Система передачи данных звукового вещания в цифровом формате

Изобретение относится к области звукового вещания и звукового сопровождения телевидения и может быть использовано при построении сетей звукового вещания. Система передачи данных звукового вещания в цифровом формате со сжатием по магистральным каналам, предназначенным для передачи аналоговых сигналов звукового вещания магистральным каналам в высокочастотных системах передачи, включающая эталонную цепь для структурной схемы магистрального звукового вещания с оконечным передающим пунктом, в котором происходит модуляция сигналов для переноса их в высокочастотный спектр систем передач, и оконечным приемным пунктом, в котором происходит демодуляция высокочастотных сигналов для выделения сигналов звукового вещания, пунктами, причем эталонная цепь, предназначенная для передачи по магистральной сети сигналов звукового вещания в цифровом формате в стандартном цифровом потоке 2048 кбит/сек, содержит от 1 до 2 стереоканалов или соответственно от двух до четырех моноканалов, соответствующих аналоговым моноканалам с полосой частот 40-15000 Гц, осуществляет передачу от более шести каналов в цифровом формате, соответствующих аналоговым каналам с полосой частот 40-15000 Гц, методом сжатия частотного спектра и введения уровней квантования в цифровом потоке цифровых систем передачи. Технический результат - увеличение количества передаваемых каналов в цифровом потоке 2048 кбит/сек. 4 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области звукового вещания и звукового сопровождения телевидения и может быть использовано при:

- построении сетей звукового вещания;

- разработке и проектировании каналообразующей аппаратуры звукового вещания;

- разработке нормативных документов, включая различного уровня стандарты и внутреннюю нормативную документацию операторов связи;

- разработке правил технической эксплуатации.

Известные на сегодня системы передачи сигналов звукового вещания описаны, например, в «ГОСТ 11515-91. Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества. Методы измерения» и справочнике «Звуковое вещание», М., Радио и связь, гл.3.

Программы звукового вещания передаются по территории РФ по электрическим каналам звукового вещания. Такое название выбрано поскольку термин «канал звукового вещания» определяет канал, организованный в высокочастотных системах передачи. Электрический канал звукового вещания состоит из тракта формирования программ (1), тракта первичного распределения программ (2) и трактов вторичного распределения программ звукового вещания (3). Структурная схема электрического канала звукового вещания представлена на фиг.1

Тракт формирования программ - это аппаратные радиодома или радиотелецентра, откуда сигналы звукового вещания поступают на вход тракта первичного распределения программ звукового вещания.

На фиг.2 представлена типовая структура тракта первичного распределения программ звукового вещания.

В состав этого тракта входят следующие звенья:

- соединительные линии (СЛ);

- коммутационно-распределительные аппаратные (КРА);

- междугородный канал звукового вещания (МКЗВ).

В состав МКЗВ входят:

канал звукового вещания (КЗВ), магистральные сетевые станции(МСС), внутризоновая сетевая станция (ВСС) и междугородные вещательные аппаратные (МВА) или службы междугороднего радиовещания (СМР).

Имеются два типа трактов вторичного распределения программ звукового вещания:

- широкая сеть передатчиков звукового вещания;

- каналы проводного вещания для передачи программ в городе (трехпрограммные приемники) и сельской местности.

Тракты проводного вещания в настоящее время малоперспективны.

В каналах и трактах звукового вещания нормируются следующие параметры

качества:

- полоса передаваемых частот;

- неравномерность амплитудно-частотной характеристики;

- коэффициент гармоник;

- защищенность от взвешенного шума;

- защищенность от внятной переходной помехи;

- отклонение выходного уровня от номинального значения;

- разность уровней и разность фаз на выходах каналов А и В, образующих стереопару.

Дополнительно для цифровых каналов звукового вещания нормируются следующие параметры:

- защищенность от продуктов внутриполосной перекрестной модуляции второго и третьего порядков;

- защищенность от продуктов внеполосной перекрестной модуляции первого и второго порядков.

Каналы звукового вещания - это каналы, образованные в высокочастотных аналоговых и цифровых системах передачи.

Имеются два типа каналов звукового вещания: магистральные и зоновые.

Магистральные каналы предназначены для передачи программ звукового вещания по магистральной сети.

Внутризоновые каналы - для передачи программ звукового вещания по зоновым сетям (республиканским и областным).

Эталонная (номинальная) цепь магистрального аналогового канала звукового вещания для передачи аналоговых сигналов в радиорелейных и кабельных системах передачи имеет длину 2500 км с двумя переприемными пунктами по звуковой частоте, делящими эталонную цепь на три участка транзита по звуковой частоте.

Эталонная (номинальная) цепь внутризонового канала звукового вещания имеет длину 600 км и не содержит переприемов по звуковой частоте.

В магистральных и зоновых сетевых станциях происходит преобразование спектра звуковых сигналов для введения в спектр высокочастотных систем передачи.

В пунктах переприема сигналов звукового вещания, входящих в структуру аналогового магистрального канала звукового вещания, осуществляется демодуляция (выделение) сигнала из спектра высокочастотной системы передачи для контроля и коррекции параметров качества выделяемых сигналов. Далее путем модуляции звуковые сигналы вводятся в спектр высокочастотной системы передачи.

