BRPI0708520A2 - sinal de radiodifusão com transmissão simultánea de fm, sistema de transmissão de radiodifusão e dispositivo de recepção para o mesmo - Google Patents

Abstract

SINAL DE RADIODIFUSãO COM TRANSMISSãO SIMULTáNEA DE FM, SISTEMA DE TRANSMISSãO DE RADIODIFUSãO E DISPOSITIVO DE RECEPçãO PARA O MESMO. A presente invenção refere-se a um sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM, no qual pelo menos um sinal digital e um sinal analógico estão combinados para transmissão em um canal de transmissão com largura de banda limitada como um sinal total (s),que apresenta uma primeira velocidade de fase (vs), sendo que é posto à disposição um sinal auxiliar (hs), que está formado na região complexa do sinal digital (ds) modulado, a ser transmitido, e do sinal analógico (as) modulado em FM, a ser transmitido, que apresenta uma segunda velocidade de fase (vas). O referido sinal auxiliar (hs) está colocado em um âmbito de freqúência não usado ou pelo menos extensivamente não usado do sinal digital (ds). O sinal total (s) para transmissão compreende o sinal auxiliar (hs) e o sinal digital (ds) modulado em FM e a primeira velocidade de fase (vs) do sinal total (s) corresponde, pelo menos aproximadamente, à segunda velocidade de fase (vas) do sinal analógico (25).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SINAL DERADIODIFUSÃO COM TRANSMISSÃO SIMULTÂNEA DE FM, SISTEMADE TRANSMISSÃO DE RADIODIFUSÃO E DISPOSITIVO DE RECEPÇÃOPARA O MESMO".

A presente invenção refere-se a um sinal de radiodifusão comtransmissão simultânea de FM de acordo com as características do preâm-bulo da reivindicação de patente 1 e a um sistema de transmissão de radio-difusão, bem como a um dispositivo de recepção, que trabalha com essessinais.

Para transmissão de programas de radiodifusão, dados são mo-dulados e transmitidos através de uma interface de rádio a receptores remo-tos. Até o presente não se conseguiu introduzir, com sucesso, no mercadoum sucessor digital pra o sistema de radiodifusão de UKW com várias déca-das de idade, que se baseia em uma modulação de freqüência. Um dos pro-blemas principais consiste no fato de que padrões desenvolvidos, tal como"Digital Áudio Broadcasting" (EUREKA 147) não permitem a mesma retículade freqüência como no sistema atual. Enquanto os novos padrões trabalhamcom uma largura de banda de 1,5 MHz por sinal, a retícula de UKW, ao con-trário, utiliza para esse fim cerca de 300 kHz. Portanto, uma migração "sua-ve" por adaptação de transmissores para transmissores para canais indivi-duais não é possível, mas sempre precisam ser desligados cinco programasanalógicos, situados um ao lado do outro, para poder introduzir um multiplexdigital para a transmissão de sinal digital. Mas, para a recepção de progra-mas digitais são necessários aparelhos de recepção novos, onerosos, quequase ainda não têm difusão em introdução no mercado, de modo que coma introdução, por exemplo, da radiodifusão digital na banda de UKW, os queoferecem programas precisam deixar sua audiência cair para praticamentezero.

Um objetivo prioritário consiste, portanto, no fato de definir umsinal transmissível através de uma interface de rádio, que a uma largura debanda fixa, pode ser decodificado tanto analogicamente, por meio de des-modulação de FM clássica, como também digitalmente.Atualmente, na produção de um sinal desmodulado em fm, umsinal de sinusoidal é usado como portador, cuja amplitude é mantida em umvalor constante, por exemplo, o valor 1. A modulação ocorre por uma modu-lação da fase desse sinal portador. Na modulação de freqüência, a fase émodulada com um sinal integrado, com o que é produzido um sinal sinusoi-dal com distância de sinal zero alternada. Um sinal analógico desse tipo,transmitido através de uma interface de rádio, é recebido por um aparelho derádio convencional como dispositivo de recepção e sua fase é diferenciadatemporalmente no receptor, para poder reconstruir o sinal analógico originalde dados de serviço e transmitir o mesmo.

