IBOC方案最终的目标是实现全数字系统,全数字系统中没有模拟信号部分,所有的频带都用来传送数字信号。如图7所示,这种全数字波形中原有的模拟FM信号被数字信号所取代,并允许这部分数字信号在该次边带中以较低的功率发送,从而实现了全数字系统。次边带与主边带具有类似的频带划分,如图7所示,次边带靠近中心子载波的10个频谱子块成为SM频带,靠近主边带的4个频谱子块成为SX频带。
三种广播方式是从模拟数字共存逐渐过渡到数字的一个过程。其中,在Hybrid和Extended Hybrid广播方式中,模数信号共存,它们的频谱中都有一部分用来传送现有的模拟广播信号,而All Digital广播方式则不再传送模拟广播信号,是一种全数字的广播方式。
每物理层(Layer1)功能模块
在这一部门,我们简要介绍一夏FM IBOC系统物理层(Layer1)的功能实现以及相关的信号流向。图8为Layer 1信号处理的功能框图。音频以及数据通过业务接入点Service Access points由OSI的高层输入物理层。
下面介绍一下信号数据的流程:
业务接入点SAP:
L1的业务接入点SAP定义了系统协议中Layer 2与Layer 1之间的接口。每个逻辑和控制信道都有它们自己的SAP。各个信道均夷离散传输帧的形式进入Layer 1,它们的大小以及速率都是由业务模式唯一确定的。这些Layer 2的传输帧通常被称为L2的业务数据单元(SDU,Service Data Unit)和业务控制单元(SCU,Service Control Unit)。
加扰模块:
在由传统的模拟FM解调器解调信号的情况下,需要对每个逻辑信道的数字数据进行随机处理以使信号更“白”并减小周期性。
信道编码:
因为存在信道损失,我们使用卷积码来增加每个逻辑信道数字信号的冗余度,以提高其可靠性。编码的保护度与编码率成反比。编码的具体技术参数由业务模式决定。选中的逻辑信道上带有多径延时。在信道编码器的输出端,逻辑信道矢量保持其独立特性。
交织:
时域以及频域的交织用来减小突发错误的影响。交织技术针对VHF的衰落环境,由业务模式来配置。在这个处理过程中,逻辑信道失去其独立特性。交织器以矩阵的形式输出,每个矩阵均有一个或多个逻辑信道组成,并结合一特定的发送频谱。
系统控制处理:
这部分负责生成一系统控制数据序列的矩阵,包括控制和状态(例如业务模式),以便于在参考子载波上广播。
OFDM子载波映射:
这部分负责将交织器的输出矩阵以及系统控制矩阵分配至OFDM符号的子载波上。在一个OFDM符号周期Ts时间内,活动交织器矩阵的每一行产生一输出矢量,其便是信号的频域表示。映射遵循非均衡干扰环境,并成为业务模式的功能组成。
OFDM符号产生模块:
这部分负责生成FM IBOC的时域波形。输入矢量转换为成型后的时域基带脉冲信号,便产生了OFDM符号。
发送子系统:
这部分负责形成VHF频道传输的基带波形。主要的功能包括符号串联以及上变频。此外,当发送混合型Hybrid波形时,将同时完成模拟信号调制并与数字信号结合以形成复合的Hybrid信号,以便传输。
FM IBOC系统结构
iBiquity的FM IBOC在传输Hybrid和Extended Hybrid波形时,采用了模拟信号和数字信号分离处理的结构,处理后的数字信号以及FM立体声信号在激励器或者天线上进行耦合,然后一起发射到调频频道上传输。
此系统分为模拟和数字两路处理过程,左边的方框内是对模拟信号的处理过程,其输入是[page]调频复合基带信号,也可以包含辅助通信业务SCA,右边是对数字信号的处理过程,其输入是OFDM调制以后的基带OFDM时域符号,这里要将这些时域独立的OFDM符号串联起来,形成一个从 的脉冲连续信号,并进行上变频变换。在将FM模拟信号波形与DAB数字波形混合之前,要对基带模拟信号进行一定的延时,并完成对基带模拟信号的FM调制,其中,群延时控制信息来自于IBOC的系统控制信道。在发射台可以共用激励器或天线:
1) 数字信号本身的工作性能;
2) 数字部分对原来模拟信号的影响情况。(全文完)