專利名稱：用于模擬和數(shù)字信號路徑的精細(xì)對準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及無線電廣播接收機，并且具體地，涉及用于在無線電接收機中進行模擬和數(shù)字信號路徑的精細(xì)對準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字無線電廣播技術(shù)傳送數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)服務(wù)到移動的、便攜式的和固定的接收機。稱為帶內(nèi)同頻(IBOC)數(shù)字無線電廣播的一個類型的數(shù)字無線電廣播使用現(xiàn)有中頻 (MF)和甚高頻(VHF)無線電波段中的地面發(fā)射機。由iBiquity Digital公司開發(fā)的HD無線電 技術(shù)是用于數(shù)字無線電廣播和接收的IBOC實現(xiàn)的一個示例。IBOC數(shù)字無線電廣播信號可以以包括與多個數(shù)字調(diào)制載波結(jié)合的模擬調(diào)制載波的混合格式或者以其中不使用模擬調(diào)制載波的全數(shù)字格式傳輸。使用該混合模式，廣播公司可以繼續(xù)用更高質(zhì)量和更健壯的數(shù)字信號同時傳輸模擬AM和FM，允許它們自己和它們的聽眾在維持它們當(dāng)前頻率分配的同時從模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換無線電。數(shù)字傳輸系統(tǒng)的一個特征是同時傳輸數(shù)字化音頻和數(shù)據(jù)的固有能力。因此，該技術(shù)還允許來自AM和FM無線電臺的無線數(shù)據(jù)服務(wù)。這些廣播信號可以包括元數(shù)據(jù)，諸如藝術(shù)家、歌曲名稱、或者電臺呼叫字母。也可以包括關(guān)于事件、交通和天氣的特定消息。例如， 交通信息、天氣預(yù)報、新聞和體育比分都可以在用戶收聽無線電臺的同時在無線電接收機的顯示器上滾動。IBOC DAB技術(shù)可以提供優(yōu)于現(xiàn)有模擬廣播格式的數(shù)字質(zhì)量的音頻。因為每個IBOC DAB信號在現(xiàn)有AM或FM頻道分配的頻譜屏蔽(spectral mask)內(nèi)傳輸，所以它不要求新的頻譜分配。IBOC數(shù)字無線電廣播提升了對頻譜的節(jié)約，同時使得廣播公司能夠提供數(shù)字質(zhì)量的音頻給現(xiàn)有的聽眾群。多播(在AM或FM頻譜的一個頻道上傳送若干音頻節(jié)目或流的能力)使得電臺能夠在主頻的分開的補充或子頻道上廣播多個流。例如，多個數(shù)據(jù)流可以包括替代性的音樂格式、本地交通、天氣、新聞和體育。該補充頻道可以使用調(diào)諧或搜索功能以與傳統(tǒng)電臺頻率相同的方式訪問。例如，如果模擬調(diào)制信號以94. IMHz為中心，則IBOC數(shù)字無線電廣播中的相同廣播可以包括補充頻道94. 1-1,94. 1-2和94. 1_3。在補充頻道上高度專門化的廣播節(jié)目可以被傳送給緊密定位的聽眾，從而為廣告商將他們的品牌與節(jié)目內(nèi)容結(jié)合創(chuàng)造更多機會。如在本文中使用的，多播包括在單個數(shù)字無線電廣播頻道中或在單個數(shù)字無線電廣播信號上的一個或多個節(jié)目的傳輸。IBOC數(shù)字無線電廣播傳輸上的多播內(nèi)容可以包括主要節(jié)目服務(wù)(MPS)、補充節(jié)目服務(wù)(SPS)、節(jié)目服務(wù)數(shù)據(jù)(PSD)和/或其它廣播數(shù)據(jù)。國家無線電系統(tǒng)委員會(由廣播公司的國家協(xié)會和消費電子產(chǎn)品協(xié)會主辦的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置組織)在2005年9月采用了指定為NRSC-5A的IBOC標(biāo)準(zhǔn)。NRSC-5A (在此通過引用并入其公開)提出了在AM和FM廣播頻道上廣播數(shù)字音頻和輔助數(shù)據(jù)的要求。該標(biāo)準(zhǔn)和其參考文獻包含了對RF/傳輸子系統(tǒng)和傳送與服務(wù)多路復(fù)用子系統(tǒng)的詳細(xì)說明。該標(biāo)準(zhǔn)的副本可以從 NRSC 于 http://www. nrscstandards. orfi/standards. asp 得至lj。 iBiquity 的 HD 無線電技術(shù)是NRSC-5A IBOC標(biāo)準(zhǔn)的一種實現(xiàn)方式。關(guān)于HD無線電技術(shù)的進一步信息可以在 www. hdradio. com 禾口 www. ibiquity. com 找到。其它類型的數(shù)字無線電廣播系統(tǒng)包括諸如衛(wèi)星數(shù)字音頻無線電服務(wù)(SDARS，例如，XM Radio , Sirius )的衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字音頻無線電服務(wù)(DARS，例如，WorldSpace )、以及諸如數(shù)字無線電Mondiale (DRM)、Eurekal47 (品牌為DAB數(shù)字音頻廣播 )、DAB版本2和FMeXtra 的地面系統(tǒng)。如在本文中使用的，短語“數(shù)字無線電廣播”涵蓋數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)廣播，其包括帶內(nèi)同頻廣播以及其它數(shù)字地面廣播和衛(wèi)星廣播。無線電信號經(jīng)歷在廣播系統(tǒng)中必須處理的間歇衰減或阻斷。傳統(tǒng)上，F(xiàn)M無線電通過從全立體聲音頻到單聲道音頻的轉(zhuǎn)換來減輕衰減或部分阻斷的影響。因為在子載波上調(diào)制的立體聲信息比處于基頻帶的單聲道信息要求更高的信噪比來解調(diào)到給定的質(zhì)量水平， 所以實現(xiàn)了一定程度的減輕。然而，存在一些阻斷，其充分地“取出”基頻帶，并且因而在音頻信號的接收中產(chǎn)生間隙。IBOC DAB系統(tǒng)甚至可以減輕傳統(tǒng)的模擬廣播中那些后面類型的中斷(outage)，至少其中這樣的中斷是間歇類型的，并且持續(xù)不超過幾秒。為了實現(xiàn)該減輕，數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)可以采用主要廣播信號(例如，數(shù)字OFDM信號和模擬AM或FM信號)連同冗余信號的的傳輸，該冗余信號相對于主要廣播信號延時預(yù)定時間量(在幾秒的量級)。在接收機中加入相應(yīng)的延時，用于延時接收的主要廣播信號。接收機可以在代表 RF信號中的衰減或阻斷的主要廣播頻道中的劣化由聽眾察覺之前檢測到該劣化。響應(yīng)于這樣的檢測，延時的冗余信號可以暫時替代被損壞的主要音頻信號，作為當(dāng)主要信號惡化或不可用時的“間隔填充物”。這提供了用于從主要音頻信號平滑轉(zhuǎn)換為延時的冗余信號的轉(zhuǎn)換功能。在美國專利6，178,317中描述了將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬的、時間延時的音頻信號的一個例子。此外，美國專利6，590，944描述了用于使用延時控制將無線電廣播信號的數(shù)字部分與無線電廣播信號的模擬部分對準(zhǔn)的技術(shù)，該延時控制提供了包括可以使用非實時運行的可編程DSP芯片實現(xiàn)的分集延時(diversity delay)、內(nèi)插和混合功能的DAB信號處理方法。本公開的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可能希望在沒有內(nèi)插的情況下實時對準(zhǔn)數(shù)字和模擬信號，和/或為數(shù)字和模擬信號實現(xiàn)更高程度的對準(zhǔn)(例如，在+/_三個音頻樣本的精度內(nèi))。