[发明专利]在广播和数据传送模式之间切换时的时钟同步

说明书

一种通信系统允许当从模拟信号的传送切换到数字信号的传送时传送器和接收器之间能够时钟同步。所述系统在所述数字信号的传送期间使用时钟同步，但是在切换到模拟信号的传送时，所述时钟同步可能会丧失。数字时钟同步嵌入在所述模拟信号中，使得所述传送器和所述接收器之间的所述时钟同步可以在切换到数字信号后就重新建立，同时所述数字信号的传送不具有任何延迟。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月24日提交的第62/576,253号美国临时申请的权益，该申请特此以引用的方式并入本文中。

背景技术

联邦通信委员会(FCC)要求广播站在每一操作周期的开始和结束以及每小时(尽可能地在每小时开始附近)提供身份证明。通常，站标识符以AM或FM格式广播，使得数字广播系统必须切换到幅度调制(AM)或频率调制(FM)信号以提供标识，然后切换回数字以恢复数字传送。当在数字传送和AM或FM传送之间切换时，传送器和接收器之间的时钟同步可能会被中断。时钟同步可以在切换回数字传送后就重新建立；但是，此过程可能需要时间，并且在同步期间可能会造成延迟。

因此，本领域中需要改进。

发明内容

一种通信系统可用于在位置远离的传送站和接收站(例如，位于北美洲和欧洲)之间为数据提供低时延通信路径。一般来说，整个系统有两种操作模式：数据传送模式和广播模式。在数据传送模式中，数据以数字形式在传送器和接收器之间传送。在不需要数据传送的空闲时间，例如当股票交易所关闭时，传送器向公众广播音乐、新闻、娱乐和/或其它音频信息，例如通过AM或FM信号，甚至是相位调制(PM)信号。在一种形式中，数字数据信号和AM信号以不同的频率传送，但在其它变化形式中，它们可以共享相同的一般频带。

在数据传送模式中时，系统尝试以尽可能快的物理速度(即，最低的实际时延)传达数据。数据通常使用数字信号传送，但并非总是这样，所述数字信号要求传送器和接收器之间时钟同步。传送器和接收器处的时钟通常至少部分地基于从全球定位系统(GPS)接收的时间数据来设置它们的时钟。在传送过程中，无线电数据信号从电离层反射出去。由于电离层条件的变化和其它环境的变化，数字信号在传送器和接收器之间的路径长度发生变化，进而导致多普勒频移等信号失真。因此，接收器能够去除或调整这些失真，所传送的数字信号包含有助于使传送器和接收器同步的时钟信号。

作为广播许可证的一部分，FCC要求广播公司中断其正常安排的节目，以便每小时(或以其它间隔)提供一个站标识符(ID)。可以使用AM广播信号来传送站ID。虽然这在广播模式期间通常不是问题，因为时延不是问题，但是在数据传送模式期间，接收器必须从数字信号切换到AM信号。在切换到AM信号期间，时钟同步信号丢失。在切换回数字数据传送信号时，在传送器和接收器之间重新建立时钟同步会产生延迟。由于通过数字数据信号传送的信息具有极高的时间敏感性，所以这种延迟可能会有问题。

为了解决这个问题，在AM站ID信号中嵌入一个数字低比特率时钟同步信号，以保持传送器和接收器之间的时钟同步。这反过来消除了在从AM站ID信号切换回数字数据传送信号时由重新建立时钟同步引起的延迟。在一种形式中，数字低比特率时钟同步信号使用相位调制进行调制，但它可以通过其它方式进行调制。通常，在整个站ID中断期间(即，在广播AM站ID信号时)传送数字低比特率时钟同步信号，但在其它变化形式中，数字低比特率时钟同步信号可以正好在数字数据传送信号重新建立之前传送，只要在数据传送没有任何延迟地发生之时或之前建立时钟同步即可。

此技术还可用于在从广播模式变成数据传送模式时保持时钟同步。在特定示例中，数字低比特率时钟同步信号可以在股票交易所开始交易之前的音乐广播期间传送，使得在切换到数据传送模式时，传送器和接收器被立即同步。在一种变化形式中，数字低比特率时钟同步信号在整个广播期间传送，在另一变化形式中，它正好在切换到数据传送模式之前传送，就像在前面的示例中一样。