JPH10511256A - ディジタル信号の地上伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つのディジタル信号たとえばディジタルラジオ放送信号および／またはディジタルテレビジョン放送信号の地上伝送のために用いられる方法を提供する。本発明による方法によれば、符号化によりデータ量の低減された少なくとも１つのディジタル信号が、有利にはＯＦＤＭ方式に従って変調され、アナログテレビジョン放送信号伝送用の占有されているまたは占有されていないチャネル（３０，３２）と隣接する少なくとも１つのチャネル（３１）の周波数位置へ移され、その周波数位置で放射される。この場合、上記の少なくとも１つのディジタル信号のスペクトル（４１）におけるダイナミックレンジおよび振幅が、アナログテレビジョン放送信号のスペクトル（３５，３６）における画像搬送波のダイナミックレンジないし振幅よりも著しく小さい所定の値をそれぞれ下回るようにする必要があり、このことによって他のディジタル信号または別のチャネルのアナログ信号との混変調や相互変調がほとんど発生しなくなる。少なくとも１つのディジタル信号のスペクトル（４１）は、保護周波数間隔（４５）によって少なくとも１つの隣接チャネル（３０，３２）とは分離されて伝送される。少なくとも１つのチャネル（３１）を介して複数の信号を伝送する際、少なくとも２つのディジタル信号の周波数範囲を保護周波数間隔（５０）により互いに分離して伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】 ディジタル信号の地上伝送方法 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の方法に関する。 テレビジョン信号の地上での信号分布によれば、地形の状態および殊に送信装 置と受信装置との距離が様々であることにより、受信場所においてきわめて大き な電界強度の差が存在する可能性がある。受信装置入力段の選択性や直線性は常 に制限されてしまっていることから、理論上可能なすべてのテレビジョンチャネ ルが占有されている場合、殊に隣り合う各テレビジョンチャネルにそれぞれアナ ログ変調テレビジョン番組が割り当てられている場合、有効チャネルと隣接チャ ネルとのレベル差があまりにも大きいことにより、ならびに混変調ないし相互変 調により、障害の生じるおそれがある。これらの障害は、隣接チャネルの割り当 てを避けることで抑えようと試みられている。このようにして使用不可能にされ ている隣接チャネルはしばしば禁止チャネルと呼ばれる。そしてこのことにより 、平面的な供給およびその結果としてある特定の地域に関して種々の送信局がオ ーバラップすることに起因して、とうていすべての可能なテレビジョンチャネル を割り当てることなどできないことになる。しかも、結果として生じる周波数不 足の問題は、同じ番組を放送する２つの送信局のためにオーバラップ領域ではそ れぞれ異なる周波数を設定しなければならないことでいちだんと強められる。こ のように周波数を設定する理由は、そのようにしなければ一般に、伝播時間差に よるゴースト画像のような同一チャネル障害や、干渉による消滅ゾーンが生じる からである。 発明の利点 これに対して請求項１の特徴部分に記載の構成を備えた本発明による方法の有 する利点とは、利用されていない禁止チャネルにディジタル信号殊にディジタル ラジオ放送信号および／またはテレビジョン放送信号を割り当てることができ、 このことは他のディジタル信号およびすでに割り当てられているチャネルのアナ ログ信号と混変調や相互変調を特に起こすこともなく行えることである。このよ うにすることで、地上での信号振り分けのためによりいっそう多くのチャネルを 利用することができる。 従属請求項には請求項１に記載の方法の有利な実施形態が示されている。 請求項２に記載されているように、混変調や相互変調を低減する目的でＯＦＤ Ｍ方式によるディジタル信号の変調を適用するのが有利である。 請求項３および請求項４に記載されているように、 少なくとも１つのディジタル信号を比較的低いレベルで伝送する構成が有利であ る。