KR100342286B1 - 무선주파수방송방법,전기신호변조방법,신호송신방법,무선주파수송신기및수신기 - Google Patents

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Abstract

아날로그 및 디지털 신호를 표준 AM 방송 채널로 동시에 방송하기 위한 방송 방법은 제 1 주파수 스펙트럼을 가지고 있고, 아날로그 프로그램 신호로 변조된 제 1 반송파를 포함하는 진폭 변조된 무선 주파수 신호를 방송하고, 제 1 주파수 스펙트럼 내에 배치된 제 1 그룹의 디지털 변조된 반송파 신호가 제 1 반송파 신호로 직교 변조되고, 제 2 및 제 3 그룹의 디지털 변조된 반송파 신호는 제 1 주파수 스펙트럼 외측에 배치되고, 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조되는 디지털 프로그램 신호 부분에 의해 각각 변조되는 상기 제 1 주파수 스펙트럼을 포함하는 대역폭내의 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 동시에 방송함으로써 제공된다. 상술한 방법에 따라서 동작하는 송신기 및 수신기가 제공된다.

Description

무선 주파수 방송 방법, 전기 신호 변조 방법, 신호 송신 방법, 무선 주파수 송신기 및 수신기{METHOD AND APPARATCS FOR AM COMPATABLE DIGITAL BROADCASTING}
개선된 오디오 충실도를 제공하기 위한 디지털 엔코드된 오디오 신호를 방송하는 가능성에 대한 흥미는 가중되고 있다. 디지털 무선 신호가 특정 주파수 대역에서 방송될 수 있는 대역외(out-of-band) 기술 및 무선 주파수 신호가 기존의 방송 내역(간극 방법)내의 인접 채널들 사이의 공 슬롯(vacant slot) 내에서 방송되거나 상업용 방송 장치(대역내 온 채널 방법)에 현재 이용된 동일 주파수 채널 할당 내에서 방송될 수 있는 대역내(in-band) 기술을 포함하는 몇 가지 방식이 제안되어 있다. 대역내 방법은 주가 주파수가 동일할 필요가 없고 기존의 송신 장비를 상대적으로 최소한 변경하여 실시될 수 있다. 물론, 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcasting : DAB) 기술은 종래의 아날로그 수신기 회로에 의한 수신율을 저하시키지 않아야 한다.
그러므로, 디지털 오디오 방송에 적용된 대역내 방법은 AM 채널의 대역폭이매우 좁기 때문에 FM 대역(88 MHz ∼ 108 MHz)에서만 극단적으로 제안되었다. 그러나, AM 대역(530 KHz ∼ 1,700 KHz)내의 디지털 오디오 방송의 이용은 카세트 테이프 및 콤팩트 디스크 플레이어와 같은 양질의 휴대용 오디오 공급원과 필적하는 수단을 가지는 AM 방송국을 제공한다. 그러므로, 기존의 아날로그 AM 수신기의 수신율에 영향을 끼치지 않고도, 대역내 온 채널(in-band on-channel : IBOC) 방식을 AM 방송 주파수까지 확대하여 디지털 신호를 통해 충실도를 향상시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 무선 방송(radio broadcasting)에 관한 것으로, 특히 동일한 주파수 채널 할당 내에서 디지털 변조된 신호 및 아날로그 진폭 변조된 신호를 방송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 배치된 반송파를 가지는 복합 아날로그 AM 및 디지털 방송 신호의 스펙트럼을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 송신기의 블록도.
도 3은 도 2의 송신기에 이용된 데이터 파서(parser)의 블록도.
도 4는 본 발명에 따라 구성된 수신기의 블록도.
본 발명의 방송 방법은 진폭 변조된 무선 주파수 신호와 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 포함하는 합성 파형을 이용하되, 여기서, 진폭 변조된 무선 주파수 신호는 아날로그 신호에 의해 진폭 변조된 제 1 반송파를 포함하며, 또한, 다수의 디지털 진폭 변조된 반송파 신호는 그 진폭 변조된 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위 내에 있으며, 각각의 디지털 변조된 반송파 신호는 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되며, 그 디지털 변조된 반송파 신호의 제 1 그룹은 그 진폭 변조된 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼과 중첩되며 그 제 1 반송파 신호로 직교 변조되며, 또한, 그 디지털 변조된 반송파 신호의 제 2 및 제 3 그룹은 아날로그 변조된 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼의 외측에 있으며, 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조된다.