Nas atuais introduções de sinais digitais paralelamente a sinaisanalógicos, precede-se de acordo com o princípio do multiplex de freqüên-cia. A um sinal analógico modulado em FM, clássico, são colocados ao Iadaportadoras digitais. A energia das portadoras digitais, nesse caso, é adapta-da de tal modo que as interferências do sinal analógico permanecem no âm-bito aceitável.

Dos Estados Unidos é conhecido um processo sob a designaçãode IBOC (In Band On Channel), que adiciona nos lados ao espectro analógi-co sinais modulados digitalmente e fortemente rebaixados. As interferênciassão atenuadas ou previstas, sendo que, a uma má recepção, pode ocorreruma sobreposição entre sinais decodificados digitalmente e analogicamente.Mas, afinal de contas, trata-se de uma separação espectral rígida dos sinaisanalógicos e digitais, com um âmbito de sobreposição permitido.

No processo de IBOC é desvantajoso que, devido à retícula decanal mais estreita, o mesmo não é fácil de ser usado na região européia.Além disso, o âmbito de proteção entre canais adjacentes é diminuído.

Além disso, é desvantajoso, nesse caso, que a quantidade dedados do sinal modulado digitalmente é relativamente pequena. Isso se de-ve, por um lado, na energia relativamente pequena desses sinais, uma vezque os mesmos não podem prejudicar demais a qualidade do sinal analógi-co. Energia baixa implica necessidade de melhor proteção contra erros detransmissão, isto é, uma redundância mais alta, e, com isso, em uma redu-ção da quantidade de dados efetivamente transmissível. Por outro lado, asportadoras só dispõem de pouca largura de banda, o que também leva auma redução da quantidade de dados.

O documento EP 1 276 257 B1 descreve um sinal de transmis-são simultânea de DRM/AM (DRM : Digital Radio Mondeal), no qual um sinalmodulado em amplitude está oculto em um sinal digital, sendo que o sinal,em uma representação no espaço de valores complexos, precisa chegarsobre o eixo real. Desvantajoso é que o mesmo não é aplicável ou não éaplicado para sinais modulados de FM.

A tarefa da invenção consiste no fato de propor um sinal de ra-diodifusão de transmissão simultânea de FM, para pôr à disposição um sinaltotal, para transmissão como um sinal de radiodifusão, particularmente, parapôr à disposição ou processar sinais de FM, sendo que um sinal moduladodesse modo deve possibilitar um melhor aproveitamento de um âmbito defreqüência fixamente predeterminado, para transmissão de partes de sinaisdigitais e analógicos.

Essa tarefa é solucionada por um sinal de radiodifusão detransmissão simultânea de FM de acordo com as características da reivindi-cação de patente 1.

Configurações vantajosas são objeto de reivindicações secundá-rias.

Por conseguinte, um sinal de radiodifusão de transmissão simul-tânea de FM, no qual pelo menos um sinal digital e um sinal analógico estãocombinados em um canal de transmissão com largura de banda limitadacomo sinal total (s), que apresenta uma primeira velocidade de fase (vs),para uma transmissão. Nesse caso, é posto à disposição um sinal auxiliar(hs), que está formado na região complexa do sinal digital (ds) modulado, aser transmitido, e do sinal analógico (as) modulado em Fm, a ser transmitido,que apresenta uma segunda velocidade de fase (vas). Esse sinal auxiliar(hs) está situado em pelo menos um âmbito de freqüência não usado ou pe-lo menos não usado extensivamente pelo sinal digital. Além disso, o sinaltotal, previsto para transmissão, consiste no sinal auxiliar (hs) e no sinal digi-tal (ds) modulado em FM, sendo que a primeira velocidade de faz (vs) dosinal total (s) corresponde, pelo menos aproximadamente, à segunda veloci-dade de fase (vas) do sinal analógico.

O sinal total é, de preferência, formado como sinal acumulado,formado de pelo menos uma portadora modulada digitalmente com o sinaldigital e do sinal auxiliar sobre as outras portadoras para o sinal auxiliar. Osinal auxiliar, nesse caso, é formado, vantajosamente, como um sinal dife-rencial aproximado. O sinal diferencial é, de preferência, formado como dife-rença, particularmente, subtração, pelo menos de um sinal digital e pelo me-nos um sinal analógico, que devem ser transmitidos por meio do sinal total.

