RU1835609C - Способ передачи и восстановлени цифрового стереофонического вещательного сигнала - Google Patents

Abstract

Использование: радиотехника, в частности в радиосистемах передачи стереофонических вещательных сигналов в трактах с высоким уровнем помех, а также в цифровых устройствах звукозаписи и звуковоспроизведени . Сущность изобретени : на передающей стороне формируют два цифровых канальных сигнала со знаковыми и информационными разр дами. Один сигнал относительно другого задерживают, а затем сигналы обоих каналов объедин ют путем временного группообразовани  и передают по цифровому тракту. На приемной стороне после временного группоразделени  в одном из каналов опережающий сигнал задерживают , а обнаруженные ошибки передачи исправл ют или маскируют. Неисправленные пораженные помехой участки замен ют непораженными синфазными участками другого канала путем сравнени  разр дов канальных сигналов и при первом совпадении каждого из разр дов замен ют знаковые и четыре старших разр дов канального сигнала. Устройство обеспечивает повышение помехоустойчивости передачи сигнала стереофонического вещани . 4 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть, в частности, использовано в радиосистемах передачи цифровых стереофонических вещательных сигналов при высоком уровне помех, з также в цифровых устройствах звукозаписи и звуковоспроизведени .

Цель изобретени  состоит в повышении помехоустойчивости передачи сигналов стереофонического вещани  в трактах с высоким уровнем помех путем уменьшени  искажений при осуществлении маскировани  пакетов ошибок.

Сущность за вл емого способа состоит в том, что сигнал дл  замены пораженного помехой участка канального сигнала непораженным синфазным участком формируют путем сравнени  разр дов канальных сигналов и при первом совпадении каждого из

разр дов как в момент начала цействи  помехи , так и при ее окончании, замен ют знаковый и четыре старших разр да канального сигнала.

Фиг. 1-4 по сн ют предлагаемый способ .

На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов структурной схемы устройства передачи и восстановлени  цифрового стереофонического вещательного сигнала. Устройство содержит: канальные кодеры источника 1 первого и второго стереоканалов, входы которых  вл ютс  соответственно аналоговыми входами первого и второго стереоканалов; кодеры канала 2 первого и второго стереоканалов: блок задержки 3 канального сигнала второго стереоканала; блок временного группообразовани  4 нз передающей стороне системы; цифровой тракт

00

со сл

Os

о ю

передачи 5; блок временного группообразо- вани  6 на приемной стороне системы; блоки задержки 7 и 8 канальных сигналов первого и второго стереоканалов; декодеры канала 9 первого и второго стереоканалов; канальные блоки обнаружени  ошибок 10 первого и второго стереоканалов; блок задержки сигнала переноса первого стереоканала 11; блоки адаптивной коррекции старших разр дов кодовых последовательностей 12,13 соответственно первого и второго стереоканалов; блоки переноса 14, 15 соответственно первого и второго стереоканалов; цифроаналоговые преобразователи 16 первого и второго стереоканалов; выходы которых  вл ютс  аналоговыми выходами соответственно первого и второго стереоканалов.

Устройство работает следующим образом .

Аналоговый стереосигнал поступает на входные шины первого и второго стереоканалов на передающей стороне системы. После аналого-цифрового преобразовани  и помехоустойчивого кодировани  (кодом с избыточностью, достаточной дл  обнаружени  и исправлени  одной-двух ошибок в цифровом стереоканале), осуществл емых соответственно в канальных кодерах источника 1 и кодерах канала 2, цифровой стереофонический сигнал, представл ющий собой канальные кодовые последовательности (иначе - последовательности кодовых слов), подаетс  на блок временного группобразовани  4, причем кодова  последовательность второго стереоканала предварительно задерживаетс  в блоке задержки канального сигнала 3 на некоторое вретс  Т з.

