[发明专利]改进的带内同频数模音频广播信号产生方法

说明书

技术领域

本发明属于数字音频广播技术领域，具体地说，涉及时域混迭的改进的带内同频（Time Domain Overlapping–In Band On Channel，TDO-IBOC）数模音频广播信号的产生方法。

背景技术

随着电视、互联网、移动通信网的迅猛发展，传统的调频音频广播成了次重要的传媒方式，亟待进行数字化改造从而激发新的业务模式和盈利方式。

已有的调频数字化技术方案主要有欧洲的数字音频广播（DAB，Digital Audio Broadcasting）、数字调幅系统（DRM，Digital Radio Mondiale）以及美国的高保真广播（High Definition Radio，HD Radio）系统。

DAB系统和现有调频系统难以实现平滑过渡。并且DAB收音机价格昂贵，难以得到用户的广泛认可。因此，其推广受到限制，迄今未做到市场化和产业化。

DRM数字调幅系统目标是开发和标准化DRM扩展系统，即VHF波段（传统调频广播频段）的数字化技术，成为从LW波段到VHF波段的开放式国际标准。DRM+定义的频带间隔△f≥150kHz，功率差△P≥20dB。

带内同频（In-Band On-Channel，IBOC）的HD Radio高保真广播系统在常规FM调频信号上下两边带创建了一组数字边带，其有三种频谱分配模式：混合模式、扩展混合模式、全数字模式，使用固定在模拟信号上下两边带的数字信号进行传输，造成数字和模拟广播的相互干扰和信号覆盖问题。且由模拟调频广播过渡到HD Radio高保真广播系统的数字广播，将多占用一倍的带宽。这在调频广播电台密集的地区，可能无法将所有电台数字化。对此，HD Radio高保真广播系统采用了折中方案，在调频电台频率规划时，保证调频电台的相邻两边不同时出现200kHz的电台。即便如此，系统仍然需要考虑第一邻频道干扰问题。HD Radio系统在主频道内模拟调频信号与上下边带的数字调频信号的频谱是完全不重叠的，但与第一邻频道存在相互干扰，因此难以适用于现有的调频频段，例如中国的调频频道。

在我国，调频音频广播频率范围规定为在87～108MHz。国内的调频音频广播方式由GBT4311规范，调频频率间隔为200kHz。除了单声道及立体声广播外，还规范了多路声广播和调频数据广播两类。我国现有的调频广播以模拟信号为主，虽然也定义了调频广播利用基带空闲频谱调制附加信息的方式，但是附加的数字边带带宽很窄，主要用于传输辅助的数据信息，而不能传输数字化了的模拟音频信息。且目前国内实际FM频点间隔有100kHz、200kHz、300kHz、500kHz和600kHz等，频点使用情况复杂，尚有空白频率资源未得到充分利用。现有的数字音频广播技术在我国不适用。但通过FM数字化实现调频广播频率的充分利用是对调频广播的极大补充。因此，需要一种新的时域混迭带内同频（Time Domain Overlapping–In Band On Channel，TDO-IBOC）模数声音广播信号的产生方法和相应的发送设备，以促进我国的音频广播的发展。

中国发明专利申请“带内同频的数模音频广播信号的产生方法和发送设备”（专利申请号No.201110224259）针对中国国情，提出了一种在同一个模拟调频广播频道内进行带内同频广播的方法，把模拟声音广播信号和数字声音广播信号按一定方式混合为一路信号，真正共用一个调频广播频道，不需要重新划分频谱，使频谱得到充分利用，节省了频谱资源。此专利公开的调频广播频段数字广播信号的产生方法中，时间离散混合信号表示为

S=(s₀,s₁,s₂,s₃,……)

=(x₀-d₀,x₁+d₀,x₂-d₁,x₃+d₁,…..x_2m–d_m,x_2m+1+d_m…..)

即在相邻的矢量上重复数字信号d_m，并与相应的时间离散的模拟FM信号矢量x_2m、x_2m-1相加减，即x_2m–d_m和x_2m+1+d_m，对应矢量中的对应元素相减或相加，如图1所示。