Патент на изобретение №2159010

(54) СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРО- И АНАЛОГО-МОДУЛИРОВАННЫХ РАДИОВЕЩАТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ И/ИЛИ СИГНАЛОВ ВЕЩАТЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области радиосвязи. Способ предусматривает передачу по меньшей мере в одном канале наряду с аналоговым сигналом вещательного телевидения по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения, причем частотный спектр по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения ограничен частотным диапазоном, меньшим ширины по меньшей мере одного канала. Для уменьшения влияния по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения на аналоговый сигнал вещательного телевидения по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения должен быть меньше заданного уровня, а максимальный уровень аналогового сигнала вещательного телевидения должен превышать заданное значение, которое существенно больше заданного уровня по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения. Для предотвращения перекрестной модуляции между аналогo- и цифромодулированными радиовещательными сигналами и/или сигналами вещательного телевидения амплитуда частотного спектра по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения должна быть меньше заданного значения, которое существенно меньше амплитуды несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения. Достигаемый технический результат – повышение пропускной способности. 2 с. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу согласно ограничительной части главного пункта формулы изобретения.

Из журнала “Funkschau”, N 9, 1995, стр. 46 известен способ передачи, в котором на выходе видеосервера гибкий мультиплексор объединяет сигналы нескольких программ с различными скоростями передачи данных в одну передаваемую группу, цифровой суммарный сигнал подвергается квадратурной амплитудной модуляции (КАМ-модуляции) и затем передается параллельно с уже введенными в кабель аналоговыми ТВ-сигналами. Цифровой сигнал в этом случае занимает весь ТВ-канал, который до этого требовался для одной единственной аналоговой телевизионной программы.

Преимущество предлагаемого согласно изобретению способа с отличительными признаками главного пункта формулы в сравнении с уровнем техники состоит в том, что наложение цифромодулированных радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения на аналоговый сигнал вещательного телевидения в одном и том же канале приводит к существенному повышению его пропускной способности, что позволяет передавать значительно большее количество радиовещательных программ и/или программ вещательного телевидения.

Предпочтительные варианты осуществления способа, указанного в главном пункте формулы изобретения, представлены в зависимых пунктах.

В особенно предпочтительном варианте согласно п. 2 дальнейшее повышение пропускной способности канала достигается благодаря тому, что за счет уменьшения объема данных совместно с аналоговым сигналом вещательного телевидения в одном канале могут передаваться дополнительные цифровые радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения.

Предпочтительно также использование канала для передачи других дополнительных данных. Благодаря этому также достигается дальнейшее повышение пропускной способности канала.

Преимущество варианта осуществления способа согласно пп. 4 и 5 состоит в том, что за счет соответствующего размещения частотного диапазона по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения между двумя несущими частотами возможные взаимные влияния цифровых и аналоговых сигналов могут быть сведены до минимума и поддерживаться ниже порога чувствительности системы к помехам.

Преимущество варианта осуществления способа согласно пп. 6 и 7 состоит в улучшении отношения сигнал/шум для цифровых сигналов в результате затухания вносящих помехи компонентов несущих частот изображения и звукового сопровождения передаваемых аналоговых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения.

Преимущество варианта осуществления способа согласно п. 8 состоит в том, что за счет использования защитного частотного интервала (разнос по частоте) обеспечивается защита нескольких цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения от их взаимного влияния.

Преимущество варианта осуществления способа согласно пп. 11-13 состоит в том, что при модуляции одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения выбираются несущие частоты, отстоящие в каждом случае по меньшей мере от несущей звукового сопровождения, цветовой поднесущей или несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения не менее чем на соответствующий заданный частотный интервал. Таким образом, вследствие гашения критических несущих частот изображения и звукового сопровождения предотвращается наложение вносящих помехи несущих частот аналогового сигнала вещательного телевидения на спектр цифрового многоканального сигнала.

Преимущество варианта осуществления способа согласно пп. 14-16 состоит в разделении частотного диапазона одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения между несущими изображения и звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и их отделение в каждом случае от соответствующих несущих изображения и звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения по меньшей мере одним защитным частотным интервалом. Таким образом благодаря описанному разделению их частотного диапазона, например, путем гашения несущих частот многоканального сигнала, между отдельными вносящими помехи несущими изображения и звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения без проблем могут быть размещены также цифровые многоканальные сигналы, которые из-за ширины их частотного диапазона лишь с трудом поддаются размещению, без вносящего помехи наложения на несущие изображения и звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения в канале передачи этого аналогового сигнала, поэтому их создающее помехи взаимное наложение исключается.

