专利名称：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
技术领域：
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；(d)对所述模拟音频信号的所述数字表示附加预定第二时间延迟，从而转换所述模拟音频信号的延迟的数字表示而形成一次音频信号；以及(e)当检测到所述变劣的预定值时，利用延迟的模拟音频信号代替所述一次音频信号。
图1是本发明的电路方框图；图2A-2D是说明本发明的一个方面的定时图；图3说明带内频道上数字音频广播系统的频谱；图4是本发明的数字应用的发送机子系统的一部分的电路方框图；图5是本发明的数字应用的发送机子系统的一部分的另一种结构的电路方框图；图6是本发明的数字应用的接收机子系统的一部分的电路方框图；图7是本发明的另一种应用的信号频谱；图8是非带内频道上的数字音频广播系统的信号频谱；以及图9是本发明的纯模拟应用的频谱。
现在参看图1-9，尤其参看图1，其中表示用于减轻音频无线电广播系统中的断续中断的系统100。一般地说，FM射频通过从全立体声音频转换为单声道音频来减轻衰落或部分阻塞的影响。因为在副载波上调制的立体声信息和处于基带的单声道信息相比中需要较高的信噪比，以便解调而得到一个给定的质量电平，所以实现了一定程度的减轻。然而，仍然存在一些严重“脱离”基带的阻塞，因而在接收的音频信号中产生一个间隙。设计系统100用于减轻在常规的模拟广播系统中，尤其是用于数字音频广播(DAB)系统时的这种间隙，其中这种中断在间歇地改变，并且持续时间不超过几秒。为了实现这种减轻，和一次音频信号一道同时发送第二信号，所述第二信号具有冗余的音频内容。
其中尤其重要的是，相对于一次广播信号，在第二信号中增加了一个足够的延迟。所述延迟比由DAB系统中的数字处理引入的处理延迟足够大，这种延迟大于2.0秒，最好在3.0-5.0秒的范围内。
因此，在系统100中，音频源110通过耦联线112向发送机子系统120提供输出。发送机子系统包括调制器160，其接收音频源信号，并调制对其提供的载波信号162，从而在线路163上提供调制的一次广播信号，以便通过加法器168提供给输出放大器170。载波信号162可以是在AM或FM频带的音频信号。音频源110还对延迟电路116提供提供输出114，延迟电路116对音频信号提供至少2秒的延迟。延迟电路116的输出被连接到发送机子系统120的调制器164，用于调制和其耦联的第二载波信号166。第二载波信号166可以是在预定的广播信号频谱内的副载波。因为被提供给调制器164的音频信号和被提供给调制器160的音频信号是相同的，仅仅相对于被提供给调制器160的信号被延迟，所以调制器164的调制的输出提供一个通过线路165被耦联到加法器168的延迟的冗余信号。然后，调制器160和165的组合的输出被耦联到发送机子系统120的输出放大器170，经放大后被耦联到广播天线172。
接收机子系统140包括天线142，用于接收来自发送机天线172的信号广播。被天线142接收的信号被耦联到接收机子系统140的放大器/调谐电路144的前端。调制的一次音频广播信号通过耦联线路146被耦联到一次解调器180，而调制的延迟冗余音频广播信号通过耦联线路148被耦联到第二解调器182。一次解调器180以常规方式恢复音频源信号，并把恢复的信号送到延迟电路184。延迟电路184对恢复的一次音频信号增加一个预定的延迟，然后被耦联到输出电路150。由延迟电路184引入的延迟基本上等于由延迟电路116提供的延迟。延迟电路184旨在用于重新对齐一次音频信号和冗余音频信号之间的时间关系，因此可以引入略大于或略小于由延迟电路116引入的延迟时间，这取决于可能引入两个并行的通信通路中的一个或另一个的其它处理延迟。
由延迟电路116和184引入的延迟必须足够长，使得并行广播通道的中断基本上是无关的，在这种分集之后的中断的几率是没有这种分集时的几率的平方。延迟时间可以利用由于严重损伤而引起的频道中断的自动校正函数的知识来确定。这种自动校正函数被表示为R(τ)＝E{X(t)·X(t-τ)}(1)其中X(t)被定义为频道丢失几率的随机过程，例如当频道被丢失时，指定为“1”，而当频道清楚时，指定为“0”，τ是在两个信号之间偏移的分集延迟时间。没有分集的中断几率被表示为p＝E{X(t)} (2)自动校正函数表示作为时间偏移的函数的在分集改进之后的频道中断的几率。从实际的观点看来，分集延迟时间偏移也必须足够长，从而能够检测一次信号的损伤和从一次信号转换为冗余信号。不过，偏移的分集延迟时间不能如此之长，以至于使听众不能稳定地把接收机子系统快速调谐到所需的频道。
