JP3160031B2 - Audio signal modulation method - Google Patents

Audio signal modulation method

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JP3160031B2
JP3160031B2 JP27534791A JP27534791A JP3160031B2 JP 3160031 B2 JP3160031 B2 JP 3160031B2 JP 27534791 A JP27534791 A JP 27534791A JP 27534791 A JP27534791 A JP 27534791A JP 3160031 B2 JP3160031 B2 JP 3160031B2
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徹郎 宮崎
量久 生岩
尚 中
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日本放送協会
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、外部混信妨害を効果的
に防止可能にした音声信号変調方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio signal modulation system capable of effectively preventing external interference.
【0002】[発明の概要]本発明は、狭帯域音声伝送
路において、ディジタル変調方式とアナログ変調方式
(振幅変調方式)とを組み合わせることにより、外部混
信による妨害を受けにくい変調波を得るものである。
[Summary of the Invention] The present invention is to obtain a modulated wave which is not easily disturbed by external interference by combining a digital modulation method and an analog modulation method (amplitude modulation method) in a narrow band audio transmission line. is there.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、中波放送や短波放送では、振幅変
調方式が使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, amplitude modulation is used in medium-wave broadcasting and short-wave broadcasting.
【0004】しかしながら、この振幅変調方式は、外国
波による混信妨害を防ぐことはできない。
[0004] However, this amplitude modulation method cannot prevent interference caused by foreign waves.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の振
幅変調方式では、複数の放送波が混信している場合、希
望波と混信波とを分離することはできない。
As described above, according to the conventional amplitude modulation method, when a plurality of broadcast waves interfere, it is impossible to separate the desired wave from the interference wave.
【0006】一方、中波放送や短波放送をディジタル信
号によって伝送することも考えられるが、一般に電話程
度の音声でも32〜64kHz程度の帯域を必要とする
ので、中波放送等の狭帯域伝送路には、ディジタル技術
を適用することはできなかった。
On the other hand, it is conceivable to transmit a medium-wave broadcast or a short-wave broadcast by a digital signal. However, in general, a voice of a telephone level requires a band of about 32 to 64 kHz. Could not apply digital technology.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、妨害波による希望波信号(プログ
ラム音声信号)の劣化軽減を可能とする音声信号変調方
式を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an audio signal modulation system capable of reducing deterioration of a desired signal (program audio signal) due to an interference wave. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る音声信号変調方式は、プログラム音声信
号中の低域側信号をPCM符号化した後、このPCM符
号化信号によりMSK変調を行い、変調された搬送波を
プログラム音声信号中の高域側信号または全帯域信号に
よって振幅変調するようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a voice signal modulation method according to the present invention comprises: PCM-encoding a low-frequency side signal in a program audio signal; , And the modulated carrier is amplitude-modulated by the high-band signal or the full-band signal in the program audio signal.
【0009】[0009]
【作用】一般に、中波放送や短波放送では、会話音声の
明瞭度が問題となることが多い。本発明は、会話音声の
エネルギー成分が低域側に集中することに着目し、この
低域成分をMSK変調して伝送することにより,妨害波
による希望波信号の劣化軽減を可能とする。
In general, in medium-wave broadcasting and short-wave broadcasting, the clarity of conversational speech often becomes a problem. The present invention focuses on the fact that the energy component of the speech sound is concentrated on the low frequency side, and the low frequency component is MSK-modulated and transmitted, thereby making it possible to reduce the deterioration of the desired signal due to the interference wave.
【0010】[0010]
【実施例】図1は、本発明方式が適用された狭帯域音声
ディジタル伝送方式の一実施例構成を示すブロック図で
あり、本実施例は、中波ラジオ放送システムに本発明方
式を適用したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a narrow band audio digital transmission system to which the present invention is applied. In this embodiment, the present invention is applied to a medium frequency radio broadcasting system. Things.