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的實施例針對可以滿足該需要的系統(tǒng)和方法。根據(jù)示范性實施例，公開了一種用于在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字部分的音頻樣本與無線電廣播信號的模擬部分的音頻樣本的方法。所述方法包括以下步驟接收具有模擬部分和數(shù)字部分的無線電廣播信號；將無線電廣播信號的數(shù)字部分與無線電廣播信號的模擬部分分開；產(chǎn)生代表無線電廣播信號的模擬部分的第一多個音頻樣本；從存儲器檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于代表數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)行進通過接收機中的數(shù)字信號路徑的近似時間，其中該數(shù)字信號路徑包括數(shù)字解調(diào)器；測量代表數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)從數(shù)字信號路徑的輸入端行進到數(shù)字解調(diào)器的輸入端的第二時間；通過將第一時間與第二時間相加，生成用于相對于第一多個音頻樣本延時第二多個音頻樣本的延時量，使得第二多個音頻樣本在時間上與第一多個音頻樣本對準(zhǔn)；生成代表無線電廣播信號的數(shù)字部分的第二多個音頻樣本；將該第二多個音頻樣本延時該延時量，使得在預(yù)定量內(nèi)該第二多個音頻樣本在時間上與第一多個音頻樣本對準(zhǔn)；以及數(shù)字化組合第一多個音頻樣本與第二多個音頻樣本以產(chǎn)生組合的音頻輸出。描述了包括處理系統(tǒng)和耦合到該處理系統(tǒng)的存儲器的系統(tǒng)，其中該處理系統(tǒng)被配置為執(zhí)行上述方法。適于使得處理系統(tǒng)執(zhí)行上述方法的計算機編程指令可以被包含在任何適當(dāng)?shù)挠嬎銠C可讀介質(zhì)中。


考慮以下描述、附加權(quán)利要求和附圖，本公開的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變
得更好理解，其中圖1圖示根據(jù)某些實施例的示范性數(shù)字無線電廣播發(fā)射機的框圖；圖2是混合FM IBOC波形的示意性表示；圖3是擴展的混合FM IBOC波形的示意性表示；圖4是混合的AM IBOC DAB波形的示意性表示；圖fe和恥是從廣播的角度得出的IBOC DAB邏輯協(xié)議堆棧的圖；圖6圖示根據(jù)某些實施例的示范性數(shù)字無線電廣播接收機的框圖；圖7是從接收機的角度得出的IBOC DAB邏輯協(xié)議堆棧的圖；圖8圖示根據(jù)某些實施例的示范性數(shù)字廣播接收機的時序框圖；圖9圖示根據(jù)某些實施例的示范性數(shù)字廣播接收機的框圖；圖IOa圖示根據(jù)某些實施例的示范性FM數(shù)字廣播接收機的框圖；圖IOb圖示根據(jù)某些實施例的示范性AM數(shù)字廣播接收機的框圖；以及圖11圖示在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字部分的音頻樣本與無線電廣播信號的模擬部分的音頻樣本的示范性過程。
具體實施例方式圖1到7和本文中所附描述提供了對示范性IBOC系統(tǒng)、示范性廣播設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作、以及示范性接收機結(jié)構(gòu)和操作的一般描述。圖8到11和本文中的所附描述提供了用于在數(shù)字無線電廣播接收機中在時間上對準(zhǔn)數(shù)字和模擬信號的示范性方法的詳細(xì)描述。而在示范性IBOC系統(tǒng)的環(huán)境中呈現(xiàn)了本公開的各方面，應(yīng)該理解本公開不限于IBOC系統(tǒng)，并且本文中的教導(dǎo)也可應(yīng)用于其它形式的數(shù)字和模擬無線電廣播。此外，本公開的實施例可以應(yīng)用于AM和FM模擬信號兩者。參見附圖，圖1是廣播數(shù)字音頻廣播信號的示范性數(shù)字無線電廣播發(fā)射機10的框圖。例如，示范性的數(shù)字無線電廣播發(fā)射機可以是諸如AM或FMIBOC發(fā)射機的DAB發(fā)射機。 輸入信號源12提供要傳輸?shù)男盘?。源信號可以采取許多形式，例如，可以代表聲音或音樂的模擬節(jié)目信號和/或可以代表諸如交通信息的消息數(shù)據(jù)的數(shù)字信息信號?；鶐幚砥?4 根據(jù)各種已知信號處理技術(shù)(諸如源編碼、交織和前向糾錯)處理源信號，以便在線16和 18上產(chǎn)生復(fù)合基帶信號的同相和正交分量，并且產(chǎn)生發(fā)射機基帶樣本時鐘信號20。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 22使用發(fā)射機基帶采樣時鐘20將基帶信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并且在線M上輸出模擬信號。模擬信號在上轉(zhuǎn)換器模塊26中頻率上移并且被濾波。這在線觀上產(chǎn)生處于中頻fif的模擬信號。中頻濾波器30拒絕混頻偏差(alias frequency)，以在線32上產(chǎn)生中頻信號fif。本地振蕩器34在線36上產(chǎn)生信號f\。，該信號f\。通過混頻器38與在線32 上的中頻信號混合以在線40上產(chǎn)生和與差信號。通過圖像拒絕濾波器42拒絕不想要的互調(diào)分量和噪聲，以在線44上產(chǎn)生調(diào)制載波信號f。。高功率放大器(HPA) 46然后發(fā)送該信號到天線48。在一個實例中，DAB信號傳輸?shù)幕締挝皇钦{(diào)制解調(diào)器幀，其在持續(xù)時間上典型地處于秒的量級。示范性AM和FM IBOC DAB傳輸系統(tǒng)以調(diào)制解調(diào)器幀為單位安排數(shù)字音頻和數(shù)據(jù)。在一些實施例中，通過將固定數(shù)目的音頻幀分配給每個調(diào)制解調(diào)器幀來簡化和增強系統(tǒng)。音頻幀時段是表現(xiàn)音頻幀中的樣本(例如，為用戶播放音頻)所需要的時間長度。 例如，如果音頻幀包含IOM個樣本，并且采樣時段是22. 67微秒，那么音頻幀時段將大約是 23. 2毫秒。調(diào)度程序確定分配給每個調(diào)制解調(diào)器幀內(nèi)的音頻幀的比特的總數(shù)。調(diào)制解調(diào)器幀持續(xù)時間是有利的，因為它可能使得足夠長的交織時間能夠減輕諸如在數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)中預(yù)期的衰減和短中斷或噪聲突發(fā)的影響。因此，主要數(shù)字音頻信號可以以調(diào)制解調(diào)器幀為單元處理，并且音頻處理、誤差減輕和編碼策略可能能夠利用該相對長的調(diào)制解調(diào)器幀時間而無需付出額外的代價。在典型實現(xiàn)中，音頻編碼器可以用于以對于無線電信道上的IBOC信號的傳輸和接收更有效和健壯的方式將音頻樣本壓縮為音頻幀。音頻編碼器為每個調(diào)制解調(diào)器幀使用比特分配來編碼音頻幀。調(diào)制解調(diào)器幀中的剩余比特典型地由多路復(fù)用數(shù)據(jù)和開銷消耗。 任何適當(dāng)?shù)囊纛l編碼器能夠最初產(chǎn)生壓縮音頻幀，如由杜比編碼技術(shù)實驗室有限公司(美國加州舊金山Brannan街999號，94103-4938)開發(fā)的HDC編碼器；先進音頻編碼(AAC)編碼器；MPEG-I音頻層3(MP;3)編碼器；或者Windows媒體音頻(WMA)編碼器。