DE2522947A1

DE2522947A1 - Uebertragungsverfahren fuer mehrere fernsehsignal-begleittoene

Info

Publication number: DE2522947A1
Application number: DE19752522947
Authority: DE
Inventors: Frantisek Dipl Ing Fenik
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1974-05-23
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1975-11-27
Also published as: FR2272559A1; SU645289A1; DD118495A1; CS171516B1; DE2522947B2; HU175310B; FR2272559B3

Description

Übertragungsverfahren für mehrere Fernsehsignal-Begleittöne

Die Erfindung betrifft ein übertragungsverfahren für mehrere Fernsehsignal-Begleittöne durch eine in den Austastintervallen des Videosignals übertragene Pulscodemodulation bzw. -Tastung (P, C, M) .

Bisher wird bei der Fernsehübertragung meistens nur ein Begleitton-Kanal verwendet. Durch Verallgemeinerung dieses Übertragungsverfahrens für mehrere Begleittöne kann man zu einem Frequenz-Multiplex gelangen, dessen Grundnachteile in einer Frequenzbanderweiterung des Übertragungskanals und in der Gefahr gegenseitiger Intermodülationen zwischen den Teilkanälen liegen. Eine derartige Signalbildung stellt höhere Forderungen an den Übertragungskanal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den oben genannten Nachteil durch ein neues übertragungsverfahren für mehrere Fernsehsi-

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^mm a> ^mm

gnal-Begleittöne mittels-- einer in den Austastintervallen des Videosignals übertragenen Pulscode-Modulation (PCM) zu beseitigen. Erfindungsgemäß werden mittels Codiertastung nacheinander zeitlich übertragene einzelne Tonsignale in ein Hauptkanalsignal und Hilfskanalsignale aufgeteilt, wobei durch das Hauptkanalsignal ein Begleittonsignal mittels zweier in einem Zeitintervall gleich der Dauer einer Fernsehbildzeile vorgenommener Codiertastungen übertragen wird, während durch das Hilfskanalsignal nur eine Codiertastung in einem Zeitintervallstück der Dauer einer Fernsehbildzeile übertragen wird. Mittels der Hilfskanäle, durch die zu einem gegebenen Zeitpunkt keine aktiven Tonsignale übertragen werden, wird ein auf der Empfangseite ein automatisches Umschalten auf das Hauptkanalsignal erlaubender Code übertragen.

Die Information über die Lage der Vorderflanke des Synchronisationsimpulses des vollen ausgetasteten Synchronisationsimpulses übertragen, wobei die Polarität des geschmälerten Synchronisationsimpulses mit der Polarität von Synchronisationsimpulsen übereinstimmt, die Lage der Vorderflanke des eingeengten Synchronisationsimpulses mit der Lage der Vorderflanke des Synchronisationsimpulses übereinstimmt, die Breite des geschmälerten Synchronisationsimpulses kleiner als die Breite des Zeilensynchronisationsimpulses ist, und die Information über die Lage der Hinterflanke des Synchronisationsimpulses mittels eines Zweibit-Codes übertragen wird, dessen Impulse nach der den Anfang der Übertragung der Codiertastung im gegebenen Austastintervall angebenden Marke zeitlich eingereiht sind.

Die Erfindung schafft ein übertragungsverfahren für mehrere Begleittöne eines Fernsehsignals, das die übertragung eines so aufgebauten und mittels eines Nachrichtensatellits übertragenen Vollsignals durch einen Kanal ermöglicht, der nur hinsichtlich der übertragung der Bildkomponente dieses

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Vollsignals gelöst wird. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eben so ein hinsichtlich der übertragung der Bildkomponente des Vollsignals gelöster Kanal zur Übertragung eines Fernsehsignals mit mehreren Begleittönen verwendet ist, womit eine minimale Bandbreite des Übertragungskanals erreicht ist.

Das übertragungsverfahren für mehrere Begleittöne eines Fernsehsignals durch eine in den Austastintervallen des Videosignals übertragene Puls-Code-Tastung wird näher beschrieben anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 die Tastung mit einem Tastfreguenzsignal,

Fig. 2 ein Beispiel der übertragung eines Begleitton-Signals in einem Zeilenaustastintervall,

Fig. 3 Einzelheiten des Zeilenaustastimpulses.

