СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ АНАЛОГОВОГО И ЦИФРОВОГО СИГНАЛА ВЧ ОТ ОДНОГО ПЕРЕДАТЧИКА
METHOD FOR SIMULTANEOUS EMISSION OF HIGH-FREQUENCY ANALOGUE AND DIGITAL SIGNAL FROM ONE TRANSMITTER

Изобретение относится к области ДВ и СВ радиовещания(ВЧ связи), а именно к повышению эффективности передачи ВЧ сигнала в переходный период до насыщения слушателей цифровыми радиоприемниками. Проблемой одновременного излучения аналогового и цифрового ВЧ сигналов от одного передатчика (приемника) (аналогового и цифрового) является сохранение зоны обслуживания и качества сигнала, а также вопрос уменьшения потребляемой мощности. Эти проблемы могут решаться как за счет повышения эффективности передатчика, так и за счет применения новых способов модуляции.
Известны технические решения, которые позволяют за счет своевременного перекрытия канала излучения для одного из передаваемых сигналов производить амплитудную модуляцию аналогового сигнала АМ(1).Однако данное техническое решение требует разработки нестандартного оборудования, что существенно усложняет и удорожает задачу. Известны технические решения, при которых боковую полосу аналогового сигнала модулируют цифровым сигналом, а другую боковую полосу аналоговым сигналом (2). Это техническое решение требует дополнительной коррекции при демодуляции. Система Simulcast (одновременное излучение одним передатчиком сигнала аналогового радиовещания AM и цифрового радиовещания DRM: AM+DRM) описан в европейском стандарте ETSI ES 201 980 v3.1.1 (2009-08) (3). Известен также метод модуляции под названием ДАМ - динамическая обработка, при которой осуществляют управление несущей пропорционально среднему уровню модуляции (4) а также ДУН-динамическое управление несущей.
Согласно настоящему изобретению предлагается способ передачи излучаемого в эфир одним передатчиком ВЧ сигнала при одновременном излучении передатчиком сигнала аналогового вещания AM и цифрового радиовещания DRM, при котором аналоговая часть излучаемого сигнала является амплитудно-модулированным сигналом с одной или двумя боковыми полосами.. Часть сигнала AM подвергают динамической обработке (DOAM) посредством изменения уровня несущей в такт с огибающей модулирующего сигнала, при этом обработке подвергают как уровень несущей, так и уровни боковых или боковой.
Далее представлены примеры осуществления заявленного изобретения.
На фиг.1 представлены варианты режима Simulcast в соответствии со стандартом ETSI ES 201 980 v3.1.1 (2009-08) аналоговая часть излучаемого сигнала в режиме Simulcast, которая представляет из себя классический амплитудно-модулированный сигнал с двумя боковыми полосами - режим А3Е (или однополосную модуляцию с равновеликими значениями уровней несущей и одной боковой при 100% модуляции).
На фиг.2 представлен режим А3Е, как функция значений высокочастотных колебаний в течении времени t.
На фиг.3 представлен(ы) график изменения значений уровней несущей и боковых, а также их суммарное значение при значениях индекса модуляции m от 0 до 1.
На фиг.4 сигнал DRM имеет вид высокочастотных колебаний в течение времени t.
На фиг.5 высокочастотные сигналы AM и DRM (Simulcast) на линейной части модуляционной характеристике передатчика. Для удобства представим модуляционную харектеристику состоящую из двух частей.
AM сигнал (слева) максимально использует модуляционную характеристику передатчика только при индексах модуляции m=1. Учитывая, что среднестатистический индекс модуляции m=0,3÷0,4 получаем серьезное недоиспользование модуляционной характеристики в области AM сигнала. Для повышения среднего значения индекса модуляции m возможно использовать устройства компрессии звука, но при этом можно получить эффект «звук-стена», что неблагоприятно скажется на звучании радиостанции.
На фиг.6 представлен график изменения значений уровней несущей и боковых (боковой) в зависимости от индекса модуляции m для ДОАМ.
На фиг.7 представлен ВЧ сигнал с использованием ДОАМ.
На фиг.8 показано, как режим ДОАМ позволяет сформировать AM сигнал с постоянным пиковым значением размаха ВЧ сигнала не зависимости от индекса модуляции m, что позволяет максимально использовать модуляционную характеристику передатчика.
В радиовещании известен метод динамического управления несущей (ДУН) широко применяемый в передатчиках, работающих с амплитудной модуляцией (А3Е). В режиме ДУН происходит изменение уровня несущей по определенному закону в такт с огибающей модулирующего сигнала. При этом можно получить существенную экономию электроэнергии и сохранение зоны обслуживания передатчиком при условии, что при m=0 уровень несущей будет равен номинальной мощности передатчика. В тоже время при использовании ДУН будет искажаться динамический диапазон модулирующего сигнала на выходе приемного устройства так, как динамической обработке подвергается только несущая передатчика.
Для максимально возможного использования модуляционной характеристики при передаче AM сигнала и получения большей зоны обслуживания предлагается в режиме Simulcast использовать динамическую обработку аналоговой части AM сигнала (ДОАМ) В случае применения ДОАМ обработке подвергаются как уровень несущей, так и уровни боковых (или боковой, если использовать однополосную модуляцию с равновеликими значениями уровней несущей и одной боковой при 100% модуляции).
За счет этого при использовании ДОАМ отсутствуют динамические искажения на выходе приемного устройства так, как в тракте приемника АРУ компенсирует динамическую обработку AM сигнала.
Использование в аналоговой части сигнала Simulcast режима ДОАМ позволяет эффективней использовать модуляционную характеристику передатчика. При этом зона обслуживания передатчика аналоговой частью сигнала Simulcast с использованием ДОАМ будет примерно такой же, как и зона вещания передатчика работающего в чисто аналоговом режиме с использованием классической AM (А3Е). В тоже время в сигнале передатчика цифровая составляющая сигнала Simulcast будет обеспечивать примерно ту же зону обслуживания, что и аналоговая часть сигнала в режиме ДОАМ при соответствующем выборе уровня соотношения между аналоговой и цифровой частями сигнала Simulcast.
Источники информации
1. RU №2140708, Н03С 5/00, 1994.
2. RU №2317644, Н04В 20/36, 2008.
3. ETSI ES 201 980, v.3.1.1 (2009/08), Digital Ratio Mondial (DRM) System Specification.
4. MKKP XVI, Пленарная Ассамблея, Дубровник 1986, «Методы экономии энергии при передачи методом AM радиовещательных программ и их влияние на качество приема».