典型的有損音頻編碼方案(諸如AAC、MP3和WMA)利用用于壓縮音頻數(shù)據(jù)的改進的離散余弦變換(MDCT)。 基于MDCT的方案典型地將音頻樣本壓縮為固定大小的塊。例如，在AAC編碼中，編碼器可以使用長度為IOM個樣本的單個MDCT塊或8個1 樣本塊。因此，例如在使用AAC編碼器的實現(xiàn)中，每個音頻幀可以由IOM個音頻樣本的單個塊組成，并且每個調(diào)制解調(diào)器幀可以包括64個音頻幀。在其它典型實現(xiàn)中，每個音頻幀可以由2048個音頻樣本的單個塊組成，并且每個調(diào)制解調(diào)器幀可以包括32個音頻幀?？梢岳脴颖緣K大小和每個調(diào)制解調(diào)器幀的音頻幀數(shù)的任何其它合適的組合。在示范性的IBOC DAB系統(tǒng)中，廣播信號包括主要節(jié)目服務(wù)(MPS)音頻、MPS數(shù)據(jù) (MPSD)、輔助節(jié)目服務(wù)(SPS)音頻和SPS數(shù)據(jù)(SPSD)。MPS音頻用作主要音頻節(jié)目源。在混合模式中，它在模擬和數(shù)字傳輸中保持現(xiàn)有的模擬無線電節(jié)目格式。MPSD (也稱為節(jié)目服務(wù)數(shù)據(jù)(PSD))包括諸如音樂題目、藝術(shù)家、專輯名等的信息。輔助節(jié)目服務(wù)可以包括輔助音頻內(nèi)容以及PSD。也提供了電臺信息服務(wù)(SIS)，其包括諸如呼號(call sign)、絕對時間、與GPS相關(guān)的位置、描述在電臺可用的服務(wù)的數(shù)據(jù)的電臺信息。在某些實施例中，還提供先進應(yīng)用服務(wù)(ASS)，其包括在AM或FM頻譜的一個信道上傳送許多數(shù)據(jù)服務(wù)或流和對于應(yīng)用特定的內(nèi)容的能力，并且使得電臺能夠在主頻率的輔助或子信道上廣播多個流。可以使用多種波形在AM和FM無線電波段中傳輸IBOC DAB信號。這些波形包括FM混合IBOC DAB波形、FM全數(shù)字IBOC DAB波形(未示出)、AM混合IBOC DAB波形、以及 AM全數(shù)字IBOC DAB波形(未示出)。圖2是混合FM IBOC波形70的示意性表示。該波形包括位于廣播信道74的中心的模擬調(diào)制信號72、在上部邊帶78中的第一多個均勻間隔的正交頻分復(fù)用子載波76和在下部邊帶82中的第二多個均勻間隔的正交頻分復(fù)用子載波80。數(shù)字調(diào)制的子載波被分為各分區(qū)，并且各種子載波被指定為參考子載波。頻率分區(qū)是由包含18個數(shù)據(jù)子載波和1個參考子載波的19個正交頻分復(fù)用(OFDM)子載波形成的組?；旌喜ㄐ伟MFM調(diào)制信號加數(shù)字調(diào)制主要主子載波。這些子載波位于均勻間隔的頻率位置。子載波位置從-546到+546編號。在圖2的波形中，子載波在+356到 +546和-356到-546的位置。每個主要主邊帶由10個頻率分區(qū)構(gòu)成。同樣包括在主要主邊帶中的子載波546和-546是附加的參考子載波?？梢酝ㄟ^幅度比例因子縮放每個子載波的幅度。圖3是擴展的混合FM IBOC波形90的示意性表示。通過將主要的擴展邊帶92、94 添加到混合波形中存在的主要主邊帶來創(chuàng)建該擴展的混合波形?？梢詫⒁粋€、兩個或四個頻率分區(qū)添加到每個主要主邊帶的內(nèi)部邊緣。該擴展的混合波形包括模擬FM信號加數(shù)字調(diào)制的主要主子載波(子載波+356到+546和-356到-546)以及一些或全部主要擴展子載波(子載波+280到+355和-280到-355)。上部主要擴展邊帶包括子載波337到355 ( 一個頻率分區(qū))、318到355 (兩個頻率分區(qū))、或者280到355 (四個頻率分區(qū))。下部主要擴展邊帶包括子載波-337到-355 ( 一個頻率分區(qū))、-318到-355 (兩個頻率分區(qū))、或者-280到-355 (四個頻率分區(qū))。可以通過幅度比例因子來縮放每個子載波的幅度。在每個波形中，使用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制數(shù)字信號。OFDM是一種并行調(diào)制方案，其中數(shù)據(jù)流調(diào)制同時傳輸?shù)拇罅空蛔虞d波。OFDM在本質(zhì)上是靈活的，這便允許邏輯信道到不同組的子載波的映射。在混合波形中，在混合波形中的模擬FM信號的任一側(cè)的主要主(PM)邊帶中傳輸數(shù)字信號。每個邊帶的功率電平明顯地在模擬FM信號的總功率之下。該模擬信號可以是單聲道或立體聲，并且可以包括輔助通信授權(quán)(SCA)信道。在擴展的混合波形中，混合邊帶的帶寬可以向模擬FM信號擴展以增加數(shù)字容量。 分配到每個主要主邊帶的內(nèi)部邊緣的該附加頻譜稱為主要擴展(PX)邊帶。圖4是AM混合IBOC DAB波形120的示意性表示。該混合格式包括傳統(tǒng)的AM模擬信號122(帶限于大約士5kHz)連同接近30kHz寬的DAB信號124。該頻譜被包含在具有大約30kHz的帶寬的信道126中。該信道分為上部130和下部132頻帶。該上部頻帶從信道的中心頻率擴展到距中心頻率大約+15kHz。該下部頻帶從該中心頻率擴展到距中心頻率大約-MkHz。一個實例中的AM混合IBOC DAB信號格式包括模擬調(diào)制的載波信號134加跨上部和下部頻帶的OFDM子載波位置。代表要傳輸?shù)囊纛l或數(shù)據(jù)信號的編碼數(shù)字信息(節(jié)目素材)在子載波上傳輸。由于碼元之間的保護時間的緣故，碼元速率小于子載波間隔。如圖4所示，該上部頻帶被分為第一部分136、第二部分138和第三部分144。該下部頻帶分為第一部分140、第二部分142和第三部分143。為了本說明的目的，可以認(rèn)為第三部分143和144包括圖4中標(biāo)注為146、148、150和152的多組子載波。位置接近信道的中心的第三部分中的子載波稱為內(nèi)部子載波，并且位置遠離信道的中心的第三部分中的子載波稱為外部子載波。在該實例中，組148和150中的內(nèi)部子載波的功率電平示出為隨著距中心頻率的頻率間隔而線性減小。第三部分中剩余組的子載波146和152具有基本恒定的功率電平。圖4也示出了用于系統(tǒng)控制的兩個參考子載波IM和156，其電平固定在不同于其它邊帶的值。數(shù)字邊帶中的子載波的功率顯著低于模擬AM信號中的總功率。給定的第一或第二部分中的每個OFDM子載波的電平被固定在恒定值。該第一或第二部分可以相對于彼此進行縮放。此外，狀態(tài)和控制信息在位于主載波的任一側(cè)的參考子載波上傳輸。分開的邏輯信道(諸如IBOC數(shù)據(jù)服務(wù)(1此)信道)可以在正好在上部和下部第二邊帶的頻率邊緣之上和以下的個體子載波中傳輸。每個第一 OFDM子載波的功率電平相對于未調(diào)制的主模擬載波固定。然而，第二子載波、邏輯信道子載波和第三子載波的功率電平是可調(diào)的。使用圖4的調(diào)制格式，在為美國的標(biāo)準(zhǔn)AM廣播指定的信道屏蔽中傳輸模擬調(diào)制載波和數(shù)字調(diào)制子載波。該混合系統(tǒng)使用模擬AM信號來進行調(diào)諧和備份。圖如和恥是從發(fā)射機角度得出的IBOC DAB邏輯協(xié)議堆棧的圖。從接收機的角度來看，將在相反方向經(jīng)過該邏輯堆棧。在該協(xié)議堆棧中的各個實體之間傳送的大多數(shù)數(shù)據(jù)呈協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的形式。PDU是由協(xié)議堆棧的特定層(或者層中的處理)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)塊。