在无干扰的情况下，被恢复的一次音频信号在延迟电路184中被延迟，然后通过混合电路子系统135被耦联到音频输出电路150。混合电路子系统135提供合适的加权，以便使一次音频信号和冗余音频信号组合。一次音频信号通过耦联线路192被从延迟电路184耦联到乘法器194，以便实现由混合电路190提供的加权。来自乘法器194的被加权的并被延迟的一次音频信号被耦联到加法器200，用于和被加权的冗余音频信号组合，其在无干扰期间具有一个等于0的值。从加法器200，信号被耦联到输出电路150的输出电路152。输出电路152驱动扬声器154和156。如同将要在下节讨论的，实际上一次音频信号可以是以数字方式或者以常规的FM多路传输广播方式传输的立体声音频信号。在这种环境下，两个音频声道，即左声道和右声道，由电路184延迟，由电路194加权，并在加法器200中和合适加权的冗余信号组合。从加法器200，两个声道被放大，并被耦联到输出电路150中的合适的扬声器，如扬声器154和156。
解调器180的电路包括用于检测接收的一次无线电信号的劣化的电路181。换句话说，解调器180的电路包括用于进行接收的一次音频信号的质量检测的电路，所述检测包括确定一个或几个参数，例如信噪比、信号功率电平、和数字信号的位错误率以及定期冗余检测的结果。质量检测电路181在线路186上向混合控制电路块190提供输出信号，当检测到衰落或阻塞时，所述输出信号小于一个预定值。选择地，解调器电路182还可以包括劣化检测电路183，用于监视恢复的冗余音频信号的质量，在线路188上向混合控制电路块190提供质量检测信号输出。混合控制电路块190在线路192上输出一个加权系数，用于控制利用被恢复的被延迟的冗余音频信号替换被延迟的被恢复的一次音频信号。来自混合控制电路块190的加权系数输出被耦联到加法器196，在其中从1中减去加权系数，从而提供用于和由解调器电路182提供的被恢复被延迟的冗余音频信号结合的合适的加权值。这样，当没有检测到干扰时，混合控制电路块190输出等于1的加权系数，其在加法器196中提供一个等于“0”的输出，用于在乘法器198中和被恢复分被延迟的冗余音频信号组合。因为加权系数是“0”，所以在加法器200中没有和一次音频信号混合的冗余信号。
当在线路186上提供的质量检测信号表示检测到足够的劣化和处于预定的门限值以下的信号的质量时，混合控制电路块190从“1”到“0”改变加权函数的值，这使得在预定的时间间隔内发生平滑的转换。所述预定的时间间隔可以大约在0.25-1.5秒的范围内。因而，在转换期间，一次音频信号被逐渐减弱，而冗余信号被逐渐增强，在剩余的中断时间间隔内，利用延迟的冗余音频信号全部代替延迟的一次音频信号，然后，响应在线路186上的质量测量信号，混合控制电路块190把加权系数从“0”转换到“1”。从“1”到“0”和从“0”到“1”的转换在相同的预定时间内平滑地进行，从而避免任何的噪音或其它使用户可觉察的声音干扰。可以利用正弦传递函数完成在最大和最小加权值之间的平滑的转换。因为一次信号在被耦联到音频输出电路之前被电路184延迟，质量检测电路181实际上预测预测通信通路中的中断。在检测到这种中断时，具有几秒钟可用于混合音频信号。
现在参看图2A，其中示出了表示发送的一次信号和冗余信号的定时图。一次音频信号210和冗余音频信号220分别相对于时间被示出。冗余音频信号和一次音频信号是相同的，但是被延迟了，如表示时间延迟间隔212的垂直参考线213和215所示。如前所述，时间延迟间隔212是一个大于2.0秒的时间间隔。
现在参看图2B，其中示出了一次音频信号210和冗余延迟音频信号220，其中在时间间隔230受到大的干扰或被认为是阻塞的衰落。由于相对于一次音频信号210的冗余音频信号220的时间分集延迟，在阻塞时间间隔230内，一次信号210的部分相应于相应于冗余音频信号220的音频部分240。当一次音频信号210被处理时，如图2C所示，阻塞的信号时间段230在由延迟电路184建立的延迟时间之后将被用户听到，如前所述。不过，当混合电路135响应阻塞的检测时，冗余音频信号220的时间段240和一次音频信号混合，从而提供合成的音频信号225，其中除去在时间段240期间，音频信号由一次信号210构成，在这个时间间隔内，冗余音频信号220代替了一次音频信号。
