JPH10150692A - Digital wireless microphone device, transmitter and receiver - Google Patents
Digital wireless microphone device, transmitter and receiverInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル化のメ
リットに加え、小型、軽量、低消費電力の特性を具えた
ディジタル型ワイアレスマイクロフォン装置（受信機を
含む）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital wireless microphone device (including a receiver) having the advantages of digitalization, small size, light weight, and low power consumption.
【０００２】[0002]
【従来の技術】放送局で使用されている素材伝送用の無
線装置のディジタル化については、現在、ＡＲＩＢ（社
団法人 電波産業会）で規格の検討が進められている。
これらのうちには、音声を伝送するラジオマイクやワイ
ドバンド無線機もディジタル化の対象に含まれている。
しかし、現在の小型ラジオマイク（ワイアレスマイクロ
フォン）のような用途に使う無線機は、装置が大型にな
るためディジタル化が難しい。2. Description of the Related Art Currently, ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) is studying the standardization of digitization of radio equipment for transmitting materials used in broadcasting stations.
Among them, radio microphones and wideband radios for transmitting sound are also included in the subject of digitization.
However, radios used for applications such as current small radio microphones (wireless microphones) are difficult to digitize due to their large size.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、放送局
用の無線装置のディジタル化が進められるなかで、出演
者が手に持って移動しながら使用するワイアレスマイク
ロフォン（特に、音響−電気変換部と送信機部を収容し
ている）は、小型、軽量かつ低消費電力を保ったままで
のディジタル化が難しいため、アナログ型のまま据え置
かれる方向にある。しかし、アナログ型では、電界が低
下した場合、十分なＳ／Ｎがとれないうえ、混信にも弱
いという欠点がある。As described above, with the progress of digitalization of radio equipment for broadcasting stations, wireless microphones (especially sound-to-electric conversion) used by performers while holding and moving. (Which houses the transmitter and receiver) is difficult to digitize while maintaining small size, light weight, and low power consumption, and is therefore likely to be left as an analog type. However, the analog type has a drawback that when the electric field is reduced, sufficient S / N cannot be obtained and the antenna is weak against interference.
【０００４】本発明の目的は、上述のような状況にある
中で、無線伝送以外の分野、例えば記録の分野等におい
ては、十分に小型化されたディジタル方式の機器が普及
しつつあるという認識をもとに、マイクロフォン匡体の
中に封じ込めるディジタル型の無線装置（特に、送信
機）を十分に小型化してディジタル型のワイアレスマイ
クロフォン装置を実現することによって、低電界域にお
けるワイアレスマイクロフォン装置のＳ／Ｎや混信に対
する強さの改善を図ることにある。[0004] It is an object of the present invention to recognize that in a field other than wireless transmission, for example, a field of recording and the like, a sufficiently miniaturized digital apparatus is becoming popular. The digital wireless device (especially the transmitter) contained in the microphone housing is sufficiently miniaturized to realize the digital wireless microphone device based on the above-described technology, and thereby the S of the wireless microphone device in a low electric field region is realized. / N and to improve the strength against interference.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明ディジタル型ワイアレスマイクロフォン装置
は、マイクロフォン匡体中に収容され、順次に接続され
た音響−電気変換器、Ａ−Ｄ変換器、符号化器、誤り訂
正回路および変調器と、該変調器の出力を受信側に伝送
するための前記マイクロフォン匡体の内部または外部に
取付けられた送信アンテナとからなる送信機と、該送信
機から伝送された電波を受信するための、順次に接続さ
れた受信アンテナ、復調器、誤り訂正回路、復号器から
なる受信機とによって構成されていることを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, a digital wireless microphone device according to the present invention is housed in a microphone housing and is connected in sequence to an acoustic-electric converter and an A / D converter. A transmitter comprising: an encoder, an error correction circuit, and a modulator; and a transmitting antenna mounted inside or outside the microphone housing for transmitting the output of the modulator to a receiving side. And a receiver comprising a receiving antenna, a demodulator, an error correction circuit, and a decoder, which are sequentially connected, for receiving the radio wave transmitted from the receiver.
【０００６】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置は、音響−電気変換器、Ａ−Ｄ変換器、
圧縮符号化器、符号変換・インターリーブ・誤り訂正回
路、変調・増幅回路および送信アンテナが順次に接続配
置されている送信機と、受信アンテナ、高周波増幅・周
波数変換器、中間周波増幅器、復調器、符号変換・デイ
ンターリーブ・誤り訂正回路、および伸長復号器が順次
に接続配置されている受信機とによって構成されている
ことを特徴とするものである。Further, the digital wireless microphone device of the present invention comprises an acoustic-electric converter, an AD converter,
A transmitter in which a compression encoder, a code conversion / interleaving / error correction circuit, a modulation / amplification circuit, and a transmission antenna are sequentially connected and arranged, a reception antenna, a high frequency amplification / frequency converter, an intermediate frequency amplifier, a demodulator, It is characterized by comprising a code conversion / deinterleave / error correction circuit and a receiver in which a decompression decoder is sequentially connected.
【０００７】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の送信機は、音響−電気変換器、Ａ−Ｄ
変換器、圧縮符号化器、符号変換・インターリーブ・誤
り訂正回路、変調・増幅回路および送信アンテナが順次
に接続配置されていることを特徴とするものである。Further, the transmitter of the digital wireless microphone device of the present invention comprises an acoustic-electric converter, an AD converter,
A converter, a compression encoder, a code conversion / interleave / error correction circuit, a modulation / amplification circuit, and a transmission antenna are sequentially connected and arranged.
【０００８】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の送信機は、前記符号変換・インターリ
ーブ・誤り訂正回路の誤り訂正が、２重符号化リードソ
ロモン符号に基づいて行うことを特徴とするものであ
る。Further, the transmitter of the digital wireless microphone device according to the present invention is characterized in that the error correction of the code conversion / interleaving / error correction circuit is performed based on a double coded Reed-Solomon code. .
