JP2007129390A - 変調装置、送信装置、プログラム、及び変調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＤＳシステムに対応した、より簡便な構成の送信装置を提供する。
【解決手段】所定のビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、所定の波形データに基づいて生成する変調装置において、前記ビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する前記波形データを記憶している波形メモリ１４と、前記ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを波形メモリから読み出し、その波形データに基づいて前記変調搬送波の生成を行う変調搬送波生成手段１５とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビットストリームに基づき、変調した搬送波を生成する変調装置、これを用いた送信装置、プログラム、及び該変調装置における変調方法に関する。

多数の放送局が出現し、相互の影響を回避するための代替周波数を使用するようになってきている中で、ある放送局へのチューニングを保持するのを容易化するとともに、プログラムサービス名（ＰＳ）や、交通情報等をエンコードして得られるＲＤＳデータを、ＦＭ変調された本来の音声信号に多重化して送信できるようにしたＲＤＳシステム（ラジオ・データ・システム）が知られている。

図６はこのようなＲＤＳシステムに従った従来の送信装置におけるＲＤＳエンコーダの構成を示すブロック図である。この送信装置は、オーディオ及びテキストのデータを供給するソース５１、ソース５１が供給するテキストデータを、ＲＤＳシステムに従った所定形式のディジタルソースデータにコード化し、適切なタイミングで供給するＣＰＵ５２、ＣＰＵ５２からのディジタルソースデータについてディファレンシャル・エンコーディングを施すディファレンシャル・エンコーダ５３、ディファレンシャル・エンコーダ５３の出力についてバイ−フェーズ符号化を行うバイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータ５４、１９［ｋＨｚ］のパイロット・トーンを生成するパイロット・ジェネレータ５５、パイロット・トーンの第３倍音である５７［ｋＨｚ］のサブキャリアを、バイ・フェーズシンボルジェネレータ５４の出力によって変調するサブキャリア・モジュレータ５６、ソース５１からの音声信号及びパイロット・トーンに基づき、パイロット・トーン方式に従い、ステレオコンポジット信号を生成するＦＭモジュレータ５７を備える。

この構成において、ソース５１からのテキストデータは、ＣＰＵ５２によりＲＤＳシステムに従った所定の形式でエンコードされ、ディファレンシャル・エンコーダ５３によりディファレンシャル・エンコーディングが施され、バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータ５４によりバイ−フェーズ符号化が行われ、さらに、サブキャリア・モジュレータ５６においてサブキャリアの変調に供される。一方、ソース５１からの音声信号に基づき、ＦＭモジュレータ５７によりステレオコンポジット信号が生成される。サブキャリア・モジュレータ５６の出力及びＦＭモジュレータ５７の出力は加算され、ＦＭ周波数帯のキャリアに載せてアンテナから送信される。

なお、このようなＲＤＳシステムを利用した従来の送信装置については、たとえば、特許文献１に記載がある。同文献の装置は、車両に搭載されたＣＤチェンジャ等のデジタルオーディオ機器をオーディオ及びテキストデータのソースとし、各データに基づいて変調された信号を混合し、高周波の搬送波に載せて送信するようにしたものである。送信された電波は、同一車両内のＲＤＳに対応したＦＭ受信機によって受信され、テキストデータについては該受信機のディスプレイにおいて表示されるようになっている。

特開平８−４６５３８号公報

しかしながら、上述従来のＲＤＳシステムに従った送信装置によれば、変調されたＲＤＳデータを生成するに際し、ディファレンシャル・エンコーダ５３、バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータ５４、サブキャリア・モジュレータ５６等の大掛かりなハードウェアを用いてソースデータをエンコードし、変調するようにしている。したがって、かかる大掛かりなハードウェアに掛かるコストが、送信装置の製品化を困難なものとしている。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、ＲＤＳシステムに対応したより簡便な構成の送信装置を提供することにある。

上記目的を達成するための第１の発明に係る変調装置は、所定のビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、所定の波形データに基づいて生成する変調装置に関する。この変調装置は、前記ビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する前記波形データを記憶している波形メモリと、前記ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを波形メモリから読み出し、その波形データに基づいて変調搬送波の生成を行う変調搬送波生成手段とを具備することを特徴とする。