Цифровой стереосигнал с выхода блока временного группобразовани  на передающей стороне системы 4 через цифровой тракт передачи 5, где он подвергаетс  воздействию помех разного рода, поступает в блок временного группообразовани  на приемной Стороне системы 6, на выходах которого формируютс  канальные кодовые последовательности соответственно первого и второго стереоканалов, подающиес  на блоки задержки канальных сигналов 7, 8 соответственно первого и второго стереоканалов . Здесь осуществл етс  задержка канальных кодовых последовательностей: в 1-ом стереоканале (блок 7) - на врем  Т3, а во второе (блок 8) - на врем  Т 3 Т3-Т3, где Т з - врем  задержки сигнала 2-го стереоканала на передающей стороне (в блоке 3). С выходов канальных блоков задержки 7, 8 задержанные канальные кодовые последовательности поступают на

декодеры канала 9 соответственно первого и второго стереоканалов. Здесь происходит обнаружение и исправление (или маскирование ) двух-трех ошибок в канальных кодо- вых последовательност х. С выходов декодеров канала 9 первого и второго стереоканалов канальные кодовые последовательности поступают на канальные блоки обнаружени  ошибок 10, предназначенные

дл  обнаружени  некомпенсируемых пакетов ошибок (т.е. ошибок большой кратности ) и выработки управл ющего сигнала переноса (сигнал ошибки), Помимо этого выходные сигналы декодеров канала 9

5 подаютс  на соответствующие блоки адаптивной коррекции старших разр дов кодовых последовательностей 12, 13 и блоки переноса 14, 15. На блоки 12 и 14 первого стереоканала в качестве управл ющего по0 даетс  сигнал переноса (ошибки) с выхода блока обнаружени  ошибки 10 первого стереоканала , предварительно задержанный на врем  Т 3 в блоке 11. На блоки 13 и 15 второго стереоканала сигнал переноса

5 (ошибки) поступает непосредственно с выхода блока обнаружени  ошибок 10 второго стереоканала.

При отсутствии пакета ошибок в канальных кодовых последовательност х, и, следо0 вательно, при отсутствии сигнала переноса (ошибки) на выходе блоков 10, неискаженные канальные кодовые последовательности с выходов декодеров канала 9 без изменени , проход т через входы 2 и

5 3 блоков переноса 14 и 15 соответственно на цифроаналоговые преобразователи 161- го и 2-го стереоканалов, а с их выходов поступают на одноименные аналоговые выходы стереоканалов. Если же блоки обна0 ружени  ошибок 10 обнаруживают пакет ошибок и вырабатывают сигнал переноса (ошибки) соответствующей длительности, тр на выход блока переноса 14 первого стереоканала проходит синфазный отрезок

5 кодовой последовательности второго стереоканала , поскольку кодова  последовательность второго стереоканала посто нно присутствует на входе 3 этого блока. Така  замена осуществл етс  благодар  коммута0 ции блока 14 (по входу задержанным в блоке 11 сигналом переноса (ошибки), поступающим от блока 10, Аналогично, но с интервалом времени Т3, происходит маскирование пакета ошибок и во 2-ом стереока5 нале: взамен искаженной кодовой последовательности 2-го стереоканала на выход блока переноса 15 проходит синфазный отрезок кодовой последовательности 1-го стереоканала (последн   посто нно подаетс  на вход 2 блока 15). Происходит

это под управл ющим воздействием сигнала переноса (ошибки), поступающего на вход 1 блока 15 непосредственно от канального блока обнаружени  ошибок 10.