또한, 본 발명은 그 진폭 변조된 신호와 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 가진 합성 파형을 송신하는 수단을 포함하는 무선 주파수 송신기를 포함하되,여기서, 진폭 변조된 신호는 아날로그 신호에 의해 진폭 변조된 제 1 반송파를 포함하며, 또한, 다수의 디지털 진폭 변조된 반송파 신호는 그 진폭 변조된 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위 내에 있으며, 각각의 디지털 변조된 반송파 신호는 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되며, 그 디지털 변조된 반송파 신호의 제 1 그룹은 그 아날로그 변조된 신호의 주파수 스펙트럼과 중첩되며 그 제 1 반송파 신호로 직교 변조되며, 또한, 그 디지털 변조된 반송파 신호의 제 2 및 제 3 그룹은 아날로그 변조된 신호의 주파수 스펙트럼의 외측에 있으며, 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조된다.
본 발명에 따라서 신호를 방송하는 송신기는 전기 신호의 변조 방법을 이용하되, 그 전기 신호의 변조 방법은, 진폭 변조된 신호를 제 1 주파수 대역내에 제공하는 단계와, 제 1 의 다수의 직교 진폭 변조된 반송파를 제 1 주파수 대역내에 제공하는 단계와, 직교 진폭 변조된 반송파의 제 2 및 제 3 그룹을 제 2 및 제 3 주파수 내역내에 제공하되, 그 제 2 및 제 3 주파수 대역은 제 1 주파수 대역이 포함하는 주파수보다 높은 주파수와 낮은 주파수를 각각 포함하도록 제공하는 단계를 포함한다.
더욱이, 본 발명은 합성 무선 주파수 파형의 아날로그 부분과 디지털 부분 모두를 수신하는 수단을 포함하는 무선 주파수 수신기를 포함하되, 그 합성 무선 주파수 파형은 아날로그 신호에 의해 진폭 변조된 제 1 반송파를 가진 제 1 신호와, 그 진폭 변조된 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위내에 있는 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 포함하고 있으며, 각각의 디지털변조된 반송과 신호는 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되며, 그 디지털 변조된 반송파 신호의 제 1 그룹은 제 1 신호의 주파수 스펙트럼과 겹치며 제 1 반송파와 직교로 가 제 1 신호의 주파수 스펙트럼과 중첩되고, 제 1 반송파로 직교 변조되며, 제 2 및 제 3 그룹의 디지털 변조된 반송파 신호가 제 1 신호의 주파수 스펙트럼의 외측에 배치되는 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 수신하기 위한 수단, 제 1 반송파상의 아날로그 신호를 검출하기 위한 수단 및 디지털 변조된 반송파상의 디지털 신호를 검출하기 위한 수단을 포함하는 무선 주파수 수신기를 포함한다.
본 발명은, 기존의 아날로그 AM 수신기에 악 영향을 끼치지 않고, 기존의 AM 송신 장비를 상대적으로 최소한으로 변형하여 기존의 AM 방송 채널내에서 오디오 프로그램명 내용 또는 그 밖의 다른 디지털 데이터의 디지털 표시가 송신될 수 있는 대역내 온 채널 방송 방법을 제공한다. 또한, 방송 방법에 따라서 신호를 송·수신하는 송신기 및 수신기는 본 발명에 포함한다.