給定層的PDU可以封裝來自堆棧的下一個更高層的PDUJP /或包括源自該層 (或者處理)本身的內(nèi)容數(shù)據(jù)和協(xié)議控制信息。由發(fā)射機協(xié)議堆棧中的每層(或者處理) 生成的PDU被輸入到接收機協(xié)議堆棧中的相應(yīng)層(或處理)。如圖fe和恥所示，存在配置管理器330，其是將配置和控制信息提供給協(xié)議堆棧中的各個實體的系統(tǒng)功能。該配置/控制信息可以包括用戶定義的設(shè)置，以及從系統(tǒng)內(nèi)生成的信息(諸如GPS時間和位置)。服務(wù)接口 331代表用于所有服務(wù)的接口。對于各種類型的服務(wù)中的每一種服務(wù)，服務(wù)接口可能不同。例如，對于MPS音頻和SPS音頻，服務(wù)接口可以是音頻卡。對于MPS數(shù)據(jù)和SPS數(shù)據(jù)，接口可以呈不同API的形式。對于所有其它數(shù)據(jù)服務(wù)，接口可以呈單個API的形式。音頻編解碼器332編碼MPS音頻和SPS音頻兩者，以產(chǎn)生MPS和SPS音頻編碼分組的核心流(流0)和可選增強流(流1)，這些流被送往音頻傳送器333。音頻編解碼器332還將未使用的容量狀態(tài)中繼到系統(tǒng)的其它部分，從而允許包含機會數(shù)據(jù)。MPS和SPS數(shù)據(jù)由PSD傳送器334處理，以產(chǎn)生被送至音頻傳送器333的MPS 和SPS數(shù)據(jù)PDU。音頻傳送器333接收編碼的音頻分組和PSD PDU，并且輸出包含壓縮的音頻和節(jié)目服務(wù)數(shù)據(jù)兩者的比特流。SIS傳送器335接收來自配置管理器的SIS數(shù)據(jù)，并且生成SIS PDU0 SIS PDU可以包含電臺標(biāo)識和位置信息、關(guān)于提供的音頻和數(shù)據(jù)服務(wù)的指示、 以及與GPS相關(guān)的絕對時間和位置。AAS數(shù)據(jù)傳送器336接收來自服務(wù)接口的AAS數(shù)據(jù)， 以及來自音頻傳送器的機會帶寬數(shù)據(jù)，并且生成可以基于服務(wù)參數(shù)的質(zhì)量的AAS數(shù)據(jù)PDU。 傳送和編碼功能統(tǒng)稱為協(xié)議堆棧的層4，并且相應(yīng)的傳送PDU稱為層4PDU或L4PDU。作為信道多路復(fù)用層的層2(337)接收來自SIS傳送器、AAS數(shù)據(jù)傳送器以及音頻傳送器的傳送 PDU，并且將它們格式化為層2PDU。層2PDU包括協(xié)議控制信息和有效載荷，其可以是音頻、 數(shù)據(jù)、或音頻和數(shù)據(jù)的組合。層2PDU通過正確的邏輯信道路由到層1 (338)，其中邏輯信道是以指定的服務(wù)級別引導(dǎo)Ll PDU通過層1的信號路徑。存在基于服務(wù)模式的多個層1邏輯信道，其中服務(wù)模式是指定吞吐量、性能水平和選擇的邏輯信道的操作參數(shù)的特定配置。 對于每種服務(wù)模式，活躍的層1邏輯信道的數(shù)目和定義它們的特征有所變化。狀態(tài)信息也在層2和層1之間傳遞。層1將來自層2的PDU和系統(tǒng)控制信息轉(zhuǎn)換為用于傳輸?shù)腁M或 FM IBOC DAB波形。層1處理可以包括加擾(scrambling)、信道編碼、交織、OFDM子載波映射和OFDM信號生成。對于特定碼元，OFDM信號生成的輸出是代表IBOC信號的數(shù)字部分的復(fù)合、基帶、時域脈沖。串聯(lián)離散碼元以形成連續(xù)的時域波形，該波形被調(diào)制以創(chuàng)建用于傳輸?shù)腎BOC波形。數(shù)字無線電廣播接收機執(zhí)行對于發(fā)射機描述的一些功能的逆操作。圖6是示范性的數(shù)字無線電廣播接收機400的框圖。例如，該示范性的數(shù)字無線電廣播接收機400可以是諸如AM或FM IBOC接收機的DAB接收機。在天線402上接收DAB信號。帶通預(yù)選擇濾波器404使包括在頻率f。處的希望信號在內(nèi)的關(guān)注的頻帶通過，但是拒絕在f。_2fif處的圖像信號(用于低旁瓣注入的本地振蕩器)。低噪聲放大器(LNA) 406放大該信號。該放大的信號在混頻器408中與由可調(diào)諧本地振蕩器412在線410上提供的本地振蕩信號f1()混頻。 這產(chǎn)生在線414上的和(f。+fj和差(fc-fl0)信號。中頻濾波器416使中頻信號fif通過， 并且衰減在感興趣的調(diào)制信號的帶寬之外的頻率。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 418使用前端時鐘420 運行以產(chǎn)生線422上的數(shù)字樣本。數(shù)字下轉(zhuǎn)換器似4頻移、濾波并且十中抽一信號，以產(chǎn)生線似6和4 上的較低采樣速率的同相和正交信號。數(shù)字下轉(zhuǎn)換器似4也輸出接收機基帶采樣時鐘信號430。然后，使用主機時鐘434運行的基帶處理器432提供附加信號處理，該主機時鐘434可能或者可能不由與前端時鐘420相同的振蕩器生成。基帶處理器432產(chǎn)生線436上的輸出音頻樣本，用于輸出到音頻匯點(sink)438。該輸出音頻匯點可以是用于表現(xiàn)音頻的任何合適的設(shè)備，諸如音頻視頻接收機或汽車立體聲系統(tǒng)。圖7示出了從接收機角度得出的邏輯協(xié)議堆棧。通過物理層(層1(560))接收 IBOC波形，該物理層解調(diào)信號，并且處理信號以將信號分離到邏輯信道中。邏輯信道的數(shù)目和種類將依賴于服務(wù)模式，并且可能包括邏輯信道P1-P3、主要IBOC數(shù)據(jù)服務(wù)邏輯信道 (PIDS)、S1-S5和SIDS。層1產(chǎn)生對應(yīng)于邏輯信道的Ll PDU，并且將這些PDU發(fā)送到層 2(565)，層2解復(fù)用Ll PDU以產(chǎn)生SIS PDU、AAS PDU、用于主節(jié)目服務(wù)和任何輔助節(jié)目服務(wù)的PSD PDU、以及流0(核心)音頻PDU和流1(可選的增強)音頻PDU。然后，SIS PDU 由SIS傳送器570處理以產(chǎn)生SIS數(shù)據(jù)，AAS PDU由AAS傳送器575處理以產(chǎn)生AAS數(shù)據(jù)， 并且PSD PDU由PSD傳送器580處理以產(chǎn)生MPS數(shù)據(jù)(MPSD)和任何SPS數(shù)據(jù)(SPSD)。然后，SIS數(shù)據(jù)、AAS數(shù)據(jù)、MPSD和SPSD被發(fā)送到用戶界面590。如果由用戶請求，那么可以顯示SIS數(shù)據(jù)。同樣地，可以顯示MPSD、SPSD和任何基于文本或圖形的AAS數(shù)據(jù)。流0和流 IPDU由層4處理，層4由音頻傳送器590和音頻解碼器595構(gòu)成?？赡艽嬖趯?yīng)于在IBOC 波形上接收的節(jié)目數(shù)目的多達N個的音頻傳送器。每個音頻傳送器產(chǎn)生對應(yīng)于每個接收的節(jié)目的編碼MPS分組或SPS分組。層4從用戶界面接收控制信息，該控制信息包括諸如用于存儲或播放節(jié)目以及用于搜索或掃描廣播全數(shù)字或混合IBOC信號的無線電臺的命令。層 4也將狀態(tài)信息提供給用戶界面。如之前討論的，IBOC數(shù)字無線電廣播信號可以以混合格式傳輸，該混合格式包括與多個數(shù)字調(diào)制載波(例如，正交頻分復(fù)用(OFDM)子載波)組合的模擬調(diào)制載波(例如， 頻率調(diào)制(FM)或幅度調(diào)制(AM))。因此，以混合模式運行的數(shù)字無線電廣播接收機解調(diào)數(shù)字無線電廣播音頻信號的模擬部分(例如，F(xiàn)M或AM)和數(shù)字部分(例如，OFDM)。在數(shù)字無線電廣播音頻信號的數(shù)字部分不存在時(例如，當(dāng)最初調(diào)諧該信道時， 或者當(dāng)信道中斷出現(xiàn)時)，將模擬AM或FM備份音頻信號饋送到音頻輸出。