Дл  уменьшени  заметности (на слух) описанной выше процедуры замены кодовых последовательностей на интервале действи  пакета ошибок, кажда  из канальных кодовых последовательностей идущих на замену, раздел етс  на две неравные параллельные части: больша  их часть содержит информацию о младших разр дах кодового слова, а меньша  - о п ти старших разр дах того же кодового слова. Чзсть кодовой последовательности, содержаща  информацию о младших разр дах, подаетс  непосредственно на блоки переноса: на вход 3 блока 14 из 2-го стереоканала и на вход 2 блока 15 - из 1-го стереоканала. В то же врем  друга , меньша  часть канальной кодовой последовательности, содержаща  информацию о знаковом и четырех старших разр дах, прежде чем попасть на вход 4 соответствующего блока переноса, подвергаетс  адаптивной коррекции соответственно в блоке 12 или 13. Этим удаетс  приблизить (адаптировать) сигнал, идущий на замену из не пораженного помехой канала к сигналу пораженного канала и уменьшить, благодар  этому, заметность процедуры замены (маскировани ). Суть адаптивной коррекции состоит в запоминании на врем  такта знаковых и р да старших разр дов кодовых слов обоих каналов, из потактового сравнени  между собой, формировани  таких знакового и р да старших разр дов кодовых слов у замещающей кодовой последовательности, которые совпадают с соответствующими разр дами кодовой последовательности пораженного канала только в момент переноса (т.е. в момент по влени  на блоках переноса сигнала ошибки от соответствующего блока обнаружени  ошибок 10), принима  в дальнейшем - при первом совпадении каждого из сравниваемых разр дов обеих кодовых последовательностей - значени  соответствующих разр дов замещающего сигнала.

Аналогична  процедура коррекции тех же старших разр дов предусмотрена в блоках 12, 13 и при восстановлении нормально- то функционировани  системы - по окончании действи  сигнала ошибки.

В результате действи  описанного механизма в момент переноса, т.е. при воздействии сигнала переноса (ошибки) на вход 1 блока переноса 14 (или 15), на его выход проходит канальный стереосигнал из параллельного (не пораженного помехой) канала, состо щий из двух частей: не измен ющейс  (содержащей информацию о младших разр дах кодовых слов) - подз.вэ- емой на вход 3 блока 14 (или соответственно , на вход 2 блока 15), и скорректирован- ной, поступающей с блока адаптивной коррекции 12 (или 13) на вход 4 блока 14 (или 15).

Работу устройства по сним с помощью временных диаграмм на фиг. 2. Здесь некоторому ансамблю кодовых слов (КС), т.е. некоторому участку кодовой последовательности сигнала, присвоены номера, отсчет которых ведетс  от пораженного помехой КС с нулевым номером, а канальный блок

обнаружени  ошибок вырабатывает сигнал переноса (ошибки) (СО). Дл  конкретности прин то, что Т3 Гкс. Гкс. Гкс, где Гкс - длина одного КС.

Предположим, что на цифровой тракт

передачи воздействует импульсна  помеха , продолжительность действи  которой Тп 2 гкс. Следовательно, (с учетом сделанного выше предположени  о величинах канальных задержек) оказываютс  пораженными

кодовые слова (фиг. 2а) КП первого канала с номерами 0, -1 и, соответственно, кодовые слова КП второго канала с номерами 6, 7 (фиг. 2е) выделенные утолщенными отрезками .

Блок обнаружени  ошибок 10 выработает сигнал переноса (ошибки) СО (фиг. 26), длительность которого тсо гп, причем импульс СО, очевидно, по витс  лишь спуст  интервал времени дз, характеризующий

инерционность процедуры обнаружени  пакета ошибок. На фиг. 2 прин то, что .

Из анализа эпюр на фиг. 2 следует, что гкс в рассматриваемом устройстве

маскировани  реализуетс  замена кодовых слов с номерами 6,7 задержанной КП второго канала - эпюра КП (фиг. 2ж) - одноименными кодовыми словами задержанной КП первого канала - эпюра КП (фиг. 2г), что

показано стрелкой. Эта межканальна  замена происходит в результате коммутации блока переноса (15 - фиг. 1) второго канала импульсом СО - эпюра СО (фиг. 26), поступающим непосредственно от блока обнаружени  ошибок (10). Благодар  задержке импульса СО в блоке (10) на врем  Т 3 (фиг, 2в), синфазна  замена пораженных кодовых слов с номерами О, -1 в задержанной на врем  Т з КП первого канала - эпюра КП

(фиг. 2г), осуществл етс  в блоке переноса первого канал (14) одноименными кодовыми словами задержанной на то же врем  Т3 Т з+Т а КП второго канала - эпюра КП (фиг. 2ж). Синфазность выходных сигналов

устройства маскировани  подтверждаетс  эпюрами последовательностей КП (фиг. 2д) и КП (фиг. 2з), совпадающими по времени соответственно с КП (фиг. 2г) и КП (фиг. 2ж).

