CN1166257A - 数字信号的地面传输方法 - Google Patents

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Abstract

本文推荐了一种用于至少一种数字信号传输，特别是数字广播和/或数字电视广播信号传输的方法。用这一方法，将通过译码减少数据量，还主要根据OFDM法至少调制一种数字信号，并变换到至少一个频道(31)的频率位置，在这一频率位置上反射。该频道(31)与至少一个用来传输模拟电视广播信号的被占用或未被占用的频道(30，32)相邻。此外，每次必须将至少一种数字信号频谱(41)的动态范围和振幅降低到一预定值，该值明显小于模拟电视广播信号频谱(35，36)的图象载波的动态范围或振幅。这样，在至少一个频道里与其它数字信号或与其它模拟信号间只出现很少的互调和交叉调制。至少一种数字信号的频谱(41)由至少一个相邻频道(30，32)间的保护频率距离(45)分开进行传输。在一个频道(31)里传输多个数字信号时，至少两种数字信号的频率范围由保护频率距离(50)相互分开传输。

Description

数字信号的地面传输方法
现有技术
发明源于根据主要要求分类的方法。
在电视信号的地面信号分配过程中，由于地形情况，主要由于从接收地点的接收器到各个发射台间的不同距离可以产生很大的场强差异。由于接收器输入级的选择性和线性总是受到限制，在占用所有理论上可能的电视频道时，特别是占用带模拟调制电视节目的相邻频道时，会由于使用频道和相邻频道间电平的巨大差异以及交叉调制和互调而出现干扰。人们试图通过避免占用相邻频道来限制这一干扰。由于平面供电和由此产生的在某一区域内不同发射台的重叠产生这样的后果，所有地面可能的电视频道都早已被占用。由此产生的频率告急还会加强，甚至对于两个播放同样节目的发射台，在重叠范围里还必须规定不同的频率，否则会出现同频道干扰，例如由于播放时间不同出现重影和由于干扰出现静区。发明的优点
带有主要要求特征的发明的方法具有下述优点，可以占用带数字信号的，尤其是带数字广播和/或电视广播信号的未用的禁止频道，而不会发生带有其它数字信号和带有模拟信号的被占用频道的互调和交叉调制。以这种方式可以用多个频道进行地面信号分配。
通过在其它要求中实施的措施可以进一步有利地改进和改善在主要要求中说明的方法。
为了减少互调和交叉调制，人们可有利地根据要求2中的OFDM法采用数字信号调制。
根据要求3和要求4而采取的措施的有利之处在于，用相对较低的电平传输至少一种数字信号。因此，与数字信号相比对干扰敏感的模拟信号在接收时接收器输入级的选择性受到限制的情况下，受到的干扰可以忽略。
在根据要求5减少数据量时有这样的优点，即可将尽可能多的节目和/或数据处理安排在禁用频道上。
在至少一种数字信号和至少一个相邻频道的频率范围间的频率保护距离装置很好地提高了接收器输入级选择和译码时的抗干扰性。
根据要求7的有利之处在于，在不同的发生台反射时，对于一个节目或一类数据处理在自己的频道上使用自己的频率。以这种方式，在给定的频率范围内，对于地面信号分配，可以尽可能多地增加节目数量。
根据要求8的有利之处在于，在接收时由于使用了频率保护距离，从而保护多个数字数据、广播信号和/或电视广播信号不相互影响。附图
在附图中介绍了发明的实施例，随后并予以详细说明。图1显示了数字数据、广播信号和/或电视广播信号的地面反射装置；对于带有模拟和数字信号频谱的三个相邻被占用频道，图2和图3每次显示了一个实例；图4是接收地面传输数字信号的装置；图5是数字信号的频谱；图6是一DVB信号传输的频道占用。实施例描述
在图1中，10是一个乘法器，每次数字电视广播信号通过第一、第二和第三译码器(1，2，3)，数字广播信号通过第四到第九译码器(4到9)传输给乘法器。乘法器通过一调制器15和一放大器20与发射天线相连，以进行数字广播和数字电视广播信号的地面反射。
