JPH0458214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、衛星テレビジヨン放送の音声PCM
伝送方式のようにレンジ情報を付加して伝送する
音声デジタル信号伝送方式に関し、特にスクラン
ブル伝送に用いて好適となるようにレンジ情報の
符号化の改良を図つたものである。

［従来の技術］ 衛星テレビジヨン放送の音声PCM伝送方式に
おいては、音声信号のレベル範囲を大きい方から
レンジ０、レンジ１、レンジ２、レンジ３、レン
ジ４の５つのレンジに分けて、そのレンジの情報
をBCH（７、３）符号化して伝送している。

そして従来、この衛星テレビジヨン放送の音声
PCM信号を、スクランブルする場合においては、
そのレンジ情報の扱いは、 (1) 音声データ部分のスクランブル同様に疑似ラ
ンダム信号を加算したのち符号化伝送する。

(2) 何の操作を行わずに通常のとおりに伝送す
る。

と云つた２通りの方法が考えられて来た。

スクランブルされた音声PCM信号はデスクラ
ンブル機能を持たない従来の受信機では雑音とし
て再生されるが、その雑音信号の再生レベルは、
上述の(1)の場合では、それぞれのレンジが一様の
確率をもつて復号されるのでレンジ０からレンジ
４のパワー平均として約レンジ１相当のレベルと
なり、(2)の場合ではレンジは原信号と同じものが
復号されるので原音声信号のレベルに応じてレン
ジ０相当からレンジ４相当までの間のレベルとな
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に音声の基準レベルは最大レベルから３ビ
ツトつまり18dB下つた所に設定されるが、この
基準レベルと従来方式(1)および従来方式(2)の場合
の雑音信号の再生レベルの関係をグラフに示すと
第７図のようになる。

この図からわかるように、従来方式(1)の場合の
雑音信号レベルは基準レベルに比較してかなり大
きく、このことは原音声信号レベルに比較しても
一般的に大きいことを意味し、かなりの不快感を
与える。

また、従来方式(2)の場合には、雑音信号レベル
は原音声信号のレベルと同程度の値に抑えられる
ものの、原音声信号の強弱によつて雑音信号レベ
ルも強弱の変化をするので耳障りに聞こえる場合
があることや、原音の強弱の情報が再生されるの
で秘匿性という観点から問題がある。

不特定多数の視聴者を対象とした放送事業とい
う立場からすれば、デスクランブル受信機を持た
ない視聴者に与える影響を考慮すると、上述した
ように不快感を与えたり、耳障りになつたりする
ような従来のスクランブルの仕方では必ずしも好
適なものとは云い難い。

そこで本発明の目的は、デスクランブル機能を
持たない受信機で再生される雑音の与える不快感
をできるだけ少なくするようにしたスクランブル
の音声デジタル信号伝送方式を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために本発明は、音
声デジタル信号のレベル範囲を表すレンジ情報を
符号化し、その符号化した信号を前記音声デジタ
ル信号に付加して伝送するスクランブル処理を行
わない通常の音声デジタル放送と並行して、スク
ランブル処理された音声デジタル信号を伝送する
音声デジタル信号伝送方式において、前記レンジ
情報を表す通常の符号語のうち最小レベル範囲を
指定する特定の符号語を含み、かつ、該特定の符
号語以外の通常の各符号語から符号間距離がＮ以
上（Ｎ：通常の音声デジタル放送用受信機におい
て、誤り検出がなされるに足る整数値）である新
符号を形成するレンジ符号化手段と、前記新符号
をスクランブルされた音声デジタル信号に多重し
て出力する多重手段とを具備したものである。

［作用］ 本発明によりスクランブル伝送された音声
PCM信号を、デスクランブル機能を持たない受
信機で受信した場合には、現行の音声PCM信号
に使われているレンジ４の符号語が受信されたと
きにはレンジ４と判定し、他の符号語が受信され
たときには、現行のレンジ符号語のいずれからも
距離（符号語の異なるビツトの数で表わす）が２
以上あるので、誤り検出と判定され直前のレンジ
を保持するので、結局レンジは４に固定される。
つまり、雑音は一定で、かつ最小のレンジ４相当
のレベルに抑えることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明によつて音声スクランブルを行
う場合の一実施例の構成を示すブロツク図であ
あ。