系统100的用途是用在IBOC DAB中，其中带内数字音频广播在位于FM调制的载波每侧上的95个正交频分调制的副载波上被调制，如图3所示。图3表示FM调制的广播信号241和IBOC DAB信号242和244的功率频谱密度。数字音频广播的95个副载波的频谱在上下边带中离开FM中心频谱130kHz-199kHz。对于数字音频传输，图1的方块图被修改，以便提供数字编码和解码，如图4和图6所示。如图4所示，音频源110在和延迟电路116耦联并从延迟电路116耦联到调制器164的线路114上提供音频信号，如前所述。在这种形式的数字音频广播系统中，冗余音频信号是FM调制的信号，其被延迟以便用于数字音频接收机中，在需要时，用于代替变劣的数字数据。在线路112上提供的一次音频信号被耦联到数字编码器122。所使用的特定的数字编码和压缩技术对于本发明并不重要，如前所述，并且可以使用常规的数字传输技术，例如交错传输、卷积编码和前向纠错技术。在线路124上输出的数字编码信号被耦联到调制器160，其中在多个副载波的每个上调制预定的位数。
在接收机侧，接收的冗余音频信号，其是被延迟的常规的FM多路传输立体声广播信号，按照前述被处理。如图6所示，一次音频信号被耦联到解调器180，从解调器180，被耦联到延迟电路184，然后被耦联到数字译码器185。数字译码器185可以包括解交错器，以及前向纠错译码器。在译码之后，其中可能包括纠错和在数字检测器块185内进行检测，信号在数模转换器187中被转换成模拟音频信号。此后，信号按照前述被处理。
因为重要的是使一次音频信号通路和冗余音频信号通路的各自的时间延迟在它们被耦联到混合电路子系统135之前相等，并且IBOC DAB系统的数字处理电路引入一定的延迟，所以需要在冗余信号通路中单独考虑这些延迟。如图5所示，来自音频源110的这个音频信号通过耦联线路112被耦联到数字编码器122，并且由此通过耦联线路124被耦联到调制器160，如前所述。不过，和通过延迟电路116把模拟音频信号直接耦联到调制器164上相反，图5的电路通过耦联线路125把数字音频信号耦联到数字译码器126上。数字译码器126包括和用于一次音频信号的译码器185相同的译码功能，并且包括由图6的方块187表示的数模转换功能。因而，冗余音频信号和一次音频信号经受相同的处理延迟，所述延迟不需要考虑在延迟电路116或184中的延迟。当这种处理延迟是恒定的时，则可以通过减少由延迟电路184附加的延迟来考虑上述的延迟，从而使一次音频信号和冗余音频信号在时间上对齐。
用于提供冗余音频信号源的另一种方法由图7所示的信号频谱表示。对于特定的FM频道，信号频谱246和248分别表示FM立体声左+右(L+R)和左减右(L-R)各个信号的频谱。由此频谱位移便是辅助通信业务(SCA)信号的信号频谱，其中这种副载波利用作为一次音频信号的DAB信号调制。SCA信号的频谱距离FM中心频率53kHz。如同IBOC DAB系统一样，模拟立体声广播可用于形成在预定的延迟之后被传输的冗余音频信息，从而形成延迟的冗余音频信号。
上述的时间分集方法也可以应用于非IBOC DAB系统。在数字唯一系统中，其中数字广播频谱是分开的并且与常规的模拟FM广播台的频谱不同，如图8所示，高数据速率的一次DAB信号频谱254具有单独的冗余的但是数据速率较低的和其离开的信号频谱256。冗余的DAB信号相对于一次DAB信号被延迟一段时间，正如在IBOC系统中模拟的FM相对于数字信号被延迟一段时间一样。其中，数字冗余信号相对于一次数字信号被延迟一段时间。两个信号经过延迟处理，以便进行例如编码、交错、解交错、正向纠错译码和数模转换。此外，增加在2.0-5.0秒的范围内的延迟，以便提供足够的时间分集，从而提供所需的在两个并行传输通路之间的非相关性。因为冗余信号是唯一被定期地利用的信号，因而在短的持续时间内，在保真度和数据速率之间可以进行折中。因而，虽然听众在冗余混合期间可以觉察到音质的变劣，但是听众在一次数据信号和冗余数据信号之间的转换期间不会觉察出停顿或者任何其它的不希望的声音干扰。