ここで、変調装置としては、たとえば、変調されたＲＤＳデータを生成するＲＤＳエンコーダや、ＲＢＤＳシステム（ラジオ放送データ・システム）に従ってＦＭコンポジット信号に加算される変調信号を生成するＲＢＤＳエンコーダが該当する。ビットストリームとしては、たとえば、ＲＤＳシステムやＲＢＤＳシステムに従い、交通情報等のテキストデータを所定の形式でコード化したデータを構成するものが該当する。ｍビット期間とはビットストリームにおいてｍビットのデータが流れるに要する期間である。したがって、ｍビット期間に発生し得るビットパターンとしては、最大、２のｍ乗の数のパターンが存在し得る。波形データが特定する波形としては、たとえば、ＦＭコンポジット信号に対して最終的に加算されるＲＤＳデータをパルス振幅変調やパルス幅変調したような波形が該当する。波形データとしては、たとえばパルス振幅変調の場合における各パルスの振幅値や、パルス幅変調の場合における各パルスのパルス幅等のように波形を特定するためのデータが該当する。

この構成において、所定のビットストリームが入力されると、そのｍビット期間毎に、ビットパターンに対応する波形データが波形メモリから読み出され、その波形データによる波形に基づく信号が、変調搬送波として出力される。その間、従来のように、バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータやサブキャリア・モジュレータを使用することなく、変調搬送波を出力することができる。

第２の発明に係る変調装置は、第１発明において、変調搬送波生成手段は、読み出した波形データによる波形の信号を整形して変調搬送波を出力するフィルタを有することを特徴とする。

第３の発明に係る変調装置は、第１又は第２発明において、ｍビット期間に発生し得るビットパターンに対応する波形データは、予め前記ビットストリームに基づき、前記所定の搬送波を混合して得られる変調された搬送波に基づいて取得したものであることを特徴とする。

第４の発明に係る変調装置は、第１〜第３のいずれかの発明において、ｍビット期間に発生し得るビットパターンに対応する波形データは、予め前記ビットストリームに対して前記所定の搬送波を混合して得られる変調された搬送波を、該搬送波の倍又は倍以上の周波数でサンプリングすることにより取得したものであることを特徴とする。

第５の発明に係る変調装置は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記所定の搬送波は、ＲＤＳ又はＲＢＤＳシステムにおけるサブキャリアであり、前記所定のビットストリームは、ＲＤＳ又はＲＢＤＳシステムにおけるディファレンシャル・エンコーダの出力に相当するものであることを特徴とする。

第６の発明に係る送信装置は、第１〜第５のいずれかの発明に係る変調装置を備え、該変調装置の出力を所定のＦＭコンポジット信号に加算し、加算して得られた信号によって所定の主搬送波を変調し、変調された主搬送波を送信するものであることを特徴とする。

第７の発明に係るプログラムは、所定のビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する波形データを記憶している波形メモリを備えた変調装置に、前記ビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、前記波形データに基づいて生成する変調搬送波生成手順を実行させるプログラムであって、該搬送波生成手順は、ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを波形メモリから読み出し、その波形データに基づく波形の信号を、変調搬送波の基礎となる信号として出力する手順を具備することを特徴とする。

第８の発明に係る変調方法は、所定のビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する波形データを記憶している波形メモリを備えた変調装置において、前記ビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、所定の波形データに基づいて生成する変調方法であって、ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを波形メモリから読み出し、その波形データに基づいて変調搬送波の生成を行う変調搬送波生成工程を具備することを特徴とする。

本発明によれば、バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータやサブキャリア・モジュレータのような大掛かりな装置を使用する必要なく、ビットストリームに基づき、変調した搬送波を得ることができる。

図１は本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この送信装置は、オーディオデータ及びテキストデータを供給するソース１１、１９［ｋＨｚ］のパイロット・トーンを生成するパイロット・ジェネレータ１２、ソース１１からの音声信号及びパイロット・ジェネレータ１２からのパイロット・トーンに基づき、ステレオコンポジット信号を生成するＦＭモジュレータ１３、ＲＤＳデータで変調した５７［ｋＨｚ］の副搬送波（以下、「変調副搬送波」という。）を生成するための波形データが格納されている波形メモリ１４、ソース１１からのテキストデータ、パイロット・ジェネレータ１２からのパイロット・トーン、及び波形メモリ１４から読み出す波形データに基づき、変調した副搬送波をパルス振幅変調したようなＲＤＳデータ（以下、「整形前の変調副搬送波」という。）を生成するＣＰＵ１５、ＣＰＵ１５からの整形前の変調副搬送波の波形を滑らかなアナログ信号の波形に整形して変調副搬送波とするローパスフィルタ１６を備える。