このことによって、ディジタル信号よりも障害を受けやすいアナログ信号が 、受信装置入力段の選択性が制限されていても受信時に特に損なわれないように なる。 また、請求項５に記載されているようにデータ量を低減することで、可能なか ぎり多くの番組および／またはデータサービスを禁止チャネルに収めることがで きるという利点が得られる。 少なくとも１つのディジタル信号の周波数範囲と少なくとも１つの隣接チャネ ルとの間に保護周波数間隔をおいたことで、受信装置入力段および復号の選択性 が常に制限されていても、障害に対する安全性を有利に高めることができる。 請求項７に示されているように、種々の送信局から放送が行われる場合、１つ の番組またはデータサービスについて同じチャネル内の同じ周波数を用いるのが 有利である。このようにすることで、所定の周波数範囲内の地上での信号割り振 りに関して番組の個数を最大限に高めることができるようになる。 請求項８に記載されているように、複数のディジタルデータ信号、ディジタル ラジオ放送信号および／またはディジタルテレビジョン放送信号を、保護周波数 間隔を利用することで受信時の相互作用から保護するのが有利である。 図面 図面には本発明の実施例が示されており、次にそれについて詳細に説明する。 図１には、ディジタルデータ信号、ディジタルラジオ放送信号および／またはデ ィジタルテレビジョン放送信号の地上放送のための装置が示されており、図２お よび図３にはそれぞれ、３つの隣接するチャネルの割り当てに関する実例がアナ ログおよびディジタルの信号スペクトルによって示されており、図４には、地上 伝送ディジタル信号を受信するための装置が示されており、図５には、ディジタ ル信号のスペクトルが示されており、さらに図６には、ＤＶＢ信号を伝送するた めのチャネル割り当てが示されている。 実施例の説明 図１には参照符号１０によりマルチプレクサが示されており、このマルチプレ クサへは第１、第２、第３の符号化器１，２，３を介してそれぞれディジタルテ レビジョン放送信号が供給され、第４〜第９の符号化器を介してそれぞれディジ タルラジオ放送信号が供給される。さらにこのマルチプレクサ１０は変調器１５ および増幅器２０を介して、ディジタルラジオ放送信号およびディジタルテレビ ジョン放送信号のための地上放送用送信アンテナ２５と接続されている。 符号化器１〜９によってディジタルテレビジョン放送信号とディジタルラジオ 放送信号のデータ量が低減 され、その結果、ディジタル信号の周波数スペクトルの制限が実現される。デー タ量を低減するためには、ＭＰＥＧ１， ＭＰＥＧ２またはＭＰＥＧ４（MPEG＝M otion Picture Expert Group）のようなデータ圧縮アルゴリズムが適している。 音声データを低減するためには、種々のレイヤを有するＭＰＥＧ規格 ＩＳＯ Ｍ ＰＥＧ １１１７２が適している。符号化器１〜９を介してマルチプレクサ１０ へ供給されるディジタル信号は、マルチプレクサ１０において周波数多重化され て１つのディジタル信号にまとめられ、次に変調器１５において、たとえばＯＦ ＤＭ方式（OFDM = Orthogonal Frequency Division Multiplexing）、場合によ ってはＰＳＫ方式（PSK = Phase Shift Keying）またはＱＡＭ方式（QAM = Quad rature-Amplituden-Modulation）のような変調方式による変調を搬送波抑圧とと もに受ける。この構成の目的は、他のディジタル信号またはアナログ信号との混 変調または相互変調を抑えるため所定値を下回っているダイナミックレンジな１ ００ないしダイナミック量をもつ図５に示されているようなディジタル信号の周 波数スペクトル４１を実現することである。さらにこの構成の別の目的は、ディ ジタル信号の周波数スペクトル４１の振幅を所定値に制限し、このディジタル信 号を、図２に示されている２つのチャネル３０，３２に対し低い方の周波数と高 い方の周波数とで隣接しているチャネル３１の周波 数位置へ変換することである。次に、変調されたディジタル信号は増幅器２０に おいて、一般にアナログテレビジョン放送信号のピークレベルよりも著しく小さ い値へとレベル調整されて、送信アンテナ２５から放射される。 