図において、１はＡ／Ｄ変換器、２は準瞬時圧
縮回路、３は音声スクランブル回路、４はレンジ
多重回路、５は変調器であり、誤り制御ビツト付
加、インタリーブ、同期および制御ビツト付加、
QPSK変調、映像音声信号の合成、FM変調など
を含めた広い意味の機能を有する。

６は新符号によるレンジ符号化回路、７は上述
のＡ／Ｄ変換器１からレンジ符号化回路６までに
より構成されるスクランブル送信部である。

８は復調器１１からレンジ保持回路１７までに
より構成されるデスクランブル機能を持たない一
般の受信機である。ここで、１１は変調器５に対
応する広い意味の復調器、１２はレンジ分離回
路、１４は準瞬時伸張回路、１５はＤ／Ａ変換
器、１６はレンジ復号化回路、１７はレンジ保持
回路である。

９は復調器２１からレンジ保持回路２７までに
より構成されるデスクランブル受信機である。こ
こで、２１は変調器５に対応する広い意味の復調
器、２２はレンジ分離回路、２３は音声デスクラ
ンブル回路、２４は準瞬時伸張回路、２５はＤ／
Ａ変換器、２６は新符号によるレンジビツト復号
化回路、２７はレンジ保持回路である。

送信部７では、音声信号が入力されるとＡ／Ｄ
変換器１でＡ／Ｄ変換され、準瞬時圧縮回路２で
音声信号レベルのレンジが判定され、それに従つ
て圧縮処理された後、音声スクランブル回路３で
スクランブルがかけられレンジ多重回路４に送ら
れる。

一方、準瞬時圧縮回路２において判定されたレ
ンジは、レンジ符号化回路６によりスクランブル
を好適にするように新規符号に符号化されて、レ
ンジ多重回路４に送られる。レンジ多重回路４で
レンジ符号が多重された音声PCM信号は変調器
５で変調され伝送路へ送り出される。

デスクランブル機能を持たない一般の受信機８
では、伝送されてくる音声PCM信号は、復調器
１１で復調され、レンジ分離回路１２でレンジ符
号が分離され、準瞬時伸張回路１４に送られる。

レンジ分離回路１２で分離されたレンジ符号
は、通常の符号誤り訂正検出を行うBCH（７、
３）ハミング符号によるレンジ復号化回路１６で
復号され、誤りが検出された場合にはレンジ保持
回路１７によつて直前のレンジが保持されて、準
瞬時伸張回路１４に送られる。準瞬時伸張回路１
４によつて伸張された音声デジタル信号はＤ／Ａ
変換器１５でＤ／Ａ変換されて音声が出力され
る。

一方、デスクランブル受信機９では、伝送され
てくる音声PCM信号は、復調器２１で復調され、
レンジ分離回路２２でレンジ符号が分離され、音
声デスクランブル回路２３においてスクランブル
が解かれた後、準瞬時伸張回路２４に送られる。
レンジ分離回路２２で分離されたレンジ符号は、
新符号によるレンジ復号化回路２６で復号され、
誤りが検出された場合には、レンジ保持回路２７
によつて直前のレンジが保持されて、準瞬時伸張
回路２４に送られる。準瞬時伸張回路２４によつ
て伸張された音声デジタル信号はＤ／Ａ変換器２
５でＤ／Ａ変換されて音声が出力される。

ここで、第１図のスクランブル送信部７におい
て、レンジ符号化回路６で用いられる新規の符号
について説明する。

第２図ＡおよびＢは本発明による符号の一例を
従来様式（現行フオーマツト）のそれと対比して
示す説明図である。

すなわち、第２図Ａは現行フオーマツトで用い
られているBCH（７、３）ハミング符号のレンジ
と符号語の対応を示したものであり、第２図Ｂは
本発明で用いる新規の符号の一実施例を示した説
明図である。