Преимущество варианта осуществления способа согласно п. 17 состоит в возможности передачи одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения в любом направлении. Это позволяет осуществлять с помощью широкополосной кабельной установки диалоговое или интерактивное радиовещание, соответственно телевизионное вещание и/или телекоммуникацию, прежде всего с использованием передачи цифровых дополнительных данных согласно п. 3.

Преимущество варианта осуществления способа согласно п. 17 состоит также в реализации обратных информационных каналов в широкополосных кабельных установках без необходимости применения дополнительных частот, соответственно без необходимости изменения обычного частотного разделения широкополосной кабельной установки.

Преимущество устройства согласно изобретению с отличительными признаками независимого п. 20 формулы изобретения состоит в том, что благодаря соединению как приемных, так и передающих блоков с широкополосной кабельной установкой обеспечивается возможность интерактивного радиовещания, соответственно телевизионного вещания и/или телекоммуникации с применением модулированных по методу ортогонального частотного уплотнения (ОЧУ-методу) цифровых многоканальных сигналов.

В п. 21 формулы изобретения указан предпочтительный вариант выполнения устройства, представленного в независимом п. 20.

Особенно предпочтительно уменьшение скорости передачи данных для цифрового многоканального сигнала, в котором несущие частоты модулируются лишь теми компонентами передаваемого многоканального сигнала, которые отстоят по меньшей мере от одной несущей звукового сопровождения и/или одной цветовой поднесущей и/или одной несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения более чем на заданный частотный интервал. Таким образом с помощью предлагаемого устройства могут быть созданы такие многоканальные сигналы, которые не подвержены влиянию помех от несущих изображения и звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения.

Ниже изобретение более подробно поясняется на примере его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 – устройство ввода цифровых и аналоговых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения в широкополосный кабель;
на фиг. 2-4 – соответственно по одному примеру для спектра сигнала в аналоговом канале;
на фиг. 5 – устройство для приема передаваемых данных из широкополосного канала;
на фиг. 6 – предлагаемое устройство для приема и передачи модулированных ОЧУ-методом цифровых многоканальных сигналов;
на фиг. 7 – наложение спектра аналогового сигнала вещательного телевидения на разделенный на три частотных блока диапазон частот модулированного ОЧУ-методом цифрового многоканального сигнала;
на фиг. 8 – защитные частотные интервалы по фиг. 7.

На фиг. 1 позицией 5 обозначен мультиплексор, на который через первый кодер 1 подается цифровой сигнал вещательного телевидения, а через второй кодер 2 подается цифровой радиовещательный сигнал. Мультиплексор 5 соединен через шифратор 10, модулятор 12 и первый усилитель 13 со смесителем 15, на который через второй усилитель 14 подается аналоговый сигнал вещательного телевидения. Генерируемый в смесителе 15 сигнал через третий усилитель 20 и фильтр 25 компонентов несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения вводится в широкополосную кабельную установку 30, из которой на фиг. 1 показан лишь кабельный ввод. Выходной сигнал первого усилителя 13 представляет собой при этом выходной сигнал первого передатчика для излучения цифромодулированных радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения. Выходной сигнал второго усилителя 14 представляет собой при этом выходной сигнал второго передатчика для излучения аналоговых, соответственно аналого-модулированных радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения. Цифро- и аналого-модулированные радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения могут излучаться также и одним единственным передатчиком, который в этом случае включает как выходной сигнал первого, так и выходной сигнал второго усилителя 13 и 14 и выходным сигналом которого является выходной сигнал фильтра 25.

