[發明專利]在數字音頻廣播中發送和接收具有優先等級消息的壓縮音頻幀的方法與裝置

無效

• 申請號: 00811930.9
• 申請日: 2000-08-23
• 公開（公告）號: CN1370357A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 布萊恩·威廉·克羅格;斯蒂芬·道格拉斯·馬特森
• 申請（專利權）人: 艾比奎蒂數字公司
• 主分類號: H04H1/00
• 分類號: H04H1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馮賡宣

發明背景

本發明涉及用于發送和接收數字數據的方法與裝置，更具體地說，涉及用于數字音頻廣播系統的這樣的方法與裝置。

數字音頻廣播(DAB)是一種能提供優于現有的模擬廣播格式的數字品質音頻的媒介。可以以下列兩種格式發送調幅和調頻DAB信號，第1種情況是數字調制信號跟當前廣播的模擬調幅或調頻信號并存的混合格式，第2種情況是沒有模擬信號的全數字格式。由于每一組DAB信號都是在現有調幅或調頻信道分配的相同頻譜覆蓋的范圍內被同時發送的，所以在帶內信道(IBOC)上的DAB系統不需要新的頻譜分配。IBOC?DAB使得各廣播機構在向它們現有的聽眾群提供數字品質音頻的同時，也推動了頻譜的經濟利用。已經提出了幾種IBOC?DAB方案。一種這樣的方案，公開于美國專利第5,588,022號，提出了在標準的調幅廣播信道中，同時廣播模擬與數字信號的方法。使用這個方案，具有第1頻譜的調幅射頻信號被廣播。該調幅射頻信號包括被一個模擬節目信號所調制的第1載波。與此同時，在包含第1頻譜的帶寬以內，多個數字調制的載波信號被廣播。每一個數字調制的載波信號都被數字節目信號的一部分所調制。第1組數字調制的載波信號處于第1頻譜的范圍內，并且與第1載波信號正交被調制。第2和第3組數字調制的載波信號處于第1頻譜的范圍以外，并且與第1載波信號同相和正交被調制。借助于正交頻分多路復用(OFDM)，使用多個載波來承載通信信息。

調頻IBOC?DAB廣播系統已經成為幾項美國專利的主題，其中包括專利號第5,465,396號，第5,315,583號，第5,278,844號，第5,278,826號。一個混合調頻IBOC?DAB信號將一個模擬調制載波跟多個正交頻分多路復用(OFDM)副載波組合在一起，上述各副載波處于模擬調制主調頻載波所占用的頻譜上下兩側從調頻中心頻率起算的從大約129?kHz到大約199?kHz的區域內。一種全數字IBOC?DAB系統消除了模擬的已調制主信號，同時保留上述的各副載波，并且將附加的各副載波加到從調頻中心頻率起算的從大約100?kHz到大約129?kHz的區域內。這些附加的副載波能發送一組后備信號，在丟失主要的或核心的信號的情況下，該后備信號可以被用來在接收機處產生輸出信號。

數字傳輸系統的一個特征就是同時發送數字化音頻和數據的固有能力。數字音頻信息通常被壓縮，以便在一條帶寬受限制的信道上進行傳輸。例如，可以將大約1.5?Mbps的立體聲光盤(CD)的數字源信息規格壓縮到96?kbps，同時保持調頻IBOC?DAB的實質上的CD音質。進一步地壓縮到48?kbps以下仍能提供良好的立體聲音質，這對于調幅DAB系統或者用于調頻DAB系統的短延遲的后備與調諧信道是有用的。有效的壓縮方案使用可變速率的信源編碼，其中，固定的各音頻時間段被編碼為可變長度的各數字分組，即，“復雜性”可變的各音頻段被轉換為長度可變的各音頻幀。

由典型的音頻編碼器產生的各音頻幀為不能有效地作為IBOC?DAB信號傳輸的各種格式。因此，需要有一種用于發送和接收數字音頻廣播中的壓縮音頻幀的有效方法。

發明內容

一種在數字音頻廣播系統中用于傳輸壓縮數據的方法包括下列各步驟：接收表示音頻信號的數字信息；評估在一個調制解調幀中待分配給所述數字信息的比特數；在已評估的比特數的范圍內，對所述數字信息進行編碼，以產生編碼數據；將對應于各數字消息的各比特加到已編碼的信息中去，以形成一個復合調制解調幀；對所述復合調制解調幀的各比特進行格式化，以產生格式化的復合調制解調幀的各比特；以及發送格式化的復合調制解調幀的各比特。

本發明還包含由該方法產生的調制解調幀格式以及用以實現該方法的發射機。調制解調幀格式包括多個后備核心音頻字段，一個強化的音頻/數據字段，以及一個報頭字段。每一個后備核心音頻字段都包括：核心音頻幀，循環冗余校驗比特，冗余報頭字段，以及填充比特。

附圖的簡要說明

圖1是用于數字音頻廣播系統的發射機的方框圖，它能發送根據本發明的格式化的信號；

圖2是功能方框圖，表示根據本發明對音頻信號和已劃分優先等級的數據分組進行多路復用和編碼的方法；

圖3是能根據本發明對信號進行處理的接收機的方框圖；

圖4是方框圖，表示圖3的接收機所進行的信號處理的一部分；

圖5是示意圖，表示與本發明配合使用的調制解調幀格式的一個優選實施例；

圖6是示意圖，表示與本發明配合使用的后備音頻/補充幀格式的一個優選實施例；