译码器1至9减少了数字电视广播信号和数字广播信号的数据量，这样实现了数字信号的频谱限制。数据压缩算法适于用来减少数据量，例如MPEG1，MPEG2或MPEG4(MPEG＝Motion Picture Expert Group移动画面专家组)。MPEG标准ISOMPEG 11172及其各个层次都适于减少音量数据。通过译码器1至9传输给乘法器10的数字信号在乘法器10中以频率乘法器的方式汇编成数字信号，并随后在调制器15中经调制方法处理，如主要是OFDM法(OFDM＝Orthogonal frequencydivision Multiplexing正交频率分组倍增)，可能的话，也用PSK法(PSK＝Phaseshift Keying相位移相调制)或带有载波抑制的QAM法(QAM＝Quadratur-amplituden-Modulaiton正交振幅调制)。这一措施的目的是根据图5的动态范围100实现数字信号的频谱41，动态范围低于给定值以减少与其它数字信号或与模拟信号的互调和交叉调制。这一措施的另一目的是，将数字信号的频谱41的振幅限制在一给定值上，并将数字信号变频为频道31的频率位置，频道31与图2中的两个频道，较低频的30和较高频的32相邻。接着，调制后的数字信号在放大器20中调整到一个电平值(该值通常可明显小于模拟电视广播信号峰值电平)，并由发射天线25反射。
图2是数字信号占用频道31的例子，频道31与模拟电视广播信号的较低频频道30和模拟电视广播信号的较高频频道32相邻。在图2的图表中，频率f与相应的频谱振幅A相对应。下面将相邻的较低频模拟频道30作为第一频道，将数字信号频道31作为第二频道，将相邻的较高频模拟频道32作为第三频道。第一频道30受下临界频率f1和上临界频率f2限制，并在频率fT1处包含了带有图象载波的第一模拟电视广播信号的频谱35。第三频道32受下临界频率f3和上临界频率f4限制，并在频率fT2处包含了带有图象载波的第二模拟电视广播信号的频谱36。数字信号的第二频道31受第一频道30的上临界频率f2和第三频道32的下临界频率f3限制。作为两个模拟频道30和32的相邻频道，第二频道31是所谓的禁止使用频道。数字信号的频谱被分成四组40，它们每组通过频率宽度fs2的频率保护距离50相互分开。在数字信号的频谱41和第一频道30的上临界频率f2之间，也就是在和第三频道32的下临界频率f3之间，每次都预先规定了频率宽度fs1的频率保护距离45。在第二频道31约为7MHz的频率宽度处，第二频道31被分成四组，每组约为1.5MHz，剩余的1MHz用于组块40每组间的保护频率距离50和用于数字信号频谱41和第一频道30的上临界频率f2之间，也就是和第三频道32的下临界频率f3之间的保护频率距离45。
对于第二频道31，在约8MHz的频率宽度处第二频道31同样被分成四组，每组约为1.5MHz，剩余的约2MHz用于组块40每组间的保护频率距离50和用于数字信号频谱41和第一频道30的上临界频率f2之间，也就是和第三频道32的下临界频率f3之间的保护频率距离45。通过调制器15中的调制，数字信号的频谱41被限制在一预定值上，它明显小于频率fT1和fT2处模拟电视广播信号图象载波的振幅。此外，通过调制每次将数字信号的频谱41的动态范围100和振幅限制在一预定值上，它明显小于第一和第三频道30和32模拟信号的频谱35和36的动态范围，即图象载波的振幅。用这种方式只会减少数字信号相互之间以及数字信号与第一和第三频道模拟信号间的互调和交叉调制。通过上述调制方法和带电平的数字信号传输的使用，来避免数字信号中的峰值电平，数字信号中的电平明显低于模拟信号中的电平。用这种方式还减少了选择性受限制的接收器中模拟电视广播信号的干扰，例如，通过数字信号频谱41和第一频道30的上临界频率f2之间，也就是和第三频道32的下临界频率f3之间的保护频率距离45。数字信号频谱41的每个组块40之间的保护频率距离50用来保护带有数字广播和/或电视广播信号的每个组块40不相互影响。