СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛУ УКВ-ВЕЩАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H04H5/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи дополнительных кодовых или символьных сообщений одновременно с передачей обычной УКВ-программы. Дополнительные сообщения могут быть адресованы, например, водителям автомашин, сотрудникам милиции и т.п.

Известен способ передачи дополнительной сигнальной информации в системе радиовещания, включающий генерирование двух синусоидальных сигналов различной частоты и их использование для модуляции несущей таким образом, что результирующая амплитуда не превышает амплитуды контрольного стереосигнала (US, патент N 4679238, H 04 H 5/00, 1987).

Однако этот способ неприменим в УКВ-диапазоне из-за возникающих искажений основного сигнала.

Известна также радиовещательная система, в которой дополнительный сигнал идентификации передатчика транслируется на дополнительной поднесущей 16,625 кГц (US, патент N 4481658, H 04 H 5/00, 1984 или заявку ЕПВ N 0066338, H 04 H 5/00, 1982).

Однако необходимость генерирования дополнительной поднесущей и последующей ее синхронной демодуляции приводит к усложнению приемного и передающего оборудования, не позволяет использовать существующее модифицированное студийное оборудование. Кроме того, известный способ не исключает взаимного влияния каналов комплексного стереосигнала (КСС), что снижает качество приема.

Проблема передачи дополнительной информации в системе УКВ-вещания при условии сохранения высокого качества приема основного стереосигнала может быть решена путем использования второй гармоники поднесущей КСС. Однако при этом необходимо очень точно фазировать сигналы частот 31,25 и 62,5 кГц, что возможно на передающем, но трудно осуществимо на приемном конце канала передачи. При возникновении же даже незначительного сдвига фаз в наиболее широко используемых и высококачественных ключевых декодерах возникает низкочастотный шум, существенно ухудшающий качество основного канала.

Наиболее близким к предложенному является способ передачи дополнительной информации в УКВ-диапазоне, включающий в себя модуляцию второй поднесущей комплексного стереосигнала сигналом дополнительной информации и сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом (US, патент N 4435843, H 04 B 1/16, 1984; US, патент N 4450589, H 04 B 1/16, 1984 или US, патент N 4584708, H 04 B 1/00, 1986).

Будучи использован в зарубежных системах УКВ-вещания, например, Radio Data Sistem, где пилоттон составляет 19 кГц, его третья гармоника соответственно 57 кГц, а зазор между частями спектра КСС, смежными с пилоттоном, - 8 кГц, известный способ дает относительно хорошие результаты. Однако при его использовании в системе отечественного вещания, где упомянутый зазор примерно в 8 раз меньше, уровень шумов и помех, вносимых дополнительным каналом в КСС, оказывается недопустимо высоким.

Таким образом, техническим результатом, использования предлагаемого способа является повышение качества и дальности приема за счет снижения взаимного влияния каналов основной и дополнительной информации до уровня, предусмотренного действующими стандартами, при одновременном увеличении мощности сигнала. Кроме того, ставится задача расширения области использования устройства за счет применения модифицированного студийного оборудования, возможности использования всех видов модуляции и одновременной передачи нескольких дополнительных каналов.

Указанный результат достигается тем, что в способе передачи дополнительной информации по каналу УКВ-вещания, включающем в себя модуляцию второй поднесущей комплексного стереосигнала сигналом дополнительной информации и сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом, в качестве второй поднесущей выбирают нечетную гармонику половинной частоты поднесущей комплексного стереосигнала.

При этом модуляцию нечетной гармоники половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала осуществляет по фазе.

Кроме того, нечетную гармонику половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала формируют путем выделения из комплексного стереосигнала поднесущей и последующих деления на два и умножения ее частоты.

Целесообразно также одновременно с модуляцией нечетной гармоники половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала модулировать сигналом дополнительной информации другую нечетную гармонику половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала, полученные сигналы суммировать с комплексным стереосигналом, а разность фаз между первой и второй нечетными гармониками половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала поддерживать в диапазоне 178 - 182^o.

И наконец, рекомендуется сигналы обеих нечетных гармоник половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала ортогонально модулировать несколькими независимыми сигналами дополнительной информации.

На чертеже представлен спектр КСС, поясняющий предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом.

