[发明专利]数据信号的处理和传输方法

说明书

本发明涉及对数据信号进行处理和传输的方法，具体地说，涉及在同时进行声音和数据广播的系统中对数据信号进行处理和传输的方法.

对于双声道立体声广播来说，单纯语音（说话）广播节目的立体声是没有什么实际意义的。通常，在调频立体声广播播送语音时，只传送一路模拟量的声音信号，所以人们便提出了这样的方案，即利用节省下来的信道传输能力来传送计算机数据，进行数据广播，立体声广播的“听众”在接收端可以利用个人计算机（PC）将被传播的计算机数据加工还原成文字和图形画面信息而加以利用，这样，便使得双声道立体声广播变成一种能传播声音、文字和图形画面的多媒体。

本发明的同一发明人在1993年3月9日向中国专利局提出的第93102224.X的名称为《声音信号和计算机数据的传输方法和系统》的专利申请中，提出了利用立体声传输和/或记录设备传输和/或记录一路声音信号，而利用剩余的传输能力来传送数据信号的技术方案。该文件在此引作为本发明的参考文献而引入到本发明的公开之中。

把计算机数据转换成音频形式的信号，直接利用立体声设备的一个声道进行传送或记录，这是一种比较简便的传输方式，其优点是：

1.可适用于现有的双声道录音设备和其他立体声广播系统，如调频、调幅和有线立体声广播系统。这些系统和设备相互衔接（如节目的录放和转播）时，数据信号无须转换。这种方式比较适合用于计算机广播教学。

2.计算机与广播和录音设备的接口是音频电路，如喇叭或者音频功率放大器的输入端。接口电路简单，便于现有设备的改造。

这种方案的主要原理是，在信号发送端，利用一发送调制器来作为计算机与立体声广播网（或立体声录音机）之间的接口，完成对数据信号的调制转换，以便于双声道立体声广播网中的一个通道进行数据传输。在接收端利用一接收解调器作为立体声收音机或录音机与计算机的接口，将其中所接收到的一个通道中的数据信号还原解调成计算机数据后，送入计算机中加以利用。图1示出了这种系统的原理图。这种系统可以用来进行数据广播，也可以用作有声的计算机教学。由于是利用了现有的立体声广播网及立体声录音设备，所以系统的成本低，改造容易，还能够与现有的立体声广播系统兼容。

在这种数据广播中，接收端可以采用如图2所示的接口电路完成。计算机与立体声收音或录音设备之间的接口电路的原理是，将双声道中作为数据通道（比如R声道）里的信号（可能是声音信号，也可能是数据信号），通过“信号转换器”转换后送至接收解调器。当接收端解调器识别出其中的“数传标记”时，驱动一个“兼容开关”，将相应的一路音频输出（比如R路喇叭）接到声音通道（比如L声道）上去。“数传标记”是数据流中的一种特殊字符串，（比如数据包的“分割符”），它以特定的时间间隔出现在数据流中。数据传输一旦结束，“数传标记”消失，接收解调器便自动把“兼容开关”复位，音频输出便还原成正常的双声道状态。图3表示计算机与调频单声道收音机的接口。接口电路中包括一个立体声解码器和“L+R”电路，收音机的鉴频输出被送入立体声解码器，分解出来的L信号和R信号被送到“L+R”电路相加，得到单声道信号。其他原理与图2类同。

直接采用一个声道传输数据的工作方式有以下缺点：

1.调频立体声广播中左右声道之间存在有窜音干扰。按有关的技术标准规定，调频立体声广播和接收设备的声道隔离度必须≥36dB，而节目信号的信噪比却必须大于等于60dB。在进行数据广播时，如果把数据信号对声音信号的“窜音”当做干扰，那么声音信号的信噪比达不到60dB的要求。

2.现有调频收音机必须加装上述接口电路，才能自动完成数据广播节目与正常立体声广播节目之间的切换操作，即存在兼容问题。未经这种技术改造时，现有的调频立体声广播收音机尚可人为地将数据通道一侧的音量关掉，收听声音广播;而现有的调频单声道收音机则无法人工地消除数据信号的影响。

3.传输信道的利用率低。调频立体声广播中用于传播两路声音信号的主信道的带宽为53KHz。传输一路声音信号（L+R声音信号）实际上只须带宽15KHz（即L+R信道），其余仍有宽度为30KHz以上的信道可以用于传输数据信号。但是，由于L-R信道中采用双边带调幅工作方式，同时现有技术中数据信号的频谱较宽，所以数据通道实际可以利用的带宽只有15KHz。