ser 9 dB mayores que los subportadores de datos extendidos. La codificación de FEC puede ser impuesta sobre los subportadores de datos extendidos de tal forma que un primer dispositivo de interferencia adyacente pueda ser tolerado. Si se perciben los datos extendidos para ser más valuables que los indicativos de la protección proporcionada, entonces se considera el incrementar el nivel de subportadores de datos extendidos a -10 dB en lugar de -15 dB. La Figura 3 es una representación esquemática de la colocación y densidad espectral de energía relativa de los componentes de señal para la banda lateral superior de la señal DAD ECEB FM de acuerdo con la presente invención. En las Figuras 3 y 4, las ubicaciones de subportadores potenciales se indexan (números asignados) en el intervalo de cero a la frecuencia de centro de FM a más o menos 273 en los bordes del ancho de banda de 400 kHz, con las asignaciones positivas que tienen frecuencias del portador arriba de la frecuencia del centro de canal y los números negativos que tienen frecuencias debajo de la frecuencia del centro de canal. Las asignaciones del subportador mostradas en paréntesis arriba de la escala de frecuencia Figura 3 incluyen todos los subportadores opcionales en la banda lateral superior de ambos sistemas híbridos y todo digital. Los subportadores DAD híbridos comprenden un subgrupo de los subportadores DAD todos digitales. En las modalidades preferidas de la invención, los subportadores MDFO individuales son QPSK modulados en 689,0625 Hz (44100/64) y son separados ortogonalmente en aproximadamente 726.7456055 Hz (44100*135/8192) después se aplica la conformación de impulso (impulso de tiempo de coseno elevado a la raíz con 7/128 funciones de tiempo en exceso como tiempo de seguridad) . La escala de frecuencia muestra la diferencia de frecuencia desde la frecuencia del centro de canal. La banda lateral superior representada en la Figura 3, está comprendida de subportadores que portan información 140 a 272 que corresponden a frecuencias de subportadores 101,744 Hz a 197,675 Hz. El subportador 273 es un subportador de referencia opcional. Se muestra la banda lateral superior a ser dividida en varios grupos 34, 36, 38 y 40. El grupo 34 representa el canal principal y contiene los subportadores 178 a 253. Los subportadores de canal principal se usan para transmitir el material de programa a ser difundido en la forma de bitios de datos del algoritmo de codificación en una proporción de por lo menos 96 000 bitios por segundo (kbs). El canal principal puede incluir datos ancilarios y auxiliares. Un segundo grupo de portadores 36 que ocupan posiciones subportadores 254 a 272 se usan para transmitir bitios de paridad. Un tercer grupo de portadores puede ser usado para portar una versión retrasada de 24 kbps del material de programa para propósitos de sintonizado y reforzado. Como se discutirá posteriormente, estos subportadores son más probablemente corrumpidos por dispositivos de intereferencia que los subportadores que se colocan más cerca al centro del canal. Los bitios de codificación más expandibles se colocan en los subportadores MDFO externos. Los bitios expandibles contribuyen por lo menos a la distancia libre o codifican ganancia de la codificación combinada y son por lo menos importantes a la capacidad de corrección de error de la codificación. Por lo tanto, los subportadores más vulnerables son usados para portar estos bitios expandibles. Otros grupo de subportadores 38 se usa en la modalidad toda digital de la invención para portar bitios de paridad o datos opcionales y pueden ser usados , en la modalidad híbrida de la invención, si la señal análoga en la banda de frecuencia central es de nuevo escalada, por ejemplo al eliminar información estéreo. El grupo subportador 40 incluye posiciones del subportador 140 a 158 y se usa en la modalidad toda digital para transmitir una versión de refuerzo retrasado del material de programa en una proporción de datos inferior, de por ejemplo 24 kbs . Los subportadores en este grupo no puede ser usado en la modalidad híbrida a menos que la señal de banda de base análoga es además escalada de nuevo. En la modalidad toda digital, los subportadores del grupo 40 proporcionan datos que pueden ser usados en el caso de una pérdida de la señal transmitida en el canal principal. El subportador en la ubicación 273 representa una señal de referencia opcional 42. Esta señal puede ser usada para los propósitos de adquisición de señal si se desea. La banda lateral inferior mostrada en la Figura 4, tiene una imagen en el espejo del formato de banda lateral superior con índices y frecuencias negativas. El canal principal de la banda lateral inferior 44 contiene los subportadores en ubicaciones -178 a -253 y se usa para transmitir el mismo