Поданный на второй усилитель 14 аналоговый сигнал вещательного телевидения усиливается в усилителе 14 до некоторого уровня, в результате чего максимальный уровень этого аналогового сигнала превысит заданное значение, например, 65 дБмкВ. Цифровые сигналы, поданные на мультиплексор 5 через первый 1 и второй 2 кодеры, объединяются в мультиплексоре 5 с частотным уплотнением в цифровой сигнал, а затем шифруются в шифраторе 10. Оба кодера 1 и 2 уменьшают объем данных цифрового сигнала вещательного телевидения и цифрового радиовещательного сигнала, благодаря чему реализуется ограничение частотных спектров цифровых сигналов соответствующим заданным частотным диапазоном, который меньше ширины канала аналогового сигнала вещательного телевидения. Для уменьшения объема данных цифрового сигнала вещательного телевидения пригодны, например, такие алгоритмы сжатия данных, как стандарты MPEG 1, MPEG 2 или MPEG 4 (разрабатываемые группой экспертов стандарты на методы сжатия видеоизображений, передающих движение). Для уменьшения звуковых данных также пригоден стандарт MPEG. Зашифрованный цифровой сигнал подвергается затем в модуляторе 12 процессу модуляции, например, по КОЧУ-методу (кодовое ортогональное частотное уплотнение), по ФМн-методу (фазовая манипуляция) или по КАМ-методу (квадратурная амплитудная модуляция). Целью этого является ограничение амплитуды частотного спектра цифрового сигнала заданным значением, которое существенно меньше амплитуды несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения, что исключает возможность перекрестной модуляции с аналоговым сигналом вещательного телевидения. Уровень модулированного цифрового сигнала затем устанавливается в усилителе 13 на значение, которое на 20-30 дБ ниже значения, заданного для максимального уровня аналогового сигнала вещательного телевидения. В смесителе 15 на аналоговый сигнал вещательного телевидения накладывается цифровой сигнал. Уровень результирующего сигнала устанавливается усилителем 20 на заданные значения. И, наконец, фильтр 25 служит для снижения уровня сигнала в диапазоне несущих звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения на заданное значение, при этом такое снижение не оказывает существенного влияния на качество воспроизведения принятого звука у абонента. В описанном примере выполнения такое затухание может составлять до 10 дБ в сравнении с обычными уровнями звука в широкополосных кабельных установках. Указанная мера улучшает прием цифрового сигнала, соответственно его отношение сигнал/шум. Это имеет существенное значение прежде всего в том случае, когда частотный диапазон цифрового сигнала наложен на частотный диапазон несущих звукового сопровождения. Далее, задача модулятора 12 состоит также в преобразовании частотных диапазонов цифровых сигналов в частотный канал аналогового сигнала вещательного телевидения. В зависимости от дальности ее действия в широкополосной кабельной установке 30 могут быть также предусмотрены дополнительные усилители и фильтры для компонентов несущей звукового сопровождения, обеспечивающие поддержание уровня передаваемого сигнала на заданном значении.

Как описано выше, на аналоговый сигнал вещательного телевидения, излучаемый передатчиком, можно также дополнительно наложить цифровой сигнал, причем этот цифровой сигнал может излучаться как тем же самым, так и другим передатчиком.

Наряду с цифровой радио- или телепрограммой могут быть переданы также дополнительные цифровые данные. Эти дополнительные данные содержат, например, сообщения о дорожном движении, расписание движения общественного транспорта, сводку погоды или театральные и кинопрограммы.

На фиг. 2 показан пример частотного спектра канала аналогового сигнала вещательного телевидения. При этом амплитуда A показана в зависимости от частоты f. Канал ограничен нижней предельной частотой f₀₁ и верхней предельной частотой f₀₂. Спектр 35 аналогового сигнала вещательного телевидения находится в этом канале и имеет несущую изображения с частотой f₁ и цветовую поднесущую с частотой f_FHT, которая больше несущей частоты f₁ изображения. В спектре 35 присутствует, кроме того, первая несущая звукового сопровождения с частотой f_T1 и вторая несущая звукового сопровождения с частотой f_T2. Обе несущие частоты f_T1 и f_T2 звукового сопровождения больше частоты f_FHT цветовой поднесущей. Вторая несущая частота f_T2 звукового сопровождения больше первой несущей частоты f_T1 звукового сопровождения. Несущая изображения с частотой f₁ имеет наибольшую амплитуду, а за ней следуют амплитуды обеих несущих звукового сопровождения с частотами f_T1 и f_T2, а завершает этот ряд амплитуда цветовой поднесущей с частотой f_FHT. Между несущей изображения с частотой f₁ и цветовой поднесущей с частотой f_FHT спектр аналогового сигнала вещательного телевидения имеет относительно высокую амплитуду в сравнении с диапазоном между цветовой поднесущей с частотой f_FHT и верхней предельной частотой f₀₂, если не учитывать обе несущие звукового сопровождения с частотами f_T1 и f_T2. На спектр 35 аналогового сигнала вещательного телевидения выше цветовой поднесущей с частотой f_FHT наложен спектр 40 цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения, ограниченный нижней предельной частотой f_D1 и верхней предельной частотой f_D2. Таким образом, спектр 40 цифрового сигнала размещен в диапазоне канала, в котором, за исключением обеих несущих звукового сопровождения с частотами f_T1 и f_T2, спектр аналогового сигнала вещательного телевидения имеет относительно малую амплитуду, поэтому помехи для цифрового сигнала, вносимые аналоговым сигналом вещательного телевидения, могут быть сведены до минимума. Нижняя предельная частота f_D1 спектра 40 цифрового сигнала меньше обеих несущих частот f_T1 и f_T2 звукового сопровождения, а верхняя предельная частота f_D2 спектра 40 цифрового сигнала больше обеих несущих частот f_T1 и f_T2 звукового сопровождения. Обе несущие звукового сопровождения тем самым накладываются на спектр 40 цифрового сигнала. Нижняя предельная частота f_D1 спектра 40 цифрового сигнала больше частоты f_FHT цветовой поднесущей, благодаря чему отсутствуют помехи, вносимые в спектр 40 цифрового сигнала со стороны несущей изображения и цветовой поднесущей аналогового вещательного сигнала. Верхняя предельная частота f_D2 спектра 40 цифрового сигнала меньше верхней предельной частоты f₀₂ канала, поэтому отсутствуют помехи, вносимые в спектр 40 цифрового сигнала со стороны несущей изображения с частотой f₂, которая больше верхней предельной частоты f₀₂ канала и тем самым расположена в соседнем канале. Поскольку амплитуды обеих несущих звукового сопровождения с частотами f_T1 и f_T2 превышают амплитуды спектра 40 цифрового сигнала, обе несущие звукового сопровождения создают помехи для цифрового сигнала. Уже в результате подачи на кабельную установку 30 несущих звукового сопровождения с заданным затуханием эти помехи снижаются. Дальнейшее снижение помех происходит в приемнике.