すなわち、上述の新規の符号とは、現行のレン
ジ４の符号語0011101を含み、現行のレンジ０、
１、２、３の符号語0000000、1001110、0100111、
1101001からは距離（符号語の異なるビツトの数
で表わす）が２以上あり、かつその新規の符号語
相互の距離は４以上ある符号語から成るもので、
例えば第２図Ｂに示すようなものである。現行の
レンジ符号はBCH（７、３）符号の一部を用いて
おり、これは第２図Ａに示すとおりである。

第３図は第２図Ａに示した現行の符号の符号語
と第２図Ｂに示した新規の符号の符号語との距離
の関係を示したものであり、上述の符号語の間の
距離について、その条件を満たしていることがわ
かる。

一方、デスクランブル機能を持たない現行方式
の受信機の構成は一般に第１図における受信機８
に示すようになつている。

この受信機８で本発明を用いたスクランブル信
号を受信した場合の動作を以下に示す。

レンジ分離回路１２で分離されたレンジ符号は
第２図Ｂに示す新規の符号語のいずれかである。
これに対し、レンジ復号化回路１６は、第２図Ａ
に示す現行フオーマツトの符号に対して１誤り訂
正・２誤り検出と云う動作を行なう。そこで、レ
ンジ符号として1D（16進）が分離された場合には
誤りなしのレンジ４として復号され、準瞬時伸張
回路１４へレンジ４が渡される。

そして、レンジビツト符号として６Ｆ，２１，
４８，０６，５３，３Ａおよび７４（16進）のい
ずれかが分離された場合には、現行の符号語のど
れからも距離が２以上であるので、２誤り検出と
して判定され、レンジ保持回路１７において直前
のレンジが保持される。すなわち、復号されうる
レンジはレンジ４のみで他の場合はこのレンジ４
が保持されるから結局準瞬時伸張回路１４へ渡さ
れるのは常にレンジ４である。

次に、第１図において、本発明によるデスクラ
ンブル機能を持つ受信機９の構成は、現行方式の
受信機８とは、音声デスクランブル回路２３が追
加される点と、レンジ復号化回路２６が本発明に
よる新規の符号を用いている点が異なつている。
本発明の新規の符号も現行の符号と同じく最小距
離が４であり、１誤り訂正・２誤り検出が可能な
符号であるのでレンジの伝送特性に変化はない。

次に、第１図において、新符号によるレンジ符
号化回路６と新符号によるレンジ復号化回路２６
の具体的実施例を示す。

まず、一実施例として、レンジ番号０、１、
２、３、４のそれぞれに対し第２図Ｂに示した符
号語のうちからそれぞれ06、48、21、6Fおよび
1D（16進）を割当てた場合について述べる。

第４図ＡおよびＢは本発明において用いる新規
の符号による符号化および復号化回路の一実施例
の構成を示すブロツク図であり、第４図Ａは第１
図のレンジ符号化回路６の実施例のブロツク図、
第４図Ｂは第１図のレンジ復号化回路２６の実施
例のブロツク図である。

第４図Ａにおいて、３０はBCH（７、３）符号
化器、３１〜３６はそれぞれ２を法とした加算器
であり、これら２を法とした加算器ではそれぞれ
対応する成分の加法で与えられ、加法の結果偶数
に対しては０、奇数に対しては１を対応させるよ
うに加算される。３７はインバーターである。

また第４図Ｂにおいて、４０，４４はBCH
（７、３）復号器、４１，４８はスイツチ、４２，
４３，４７はデコード回路、４５，４６はインバ
ータである。

第４図Ａのレンジ符号化器３０では、レンジ入
力MSB〜LSBから加算器３１〜３４でそれぞれ
２を法として加算されて第２図Ａに示した現行フ
オーマツトで用いられるBCH（７、３）符号化し
た符号語をつくり、レンジのMSBが０のとき
（レンジ０、１、２、３のとき）インバータ３７
と加算器３５，３６とで０６を２を法として加算
することによつて、上述の第２図Ｂに示したよう
に割当てに従つた新しい符号を作つている。