material de programa como se transmite en el canal principal de banda lateral superior. Los subportadores en los grupos 46, 48, y 50 se utilizan en la misma forma como los subportadores del grupo 36, 38 y 40 de la banda lateral superior. El subportador en la posición -273 puede ser usado para transmitir una señal de referencia opcional. Los subportadores en ambas bandas laterales usan multiplexeo de división de frecuencia ortogonal y son FEC codificados usando códigos de convolución perforada complementaria (CPC) . Los códigos CPC son conocidos en la técnica, por ejemplo, véase S. Kallel, "Complementary Punctured Convolution (CPC) Codes and Their Applications", IEEE Trans. Comm., Vol 43, No. 6, pág. 2005-2009, Junio de 1995. Los subportadores de referencia, si se usan, se ubican en más o menos 273 con frecuencias de centro de mas o menos 198,402 Hz. Los subportadores de referencia pueden ser modulados con la misma fase de símbolo usada para modular el subportador 272 para el tiempo símbolo previo. Esto permite al receptor la opción de realizar detección diferencial en el comienzo de frecuencia con el subportador de referencia, o detección diferencial en el comienzo de la frecuencia con la detección diferencial de tiempo del subportador 272. Idealmente, en la ausencia de interferencia, pero con desvanecimiento, el comportamiento puede ser mejor usando el subportador de referencia. Sin embargo, puede ser ventajoso eliminar el subportador de referencia para minimizar la interferencia de potencial desde una segunda señal DAD adyacente. ¡ El canal principal PAC de 96 kbps que ocupa los subportadores 178 a 253 se formatean idénticamente en ambos sistemas híbridos y todos digitales. Este canal principal se codifica en ambas bandas laterales DAD usando códigos CPC, resultando en un código CPC de proporción ^í. El subportador de referencia, si se usa, puede también ser idéntico en ambos sistemas híbridos y todos digitales. Estos subportadores de referencia (pilotos) pueden ser modulados con una secuencia alternante para permitir la asistencia en frecuencia y adquisición de sincronización de símbolos y arrastre. La modalidad preferida de esta invención usa un algoritmo de codificación de audio perceptual (CAP) . Los algoritmos de codificación de audio perceptual han sido el objeto de numerosas Patentes de los Estados Unidos tales como 5,481,614; 5,285,498 y 5,040,217. Sin embargo, debe entenderse que esta invención no se limita al uso de algoritmos de codificación de audio perceptual. Los subportadores 254 a 272 (bandas laterales superiores e inferiores) portan ya sea bitios de paridad adicional para el código CPC, o datos en ambos sistemas híbridos y todos digitales. La transmisión de bitios de paridad aquí mejora la proporción de código FEC sobre el canal principal desde R=l/2 a R=2/5 ó R= 4/5 en cada banda lateral independientemente. En la presencia de interferencia FM de canal adyacente, estos subportadores MDFO externos son más vulnerables a la corrupción, y la interferencia en las bandas laterales superior e inferior es independiente. Ya que la PSD de una señal de difusión de FM es casi triangular, entonces la interferencia se incrementa en cuanto los subportadores MDFO se aproximan a la frecuencia de una primera señal adyacente. Cuando se transmiten los bitios de paridad, la codificación y el intercalado pueden ser especialmente hechos para trabajar con esta interferencia de no uniformidad de tal forma que la comunicación de información es robusta. Los subportadores 159 a 177 en el grupo 38 de la banda lateral superior y subportadores 159 a 177 en el grupo 48 de la banda lateral inferior pueden portar ya sea bitios de paridad adicional para el código CPC, o datos. Esta selección es opcional en el sistema híbrido, pero mandatorio en el sistema todo digital. La transmisión de bitios de paridad aquí mejora la proporción de código FEC sobre el canal principal desde R=l/2 a R=2/5, o R=4/5 en cada banda lateral DAD independiente. Si se transmiten bitios de paridad en ambas regiones 159 a 177 y 255 a 273 (y que corresponden a subportadores en la banda lateral inferior) , entonces la proporción de código total es R=l/3, o R=2/3 en cada banda lateral DAD independiente. El sistema DAD ECEB transmitirá toda la información de audio digital en cada banda lateral DAD (supe-rior o inferior) del portador FM. Aunque pueden ser activados subportadores adicionales más allá del sistema de línea base para permitir la transmisión de todos los bitios de codificación de la proporción 1/3 de código FEC, el sistema de línea base emplea una proporción de codificación de 2/5. Cada banda lateral puede ser detectada y decodificada independientemente con una ganancia de codificación FEC lograda por una proporción 4/5 (opcionalmente proporción 2/3) código