O sinal auxiliar é, de preferência, formado de um sinal analógico,que é modulado em FM na banda básica complexa, de um segundo sinaldigital, como um sinal modulado digitalmente e por uma formação de dife-rença do sinal modulado em Fm na banda básica complexa e do segundo sinal modulado digitalmente, sob formação de um sinal diferencial. O sinalmodulado digitalmente apresenta, nesse caso, de preferência, uma largurade banda limitada, que foi atribuída a um transmissor para um determinadoserviço de radiodifusão. O sinal auxiliar é formado, particularmente, comoaproximação do sinal diferencial.

O sinal diferencial pode ser otimizado, particularmente, minimiza-do, para formação do sinal auxiliar, no que se refere à energia do sinal dife-rencial. O sinal diferencial pode ser modificado, para formação do sinal auxili-ar, para limitação a partes espectrais dentro de um espectro predeterminado.

O sinal digital é limitado, de preferência, a um bloco digital, parti-cularmente, um bloco digital com uma largura de banda entre cerca de 50 -400 kHz, de modo que é possibilitada uma filtração e, com isso, uma melhordecodificação. O bloco digital, nesse caso, pode ser posicionado, vantajo-samente, à direita ou à esquerda de uma freqüência central, com um sinalauxiliar com a mesma largura de banda no outro lado. O bloco ou uma por-tadora digital também pode ser posicionado sobre uma freqüência central esinais de compensação podem ser posicionados nos dois lados da freqüência central.É vantajoso um processo, no qual o sinal total é gerado paratransmissão através de uma portadora de múltiplos sinais, com uma plurali-dade de subportadoras, sendo que as partes de sinal digitais são variadasnas subportadoras. Nesse caso, é aproveitado o grau de libertação, que re-sulta do fato de que essa variação não tem nenhuma influência sobre as par-tes de sinal analógicas, que são detectáveis por um receptor analógico.

Correspondentemente, é preferido um processo para processa-mento de um sinal total recebido, que foi produzido desse modo, sendo quede um sinal total é filtrado pelo menos um sinal digital em um aparelho re-ceptor e/ou no qual, de um sinal total, é obtido pelo menos um sinal analógi-co por desmodulação no tipo de um sinal modulado em fm analógico. Depreferência, as duas operações podem ser realizadas por um mesmo dispo-sitivo de recepção, de modo que o dispositivo de recepção pode ser usadouniversalmente, também em regiões com transmissão apenas analógica ouapenas digital.

São preferidos, de modo correspondentemente independente,um dispositivo de transmissão, para pôr à disposição um sinal total dessetipo, com um gerador de sinais, e um dispositivo de recepção, para recepçãodesse sinal de radiodifusão. O dispositivo de recepção, nesse caso, está depreferência, configurado e/ou controlado de modo a gerar do sinal total tantopelo menos um sinal digital como também pelo menos um sinal analógico.

O dispositivo de recepção apresenta, de preferência, um geradorde sinais, que para pôr à disposição o sinal analógico, está formado e/oucontrolado para, de componentes convencionais, gerar um sinal analógicode um sinal de radiodifusão modulado em FM. Um gerador de sinais dessetipo está formado, de preferência, para filtrar pelo menos um sinal digital dosinal total recebido.

De acordo com o procedimento preferido para pôr à disposiçãoum sinal, uma separação espectral é evitada pelo fato de que as portadorasmoduladas digitalmente são partes desse sinal. Nesse caso, encontra apli-cação uma geração clássica de um sinal de FM. Para continuar a possibilitaruma recepção em aparelhos receptores antigos, por exemplo, rádios deUKW, as propriedades primárias para a desmodulação de FM de um sinal deFM são aproximadas com um sinal artificial nas freqüências não usadas digi-talmente. Uma dessas propriedades primárias é, particularmente, que a fasediferenciada precisa produzir o sinal de áudio a ser modulado. Propriedadessecundárias, que não encontram nenhuma aplicação ou nenhuma aplicaçãoobrigatória para a desmodulação no receptor clássico, tal como, por exem-plo, uma amplitude constante, são dispensadas, em favor da integração dasportadoras digitais. Desse modo, particularmente pela introdução de umaamplitude não mais constante, mas variável, é criado um grau de liberação,que é aproveitado para a transmissão dos sinais digitais.

