JP2825163B2 - 有線伝送装置 - Google Patents

有線伝送装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、CATVやブロードパンドLAN等において、
映像信号を有線伝送する伝送方式に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図は、電気通信技術審議会編の「新しいCATV技
術」((株)ぎようせい、1987)に記載の上り映像信号
の周波数配列の事例及び標準化(案)であるが、これか
ら明らかなように、上り映像信号の伝送方式は下り映像
信号の伝送方式と同じ周波数帯域幅6MHzのいわゆる残留
側波帯伝送方式を考えている。
この残留側波帯伝送方式は振幅変調方式の一種で、テ
レビジヨン放送における地上波の伝送方式として広く一
般的に使用されているものである。
一方、振幅変調方式よりも伝送路の非線形性による歪
が少なく、同程度の信号対雑音比を少ない送信電力で得
ることができ、又、干渉妨害を受けにくい等の特徴のあ
る表1(電気通信技術審議会編の「新しいCATV技術」
((株)ぎようせい、1987)に記載)のような周波数変
調方式のものも報告されている。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の上り映像信号の伝送方式は以上のように振幅変
調方式を採用しているが、これはデレビジヨン放送にお
ける地上波の伝送方式と整合性・親和性がとれ、周波数
帯域幅が比較的狭いこと等がその理由である。
しかしその反面、この振幅変調方式は比較的に伝送路
の非線形性による歪が多く、ある程度の信号対雑音比を
得るためにはそれなりに大きい送信電力で送る必要があ
り、又、干渉妨害を受け易いので、CATVやブロードパン
ドLAN等の上り映像信号の伝送方式としては必ずしも適
した方式とは言い難い点もある。
特に、CATVやブロードバンドLAN等の上り伝送用の周
波数帯域は、下り伝送用の周波数帯域よりも低い周波数
帯域に位置しているために伝送路上の条件が悪いことが
知られており、又、端末装置からのいわゆる流合雑音の
影響を大きく受けて十分な搬送波信号対雑音比が得られ
ないことが知られていることから、実用化された例が少
ないのはこのためである。
そこでこの問題を解決するためには、表1で示すよう
に振幅変調方式の代わりに周波数変調方式を用いること
がまず考えられる。即ち、表1は周波数変調方式を採用
したいわゆる放送衛星からの伝送信号を一度受信した
後、LHF帯・UHF帯或いはそれより高い周波数帯に周波数
変換しCATVの下り映像信号として再送信したものであ
る。このように周波数変調された信号の電力スペクトル
成分はベツセル関数の級数展開の形で得られることが知
られている。即ち、正弦波で変調された周波数変調波
は、搬送波の角周波数をωc,振幅をA,変調信号の角周波
数をωm,最大角周波数偏移をωとすれば、搬送波の移
送φ(t)は、 で表わされるから、FM波は θ=Asin(ωct+msinωmt) で表わされる。但し、m=ωdは変調指数である。
これを各周波数別に展開すると と表わされる。但し、Ju(m)はn次のベツセル関数で
ある。この場合の周波数帯域幅は約27MHz必要でありこ
れが周波数変調方式で周波数帯域幅が広がる原因の1つ
となつている。
〔課題を解決するための手段〕
このように伝送路上の問題を解決するために周波数変
調方式を採用する方がよいが、この場合その周波数帯域
幅が広くなる問題を持つていた。
そこで、この発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、伝送路上の問題を解決するために
周波数変調方式を採用し、しかもその周波数帯域幅を振
幅変調方式の1チヤンネル又は、2チヤンネル分に相当
する約12MHz以下にすることを目的とする。
〔発明を解決する手段〕
本発明に係る第1の有線伝送装置は映像信号を周波数
変調して伝送する有線伝送装置において、上記映像信号
の周波数帯域幅または最高周波数と映像信号の同期信号
から白信号レベルまでの周波数帯域幅との比で表される
変調指数を1.0以下に設定した変調器を備え、有線伝送