【０００９】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の送信機は、前記変調・増幅回路の変調
が、位相または周波数シフトキーイング変調であること
を特徴とするものである。Further, the transmitter of the digital wireless microphone device according to the present invention is characterized in that the modulation of the modulation / amplification circuit is a phase or frequency shift keying modulation.
【００１０】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の送信機は、前記位相または周波数シフ
トキーイング変調が、ＢＰＳＫまたはＢＦＳＫ変調であ
ることを特徴とするものである。The transmitter of the digital wireless microphone device according to the present invention is characterized in that the phase or frequency shift keying modulation is BPSK or BFSK modulation.
【００１１】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の受信機は、受信アンテナ、高周波増幅
・周波数変換器、中間周波増幅器、復調器、符号変換・
デインターリーブ・誤り訂正回路、および伸長復号器が
順次に接続配置されていることを特徴とするものであ
る。Further, the receiver of the digital wireless microphone device of the present invention comprises a receiving antenna, a high-frequency amplifier / frequency converter, an intermediate frequency amplifier, a demodulator, a code converter / code converter.
The deinterleaving / error correction circuit and the decompression decoder are sequentially connected and arranged.
【００１２】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置の受信機は、前記復調器と前記符号変換
・デインターリーブ・誤り訂正回路との間に変換回路が
介挿配置されていることを特徴とするものであるもので
ある。Further, in the receiver of the digital wireless microphone device according to the present invention, a conversion circuit is interposed between the demodulator and the code conversion / deinterleave / error correction circuit. It is something that is.
【００１３】また、本発明ディジタル型ワイアレスマイ
クロフォン装置は、無免許で使用可能な有効輻射電力で
動作するもののうちから、３２２ＭＨｚ以下の周波数を
使用して電波の送受を行うことを特徴とするものであ
る。Further, the digital wireless microphone device of the present invention transmits and receives radio waves using a frequency of 322 MHz or less among those operating with effective radiation power which can be used without a license. is there.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１
は、本発明によるディジタル型ワイアレスマイクロフォ
ン装置、特にそのマイクロフォン部分の送信機の一実施
形態を示している。図１において、それぞれ、１はＡ−
Ｄ変換器、２は圧縮符号化器、３は符号変換・インター
リーブ・誤り訂正回路、４は位相（または周波数）シフ
トキーイング変調・増幅回路、および５は送信アンテナ
である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. FIG.
1 shows an embodiment of a digital wireless microphone device according to the invention, in particular a transmitter of the microphone part. In FIG. 1, 1 is A-
A D converter, 2 is a compression encoder, 3 is a code conversion / interleaving / error correction circuit, 4 is a phase (or frequency) shift keying modulation / amplification circuit, and 5 is a transmission antenna.
【００１５】次に、この送信機の動作につき説明する。
まず、マイクロフォン（音響−電気変換器）からの音声
信号（アナログ信号）は、増幅、フィルタリングなど必
要な信号処理を施され（図示せず）、Ａ−Ｄ変換器１に
入力される。Ａ−Ｄ変換器１においては、アナログの音
声信号がサンプリング周波数４４．１ＫＨｚ、１６ビッ
トのディジタル信号に変換される。また、マイクロフォ
ンが２チャンネル（ステレオ収音用）のときは、２チャ
ンネルの１６ビットＡ−Ｄ変換器を使用して２チャンネ
ルの音声信号について、それぞれディジタル化を行う。Next, the operation of the transmitter will be described.
First, an audio signal (analog signal) from a microphone (acoustic-electric converter) is subjected to necessary signal processing such as amplification and filtering (not shown), and is input to the A / D converter 1. In the A / D converter 1, an analog audio signal is converted into a 16-bit digital signal having a sampling frequency of 44.1 KHz. When the microphone has two channels (for stereo sound collection), the two-channel audio signal is digitized using a two-channel 16-bit A / D converter.
【００１６】本例のように音声信号を４４．１ＫＨｚ、
１６ビットでサンプリングすると、ビットレートは、そ
れぞれモノーラルマイクロフォンの場合は７０５．６Ｋ
ｂｐｓ（＝４４．１（ＫＨｚ）×１６ｂｉｔ）、ステレ
オマイクロフォンの場合は１４１１．２Ｋｂｐｓとな
り、非常に高速な信号となる。そこで、装置を小規模な
ものとするために、これらディジタル音声信号のビット
レートを圧縮符号化器２において音質を劣化させない範
囲で実用的な３００Ｋｂｐｓ程度まで圧縮する。この圧
縮は、例えば、ＡＴＲＡＣ（Adaptive Transform Acous
tic Coding) と呼ばれる圧縮手法を用いて行う。As shown in this example, the audio signal is 44.1 KHz,
When sampling at 16 bits, the bit rate is 705.6K for each monaural microphone
bps (= 44.1 (KHz) × 16 bits), and in the case of a stereo microphone, it is 1411.2 Kbps, which is a very high-speed signal. Therefore, in order to reduce the size of the apparatus, the bit rates of these digital audio signals are compressed to a practical level of about 300 Kbps within a range in which the compression encoder 2 does not degrade the sound quality. This compression is performed, for example, by ATRAC (Adaptive Transform Acous).
tic Coding).
