JPS6333027A - 音声デジタル信号伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、衛星テレビジョン放送の音声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ったもので
ある。

［従来の技術］ 衛星テレビジョン放送の音声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、この衛星テレビジョン放送の音声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、 Ｉ）　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。

と云った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って復号されるの
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Ｏ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下がっ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
。

この図かられかるように、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
声信号の強弱によっ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、耳障りになっ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させるために本発明では、音声デ
ジタル信号のレベル範囲を表わすレンジ情報を、Ｎｃ誤
り訂正、Ｎｄ誤り検出能力を持つ符号に符号化し、その
符号化した信号を音声デジタル信号に付加して伝送する
音声デジタル伝送方式において、第１の符号の符号語の
うち最小レベル範囲に割当られた符号語と、第１の符号
の符号語のいずれからもＮｄ以上の距離を持つ符号語と
により構成され、および第１の符号と同じＮｃ誤り訂正
、Ｎｄ誤り検出能力を持つ第２の符号にレンジ情報を符
号化することを特徴とする。

すなわち、デスクランブル機能を持たない受信機で再生
される雑音を、一定で、かつ、最小のレベル、つまり衛
星テレビジョン放送の音声ＰＣＭ伝送方式におけるレン
ジ４相当のレベルとして再生されるようにするものであ
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ＰＧＭ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’ｆ！４（符号語の異なるビットの数で表わ
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。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によっ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ック図でああ。

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、誤り制御ビット付加、インタリーブ、同
期および制御ビット付加。

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ｌ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、１
５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ハ変換器、２６は新符号によるレンジ
ビット復号化回路、２７はレンジ保持回路である。

送信部７では、音声信号が人力されると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、それに従っ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１ｚ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Ｂ［：Ｈ（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によって直前のレン
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１４によっ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２
７によっ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によって伸張され
た音声デジタル信号はＤハ変換器２５でＤハ変換されて
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（八）およびＣＢ）は本発明による符号の一例を
従来様式（現行フォーマット）のそれと対比して示す説
明図である。

すなわち、第２図（Ａ）は現行フォーマットで用いられ
ているＢＣＩ＋（７，３）ハミング符号のレンジと符母
語の対応を示したものであり、第２図（（１）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０００００００，１００１１１０，０１００
１１１．１１０１０（）１からは距離（符号語の異なる
ビットの数で表わす）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ＢＣ）ｉ（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（［１）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
っている。

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
示す現行フォーマットの符号に対して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
ＩＤ（１８進）が分列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ヘレンジ４が渡
される。

そして、レンジビット符号として６Ｆ、２１．４８゜０
６．５３．３Ａ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、復号されつるレンジはレンジ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
点が異なっている。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．：１．
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１０　（１
６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
を示すブロック図であり、第４図（Ａ）は第１図のレン
ジ符号化回路６の実施例のブロック図、第４図（Ｂ）は
第１図のレンジ復号化回路２６の実施例のブロック図で
ある。

第４図（Ａ）において、３０はＢＣ）ｌ（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ＢＣＩ（（７
，３）復号器、４１．４８はスイッチ、４２，４３．４
７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Ｍ
ＳＢ〜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）に示した現行フォーマット
で用いられるＢＣ）Ｉ　（７，３）符号化した符号語を
つくり、レンジのＭＳＢがＯ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０
６を２を法として加算することによって、上述の第２図
（Ｂ）　に示したように割当てに従った新しい符号を作
っている。

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ＤＣＩ＋（７，３）第１復号器４０では
レンジ番号４の符号語１０（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。ＢＣＩ（（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ＢＣＮ　
（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４５．４８を介して再び（１６
（１Ｂ進）を加算すればＢＣＩ　（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
構成を示すブロック図であり、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ック図、
第５図（Ｂ）は第１図受信機における復号化回路２６の
他の実施例のブロック図である。

第５図（Ａ）において、５１は疑似ランダム信号発生器
、５２は−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１１０
Ｍ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では人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、アドレス人力３ビツト・
データ出カフビット（８Ｘ７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
人カフビット・データ出力３ビット＋誤り検出１ビツト
（１２８Ｘ４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以上になった場合
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（＾）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ョン放送の音声ＰＧ
Ｍ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（衛星テレビジョン放送の場合
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（衛星テレビジョ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っているこ
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った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
るときに末男式を適用してＮ組の符号を使用すれば、目
的外の通信を傍受してしまっ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。

［発明の効果コ 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って、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
述した効果を保ったまま、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ック図
、 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ック図、 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ック図、 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、 １１．２１・・・復調器、 １２．２２・・・レンジ分離回路、 １４．２４・・・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・・・ＢＣ）Ｉ　（７，３）符号化器、３１〜３６
．５２．５８・・・加算器、３７．４５．４６・・・イ
ンバータ、 ４０．４４・・・ＢＣＩ（（７，３）復号器、４１．４
８・・・スイッチ、 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わすレンジ情報
   を、Ｎｃ誤り訂正、Ｎｄ誤り検出能力を持つ符号に符号
   化し、その符号化した信号を前記音声デジタル信号に付
   加して伝送する音声デジタル伝送方式において、 第１の符号の符号語のうち最小レベル範囲に割当られた
   符号語と、 前記第１の符号の符号語のいずれからもＮｄ以上の距離
   を持つ符号語とにより構成され、 および前記第１の符号と同じＮｃ誤り訂正、Ｎｄ誤り検
   出能力を持つ第２の符号に前記レンジ情報を符号化する
   ことを特徴とする音声デジタル信号伝送方式。 ２）特許請求の範囲第１項記載の音声デジタル信号伝送
   方式において、 前記レンジ情報にスクランブルを施したのち、前記第２
   の符号化を行なう符号化手段を具えたことを特徴とする
   音声デジタル信号伝送方式。