作为时间分集方法的另一个应用，如此处所述，是改进常规的FM广播的避免停顿的能力。在这种方法中，如图9所示的广播频谱用作常规的立体声信号频谱246，248以及SCA信号频谱250，其在本发明中传输冗余的音频信号。在这种方法中，FM立体声广播是一次音频信号，并且不经延迟进行传输，而在SCA副载波上调制的冗余信息被延迟一个大约在2.0-5.0秒的范围内的时间间隔。
不论一次音频信号是作为模拟信号还是作为数字信号被广播，减轻中断的关键是冗余音频信号的广播相对于一次音频信号被延迟一个足够的时间，使得两个传输频道相对于衰落或中断在统计上不相互相关。对于延迟的时间间隔的一个限制是对从一个台到另一个台调谐的影响。除去限制延迟时间之外，可以通过在调谐时间间隔期间代替冗余信号来消除所述的限制。还有一个重要的方面是在减轻处理期间冗余信号替代一次信号的方法。如前所述，系统100提供一种平滑的转换，其中冗余信号在音频输出电路的输入端在一次信号要变劣时立即被混合。因为一次音频信号被延迟大于2.0秒的时间间隔，在听众觉察到衰落之前系统100有足够的时间检测一次信号的衰落或阻塞，这便提供了足够的时间使得能够平滑地并且相当慢地转换到冗余信号。因为这种替代是间歇的，因而在大部分时间间隔内，冗余信号的质量不需要保持和一次信号的质量相同。对于IBOC DAB系统，在这种情况下，冗余信号可以是具有较低质量的常规的FM广播信号，或者是具有较低的数据速率的数字信号，其在一个或几个副载波上或者在其它的特定的副载波上被调制。在常规的模拟FM广播信号的情况下，这可以被在SCA副载波上调制的冗余模拟信号支持。虽然上面的讨论是围绕在FM频谱内的广播进行的，但是时间分集和混合功能同样适用于在AM频带中的传输，尤其适用于在AM频带中的数字音频广播，其中可以利用常规的AM广播作为同一音频内容的数字广播的冗余音频信号。
在实施本发明的用于在音频无线电广播中减轻间歇中断的方法时，执行以下的步骤提供一个音频信号，并使用该音频信号调制至少一个射频信号。当要进行数字音频广播时，调制步骤应当包括以数字方式对音频信号编码的步骤。不论是数字信号或音频信号，所述信号都应当认为是一次音频信号。
还对音频信号附加第一时间延迟，从而形成延迟的冗余音频信号。延迟的冗余音频信号可以是模拟信号或数字信号，并且如果利用数字信号，则可以具有比一次信号较低的速率。利用延迟的冗余音频信号调制第二射频信号，第二射频信号可以是第一射频信号的副载波。调制的一次信号和调制的冗余信号被接收，并且恢复各个音频信号。
至少对携带一次音频信号信息的射频信号的质量进行测量。质量测量可以包括测量一些参数，例如信噪比、位错误率、信号功率电平和定期冗余检测的结果。
对恢复的一次音频信号附加第二预定的时间延迟，第二预定的时间延迟基本上等于第一预定的时间延迟，以便在时间上使一次音频信号和延迟的冗余音频信号对齐。所述的时间延迟从大约2.0-5.0秒的范围内选择。
建立第一加权系数，当质量测量的结果至少大于一个预定的门限值时，加权系数等于1.0，当质量测量结果小于预定的门限值从而表示存在衰落或信号阻塞时，在一个预定的时间间隔内平滑地向0.0转换。
建立第二加权系数，当质量测量的结果至少大于一个预定的门限值时，加权系数等于0.0，当质量测量结果小于预定的门限值从而表示存在衰落或信号阻塞时，在一个预定的时间间隔内平滑地向1.0转换。第一加权系数和延迟的一次音频信号组合，第二加权系数和延迟的冗余音频信号组合。
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相组合从而形成复合音频信号。
最后，复合音频信号被耦联到音频输出电路。
具体地说，上述方法可以用于数字音频广播，其中音频源信号首先以数字方式编码，然后再用于调制射频信号。所述射频信号可以包括一个或几个副载波，它们在大约130-199千赫的范围内和FM广播信号频谱的中心频率分开。第二射频信号可以包括常规的模拟FM多路传输立体声广播信号频谱的一个副载波，然后，按照上述被延迟。此外，冗余音频信息可以被调制在FM广播信号频谱的SCA副载波上，或者此外，一次数字音频信号可以被调制在SCA信号频谱内的一个或几个射频信号上，作为一次数字音频广播或者常规的模拟FM音频广播的冗余信号。