図２には、ディジタル信号用のチャネル３１と、低い方の周波数で隣り合って いるアナログテレビジョン放送信号用のチャネル３０と、高い方の周波数で隣り 合っているやはりアナログテレビジョン放送信号用のチャネル３２の割り当ての 実例が示されている。図２のダイアグラムには、周波数ｆに関して対応する周波 数スペクトルの振幅Ａが示されている。以下では、低い方の周波数で隣り合って いるアナログチャネル３０を第１チャネルと呼び、ディジタル信号用のチャネル ３１を第２チャネル、高い方の周波数で隣り合っているアナログチャネル３２を 第３チャネルと呼ぶことにする。第１チャネル３０は下限周波数ｆ₁と上限周波 数ｆ₂によって区切られており、周波数ｆ_T1における画像搬送波を伴う第１のア ナログテレビジョン放送信号のスペクトル３５を有している。第３チャネル３２ は下限周波数ｆ₃と上限周波数ｆ₄によって区切られており、周波数ｆ_T2における 画像搬送波を伴う第２のアナログテレビジョン放送信号のスペクトル３６を有し ている。ディジタル信号用の第２チャネル３１は、第１チャネル３０の上限周波 数ｆ₂と第３チャネ ル３２の下限周波数ｆ₃によって区切られている。この第２チャネル３１は、２ つのアナログチャネル３０と３２の隣接チャネルとしていわゆる禁止チャネルを 成している。ディジタル信号のスペクトルは４つのブロック４０に分かれており 、それらのブロックは各々周波数幅ｆ_S2を有する保護周波数間隔５０によって互 いに隔てられている。ディジタル信号のスペクトル４１と、第１チャネル３０の 上限周波数ｆ₂ないし第３チャネル３２の下限周波数ｆ₃との間に、周波数幅ｆ_S1 を有する保護周波数間隔４５がそれぞれ設けられている。第２チャネルの周波数 帯域幅が約７ＭＨｚであるならば、この第２チャネル３１はそれぞれが約１．５ ＭＨｚとなるよう４つのブロックに分けられ、残された約１ＭＨｚが、個々のブ ロック４０の間の保護周波数間隔５０ならびにディジタル信号のスペクトル４１ と第１チャネル３０の上限周波数ｆ₂ないし第３チャネル３２の下限周波数ｆ₃と の間の保護周波数間隔４５に利用される。 第２チャネル３１の周波数帯域幅が約８ＭＨｚであっても、この第２のチャネ ル３１はやはりそれぞれが１．５ＭＨｚとなるよう４つのブロックに分けられ、 残された約２ＭＨｚが、個々のブロック４０の間の保護周波数間隔５０ならびに ディジタル信号のスペクトル４１と第１チャネル３０の上限周波数ｆ₂ないし第 ３チャネル３２の下限周波数ｆ₃との間の保護周波数 間隔４５に利用される。変調器１５における変調によりディジタル信号のスペク トル４１は、周波数ｆ_T1、ｆ_T2におけるアナログテレビジョン放送信号の搬送波 の振幅よりも著しく小さい所定の値に制限される。さらにこの変調によりダイナ ミックレンジ１００およびディジタル信号のスペクトル４１の振幅が、第１およ び第２チャネル３０，３２のスペクトル３５，３６における画像搬送波のダイナ ミックレンジないし振幅よりも著しく小さい所定の値になるよう、それぞれ制限 される。 このようにして、ディジタル信号相互間ならびに第１および第３チャネル３０ ，３２のアナログ信号との混変調や相互変調が低減されることになる。上述の変 調手法ならびに、アナログ信号よりも著しく低いレベルでディジタル信号を伝送 することにより、ディジタル信号中のピークレベルが回避される。そしてこのよ うにすることで、選択性の制限された受信装置においてアナログテレビジョン放 送信号の障害が低減され、さらにこのことは、ディジタル信号のスペクトル４１ と第１チャネル３０の上限周波数ｆ₂ないし第３チャネル３２の下限周波数ｆ₃と の間の保護周波数間隔４５によっても実現される。 また、ディジタル信号のスペクトル４１における個々のブロック４０間の保護 周波数間隔５０は、ディジタルのラジオ放送信号および／またはテレビジョン放 送信号の含まれる個々のブロック４０を相互作用から保護するために用いられる 。 