ＦＭモジュレータ１３は、ソース１１からのオーディオデータに基づき、パイロット・トーン方式に従い、ステレオコンポジット信号を生成するものである。ステレオコンポジット信号には、ソース１１からのオーディオデータに基づく左右の和信号（Ｌ＋Ｒ）及びその差信号（Ｌ−Ｒ）、並びに１９［ｋＨｚ］のパイロット信号が含まれる。差信号（Ｌ−Ｒ）は、３８［ｋＨｚ］の副搬送波を抑圧振幅変調して生成される。

波形メモリ１４には、図６の従来装置におけるディファレンシャル・エンコーダ５３が所定のｍビット期間に出力し得るすべてのビットパターンに対応する第１〜第ｎの波形について、各波形を特定するための波形データが格納されている。ｍ＝１、ｎ＝２の場合には、波形メモリ１４には、１ビット期間に出力し得る第１及び第２の波形を特定する波形データが格納されることになる。ちなみに、ｍ＝２、ｎ＝４の場合には、２ビットで表現し得る４つのビットパターン「００」、「０１」、「１０」、及び「１１」に対応する第１〜第４の波形についての波形データが波形メモリ１４に記憶されることになる。

図２は図６の従来装置におけるディファレンシャル・エンコーダ５３の出力例を示す。図中のｔは１ビット期間（＝１／１１８７．５［秒］）である。この出力は２値信号であり、各ビット期間において、「０」又は「１」の値をとる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、上述のｍ＝１、ｎ＝２の場合に、波形メモリ１４に記憶されている波形データにより特定される第１及び第２の波形を示す。同図（ａ）の波形は図２の出力例における値「０」に対応し、同図（ｂ）の波形は値「１」に対応する。

図３の波形の波形データは、図６の装置におけるサブキャリア・モジュレータ５６の出力を、標本化定理に従い、再現しようとしているサブキャリアの周波数５７［ｋＨｚ］の２倍、すなわち１１４［ｋＨｚ］のサンプリング周波数でサンプリングして得たものである。ディファレンシャル・エンコーダ５３の出力が「０」であるビット期間におけるサブキャリア・モジュレータ５６の出力をサンプリングして得られた波形が図３（ａ）の波形であり、ディファレンシャル・エンコーダ５３の出力が「１」であるビット期間におけるサブキャリア・モジュレータ５６の出力をサンプリングして得られた波形が図３（ｂ）の波形である。

ＣＰＵ１５はソース１１からのテキストデータに基づき、図６におけるディファレンシャル・エンコーダ５３の出力に相当する段階までエンコードを行い、得られるビットストリームのｍビット毎に、波形メモリ１４から対応する波形データを読み出し、読み出した波形データに基づいてその波形をｍビット期間毎に出力する。つまりｍ＝１の場合には、１ビット毎に、対応する同図（ａ）又は（ｂ）の波形を割り当てながら、各波形を１ビット期間毎に出力する。したがって、ＣＰＵ１５の出力は、同図（ａ）又は（ｂ）の波形が連続した信号となる。

図４はＣＰＵ１５による処理の一部を示すフローチャートである。この処理は、ソース１１からのテキストデータに基づき、図６のディファレンシャル・エンコーダ５３の出力に相当する段階までＣＰＵ１５がエンコードを行うことにより得られるビットストリームのｍビット毎に行われる。

すなわち、まず、ステップ２１〜２３において、今回処理するｍビットのビットパターンは第１〜第（ｎ−１）のいずれかの波形に対応するかどうかを判定する。いずれかの波形に対応すると判定した場合には、対応する波形の波形データを波形メモリ１４から読み出し、該波形データに基づく波形の信号を、対応するｍビット期間における整形前の変調副搬送波として出力する。これにより、図４の処理を終了する。

一方、ステップ２１〜２３において、第１〜第（ｎ−１）のいずれの波形にも対応しないと判定した場合には、ステップ２７において、第ｎ波形の波形データを読み出し、該波形データに基づく波形の信号を、対応するｍビット期間における整形前の変調副搬送波として出力する。これにより、図４の処理を終了する。

以上の図４の処理を繰り返すことにより、ビットストリームのｍビット毎に、対応する第１〜第ｎの波形の信号が、整形前の変調副搬送波として順次出力される。なお、ｍ＝１の場合には、１ビット期間毎に図３（ａ）又は（ｂ）の波形が出力されることになる。