虽然本发明结合实施例进行了说明，但是显然，不脱离本发明的构思可以作出各种改变和改型，例如可以利用等效元件替代本说明中的所述的元件，一些特征可以独立于其它特征被使用，并且在一些情况下，不脱离所附权利要求限定的构思可以把改变元件的位置。
权利要求
1.一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；发送机装置，所述发送机装置具有和所述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，从而广播一次射频信号；第一延迟装置，其具有和所述音频源耦联的一个输入端，用于对所述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，所述输出端和所述发送机装置的第二输入端耦联，用于利用所述延迟的冗余射频信号调制至少一个第二载波信号，从而和所述一次射频信号同时广播延迟的冗余射频信号；接收机装置，用于接收所述一次射频信号和所述延迟的冗余射频信号，所述接收机装置解调所述一次射频信号，从而对其第一输出端提供所述音频信号，并解调所述延迟的冗余射频信号，从而对其第二输出端提供所述延迟的冗余音频信号，所述接收机装置包括用于检测所述接收的一次射频信号的变劣的装置，所述检测变劣的装置对所述接收机装置的第三输出端提供质量测量信号；第二延迟装置，其具有和接收机装置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；混合装置，其具有和所述第二延迟电路的输出端耦联的第一输入端，以及分别和所述接收机装置的第二、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所述延迟的一次音频信号以及第二加权系数和所述延迟的冗余音频信号，并用于组合所述被加权被延迟的一次音频信号和所述被加权被延迟的冗余音频信号，从而形成复合音频信号，所述第一加权系数响应小于一个预定门限值的所述质量测量在第一值与第二值之间平滑地转换，所述第二加权系数响应小于所述预定门限值的所述质量测量信号在所述第二值与所述第一值之间平滑地转换；以及和所述混合电路耦联的音频输出装置，用于把所述复合音频信号转换为声音信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一预定时间延迟等于或大于2.0秒。
3.如权利要求1所述的系统，还包括数字编码装置，其具有和所述音频源耦联的输入端以及和所述发送机装置的所述第一输入端耦联的输出端。
4.如权利要求3所述的系统，还包括数字译码装置，其具有和所述第二延迟装置的所述输出端耦联的输入端以及和所述混合装置的所述第一输入端耦联的输出端。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述用于检测所述接收的一次射频信号变劣的所述装置包括用于确定一个或几个从由以下参数构成的组中选择参数的装置信噪比，位错误率，信号功率电平和定期的冗余检测。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述第二载波是在FM广播信号频谱内的至少一个FM立体声多路传输的副载波。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述第一载波是和所述FM广播信号频谱的中心频率分开至少53千赫的至少一个副载波。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述第一载波是所述FM广播信号频谱的至少一个SCA副载波。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述第二载波是在FM广播信号频谱内的至少一个射频信号。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述第一载波是所述FM广播信号频谱的至少一个SCA副载波。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述第一加权系数是一个函数，其响应小于所述预定门限值的所述质量测量信号在1.0和0.0之间平滑地转换，所述第二加权系数是一个函数，其响应小于所述预定门限值的所述质量测量信号在0.0和1.0之间平滑地转换。