К формируемому кодером на студии комплексному стереосигналу основного информационного канала с поднесущей 31,25 кГц добавляют одинаковым образом модулированные сигналы частот 78,125 (или 46,875, или 15,625, т.е. первой нечетной гармоники половины поднесущей) и 46,875 (15,625 или 78,125, т.е. второй нечетной гармоники) кГц, сдвинутых друг относительно друга на 180^o, т. е. находящихся в противофазе. Точность задания указанного фазового сдвига должна быть не хуже 2^o, а амплитуда первой нечетной гармоники половины поднесущей не должна превышать 12% от амплитуды поднесущей. Соотношение амплитуд первой и второй нечетных гармоник выбирают таким, чтобы после демодуляции они давали сигналы одинаковой амплитуды. Например, если демодуляторы для указанных частот имеют равный коэффициент передачи, то на передающем конце их амплитуды должны быть одинаковыми. Обе указанные частоты модулируют дополнительным информационным сигналом, который формируется ЭВМ и поступает на информационные входы модуляторов 7 и суммируется с КСС. Результирующим сигналом модулируют по частоте сигнал УКВ-передатчика, который и поступает в эфир.

Сигналы нечетных гармоник удобно формировать путем умножения частоты 15,625 кГц, которую получают делением на два частоты поднесущей КСС 31,25 кГц.

В приемнике, построенном на основе ключевых демодуляторов, выделяется либо стереосигнал основного канала, либо первая нечетная гармоника половины частоты поднесущей, из которых выделяется основная или дополнительная информация. Возможно также одновременное выделение основного и дополнительного сигналов. При этом спектр шумов, обусловленных наличием дополнительного информационного канала на частоте первой нечетной гармоники, ограничен высокочастотной областью вблизи 15 кГц. Это само по себе способствует снижению уровня слышимых шумов. Кроме того, шумовой сигнал, перенесенный в процессе демодуляции в эту область, практически полностью компенсируется находящимся в противофазе с ним сигналом второй нечетной гармоники. Подобная компенсация позволяет использовать любой вид модуляции в дополнительном канале, в том числе передавать по нему сразу несколько информационных сигналов при ортогональной модуляции, не ухудшая качества приема основного стереосигнала.

Компенсационный сигнал в приемнике дополнительной информации может быть также подвергнут демодуляции и просуммирован с демодулированным сигналом первой нечетной гармоники. При этом увеличивается дальность приема и повышается достоверность принимаемой информации.

Если компенсационный сигнал частоты не используется, наилучшие результаты могут быть получены при использовании фазовой модуляции.

Как показали проведенные исследования, способ обеспечивает высококачественный прием основного и дополнительного каналов (отношение сигнал/шум составляет не менее 65 дБ при модуляции сигналом дополнительной информации частот 46,875 и 78,125 кГц) и требует лишь незначительной доработки существующего оборудования.

Изобретение относится к радиотехнике. Его использование в системах передачи дополнительной информации позволяет осуществлять такую передачу с помощью существующих систем стереозвукового вещания. Способ включает в себя модуляцию второй поднесущей комплексного стереосигнала сигналом дополнительной информации и сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом. Благодаря тому что в качестве второй поднесущей выбирают нечетную гармонику половинной частоты поднесущей комплексного стереосигнала, в способе обеспечивается повышение качества и дальности приема за счет снижения взаимного влияния каналов основной и дополнительной информации до уровня, предусмотренного действующими стандартами. 4 з.п.ф-лы. 1 ил.

1. Способ передачи дополнительной информации по каналу УКВ-вещания, включающий в себя модуляцию второй поднесущей комплексного стереосигнала сигналом дополнительной информации и сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом, отличающийся тем, что в качестве второй поднесущей выбирают нечетную гармонику половинной частоты поднесущей комплексного стереосигнала. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модуляцию нечетной гармоники половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала осуществляют по фазе. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нечетную гармонику половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала формируют путем выделения из комплексного стереосигнала поднесущей и последующих деления на два и умножения ее частоты. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно с модуляцией нечетной гармоники половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала модулируют сигналом дополнительной информации другую нечетную гармонику половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала, полученные сигналы суммируют с комплексным стереосигналом, а разность фаз между первой и второй нечетными гармониками половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала поддерживают в диапазоне 178 - 182^o. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сигналы обеих нечетных гармоник половины частоты поднесущей комплексного стереосигнала ортогонально модулируют несколькими независимыми сигналами дополнительной информации.