convolucional. Esta redundancia permite operación en una banda lateral mientras la otra se corrompe. Sin embargo, usualmente ambos lados se combinan para proporcionar energía de señal adicional y ganancia de codificación conmensurada con un código de proporción 2/5 (opcionalmente proporción 1/3) . Adicionalmente técnicas especiales pueden ser empleadas para demodular y separar dispositivos de interferencia adyacentes primeros fuertes separados de tal forma que una banda lateral DAD "recuperada" puede suplementar la banda lateral opuesta para mejorar ganancia de codificación y energía de señal sobre cualquier banda lateral. El sistema todo digital utilizará subportadores 140 a 158 en el grupo 40 de la banda lateral superior y los subportadores 140 a 158 de la banda lateral inferior portarán una versión de proporción de datos inferior de los datos en el canal principal, por ejemplo 24 kbps embebidos del código CAP. Estos datos de refuerzo de proporción inferior se retrasan para incrementar el comportamiento usando diversidad de tiempo. Estos datos de refuerzo del sistema todo digital reemplaza la mezcla FM análoga del sistema híbrido que se describe en la solicitud copendiente comúnmente patentada "A System And Method For Mitigating Intermittent Interruption In An Audio Radio Broadcast System", presentada el 9 de Octubre de 1997, No. de Serie 08/947,902. Cuando los datos del Canal principal se corrompen, los datos de refuerzo pueden ser rellenados en el segmento de audio. Ya que los datos de refuerzo están comprendidos de un subgrupo embebido de los bitios de datos de canal principal, el refuerzo puede permitir protección de error adicional para el canal principal . En la modalidad todo digital, los subportadores a partir del índice -139 a 139 que se ubican en la banda de frecuencia central 28 en la Figura 2, pueden ser usados como una opción para extender la capacidad DAD. La proporción de bitios de canal sobre este ancho de banda "extendido" sin codificación es aproximadamente 384 kbps. Ya que la mitad de este ancho de banda puede corromperse por una primera señal DAD adyacente, la técnica de codificación CPC FEC puede ser aplicada a cada mitad del ancho de banda extendido, es decir subportadores 1 a 139 deben portar la misma información como los subportadores 1 a 139. Entonces, si ya sea la mitad llega a ser corrompida, hay todavía una proporción de codificación complementaria 2/3 en la mitad restante. En este caso, la capacidad de información después de la codificación de proporción 1/3 es aproximadamente 128 kbps. La banda toda digital extendida se expone a interferencia solamente desde un primer híbrido adyacente o dispositivo de interferencia híbrido o primero adyacente todo digital. Bajo pautas de contorno protegido presente, el nivel máximo del primer dispositivo de interferencia adyacente es -6dB con relación a la estación huésped. Si este primer dispositivo de interferencia adyacente es un ECEB todo digital, entonces el dispositivo de interferencia puede ser hasta 14 dB mayor que el nivel de aquella mitad de la banda extendida. La banda extendida empieza contribuyendo positivamente a la ganancia de codificación cuando la densidad espectral del dispositivo de interferencia es aproximadamente el mismo nivel como la señal de banda extendida. Esto implica que el primer dispositivo de interferencia adyacente todo digital debe ser por lo menos 20 dB debajo de la señal de interés (20 dB di/du) antes de que la mitad de la banda extendida sea útil. La recepción de los datos extendidos puede ser posible con ambos primer adyacentes presentes en -20 dB; Sin embargo la recepción robusta en desvanecimiento probablemente requiere por lo menos un primer adyacente en -30 dB o menor. Considerar la posibilidad de incrementar el nivel de la banda extendida tan alto como los niveles de banda lateral DAD híbrido. La interferencia de banda extendida a un primer híbrido adyacente es entonces solamente -6dB en el contorno 54 dBu. Similarmente la interferencia en todo digital es -16 dB. Mientras el área de recubrimiento y la robustez de la región extendida no son tan buenos como las bandas laterales todas digitales, niveles aceptables de comportamiento deben ser logrados dentro del contorno protegido normal, excepto en áreas donde las primeras señales adyacentes son significativas. Los posibles usos del ancho de banda todo digital extendido son sonidos rodeantes, video de barrido lento, difusión de datos, etc. Estos servicios extendidos pueden ser recibidos donde sean disponibles. La interferencia a y desde los primeros canales adyacentes colocados + 200 kHz lejos de la señal huésped puede ser derivada desde la relación de las señales adyacentes mostradas en el gráfica de la Figura 5. La Figura 5 muestra una señal DAD híbrida 54 que tiene una señal