受信装置において同時に到来して受信されるアナログテレビジョン放送信号に よりディジタル信号の受ける影響は、選択されたディジタル信号伝送およびディ ジタル信号処理ならびに必要に応じて行われる誤り訂正ブロック方式、インタリ ーブおよび／またはたとえばリード・ソロモンによる外面的なエラー保護によっ て、障害に対する著しく高い信頼性に基づき無視できるようになる。図２による ４つのブロック４０の各々には、少なくとも６つのラジオ放送ステレオ番組を割 り当てることができ、それらは ISO MPEG 11172 Layer 2によるデータ圧縮によ り伝送することができ、あるいは MPEG 1 または MPEG 2 によりデータ圧縮して 、少なくとも１つのテレビジョン番組を伝送することができる。ISO MPEG 11172 Layer 3 規格により、１．５ＭＨｚのブロック４０ごとに６つのラジオ放送番 組から１２個のラジオ放送番組に拡張して各ラジオ放送番組ごとに１２８ＫＢ／ ｓの伝送速度で伝送できるようになる。また、MPEG 4 規格により、１．５ＭＨ ｚのブロックあたりのテレビジョン番組の個数を少なくとも２つに拡張できるよ うになる。 ディジタル信号用の第２チャネル３１において、さらに別のディジタル付加信 号または他の信号内容を個別にまたはブロックごとに伝送することもできる。そ のようなものとしてたとえば、ページングのようなデータサービス、通知サービ ス、電子新聞、データバンクのアップデート、交通情報および交通映像表示、株 式データ、時刻表などが挙げられる。さらにはＤＶＢ信号（DVB = Digital Vide o Broadcasting）も挙げられ、これは目下のところ８ＭＨｚラスタ用にＵＨＦレ ンジの禁止チャネルに割り当てられるよう規定されている。７ＭＨｚラスタに合 わせて設計されていれば、ＤＶＢ信号についてＶＨＦレンジにおける禁止チャネ ルへの割り当ても可能になる。この場合、図６に示されているようにそれぞれ第 ２チャネル３１において、隣接チャネル３０，３２に対する保護周波数間隔４５ を伴う閉じて符号化された１つの周波数ブロック４０が伝送される。 PAL B/G 規格による領域における禁止チャネルの付加的な割り当ては、以下の ように定量化される： 帯域Ｉ（ＶＨＦ） ４８．２５ＭＨｚの画像搬送波周波数を有するチャネルＥ２と６２．２５ＭＨ ｚの画像搬送波周波数を有するチャネルＥ４だけがテレビジョン番組で占有され ている場合、付加的な７ＭＨｚチャネルである。 帯域ＩＩＩ（ＶＨＦ） アナログ変調されたテレビジョン番組による占有に応じて、４つの付加的な７ ＭＨｚチャネルまたはそれ以上のチャネルである。 帯域ＩＶ（ＵＨＦ） アナログ変調されたテレビジョン番組による占有に応じて、８つの付加的な８ ＭＨｚチャネルまたはそれ以上のチャネルである。 帯域Ｖ（ＵＨＦ） アナログ変調されたテレビジョン番組による占有に応じて、１４個の付加的な ８ＭＨｚチャネルまたはそれ以上のチャネルである。 図３による別の実施例の場合も、第１チャネル３０と第３２チャネル３２の割 り当ては、図２のようにそれぞれアナログテレビジョン放送信号のスペクトル３ ５ないし３６により実現されている。しかしこの場合、第２チャネル３１におけ るディジタル信号のスペクトル４１は３つのブロック４０に分けられており、こ れらのブロックはそれぞれ周波数幅ｆ_S2を有する保護周波数間隔５０によって互 いに分離されており、さらに第１チャネル３０の上限周波数ｆ₂と第３チャネル ３２の下限周波数ｆ₃とは、それぞれ周波数幅ｆ_S1を有する保護周波数間隔４５ により分離されている。この実施形態は、６ＭＨｚのラスタと約１．５ＭＨｚの ブロック幅を用いる場合に有用である。残された約１．５ＭＨｚは、個々のブロ ック４０間の保護周波数間隔５０のためと、ディジタル信号のスペクトル４１と 第１チャネル３０の上限周波数ｆ₂ないし第３チャネル３２の下限周波数ｆ₃との 間の保護周波数間隔 ４５のために利用される。 さらに、１．５ＭＨｚの代わりに他のブロック幅を採用することもできるし、 あるいはＤＶＢの場合にはそのまま第２チャネル３１すべてを全体的に利用する こともできる。 ＯＦＤＭ変調方式を用いれば、所望の伝播領域内での同一周波数供給により、 種々の送信局からの放送にあたり同じ番組のために同じチャネル内の同じ周波数 を利用できるようになる。 