В еще одном примере выполнения согласно фиг. 3 спектр 40 цифрового сигнала наложен на обычно неизменный спектр 35 аналогового сигнала вещательного телевидения таким образом, что он находится между второй несущей частотой f_T2 звукового сопровождения и верхней предельной частотой f₀₂ канала и тем самым не подвержен влиянию помех со стороны обеих несущих звукового сопровождения.

В еще одном примере выполнения согласно фиг. 4 на обычно неизменный спектр 35 аналогового сигнала вещательного телевидения наряду со спектром 40 цифрового радиовещательного, соответственно сигнала вещательного телевидения, наложен второй спектр 45 второго радиовещательного сигнала, соответственно сигнала вещательного телевидения. При этом оба спектра 40 и 45 могут принадлежать, например, передаваемому цифровому радиовещательному сигналу, соответственно передаваемому цифровому сигналу вещательного телевидения согласно фиг. 1. В данном примере с помощью модулятора 12 частотные диапазоны обоих спектров 40 и 45 через первый усилитель 13 и смеситель 15 вводятся в канал передачи аналогового сигнала вещательного телевидения таким образом, что они отделены друг от друга защитным частотным интервалом f_S и поэтому не создают взаимных помех и накладываются между частотой f_FHT цветовой поднесущей и частотой f₂ несущей изображения соседнего канала на спектр аналогового сигнала вещательного телевидения. При этом на первый спектр 40 накладываются и создают для него помехи обе несущие звукового сопровождения, тогда как второй спектр 45 расположен между второй несущей звукового сопровождения и несущей частотой f₂ изображения соседнего канала.

Ширина канала аналогового сигнала вещательного телевидения в стандарте ПАЛ B составляет 7 МГц. Это соответствует также интервалу между двумя несущими частотами f₁ и f₂ изображения соседних каналов. При интервале между несущей частотой f₁ изображения и частотой f_FHT цветовой поднесущей 4,43 МГц остается таким образом 2,57 МГц для занятия одного или нескольких спектров цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения. При применении упомянутых алгоритмов кодирования MPEG 2, соответственно MPEG 4 ширина полосы для спектра цифрового сигнала вещательного телевидения может быть ограничена значением 1,5 МГц. Таким образом между цветовой поднесущей с частотой f_FHT и лежащей в соседнем канале несущей изображения с частотой f₂ может передаваться цифровой сигнал вещательного телевидения. Альтернативно этому в полосе частот шириной 1,5 МГц могут передаваться до шести цифровых радиовещательных сигналов со скоростью обычно до 256 кбит/с. У канала аналогового сигнала вещательного телевидения с шириной 8 МГц согласно стандарту ПАЛ G и интервалом 5,75 МГц между второй несущей частотой f_T2 звукового сопровождения и несущей частотой f₁ изображения остается в распоряжении между второй несущей f_T2 звукового сопровождения и несущей частотой f₂ изображения в соседнем канале еще 2,25 МГц, поэтому между этими обеими частотами может быть передан цифровой сигнал вещательного телевидения со спектром шириной 1,5 МГц со сравнительно небольшими помехами со стороны аналогового сигнала вещательного телевидения. При постоянном интервале 4,43 МГц между частотой f_FHT цветовой поднесущей и несущей частотой f₁ изображения интервал между цветовой поднесущей частотой f_FHT и несущей частотой f₂ изображения в соседнем канале составляет 3,57 МГц, вследствие чего между цветовой поднесущей и несущей изображения в соседнем канале согласно фиг. 4 могут быть переданы два цифровых радиовещательных сигнала и/или сигнала вещательного телевидения, ширина спектра каждого из которых составляет, например, 1,5 МГц, а защитный частотный интервал равен, например, 0,2 МГц. Альтернативно этому вместо одного цифрового сигнала вещательного телевидения можно передать до шести цифровых радиовещательных сигналов с защитным частотным интервалом или без такового, благодаря чему в канале передачи аналогового сигнала вещательного телевидения могут быть размещены либо две телепрограммы, либо одна теле- и шесть аудиопрограмм, либо двенадцать аудиопрограмм. При применении алгоритмов кодирования, которые приводят к дальнейшему уменьшению объема данных, можно увеличить число передаваемых теле- и/или аудиопрограмм.