de banda de frecuencia central 56 y bandas laterales superiores e inferiores 58 y 60, y un primer canal izquierdo 62 adyacente. Las estaciones de FM son colocadas geográficamente de tal forma que la energía recibida nominal de un canal adyacente no deseado es por lo menos 6 dB debajo de la energía de la estación deseada en el borde de su área de recubrimiento. Entonces la D/U (proporción de energía ,deseada a no deseada en dB) es por lo menos 6 dB. El conocimiento de la proporción de cada energía de señal DAD de la estación a su huésped FM permite evaluación de la primer interferencia adyacente a DAD. Similarmente la interferencia de la primera señal DAD adyacente 64 (con señal de banda de frecuencia central 66 y bandas laterales superiores e inferiores 68 y 70) a la señal FM huésped puede ser evaluada desde la relación mostrada en la Figura 6. En este ejemplo la señal huésped se muestra a 200 kHz fuera del dispositivo de interferencia . La interferencia desde una segunda interferencia DAD adyacente a la señal DAD huésped ha sido también dirigida. Este problema ha sido evitado al limitar el borde lejos de la señal DAD dentro de 200 kHz de su frecuencia portadora de huésped para evitar traslape espectral. El análisis de la DAD a la primer interferencia adyacente en el borde del recubrimiento muestra que la señal DAD total debe ser fijada a aproximadamente -21 a -25 dB con relación a su energía de huésped FM. Esto reduce la proporción de interferencia DAD adyacente a la señal FM desde aproximadamente -24 dB a aproximadamente -31 a -34 dB, asumiendo que la D/U en el borde del recubrimiento es 6 dB. Aunque el espacio de canal FM en algunos países es 100 kHz, estos primeros adyacentes son separados geográficamente de tal forma que la recepción de FM no es dañada dentro del área de recubrimiento. Por lo tanto esto no posee problemas para el sistema FM ECEB. La DAD a interferencia DAD en espacio de 300 kHz puede dañar el comportamiento en una banda lateral, pero el código CPC se diseña para tolerar esta condición. Ha sido descrita una técnica MDFO para DAD ECEB.

Una señal MDFO consiste de portadores separados ortogonalmente todos modulados en una proporción de símbolo común. El separado de frecuencia para símbolos de pulso rectangular (por ejemplo, BPSK, QPSK, 8PSK o QAM) es igual a la proporción de símbolos. Para la transmisión ECEB de señales FM/DAD, un grupo redundante de subportadores MDFO se coloca dentro de aproximadamente 100 kHz a 200 kHz en ya sea un lado de un espectro de canal FM coexistente. La energía DAD (banda lateral superior o inferior) se fija a aproximadamente -25 dB con relación a la señal FM. El nivel y la ocupancia espectral de la señal DAD se fija para limitar la interferencia a su huésped FM mientras proporciona SNR aducada para los subportadores DAD. Primero las señales adyacentes separadas en +-200 kHz desde el portador FM puede corrompir la señal DAD. Sin embargo, en cualquier ubicación dentro de un área de recubrimiento de estación, es no probable que ambos primeros adyacentes interferirán significativamente con la DAD. Por lo tanto las bandas laterales DAD superior e inferior portan la misma información redundante de tal forma que solo una banda lateral es necesaria para comunicar la información. Las ventajas inherentes de MDFO incluyen robustez en la presencia de interferencia de multitrayectoria, y tolerancia a ruido de plazo corto no gausiana o ranuras debido a desvanecimiento selectivo. Los tiempos de integración del símbolo relativamente grande tienden a "dar la forma gausiana" a estas degradaciones de plazo corto. La Figura 7 es un diagrama de bloque grandemente simplificado de un sistema de difusión de audio digital construido de acuerdo con la invención. Un transmisor 72 incluye las entradas 74 y 76 para recibir los canales izquierdo y derecho del material del programa. Se incluye una entrada de datos separada 78 para una señal de datos adicionales, particularmente para uso con el formato de modulación todo digital de esta invención. El transmisor un procesador FM análogo 80 y el excitador de FM 82 que operan de acuerdo con los procesadores de la técnica anterior y excitadores para producir una señal de difusión de FM análoga en la línea 84. Las entradas 74 y 76 se alimentan también a un procesador de codificación 86 el cual convierte el material del programa en señales codificadas de convolución complementarias que son errores corregidos en el bloque 88 y se alimentan a un modulador 90 el cual aplica las señales codificadas a la pluralidad de subportadores , usando modulación de división de frecuencia ortogonal. La salida 92 del modulador se suma con la señal en la línea 84 en el sotabanco 94 y se envía a la antena 96. El receptor 98 recibe la señal transmitida en la antena 100 y demodula la