【００１７】ＡＴＲＡＣ圧縮符号化器２においては、変
換器１から供給された信号を、NonUniform Frequency a
nd Time Splittingという、ＭＰＥＧとは異なった分析
法で分析し、モディファイドＤＣＴ変換した５１２バン
ド４３Ｈｚ幅の係数を分析結果に従って圧縮する。ＤＣ
Ｔのデータ長は、音声信号の立ち上がりの急峻さに応じ
て変化させ、かつ周波数によりバンド幅を変化させてよ
り効率的で、音質の良い圧縮を可能にする。圧縮後のビ
ットレートは、３００Ｋｂｐｓである。The ATRAC compression encoder 2 converts the signal supplied from the converter 1 into a NonUniform Frequency a
Analysis is performed using nd Time Splitting, which is a different analysis method from MPEG, and the modified DCT-converted 512-band 43 Hz width coefficients are compressed according to the analysis results. DC
The data length of T is changed in accordance with the steepness of the rising edge of the audio signal, and the bandwidth is changed according to the frequency, thereby enabling more efficient and high-quality compression. The bit rate after compression is 300 Kbps.
【００１８】この３００Ｋｂｐｓの妥当性を検討する
に、平成７年諮問第７４号に対する電気通信技術審議会
答申に添付された参考資料によれば、モノーラルの場合
６４Ｋｂｐｓ（ステレオの場合１２８Ｋｂｐｓ）のビッ
トレートを確保できれば十分であり（音質が劣化しな
い）、上記ビットレート３００Ｋｂｐｓは、これを十分
に満足させることのできる値である。In examining the validity of this 300 Kbps, according to the reference material attached to the report of the Telecommunications Technology Council to 1995 Advisory No. 74, a bit rate of 64 Kbps for monaural (128 Kbps for stereo) Is sufficient (the sound quality is not degraded), and the above-mentioned bit rate of 300 Kbps is a value that can sufficiently satisfy this.
【００１９】圧縮符号化器２において、３００Ｋｂｐｓ
程度にビット圧縮され、符号化された信号は次段の符号
変換・インターリーブ・誤り訂正回路３に送られ、反転
間隔の最小化と直流成分の抑圧のために、まず８−１４
の符号変換が行われ、インターリーブが施こされる。本
例で使用される誤り訂正は、２重符号化リードソロモン
符号で、Ｒｓ（３２，２８）（これを誤り訂正符号Ｃ１
と呼ぶ）、Ｒｓ（２８，２４）（これを誤り訂正符号Ｃ
２と呼ぶ）がインターリーブを挟んで連接され、誤り訂
正を行う。In the compression encoder 2, 300 Kbps
The bit-compressed and coded signal is sent to the next-stage code conversion / interleaving / error correction circuit 3, where it is first 8-14 to minimize the inversion interval and suppress the DC component.
Are performed, and interleaving is performed. The error correction used in this example is a double coded Reed-Solomon code, which is represented by Rs (32,28) (this is represented by an error correction code C1).
), Rs (28, 24) (this is called the error correction code C
2) are connected with an interleave therebetween to perform error correction.
【００２０】ここで、これら誤り訂正符号（Ｒｓ（３
２，２８）、Ｒｓ（２８，２４））の訂正能力を計算す
るに、計算条件は、裸のビット誤りが１０-3程度以下
で、ランダム誤りと見なされる場合とする。いま、訂正
前のシンボル誤り率がＰｓである時、１ブロック、ｎシ
ンボル伝送したときに、ａシンボルが誤る確率Ｐａは次
の(1) 式で表される２項分布となり Ｐａ＝ nＣa ×Ｐｓa ×（１−Ｐｓ）n-a (1) 最大誤り訂正能力ｔを越える誤りの発生確率が、次の
(2) 式で表されるブロック誤り率Ｐｂとなる。Here, these error correcting codes (Rs (3
2, 28) and the correction capability of Rs (28, 24)) are calculated on the assumption that a bare bit error is about 10 −3 or less and is regarded as a random error. Now, when the pre-correction symbol error rate is Ps, 1 block, when the transmitted n symbols, the probability Pa err is a symbol becomes a binomial distribution represented by the following equation (1) Pa = n C a × Ps a × (1-Ps) na (1) The probability of occurrence of an error exceeding the maximum error correction capability t is
The block error rate Pb is represented by the equation (2).
【数１】 (Equation 1)
【００２１】次に、訂正後のブロック誤り率Ｐｂから、
訂正後のシンボル誤り率Ｐｃを求める。１ブロックのシ
ンボルの誤る個数がａである確率がＰａであることを考
慮すると、１ブロックから任意の１シンボルを取り出し
たとき、そのシンボルに誤りのある確率は、Next, from the corrected block error rate Pb,
The corrected symbol error rate Pc is obtained. Considering that the probability that the number of erroneous symbols in one block is a is Pa, when any one symbol is extracted from one block, the probability that the symbol is erroneous is:
【数２】 で与えられる。従って訂正後のシンボル誤り率Ｐｃは、
次の(3) 式となる。(Equation 2) Given by Therefore, the corrected symbol error rate Pc is
The following equation (3) is obtained.
【数３】 (Equation 3)
【００２２】誤りは、まず、誤り訂正符号Ｃ１（＝Ｒｓ
（３２，２８））で訂正され、誤り率Ｐc1となり、さら
に誤り訂正符号Ｃ２（＝Ｒｓ（２８，２４））で訂正さ
れ、誤り率Ｐc2となる。まず、誤り率Ｐc1から計算す
る。誤り訂正符号Ｃ１は、パリティーが４であり２誤り
まで訂正が可能である。従ってｔ＝２とし、裸の誤り率
の最悪値を０．００１（１０-3）とし、これを代入する
と、次の(4) 式となる。An error is first detected by an error correction code C1 (= Rs
Is corrected by (32, 28)), the error rate P c1, and the corrected through further error correction code C2 (= Rs (28, 24)), the error rate P c2. First, it is calculated from the error rate P c1 . The error correction code C1 has a parity of 4 and can correct up to 2 errors. Therefore, when t = 2, the worst value of the naked error rate is 0.001 (10 −3 ), and when this is substituted, the following equation (4) is obtained.