본 발명은 아날로그 진폭 변조된 신호 및 디지털 신호를 기존의 아날로그 AM방송 배분과 동일한 채널 할당으로 동시에 방송되는 방법을 제공한다. 이러한 기술이 AM 무선 방송에 적용될 때, 방송은 AM 방송용으로 현재 배당되는 것과 동일한 주파수 대역 및 동일한 반송파 주파수에서 행해질 수 있다. 아날로그 AM 신호와 동일한 채널로 디지털 신호를 방송하는 기술을 대역내 온 채널(IBOC) 방송이라 칭한다. 상호 간섭을 방지하기 위한 필요성은 아날로그 AM 스펙트럼 보다 낮게 발생되는 디지털 파형을 제한한다. 이러한 방송은, 일부가 아날로그 AM 신호로 직교 변조되고, 표준 AM 방송 신호가 충분한 에너지를 갖고 있는 스펙트럼 영역 내에 배치되는 다수의 반송파에 의해 디지털 파형을 송신함으로써 달성된다. 나머지 디지털 반송파는 아날로그 AM 신호로 동상 및 직교 변조되고, 아날로그 AM 신호와 동일한 채널내에 배치되지만, 아날로그 AM 신호가 충분한 에너지를 갖고 있지 않은 스펙트럼 영역내에 배치된다. 직교 관련 신호를 발생시키기 위한 방법은 여러 가지가 있다. 이러한 직교 조건을 가능하게 하는데 사용된 특정 방법은 본 발명의 일부분이 아니다. 미합중국에서의 AM 방송국의 방출은 미연방 통신 위원회(FCC)의 규정에 따라 제한되어 다음과 같이 정의되는 신호 레벨 마스크내에 있게 된다. 아날로그 반송파로부터 제한된 방출 주파수(10.2 KHz ∼ 20 KHz)는 비변조된 아날로그 반송파 레벨의 최소한 25 dB 이하로 감쇠되어야 하고, 아날로그 반송파로부터 제거된 방출 주파수(20 KHZ ∼340 KHZ)가 비변조된 아날로그 반송파 신호의 최소한 35 dB 이하로 감쇠되어야 하며, 아날로그 반송파로부터 제거된 방출 주파수(30 KHz ∼ 60 KHz)가 비 변조된 아날로그 반송파 레벨의 최소한[5+1 dB/KHz] 이하로 감쇠되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따라 배치된 반송파를 가지는 AM 디지털 오디오 방송 신호의 스펙트럼을 도시한 것이다. 곡선(10)은 표준 방송 진폭 변조된 반송파 신호를 나타내는데, 반송파는 f0의 주파수를 갖고 있다. FCC 방출 마스크는 참조 번호(12)로 나타낸다. 독일 연방 연구 Fur Rundfunktechnik MUSICAM(마스킹 패턴 적용 서브 밴드 코딩 및 멀티플렉싱 : Masking-pattern Adpated Subband Coding And Multiplexing) 알고리즘과 같은 원시 코드(source coding)시의 최근의 진보 상황은 스테레오 프로그램 내용에 대한 향상된 오디오 질(quality)이 96 kbit/sec(kbps) 만큼 낮은 속도로 디지털 신호를 방송함으로써 달성될 수 있다는 것을 나타낸다. 이러한 데이터 전송 속도를 지원하는 파형은 대역폭의 효과적인 변조 기술을 이용함으로써 AM 방송국에 현재 할당된 FCC 방출 마스크 내에 삽입될 수 있다.
본 발명의 디지털 변조된 반송파는 직교 주파수 분할 다중 전송 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : OFDM)을 통해 발생된다. 이러한 형태를 이러한 반송파의 스펙트럼이 소정의 중재 보호 주파수대가 없는 상태에서 중첩될 수 있으므로, 스펙트럼 이용을 최적하게 할 수 있다. 그러나, 보호 기간은 신호 타이밍 지터를 보상하기 위한 시간 영역 내에 이용될 수 있다. OFDM 변조 기술은 내역폭에 AM 방송 대역내의 초과 벌용성(commodity)이 있기 때문에 성공적인 DAB 동작에 매우 유익하다. 부수적인 장점은 OFDM의 직교 조건이 이러한 간섭을 최소화하기 때문에 송신기 또는 수신기에서 필터링을 통해 DAB 디지털 반송파들을 서로 분리시킬 필요가 없다는 것이다.
OFDM 파형은 500 Hz의 간격을 두고 분할된 일련의 데이터 반송파로 구성된다. 이것은 스펙트럼 억제를 향상시키고, AM DAB 파형을 FCC 방출 마스크의 연부에 매우 근접하게 연장할 수 있도록 하여, 순응성을 남길 수 있다. 이러한 방법의 부수적인 특징은 각 반송파의 진폭이 간섭계의 반송파 주파수에 근접한 위치와 같은 높은 간섭 레벨이 예상되는 영역내의 신호 전력을 증대시키도록 조절될 수 있도록 한 것이다. 이러한 전략은 신호 에너지를 최적으로 할당하여, 가상 AM DAB 유효 도달 범위를 최대화시킨다.