Bei einem im SECAM-Farbfernseh-System codierten Bildsignal werden in den aktiven Signalzonen das Synchronisiersignal und das Signal der modulierten Farbträgerwelle übertragen. Die erforderliche Kapazität des Begleittonkanals ist durch die Bildaufbauänderung des vollen codierten, die Synchronisationsimpulse enthaltenden Bildsignals gesichert, wobei auf der Empfangsseite eine relativ einfache Transformation des so beschaffenen Signals in ein Standardsignal möglich ist. Die Kapazität des Begleittonkanals ist durch folgende Transformationsweise des vollen codierten Signals gesichert:

a) Das Synchronisiersignal wird so übertragen, daß die Vorderflanke des Synchronisationsimpulses mittels eines negativen geschmälerten Synchronisationsimpülses übertragen wird, wobei die Vorderflanke des geschmälerten Synchronisationsimpülses in Zeitkoinzidenz mit der Vorderflanke des Synchronisa-

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tionsimpulses des Standardsignals sich befindet. Der Pegel
dieses Impulses gleicht dem Pegel von Synchronisationsimpulsen S des Standardsignals. Die Lage der Hinterflanke des
Synchronisationsimpulses S wird mittels eines Zweibit-Codes mit Information über drei Grundzustände übertragen:

1. Die Hinterflanke des Synchronisationsimpulses ist die Hinterflanke des Ausgleichimpulses;

2. die Hinterflanke des Synchronisationsimpulses ist die Hinterflanke des Zeilensynchronisationsimpulses;

3. die Hinterflanke des Synchronisationsimpulses ist die Hinterflanke des Zeileninhaltes des vertikalen Synchronisationsimpulses .

b) Das Zeitintervall der übertragung von unmodulierter Farbträgerwelle im Zeilenaustastintervall ist verkürzt.

Der Begleitton wird mittels der Pulscode-Tastung (P, C, M) übertragen, die in den Zeilenaustastintervallen vorgenommen wird. Das Vornehmen der Tastung in einzelnen Kanälen ist so synchronisiert, daß es eine nacheinanderfolgende übertragung von allen Begleittönen ohne passive Intervalle für einzelne Tastungen ermöglicht.

Jede Tastung des Tonsignales wird nach Durchlaufen linearer und nichtlinearer Entzerrer in eine Gruppe von Impulsen so codiert, daß ihr Momentanpegel mittels einer binären Zahl in einer bestimmten Codeanordnung übertragen wird.

Die maximal übertragene Frequenz des Tonkanalspektrums ist durch die Frequenz der Tastung begrenzt. Falls während
des Zeitintervalls gleich der Dauer einer Fernsehsignalzeile

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T nur eine einzige Tastung vorgenommen wird, gilt für die maximale Frequenz

_f ^ _J

^rmax ^s 2 T '

d. h. bei T = 64 με ist f < 7,8 kHz.

Eine zweifache Verbreiterung des Frequenzbandes kann man durch Tastung mittels der Tastperiode T„/2 erzielen, wobei die dem Tastsignalpegel in einem Zeitpunkt t entsprechende Informati.on und die dem Tastsignalpegel in einem Zeitpunkt t + T /2 entsprechende Information beide nacheinanderfolgend in einem Zeilenaustastintervall übertragen werden. Die Tastung mit der Periode T„/2 des Tastimpulses ist in Fig. 1 dargestellt. Das Tonsignal a.. wird mit Tastimpulsen der Tastfrequenz F_TT„ getastet. Die ungeradzahligen Tastungen 1, 3, 5 ... sind zeitlich um T„/2 so verzögert, daß das Tonsignal a₁ durch Impulspaartastung 1-2; 3-4; ... mit der Tastfrequenz 1/T₁₁ übertragen wird. Diese Tonsignale werden in ein Pulscodemodulations-Signal codiert, das mittels Codiertastung A.; A₂; A₃; ... übertragen wird. Auf der Empfangsseite wird die Codiertastung in die Pegeltastung 1'; 2'; 3"; ... decodiert, die im Pegel sowie in der Zeitfolge der Tastung 1; 2; 3; ... entspricht. Durch Verzögerung der geradzahligen Pegeltastung 2"; 4'; 6 '; ... wird eine Pegel- und Zeitfolge erzielt, die der Pegel- und Zeitfolge des Tonsignales a.. entspricht. Mittels dieser Pegeltastung wird die Regeneration des Signals auf der Empfangsseite durchgeführt.