Нормы на параметры качества магистрального аналогового канала звукового вещания должны быть не хуже норм, определяемых законами суммирования. На основе законов суммирования нормы на параметры аналоговых каналов звукового вещания: неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), коэффициент гармоник, разность уровней на выходах каналов и разность фаз в каналах, предназначенных для стереофонических передач, определяются геометрическим суммированием по формуле:

, где

a₁, а₂, а₃ - нормы на параметры на переприемном участке.

На каждом переприемном транзитном участке нормы на защищенность от взвешенного шума для аналоговых каналов звукового вещания определяются энергетическим суммированием:

, где

Ai - взвешенный шум на одном переприемном транзитном участке.

Из приведенных формул ясно, что нормы на перечисленные параметры качества зависят от числа участков транзита для аналогового магистрального канала звукового вещания.

В настоящее время при преобразовании аналоговых сигналов звукового вещания в цифровые стремятся к увеличению количества передаваемых каналов в цифровом потоке 2048 кбит/сек.

Первоначально в этом цифровом потоке передавались от двух до четырех моноканалов или от одного до двух стереоканалов звукового вещания в цифровом формате. В настоящее время количество каналов значительно увеличилось: от шести и выше.

Это осуществляется методами сжатия сигналов по частоте, т.е. исключаются частоты не несущие основную энергетическую информацию. Кроме того, звуковые сигналы при цифровом преобразовании передаются только определенными (разрешенными) уровнями квантования. Результатом этого преобразования является появление в звуковых сигналах искажений (шумов) квантования. Поэтому наличие переприемов по звуковой частоте при передаче этих сигналов в цифровом формате приведет к значительному отличию входного сигнала от выходного, т.е. к большим искажениям.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в системе передачи данных звукового вещания в цифровом формате со сжатием по магистральным каналам, предназначенным для передачи аналоговых сигналов звукового вещания с полосой частот 40-15000 Гц и 50-7000 Гц, в высокочастотных системах передачи, включающей эталонную цепь для структурной схемы магистрального звукового вещания с двумя оконечными передающим, в котором происходит модуляция сигналов с целью переноса их в высокочастотный спектр высокочастотных систем передач, и приемным, в котором происходит демодуляция высокочастотных сигналов для выделения сигналов звукового вещания, пунктами, причем эталонная цепь и соответствующая структурная схема магистрального канала, предназначенная для передачи по магистральной сети сигналов звукового вещания в цифровом формате в стандартном цифровом потоке 2048 кбит/сек, содержит от от 1 до 2 стереоканалов или соответственно от двух до четырех моноканалов, соответствующих аналоговом моноканалам с полосой частот 40-15000 Гц с возможностью передачи от более шести каналов в цифровом формате, соответствующих аналоговым каналам с полосой частот 40-15000 Гц, преобразованных путем введения сжатия частотного спектра, т.е. подавления частотных составляющих звуковых сигналов, не несущих основную информацию, и введения уровней квантования в цифровом потоке цифровых, кабельных, радиорелейных и оптоволоконных систем передачи, не влияющем на изменение уровня и амплитудно-частотной характеристики сигналов звукового вещания.

Предлагаемая система позволяет организовать передачу сигналов звукового вещания высокого качества на большие расстояния, характерные для магистральных каналов, без дополнительных затрат на переприемные станции.

На фиг.1 приведена схема электрического канала звукового вещания.

На фиг.2 - схема типового тракта первичного распределения программ звукового вещания.

На фиг.3 - схема типового междугородного канала звукового вещания с магистральным каналом звукового вещания (МАГ КЗВ).

На фиг.4 - схема типового междугородного канала звукового вещания с внутризоновым каналом звукового вещания (ВЗН КЗВ).

Перечень позиций

1 - Тракты формирования программ.

2 - Тракты первичного распределения программ.

3 - Тракты вторичного распределения программ.

4 - соединительная линия (СЛ).

5 - коммутационно-распределительная аппаратная (КРА).

6 - междугородный канал звукового вещания (МКЗВ).

7 - магистральная сетевая станция (МСС).

8 - оконечная междугородная вещательная аппаратная.

9 - внутризоновая сетевая станция (ВСС).

Система передачи данных звукового вещания в цифровом формате со сжатием по магистральным каналам, предназначенным для передачи аналоговых сигналов звукового вещания с полосой частот 40-15000 Гц и 50-7000 Гц, в высокочастотных системах передачи, включающая эталонную цепь для структурной схемы магистрального звукового вещания с оконечным передающим пунктом, в котором происходит модуляция сигналов для переноса их в высокочастотный спектр высокочастотных систем передач, и оконечным приемным пунктом, в котором происходит демодуляция высокочастотных сигналов для выделения сигналов звукового вещания, причем эталонная цепь и соответствующая структурная схема магистрального канала, предназначенная для передачи по магистральной сети сигналов звукового вещания в цифровом формате в стандартном цифровом потоке 2048 кбит/с от 1 до 2 стереоканалов или соответственно от двух до четырех моноканалов, соответствующих аналоговым моноканалам с полосой частот 40-15000 Гц, осуществляют передачу от более шести каналов в цифровом формате, соответствующих аналоговым каналам с полосой частот 40-15000 Гц, методом сжатия частотного спектра путем подавления частотных составляющих звуковых сигналов, не несущих основную информацию, и введения определенных уровней квантования в цифровом потоке цифровых, кабельных, радиорелейных и оптоволоконных систем передачи.