본 발명에 있어서, 복합 아날로그 및 디지털 DAB 파형은 FCC 방출 마스크에 완전히 순응하는 다수의 변조된 반송파를 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, f4=500 Hz의 간격으로 분할된 76개의 반송파는 디지털 정보를 반송하는데 이용된다. 제 1 그룹의 34개의 디지털 변조된 반송파는 도 1의 참조 번호(14)가 붙여진 포락선으로 도시된 바와 같이 (f0+17f1)와 (f0+17f1)사이의 주파수 대역내에 배치된다. 이러한 신호의 대부분은 아날로그 AM 신호와의 혼선(crosstalk)을 최소화하기 위해서 비변조된 AM 반송파 신호의 레벨보다 낮은 30 내지 40 dB에 배치되어 있다. 혼선은 아날로그 AM 파형과의 직교성을 보장하는 방식으로 이러한 디지털 정보를 인코딩시킴으로써 더욱 감소된다. 이러한 형태의 인코딩을 상보 인코딩(complementary encoding)(즉, 상보 BPSK, 상보 QPSK 또는 상보 32 QAM)이라 칭한다. 상보 BPSK 변조는 코스타스(Costas) 루프를 통한 타이밍 회복을 용이하게 하기 위해서, f0±f1에 있는 가장 안쪽의 디지털 반송파 쌍에 대해 이용된다. 이러한 반송파는 -25 dBc의 레벨로 설정된다. f0-10f1내지 f0-2f1의 범위, f0+2f1내지f0+10f1의 범위내에 배치된 제 1 그룹내의 18개의 반송파는 상보 QPSK를 이용하여 변조되고, -39.7 dBc의 레벨을 갖고 있다. 제 1 그룹내의 남은 14개의 반송파는 f0-17f1에 내지 f0-14f1의 범위와 f0±11f1내지 f0+17f1의 범위에 배치된다. 이러한 반송파는 상보 32 QAM을 이용하여 변조되고, -30 dBc의 레벨을 갖고 있다.
다른 그룹의 직교 진폭 변조된 디지털 신호는 제 1 그룹의 외측에 배치된다. 이러한 디지털 파형을 아날로그 신호로 직교되게 하기 위한 필요성은 아날로그 AM 신호 대역폭을 제한함으로써 제거된다. 이것은 아날로그 AM 수신기에서 전형적으로 발견되는 세라믹 IF 필터가 오디오 응답을 3.5 KHz로 제한하기 때문에 부당한 조건으로 될 것이라 예상되지는 않는다. 도 1의 포락선(16 및 18)에 포함된 제 2 그룹내의 모든 반송파는 32 QAM을 이용하여 변조된다. f0-19f1, f0-18f1, f0+18f1및 f0±19f1에 위치한 반송파는 -28 dBc의 레벨을 갖고 있다. f0-39f1내지 f0±34f1, f0-21f1, f0+21f1및 f0+34f1내지 f0+39f1에서의 반송파는 -31dBc의 레벨을 갖고 있다. f0-33f1내지 f0-22f1및 f0+22f1내지 f0+33f1에서의 나머지 반송파는 -32 dBc의 레벨을 갖고 있다.
OFDM 반송파는 f1=500 Hz로 일정한 간격을 두고 분할된다. 그러나, 시간 범위의 보호 대역이 이용되기 때문에, 각각의 반송파에 대한 기호(symbol) 전송 속도는 f1=128·500/132 symbol/sec이다. 상보 BPSK 반송파 쌍은 1 bit/symbol을 갖고있어서, f1의 비트 전송 속도를 발생시킨다. 9개 쌍의 상보 QPSK는 2 bit/symbol을 각각 포함하여, fr의 비트 전송 속도를 발생시킨다. 7개 쌍의 상보 32 QAM 반송파는 5 bit/symbol을 각각 갖고 있어서 35 frbit/sec를 발생시킨다. 42개의 개별 32 QAM 반송파는 5 bit/symbol을 각각 반송하여 210 frbit/sec를 발생시킨다. 모든 OFDM 반송파의 총 데이터 전송 속도는 264fr즉 128 kbit/sec이다.
전체 복합 AM DAB 신호의 점유 대역폭은 좌외의 제 1 널(null)의 디지털 파형에서 측정된 40 KHz이다. 이러한 스펙트럼은 FCC 방출 마스크의 중앙 40 KHz 부분내에 해당한다. f0±20 KHz 이외의 주파수 이상으로 확장하는 OFDM 사이드로브(sidelobe)는 OFDM 사이드로브 간격이 단지 f1=500 Hz이기 때문에 추가 필터링이 없이도 방출 마스크의 -35 dBc 부분 이하로 떨어진다.