【数４】 さらに、誤り率Ｐc1を代入し、誤り率Ｐc2を求めると、
次の(5) 式となる。(Equation 4) Further, by substituting the error rate P c1 and obtaining the error rate P c2 ,
The following expression (5) is obtained.
【数５】 ３００Ｋｂｐｓのビットレートの場合、ビット誤りは最
悪の場合、３×１０5 ×３．３３０３９×１０-17 とな
るため、１０11秒に１回の誤りとなる。これは、ワイア
レスマイクロフォンとしては、全く問題にならない誤り
率といえる。(Equation 5) In the case of a bit rate of 300 Kbps, the bit error is 3 × 10 5 × 3.333039 × 10 -17 at the worst, so that an error occurs once every 10 11 seconds. This can be said to be an error rate that does not matter at all for a wireless microphone.
【００２３】以上のようにしてビットレートが３００Ｋ
ｂｐｓに圧縮され、誤り訂正が行われた符号化信号は位
相（または周波数）変調・増幅回路４に送られる。ま
た、その回路４からの出力（高周波信号）は、送信アン
テナ５から電波として送信され、基地局（受信機）にお
いて受信される。As described above, the bit rate is 300K
The coded signal compressed to bps and subjected to error correction is sent to the phase (or frequency) modulation / amplification circuit 4. The output (high-frequency signal) from the circuit 4 is transmitted as radio waves from the transmission antenna 5 and received by the base station (receiver).
【００２４】電波の変調形式としては、例えば、３２２
ＭＨｚ以下の周波数で使用する免許を必要としないワイ
アレスマイクロフォン装置の場合、回路の簡単なＢＰＳ
ＫかＢＦＳＫの変調方式が適している。このとき、変調
の符号間距離は、１ビット当たりのエネルギーをＥｂで
表すと、ＢＰＳＫおよびＢＦＳＫそれぞれについて、２
√Ｅｂおよび√２Ｅｂとなる。また伝送に必要な信号帯
域幅（変調スペクトラム）はＢＰＳＫの方が狭くてよ
く、この面からＢＰＳＫがより好ましいといえる。The modulation format of the radio wave is, for example, 322
For wireless microphone devices that do not require a license to use at frequencies below MHz, the BPS with a simple circuit
A modulation scheme of K or BFSK is suitable. At this time, when the energy per bit is represented by Eb, the inter-symbol distance of modulation is 2 for each of BPSK and BFSK.
√Eb and √2Eb. Further, the signal bandwidth (modulation spectrum) required for transmission may be narrower in BPSK, and BPSK is more preferable from this aspect.
【００２５】ここで、ディジタル型マイクロフォン装置
に使用することのできる免許を必要としない周波数帯に
ついて検討する。関係法規である無線設備規則に規定さ
れ免許を要しない無線局の条件は、３２２ＭＨｚ以下の
周波数を用いる送信設備にあっては、３ｍの距離におい
て５００μＶ／ｍ以下、３２２ＭＨｚを越え１０ＧＨｚ
までは３ｍの距離で３５μＶ／ｍ以下と規定されてい
る。Here, a frequency band which does not require a license and which can be used for a digital microphone device will be examined. The condition of a radio station which does not require a license and which is specified in the radio equipment regulations as a related regulation is 500 μV / m or less at a distance of 3 m and 500 μV / m or more over 322 MHz and 10 GHz at a distance of 3 m.
Up to 35 μV / m at a distance of 3 m.
【００２６】まず、免許を要しない送信出力の上限を計
算する。３ｍの距離で５００μＶの電界強度を与える送
信機の実効輻射電力を求める。送信機からの距離が極め
て近い点で電界が規定されているため、遠距離で使う放
射電力のみの計算では誤差が生ずるので、静電界、誘導
電界も考慮する必要がある。 いま、実効輻射電力 Ｐｅ 送信空中線からの距離 ｄ とした場合、電界強度Ｅは次の(6) 式で与えられる。First, the upper limit of the transmission output that does not require a license is calculated. The effective radiated power of the transmitter giving an electric field strength of 500 μV at a distance of 3 m is determined. Since the electric field is defined at a point that is very short from the transmitter, an error occurs in the calculation of only the radiated power used at a long distance, so it is necessary to consider the static electric field and the induced electric field. Now, assuming that the effective radiation power Pe is a distance d from the transmitting antenna, the electric field strength E is given by the following equation (6).
【数６】 〔 〕内の第１項が放射電界、第２項が誘導電界、第３
項が静電界であり、３つの電界はλ／２πの距離で等し
くなる。(6) 式をＰｅについて解くと、次の(7)式とな
る。(Equation 6) The first term in [] is the radiation electric field, the second term is the induced electric field, and the third term is
The term is the electrostatic field, and the three fields are equal at a distance of λ / 2π. When equation (6) is solved for Pe, the following equation (7) is obtained.
【数７】 使用周波数を、従来のアナログ型ワイアレスマイクロフ
ォンを含め、放送局の素材伝送に割り当てられている１
６０ＭＨｚ帯、４６０ＭＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯を例に
計算すると、各周波数帯の上限実効出力電力は、表１の
ようになる。(Equation 7) The operating frequency is assigned to the material transmission of the broadcasting station, including the conventional analog wireless microphone.