На входах канальных блоков переноса (14 и 15) посто нно присутствуют обе КП, знаковые, а также р д старших разр дов кодовых слов, которые проход т через канальные блоки адаптивной коррекции (12 и 13). В процессе маскировани  в блоках переноса под воздействием соответствующих импульсов СО осуществл етс  замена сигналов , имеющихс  соответственно на вх. 2 (блок 14) и вх. 3 (блок 15), сигналами/поступающими на вх. 4 указанных блоков, знаковые и р д старших разр дов которых формируютс  в соответствующих блоках адаптивной коррекции, а значение остальных разр дов кодовых слов без коррекции подаютс  на вх. 3(блок 14) и вх. 2 (блок 15) из параллельного канала.

Анализиру  временные диаграммы на фиг, 2, можно установить, что межканальное маскирование возможно вплоть до значений (т п) - лишь на врем  53 меньшее, чем полна  канальна  задержка Тз. Указанное свойство реализуетс  при условии, что импульс СО канала, у которого вс  задержка сосредоточена в декодере (первый канал ), дополнительно задерживаетс  на врем  Т з, а в канале с составной задержкой (второй канал) выходной сигнал блока обнаружени  ошибок непосредственно коммутирует канальный блок переноса.

Осуществление за вл емого способа в части адаптивной коррекции старших разр дов кодовых слов в процессе маскировани  по сн етс  с помощью одного из устройств, реализующего указанную операцию дл  N старших разр дов и представленного на фиг. 3. Устройство содержит: 17 - элемент пам ти значени  разр да; 18 - элемент сравнени  значений разр дов: 19 - элемент управлени  коммутатором; 20 - коммутатор значений разр да. Три входа и выход (представл ющий совокупность парциальных выходов отдельных разр дов), обозначенные на фиг. 3, совпадают с обозначени ми входов и выходов блока 12 на фиг. 1,

Значение корректируемого старшего разр да 1-го стереоканала подаетс  на вх. 2 соответствующего блока 17 и при поступлении на вх, 1 этого блока сигнала ошибки здесь происходит запоминание (фиксаци ) текущего значени  корректируемого разр да . Это значение разр да хранитс  в блоке .17 в течение всего времени действи  сигнала ошибки. Одновременно в блоке осуществл етс  текущее сравнение значений

корректируемого разр да из кодовых последовательностей 1-го и 2-го стереоканалов. Дл  этого на вх. 3 блока 12 подаетс  значение корректируемого старшего разр да 2- го стереоканала. Выходной сигнал блока 18 несет информацию о наличии или отсутствии совпадени  значений одноименных разр дов канальных кодовых последовательностей на вход блока 19, управл емого

0 сигналом ошибки со вх. 1. Здесь вырабатываетс  управл ющий сигнал дл  блока 20, в котором происходит коммутаци  значени  корректируемого разр да - на выход блока 12 проходит значение, зафиксированное в

5 блоке 17, до тех пор, пока с этим значением не совпадает текущее значение одноименного разр да 2-го стереоканала, поступающее на блок .20 со вх. 3. После первого (с момента по влени  сигнала ошибки на вх.

0 1) совпадени  значений корректируемого разр да, на выход блока 20 (и, следовательно , блока 12)поступает текущее значение этого разр да из кодовой последовательности не пораженного 2-го стереоканала.

5 Блок 19 обеспечивает также адаптивную коррекцию старшего разр да замещающей кодовой последовательности при восстановлении нормального режима функционировани  системы - по окончании действи 

0 сигнала ошибки.