±20f1및 40f1에는 공 OFDM 슬록이 있다. 이것은 강한 AM 신호 성분이 반송파 주파수에서 발생하기 때문에, 제 1 및 제 2의 인접 채널의 간섭을 막을 수 있다. 이와 마찬가지로, AM DAB 스펙트럼은 제 2의 인접 채널의 간섭에 대해 어느 정도 보호하도록 f0±20KHz 외에서는 실제로 발생되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 송신기의 블록도이다. 송신되는 아날로그 프로그램 신호(이 예에서 우측 및 좌측 스테레오 부분을 포함)는 입력 단자(28, 28')에 가해진다. 좌측 및 우측 채널은 합산점(29)에서 조합된 후에 평균 아날로그 AM변조를 30%에서 85%로 증가시키기 위해 아날로그 오디오 프로세서(30)를 통해 공급되므로, 유효 영역을 상당히 확장시킨다. 이러한 프로세서는 전세계적으로 아날로그 AM 무선 방송국에서는 평범한 것이다. 이러한 신호는 라인(32)상의 여과된 모노럴 아날로그 프로그램 신호를 발생시키기 위해 샤프 컷오프(sharp cutoff) 특성을 가지는 지역 통과 필터(31)를 통과하게 된다. 예를 들어, 필터(31)는 6 KHz의 컷오프 주파수 및 6.5 KHz 이상의 40 dB 감쇠를 갖고 있다.
송신된 신호의 아날로그 및 디지털 부분이 동일한 프로그램 내용을 운반하는데 이용될 수 있는 응용에 있어서, ISO MPEG 층(2A)과 일치할 수 있는 디지털 원시인코더(34)는 우측 및 좌측 아날로그 프로그램 신호를 라인(36)상의 96 kbps 접함스테레오 디지털 신호로 변환한다. 순방향 오류 정정 인코더 및 인터리버 회로(38)는 순간 잡음 및 간섭으로 손상된 채널에 걸쳐 데이터 보존성을 개선한다. 송신될 디지털 신호가 아날로그 프로그램 신호의 디지털 버전이 아닌 이러한 예에 있어서, 데이터 포트(42)는 디지털 신호를 수신하도록 제공된다. 또한, 보조 데이터 소오스(44)는 아날로그 프로그램 신호의 디지털 버전 즉 포트(42)에 공급된 디지털 신호가 부수적인 데이터를 포함함으로써 보충될 수 있는 상황에 맞게 제공된다.
데이터 파서(46)는 디지털 신호를 수신하고, 다수의 출력을 라인(46) 상에 발생시킨다. 데이터 파서(46)로부터의 라인(48)쌍 상의 신호는, 라인(52)과 라인(54)상의 데이터 신호의 기저대역 동상(l) 및 직교(Q) 성분을 발생시키는 블록(50) 내의 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘에 또한 적용되는 복소수 계수를 구성한다. 처리된 기저대 아날로그 AM 신호는 아날로그/디지털(A/D) 변환기(60)에 의해 디지털 신호로 변환되고, 복합 신호를 라인(64) 상에 발생시키기 위해 합산점(62)에서 디지털 DAB 파형의 동상 부분과 조합된다. 라인(64)상의 복합 신호는 디지털/아날로그(D/A) 변환기(66)에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 저역 통과 필터(68)에 의해 여과되며, 국부 발진기(74)에 의해 라인(72)상에 발생된 무선 주파수 신호와 조합되는 혼합기(70)를 통과하게 된다. 라인(54)상의 직교 신호는 디지털/아날로그 변환기(76)에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 라인(82)상의 신호와 제 2 혼합기(80)에서 조합되는 여과된 신호를 발생시키도록 저역 통과 필터(78)에 의해 여과된다. 라인(72) 상의 신호는 라인(82) 상의 신호를 발생시키기 위해 블록(84)내에 도시된 바와 같이 위상 전이된다. 혼합기(70, 80)의 출력은 라인(86, 88)을 거쳐 복합 파형을 라인(92) 상에 발생시키기 위해 합산점(90)으로 전달된다. 의사 합성 결과치는 대역 통과 필터(94)에 의해 뮤트(mute)되고, 최종 DAB 신호는 송신 안테나(98)로 전달하기 위해 파워 증폭기(96)에 의해 후속적으로 증폭된다.