12.一种在音频无线电广播系统中用于减轻间歇中断的方法，包括以下步骤(a)提供一个音频信号(b)使用所述音频信号调制至少一个第一射频信号，以便作为第一音频信号发送所述音频信号；(c)对所述音频信号附加第一预定时间延迟，从而形成延迟的冗余音频信号；(d)利用所述延迟的冗余音频信号调制至少一个第二射频信号，以便作为第二射频信号发送所述延迟的冗余音频信号；(e)接收所述第一和第二射频信号，并恢复所述音频信号和所述延迟的冗余音频信号；(f)至少对所述接收的第一射频信号进行质量测量；(g)对所述恢复的音频信号附加第二预定的时间延迟，从而形成延迟的一次音频信号，所述第二预定的时间延迟基本上等于所述第一预定的时间延迟；(h)建立第一加权系数，当所述质量测量至少大于一个预定的门限值时，所述第一加权系数等于1.0，当所述质量测量小于所述预定的门限值时，在一个预定的时间间隔内平滑地向0.0转换；(i)建立第二加权系数，当质量测量至少大于所述预定的门限值时，所述第二加权系数等于0.0，当质量测量小于所述预定的门限值时，在一个预定的时间间隔内平滑地向1.0转换；(j)组合所述第一加权系数和所述延迟的一次音频信号，并组合所述第二加权系数和所述延迟的冗余音频信号；(k)组合所述被加权被延迟的一次音频信号和所述被加权被延迟的冗余音频信号从而形成复合音频信号；以及(l)提供一个音频输出电路，并把所述复合音频信号耦联到所述音频输出电路。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述调制至少一个第一射频信号的步骤包括对所述音频信号进行数字编码的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述接收步骤包括译码所述恢复的音频信号的步骤。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述附加第一预定时间延迟的步骤包括在大约为2.0-5.0秒的范围内选择一个时间延迟的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述调制至少一个第一射频信号的步骤包括利用所述数字编码的音频信号调制至少一个载波的步骤，所述载波和FM广播信号频谱的中心频率在大约130-199千赫的范围内分开。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述调制至少一个第二射频信号的步骤包括利用所述延迟的冗余音频信号调制FM广播信号频谱内的至少一个射频信号的步骤。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述调制至少一个第二射频信号的步骤包括利用所述延迟的冗余音频信号调制所述FM广播信号频谱的至少一个SCA副载波的步骤。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述进行质量测量的步骤包括包括用于确定一个或几个从由以下参数构成的组中选择参数的步骤信噪比，位错误率，信号功率电平和定期的冗余检测。
20.一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，其中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，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；(d)对所述模拟音频信号的所述数字表示附加预定第二时间延迟，从而通过转换所述模拟音频信号的延迟的数字表示而形成一次音频信号；以及(e)当检测到所述变劣的预定值时，利用所述延迟的模拟音频信号代替所述一次音频信号。
21.一种带内频道上的广播方法，包括以下步骤提供要被广播的第一信号；提供要被广播的第二信号；相对于所述第一信号和所述第二信号的一个延迟其中的另一个；利用所述第一信号和所述第二信号中的第一个调制第一载波；利用所述第一信号和所述第二信号中的第二个对多个副载波进正交频分调制，所述多个副载波相对于所述第一载波位于上边带和下边带；组合所述第一载波和所述多个副载波，从而产生复合信号；以及发送所述复合信号。
22.如权利要求21所述的带内频道上广播的方法，其中所述第一信号包括模拟信号，所述第二信号包括数字信号。