When the calculation is made for the 60 MHz band, the 460 MHz band, and the 800 MHz band as an example, the upper limit effective output power of each frequency band is as shown in Table 1.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】この上限実効輻射電力を基に、小型ワイア
レスマイクロフォンの使用実績から、最大使用距離の１
００ｍまで（実用距離）の電界強度を求めてみる。実用
距離の電界は、使用する送信空中線利得など送信側の条
件に影響をされないよう、実効輻射電力を仲介として求
める。このようにして求めた１６０ＭＨｚ帯の距離に対
する電界強度の変化を図２に示す。図２から分かるよう
に、１６０ＭＨｚ帯では、かなり大きな受信電界強度が
得られる。Based on the upper limit effective radiated power, the maximum usage distance of 1
An electric field strength up to 00 m (practical distance) will be obtained. The electric field of the practical distance is determined by using the effective radiated power as an intermediary so as not to be affected by the conditions on the transmitting side such as the transmitting antenna gain used. FIG. 2 shows the change in the electric field strength with respect to the distance in the 160 MHz band obtained as described above. As can be seen from FIG. 2, a considerably large received electric field strength is obtained in the 160 MHz band.
【００２９】次に、４６０ＭＨｚ帯と８００ＭＨｚ帯で
は、上限輻射電力がほぼ同じとなったため、１００ｍま
での電界強度は、特に区別することなく求めた。図３
は、４６０ＭＨｚ帯と８００ＭＨｚ帯の電界強度の距離
に対する変化を示す。１００ｍの距離においては、電界
強度が１（ｄＢ／１μＶ／ｍ）程度となっている。Next, in the 460 MHz band and the 800 MHz band, the upper limit radiated power was almost the same, and thus the electric field strength up to 100 m was determined without particular distinction. FIG.
Indicates a change in the electric field strength between the 460 MHz band and the 800 MHz band with respect to the distance. At a distance of 100 m, the electric field intensity is about 1 (dB / 1 μV / m).
【００３０】受信アンテナの実効長はアンテナの輻射抵
抗をＲとすると、次の(8) 式で求められる。The effective length of the receiving antenna is given by the following equation (8), where R is the radiation resistance of the antenna.
【数８】 また、受信有効電力Ｐｒは次の(9) 式で求められる。(Equation 8) Further, the reception active power Pr is obtained by the following equation (9).
【数９】 各周波数帯について、受信距離１００ｍにおける受信電
力とＣ／Ｎを求めた条件として、受信アンテナは、１６
０ＭＨｚ帯を除き、受信アンテナ利得Ｇ＝２（３ｄＢ）
とし、受信輻射抵抗をＲ＝７３．１３として計算した。
一方雑音電力は、Ｎ＝ＫＴＢであり、Ｂ＝４００ＫＨ
ｚ、Ｔ＝２９３度、受信機の雑音指数ＮＦ＝１．５とす
ると、Ｎ＝２．４×１０-15 Ｗとなった。各使用周波数
ごとの受信電力とＣ／Ｎを表２に示す。(Equation 9) For each frequency band, the conditions under which the received power and C / N at a receiving distance of 100 m were obtained were as follows:
Except for the 0 MHz band, the receiving antenna gain G = 2 (3 dB)
And the received radiation resistance was calculated as R = 73.13.
On the other hand, the noise power is N = KTB and B = 400 KH
Assuming that z, T = 293 degrees and the noise figure of the receiver NF = 1.5, N = 2.4 × 10 −15 W. Table 2 shows received power and C / N for each used frequency.
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】また、ディジタル伝送を行う場合、ビット
誤り率が伝送性能を左右する重要な要素となる。変調方
式をＢＰＳＫとした場合のビット誤り率は、ほぼ次の(1
0)式で示される。In digital transmission, the bit error rate is an important factor influencing the transmission performance. When the modulation scheme is BPSK, the bit error rate is approximately (1)
It is shown by the equation (0).
【数１０】 横軸にＣ／Ｎ（ｄＢ）をとったビット誤り率の変化を図
４に示す。誤り訂正符号を使うことを前提とすると、裸
のビット誤り率が１０-4あれば十分である。従って、所
要のＣ／Ｎは９ｄＢとなる。(Equation 10) FIG. 4 shows the change of the bit error rate with C / N (dB) on the horizontal axis. Assuming that an error correction code is used, a bare bit error rate of 10 -4 is sufficient. Therefore, the required C / N is 9 dB.
【００３３】以上の結果を総合すると、免許無しで使用
できるディジタル型ワイアレスマイクロフォン装置は、
１６０ＭＨｚ帯を使用した場合のみ、実現できることと
なる。もとより無免許の前提があるため、１６０ＭＨｚ
帯に限定されず３２２ＭＨｚ以下の周波数であれば実現
可能である。Summing up the above results, a digital wireless microphone device that can be used without a license is:
This can be realized only when the 160 MHz band is used. 160MHz because there is no license requirement
The frequency is not limited to the band and can be realized if the frequency is 322 MHz or less.
【００３４】他方、免許を必要とするワイアレスマイク
ロフォン装置の場合には、その変調スペクトラムが１０
０ＫＨｚの帯域幅に納まっていなければならないという
無線設備規則の制約があるため、上記のようなＢＰＳＫ
やＢＦＳＫ変調とすることはできず、ＱＰＳＫ以上の多
値変調とせざるを得ない。On the other hand, in the case of a wireless microphone device requiring a license, its modulation spectrum is 10
Since there is a restriction of the radio equipment rules that the bandwidth must be within 0 KHz bandwidth, BPSK as described above
BFSK modulation cannot be performed, and multi-level modulation equal to or higher than QPSK must be performed.
【００３５】次に、位相（または周波数）変調・増幅回
路４の電力増幅段について検討する。位相（または周波
数）変調された信号を必要に応じアップコンバートした
後、電力増幅する増幅器は、ＡＢ級で動作するトランジ
スタ増幅器で構成するものとする。Next, the power amplification stage of the phase (or frequency) modulation / amplification circuit 4 will be discussed. After up-conversion of the phase-modulated (or frequency-modulated) signal as necessary, the amplifier that amplifies the power is configured by a transistor amplifier that operates in class AB.