도 3은 도 2의 데이터 파서(46)의 블록도이다. 데이터 파서는 입력 라인(40)으로 도시된 바와 같이 직렬 디지털 신호를 수신하고, 그룹(102, 104)으로 도시된 다수의 라인 그룹상에 다수의 출력을 디지털 신호 형태로 발생시키는 직렬/병렬 변환기(100)를 포함한다. 각 그룹의 라인은 동상 출력 신호(l) 및 구상 출력 신호(Q)를 발생시키는 인코더(106, 108)와 같은 QAM 인코더에 다수의 출력을 공급한다. 실제 응용에서, 예를 들어, 5 line/group 및 76개의 QAM 인코더가 있을 수 있다. 부수적으로, 일부 QAM 인코더는 BPSK 또는 QPSK를 이용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 및 아날로그 신호의 방송 신호를 수신하도록구성된 수신기의 블록도이다. 안테나(110)는 디지털 및 아날로그 신호를 포함하는 복합 파형을 수신하고, 무선 주파수 전지 선택기(preselector), 증폭기, 혼합기 및 국부 발진기를 포함할 수 있는 종래의 입력단으로 그 신호를 통과시킨다. 중간 주파수 신호는 라인(114) 상의 입력단에 의해 발생된다. 이러한 중간 주파수 신호는 자동 이동 제어 회로(116)를 통해 I/Q 신호 발생기(118)로 전달된다. I/Q 신호 발생기는 통상 신호를 라인(120) 상에 발생시키고, 구상 신호를 라인(122)상에 발생시킨다. 라인(120) 상의 통상 채널 출력은 아날로그/디지털 변환기(124)로 입력된다. 이와 마찬가지로, 라인(122)상의 구상 채널 출력은 다른 아날로그/디지털 변환기(126)로 입력된다. 라인(128, 130) 상의 피드백 신호는 디지털/아날로그 변환기(132, 134)로 각각 입력된다. 라인(136, 138)상의 디지털/아날로그 변환기의 출력은 자동 이득 제어 회로(116)를 제어하는데 이용된다. 라인(120) 상의 신호는 블록(140)으로 도시된 바와 같이 분리되어, 출력단(142)으로 전달된 다음, 스피커(144) 또는 다른 출력 장치로 전달되는 아날로그 AM 신호를 포함한다.
대역 소거 필터(146)는 라인(128)상의 동상 성분을 여과하여 아날로그 AM 신호의 에너지를 제거하고 여과 신호 라인(148)상에 제공한다. 고속 푸리에 변환 회로(150)는 라인(148, 152)상의 디지털 신호를 수신하고, 라인(154)상의 출력 신호를 발생시킨다. 이러한 출력 신호는 등화기(156) 및 데이터 전송 속도 필터 및 데이터 디코더(158)로 전달된다. 데이터 디코더의 출력은 데이터 보전성을 개선하기 위해서 디인터리빙 회로 및 순방향 오류 정정 디코더(164)로 제공된다. 디인터리버/순방향 오류 정정 회로의 출력은 원시 디코더(166)로 전달된다. 원시디코더의 출력은 출력단(142)으로 진행하는 신호를 라인(162) 상에 발생시키기 위해 디지털/아날로그 변환기(160)에 의해 아날로그 신호로 변환된다.
본 발명은 대역폭이 AM 송신용 FCC 방출 마스크 내에 완전히 있기 때문에 기존의 AM 무선 방송국을 DAB로 변환할 필요성에 따른 변경의 크기를 최소화하는 AM DAB 파형을 이용한다. 그러므로, 방송 장치는 이러한 기존의 송신 안테나를 보유할 수 있으리가 예상된다. 그러나, 피드 통신망은 채널의 그룹 지연 변화가 아날로그 AM 송신에 덜 중요한 것을 고려하여 디지털 신호에 대한 기호간(intersymbol) 간섭을 최소화하기 위해 상당히 일정할 필요가 있기 때문에 갱신될 필요가 있다. 파워 증폭기가 적절한 선형 모드로 동작하는 경우에, 기존의 아날로그 AM 송신기는 보유될 수 있다고 기대된다. 주요 하드웨어 교체는 로우 레벨의 반송파 입력을 AM DAB 여진기로 대체할 수 있다. 이러한 모듈은 AM DAB 변조에 관한 아날로그 부분과 디지털 부분을 발생시키고, 송신기는 선형 증폭기로서 주료 기능한다.