図５は図３（ｂ）の波形がローパスフィルタ１６に入力された場合の、ローパスフィルタ１６の出力を示す。ＣＰＵ１５が出力する図３のような波形の整形前の変調副搬送波部分は、ローパスフィルタ１６により、図５のような滑らかな波形のアナログ信号に変換される。これにより、図６のサブキャリア・モジュレータ５６が出力するのと同様の、変調されたＲＤＳデータが得られる。ローパスフィルタ１６が出力する変調副搬送波としてのＲＤＳデータは、ＦＭモジュレータ１３が出力するステレオコンポジット信号と多重化される。多重化された信号は、ＦＭトランスミッタによりＦＭ帯のキャリアを変調し、ＦＭ波として送信される。

本実施形態によれば、従来必要であった、ディファレンシャル・エンコーダ、バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータ、及びサブキャリア・モジュレータを用いることなく、サブキャリア周波数のＲＤＳデータを生成することができる。したがって、送信装置におけるＲＤＳエンコーダ部分を、最小限の外付けハードウェアにより、低価格のものとして実現することができる。

なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、波形メモリ１４に予め登録しておく波形データとして、最終的にＦＭコンポジット信号と多重化されるＲＤＳデータをパルス振幅変調したような波形のデータを用いているが、この代わりに、他の形式によるデータ、たとえば該ＲＤＳデータをパルス幅変調や、ΔΣ変換したような波形の波形データとして登録しておくようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。 図６の従来装置におけるディファレンシャル・エンコーダの出力例を示す図である。 図１の装置の波形メモリに記憶されている波形データにより特定される第１及び第２の波形を示す図である。 図１の装置のＣＰＵによる処理の一部を示すフローチャートである。 図３（ｂ）の波形が図１の装置のローパスフィルタに入力された場合の、該ローパスフィルタの出力を示す図である。 ＲＤＳシステムに従った従来の送信装置におけるＲＤＳエンコーダの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１，５１：オーディオ／テキストソース、１２，５５：パイロット・ジェネレータ、１３，５７：ＦＭモジュレータ、１４：波形メモリ、１５，５２：ＣＰＵ、１６：ローパスフィルタ、５３：ディファレンシャル・エンコーダ、５４：バイ−フェーズ・シンボル・ジェネレータ、５６：サブキャリア・モジュレータ。

Claims (8)

1. 所定のビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、所定の波形データに基づいて生成する変調装置であって、
   前記ビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する前記波形データを記憶している波形メモリと、
   前記ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを前記波形メモリから読み出し、その波形データに基づいて前記変調搬送波の生成を行う変調搬送波生成手段とを具備することを特徴とする変調装置。
2. 前記変調搬送波生成手段は、前記読み出した波形データによる波形の信号を整形して前記変調搬送波を出力するフィルタを有することを特徴とする請求項１に記載の変調装置。
3. 前記ｍビット期間に発生し得るビットパターンに対応する波形データは、予め前記ビットストリームに基づき、前記所定の搬送波を混合して得られる変調された搬送波に基づいて取得したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の変調装置。
4. 前記ｍビット期間に発生し得るビットパターンに対応する波形データは、予め前記ビットストリームに対して前記所定の搬送波を混合して得られる変調された搬送波を、該搬送波の倍又は倍以上の周波数でサンプリングすることにより取得したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の変調装置。
5. 前記所定の搬送波は、ＲＤＳ又はＲＢＤＳシステムにおけるサブキャリアであり、前記所定のビットストリームは、ＲＤＳ又はＲＢＤＳシステムにおけるディファレンシャル・エンコーダの出力に相当するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の変調装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの変調装置を備え、該変調装置の出力を所定のＦＭコンポジット信号に加算し、加算して得られた信号によって所定の主搬送波を変調し、変調された主搬送波を送信するものであることを特徴とする送信装置。
7. 所定のビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する波形データを記憶している波形メモリを備えた変調装置に、前記ビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、前記波形データに基づいて生成する変調搬送波生成手順を実行させるプログラムであって、
   該搬送波生成手順は、前記ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを前記波形メモリから読み出し、その波形データに基づく波形の信号を、前記変調搬送波の基礎となる信号として出力する手順を具備することを特徴とするプログラム。
8. 所定のビットストリームにおける所定のｍビット期間（ｍは正の整数）に発生し得る各ビットパターンに対応する所定の波形を特定する波形データを記憶している波形メモリを備えた変調装置において、
   前記ビットストリームに基づき、所定の搬送波を変調して得られるのと同様の変調搬送波を、所定の波形データに基づいて生成する変調方法であって、
   前記ｍビット期間毎に、前記ビットストリームにおいて発生するビットパターンに対応する波形データを前記波形メモリから読み出し、その波形データに基づいて前記変調搬送波の生成を行う変調搬送波生成工程を具備することを特徴とする変調方法。

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