の2チヤンネルに相当する周波数帯域幅以下で上記周波
数変調された映像信号を伝送することを特徴とする。
本発明に係る第2の有線伝送装置は映像信号の周波数
帯域幅または最高周波数と映像信号の同期信号から白信
号レベルまでの周波数帯域幅との比で表される変調指数
を1.0以下に設定した変調器該変調器で変調された映像
信号の上側帯波または下側帯波のいずれか一方を伝送し
ないようにする周波数帯域幅制限手段を備え、有線伝送
の1チヤンネルに相当する周波数帯域幅で周波数変調さ
れた映像信号を伝送することを特徴とする。
〔作用〕
この発明に係る映像信号の周波数変調方式は、変調指
数を1.0以下とすることにより映像信号の高い周波数成
分を変調しても、2次以上の高次の周波数成分が無視で
きる程小さくなり、等価的に周波数帯域幅が小さくなつ
たものと見なせ、更に、片側帯波伝送方式を採用するこ
とにより振幅変調方式並の周波数帯域幅で伝送できる所
に特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図について説明する。周波
数帯域幅を狭くするために前に第(1)式で表した高次
のベツセル関数の級数展開の電力スペクトル成分の項を
できる限り小さくすることが考えられる。
第1図(a),(b)において、周波数変調・変調器
の入力・出力特性を示しているが周波数帯域幅4.2MHzの
映像信号を、周波数偏移1.5MHzの周波数変調をすると、
この時の変調指数は約0.36となる。
この場合、2次のベツセル関数の級数展開の電力スペ
クトル成分の項は0次の電力スペクトル成分の−30dB以
下になり、3次以上の級数展開の項は更に小さくなる。
この条件では2次以上の高次の周波数スペクトルが無視
できる程小さくなり、その結果生じる映像信号の歪を問
題にならない程度に抑えることができる。
この時の周波数帯域幅Bは被変調信号の周波数帯域幅
fsと周波数偏移Fで表される力−ソン−駒井則の帯域幅
として知られた次式 B=2fs+F で得られ、fs=4.2〔MHz〕,F=1.5〔MHz〕を代入すると
周波数帯域幅Bは9.9〔MHz〕が得られ帯域通過フイルタ
の肩特性を考慮に入れても周波数帯域幅Bは振幅変調方
式の2チヤンネル分に相当する約12MHz以下で伝送する
ことができる。
第2図に、上記の条件における映像信号の主なレベル
のスペクトル配置の詳細を示す。
図において、n次のベツセル関数の級数展開の電力ス
ペクトル成分の項をJ(n)とし、同期信号レベル、グ
レイレベル、白レベルを区別するためにそれぞれ、Js
(n),Jg(n),Jw(n)と表し、又、上側帯波と下側
帯波とを、+nと−nで区別する。
次に、この周波数変調された信号の周波数スペクトル
の内で、第3図のように上側帯波の帯域を帯域通過フイ
ルタによつて除去し、下側帯波の帯域と映像信号の同期
信号から白信号レベルまでの周波数偏移の帯域とを伝送
することを考える。
この場合の周波数帯域Bは被変調信号の周波数帯域幅
fsと周波数偏移Fで次式 B=fs+F で得られ、fs=4.2〔MHz〕,F=1.5〔MHz〕を代入すると
周波数帯域幅Bは9.9〔MHz〕が得られ帯域通過フイルタ
の肩特性を注意深く設計することにより、周波数帯域幅
Bは振幅変調方式と同等の1チヤンネル分に相当する約
6MHzで伝送することができる。
そして、このようにして帯域通過フイルタによつて帯
域制限し失われた上側帯波を、受信側で周波数変調・復
調器で復調する前に、強力なリミツタによつて下側帯波
から再生する。
上記の実施例では、変調指数を0.36として述べたが、
上記の効果は変調指数を1.0以下であればほぼ得られる
ことが計算上から知られている。
又、上記の実施例では、周波数変調された信号の周波
数スペクトルの内で、上側帯波の帯域を除去し、下側帯
波の帯域と周波数偏移の帯域とを伝送することを考えた
が、この上側帯波と下側帯波との関係は逆であつても、
この発明の有効性は変わらない。
以上の実施例では簡単のために、周波数変調方式にお
ける三角雑音を低減するいわゆるエンフアシスは施して
いないが、このエンフアシスを施してもこの発明の有効
性は変わらない。
又、以上の実施例では簡単のために、周波数変調方式
における電力スペクトル成分の分布を平均化して干渉妨