當(dāng)數(shù)字信號變得可用時，基帶處理器432實現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能，以便在添加數(shù)字音頻信號的同時平滑地削弱并且最終移除模擬備份信號，使得該轉(zhuǎn)換的明顯程度最低。在破壞數(shù)字信號的信道中斷期間進行類似的轉(zhuǎn)換?？梢酝ㄟ^循環(huán)冗余校驗(CRC) 誤差檢測裝置在分集延時時間(diversity delay time)期間檢測到該破壞。在此情況下， 模擬信號逐漸轉(zhuǎn)換為輸出音頻信號，同時削弱DAB信號，使得當(dāng)在音頻輸出端處出現(xiàn)數(shù)字破壞時，音頻完全轉(zhuǎn)換為模擬的。此外，只要數(shù)字信號不存在時，接收機就輸出模擬音頻信號。在示范性的數(shù)字音頻廣播接收機中，檢測和解調(diào)模擬備份信號，這產(chǎn)生了 44. IkHz 音頻樣本流(在FM的情況下為立體聲，在低SNR條件下，其可以進一步混和為單音或靜音)。在44. IkHz處，每個音頻樣本在持續(xù)時間上大約為22. 67微秒。44. IkHz的樣本速率與接收機的前端時鐘420同步?；鶐幚砥?32中的音頻樣本解碼器也生成大約44. IkHz 處的音頻樣本。發(fā)射機和接收機之間在44. IkHz時鐘上的微小差別阻止了模擬信號樣本和數(shù)字信號樣本的簡單一對一組合，因為音頻內(nèi)容可以在不同點開始，并且最后隨著時間而發(fā)生漂移。在接收機和發(fā)射機時鐘之間維持同步不是本公開的一部分，但是在維持音頻樣本的對準(zhǔn)方面希望能維持這種同步。發(fā)射機基帶處理器14將數(shù)字信號安排為連續(xù)的調(diào)制解調(diào)器幀。每個調(diào)制解調(diào)器幀可以被視為由一些音頻幀(例如32個音頻幀)組成。因此，調(diào)制解調(diào)器幀持續(xù)時間包含來自例如32音頻幀的碼元(總共大約1.486秒的時段)。調(diào)制解調(diào)器幀的前沿與音頻幀0 的前沿對準(zhǔn)(模32)。在第一音頻幀的等同前沿后經(jīng)過正好該分集延時，傳輸模擬備份信號的前沿。在本文中，模擬備份信號的前沿被定義為模擬(FM)信號的音頻樣本，該樣本對應(yīng)于領(lǐng)先音頻幀的第一樣本(即，調(diào)制解調(diào)器幀的開始)。該分集延時典型地為調(diào)制解調(diào)器幀的定義的整數(shù)倍。典型地，分集延時被設(shè)計為顯著地大于由數(shù)字無線電廣播系統(tǒng)中的數(shù)字處理引入的處理延時，該延時大于2. 0秒，并且優(yōu)選地在3. 0至5. 0秒的范圍內(nèi)。圖8是圖示將音頻信號的數(shù)字部分與模擬部分對準(zhǔn)所涉及的時間的示意性框圖。 當(dāng)混合無線電廣播信號進入接收機時，它首先通過天線402，在此花費時間量TANT。Tant通常是與實現(xiàn)方式有關(guān)的恒定時間量。接下來，該信號將通過如上所述的ADC 418，在此花費時間量TADe。Tad。也通常是與實現(xiàn)方式有關(guān)的恒定時間量。然后，混合信號被分為數(shù)字信號路徑600和模擬信號路徑602。在數(shù)字信號路徑600中，獲取、解調(diào)并且解碼數(shù)字信號為數(shù)字音頻樣本，如下面更詳細(xì)描述的。該數(shù)字信號在數(shù)字信號路徑600中花費時間量TDKim，這是將取決于數(shù)字信號的采集時間以及數(shù)字信號路徑的解調(diào)和解碼時間的可變時間量。由于諸如衰減和多徑的無線電傳播干擾，采集時間可能取決于數(shù)字信號的強度而變化。相比之下，模擬信號(即，數(shù)字化的模擬音頻樣本)在模擬信號路徑602中花費時間量TANAUK。Tanauxj通常是與實現(xiàn)方式有關(guān)的恒定時間量。應(yīng)該注意到，模擬信號路徑602 可以共同位于基帶處理器432上或者分開地位于獨立的模擬處理芯片上。因為通過數(shù)字信號路徑所花費的時間Traram和通過模擬信號路徑所花費的時間Tanauxj可能是不同的，所以希望在預(yù)定量內(nèi)將來自數(shù)字信號的樣本與來自模擬信號的樣本進行對準(zhǔn)，使得它們可以在音頻轉(zhuǎn)換模塊620中平滑地組合。對準(zhǔn)數(shù)字信號與模擬信號意味著TMAUX; = TDiram。在優(yōu)選實施例中，該對準(zhǔn)將在+/-3個樣本內(nèi)(例如，如果每個樣本是22. 67微秒，則在68. 1微秒內(nèi))。取決于具體實現(xiàn)方式，其它對準(zhǔn)精度可能是合適的，諸如例如+/-5個樣本或+/-10 個樣本。然而，將優(yōu)選地選擇對準(zhǔn)精度以便最小化音頻失真的引入。組合數(shù)字和模擬信號， 并且以恒定時間量Tteansitmn通過音頻轉(zhuǎn)換模塊620。最終，該組合的數(shù)字化音頻信號經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)630被轉(zhuǎn)換為用于表現(xiàn)的模擬信號，在數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)630中其花費時間 TDAC。TDA。也通常是與實現(xiàn)方式有關(guān)的恒定時間量。在圖9中圖示了用于對準(zhǔn)模擬和數(shù)字音頻信號的處理的示范性功能框圖。圖9中圖示的功能例如可以在圖6的基帶處理器432中執(zhí)行。圖6的基帶處理器432例如可以包括處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)可以包括配置(例如，用軟件和/或固件編程)為執(zhí)行在本文中描述的功能的一個或多個處理單元，其中該基帶處理器的處理系統(tǒng)可以適當(dāng)?shù)伛詈系饺魏魏线m的存儲器(例如，RAM、閃速ROM、ROM)。例如，可以通過本領(lǐng)域已知的方法制造半導(dǎo)體芯片，以便包括包含一個或多個處理器以及存儲器的處理系統(tǒng)，例如，如果需要，則可以根據(jù)已知方法將處理系統(tǒng)和存儲器安排在單個半導(dǎo)體芯片中。包含模擬和數(shù)字部分兩者的信號樣本604進入分離模塊606，其中該基帶輸入信號經(jīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的濾波器而被分離為數(shù)字信號路徑600和模擬信號路徑602 中。在數(shù)字路徑600中，數(shù)字樣本進入前端模塊608，在其中濾波和分配包含數(shù)字信號的碼元。數(shù)字樣本也被輸入采集模塊610，其從接收的OFDM碼元采集或恢復(fù)OFDM碼元定時偏移或誤差以及載波頻率偏移或誤差。該采集模塊也形成采集碼元偏移信號，該信號調(diào)整前端 608的碼元分配器中的指針的位置。在圖IOa中圖示了示范性的FM前端模塊608。來自數(shù)字部分的信號樣本進入隔離濾波器640，該隔離濾波器濾波和隔離DAB上部和下部邊帶。接下來，該信號可以通過可選的第一鄰近消除器642，該第一鄰近消除器642可以削弱可能干擾感興趣的信號的來自鄰近FM信號頻帶的信號。然后，該信號進入碼元分配器，該碼元分配器作為樣本的累積器，其可以例如是RAM緩存器。當(dāng)采集模塊610指示其已經(jīng)采集數(shù)字信號時，其基于具有采集碼元偏移的采集時間來調(diào)整碼元分配器中樣本指針的位置。然后，該碼元分配器調(diào)用數(shù)字解調(diào)器612。在圖IOb中圖示了示范性的AM前端模塊608’。除了其不包含隔離濾波器或第一鄰近消除器之外，AM前端模塊608’類似于FM前端模塊608。然后，數(shù)字解調(diào)器612接收該數(shù)字信號，并且執(zhí)行對接收的壓縮音頻數(shù)據(jù)進行的解交織、碼組合、FEC解碼和錯誤標(biāo)示等所有必要操作。