一方、第４図Ｂのレンジ復号化回路について以
下に説明する。まずBCH（７、３）第１復号器４
０ではレンジ番号４の符号語1D（16進）を検出す
る。つまり、誤りが検出されずかつ復号出力001
のとき第１スイツチ４１が閉じ、それがレンジと
して出力へ接続される。BCH（７、３）第２復号
器４４ではレンジ０、１、２および３の符号語
06、48、21および6F（16進）を検出する。つま
り、上述の符号語はBCH（７、３）の符号語に06
（16進）を加算したものであるから、インバータ
４５，４６を介して再び06（16進）を加算すれば
BCH（７、３）符号に戻る。

そこで、これをBCH（７、３）符号として復号
化し、誤りが検出されず、かつレンジ番号の
MSBが０のときは第２スイツチ４８が閉じ出力
へ接続される。第１スイツチ４１も第２スイツチ
４８も共に開いている場合はデコード回路４２，
４７および４３を介して誤り検出フラグが出力さ
れる。

次に本発明の他の実施例として、レンジもスク
ランブル伝送する場合について述べる。

第５図ＡおよびＢは本発明による他の実施例の
構成を示すブロツク図であり、第５図Ａは第１図
送信部における符号化回路６の他の実施例のブロ
ツク図、第５図Ｂは第１図受信機における復号化
回路２６の他の実施例のブロツク図である。

第５図Ａにおいて、５１は疑似ランダム信号発
生器、５２は２を法とした加算器、５３は符号化
ROM回路である。また第５図Ｂにおいて５４は
復号化ROM回路、５５は疑似ランダム信号発生
器、５６は２を法とした加算器、５７は比較器、
５８はOR回路である。レンジ符号化回路６では
入力されるレンジに疑似ランダム信号発生器５１
からの疑似ランダム信号を加算器５２で２を法と
して加算したのち、アドレス入力３ビツト・デー
タ出力７ビツト（８×７ビツト）のROMによる
符号化ROM回路５３により符号化する。

このようにROMを使用すれば、上述した第４
図の一実施例における符号の割当てに限らず任意
の割当てが可能であるばかりでなく、第２図Ｂに
示した符号以外の符号を使用することもできる。
一方レンジ復号化回路２６では、レンジ符号をア
ドレス入力７ビツト・データ出力３ビツト＋誤り
検出１ビツト（128×４ビツト）のROMによる
復号化ROM回路５４で復号化したのち、レンジ
符号化回路６の疑似ランダム信号発生器５１と同
期した疑似ランダム信号発生器５５からの疑似ラ
ンダム信号を加算器５６で２を法として加算し
て、レンジを復元して出力する。また、復号化
ROM回路５４による復号化回路２６の誤り検出
のほか、復元されたレンジが未使用である５以上
になつた場合も比較器５７、OR回路５８を介し
て誤り検出フラグを出すようにしている。

さらに、多チヤンネル音声PCM放送において
はレンジ７まで使用することが考えられている。
この場合には、レンジ７の符号語74（16進）を含
み、他の符号語からは距離が２以上あり、かつそ
の互いの距離は４以上あるという条件を満たす新
規の符号を用いてレンジ番号を伝送すれば、同様
の効果が得られる。

第６図ＡおよびＢは本発明によるレンジ７まで
使用する場合の新規の符号の一例を通常様式によ
る符号と対比して示す説明図である。

さらにまた、本発明は衛星テレビジヨン放送の
音声PCM伝送方式に限らず、レンジ情報を用い
るデジタル信号伝送方式の全般に拡張することが
できる。この場合においては、第１のサービス
（衛星テレビジヨン放送の場合の通常の放送に対
応）に使用する第１のレンジ符号および第２のサ
ービス（衛星テレビジヨン放送の場合のスクラン
ブル放送に対応）に使用する第２のレンジ符号の
２組の符号が相互に以下の条件を満足すればよ
い。それは、第１および第２のサービスが同等の
質で行えるように、 (1) 第１および第２の符号が同じ誤り訂正検出能
力（最小符号間距離）を持つこと、 また、第１のサービスを目的とする受信機
で、第２のサービス（スクランブル放送）を受
信したときの信号（ノイズ）レベルを最小レン
ジに抑えるために、 (2) 第１の符号において最小レンジを示す符号語
を第２の符号において共有していること、 (3) 他の符号語についてはお互いの符号の誤り検
出領域に入つていること、 の３条件である。