señal en el demodulador 102 para recuperar el material del programa y datos asociados, si se incluyen. La información de audio se envía a un altavoz 104 y datos adicionales, si hay, se proporcionan a la salida 106, que puede ser alimentada a una pantalla u otro dispositivo que puede además procesar los datos . La presente invención proporciona formatos de modulación para sistemas de difusión de audio digital DAD en banda en canal todo digital o híbrido de FM (ECEB) . El formato de modulación ECEB híbrido FM es retroactivo compatible con el sistema análogo FM existente, y el formato de modulación ECEB todo digital es retroactivo compatible con el sistema ECEB híbrido FM. La modalidad de formato todo digital de la presente invención permite una capacidad de fusión de datos substancialmente mayor. Los formatos de modulación presentados en la presente permiten una transición compatible para los difusores y oyentes para migrar la calidad de audio virtual CD de señal digital mientras que también proporciona un medio de fusión de datos nuevo. El formato de modulación DAD ECEB de la presente invención usa una versión codificada de convolución perforada complementaria (CPC) del material de programa en dos bandas laterales ( banda lateral superior y banda lateral inferior) que son potencialmente dañados por dispositivos de interferencia casi independientes con desvanecimiento independiente. Si una banda lateral es corrompida completamente por una primera señal FM adyacente fuerte en la vecindad del receptor, la banda lateral opuesta debe ser decodificada independientemente en el receptor. Por lo tanto cada banda lateral debe ser codificada con un código FEC decodificable independientemente. Sin embargo, cuando ambas bandas laterales contienen información útil que no es completamente corrompida por un dispositivo de interferencia, entonces los códigos CPC proporcionan ganancia de codificación adicional anterior que es logrado por la energía combinando los dos lados. Mientras que la presente invención ha sido ilustrada en términos de sus modalidades preferidas, debe entenderse que pueden hacerse varios cambios al método y sistemas descritos sin alejarse del alcance de la invención que se define por las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, mientras que la modalidad preferida anterior muestra el uso de QPSK usando códigos CPC, pueden ser usados otros formatos de modulación y tipos de codificación, tales como 8 PSK usando modulación de codificación 2/3 trellis seguido por un código de bloque Reed Soloman opcional. ,

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método de difusión que comprende las etapas de proporcionar una primera pluralidad de subportadores en una banda lateral superior de un canal de radio FM, la banda lateral superior está en el intervalo de aproximadamente +100 kHz a +200 kHz desde una frecuencia de centro del canal de radio; proporcionando una segunda pluralidad de subportadores en una banda lateral inferior del canal de radio FM, la banda lateral inferior que está en el intervalo de aproximadamente +100 kHz a +200 kHz desde una frecuencia de centro del canal de radio; modular un primer grupo de la primera pluralidad de subportadores con una versión digitalmente codificada de una señal de programa a ser transmitida; y modular un primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores con la versión digitalmente codificada de la señal de programa a ser transmitida, caracterizado por las etapas de: proporcionar una tercera pluralidad de 'subportadores en una banda de frecuencia central del canal de radio FM, en donde la densidad espectral de energía de la tercera pluralidad de subportadores es menor que la densidad espectral de energía de los subportadores en las bandas laterales superior e inferior; modular la tercera pluralidad de subportadores con datos adicionales; y transmitir el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores, el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores, y la tercera pluralidad de subportadores.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado por: modular un segundo grupo de la primera pluralidad de subportadores con una versión digitalmente codificada retrasada de un material de programa; y modular un segundo grupo de la segunda pluralidad de subportadores con la versión digitalmente codificada retrasada de material de programa.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque. el segundo grupo de la primera pluralidad de subportadores se coloca más cerca al centro del canal de radio FM que el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores; y el segundo grupo de la segunda pluralidad de subportadores se coloca más cerca al centro del canal de radio FM que el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores .
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque: un subportador en la banda lateral superior colocada más lejos del centro del canal de radio FM es un subportador de referencia; y un subportador en la banda lateral inferior colocada más lejos del centro del canal de radio FM es un subportador de referencia.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además por: modular un tercer grupo de la primera pluralidad de subportadores con bitios de paridad para la versión digitalmente codificada de un material de programa; y modular un tercer grupo de la segunda pluralidad de subportadores con bitios de paridad para la versión digitalmente codificada, del material de programa.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además por: modular un cuarto grupo de la primera pluralidad de subportadores con información adicional codificada digitalmente; y modular un cuarto grupo de la segunda pluralidad de subportadores con bitios de paridad para la información adicional digitalmente codificada.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además por: modular un cuarto grupo de la primera pluralidad de subportadores con bitios de paridad adicional para la versión digitalmente codificada de material de programa; y modular un cuarto grupo de la segunda pluralidad de subportadores con bitios de paridad adicional para la versión digitalmente codificada del material de programa.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además por: el tercer grupo de la primera pluralidad de subportadores se coloca más lejos desde el centro del canal de radio FM que el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores; y el tercer grupo de la segunda pluralidad de subportadores se coloca más lejos desde el centro del canal de radio FM que el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores .
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque: la versión codificada digitalmente del material de programa comprende un código de convolución complementario, con una primera porción del código de convolución complementario transmitida en el primer grupo de la primera pluraidad de subportadores y con una segunda porción del código de convolución complementario transmitido en el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores que son decodificables independientemente .
10. 10. Un transmisor para difundir señales de audio digitales en banda en canal caracterizado por: un medio para producir una primera pluralidad de subportadores en una banda lateral superior de un canal de radio FM, la banda lateral superior que descansa dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente +100 kHz a aproximadamente +200 kHz desde una frecuencia de centro del canal de radio, una segunda pluralidad de subportadores en una banda lateral inferior del canal de radio FM, la banda lateral inferior que descansa dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente -100 kHz a aproximadamente -200 kHz desde la frecuencia de centro del canal de radio, y una tercera pluralidad de subportadores en una banda de frecuencia central del canal de radio RM, en donde la tercera pluralidad de subportadores tienen una densidad espectral de energía menor que aquella de la primera y segunda pluralidad de subportadores, un medio para modular un primer grupo de" la primera pluralidad de subportadores con una versión codificada de material de programa; un medio para modular un primer grupo de la -segunda pluralidad de subportadores con la versión codificada del material de programa; un medio para modular la tercera pluralidad de subportadores con datos adicionales; y un medio para transmitir el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores, el primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores, y la tercera pluralidad de subportadores.
11. 11. El transmisor de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además por: un subportador en la banda lateral superior colocado más lejos desde el centro del canal de radio FM es un subportador de referencia, y un subportador en la banda lateral inferior colocada más lejos del centro del canal de radio FM es un subportador de referencia y
12. 12. Un receptor para recibir señales de audio digitales en banda en canal, el receptor caracterizado por: un medio para recibir una primera pluralidad de subportadores en una banda lateral superior de un canal de radio FM, la banda lateral superior que está dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente +100 kHz a aproximadamente +200 kHz desde una frecuencia de centro del canal de radio, la primera pluralidad de subportadores que se modulan con una versión codificada de convolución perforada complementaria del material de programa; una segunda pluralidad de subportadores en una banda lateral inferior del canal de radio FM, la banda lateral inferior que descansa dentro de una banda de frecuencia que se extiende desde aproximadamente -100 kHz a aproximadamente -200 kHz desde la frecuencia de centro del canal de radio, la segunda pluralidad de subportadores que se modulan con una versión codificada de convolución perforada complementaria del material de programa; y una tercera pluralidad de subportadores, la tercera pluralidad de subportadores que se modulan con datos adicionales que tienen una densidad espectral de energía menor que aquella de la primera y segunda pluralidad de subportadores ; un medio para demodular un primer grupo de la primera pluralidad de subportadores, un primer grupo de la segunda pluralidad de subportadores, la tercera pluralidad de subportadores; y un medio para sacar el material de programa obtenido de demodular el primer grupo de la primera pluralidad de subportadores y la segunda pluralidad de subportadores y datos adicionales obtenidos de demodular la tercera pluralidad de subportadores.
13. 13. El receptor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además por: i un medio para detectar diferencialmente un subportador de referencia en la banda lateral superior; y un medio para detectar diferencialmente un subportador de referencia en la banda lateral inferior.