É particularmente vantajoso que na geração de sinais e associa-ção a portadoras individuais da banda disponível, o número das portadorasdigitais e sua localização no espectro não têm nenhuma importância a partirda idéia básica. Por exemplo, sempre podem alternar-se uma portadora dedados verdadeira para um sinal digital e uma portadora para um sinal auxili-ar, para a modulação de sinais de FM. É particularmente vantajoso pôr àdisposição um bloco digital de, por exemplo, 50-100 kHz de largura de ban-da, que permite uma filtração e, com isso, uma melhor decodificação dossinais ou partes de sinais digitais. Um bloco desse tipo pode ser posiciona-do, por exemplo, à direita ou à esquerda da freqüência central de uma bandalimitada, posta à disposição, com um sinal auxiliar com a mesma largura debanda, sobre o outro lado. Também é vantajoso um posicionamento sobre aprópria freqüência central, com sinais de compensação nos dois lados.

Essa geração de sinais e associação a portadoras individuaissão particularmente vantajosas pelo fato de que é possibilitada uma mudan-ça contínua de operação analógica para digital. No caso de um transmissorde UKW, desse modo, ao longo do tempo, portadoras individuais podem sermudadas de uma ocupação para transmissões de sinais analógicos paratransmissões de sinais digitais, sendo que os sinais auxiliares são substituí-dos por sinais portadoras modulados digitalmente.

Mas, em uma mudança desse tipo, convenientemente é obser-vado que o número das portadoras à disposição dos sinais auxiliares sejasuficientemente grande, para garantir, uma decodificação de sinais ou des-modulação de sinais em um receptor de rádio analógico, ainda com qualida-de suficiente. Com referência a isso, é preferido quando o número das por-tadoras para sinais digitais perfaz menos da metade de todo o âmbito defreqüência limitado disponível, para que estejam à disposiçãa portadorassuficientes para a transmissão de sinais auxiliares. Particularmente, a umadesignação de mais da metade do âmbito de freqüência para sinais auxilia-res, está à disposição uma energia suficiente para transmissão de um sinalde rádio analógico, paralelamente a sinais de rádio digitais. Em outras Iargu-ras de banda de freqüência, do que são atualmente usuais na área da Euro-pa, também pode ser correspondentemente necessário um número maior oumenor de portadoras para transmissão do sinal auxiliar.

Uma vez que, sobretudo no setor móvel, crescentemente encon-tram aplicação receptores de FM com largura de banda variável ou adaptá-vel do filtro preparatório, no cálculo dos sinais auxiliares é vantajoso configu-rar de modo pequeno as partes dos âmbitos marginais espectrais para a ga-rantia das propriedades de sinal de FM primárias.

Um exemplo de modalidade é explicado detalhadamente a se-guir, por meio do desenho. Mostram:

a figura 1 esquematicamente, uma disposição de um dispositivode transmissão para pôr à disposição um sinal total, a ser transmitido atra-vés de uma interface e dispositivos no lado da recepção, para receber e pro-cessar um sinal total desse tipo, sendo que o sinal total está composto desinais digitais e sinais auxiliares, postos à disposição para transmissão desinais analógicos,

a figura 2 esquematicamente, uma representação de índice noplano de valores complexos para ilustração da geração de um sinal auxiliardesse tipo,

a figura 3 exemplificadamente, um detalhe do espectro de fre-qüência do sinal de radiodifusão com transmissão simultânea de FM, e

a figura 4 uma disposição correspondente à figura 1, com umaparelho receptor combinado, para recepção tanto de partes de sinais digi-tais como também analógicos do sinal total.

A figura 1 mostra uma disposição exemplificada de um sistemade radiodifusão, no qual sinais modulados em FM são transmitidos na formade um sinal total s entre dispositivos no lado transmissor e no lado receptor,tal como é conhecido, por exemplo, na transmissão de rádio de UKW. Adescrição é, portanto, muito resumida e, substancialmente, apenas com vis-tas ao procedimento preferido para geração desse sinal total s ou para adesmodulação do mesmo.

No lado transmissor um sinal total s é gerado em um dispositivotransmissor em um gerador de sinais SSG e posto à disposição, que é irra-diado através de uma antena transmissor S. Na modalidade representada,porém, não são postos à disposição um sinal de transmissão analógico puronem um sinal de transmissão digital puro. No sistema de uma transmissãosimultânea para digitalização de sistemas de radiodifusão que se baseiamem modulação de freqüência, em vez disso é posto à disposição um sinaltotal digital s, que também contém componentes de sinal analógicos oupseudo-analógicos, que podem ser recebidos e processados por um apare-lho receptor analógico convencional.