なお、このときも、レンジ符号の誤りを検出し
た場合には直前のレンジを保持すると云う誤り制
御方式を受信側で採用する必要がある。

また、第１および第２のサービスあるいは通常
放送およびスクランブル放送といつた２つのサー
ビスに限らず、任意のサービス数あるいは目的数
に拡張して考えることも可能である。例えば、Ｎ
組の通信のグループが存在するときに本方式を適
用してＮ組の符号を使用すれば、目的外の通信を
傍受してしまつた時の信号レベルを抑圧すること
への利用も考えられる。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、ス
クランブルされた音声PCM信号を、デスクラン
ブル機能を持たない現行の受信機で受信したと
き、再生される雑音信号は最小のレンジであるレ
ンジ４相当のレベルとなる。

これは第７図に示すように従来の方式に比較し
て小さなレベルであり、しかも、そのレベルは常
に一定している。

このことは、本発明を用いることによつて、上
述した雑音による不快感を改善することができる
ことを示している。

また、上述したように、レンジにスクランブル
を施して、新規の符号に符号化して伝送する実施
例によれば、上述した効果を保つたまま、スクラ
ンブルの目的に対する安全性（不正復元性）をさ
らに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の構成を示すブ
ロツク図、第２図ＡおよびＢは本発明による符号
の一例を従来様式と対比して示す説明図、第３図
は本発明による符号語間の距離の一例を示す説明
図、第４図ＡおよびＢは本発明による符号化回路
および復号化回路の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第５図ＡおよびＢは本発明による符号化回
路および復号化回路の他の実施例の構成を示すブ
ロツク図、第６図ＡおよびＢは本発明による符号
の他の例を通常様式と対比して示す説明図、第７
図はスクランブルによる雑音レベルの説明図であ
る。 １……Ａ／Ｄ変換器、２……準瞬時圧縮回路、
３……音声スクランブル回路、４……レンジ多重
回路、５……変調器、６……レンジ符号化回路、
７……スクランブル送信部、８……一般の受信
機、９……デスクランブル受信機、１１，１２…
…復調器、１２，２２……レンジ分離回路、１
４，２４……準瞬時伸張回路、１５，２５……
Ｄ／Ａ変換器、１６……復号化回路、１７，２７
……レンジ保持回路、２３……音声デスクランブ
ル回路、２６……新符号による復号化回路、３０
……BCH（７，３）符号化器、３１〜３６，５
２，５６……加算器、３７，４５，４６……イン
バータ、４０，４４……BCH（７、３）復号器、
４１，４８……スイツチ、４２，４３，４７……
デコード回路、５１，５５……疑似ランダム信号
発生器、５３……符号化ROM回路、５４……復
号化ROM回路、５７……比較器、５８……OR
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声デジタル信号のレベル範囲を表すレンジ
   情報を符号化し、その符号化した信号を前記音声
   デジタル信号に付加して伝送するスクランブル処
   理を行わない通常の音声デジタル放送と並行し
   て、スクランブル処理された音声デジタル信号を
   伝送する音声デジタル信号伝送方式において、 前記レンジ情報を表す通常の符号語のうち最小
   レベル範囲を指定する特定の符号語を含み、か
   つ、該特定の符号語以外の通常の各符号語から符
   号間距離がＮ以上（Ｎ：通常の音声デジタル放送
   用受信機において、誤り検出がなされるに足る整
   数値）である新符号を形成するレンジ符号化手段
   と、 前記新符号をスクランブルされた音声デジタル
   信号に多重して出力する多重手段と を具備したことを特徴とする音声デジタル信号伝
   送方式。 ２ 前記レンジ符号化手段は、前記レンジ情報に
   スクランブルを施したのち、新符号を形成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音声
   デジタル信号伝送方式。 ３ 前記符号間距離Ｎとして、衛星テレビジヨン
   放送においてはＮ＝２とすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の音声デジタル信号伝送
   方式。