본 발명은 AM 디지털 오디오 방송 시스템에 관련하여 기술하였지만, 아날로그 진폭 변조된 신호와 함께 디지털 신호를 송신하는 소정의 시스템에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 더욱이, 디지털 신호에 의해 제공된 정보는 아날로그 진폭 변조된 신호에 의해 제공된 정보와 다를 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그러므로, 본 발명의 방법은 진폭 변조된 신호에 결합하여 교통량 또는 날씨 정보, 비디오 신호 또는 군사 통신 신호와 같은 다양한 형태의 데이터를 송신하는데 이용될 수 있다. 가능한 응용 분야는 진폭 변조된 군사 통신 및 비디오 정보가 진폭 변조되는 텔레비전 신호를 포함한다.

Claims (25)

  1. 무선 주파수 방송 방법에 있어서,
    아날로그 신호에 의해 제 1 반송파 신호를 진폭 변조하여, 제 1 주파수 스펙트럼을 가진 제 1 무선 주파수 신호를 생성하는 단계와,
    방송을 위해 다수의 디지털 변조 반송파 신호를 생성하는 단계로서, 상기 신호는 상기 제 1 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위내에 있으며, 상기 다수의 디지털 변조 반송파 신호 각각은 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되며, 상기 디지털 변조 반송파 신호 중 제 1 그룹은 상기 제 1 주파수 스펙트럼과 중첩하고 상기 제 1 반송파 신호로 직교 변조되며, 상기 디지털 변조반송파 신호 중 제 2 그룹과 제 3 그룹은 상기 제 1 주파수 스펙트럼의 외측에 있고 상기 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조되는 단계와,
    상기 제 1 무선 주파수 신호와 상기 다수의 디지털 변조 반송파 신호를 동시에 방송하는 단계
    를 포함하는 무선 주파수 방송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호가 할당된 채널 공간의 약수만큼의 주파수로 분할되는 무선 주파수 방송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    에너지가 인접 채널의 중앙에 배치된 디지털 변조된 반송파 신호로 전혀 송신되지 않는 무선 주파수 방송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호 내의 디지털 변조된 반송파 신호가 비변조된 제 1 반송파 신호의 진폭 보다 작은 진폭을 가지는 무선 주파수 방송 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호 내의 디지털 변조된 반송파 신호기 비변조된 제 1 반송파 신호의 진폭 보다 작은 진폭을 가지는 무선 주파수 방송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반송파의 주파수에 가장 근접한 주파수로 배치된 상기 디지털 변조된 반송파 신호의 선택된 신호기 상보 BPSK 형태로 변조되는 무선 주파수 방송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호의 상기 선택된 신호가 상기 디지털 반송파 신호의 다른 신호에 대한 기준 레벨로서 작용하는 무선 주파수 방송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그 및 디지털 신호가 동일 프로그램 내용과 다른 표시 신호인 무선 주파수 방송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호가 32 QAM 코스텔레이션으로 변조되는 무선 주파수 방송 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호가 40 KHz의 대역폭을 점유하는 제 2 주파수 스펙트럼 내에 배치되는 무선 주파수 방송 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호는 동일 주파수 간격으로 분할되는 무선 주파수 방송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호는 할당된 채널 간격의 약수만큼의 주파수 간격으로 분할되는 무선 주파수 방송 방법.
  13. 전기 신호를 변조하는 방법에 있어서,
    진폭 변조된 신호를 제 1 주파수 대역내에 제공하는 단계,
    제 1의 다수의 직교 진폭 변조된 반송파를 상기 제 1 주파수 대역내에 제공하는 단계, 및
    상기 제 1 주파수 대역이 포함하는 주파수보다 높고 낮은 주파수를 포함하는 제 2 및 제 3 주파수 대역내에 제 2 및 제 3 그룹의 직교 진폭 변조된 반송파를 제공하는 단계를 포함하는 전기 신호 변조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 직교 변조된 반송파사 상기 진폭 변조된 신호의 비변조된 진폭보다 작은 진폭을 갖고 있는 전기 신호 변조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 그룹의 직교 진폭 변조된 반송파가 상기 진폭 변조된 신호의 비변조된 진폭보다 작은 진폭을 갖고 있는 전기 신호 변조 방법.