由于在选择的数字信号传输和加工过程中，以及可预先规定的误差修正法，隔行扫描和/或外部故障保护的使用过程中良好的抗干扰性，接收器中数字信号由于同时入射和接收模拟电视和广播信号受到的影响可忽略不计。图2的四个组块40中的每个都至少能安排6套立体声广播节目，根据ISO MPEG 11172层2压缩数据时，或者根据MEPG1或2压缩数据时至少能传输一套电视节目。ISO MPEG 11172层3标准允许每1.5MHz的组块40在每套广播节目传输速率为128KB/s的情况下将6套广播节目扩大到12套。MPEG4标准允许每1.5MHz的组块将电视节目数至少扩大到两套。在用数字信号的第二频道31中还可传输其它的附加信号，或单独或以组块形式传输其它的信号内容。例如，分页，播音，电子报刊，数据库修改，交通信息和图示，交易所数据和行车时间表等均属此列。此外，DVB(DVB＝Digital video Broadcasting数字视频广播)信号也属此类，它目前还对8MHz场进行了定义，以占用UHF区域内的禁止使用频道。当布置在7MHz场上时，对于DVB信号来说也可占用UHF区域内的禁止使用频道。此外，根据图6，在第二频道31中带有保护频率距离45的封闭译码频率组块40每次都被传输给相邻的频道30和32。
PAL B/G标准区域禁用频道的附加占用可以如下定量表示：波段I  (VHF)    一个附加的7HMz频道，一旦当只具有48.25MHz图象载波
            频率的频道E2和具有62.25MHz图象载波频率的频道E4被
            电视节目占用时。
            两个附加的7HMz频道，一旦当只具有55.25MHz图象载波
            频率频道E3被电视节目占用时。波段III(VHF)    四个或多个附加的7HMz频道，根据被模拟调制的电视节目
            占用情况。波段IV(UHF)     八个或多个附加的8HMz频道，根据被模拟调制的电视节目
            占用情况。波段V(UHF)      14个或多个附加的8HMz频道，根据被模拟调制的电视节目
            占用情况。
在图3的另一实施例中，实现了第一频道30和第三频道32的占用，这两个频道每次都带有如图2中的模拟电视广播信号35或36的频谱。但是，第二频道31中数字信号的频谱41被分成3个组块40，它们被频率宽度fs2的保护频率距离50相互分开，还通过频率宽度fs1的保护频率距离45将其与第一频道30的上临界频率f2和第三频道32的下临界频率f3分开。这一实现在使用6MHz场和约1.5MHz的组块宽度时是合适的。剩余的约1.5MHz被用于组块40间的保护频率距离50和用于数字信号频谱41和第一频道30的上临界频率f2之间，也就是和第三频道32的下临界频率f3之间的保护频率距离45。
此外，还存在这样的可能性，即选择其它组块宽度来取代1.5MHz，或者同DVB一样，完全用整个第二频道31作为总体。
在使用OFDM方法时存在这样的可能性，通过在希望的传播区域里供给公用波，在各个发射器反射时，对于同样的节目在同样的频道使用同样的频率。
在图4中，55表示的是一个带接收天线60的接收器，接收天线通过带通滤波器65和解调器70与解乘法器75相连。此外，接收器55还包括了一个用于数字电视广播信号的译码器80和用于一个数字广播信号的译码器81。从解乘法器75中出来的数字电视广播信号输送给用于数字电视广播信号的译码器80，同样，从解乘法器75中出来的数字广播信号输送给用于数字广播信号的译码器81。译码后的数字电视广播信号输送给电视机85的数字输入端86，而译码后的数字广播信号通过声音放大器90输送给扬声器95。
通过接收天线60由接收器55接收的信号包括数字电视广播信号和数字广播信号，它们按图1中的电路以数字信号从地面被反射出来。在带通滤波器65中，选择传输数字信号的第二频道31。随后将选择后的数字信号输送给解调器70并解调。解调后的数字信号接着在解乘法器75中被分成两种数字信号，一种数字信号包括了数字电视节目，另一种数字信号包括了数字广播节目。在用于数字电视节目的译码器80和用于数字广播节目的译码器81中，数字电视广播信号或者数字广播信号被扩展。扩展后的数字信号(包含数字广播信号)，输送给声音放大器90，在这里被分成单个的广播节目，在经过数字/模拟转换，放大和扬声器95后放音。