害を低減するいわゆるエネルギー拡散は施していない
が、このエネルギー拡散を施してもこの発明の有効性は
変わらない。
第4図にこの発明の基本的な構成を示す。図におい
て、入力端(1)より映像信号をエンフアシス(2)に
入力する。
エンフアシス(2)でプリ・エンフアシスを施した
後、周波数変調・変調器(3)で周波数変調をかけ、帯
域通過フイルタ(4)により帯域制限する。
この周波数変調・変調器(3)の出力信号の周波数ス
ペクトルが第1図又は第3図に相当する。
この信号は、帯域通過フイルタ(4)によつて上側帯
波を除去し、一般的には出力増幅器(5)等を経て伝送
路(6)に出力され、入力増幅器(7)を経てリミツタ
(8)に入力し、ここで失われた上側帯波を、周波数変
調・復調器(9)で復調する前に、強力なリミツタを施
すことによつて下側帯波から再生する。
ここでは出力増幅器(5)、伝送路(6)、入力増幅
器(7)等は、伝送路が同軸ケーブルや光フアイバ等に
より異なるものであるが、この発明の範囲では何であつ
てもよい。
そして、リミツタ(8)で得られたその信号は、その
周波数スペクトルが第1図又は第3図に相当し、周波数
変調・復調器(9)で復調された後、デ・エンフアシス
(10)を施され、元の映像信号が出力端(11)に得られ
る。
又、上記の実施例では映像信号としてNTSC標準テレビ
信号を想定したが、例えば輝度信号と色信号のアナログ
コンポ−ネントを使用するTCI信号等であつてもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、流合雑音の影響等
で十分な信号対雑音比が得られない等の伝送路上の問題
を解決し、その他多くの特徴のある周波数変調方式を採
用できる。
しかも、その周波数変調方式で問題となる周波数帯域
幅が振幅変調方式の僅か2チヤンネル分に相当する約12
MHz以下にすることができるので、従来の伝送路・装置
や方式との整合性・親和性がとれ、装置が安価にでき、
又、性能の良いものができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は映像信号の周波数変換における
一般的な入出力信号の関係及び出力周波数スペクトルに
ついて示した説明図、第2図はこの発明の一実施例によ
る映像信号の周波数変換方式の周波数スペクトルの詳細
を示す説明図、第3図はこの発明の別の実施例による映
像信号の周波数変換方式の周波数スペクトルの詳細図、
第4図は第3図の実施例による映像信号の周波数変換方
式を有線伝送に応用した場合の基本構成図、第5図は従
来の振幅変調方式の周波数配置図を示す。 図中、(1)は入力端、(2)はエンフアシス、(3)
は周波数変調・変調器、(4)は帯域通過フイルタ、
(5)は出力増幅器、(6)は伝送路、(7)は入力増
幅器、(8)はリミツタ、(9)は周波数変調・復調
器、(10)はデ・エンフアシス、(11)は出力端であ
る。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号を周波数変調して伝送する有線伝
    送装置において、上記映像信号の周波数帯域幅または最
    高周波数と映像信号の同期信号から白信号レベルまでの
    周波数帯域幅との比で表される変調指数を1.0以下に設
    定した変調器を備え、有線伝送の2チヤンネルに相当す
    る周波数帯域幅以下で上記周波数変調された映像信号を
    伝送することを特徴とする有線伝送装置。
  2. 【請求項2】映像信号を周波数変調して伝送する有線伝
    送装置において、上記映像信号の周波数帯域幅または最
    高周波数と映像信号の同期信号から白信号レベルまでの
    周波数帯域幅との比で表される変調指数を1.0以下に設
    定した変調器、該変調器で変調された映像信号の上側帯
    波または下側帯波のいずれか一方を伝送しないようにす
    る周波数帯域幅制限手段を備え、有線伝送の1チヤンネ
    ルに相当する周波数帯域幅で上記周波数変調された映像
    信号を伝送することを特徴とする有線伝送装置。
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