Eine erhöhte Anforderung an die Übertragungsqualität ist mit einer erhöhten Anforderung an die Kapazität des Übertragungskanals verbunden - die Anzahl der Bits einer Codiertastung bestimmt das Verhältnis Signal/Quantisierungsrauschen, die Anzahl der in einem Zeitintervall gleich der Dauer einer Fernsehsignalzeile abgenommenen Tastungen bestimmt die Breite des Spektrums des übertragenen Signals.

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Der Gegensatz zwischen der Anforderung an die Übertragungsqualität des Begle'ittons einerseits und der Anforderung an die maximale Anzahl der übertragenen Begleittonsignale andererseits ist durch die erfindungsgemäße Anordnung des Vollsignals beseitigt, die von der Aufteilung von Tonkanälen in den Hauptkanal und in die Hilfskanäle ausgeht. Als Hauptkanal versteht man den Kanal, der das Begleittonsignal mit vollem Spektrum, d. h. mit der Bandbreite ca. 13 kHz, überträgt. Die Hilfskanäle sind die übrigen Kanäle für Begleittöne, die das Begleittonsignal mit begrenztem Spektrum, d. h. mit der Bandbreite von etwa 6,5 kHz, übertragen.

Die Übertragungsbandbreite ist voll zur übertragung von Musiksendungen ausgenutzt, die Bandbreite der Hilfskanäle genügt völlig für die übertragung des Spektrums von Sprechbzw. Gesprächssignalen. Aus dieser Grundaufteilung von Kanälen geht die folgende Aufteilung von übertragenen Sendungen hervor:

a) Die einen Qualitätsübertragungskanal erfordernde Gruppe von Sendungen wird für die Gebiete anderer Sprachen nicht vorbereitet, weil schon die Struktur von Sendungen eine solche Vorbereitung nicht erfordert und nicht ermöglicht. Für diesen Fall ist zur Übertragung nur der Grundkanal ausgenutzt, und mit den Hilfskanälen wird nur ein Signal mit der Information über die Übertragung des aktiven Signals nur mittels des Hauptkanals übertragen,

b) die je einen vollen Qualitätsübertragungskanal erfordernde Gruppe von Sendungen, z. B. Nachrichten, Sportübertragungen usw. werden mit Erläuterungen in verschiedenen Sprachen versehen. In diesem Fall werden zur übertragung sowohl die Hilfskanäle als auch der Hauptkanal benutzt,

c) die Gruppe von Sendungen, die eine mittels des Hauptkanals

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übertragene Komponente sowie eine mittels der Hilfskanäle übertragene Komponente umfaßt.

Außer diesen Grundforderungen werden hinsichtlich des eigenen Übertragungssystems auch folgende Forderungen erfüllt:

a) Für den Fall der Übertragung von Begleitton nur mittels des Hauptkanals ist es nötig, das Signal so zu codieren, daß die automatische Umschaltung des Decodierers vom Hilfskanal auf den Grundkanal ermöglicht wird,

b) für den Fall der Vorwahl des Hilfstonkanals durch den Teilnehmer sichert das Signal eine Möglichkeit der automatischen Umschaltung auf den Hilfskanal im Zeitpunkt, wenn dieser mit eigenem aktiven Signal besetzt wird.

Wegen der maximalen Kapazitätsausnutzung des Übertragungskanals ist die Tastung des Begleittonsignals mit Ausnutzung der Pulsserien sin LO 2T codiert. Das Pulscodemodulation-Signal C mit der Information über die Lage der Hinterflanke des Synchronisationsimpulses, der den Anfang der Serie des Pulscodemodulation-Signals angebenden Marke S_M und der Tastcodes des Begleittonsignals ist in Fig. 2 dargestellt. Die Lage des Pulscodemodulation-Signals ist durch die Dauer t des Vorsicherheitsintervalls des Zeilensynchronisationsimpulses, durch die Länge t. der Flanke des geschmälerten Synchronisationsimpulses S_R/ durch die Breite t₂ des geschmälerten Synchronisationsimpulses S_ und durch das Sicherheitsintervall t-, zwischen den Flanken von Impulsen S_R und S„ gegeben. Die Kapazität des Übertragungskanals ist durch das mit einem Austastintervall T₁₇

definierte übertragungsinterval1 T_c des aktiven Signals, durch

to

das Nachsicherheitsintervall t„ und durch die Breite t., des Radioimpulses der unmodulierten Farbträgerwelle BN gegeben. Mit T ist in Fig. 2 das übert:
modulation-Signals bezeichnet.