然后，將該基帶信號傳遞到上層模塊 614，該上層模塊614解復(fù)用音頻和數(shù)據(jù)信號，并且執(zhí)行音頻傳送解碼(例如，層2以及層4 的音頻傳送部分，如以上結(jié)合圖7所述)。通過音頻樣本解碼器616處理來自每個調(diào)制解調(diào)器幀的音頻信息。該音頻樣本解碼器616解壓縮數(shù)字音頻樣本，并且將它們輸出到延時緩存器618。數(shù)字音頻樣本在該延時緩存器618中排隊。該延時緩存器618可以是諸如在RAM中實現(xiàn)的先入先出(FIFO)的任何合適的存儲器。延時緩存器將在對準(zhǔn)模塊632中計算的延時量引入音頻樣本，使得數(shù)字音頻樣本的前沿與同等的模擬樣本對準(zhǔn)。對準(zhǔn)模塊632計算包括三個不同值的延時量粗略的預(yù)解碼延時、精細(xì)的延時和對準(zhǔn)值。該對準(zhǔn)模塊632典型地在采集新信號時(例如，諸如在將接收機調(diào)諧到新頻率或在發(fā)生丟失和隨后重新采集當(dāng)前信號時)確定延時量。在接收機中，層1(例如，前端608、采集模塊610和數(shù)字解調(diào)器612)可以以不同于上層(例如，上層614和音頻樣本解碼器616) 的速率運行。層1處理時間典型地由樣本/PDU中的前端中斷(輸入)指定，而上層處理時間由分組中的DAC中斷(輸出)指定。因為兩個不同系統(tǒng)是以兩個不同的時間尺度來驅(qū)動所述處理，所以希望將兩者置于相同的時間尺度上。因此，某些實施例的目的是確定直到代表第一樣本的數(shù)據(jù)到達層2的接口為止該數(shù)據(jù)在層1中花費的時間量。這是處理從樣本/ PDU變?yōu)榉纸M的點。該粗略的預(yù)解碼延時是預(yù)定的恒定值，其包括接收機中的分集延時和恒定處理延時，并且用于以+/_—個音頻幀的粒度將來自數(shù)字信號的音頻樣本與來自模擬信號的音頻樣本在時間上對準(zhǔn)。因此，粗略的預(yù)解碼延時的值是對于實現(xiàn)方式特定的，但是通常不小于該分集延時，并且對于AM和FM模式可以不同。精細(xì)延時是預(yù)定恒定值，其包括接收機中的恒定處理延時，并且用于以音頻樣本的粒度將來自數(shù)字信號的音頻樣本與來自模擬信號的音頻樣本對準(zhǔn)。因此，精細(xì)延時的值也將是對于實現(xiàn)方式特定的，并且可以對于AM和FM模式不同。對準(zhǔn)模塊632實時計算對準(zhǔn)值，并且考慮接收機中的可變處理延時。該對準(zhǔn)值包括一些組成部分。首先，它包括代表數(shù)字信號的樣本的數(shù)據(jù)從接收機中的點行進到DAC的理想時間。該理想時間可以從例如天線402或ADC418或從數(shù)字信號路徑的輸入側(cè)的任何其它點測量。該理想時間是對于實施方式特定的預(yù)定值，并且可以根據(jù)經(jīng)驗確定。它可以被存儲在諸如RAM、R0M或閃速ROM的存儲器中，并且由對準(zhǔn)模塊632檢索，用于執(zhí)行對準(zhǔn)值計算的目的。應(yīng)該注意，因為數(shù)字信號路徑之前的接收機中的延時是恒定的，所以測量點的選擇是實現(xiàn)方式的問題。第二，對準(zhǔn)值包括接口時間。這代表對應(yīng)于數(shù)字信號路徑中的第一樣本的數(shù)據(jù)從數(shù)字信號路徑的輸入端行進到數(shù)字解調(diào)器的輸入端所花費的時間量。為了確定該對準(zhǔn)值， 該對準(zhǔn)模塊記錄當(dāng)存在足夠數(shù)據(jù)用于第一數(shù)字碼元的解調(diào)時(即，當(dāng)采集模塊指示它已經(jīng)采集了信號時)的時間。為了獲得該對準(zhǔn)值，該對準(zhǔn)模塊記錄當(dāng)由采集模塊生成中斷時的時鐘時間。然后，該對準(zhǔn)模塊考慮采集樣本小片(sample slip)、碼元校正和時鐘跟蹤值。 采集時間的示范性公式是采集時間=(碼元大小-采集期間的延時樣本)*(BB時鐘/定時器時鐘)其中該碼元大小是OFDM碼元持續(xù)時間，采樣期間的延時樣本是采集樣本小片的持續(xù)時間，BB時鐘是基帶時鐘速率(例如，372kHz)，并且定時器時鐘是從可以用于樣本對準(zhǔn)的目的的本地接收機參考時鐘得到的高分辨率時鐘(例如，70. 560MHz)。該采集時間是可變的，因為在采集期間樣本位置通常存在偏移。例如，如果X是初始的樣本位置，并且從天線到DAC的時間是恒定的，則由于采集的原因該樣本位置可能偏移到X+10。碼元校正值由如在美國專利 No. 6，891，898中所描述的控制和跟蹤模塊(未示出)提供。采集模塊與控制和跟蹤模塊協(xié)作而允許接收機對總體的碼元定時和載波頻率進行精確恢復(fù)?；鶐幚砥?32也基于本地參考時鐘和發(fā)射機參考時鐘之間的差來計算音頻樣本的時鐘跟蹤值?；诓杉K中斷的時間、采集時間、碼元校正值和時鐘跟蹤值，對準(zhǔn)模塊計算代表數(shù)字信號的樣本的數(shù)據(jù)從接收機中的點行進到DAC所花費的時間量。該時間例如可以從天線402或者ADC 418或者從數(shù)字信號路徑的輸入側(cè)的任何其它點測量，但是將通常從與理想時間相同的參考點測量。
第三，對準(zhǔn)值包括偏移，以計及DAC FIFO緩存器的狀態(tài)。這是代表從當(dāng)代表第一數(shù)字樣本的數(shù)據(jù)已經(jīng)到達數(shù)字信號路徑的輸入端直到第一樣本已經(jīng)到達層2接口的輸入端之后的第一音頻中斷為止的時間長度的時間。該時間例如可以從天線402或者ADC 418或者從數(shù)字信號路徑的輸入側(cè)的任何其它點測量，但是將通常從與理想時間和接口時間相同的參考點測量。在典型的實施例中，音頻輸出處于44. IkHz的樣本速率。例如，假設(shè)DAC輸出是每2048個樣本。在具有64個字的DAC FIFO緩存器的情況下，DAC中斷將在2048/64 =32個FIFO緩存器中斷之后出現(xiàn)。應(yīng)該注意，DAC中斷對應(yīng)于解碼的模擬或數(shù)字樣本的全音頻幀的初始樣本。對準(zhǔn)模塊632可以以幾種不同方式確定該偏移。例如，對準(zhǔn)模塊632可以記錄當(dāng)代表第一數(shù)字樣本的數(shù)據(jù)到達到上層614的接口時的時間，檢索DAC的狀態(tài)(S卩，DAC FIFO 緩存器中樣本的數(shù)目)，然后基于恒定的樣本速率(例如，44. IkHz)計算直到DAC FIFO緩存器將充滿的時間量?；蛘?，當(dāng)代表第一數(shù)字樣本的數(shù)據(jù)到達到上層614的接口時，對準(zhǔn)模塊632可以設(shè)置標(biāo)志，然后確定當(dāng)DAC FIFO緩存器充滿時(即，下一個DAC中斷時)的下一次的對準(zhǔn)值。在DAC與數(shù)字信號路徑不位于相同芯片上的某些實施例中，可以不包括該偏移，因為DAC可以容易地被重置為零。然而，在DAC與數(shù)字信號路徑共處(例如，在相同芯片上)的某些實施例中，將包括該偏移，因為不能容易地獨立于該數(shù)字信號路徑來控制 DAC。為了確定對準(zhǔn)值，對準(zhǔn)模塊632獲得理想時間、接口時間，并且在某些實施例中， 獲得用于計及DAC FIFO緩存器的狀態(tài)的偏移。然后，該對準(zhǔn)模塊將理想時間與接口時間相加，并且減去偏移。在某些實施例中，可能希望添加用于計及固定點實現(xiàn)方式的舍入誤差的值。一旦該對準(zhǔn)模塊確定了以時間(例如，毫秒或微秒)為單位的延時量，就可以通過將該值乘以轉(zhuǎn)換率來將其轉(zhuǎn)換為樣本。例如，如果每個樣本具有大約22. 67微秒的持續(xù)時間，則該比率將是1/22. 67微秒。一旦該對準(zhǔn)模塊632基于粗略的預(yù)解碼延時、精細(xì)延時和對準(zhǔn)值確定了該延時量，它就通過將緩存器中的讀指針調(diào)整該延時量來將延時插入延時緩存器618中。