На фиг. 5 кабельный выход широкополосной кабельной установки 30 соединен через конвертор 50, содержащий декодер 55, с аналоговым входом 105 телевизора 100, а с другой стороны – с размещенной в декодере 55 фильтрующей схемой 60 для компонентов несущей изображения. Эта фильтрующая схема 60 соединена через фильтрующую схему 65 для компонентов несущей звукового сопровождения, демодулятор 70 и дешифратор 75 с демультиплексором 80. Демультиплексор 80 соединен с первым и вторым декодерами 85 и 86. Фильтрующая схема 65, демодулятор 70, дешифратор 75, демультиплексор 80 и оба декодера 85 и 86 также размещены в декодере 55. Первый декодер 85 соединен с цифровым входом 110 телевизора 100, а второй декодер 86 соединен через аудиоусилитель 90 с громкоговорителем 95.

Принятый конвертором 50 через широкополосную кабельную установку 30 сигнал содержит аналоговый сигнал вещательного телевидения, цифровой сигнал вещательного телевидения и цифровой радиовещательный сигнал, которые схемой согласно фиг. 1 подаются в широкополосную кабельную сеть. В аналоговом входе 105 телевизора 100 принятые цифровые сигналы являются шумом и приводят к снижению отношения сигнал/шум для аналогового сигнала вещательного телевидения. Однако при реализации соответственно заданных значений уровня для аналогового сигнала вещательного телевидения и для цифровых сигналов полученное отношение сигнал/шум еще приемлемо. В фильтрующей схеме 60 создающие помехи компоненты несущей изображения, в частности компоненты соседних несущих изображения, подавляются на величину, например, до 20 дБ, благодаря чему отношение сигнал/шум для цифровых сигналов увеличивается. Соответствующее подавление компонентов несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения служит той же цели и осуществляется с помощью фильтрующей схемы 65 для компонентов несущей звукового сопровождения. Обе фильтрующие схемы 60 и 65 могут быть реализованы с помощью активных и/или пассивных конструктивных элементов. Отфильтрованный цифровой сигнал демодулируется в демодуляторе 70, дешифруется в дешифраторе 75 и в заключение разделяется в демультиплексоре 80 на цифровой сигнал вещательного телевидения и цифровой радиовещательный сигнал. Оба декодера 85 и 86 растягивают цифровой радиовещательный сигнал, соответственно сигнал вещательного телевидения. Цифровой сигнал вещательного телевидения преобразуется затем на цифровом входе 100 телевизора в аналоговый сигнал и воспроизводится в виде изображения и звука. Цифровой радиовещательный сигнал преобразуется в аудиоусилителе 90 в аналоговый сигнал, усиливается и подается на громкоговоритель 95 для воспроизведения звука.

Еще в одном примере выполнения цифроаналоговое преобразование осуществляется уже в декодере 55, поэтому в телевизоре 100 не требуется цифрового входа 110, равно как и в аудиоусилителе 90.