Дл  иллюстрации процедуры адаптивной коррекции р да старших разр дов кодовых слов по принципу первого совпадени  обратимс  к временной диаграмме (фиг. 4).

5 Здесь отражена динамика изменени  значений п ти старших разр дов кодовых слов кодовых последовательностей 1-го(КПИ)и 2-го(КП-2) стереоканалов, наблюдаемых соответственно в т.т. вх. 2 (бл. 13) и вых. (бл.

0 13) (фиг. 1) и состо щих кажда  из п ти КС, причем прин то, что начало первого КС совпадает с моментом начала поражени  2-го канала импульсной помехой, длительность которой г кс. На диаграмме заштрихо5 ваны значени  разр дов обеих КП, изменившиес  после начала поражени  2-го канала - в результате естественного изменени  значений разр дов в непораженном (1-ом) канале и нав занную (после первого

0 совпадени ) изменении значений разр дов кодовых слов пораженного (2-го) канала. Двусторонними стрелками отмечено совпадение значений одноименных .разр дов кодовых слов обеих КП, а односторонними

5 утолщенными - отмечены разр ды пораженных КС, адаптивно изменившиес  в процессе маскировани  .

Из рассмотрени  диаграммы следует, что на 6-м такте, т.е. начина  с 6-го кодового слова, происходит попна  адаптивна  замена КС пораженной КП кодовыми словами из не пораженного «знала, поскольку на 5-м такте произошло совпадение знаковых (т.е. первых разр дов, а значени  остальных разр дов совпали раньше: третий разр д совпал уже в момент начала маскировани , т.е. в первом КС, второй - на втором такте, четвертый и п тый - на третьем такте. При этом на третьем такте происходит изменение третьего знакового разр да у КП - 1 (т.е. у замещающего сигнала) - и сразу же аналогичное изменение значени  этого разр да происходит и у КП-2 пораженного помехой канала, поскольку их значени  совпали еще на 1-ом такте, на 4-м такте происходит адаптивное изменение значени  второго разр да КП-2, на 5-м четвертого и п того разр дов

КП-2.

Таким образом, начина  с б-го такта изменени  всех старших разр дов не пораженной КП 1-го канала дублируютс  теми же значени ми одноименных старших разр дов у пораженной КП 2-го канала.

Использование предлагаемого способа передачи и восстановлени  цифрового стереофонического вещательного сигнала и устройства , выполненного на его основе, позвол ет по сравнению с известными снизить заметность процедуры маскировани  больших пакетов ошибок, повысив качество передачи и восстановлени  такого сигнала в трактах с высоким уровнем помех, например , спутниковых.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ передачи и восстановлени  цифрового стереофонического вещательного сигнала, при котором на передающей стороне формируют два цифровых канальных сигнала, со знаковым и информационными разр дами, один сигнал относительно другого задерживают, оба канальных сигнала

   объедин ют путем временного группообра- зовани , передают, а на приемной стороне после временного разделени  канальных сигналов опережающий сигнал задерживают , а ошибки передачи обнаруживают и ис5 лравл ют или маскируют, а при по влении искажений, которые не могут быть ни исправлены , ни замаскированы, участок канального сигнала, пораженный помехой, замен ют непораженным синфазным участ0 ком сигнала другого канала с последующим преобразованием их в аналоговые сигналы, отличающийс  тем. что, с целью повышени  помехоустойчивости передачи сигнала стереофонического веща5 ни , сигнал дл  замены пораженного участка канального сигнала непораженным синфазным участком формируют путем сравнени  разр дов канальных сигналов и при первом совпадении каждого из разр 0 дов как в момент начала действи  помехи, так и при ее окончании, замен ют знаковый и четыре старших разр да канального сигнала .

   -в -7 -6 -5 -4 -3

   Ti

   Тсо

   It

   Ti

   П

   6 7

   a&assaa

   7 8

   фиг. 3

   J