【0011】図において、送信側の構成は、プログラム
音声信号を2分配する音声分配器1と、音声を低域側信
号と高域側信号との2つのサブバンドに分割するローパ
スフィルタ2及びハイパスフィルタ3と、低域側信号を
ディジタル信号に変換するためのADPCM(Adaptive
Differential PCM)符号器4と、ディジタル信号に
より搬送波をMSK(Minimum shift keying)変調する
MSK変調器5と、MSK変調器5に搬送波を供給する
搬送波発振器6と、高域側信号のレベルを制限増幅する
制限増幅器7と、MSK変調された搬送波を制限増幅器
7の出力である高域側信号により振幅変調するAM変調
器8と、ハイパスフィルタ3をバイパスして全帯域信号
を制限増幅器7に供給するスルー化器9とから成ってい
る。
In the figure, the configuration on the transmitting side is composed of an audio distributor 1 for distributing a program audio signal into two parts, a low-pass filter 2 for dividing the audio into two sub-bands of a low-frequency signal and a high-frequency signal, and a high-pass filter. A filter 3 and an ADPCM (Adaptive) for converting a low-frequency signal into a digital signal.
Differential PCM (coder) encoder 4, MSK modulator 5 that modulates a carrier by MSK (Minimum Shift Keying) with a digital signal, carrier oscillator 6 that supplies a carrier to MSK modulator 5, and amplifies the level of a high-frequency signal by limiting. Amplifier 7 that modulates an MSK-modulated carrier with the high-frequency side signal output from the limiting amplifier 7, and supplies the entire band signal to the limiting amplifier 7 by bypassing the high-pass filter 3. And a through-sizing device 9.
【0012】一方、受信側の構成は、受信信号を2分配
する高周波分配器10と、分配された受信信号中から振
幅変調成分を取り除くリミッタ11と、リミッタ11の
出力信号をMSK復調するMSK復調器12と、この復
調信号から低域側信号を得るADPCM復号器13と、
高周波分配器10から分配された受信信号をAM復調し
て音声信号を取り出すAM復調器14と、復調された音
声信号中から低域成分を取り除いて高域側信号を得るハ
イパスフィルタ15と、この高域側信号と前記低域側信
号とを合成して元のプログラム音声信号を得る音声合成
器16とから成っている。
On the other hand, on the receiving side, a high-frequency distributor 10 for splitting the received signal into two parts, a limiter 11 for removing an amplitude modulation component from the split received signal, and an MSK demodulator for MSK demodulating the output signal of the limiter 11 An ADPCM decoder 13 for obtaining a low-frequency side signal from the demodulated signal;
An AM demodulator 14 for demodulating the received signal distributed from the high-frequency distributor 10 to extract an audio signal by AM demodulation; a high-pass filter 15 for removing a low-frequency component from the demodulated audio signal to obtain a high-frequency signal; And a voice synthesizer 16 for synthesizing the high-frequency side signal and the low-frequency side signal to obtain an original program voice signal.
【0013】次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0014】送信側においては、プログラム音声信号
は、音声分配器1により2分配された後、ローパスフィ
ルタ2とハイパスフィルタ3により、2つのサブバンド
に分割される。本実施例の場合は、1.2kHz以下の
低域側信号とそれ以上の高域側信号とに分割される。
On the transmitting side, the program audio signal is divided into two by the audio distributor 1 and then divided into two sub-bands by the low-pass filter 2 and the high-pass filter 3. In the case of this embodiment, the signal is divided into a low-frequency signal of 1.2 kHz or less and a high-frequency signal of higher frequency.
【0015】次いで、ローパスフィルタ2によって抽出
された1.2kHz以下の低域側信号は、ADPCM符
号器4により4ビットのディジタル信号に変換される。
そのサンプリング周波数は、2.5kHzが使用され
る。また本実施例では、PCM符号化方式としてADP
CM符号器4を用いているが、これは、音声品質をでき
るだけ維持しつつ、より少ないビット数レートで音声を
符号化でき、しかも専用のLSIを使用できるからであ
る。
Next, the low-frequency side signal of 1.2 kHz or less extracted by the low-pass filter 2 is converted by the ADPCM encoder 4 into a 4-bit digital signal.