На фиг. 7 показан спектр аналогового сигнала вещательного телевидения, например, в стандарте ПАЛ В, при этом ширина канала составляет 7 МГц. Между частотой f_FHT цветовой поднесущей и частотой f₂, лежащей в верхнем соседнем канале несущей изображения, на аналоговый сигнал вещательного телевидения со спектром 35 наложен один или несколько объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения. Частотный диапазон этого многоканального сигнала при этом разделен на три отделенных друг от друга частотных блока 245, 250 и 255. Это осуществляется за счет того, что при модуляции в модуляторе 12, например, по ОЧУ-методу, выбираются несущие частоты, отстоящие не менее чем на заданный частотный интервал от несущих частот f_T1, f_T2 звукового сопровождения, цветовой поднесущей частоты f_FHT и несущей частоты f₁ изображения аналогового сигнала вещательного телевидения, а также от несущей частоты f₂ изображения аналогового сигнала вещательного телевидения верхнего соседнего канала. Таким образом передается первая часть 245 частотного диапазона многоканального сигнала между цветовой поднесущей частотой f_FHT и несущей частотой f_T1 звукового сопровождения. При этом на фиг. 8 видно, что первая часть 245 частотного диапазона отделена от частоты f_FHT цветовой поднесущей первым защитным частотным интервалом f_S1, а от первой несущей частоты f_T1 звукового сопровождения – вторым защитным частотным интервалом f_S2. Вторая часть 250 частотного диапазона многоканального сигнала передается между первой и второй несущими частотами f_T1 и f_T2 звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения. При этом вторая часть 250 частотного диапазона отделена от первой несущей частоты f_T1 звукового сопровождения третьим защитным частотным интервалом f_S3, а от второй несущей частоты f_T2 звукового сопровождения – четвертым защитным частотным интервалом f_S4. Третья часть 255 частотного диапазона многоканального сигнала передается между второй несущей частотой f_T2 звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и несущей частотой f₂ изображения верхнего, т.е. соседнего с более высокими частотами канала. При этом третья часть 255 частотного диапазона отделена от второй несущей частоты f_T2 звукового сопровождения пятым защитным частотным интервалом f_S5, а от несущей частоты f₂ изображения верхнего соседнего канала шестым защитным частотным интервалом f_S6. Благодаря этому предотвращается наложение указанных несущих частот f_FHT, f_T1, f_T2 и f₂ на частотный диапазон многоканального сигнала, что позволяет исключить обусловленные этим помехи при приеме цифрового многоканального сигнала.

Настоящее изобретение также предусматривает применение описанного частотного диапазона многоканального сигнала как в прямом, так и в обратном направлении с целью использования существующих широкополосных кабельных установок для интерактивных служб, соответственно услуг, а также для задач телеопросов и/или телеуправления. Описанная возможность передавать наряду с цифровой радио- или телепрограммой также цифровые дополнительные данные может быть реализована также и при организации интерактивных и/или телекоммуникационных служб.

Кроме того, можно также использовать разделение частотного диапазона согласно фиг. 8 на три блока 245, 250 и 255 таким образом, чтобы один или два блока частот использовались для передачи цифровых данных в прямом направлении, а остальные блоки частот использовались для передачи цифровых данных в обратном направлении.

На фиг. 6 изображено устройство 201 для передачи и приема модулированных ОЧУ-методом цифровых многоканальных сигналов. При этом многоканальными сигналами являются преимущественно радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения, однако ими могут быть также и всевозможные другие цифровые сигналы, в частности такие, которые пригодны для реализации интерактивных и/или телекоммуникационных служб. При этом возможно как частотное разделение, так и мультиплексный режим. В показанном на фиг. 6 устройстве используется мультиплексный режим. В этом устройстве согласно фиг. 6 позицией 240 обозначен элемент связи, связывающий устройство 201 с широкополосной кабельной установкой 30. С элементом связи 240 соединены схема 205 настройки и модулятор 235. К схеме 205 настройки в свою очередь подключен демодулятор 210, соединенный с декодером 215. С демодулятором 235 соединен блок 230 согласования каналов. Декодер 215 соединен через демультиплексор 260 с устройством 225 сопряжения, которое также подключено к блоку 230 согласования каналов. Все названные конструктивные элементы входят в состав устройства 201.