  16. 신호 송신 방법에 있어서,
    아날로그 신호에 의해 제 1 반송파 신호를 진폭 변조하여 제 1 주파수 스펙트럼을 가진 제 1 신호를 생성하는 단계와,
    송신을 위해 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 생성하는 단계로서, 상기 신호는 상기 제 1 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위내에 있으며, 상기 다수의 디지털 변조된 반송파 신호 각각은 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되며, 상기 디지털 변조된 반송파 신호의 제 1 그룹은 상기 제 1 주파수 스펙트럼과 중첩하며 상기 제 1 반송파 신호로 직교 변조되며, 상기 디지털 변조된 반송파 신호의 제 2 그룹과 제 3 그룹은 상기 제 1 주파수 스펙트럼의 외측에 배치되어 있으며 상기 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조되는, 상기 다수의 디지털 변조된 반송파 신호 생성 단계와,
    상기 제 1 신호와 상기 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 동시에 송신하는 단계
    를 포함하는 신호 송신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호 내의 상기 반송파 신호는 비변조된 제 1 반송파 신호의 진폭 보다 작은 진폭을 갖고 있는 신호 송신 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호 내의 상기 반송파 신호는 비변조된 제 1 반송파 신호의 진폭보다 작은 진폭을 갖고 있는 신호 송신 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 아날로그 신호 및 상기 디지털 신호는 동일 정보에 대한 상이한 표시 신호인 신호 송신 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 그룹의 반송파 신호는 32-QAM 콘스텔레이션으로 변조되는 신호 송신 방법.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 디지털 변조된 반송파 신호는 동일 주파수 간격으로 분할되는 신호 송신 방법.
  22. 무선 주파수 송신기에 있어서,
    아날로그 신호에 의해 제 1 반송파 신호를 진폭 변조하여 하나의 주파수 스펙트럼을 가진 제 1 무선 주파수 신호를 생성하는 수단과,
    정기 제 1 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위내에 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 생성하는 수단으로서, 상기 디지털 변조된 반송파 신호 각각은 디지털 신호 부분에 의해 디지털 변조되고, 상기 디지털 변조된 반송파 신호의 제 1 그룹은 상기 제 1 무선 주파수 신호의 주파수 스펙트럼과 중첩하며, 상기 제 1 반송파 신호로 직교 변조되며, 상기 디지털 변조된 반송파 신호의 제 2 그룹과 제 3 그룹은 상기 제 1 신호의 주파수 스펙트럼의 외측에 배치되어 있으며 상기 제 1 반송파 신호로 통상 및 직교 변조되는, 상기 다수의 디지털 변조된 반송파 신호의 생성 수단과,
    상기 제 1 무선 주파수 신호와 상기 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 동시에 송신하는 수단
    을 포함하는 무선 주파수 송신기.
  23. 무선 주파수 수신기에 있어서,
    아날로그 신호에 의해 진폭 변조된 제 1 반송파 진폭을 가지는 제 1 신호를 포함하는 복합 무선 주파수 파형의 아날로그 부분과 디지털 부분, 및 상기 제 1 신호의 주파수 스펙트럼을 포함하는 주파수 범위내에 있으면서, 상기 디지털 신호 부분에 의해 각각 진폭 변조되는 다수의 디지털 변조된 반송파 신호를 동시에 수신하는 수단으로서, 상기 제 1 신호의 주파수 스펙트럼과 중첩하는 제 1 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호는 상기 제 1 반송파 신호로 직교 변조되고, 제 2 및 제 3 그룹의 상기 디지털 변조된 반송파 신호는 상기 제 1 신호의 주파수 스펙트럼의 외측에 배치되고 상기 제 1 반송파 신호로 동상 및 직교 변조되는 다수의 디지털 변조된 반송파 신호의 수신 수단과,
    상기 제 1 진폭 변조된 반송파 상의 상기 아날로그 신호를 검출하기 위한 수단과,
    상기 디지털 변조된 반송파 상의 상기 디지털 신호를 검출하기 위한 수단
    을 포함하는 무선 주파수 수신기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 디지털 신호를 검출하기 위한 상기 수단이 상기 디지털 변조된 반송파를 복조하기 위해 상기 제 1 반송파 신호의 위상을 기준 위상으로서 이용하는 무선주파수 수신기.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 검출하기 위한 상기 수단의 동상 채널로부터 상기 아날로그 신호를 추출하기 위한 필터를 더 포함하는 무선 주파수 수신기.
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