Mit T ist in Fig. 2 das Übertragungsintervall des Pulscode-

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Man kann zeigen, daß bei T„ = 14,6 μβ, t.. + t = 0,8 με, t_p = 1,2 μβ, t^ = t. = 0,4 με, t~ = 1,2 μβ mit einem so zusammengesetzten Signal die übertragung von einem Hauptkanal und sechs Hilfskanälen möglich ist, das bedeutet eine siebensprachige übertragung bei einem Verhältnis Signal/Quantizierungsrauschen des codierten Signals gleich 54 dB.

Einzelheiten des Zeilenaustastimpulses sind in Fig. 3 dargestellt. Die Information über die Lage der Hinterflanke des Synchronisationsimpulses S wird %n dieser Anordnung mittels des der folgenden Tabelle entsprechenden Zweibit-Codes übertragen:

Lage des logischen Pegels:

übertragener Impuls A₁ A„

Ausgleichimpuls 1 0

Zeilensynchronisationsimpuls 0 1

Halbbxldsynchronxsationsimpuls 0 0

Das beschriebene Verfahren der übertragung von mehreren Begleittönen zusammen mit einem Bildsignal ist vor allem in einem Nachrichtensatellitennetz zur direkten Sendung vom Fernsehsignal verwendbar. Durch maximale Ausnutzung von inaktiven Zonen des Videosignals für die übertragung von Begleittonsignalen wird die Ausnutzung des zuständigen Kanals für eine maximale Anzahl von Teilnehmerbodenstationen gesichert.

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Claims

Patentansprüche

( 1J übertragungsverfahren für mehrere Begleittöne eines Fernsehsignals durch in den Austastintervallen des Videosignals übertragene Puls-Code-Tastung bzw. -Modulatoren, !dadurch gekennzeichnet, daß mittels Codiertastung (A₁; A₂ ... A) nacheinander zeitlich übertragene einzelne Tonsignale (a..; a~ .. . a ) in ein Hauptkanal signal und Hilfskanalsignale aufgeteilt werden, wobei durch das Hauptkanalsignal ein Begleittonsignal mittels zweier in einem Zeitintervall (T„) gleich der Dauer einer Fernsehsignalzeile vorgenommener Codiertastungen übertragen wird, während durch das Hilfskanalsignal nur eine einzige Codiertastung in einem Zeitintervall (T_H) gleich der Dauer einer Fernsehsignalzeile übertragen wird.
2. Übertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Hilfskanälen, durch die zu einem gegebenen Zeitpunkt keine aktiven Tonsignale (a- ... a ) übertragen werden, ein auf der Empfangseite ein automatisches Umschalten auf das Hauptkanalsignal erlaubender Code übertragen wird.
3. übertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über die Lage der Vorderflanke des Synchronisationsimpulses (S) des vollen ausgetasteten synchronisierten Videosignals mittels eines geschmälerten Synchronisationsimpulses (S_R) übertragen wird, wobei die Polarität des geschmälerten Synchronisationsimpulses (S_R) mit der Polarität der Synchronisationsimpulse (S) übereinstimmt, die Lage der Vorderflanke des geschmälerten Synchronisationsimpulses (S_) mit der Lage der Vorderflanke des Synchronisationsimpulses (S) übereinstimmt, die Breite des geschmälerten Synchronisationsimpulses (S_R) kleiner als die Breite des Zei-

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lensynchronxsatxonsimpulses ist und die Information über die Lage der Hinterflanke des Synchronisationsimpulses (S) mittels eines Zweibit-Codes übertragen wird, dessen Impulse nach einer den Anfang der Übertragung von Codiertastung im gegebenen Austastintervall (T-) angebenden Marke (S ).zeitlich eingereiht sind.

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