在发明方法的其它实施形式中，通过调制只将数字信号的频谱41的动态范围100限制在一预定值上，在其它实施形式中，只将数字频谱41的振幅限制在一预定值上。在这些情况下，通常与相邻频道30和32有较大的保护频率距离45，或者使用有较大选择性的接收器输入级。

Claims (12)

1.用于至少一种数字信号；尤其是一种数字广播和/或数字电视广播信号地面传输的方法，其特征是：在至少一个频道(31)中传输至少一种数字信号，该频道至少与一个被占用或未被占用的用来传输模拟电视广播信号的频道(30，32)相邻，至少一种数字信号频谱(41)的动态范围(100)下降为一预定值，该预定值明显小于模拟电视广播信号频谱(35，36)的动态范围，和/或至少一种数字信号频谱(41)的振幅下降为一预定值，该预定值明显小于模拟电视广播信号的图象载波的振幅。
2.根据权利要求1的方法，其特征是：主要根据OFDM法(OFDM＝CodeOrthogonal frequency division Multiplexing编码正交频率分组倍增)调制传输至少一种数字信号。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征是：至少一种数字信号带电平传输，该电平不超过一预定值，这一预定值明显小于模拟电视广播信号的峰值电平。
4.根据权利要求1、2或3的方法，其特征是：至少一种数字信号带电平被接收，该电平大约为20dB，低于模拟电视广播信号的峰值电平。
5.根据前述权利要求之一的方法，其特征是：至少一种数字信号的数据量通过译码被减少。
6.根据前述权利要求之一的方法，其特征是：在至少一个频道(31)内的至少一种数字信号的频率范围与至少一个被占用或未被占用的频道(30，32)通过保护频率距离(45)被分开传输。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征是：在一传输区域里，数字调制(用OFDM法调制的)信号以相同的频率在至少一个频道(31)的频率范围内由不同的发射器反射相同的内容。
8.根据前述权利要求之一的方法，其特征是：在至少一个频道(31)里以多个单独形式或组块形式传输数字信号时，至少两种数字信号的频率范围由保护频率距离(50)相互分开传输。
9.根据前述权利要求之一的方法，其特征是：至少一个有约6MHz频道宽度的频道(31)被分成三个组块(40)，每组约为1.5MHz，剩余的约1.5MHz被用作每个组块(40)间的保护频率距离(50)和用作数字频谱(41)频率范围与上、下相邻频道(32)和(30)间的保护频率距离(45)。
10.根据权利要求1至8中之一的方法，其特征是：至少一个有约7MHz频道宽度的频道(31)被分成四个组块(40)，每组约为1.5MHz，剩余的约1MHz被用作每个组块(40)间的保护频率距离(50)和用作数字频谱(41)频率范围与上、下相邻频道(32)和(30)间的保护频率距离(45)。
11.根据权利要求1至8中之一的方法，其特征是：至少一个有约8MHz频道宽度的频道(31)被分成四个组块(40)，每组约为1.5MHz，剩余的约2MHz被用作每个组块(40)间的保护频率距离(50)和用作数字频谱(41)频率范围与上、下相邻频道(32)和(30)间的保护频率距离(45)。
12.根据权利要求1至8中之一的方法，其特征是：在至少一个频道(31)里传输封闭的译码，特别是传输包含频率组块(40)且带有与相邻频道(32)和(30)间保护频率距离(50)的DVB信号。
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