The sampling frequency used is 2.5 kHz. In the present embodiment, ADP is used as the PCM encoding method.
The reason why the CM encoder 4 is used is that the speech can be encoded at a smaller bit rate while the speech quality is maintained as much as possible, and a dedicated LSI can be used.
【0016】ADPCM符号器4によって得られた4ビ
ットのディジタル信号を用いて、搬送波発振器6により
生成される高調波信号を、MSK変調器5において、直
接ディジタル変調する。このMSK変調器6により、帯
域幅15kHz、振幅一定でかつメインローブに全エネ
ルギーの99.5%を含む周波数変調波が得られる。
Using the 4-bit digital signal obtained by the ADPCM encoder 4, the harmonic signal generated by the carrier oscillator 6 is directly digitally modulated in the MSK modulator 5. With this MSK modulator 6, a frequency-modulated wave having a bandwidth of 15 kHz, a constant amplitude, and including 99.5% of the total energy in the main lobe is obtained.
【0017】一方、ハイパスフィルタ3により抽出され
た1.2kHz以上の高域側信号は、制限増副器7によ
りレベル制限され、AM変調器8に入力される。AM変
調器8では、MSK変調のかかった搬送波を高域側信号
で振幅変調して搬送波を得る。この際、変調度があまり
高くならないように、高域側信号のレベルを制限増幅器
7によって制限する。
On the other hand, the high-frequency side signal of 1.2 kHz or more extracted by the high-pass filter 3 is level-limited by the limiting adder 7 and input to the AM modulator 8. The AM modulator 8 amplitude-modulates the MSK-modulated carrier with the high-frequency side signal to obtain a carrier. At this time, the level of the high-frequency signal is limited by the limiting amplifier 7 so that the modulation factor does not become too high.
【0018】また、現行の振幅変調方式との両立を図る
ために、振幅変調をかける信号を全帯域信号とする場合
には、スルー化器9によってハイパスフィルタ3をバイ
パスする。
When a signal to be subjected to amplitude modulation is used as a full-band signal in order to achieve compatibility with the current amplitude modulation method, the high pass filter 3 is bypassed by the through converter 9.
【0019】受信側では、受信信号が高周波分配器10
で2分配される。分配信号の一方の信号は、リミッタ1
1により振幅変調成分を取り除き、MSK復調器12に
入力される。MSK復調されたディジタル信号は、PC
M復号器13によって音声信号に戻されプログラム音声
信号の低域側信号を得る。
On the receiving side, the received signal is
Is divided into two. One of the distribution signals is a limiter 1
The amplitude modulation component is removed by 1 and input to the MSK demodulator 12. The MSK demodulated digital signal is
The signal is returned to the audio signal by the M decoder 13 to obtain a low-frequency side signal of the program audio signal.
【0020】分配信号の他方の信号は、AM復調器14
によって音声信号に戻され、ハイパスフィルタ15で低
域側成分が取り除かれた後の高域側信号が音声合成器1
6に入力される。
The other signal of the distribution signal is an AM demodulator 14
The high-pass signal from which the low-pass component has been removed by the high-pass filter 15 is converted to a speech signal by the speech synthesizer 1.
6 is input.
【0021】音声合成器16では、低域側信号と高域側
信号のレベルを調節した後、合成して元のプログラム音
声信号を得るのである。
The voice synthesizer 16 adjusts the levels of the low-frequency side signal and the high-frequency side signal and then synthesizes to obtain the original program voice signal.