23.如权利要求21所述的带内频道上广播的方法，其中所述第一信号包括数字信号，所述第二信号包括模拟信号。
24.如权利要求21所述的带内频道上广播的方法，其中所述第一信号和所述第二信号代表同一个音频信息。
25.如权利要求21所述的带内频道上广播的方法，其中所述第一载波是被频率调制的；所述上边带范围离开所述第一载波大约从130千赫到199千赫；以及所述下边带范围离开所述第一载波大约从-130千赫到-199千赫。
26.如权利要求25所述的带内频道上广播的方法，每个所述上边带和下边带包含95个所述的副载波。
27.一种带内频道上广播发送机，包括用于提供要被广播的第一信号的装置；用于提供要被广播的第二信号的装置；用于相对于所述第一信号和所述第二信号的一个延迟其中的另一个的装置；利用所述第一信号和所述第二信号中的第一个调制第一载波的装置；利用所述第一信号和所述第二信号中的第二个对多个副载波进行正交频分调制的装置，所述多个副载波相对于所述第一载波位于上边带和下边带；用于组合所述第一载波和所述多个副载波，从而产生复合信号的装置；以及用于发送所述复合信号的装置。
28.如权利要求27所述的带内频道上广播发送机，其中所述第一信号包括模拟信号，所述第二信号包括数字信号。
29.如权利要求27所述的带内频道上广播发送机，其中所述第一信号包括数字信号，所述第二信号包括模拟信号。
30.如权利要求27所述的带内频道上广播发送机，其中所述第一信号和所述第二信号代表同一个音频信息。
31.如权利要求27所述的带内频道上广播发送机，其中所述第一载波是被频率调制的；所述上边带范围离开所述第一载波大约从130千赫到199千赫；以及所述下边带范围离开所述第一载波大约从-130千赫到-199千赫。
32.如权利要求31所述的带内频道上广播发送机，每个所述上边带和下边带包含95个所述的副载波。
33.一种用于接收带内频道上广播信号的方法，所述广播信号包括由第一信号调制的第一载波，相对于所述要被广播的并被第二信号进行正交频分调制的第一载波位于上下边带的多个副载波，其中所述第一第二信号中的一个相对于另一个被延迟，所述方法包括以下步骤解调所述第一载波，从而产生第一解调信号；解调所述多个副载波，从而产生第二解调信号；相对于所述第一第二解调信号中的一个延迟其中的另一个；选择所述第一第二解调信号中的一个用于产生输出信号；以及响应选择的所述第一第二解调信号中的一个产生输出信号。
34.如权利要求33所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述第一信号包括模拟信号，所述第二信号包括数字信号。
35.如权利要求33所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述第一信号包括数字信号，所述第二信号包括模拟信号。
36.如权利要求33所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述第一信号和所述第二信号代表同一个音频信息。
37.如权利要求33所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述第一载波是被频率调制的；所述上边带范围离开所述第一载波大约从130千赫到199千赫；以及所述下边带范围离开所述第一载波大约从-130千赫到-199千赫。
38.如权利要求37所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，每个所述上边带和下边带包含95个所述的副载波。
39.如权利要求37所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述选择所述第一第二解调信号中的一个信号用于产生输出信号的步骤包括通过确定从一个组中选择的一个或几个参数检测所述第一第二解调信号中的一个信号的变劣所述的组包括下列参数信噪比，位错误率，信号功率电平和定期的冗余检测。
40.如权利要求33所述的用于接收带内频道上广播信号的方法，其中所述选择所述第一第二解调信号中的一个信号用于产生输出信号的步骤包括以下步骤提供代表所述第一信号的质量测量信号；当所述质量测量小于所述预定门限值时确定第一加权系数；当所述质量测量小于所述预定门限值时确定第二加权系数；组合所述第一加权系数和所述第一信号，并组合所述第二加权系数和所述第二信号；以及组合所述加权的第一信号和所述加权的第二信号从而形成复合音频信号；以及把所述复合音频信号耦合到输出端。