【００３６】このとき、結合回路の損失も含めて１ｍＷ
の出力電力を得るものとする。電源電圧を３Ｖと仮定す
ると、負荷抵抗ＲＬは、次の(11)式で表される。At this time, 1 mW including the loss of the coupling circuit
Output power. Assuming that the power supply voltage is 3 V, the load resistance RL is expressed by the following equation (11).
【数１１】 いま、ＡＢ級増幅器の効率を内輪に見積もって、０．５
とすると直流入力電力Ｐｄｃは、次の(12)式となるか
ら、[Equation 11] Now, the efficiency of the class AB amplifier is estimated on the inner ring, and 0.5
Then, the DC input power Pdc is given by the following equation (12).
【数１２】 コレクタ電流Ｉｃは、次の(13)式となる。(Equation 12) The collector current Ic is expressed by the following equation (13).
【数１３】 コレクタ損失は、約１ｍＷであるから、受信用の高周波
増幅トランジスタ（低消費電力のもの）を使用すること
ができる。(Equation 13) Since the collector loss is about 1 mW, a high-frequency amplifying transistor for reception (with low power consumption) can be used.
【００３７】次に、本発明によるディジタル型ワイアレ
スマイクロフォン装置の、基地局を構成する受信機につ
いて説明する。なお、当然考えられるように、基地局
は、マイクロフォンのように、それを持って移動したり
するものではないから、小型、軽量、低消費電力にそれ
程拘束されるものではないが、従来存在しなかった、デ
ィジタル型ワイアレスマイクロフォン装置としてマイク
ロフォンに内蔵される小型のディジタル型送信機に対応
して必要なディジタル型受信機の回路構成に特徴を有す
るものである。Next, a receiver constituting a base station of the digital wireless microphone device according to the present invention will be described. As a matter of course, the base station does not move with a microphone, unlike a microphone, so it is not so restricted to small size, light weight, and low power consumption. The circuit configuration of the digital receiver required for a small digital transmitter incorporated in the microphone as a digital wireless microphone device, which is not provided, is characteristic.
【００３８】図５は、本発明によるディジタル型ワイア
レスマイクロフォン装置の受信機を示している。図５に
おいて、それぞれ、６は受信アンテナ、７は高周波増幅
・周波数変換器、８は中間周波増幅器、９は復調器、１
０は符号変換・デインターリーブ・誤り訂正回路、１１
は伸長復号器、および１２はＤ−Ａ変換器である。FIG. 5 shows a receiver of a digital wireless microphone device according to the present invention. In FIG. 5, 6 is a receiving antenna, 7 is a high-frequency amplifier / frequency converter, 8 is an intermediate frequency amplifier, 9 is a demodulator, 1
0 is a code conversion / deinterleaving / error correction circuit, 11
Is a decompression decoder, and 12 is a DA converter.
【００３９】次に、この受信機の動作につき説明する。
アンテナ６は、指向性を高めるなど所望に合わせてダイ
バーシティ受信とすることもできる。アンテナ６に順次
に接続される高周波増幅・周波数変換器７および中間周
波増幅器８は通常のものでよく、後者から前者へダイバ
ーシティ受信制御用の信号が印加される（ダイバーシテ
ィ受信の場合）。中間周波増幅器８の出力は復調器９に
供給されて、ベースバンドのビットストリームが復調さ
れる。Next, the operation of the receiver will be described.
The antenna 6 can also be used for diversity reception as desired, such as by increasing the directivity. The high-frequency amplifier / frequency converter 7 and the intermediate-frequency amplifier 8 which are sequentially connected to the antenna 6 may be ordinary ones, and a signal for diversity reception control is applied from the latter to the former (in the case of diversity reception). The output of the intermediate frequency amplifier 8 is supplied to a demodulator 9 where a baseband bit stream is demodulated.
【００４０】復調されたビットストリームは、図１に示
す送信機における符号変換・インターリーブ・誤り訂正
回路３に対応する符号変換・デインターリーブ・誤り訂
正回路１０に供給され、送信機におけるのとは逆の１４
−８変換がなされ、誤り訂正が行われる。この回路１０
の出力は伸長復号器１１に供給されて、送信機における
のと逆の、ビットレートの伸長がなされて原ディジタル
信号が復号され、ディジタル出力信号として取り出され
る。アナログ信号が必要なときには、伸長復号器１１の
出力（ディジタル出力信号）をＤ−Ａ変換器１２に供給
して、その出力側からアナログ出力信号を取り出すよう
にする。The demodulated bit stream is supplied to a code conversion / deinterleave / error correction circuit 10 corresponding to the code conversion / interleave / error correction circuit 3 in the transmitter shown in FIG. Of 14
-8 conversion is performed, and error correction is performed. This circuit 10
Is supplied to a decompression decoder 11, where the bit rate is expanded in the opposite manner to that at the transmitter, and the original digital signal is decoded and taken out as a digital output signal. When an analog signal is required, the output (digital output signal) of the decompression decoder 11 is supplied to the DA converter 12, and the analog output signal is extracted from the output side.
【００４１】以上で、本発明によるディジタル型ワイア
レスマイクロフォンシステムの、基本的な構成ならび
に、それらの諸元等についての説明を終るが、本発明で
はまた、現在市販されている音声記録・再生用のミニデ
スク（ＭＤ）の回路要素を、そのまま本発明マイクロフ
ォン装置の一部に組み込んで使用できることについて以
下に説明する。この場合には、本発明を構成する各回路
ブロックのすべてを始めから設計し直さなくてよいとい
うメリットがある。The basic configuration of the digital wireless microphone system according to the present invention and the specifications thereof have been described above. The present invention also relates to a commercially available audio recording / reproducing system. The fact that the circuit elements of the mini-desk (MD) can be directly incorporated into a part of the microphone device of the present invention will be described below. In this case, there is a merit that it is not necessary to redesign all the circuit blocks constituting the present invention from the beginning.
