СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМЕ УКВ-ВЕЩАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H04H1/04 H04H5/00 

Изобретение относится к радиотехнике 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 (патент США, 4679238, кл. 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 несущей 16,625 кГц (патент США, 4481658, кл. H 04 H 5/00, 1984 или заявка EP, 0066338, кл. 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 модуляцию второй поднесущей сигналом дополнительной информации, сложение полученного модулирования сигнала с КСС и последующее выделение второй поднесущей и дополнительного информационного сигнала, причем в качестве второй поднесущей используют третью гармонику пилоттона КСС (патент США 4435843, кл. H 04 B 1/16, 1984; патент США, 4450589, кл. H 04 B 1/16, 1984 или патент США 4584708, кл. H 04 B 1/00, 1986).

Будучи использован в зарубежных системах УКВ-вещания, например, RADIO DELTA SISTEM, где пилоттон составляет 19 кГц, ее третья гармоника составляет 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, ожидаемым от 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 способа за счет использования модифицированного студийного оборудования, возможности применения всех видов модуляции и одновременной передачи нескольких дополнительных каналов.

Указанный результат достигается тем, что в способе передачи дополнительной информации в системе УКВ-вещания, включающем модуляцию второй поднесущей сигналом дополнительной информации, сложение полученного модулированного сигнала с КСС и последующее выделение второй поднесущей и дополнительного информационного сигнала, в качестве второй поднесущей используют третью гармонику половины поднесущей КСС.

Кроме того, при модуляции третьей гармоники половины поднесущей КСС используют фазовую модуляцию.

Целесообразно также одновременно с модуляцией третьей гармоники половины поднесущей КСС модулировать сигналом дополнительной информации половину поднесущей КСС, полученный сигнал суммировать с КСС, а разность фаз между половиной поднесущей и ее третьей гармоникой поддерживать в диапазоне 178 - 182^o.

Рекомендуется также одновременно с выделением третьей гармоники половины поднесущей выделять половину поднесущей, а выделенные сигналы суммировать.

И наконец, целесообразно сигналы половины поднесущей и третьей гармоники половины поднесущей КСС ортогонально модулировать несколькими независимыми сигналами дополнительной информации.

На чертеже представлен спектр КСС, поясняющий предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом. К формируемому кодером на студии КСС основного информационного канала с поднесущей 31,25 кГц добавляют одинаковым образом модулированные сигналы частот 46,875 и 15,625 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 третьей гармоники половины поднесущей не должна превышать 12% от амплитуды поднесущей. Соотношение амплитуд частот 46,875 и 15,625 кГц выбирают таким, чтобы после демодуляции они давали сигналы одинаковой амплитуды. Например, если модуляторы для указанных частот имеют равный коэффициент передачи, то на передающем конце их амплитуды должны быть одинаковыми. Обе указанные частоты модулируют дополнительным информационным сигналом и суммируют с КСС. Результирующий сигнал передается в эфир.

В приемнике, построенном на основе ключевых демодуляторов, выделяется либо стереосигнал основного канала, либо третья гармоника половины 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 46,875 кГц, 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 15,625 кГц. 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 качество приема основного стереосигнала.

Компенсационный сигнал 15,625 кГц в приемнике дополнительной информации может быть также подвергнут демодуляции и просуммирован с демодулированием сигнала 46,875 кГц. При этом увеличивается дальность приема, повышается достоверность принимаемой информации.

Если компенсационный сигнал 15,625 кГц 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) и требует лишь незначительной доработки существующего оборудования.

Сущность изобретения: дополнительным информационным сигналом модулируют одновременно первую и третью гармоники половины поднесущей комплексного стереосигнала, а фазовый сдвиг между ними поддерживают равным 180^o. Это обеспечивает повышение качества приема основного и дополнительного каналов. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ передачи и приема дополнительной информации в системе УКВ-вещания, включающий в себя на передаче модуляцию второй поднесущей в комплексном стереосигнале, имеющем первую поднесущую, сигналом дополнительной информации, сложение полученного модулированного сигнала с комплексным стереосигналом, а на приеме - выделение второй поднесущей и дополнительного информационного сигнала, отличающийся тем, что в качестве второй поднесущей выбирают третью гармонику половинной частоты первой поднесущей комплексного стереосигнала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что третью гармонику половинной частоты первой поднесущей комплексного стереосигнала модулируют по фазе. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно с модуляцией третьей гармоники половинной частоты первой поднесущей комплексного стереосигнала модулируют сигналом дополнительной информации половинную частоту первой поднесущей комплексного стереосигнала, полученный сигнал суммируют с комплексным стереосигналом, при этом поддерживают разность фаз между половинной частотой первой поднесущей и ее третьей гармоникой в пределах 178 - 182^o. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что одновременно с выделением третьей гармоники половинной частоты первой поднесущей комплексного стереосигнала выделяют половинную частоту первой поднесущей и суммируют выделенные сигналы. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что сигналы половинной частоты первой поднесущей комплексного стереосигнала и ее третьей гармоники ортогонально модулируют несколькими независимыми сигналами дополнительной информации.