41.一种用于接收带内频道上广播信号的接收机，所述广播信号包括由第一信号调制的第一载波，相对于所述要被广播的并被第二信号进行正交频分调制的第一载波位于上下边带的多个副载波，其中所述第一第二信号中的一个相对于另一个被延迟，所述接收机包括用于解调所述第一载波，从而产生第一解调信号的装置；用于解调所述多个副载波，从而产生第二解调信号的装置；用于相对于所述第一第二解调信号中的一个延迟其中的另一个的装置；用于选择所述第一第二解调信号中的一个用于产生输出信号的装置；以及用于响应选择的所述第一第二解调信号中的一个产生输出信号的装置。
42.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述第一信号包括模拟信号，所述第二信号包括数字信号。
43.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述第一信号包括数字信号，所述第二信号包括模拟信号。
44.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述第一信号和所述第二信号代表同一个音频信息。
45.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述第一载波是被频率调制的；所述上边带范围离开所述第一载波大约从130千赫到199千赫；以及所述下边带范围离开所述第一载波大约从-130千赫到-199千赫。
46.如权利要求45所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，每个所述上边带和下边带包含95个所述的副载波。
47.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述选择所述第一第二解调信号中的一个信号用于产生输出信号的所述装置包括用于通过确定从一个组中选择的一个或几个参数检测所述第一第二解调信号中的一个信号的变劣的装置所述的组包括下列参数信噪比，位错误率，信号功率电平和定期的冗余检测。
48.如权利要求41所述的用于接收带内频道上广播信号的接收机，其中所述选择所述第一第二解调信号中的一个信号用于产生输出信号的装置包括以下装置用于提供代表所述第一信号的质量测量信号装置；用于当所述质量测量小于所述预定门限值时确定第一加权系数的装置；用于当所述质量测量小于所述预定门限值时确定第二加权系数的装置；用于组合所述第一加权系数和所述第一信号，并组合所述第二加权系数和所述第二信号的装置；以及用于组合所述加权的第一信号和所述加权的第二信号从而形成复合音频信号的装置；以及用于把所述复合音频信号耦联到输出端的装置。
全文摘要
本发明提供了一种用于在音频无线电广播系统中减轻间歇中断的系统(100),其中一次射频信号和冗余射频信号被从发送机子系统(120)发送,并由接收机子系统(140)接收。音频源的输出(112)被耦联到调制器(160)上,用于调制射频信号(162)以便被耦联到发送天线(172)。音频源的第二输出端(114)被耦联到延迟电路(116),用于对其附加一个预定时间延迟。被延迟的音频源信号被耦联到调制器(164),用于调制第二音频信号(166),其也被耦联到发送天线(172)。接收机子系统(140)接收一次射频信号和延迟的冗余射频信号,并把它们分别耦联到各个解调器(180,182)。至少一个解调器(180)包括用于确定一次射频信号的劣化并向混合控制电路(190)提供质量测量输出信号。从解调器(180)恢复的一次音频信号被耦联到第二延迟电路(184),第二延迟电路(184)的时间延迟基本上等于延迟电路(116)的时间延迟。来自延迟电路(184)的音频输出和来自解调器(182)的冗余音频输出被耦联到混合子系统(135),其中的每个和加权系数组合后被组合在一起,从而形成复合音频信号被耦联到音频输出电路(150)。
文档编号H04L1/02GK1274495SQ98809972
公开日2000年11月22日 申请日期1998年10月6日 优先权日1997年10月9日
发明者布赖恩·W·克略格, 劳·R·斯特莱克 申请人:Usa数字无线电通信公司