【００４２】まず、図１に示すディジタル型送信機につ
いては、Ａ−Ｄ変換器１から符号変換・インターリーブ
・誤り訂正回路３までが、ＭＤの記録側の回路要素（実
際にはＬＳＩ化されている）に置き替えられる。また、
図５に示すディジタル型受信機の場合には、ＭＤの再生
側の回路要素が、その入力信号としてビットレート１．
４Ｍｂｐｓのバースト状のビットストリームを受け入れ
るようにする必要があるため、図５の回路構成をそのま
ま使用することはできない。そこで、この場合には、図
５の復調器９と符号変換・デインターリーブ・誤り訂正
回路１０の間に、図６に示すように、新たに、３００Ｋ
ｂｐｓの復調信号を１．４Ｍｂｐｓのバースト状のビッ
トストリームに変換する変換回路（機能ブロック）１３
を介挿した構成とする。First, in the digital transmitter shown in FIG. 1, the components from the A / D converter 1 to the code conversion / interleave / error correction circuit 3 are the circuit elements on the MD recording side (actually, they are implemented as LSIs). Replaced). Also,
In the case of the digital receiver shown in FIG. 5, a circuit element on the reproduction side of the MD receives a bit rate of 1.
Since it is necessary to accept a 4 Mbps burst bit stream, the circuit configuration of FIG. 5 cannot be used as it is. Therefore, in this case, as shown in FIG. 6, a new 300K is provided between the demodulator 9 and the code conversion / deinterleaving / error correction circuit 10 in FIG.
A conversion circuit (functional block) 13 for converting a bps demodulated signal into a 1.4 Mbps burst bit stream.
Is interposed.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明によれば、音響−電気変換器と小
型、軽量かつ低消費電力のディジタル型の無線装置（特
に、送信機）とをマイクロフォン匡体の中に収容するこ
とによって、ディジタル型ワイアレスマイクロフォン装
置を初めて実現し、ワイアレスマイクロフォン使用時の
Ｓ／Ｎや混信に対する強さを、従来のアナログ型ワイア
レスマイクロフォンに比べ格段に改善することができ
る。According to the present invention, a digital-to-analog converter and a small, lightweight, low-power digital radio device (particularly, a transmitter) are housed in a microphone housing. For the first time, a wireless microphone device of the type is realized, and the S / N and the strength against interference when using the wireless microphone can be remarkably improved as compared with the conventional analog type wireless microphone.
【００４４】また、本発明によれば、ＭＤに使用されて
いる既存の回路要素を本発明マイクロフォン装置の一部
に組み込んで使用することにより、ディジタル型ワイア
レスマイクロフォン装置を一層容易に構成することがで
きる。Further, according to the present invention, a digital wireless microphone device can be constructed more easily by incorporating existing circuit elements used in the MD into a part of the microphone device of the present invention. it can.
【００４５】また、本発明によれば、３２２ＭＨｚ以下
の電波を使用することにより、初めて無免許のディジタ
ル型ワイアレスマイクロフォン装置の実現を可能にする
ことができる。According to the present invention, it is possible to realize an unlicensed digital wireless microphone device for the first time by using radio waves of 322 MHz or less.
【図１】本発明によるディジタル型ワイアレスマイクロ
フォンの送信機の一実施形態を示している。FIG. 1 shows an embodiment of a transmitter for a digital wireless microphone according to the present invention.
【図２】１６０ＭＨｚ帯の距離に対する電界強度の変化
を示している。FIG. 2 shows a change in electric field strength with respect to a distance in a 160 MHz band.
【図３】４６０ＭＨｚ帯と８００ＭＨｚ帯の距離に対す
る電界強度の変化を示している。FIG. 3 shows a change in electric field strength with respect to a distance between a 460 MHz band and an 800 MHz band.
【図４】Ｃ／Ｎに対するビット誤り率の変化を示してい
る。FIG. 4 shows a change in a bit error rate with respect to C / N.
【図５】本発明によるディジタル型ワイアレスマイクロ
フォンの受信機の一実施形態を示している。FIG. 5 illustrates an embodiment of a digital wireless microphone receiver according to the present invention.
【図６】本発明によるディジタル型ワイアレスマイクロ
フォンの受信機の他の実施形態を示している。FIG. 6 shows another embodiment of a digital wireless microphone receiver according to the present invention.
１ Ａ−Ｄ変換器 ２ 圧縮符号化器 ３ 符号変換・インターリーブ・誤り訂正回路 ４ 位相（または周波数）シフトキーイング変調・増幅
回路 ５ 送信アンテナ ６ 受信アンテナ ７ 高周波増幅・周波数変換器 ８ 中間周波増幅器 ９ 復調器 １０ 符号変換・デインターリーブ・誤り訂正回路 １１ 伸長復号器 １２ Ｄ−Ａ変換器 １３ 変換回路（機能ブロック）DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A / D converter 2 Compression encoder 3 Code conversion / interleave / error correction circuit 4 Phase (or frequency) shift keying modulation / amplification circuit 5 Transmitting antenna 6 Receiving antenna 7 High frequency amplifier / frequency converter 8 Intermediate frequency amplifier 9 Demodulator 10 Code conversion / deinterleave / error correction circuit 11 Decompression decoder 12 DA converter 13 Conversion circuit (functional block)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 27/10 Ｈ０４Ｌ 27/10 Ｂ 27/18 27/18 Ｂ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04L 27/10 H04L 27/10 B 27/18 27/18 B
Claims (9)
に接続された音響−電気変換器、Ａ−Ｄ変換器、符号化
器、誤り訂正回路および変調器と、該変調器の出力を受
信側に伝送するための前記マイクロフォン匡体の内部ま
たは外部に取付けられた送信アンテナとからなる送信機
と、該送信機から伝送された電波を受信するための、順
次に接続された受信アンテナ、復調器、誤り訂正回路、
復号器からなる受信機とによって構成されていることを
特徴とするディジタル型ワイアレスマイクロフォン装
置。1. An audio-to-electric converter, an A / D converter, an encoder, an error correction circuit, and a modulator housed in a microphone housing and connected sequentially, and an output of the modulator is received on a receiving side. A transmitter comprising a transmitting antenna mounted inside or outside the microphone housing for transmitting to the microphone housing, a receiving antenna and a demodulator sequentially connected for receiving radio waves transmitted from the transmitter , Error correction circuit,
A digital wireless microphone device comprising a receiver comprising a decoder.