Цифровые многоканальные сигналы, поступающие через широкополосную кабельную установку 30 на устройство 201, передаются элементом 240 связи, который осуществляет сортировку принятых и передаваемых сигналов по направлению, далее на схему 205 настройки. В схеме 205 настройки выбирается канал передаваемого частотного диапазона и отфильтровывается частотный диапазон принимаемого цифрового многоканального сигнала. Если на этот частотный диапазон наложен согласно вышеприведенному описанию также аналоговый сигнал вещательного телевидения, то в схеме 205 настройки может осуществляться также подавление соответствующих компонентов несущих изображения и/или звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения для устранения обусловленных этим помех при приеме. Согласованный и отфильтрованный цифровой многоканальный сигнал все еще представляет собой модулированный по ОЧУ-методу сигнал и подвергается в демодуляторе 210 соответствующей демодуляции. После демодуляции получают цифровой защищенный от погрешностей закодированный узкополосный поток данных, который в декодере 215 подвергается декодированию с оценкой его погрешности, причем, в частности, переданная вместе с сигналом избыточность данных для защиты от погрешностей удаляется, благодаря чему на выход декодера 215 поступает результирующий поток декодированных цифровых данных. Результирующий поток данных на выходе из декодера 215 разделяется в демультиплексоре 260 на отдельные цифровые сигналы, которые снова подаются на устройство 225 сопряжения. Тремя двойными стрелками на устройстве 225 сопряжения согласно фиг. 6 показано, что к устройству 201 могут быть подключены через устройство 225 сопряжения устройства воспроизведения данных, например радиоприемники, телевизоры, видеомагнитофоны, телефонные аппараты, персональные компьютеры и т.д. К устройству 225 сопряжения может быть подключена также оптическая широкополосная распределительная сеть, предпочтительно с применением световодов, которая после электрооптического преобразования в устройстве 225 сопряжения продолжает распределять принятые устройством 201 сигналы. В случае приема устройства воспроизведения данных служат для оптического, соответственно звукового воспроизведения переданных через широкополосную кабельную установку 30 и принятых устройством 201 цифровых сигналов. Для реализации интерактивных и/или телекоммуникационных служб устройство 201 должно быть соответствующим образом подготовлено также для передачи на широкополосную установку 30 цифровых сигналов, передаваемых на устройство 201 устройствами воспроизведения данных через устройство 225 сопряжения. То же самое относится и к цифровым данным, которые передаются из подключенной к устройству 225 сопряжения оптической широкополосной распределительной сети через устройство 225 сопряжения на устройство 201. Для этого в устройстве 225 сопряжения также должно осуществляться соответствующее оптоэлектрическое преобразование цифровых сигналов, поступающих из оптической широкополосной распределительной сети. Для посылки цифровых данных на широкополосную установку 30 в устройстве 201 предусмотрен блок 230 согласования каналов, служащий для кодирования и объединения отдельных передаваемых через устройство 225 сопряжения на устройство 201 цифровых сигналов в многоканальный сигнал. Сформированный в блоке 230 согласования каналов цифровой многоканальный сигнал модулируется в модуляторе 235 по ОЧУ-методу. При этом применяются несущие частоты, которые расположены в частотных каналах, предусмотренных для передачи аналоговых сигналов вещательного телевидения. При этом в местах, где накладываемый аналоговый сигнал вещательного телевидения имеет создающие при приеме помехи несущие изображения и звукового сопровождения, в модуляторе 235 не предусматривают несущие частоты, благодаря чему соблюдаются вышеописанные шесть защитных частотных интервалов f_S1, f_S2, f_S3, f_S4, f_S5 и f_S6 согласно фиг. 8. Отсутствие соответствующих несущих обозначается так же, как гашение частоты. В результате этого гашения частоты скорость передачи данных цифрового многоканального сигнала снижается. Через элемент 240 связи таким образом модулированный ОЧУ-методом цифровой многоканальный сигнал передается на широкополосную кабельную установку 30.

Формула изобретения

1. Способ совместной передачи цифро- и аналого-модулированных радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения, в частности с использованием широкополосной кабельной установки (30), отличающийся тем, что по меньшей мере в одном канале наряду с аналоговым сигналом вещательного телевидения передается по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения, по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения не превышает заданного уровня, максимальный уровень аналогового сигнала вещательного телевидения не ниже заданного значения, которое существенно больше заданного уровня по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения, амплитуда частотного спектра (40) по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения не превышает заданного значения, которое существенно меньше амплитуды несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения, и частотный спектр (40) по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения ограничен частотным диапазоном, который меньше ширины по меньшей мере одного канала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем данных по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения уменьшают путем кодирования.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в частотном диапазоне по меньшей мере одного цифрового радиовещательного сигнала и/или сигнала вещательного телевидения передают предпочтительно цифровые дополнительные данные.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения передают в частотном диапазоне, расположенном между цветовой поднесущей аналогового сигнала вещательного телевидения и несущей изображения канала, соседнего по меньшей мере с одним каналом предпочтительно со стороны более высоких частот, и отделенном от цветовой поднесущей и несущей изобретения соседнего канала соответствующим защитным частотным интервалом.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения передают в частотном диапазоне, расположенном между несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и несущей изображения канала, соседнего по меньшей мере с одним каналом предпочтительно со стороны более высоких частот, и отделенном от несущей звукового сопровождения и несущей изображения соседнего канала соответствующим защитным частотным интервалом.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что передачу компонентов несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения осуществляют с заданным затуханием.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что с помощью фильтрующих схем в декодере для декодирования принятых цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения осуществляют ослабление создающих помехи компонентов несущей изображения и несущей звукового сопровождения передаваемых аналоговых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при передаче нескольких отдельных или объединенных в блоки цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения по меньшей мере в одном канале частотные диапазоны по меньшей мере двух цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения передают отделенными друг от друга защитным частотным интервалом.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения передают в зашифрованном виде.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один цифровой радиовещательный сигнал и/или сигнал вещательного телевидения передают модулированным предпочтительно по методу кодового ортогонального частотного уплотнения (КОЧУ-метод).