図４には、受信アンテナ６０を備えた受信装置が参照符号５５として示されて おり、その際、受信アンテナ６０はバンドパスフィルタ６５および復調器７０を 介してデマルチプレクサと接続されている。さらにこの受信装置５５には、ディ ジタルテレビジョン放送信号用の復号器８０と、ディジタルラジオ放送信号用の 復号器８１とが設けられている。ディジタルテレビジョン放送信号用の復号器８ ０へは、デマルチプレクサ７５から到来するディジタルテレビジョン放送信号が 供給され、ディジタルラジオ放送信号用の復号器８１へは、やはりデマルチプレ クサ７５から到来するディジタルラジオ放送信号が供給される。復号されたディ ジタルテレビジョン放送信号はテレビジョン装置８５のディジタル入力側８６へ 供給され、復号されたディジタルラジオ放送信号は音声増幅器９０を介してスピ ーカ９５へ供給される。 受信アンテナ６０を介して受信装置５５により受信される信号には、ディジタ ルテレビジョン放送信号とディジタルラジオ放送信号が含まれており、これらは 図１に示した回路によって１つのディジタル信号にまとめられて地上で放射され てきたものである。バンドパスフィルタ６５において、それらのディジタル信号 を伝送する第２チャネル３１が選び出される。選び出されたディジタル信号は次 に復調器７０へ導かれ、そこにおいて復調される。続いて、復調されたディジタ ル信号はデマルチプレクサ７５において２つのディジタル信号に分けられ、この 場合、一方のディジタル信号にはディジタルテレビジョン番組が含まれており、 他方のディジタル信号にはディジタルラジオ番組が含まれている。さらに、ディ ジタルテレビジョン放送番組用の復号器８０と、ディジタルラジオ放送番組用の 復号器８１とにおいて、ディジタルテレビジョン放送信号ないしディジタルラジ オ放送信号が伸張される。次に、ディジタルテレビジョン放送信号を含む伸張さ れたディジタル信号はテレビジョン装置８５のディジタル入力側８６へ供給され 、そこにおいて個々のテレビジョン番組に分けられてディジタル／アナログ変換 が行われ、その後、画像と音声が再生される。ディジタルラジオ放送信号を含む 伸張されたディジタル信号は音声増幅器９０へ供給され、そこにおいて個々のラ ジオ放送番組に分けられてディジタル／アナログ変換 が行われ、増幅されスピーカ９５へ供給されて音声が再生される。 本発明による方法の別の実施形態によれば、変調によりディジタル信号のスペ クトル４１のダイナミックレンジ１００だけが所定の値に制限され、他の実施形 態によればディジタル信号のスペクトル４１の振幅だけが所定の値に制限される 。そしてこれらの事例の場合には一般に、隣接チャネル３０，３２に対していっ そう大きな保護周波数間隔４５が設けられ、あるいはいっそう高い選択性をもつ 受信装置入力段が用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 隣接チャネル（３０，３２）とは分離されて伝送され る。少なくとも１つのチャネル（３１）を介して複数の 信号を伝送する際、少なくとも２つのディジタル信号の 周波数範囲を保護周波数間隔（５０）により互いに分離 して伝送する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つのディジタル信号たとえばディジタルラジオ放送信号および ／またはディジタルテレビジョン放送信号の地上伝送方法において、 アナログテレビジョン放送信号伝送のために占有されているまたは占有され ていない少なくとも１つのチャネル（３０，３２）と隣り合う少なくとも１つの チャネル（３１）を介して、少なくとも１つのディジタル信号を伝送し、 該少なくとも１つのディジタル信号のスペクトル（４１）におけるダイナミ ックレンジ（１００）を、アナログテレビジョン放送信号のスペクトル（３５， ３６）におけるダイナミックレンジよりも著しく小さい所定の値よりも低くし、 および／または、 該少なくとも１つのディジタル信号のスペクトル（４１）における振幅を、 アナログテレビジョン放送信号の画像搬送波の振幅よりも著しく小さい所定値よ りも低くすることを特徴とする、 ディジタル信号の地上伝送方法。 ２．前記の少なくとも１つのディジタル信号を、たとえばＯＦＤＭ方式（OFDM = Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing）により変調して伝送す る、請求項１記載の方法。 ３．前記の少なくとも１つのディジタル信号を、アナ ログテレビジョン放送信号のピークレベルよりも著しく小さい所定の値を超えな いレベルで伝送する、請求項１または２記載の方法。 ４．前記の少なくとも１つのディジタル信号を、アナログテレビジョン放送信号 のピークレベルよりも約２０ｄＢまで低いレベルで受信する、請求項１、２また は３記載の方法。 ５．前記の少なくとも１つのディジタル信号のデータ量を符号化により低減する 、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。 ６．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）における少なくとも１つのディジ タル信号の周波数範囲を、保護周波数間隔（４５）により少なくとも１つの隣接 の占有されているまたは占有されていないチャネル（３０，３２）と分離して伝 送する、請求項１〜５のいずれか１項記載方法。 ７．１つの伝播領域において、ＯＦＤＭ方式に従って変調された同じ内容のディ ジタル信号を、種々の送信装置から同じ周波数で少なくとも１つのチャネル（３ １）の周波数範囲内で放射する、請求項１〜６のいずれか１項記載方法。 ８．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）を介して複数のディジタル信号を 個別にまたはブロックごとにまとめて伝送するにあたり、少なくとも２つのディ ジタル信号の周波数範囲を保護周波数間隔（５ ０）により互いに分離して伝送する、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。 ９．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）を、チャネル幅が約６ＭＨｚであ ればそれぞれが約１．５ＭＨｚとなる３つのブロック（４０）に分割し、残りの 約１．５ＭＨｚを、個々のブロック（４０）間の保護周波数間隔（５０）として 、ならびにディジタル信号のスペクトル（４１）の周波数範囲と上方の隣接チャ ネル（３２）および下方の隣接チャネル（３０）との間の保護周波数間隔（４５ ）として使用する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。 10．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）を、チャネル幅が約７ＭＨｚであ ればそれぞれが約１．５ＭＨｚとなる４つのブロック（４０）に分割し、残りの 約１ＭＨｚを、個々のブロック（４０）間の保護周波数間隔（５０）として、な らびにディジタル信号のスペクトル（４１）の周波数範囲と上方の隣接チャネル （３２）および下方の隣接チャネル（３０）との間の保護周波数間隔（４５）と して使用する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。 11．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）を、チャネル幅が約８ＭＨｚであ ればそれぞれが約１．５ＭＨｚとなる４つのブロック（４０）に分割し、残りの 約２ＭＨｚを、個々のブロック（４０）間の保護周波数間隔（５０）として、な らびにディジタル 信号のスペクトル（４１）の周波数範囲と上方の隣接チャネル（３２）および下 方の隣接チャネル（３０）との間の保護周波数間隔（４５）として使用する、請 求項１〜８のいずれか１項記載の方法。 12．前記の少なくとも１つのチャネル（３１）を介して、閉じられ符号化された とえばＤＶＢ信号を含む周波数ブロック（４０）を、隣接チャネル（３０，３２ ）に対する保護周波数間隔（４５）を伴って伝送する、請求項１〜８のいずれか １項記載の方法。