No exemplo de modalidade representado, parte-se do fato deque está à disposição um primeiro sinal s1, particularmente analógico, queno lado da recepção deve ser processado e reproduzido como sinal analógi-co, e que está à disposição um segundo sinal s2, particularmente digital, queno lado da recepção deve ser recebido e processado como um sinal digital.O gerador de sinais SSG processa correspondentemente o primeiro e o se-gundo sinal s1, s2, de tal modo que os mesmos são transmitidos por meiodo sinal total s.

Nesse caso, o sinal total está determinado para uma largura debanda fb limitada, que está atribuída ao dispositivo de transmissão corres-pondente dentro do espectro de transmissão teoricamente disponível parauma determinada região e para um determinado serviço de transmissão.Dentro da largura de banda fb há à disposição uma pluralidade de portado-ras d, h, por exemplo, portadoras na forma de sub-bandas de freqüência.Mas, em princípio, também é possível uma mudança para outras espéciesde portadoras, tais como são conhecidas, por exemplo, de sistemas commultiplex de tempo, divisão de freqüência e similares. Particularmente, tam-bém pode ser usado, por exemplo, um multiplex de divisão de freqüênciaortogonal (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex) para transmis-são do total sinal s.

Dentro da largura de banda fb limitada, a pluralidade das porta-doras d, h disponíveis é dividida sobre os componentes de sinal ou sinaisindividuais do sinal total s. Na divisão representada, são sempre atribuídos,alternadamente, uma portadora d a um sinal digital ds e uma portadora desinal auxiliar h a um sinal auxiliar hs. Mas, em princípio, também são possí-veis outros métodos de atribuição. Nesse caso, é particularmente preferidauma atribuição de portadoras h aos sinais auxiliares hs em uma maneira talque no lado da recepção, por um aparelho receptor analógico convencional,para recepção de sinais de freqüência modulada, é garantida uma qualidadede recepção suficiente de um sinal analógico as. Nas larguras de banda fblimitadas, atualmente disponíveis, uma atribuição das portadoras d, h é reali-zada, nesse caso, de tal modo que, de preferência, mais da metade das por-tadoras, isto é, particularmente, mais da metade do âmbito de freqüência disponível, é atribuída aos sinais auxiliares hs. A um número muito grandede portadoras d, h, dentro de uma grande largura de banda limitada, dispo-nível, esse número, no entanto, também poderia, em princípio, ser fixado emum número menor. Inversamente, um número maior de portadoras d, h parao sinal auxiliar hs é preferido em relação a portadoras para o sinal digital ds,quando está à disposição apenas uma largura de banda limitada muito pe-quena.

No lado da recepção estão representados dois dispositivos derecepção exemplificados, um primeiro dispositivo de recepção EA, para re-cepção ou pôr à disposição de um sinal analógico as, e um segundo disposi- tivo de recepção ED, para recepção do sinal digital ds. Correspondentemen-te, os dois dispositivos de recepção EA, ED estão equipados, em cada caso,com uma antena receptora E e um gerador de sinais SG, SG0 ligado à mes-ma. O gerador de sinais SG do dispositivo de recepção EA analógico recebeo sinal total s, recebido pela interface, de maneira convencional, como umsinal de rádio convencional, modulado em FM, desmodula o mesmo e põe àdisposição um sinal analógico as, que é ampliado por meio de um amplifica-dor V e emitido como um sinal acústico s2 através de um alto-falante L, demaneira usual. No caso do dispositivo de recepção EA, trata-se, portanto, deum aparelho de rádio convencional, para recepção de, por exemplo, trans-missões de rádio moduladas em FM, transmitidas através de UKW.

O dispositivo de recepção digital ED também apresenta um ge-rador de sinais SG°, configurado de maneira usual para dispositivos de re-cepção digitais ED, que analisa o sinal total s recebido através da interface,com referência a sinais digitais ds sobre as portadoras disponíveis d e filtrado sinal total s os sinais digitais ds transmitidos sobre portadoras d apropria-das e encaminha os mesmos, por exemplo, a um amplificador V para ampli-ficação e emissão através de um alto-falante L como sinal acústico s1. Nocaso do dispositivo de recepção digital ED, trata-se, portanto, de preferência,de um dispositivo de recepção digital ED usual, com componentes e funçõesconvencionais para esse fim.