【0022】このように本実施例によれば、妨害波によ
る希望波信号の劣化軽減が可能となる。特に、妨害波の
プログラムが会話音声である場合、希望波信号の明瞭度
が著しく劣化していることが多いが、本実施例によれ
ば、復調された妨害波の低域側成分は、ハイパスフィル
タ15によりカットされる。この妨害波のエネルギーも
低域に集中しているので、このフィルタ15による妨害
波の低減効果は大きい。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the deterioration of the desired wave signal due to the interference wave. In particular, when the interference wave program is a conversational voice, the clarity of the desired wave signal is often significantly deteriorated. However, according to this embodiment, the low-frequency component of the demodulated interference wave is a high-pass component. It is cut by the filter 15. Since the energy of the interfering wave is also concentrated in the low band, the effect of reducing the interfering wave by the filter 15 is large.
【0023】また希望波信号のうち、情報量の多い低域
成分は、ディジタル伝送されるので、伝送路による劣化
は極めて少なく、振幅変調された外国混信波による妨害
も受けにくい。
The low-frequency component having a large amount of information in the desired wave signal is digitally transmitted, so that the deterioration due to the transmission path is extremely small, and it is hard to be affected by the amplitude modulated foreign interference wave.
【0024】さらに、振幅変調信号を全帯域信号とする
ことにより、現行の振幅変調方式との両立性を図ること
も可能である。この場合、従来方式の受信機でもそのま
ま受信可能ではあるが、本方式では、振幅変調度が従来
よりも浅くなるために、サービスエリアは若干狭くな
る。
Further, by making the amplitude modulation signal a full-band signal, compatibility with the current amplitude modulation method can be achieved. In this case, the receiver of the conventional method can receive the signal as it is, but in the present method, the service area is slightly narrowed because the amplitude modulation degree is shallower than the conventional method.
【0025】さらに本実施例によれば、MSK変調器
(復調器)やADPCM変調器(復号器)を専用のIC
とすることができ、簡単な構成で回路を制作することが
できるので、経済性にも優れるという効果を奏する。
Further, according to the present embodiment, the MSK modulator (demodulator) and the ADPCM modulator (decoder) are connected to a dedicated IC.
Since a circuit can be produced with a simple configuration, there is an effect that the economy is excellent.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ログラム音声信号のうち、情報量の多い低域成分が、M
SK変調された後に伝送されるように構成したので、妨
害波によるプログラム音声信号の劣化軽減が可能とな
る。
As described above, according to the present invention, a low-frequency component having a large amount of information in a program audio signal is M
Since the transmission is performed after the SK modulation, the deterioration of the program audio signal due to the interference wave can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明に係る音声信号変調方式が適用された一
実施例構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment to which an audio signal modulation system according to the present invention is applied.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 音声分配器 2 ローパスフィルタ 3 ハイパスフィルタ 4 ADPCM符号器 5 MSK変調器 6 搬送波発振器 7 制限増幅器 8 AM変調器 9 スルー化器 10 高周波分配器 11 リミッタ 12 MSK復調器 13 ADPCM復号器 14 AM復調器 15 ハイパスフィルタ 16 音声合成器 REFERENCE SIGNS LIST 1 audio distributor 2 low-pass filter 3 high-pass filter 4 ADPCM encoder 5 MSK modulator 6 carrier oscillator 7 limiting amplifier 8 AM modulator 9 through converter 10 high-frequency distributor 11 limiter 12 MSK demodulator 13 ADPCM decoder 14 AM demodulator 15 High-pass filter 16 Voice synthesizer
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 14/00 - 14/06 H04L 27/10 H03C 1/00 Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04B 14/00-14/06 H04L 27/10 H03C 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 プログラム音声信号中の低域側信号をP
    CM符号化した後、このPCM符号化信号によりMSK
    変調を行い、変調された搬送波をプログラム音声信号中
    の高域側信号または全帯域信号によって振幅変調するよ
    うにしたことを特徴とする音声信号変調方式。
    1. A low-frequency side signal in a program audio signal is represented by P
    After CM encoding, MSK is generated by this PCM encoded signal.
    An audio signal modulation method, wherein modulation is performed, and the modulated carrier is amplitude-modulated by a high-frequency signal or a full-band signal in a program audio signal.
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