縮符号化器２、符号変換・インターリーブ・誤り訂正回
路３、変調・増幅回路４および送信アンテナ５が順次に
接続配置されている送信機と、受信アンテナ６、高周波
増幅・周波数変換器７、中間周波増幅器８、復調器９、
符号変換・デインターリーブ・誤り訂正回路１０、およ
び伸長復号器１１が順次に接続配置されている受信機と
によって構成されていることを特徴とするディジタル型
ワイアレスマイクロフォン装置。2. An audio-electric converter, an A / D converter 1, a compression encoder 2, a code conversion / interleave / error correction circuit 3, a modulation / amplification circuit 4, and a transmission antenna 5 are sequentially connected and arranged. Transmitter, receiving antenna 6, high frequency amplifier / frequency converter 7, intermediate frequency amplifier 8, demodulator 9,
A digital wireless microphone device comprising: a code conversion / deinterleave / error correction circuit 10; and a receiver in which a decompression decoder 11 is sequentially connected.
装置の送信機は、音響−電気変換器、Ａ−Ｄ変換器１、
圧縮符号化器２、符号変換・インターリーブ・誤り訂正
回路３、変調・増幅回路４および送信アンテナ５が順次
に接続配置されていることを特徴とするディジタル型ワ
イアレスマイクロフォン装置の送信機。3. The transmitter of the digital wireless microphone device comprises an acoustic-electric converter, an A / D converter 1,
A transmitter for a digital wireless microphone device, wherein a compression encoder 2, a code conversion / interleave / error correction circuit 3, a modulation / amplification circuit 4, and a transmission antenna 5 are sequentially connected and arranged.
号変換・インターリーブ・誤り訂正回路３の誤り訂正
は、２重符号化リードソロモン符号に基づいて行うこと
を特徴とするディジタル型ワイアレスマイクロフォン装
置の送信機。4. A digital wireless microphone device according to claim 3, wherein the error correction of said code conversion / interleave / error correction circuit 3 is performed based on a double coded Reed-Solomon code. Transmitter.
調・増幅回路４の変調は、位相または周波数シフトキー
イング変調であることを特徴とするディジタル型ワイア
レスマイクロフォン装置の送信機。5. The transmitter according to claim 3, wherein the modulation of the modulation / amplification circuit is phase or frequency shift keying modulation.
相または周波数シフトキーイング変調は、ＢＰＳＫまた
はＢＦＳＫ変調であることを特徴とするディジタル型ワ
イアレスマイクロフォン装置の送信機。6. The transmitter of claim 5, wherein the phase or frequency shift keying modulation is BPSK or BFSK modulation.
装置の受信機は、受信アンテナ６、高周波増幅・周波数
変換器７、中間周波増幅器８、復調器９、符号変換・デ
インターリーブ・誤り訂正回路１０、および伸長復号器
１１が順次に接続配置されていることを特徴とするディ
ジタル型ワイアレスマイクロフォン装置の受信機。7. The receiver of the digital wireless microphone device includes a receiving antenna 6, a high-frequency amplifier / frequency converter 7, an intermediate frequency amplifier 8, a demodulator 9, a code conversion / deinterleave / error correction circuit 10, and a decompression decoder. A receiver for a digital wireless microphone device, wherein the receivers 11 are sequentially connected and arranged.
調器９と前記符号変換・デインターリーブ・誤り訂正回
路１０との間に変換回路１３が介挿配置されていること
を特徴とするディジタル型ワイアレスマイクロフォン装
置の受信機。8. A digital receiver according to claim 7, wherein a conversion circuit is interposed between said demodulator and said code conversion / deinterleave / error correction circuit. -Type wireless microphone device receiver.
装置において、無免許で使用可能な有効輻射電力で動作
するもののうちから、３２２ＭＨｚ以下の周波数を使用
して電波の送受を行うことを特徴とするディジタル型ワ
イアレスマイクロフォン装置。9. The microphone device according to claim 1 or 2, wherein radio waves are transmitted and received using a frequency of 322 MHz or less among those operating with effective radiation power that can be used without a license. Digital wireless microphone device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8306512A JPH10150692A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Digital wireless microphone device, transmitter and receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8306512A JPH10150692A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Digital wireless microphone device, transmitter and receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150692A true JPH10150692A (en) | 1998-06-02 |
Family
ID=17957925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8306512A Pending JPH10150692A (en) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Digital wireless microphone device, transmitter and receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10150692A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100321201B1 (en) * | 1999-06-11 | 2002-03-18 | 남효철 | Wireless microphone apparatus |
| KR100519260B1 (en) * | 2002-02-21 | 2005-10-06 | 주식회사 애드일렉코 | Rapidly optimized wireless mike and method thereof |
| CN100346669C (en) * | 2003-09-18 | 2007-10-31 | 复旦大学 | Non-microphone voice transmission device |
| JP2014209699A (en) * | 2013-03-29 | 2014-11-06 | 日本放送協会 | Ofdm transmission device, reception device, and transmission/reception method for wireless microphone |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP8306512A patent/JPH10150692A/en active Pending
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