[发明专利]用于在音频无线电广播系统中减轻断续中断的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于在无线电广播系统中减轻信号衰落、暂时阻塞或严重的频道损伤的影响的系统和方法。更具体地说，所述系统和方法同时传输一次信号和冗余信号，所述冗余信号相对于一次广播信号被延迟一个几秒的数量级的预定的时间量。相应的延迟被包括在接收机中，用于延迟接收的一次广播信号。此外，本发明还涉及这样一种构思，即在由收听者觉察到一次广播频道变劣，即在RF信号中存在衰落或阻塞之前，检测这种变劣。响应这种检测，延迟的冗余信号作为一个“间隙滤波器”在一次信号变劣或得不到一次信号时用于暂时替代变劣的一次音频信号。更具体地说，本发明涉及使用混合功能实现从一次音频信号向延迟的冗余信号平滑地转变。

在固定的接收机设备例如家用接收机中，除去由过往的车辆或飞机引起的暂时的衰落之外，衰落的统计量一般是固定的。因而，对于这些应用，可以利用简单的方法有效地减轻这些衰落，例如安装较好的天线或者重新安装现有的天线。然而在应用于汽车中时，衰落和阻塞的统计量不是固定的，其依赖于车辆的位置和速度，因而要有效地减轻衰落，需要更复杂的方法。

为了改进常规的AM和FM模拟信号的广播质量，提出了数字音频广播(DAB)技术。带内频道上(IBOC)的DAB是一种数字广播方案，该方案可能要在美国采用，其中AM或FM信号和DAB信号被同时广播。数字音频信号一般被压缩，使得需要最小的数据速率在足够高的保真度下传递音频信息。地面DBA系统一般具有这样的特性，即，和模拟调制系统相比，例如民用AM或FM广播，衰落和阻塞对接收的音频具有更恶劣的影响，因为这些DBA系统并不逐渐变坏。这种影响对于带内频道上(IBOC)的系统加重，这些系统和频带被它们共用的模拟广播信号相比被限制为具有较低数量级的传输功率。IBOC DAB系统只在所需的模拟信号的频谱屏蔽内同时传输模拟和DAB信号。因此，IBOC DAB构思使得一个台能够提供数字音频信号，同时又保留其模拟信号，但是除非由于暂时衰落和阻塞而引起的音频损失被减轻，否则数字广播是不能被接受的。

本发明提供一种在音频无线电广播系统中用于减轻间歇中断的系统。所述系统包括音频信号源和发送机子系统，所述发送机子系统具有和音频源耦联的第一输入端，用于利用所述音频信号调制至少一个第一载波信号。所述系统还包括第一延迟电路，其具有和音频源耦联的输入端，用于对音频信号附加第一预定时间延迟，从而在其输出端形成延迟的冗余信号，所述输出端和发送机子系统的第二输入端耦联，用于利用延迟的冗余音频信号调制至少一个第二载波信号，从而和一次音频信号同时广播延迟的冗余射频信号。所述系统还包括接收机子系统，用于接收一次射频信号和延迟的冗余射频信号，所述接收机子系统解调一次射频信号，从而对其第一输出端提供音频信号，并解调延迟的冗余射频信号，从而对其第二输出端提供延迟的冗余音频信号。所述接收机子系统包括用于检测接收的一次射频信号变劣的电路，所述用于检测变劣的电路对所述接收机子系统的第三输出端提供质量测量信号。所述系统包括第二延迟电路，其具有和接收机子系统的所述第一输出端耦联的一个输入端，用于对所述音频信号附加第二预定时间延迟，从而在其输出端形成延迟的一次音频信号，所述第二预定时间延迟基本上和所述第一预定时间延迟相等。此外，该系统还包括混合电路，其具有和第二延迟电路的输出端耦联的第一输入端，以及分别和接收机子系统的第二、第三输出端耦联的第二、第三输入端，用于组合第一加权系数和延迟的一次音频信号以及第二加权系数和延迟的冗余音频信号，并用于组合被加权被延迟的一次音频信号和被加权被延迟的冗余音频信号，从而形成复合音频信号。第一加权系数响应小于一个预定门限值的质量测量在第一值与第二值之间平滑地转换。第二加权系数响应小于所述预定门限值的质量测量在第二值与第一值之间平滑地转换。此外，该系统包括和混合电路耦联的音频输出电路，用于把复合音频信号转换为声音信号。

按照本发明的另一个方面，提供一种在带内频道上的数字音频广播系统中用于减轻间歇中断的方法。每个频道包括利用一个模拟音频信号调制的至少一个载波信号和利用所述模拟信号的数字表示调制的多个副载波，其中所述方法包括以下步骤：

(a)在调制至少一个载波信号之前对所述模拟音频信号附加一个预定第一时间延迟，从而使所述模拟音频信号相对于所述模拟音频信号的数字表示被延迟；

(b)提供一个接收机，用于接收所述至少一个调制的载波信号和所述多个调制的副载波，从而恢复延迟的模拟音频信号和所述模拟音频信号的数字表示；

(c)检测所述模拟音频信号的数字表示中的变劣的预定值；