該樣本中的延時量可以是正或負(fù)的，直到整個音頻幀的大小(例如，+/-10 或2048個樣本)。然后，來自數(shù)字信號路徑的延時音頻樣本被作為數(shù)字音頻幀而輸出到音頻轉(zhuǎn)換模塊620。來自信號的模擬部分的樣本離開分離模塊606，并且進入執(zhí)行對樣本的初始處理 (例如，樣本緩存和噪聲濾波)的模擬預(yù)處理電路622。然后，這些樣本進入模擬解調(diào)器624， 在該模擬解調(diào)器中將它們解調(diào)為模擬音頻樣本。接下來，這些模擬音頻樣本進入異步樣本速率轉(zhuǎn)換器(CRC)，在其中基于接收機的參考時鐘的模擬音頻樣本的樣本速率被調(diào)整為與從數(shù)字解調(diào)器612獲得的發(fā)射機的參考時鐘相匹配。然后，模擬音頻樣本通過模擬樣本緩存器，在其中模擬音頻樣本可以被構(gòu)造為例如由10M個或2048個音頻立體聲樣本組成的模擬音頻幀，然后將其輸入音頻轉(zhuǎn)換模塊620。然后，該音頻轉(zhuǎn)換模塊620數(shù)字化組合模擬音頻幀與重新對準(zhǔn)的數(shù)字音頻幀(當(dāng)存在時)。將轉(zhuǎn)換控制信號輸入該音頻轉(zhuǎn)換模塊，以控制音頻幀的組合。該轉(zhuǎn)換控制信號控制用于形成輸出信號的模擬和數(shù)字部分的相對量。典型地，該轉(zhuǎn)換控制信號對該信號的數(shù)字部分的劣化的一些測量進行響應(yīng)。生成用于混合的轉(zhuǎn)換控制信號的技術(shù)不是本公開的一部分，然而，美國專利No. 6，178，317描述了這種用于產(chǎn)生混合控制信號的方法。然后，該音頻轉(zhuǎn)換模塊620輸出該數(shù)字化組合信號到DAC 630，在其中將數(shù)字化組合信號轉(zhuǎn)換為用于表現(xiàn)的模擬音頻。本文中描述的音頻轉(zhuǎn)換功能加入了在DAB IBOC系統(tǒng)中實現(xiàn)的分集延時。示范性的實施例包括與從接收機的前端時鐘得到的44. IkHz時鐘的音頻樣本速率對準(zhǔn)。該對準(zhǔn)可考慮與傳輸?shù)臄?shù)字無線電廣播數(shù)字信號同步的虛擬44. IkHz發(fā)射機時鐘。盡管該發(fā)射機和本地接收機時鐘在標(biāo)稱上設(shè)計成用于44. IkHz音頻樣本速率，但是物理時鐘容限導(dǎo)致了應(yīng)該考慮的接收機處的誤差。維持接收機和發(fā)射機時鐘之間的同步不是本公開的一部分，但是在維持音頻樣本的對準(zhǔn)時希望維持這種同步。此外，碼元采集模塊中的處理時間可能是可變的。而且，層1中的處理可能以不同于上層(例如，編解碼器和數(shù)據(jù)層)的速率運行， 因為層1處理由層1中斷指示，而上層處理由DAC中斷來驅(qū)動。對準(zhǔn)的方法涉及實時地延時數(shù)字音頻信號，以便考慮這些時鐘和處理時間誤差。圖11圖示了用于在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字部分的音頻樣本與無線電廣播信號的模擬部分的音頻樣本的示范性處理。在某些實施例中，該無線電廣播信號可以是帶內(nèi)同頻數(shù)字無線電廣播信號。首先，該接收機在步驟700中接收具有模擬部分和數(shù)字部分的無線電廣播信號。該模擬部分例如可以是AM或FM，并且該數(shù)字部分例如可以是 OFDM。接下來，分離模塊606在步驟702中將無線電廣播信號的模擬部分與無線電廣播信號的數(shù)字部分分離。然后，模擬信號路徑602在步驟704中產(chǎn)生代表無線電廣播信號的模擬部分的第一多個音頻樣本。然后，對準(zhǔn)模塊632確定用于數(shù)字部分的音頻樣本的延時量，使得它們可以在時間上與來自模擬部分的音頻樣本對準(zhǔn)。對準(zhǔn)模塊632在步驟706中從諸如RAM、ROM或閃速ROM的存儲器檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于代表數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)行進通過接收機中的數(shù)字信號路徑的近似時間，其中該數(shù)字信號路徑包括數(shù)字解調(diào)器。該對準(zhǔn)模塊632還在步驟708中測量用于代表數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)從數(shù)字信號路徑的輸入端行進到數(shù)字解調(diào)器的輸入端的第二時間間隔。在某些實施例中，該對準(zhǔn)模塊632確定第三時間，該第三時間對應(yīng)于從代表第一樣本的數(shù)據(jù)已經(jīng)到達數(shù)字信號路徑的輸入端時起直到第一樣本已經(jīng)到達層2接口的輸入之后下一個音頻中斷的時間長度，其中該音頻中斷對應(yīng)于解碼的模擬或數(shù)字樣本的全音頻幀的初始樣本。然后，該對準(zhǔn)模塊632在步驟712中通過將第一時間加到第二時間來生成用于相對于第一多個音頻樣本而延時第二多個音頻樣本的延時量，使得第二多個音頻樣本在時間上與第一多個音頻樣本對準(zhǔn)。在某些實施例中，該對準(zhǔn)模塊632還從第一和第二時間的和減去第三時間。在某些實施例中，延時時間可以用樣本數(shù)目(例如，+/-IOM個或2048個樣本)來表示。數(shù)字信號路徑在步驟714中產(chǎn)生代表無線電廣播信號的數(shù)字部分的第二多個音頻樣本，其在延時緩存器618中被延時上述延時量，使得第二多個音頻樣本在時間上與第一多個音頻樣本在預(yù)定量內(nèi)對準(zhǔn)。預(yù)訂量例如可以是+/-3個音頻樣本。取決于實現(xiàn)方式， 其它預(yù)定量可以是合適的。例如，可以通過調(diào)整延時緩存器618中的讀指針來實現(xiàn)延時。最后，音頻轉(zhuǎn)換模塊620數(shù)字化組合第一多個音頻樣本與第二多個音頻樣本以產(chǎn)生組合的音頻輸出。本公開的前述實施例具有一些優(yōu)點。一個優(yōu)點在于在某些實施例中，可以在+/-3個樣本的精度內(nèi)執(zhí)行混合無線電廣播信號的數(shù)字部分與該無線電廣播的模擬部分的精細(xì)時間對準(zhǔn)。另一優(yōu)點在于在某些實施例中，可以實時執(zhí)行混合無線電廣播信號的數(shù)字部分與該無線電廣播的模擬部分的精細(xì)時間對準(zhǔn)，而不要求諸如內(nèi)插的大量處理器操作。描述的示范性方法可以使用軟件、固件和硬件的任何適當(dāng)?shù)慕M合執(zhí)行，并且不限于這樣的任何特定組合。用于實現(xiàn)在本文中描述的示范性方法的計算機程序指令可以被包含在計算機可讀介質(zhì)上，諸如磁盤或其它磁存儲器、光盤(例如，DVD)或其它光存儲器、 RAM、ROM或任何其它合適的存儲器(諸如閃速存儲器、存儲卡等)。此外，已經(jīng)結(jié)合特定實施例描述了本公開。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯而易見的是，可能以不同于上述實施例的那些形式的特定形式來實施本公開。這些實施例僅僅是說明性的，并且不應(yīng)被視為限制性的。