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при модуляции одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения выбирают несущие частоты, отстоящие по меньшей мере от одной несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения не менее чем на заданный частотный интервал.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при модуляции одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения выбирают несущие частоты, отстоящие от цветовой поднесущей аналогового сигнала вещательного телевидения не менее чем на заданный частотный интервал.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что при модуляции одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения выбирают несущие частоты, отстоящие от несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения и/или от несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения соседнего канала не менее чем на заданный частотный интервал.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что один или несколько объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения передают в пределах по меньшей мере одной части (245) частотного диапазона, расположенной между несущей изображения и несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и отделенной от несущей изображения и несущей звукового сопровождения соответствующим защитным частотным интервалом.

15. Способ по любому из пп.1 – 13, отличающийся тем, что один или несколько объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения передают в пределах по меньшей мере одной части (250) частотного диапазона, расположенной между двумя несущими звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и отделенной от обеих несущих звукового сопровождения соответствующим защитным частотным интервалом.

16. Способ по любому из пп.1 – 13, отличающийся тем, что один или несколько объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения передают в пределах по меньшей мере одной части (255) частотного диапазона, расположенной между несущей изображения канала, соседнего по меньшей мере с одним каналом предпочтительно со стороны более высоких частот, и несущей звукового сопровождения аналогового сигнала вещательного телевидения и отделенной от несущей изображения соседнего канала и несущей звукового сопровождения соответствующим защитным частотным интервалом.

17. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что передача одного или нескольких объединенных в многоканальный сигнал цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения может осуществляться в любом направлении.

18. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что цифромодулированные радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения излучаются первым передатчиком, а аналого-модулированные радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения излучаются вторым передатчиком.

19. Способ по любому из пп.1 – 17, отличающийся тем, что цифро- и аналого-модулированные радиовещательные сигналы и/или сигналы вещательного телевидения излучаются одним единственным передатчиком.

20. Устройство (201) для излучения и приема модулированных ОЧУ-методом цифровых многоканальных сигналов, предпочтительно цифровых радиовещательных сигналов и/или сигналов вещательного телевидения, отличающееся тем, что для приема сигнала предусмотрены схема (205) настройки для выбора канала передаваемой полосы частот, демодулятор (210) для демодуляции модулированных ОЧУ-методом сигналов, декодер (215) для оценки погрешности принятых цифровых сигналов, демультиплексор (260) для разделения соответствующего многоканального сигнала на отдельные цифровые сигналы и устройство (225) сопряжения для подключения устройств воспроизведения данных и/или оптической широкополосной распределительной сети, предпочтительно с применением световодов, для излучения сигнала предусмотрен блок (230) согласования каналов для кодирования и объединения в многоканальный сигнал отдельных цифровых сигналов, передаваемых на устройство (201) через устройство (225) сопряжения, подключенным к устройству (225) сопряжения устройством воспроизведения данных и/или оптической широкополосной распределительной сетью, а также предусмотрен модулятор (235) для модуляции несущих частот многоканальным сигналом в предусмотренных предпочтительно для передачи аналоговых сигналов вещательного телевидения частотных каналов, а для подключения устройства (201) к широкополосной кабельной установке (30) служит элемент (240) связи, который соединен со схемой (205) настройки и модулятором (235).

21. Устройство (201) по п. 20, отличающееся тем, что модулятор (235) снижает скорость передачи данных для цифрового многоканального сигнала, в котором несущие частоты модулируются лишь компонентами передаваемого многоканального сигнала, отстоящего по меньшей мере от одной несущей звукового сопровождения и/или одной цветовой поднесущей и/или одной несущей изображения аналогового сигнала вещательного телевидения более чем на заданный частотный интервал.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.09.2006

Извещение опубликовано: 20.12.2007 БИ: 35/2007