Para possibilitar um sistema de transmissão simultânea dessetipo, para digitalização, transmissão de desmodulação de sistemas de radio-difusão baseados em modulação de freqüência, o sinal total s é gerado emum modo, no qual os sinais ds, ds° são gerados de maneira usual nas porta-doras digitais d atribuídas aos mesmos, postos à disposição e transmitidos.Uma particularidade consiste em pôr à disposição sinais auxiliares hs, hs°,que são transmitidos através das portadoras de sinais auxiliares atribuídasaos mesmos como outras portadoras h. Os sinais auxiliares hs são gerados,nesse caso, de tal modo que ao dispositivo de recepção analógica EA ou aogerador de sinais do mesmo SG, ao qual o sinal total s está ajustado, é en-caminhado um sinal de freqüência modulada, presumivelmente analógico.

Para possibilitar a função dos dois dispositivos de recepção, istoé, do dispositivo de recepção digital ED e do dispositivo de recepção analó-gico EA, é aproveitado, nesse caso, o fato de que em transmissões de fre-qüência modulada convencionais, em última análise, só uma parte das in-formações teoricamente disponíveis é importante para o dispositivo de re-cepção analógico. Essa parte representa uma propriedade primária, sendoque a propriedade primária consiste, por exemplo, no fato de que a fase dife- renciada, no caso de um sistema de radiodifusão, precisa produzir o sinal deáudio a ser modulado. Correspondentemente, o sinal total s é construído detal modo que as informações de fase, particularmente, as informações daparte da fase diferenciada, estão formadas de tal modo que para o dispositi-vo de recepção EA está presente um sinal de recepção analógico aparente- mente usual. Propriedades secundárias do sistema de freqüência moduladaanalógico, tal como uma informação de amplitude não usada, formam, poroutro lado, um grau de libertação, que é aproveitado para a transmissão dossinais digitais ds. Correspondentemente, o sinal total s compreende umainformação de amplitude ou modulação de amplitude, na qual estão contidasas informações para o dispositivo de recepção digital ED.

A seguir, tal como também esboçado parcialmente na figura 2, édescrito um processo, com o qual um sinal total s dessa espécie pode sergerado. Mas, em princípio, também podem ser usadas outras propostas parageração de um sinal total dessa espécie, nas quais apenas as propriedadesprimárias são usadas para a transmissão da parte de sinal analógico, parausar as propriedades secundárias para uma incorporação de sinais digitais.

Em um primeiro passo, o sinal analógico s1 a ser transmitido,que está presente, particularmente, como sinal de áudio analógico, é modu-lado em FM na banda básica complexa no gerador de sinais SSG do dispo-sitivo de transmissão. O resultado é um sinal complexo, isto é, de valor com-plexo, que é representado por um índice com o comprimento 1, tal como es-tá esboçado na figura 2 pelo índice representado para o ponto de sinal ana-lógico as. Se a portadora fosse não modulada, seria representado um sinalsinusoidal, com alta freqüência, apoiado sobre o eixo real re, de modo que aamplitude ou comprimento do índice apoiado não estaria modulada. Mas,pela modulação de freqüência, o ponto as do sinal analógico move-se, conti-nuamente, dentro do curso de freqüência máximo admissível, com uma mo-dulação de freqüência, em torno do eixo real re.

Depois, mas, opcionalmente, também antes ou paralelamente, éposto à disposição um segundo sinal digital s2 como um sinal modulado digi-tal com largura de banda limitada. Um sinal digital desse tipo está esboçadono plano de valor complexo, que na figura 2 está definido pelo eixo real eimaginário re, im, por um ponto ds para o sinal digital. Um índice que leva aesse ponto ds do sinal digital, apresenta, de preferência, de modo usual parasistemas de radiodifusão digitais, uma amplitude ou comprimento de índicenitidamente menor.