本公開的范圍由所附權(quán)利要求而不是之前的描述給出，并且所有變體和等同物將落入權(quán)利要求旨在包含的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種用于在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字部分的音頻樣本與所述無線電廣播信號的模擬部分的音頻樣本的方法，所述方法包括以下步驟接收具有模擬部分和數(shù)字部分的無線電廣播信號；將所述無線電廣播信號的數(shù)字部分與所述無線電廣播信號的模擬部分分離； 產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的模擬部分的第一多個音頻樣本； 從存儲器檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于代表所述數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)行進通過接收機中的數(shù)字信號路徑的近似時間，其中所述數(shù)字信號路徑包括數(shù)字解調(diào)器；測量代表所述數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)從所述數(shù)字信號路徑的輸入端行進到所述數(shù)字解調(diào)器的輸入端的第二時間；通過將所述第一時間與所述第二時間相加，生成用于相對于所述第一多個音頻樣本而延時第二多個音頻樣本以使得所述第二多個音頻樣本在時間上與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)的延時量；產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的數(shù)字部分的所述第二多個音頻樣本； 將所述第二多個音頻樣本延時所述延時量，使得所述第二多個音頻樣本在時間上在預(yù)定量內(nèi)與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)；以及數(shù)字化組合所述第一多個音頻樣本與所述第二多個音頻樣本以產(chǎn)生組合音頻輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟確定第三時間，該第三時間對應(yīng)于從代表第一樣本的數(shù)據(jù)已經(jīng)到達所述數(shù)字信號路徑的輸入端時起直到所述第一樣本已經(jīng)到達層2接口的輸入端之后的下一個音頻中斷的時間長度，其中所述音頻中斷對應(yīng)于解碼的模擬或數(shù)字樣本的全音頻幀的初始樣本；并且其中生成所述延時量包括減去所述第三時間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線電廣播信號是帶內(nèi)同頻數(shù)字無線電信號。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模擬信號是頻率調(diào)制信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模擬信號是幅度調(diào)制信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中延時所述第二多個音頻樣本包括調(diào)整延時緩存器中的讀指針。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用樣本的數(shù)目代表所述延時量。
8.一種用于在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字部分的音頻樣本與所述無線電廣播信號的模擬部分的音頻樣本的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理系統(tǒng)；以及耦合到所述處理系統(tǒng)的存儲器，其中所述處理系統(tǒng)被配置為執(zhí)行以下步驟 接收具有模擬部分和數(shù)字部分的無線電廣播信號；將所述無線電廣播信號的數(shù)字部分與所述無線電廣播信號的模擬部分分離； 產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的模擬部分的第一多個音頻樣本； 從存儲器檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于代表所述數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)行進通過接收機中的數(shù)字信號路徑的近似時間，其中所述數(shù)字信號路徑包括數(shù)字解調(diào)器；測量代表數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)從所述數(shù)字信號路徑的輸入端行進到所述數(shù)字解調(diào)器的輸入端的第二時間；通過將所述第一時間與所述第二時間相加，生成用于相對于所述第一多個音頻樣本而延時第二多個音頻樣本以使得所述第二多個音頻樣本在時間上與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)的延時量；產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的數(shù)字部分的所述第二多個音頻樣本； 將所述第二多個音頻樣本延時所述延時量，使得所述第二多個音頻樣本在時間上在預(yù)定量內(nèi)與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)；以及數(shù)字化組合所述第一多個音頻樣本與所述第二多個音頻樣本以產(chǎn)生組合音頻輸出。
9. 一種有形的計算機可讀介質(zhì)，包括適于使得處理系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟的計算機程序指令接收具有模擬部分和數(shù)字部分的無線電廣播信號；將所述無線電廣播信號的數(shù)字部分與所述無線電廣播信號的模擬部分分離； 產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的模擬部分的第一多個音頻樣本； 從存儲器檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于代表所述數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)行進通過接收機中的數(shù)字信號路徑的近似時間，其中所述數(shù)字信號路徑包括數(shù)字解調(diào)器；測量代表所述數(shù)字部分的第一樣本的數(shù)據(jù)從所述數(shù)字信號路徑的輸入端行進到所述數(shù)字解調(diào)器的輸入端的第二時間；通過將所述第一時間與所述第二時間相加，生成用于相對于所述第一多個音頻樣本而延時第二多個音頻樣本以使得所述第二多個音頻樣本在時間上與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)的延時量；產(chǎn)生代表所述無線電廣播信號的數(shù)字部分的所述第二多個音頻樣本； 將所述第二多個音頻樣本延時所述延時量，使得所述第二多個音頻樣本在時間上在預(yù)定量內(nèi)與所述第一多個音頻樣本對準(zhǔn)；以及數(shù)字化組合所述第一多個音頻樣本與所述第二多個音頻樣本以產(chǎn)生組合音頻輸出。
全文摘要
公開了用于在時間上對準(zhǔn)無線電廣播信號的數(shù)字和模擬部分的音頻樣本的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)包括以下步驟接收具有模擬和數(shù)字部分的無線電廣播信號；產(chǎn)生模擬和數(shù)字部分的音頻樣本；檢索存儲的第一時間間隔，該第一時間間隔對應(yīng)于數(shù)字樣本穿過接收機的數(shù)字信號路徑的近似時間；測量代表數(shù)字部分的數(shù)據(jù)從數(shù)字信號路徑的輸入端行進到數(shù)字解調(diào)器的第二時間；通過將數(shù)字音頻樣本延時第一和第二時間的和，生成數(shù)字音頻樣本相對于模擬音頻樣本的時間對準(zhǔn)；在時間上對準(zhǔn)數(shù)字和模擬樣本到預(yù)定量內(nèi)；并且數(shù)字化組合第一和第二音頻樣本以產(chǎn)生組合的音頻輸出。
文檔編號G06F17/00GK102171677SQ200980138715
公開日2011年8月31日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者A·帕胡加 申請人:艾比奎蒂數(shù)字公司