No passo subseqüente, é formado no âmbito de tempo um sinalde erro ou diferencial fs de valor complexo por subtração do sinal analógicoas modulado em FM do sinal digital ds.Esse sinal de erro corresponde a umideal de formação para os sinais auxiliares hs no âmbito dos espectros nãousados pelo sinal digital. O sinal de erro fs representa, desse modo, umabase para geração do ou dos sinal(sinais) auxiliar(es) hs.

Em princípio, ocorre que o sinal auxiliar hs - uma observaçãográfica de acordo com a figura 2 presumida como correta - tem seu ponto departida em ds e, inicialmente, pode terminar em qualquer ponto sobre a retado sinal as, porque ele só chega até o ângulo w. Esses diferentes sinais hsestão desenhados em tracejado na figura 2. Mas, em uma segunda condiçãodo sinal encontrado é exigido que a velocidade de fase vas do sinal analógi-co as corresponda, pelo menos aproximadamente, à velocidade de fase vsdo sinal total s.No caso mais simples e ideal, ocorre, então, que o ângulo defase w do sinal analógico as corre exatamente ou pelo menos aproximada-mente ao ângulo de fase do sinal total s.

Na figura 3 está representado um exemplo do espectro de fre-qüência do sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM. A umafreqüência central, presumida exemplificadamente, de 100 MHz, o espectrode freqüência do sinal digital ds tem uma largura de banda de, por exemplo,cerca de 50 KHz até cerca de 100 KHz. À direita e à esquerda disso, encon-tram-se, por fora, um espectro de freqüência superior e inferior para doissinais auxiliares hsL e hSR, que, somados no plano complexo, resultam nosinal auxiliar hs. No total, o sinal total s tem aproximadamente uma largurade banda de 300 KHz até aproximadamente 400 KHz.

Como o sinal de erro fs possui partes espectrais em todo o es-pectro de serviço, isto é, também no espectro digital, o mesmo é modificadode tal modo que ela só tem, ainda, partes espectrais no espectro permitido.Como outro critério, é, de preferência, otimizada a energia do sinal de errofs, particularmente, minimizada. Para a realização da modificação e otimiza-ção, podem ser usados processos numéricos, em si conhecidos, para fins deotimização, particularmente, processos que se baseiam em processos de gradiente conhecidos. Pela modificação do sinal de erro fs, resulta uma re-sultante do sinal analógica. A oscilação de amplitude causada pela modifica-ção, devido à modulação de FM, não tem efeitos sobre os dados transmissí-veis do sinal analógico. Com isso, é posto à disposição um grau de liberta-ção, que pode ser aproveitado para os dados digitais. Particularmente nocaso de uma chamada portadora de múltiplos sinais, isto é, de uma portado-ra com muitas subportadoras e portadoras secundárias, as partes de sinaisdigitais são variáveis nas portadoras secundárias, sem, nesse caso, influen-ciar a reconstrução analógica em um receptor analógico.

Dessa maneira, o sinal total é gerado como um sinal de trans-missão simultânea, que não se apresenta mais como um sinal de FM puro,mas no qual apenas ainda a fase diferenciada corresponde ao sinal analógi-co s1, a ser efetivamente modulado.

A figura 3 mostra uma modalidade, na qual, em vez de dois dis-positivos de recepção EA, ED separados, é usado um único dispositivo de recepção como um dispositivo de recepção combinado EAD. Corresponden-temente, a seguir, são abordados apenas aspectos diferentes e, de resto,faz-se referência às modalidades da figura 1.

Através de uma antena receptora E, um sinal total s recebido énovamente introduzido, através da interface, no gerador de sinais SG*. Mas,o gerador de sinais SG* está de tal modo modificado que ele pode realizartanto um processamento de sinais no sentido de um receptor analógico, co-mo, também, um processamento de sinais no sentido de um receptor digitale, correspondentemente, põe à disposição, em duas saídas, um sinal analó-gico as e um sinal digital ds, separado do mesmo. O sinal analógico as e osinal digital ds podem ser processados adicionalmente de maneira conven-cional, por exemplo, através de interfaces, transmitidos a outros dispositivosou amplificados, através de amplificadores V, para a reprodução acústicaatravés de alto-falantes L. De acordo com uma modificação, porém, tambémpodem estar disponíveis dois geradores de sinais independentes em um dis-positivo de recepção combinado EAD desse tipo, que estão formados parapôr à disposição sinais digitais ou analógicos e, em cada caso, recebem osinal total s.

De acordo com a modalidade preferida, desse modo, é formadoe transmitido um sinal acumulado, sendo que o sinal acumulado é formado,por um lado, de uma portadora d modulada digitalmente.com o ou os si-nal(sinais) digital(ais) e, por outro lado, do sinal auxiliar hs, de preferência,como uma aproximação do sinal diferencial ou sinal de erro fs. O sinal totals, inclusive os componentes do sinal auxiliar ou dos sinais auxiliares hs, si-tua-se, nesse caso, dentro da limitação de banda de, por exemplo 300 kHz,predeterminada pela largura de banda limitada fb. As partes digitais, na for-ma dos sinais digitais ds, sobre as portadoras d, reservadas para as mes-mas, são dispostas de tal modo que elas podem ser filtradas individualmen-te, por exemplo, sob uso de separação por multiplex de tempo ou de fre-qüência.

O procedimento para geração de sinais foi descrito com base emum sistema de radiodifusão exemplificado no âmbito de UKW. Em princípio,porém, também é possível uma transposição do procedimento para outrosâmbitos de freqüência e tipos de sistemas de transmissão. Particularmente,também é possível uma transmissão para sistemas transmissores de ima-gens ou sistemas transmissores de imagens e som, tal como no caso datransmissão de sinais de televisão.

Claims (13)

1. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM, noqual pelo menos um sinal digital e um sinal analógico estão combinados emum canal de transmissão com largura de banda limitada como sinal total (s),que apresenta uma primeira velocidade de fase (vs), para uma transmissão,caracterizado pelo fato de que- é posto à disposição um sinal auxiliar (hs), que na região com-plexa está formado do sinal digital (ds) modulado, a ser transmitido, e dosinal analógico (as) modulado em FM, a ser transmitido, que apresenta umasegunda velocidade de fase (vas),- que esse sinal auxiliar (hs) é colocado em um âmbito de fre-qüência não usado ou pelo menos extensivamente não usado, pelo sinaldigital,- que o sinal total (s), previsto para transmissão, consiste no si-nal auxiliar (hs)e no sinal digital (ds) modulado em FM, e- que a primeira velocidade de fase (vs) do sinal total (s) corres-ponde, pelo menos aproximadamente, à segunda velocidade de fase (vas)do sinal analógico (as).

2. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal auxiliar(hs) está situado em um âmbito de freqüência situado acima e abaixo doâmbito de freqüência do sinal digital (ds) modulado em FM.

3. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sinaltotal (s) está limitado a uma largura de banda de cerca de 300 KHz até cercade 400 kHz e o sinal digital (ds), a uma largura de banda de cerca de 50 KHzaté cerca de 100 KHz.

4. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que umapluralidade de sinais digitais (as) a ser transmitida e um sinal analógico (as)a ser transmitido estão combinados no sinal total (s).

5. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que osinal total (s) é um sinal de rádio transmitido.

6. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que osinal auxiliar (hs) aproxima na região complexa a diferença do sinal digital(ds) modulado, a ser transmitido, e do sinal analógico (as) desmodulado emFM, a ser transmitido.

7. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que osinal digital modulado, a ser transmitido, é um sinal de OFDM ou QAM.

8. Sinal de radiodifusão de transmissão simultânea de FM deacordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um ângulode fase (w) do sinal total (s) corresponde, pelo menos aproximadamente, aum ângulo de fase do sinal analógico (as).

9. Sistema de transmissão de radiodifusão, no qual é transmitidoum sinal de transmissão simultânea como definido em uma das reivindica-ções 1 a 8.

10. Dispositivo de recepção para decodificação do sinal de ra-diodifusão formado como definido em uma das reivindicações 1 a 8.

11. Dispositivo de recepção de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que o mesmo pode decodificar tanto o sinal digital(ds) como também o sinal total (s).

12. Dispositivo de recepção de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que o mesmo extrai um sinal de fase do sinal total(s) recebido e do mesmo desmodula um sinal de áudio, que corresponde,substancialmente, ao sinal de áudio do sinal de FM (as) analógico a sertransmitido.

13. Dispositivo de recepção de acordo com a reivindicação 11 ou-12, caracterizado pelo fato de que na dependência das condições de recep-ção, é feita a mudança entre a recepção do sinal digital (ds) e o sinal total (s).