JPS6376592A - 伝送信号再生装置 - 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、多重伝送システムに係り、荷に映像信号にデ
ィジタル符号化した音声などを多重して伝送するに有効
な伝送方式を受信する多重伝送信号再生装置に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル符号化されたＰ　ＣＭ音声と映像信号を多重
する方法については、昭和５８年６月発行財団法人電波
技術協会扁の衛星放送受信技術調査会報告書第１部「衛
星放送受信機」などで報告されているが、現行ＮＴＳＣ
の映ず象信号に５．７２７２ＭＨｚの副搬送波を用いて
Ｐ　ＣＭ音声を多重しているため、現行の地上テレビジ
ョン放送の帯域を満足せず、地上テレビジョン放送に用
いることは困難である。

一方、現行地上テレビジョン放送への多重伝送の可能性
を昭和５８年１月に日本放送出版協会より発行された日
本放送協会編の放送技術双書２「放送方式」の２０５頁
から２０８頁に記載されているが、高品質音声２チヤネ
ルを伝送するための約ＩＭビット／秒の伝送容量を確保
できる方式については記載されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、現行地上テレビジョン信号に高品質の
音声信号を多重伝送する方式が無かった。

本発明の目的は、振幅変調された信号に他の信号を多重
伝送する場合、それらの信号を安定に受信再生するため
の再生装置を提供することにあり、特に現行地上テレビ
ジョン放送に高品質なディジタル符号化した音声信号な
どの信号を多重伝送する伝送方式を安定に受信再生する
に有効な多重伝送信号再生装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、振幅変調された搬送波に直交関係を持たせ
て変調し多重伝送された他の信号を復調する受信機にお
いて、前記振幅変調信号を効率良く減挾させるくし形フ
ィルタを設けることにより達成される。

〔作用〕

（し形フィルタは多重伝送した信号スペクトルの減衰は
少なく、映像信号スペクトルの減衰を多く出来るので、
映像信号からの妨害を低減でき、多重伝送された信号を
安定に受信再生できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例として現状の地上伝送テレビジ
ョンにディジタル符号化した音声信号を多重伝送した場
合の受信機の例を第１図に示す。

１はアンテナ、２は高周波増幅回路、３は周波数変換回
路、４は中間周波増幅回路、５は映像信号検波回路、６
は映像信号増幅回路、７は色差信号復調回路、８は原色
信号復調回路、９はブラウン管、１０は音声中間周波増
幅回路、１１は音声ＦＭ検波回路、１２は音声信号出力
端子、１３はくし形フィルタ、１４は同期検波回路、１
５は搬送波再生回路、１６は符号識別回路、１７はクロ
ック再生回路、１８はディジタル信号処理回路、１９は
ディジタル・アナログ変換回路（以下ＤＡＣと略す）、
２０はディジタル符号化して伝送された音声信号の出力
端子である。

アンテナ１より入力したテレビジョン信号を高周波増幅
回路２で増幅し、周波数変換回路３で復調用の中間周波
に周波数変換し、中間周波増幅回路４で増幅する。選局
は周波数変換回路３の局部発振周波数を変えることで行
なわれる。中間周波増幅回路４で増幅された信号から映
像信号帯域については、映像信号検波回路５で検波し、
映像信号増幅回路６の出力の輝度信号と色差信号復調回
路７の出力の色差信号とから原色信号復調回路８でＲ，
Ｇ、Ｂの三原色を得、ブラウン管９に映し出す。

一方、音声信号帯域については、音声中間周波増幅回１
１８１０で増幅し、音声ＦＭ検波回路１１で検波復調し
て音声信号出力端子１２に音声信号を得る。

以上は従来のテレビジョン受信機と同一である。

以上に加えてディジタル符号化した音声信号を復調する
ために、周波数変換回路３の出力からくし形フィルタ１
３により多重伝送されたディジタル符号化した音声信号
帯域を選択して増幅し、同期検波回路１４において、搬
送波再生回路１５で再生された搬送波に同期した信号を
用いて搬送波の振幅変調成分に直交した成分で変調され
た信号を検波復調する。その結果得られた信号を符号識
別回路１６を用いて誤り率の少ない点でディジタル符号
にし、ディジタル信号処理回路１８で伝送途中で生じた
誤りを誤り検出訂正符号を用いて検出訂正する。

クロック再生回路１７は同期検波回路１４の出力の信号
から伝送りロックを抽出する回路で、同期検波回路１４
の出力の信号の誤り率の少ない点（いわゆるアイパター
ンの最大開口部）でディジタル符号化するために必要で
ある。誤り検出訂正された後のディジタル信号をＤ　Ａ
　Ｃ１９でアナログ信号に変換して音声信号に戻してデ
ィジタル符号化して伝送された音声信号の出力端子２０
に得る。

上記冥施例で伝送した信号を生成する送信機の一実施例
を第２図に示す。２１は音声信号入力端子、２２はＦＭ
変調器、２３は音声信号搬送波発生器、２４〜２６は映
像信号入力端子、２７はマトリックス回路、２８は輝度
信号処理回路、２９は色差信号処理回路、３０は加算回
路、３１は映像変調器、３２は状像信号搬送波発生器、
３３はディジタル符号化して伝送する音声１３号の入力
端子、３４はアナログ・ディジタル　。

変侠器（以下□ｋｌ）Ｃと略す）、３５はディジタル信
号処理回路、３６はスペクトル処理回路、３７は移相器
、３８はディジタル符号化した音声信号用の変調器、３
９は加算器、４０は残留側波帯振幅変調用の■ＳＢフィ
ルタ、４１は加算器、４２はアンテナであるヶ音声信号
入力端子２１からの音声（ｑ号で音ゆ信号搬送波発生器
２３からの音声用搬送波をＦ　Ｍ変鉤器２２においてＦ
Ｎｉ変調する。映像入力端子２４〜２６に入力されたＲ
　Ｇ　Ｂの三原色信号を７トリソクス２７で輝度信号と
色差信号とに分けおの２の輝度信号処理回路２８と色差
信号処理回路２９で処理した後、加算器３０で加算する
。加算後の信号で映像信号搬送波発生器３２からの搬送
波を映像変調器３１を用いて変調し、ＶＳＢフィルタ４
０でテレビジョン放送帯域に帯域制限して加算器４１で
音声信号と加算してアンテナ４２より送信する。

以上については、従来の地上伝送のテレビジョン放送と
同一である。以上の信号に商品質な音声を伝送するため
に以下を追加する。

多重する音声信号を入力端子３３に加え、音声信号をＡ
　Ｄ　Ｃ３４でディジタル信号に変換し、ディジタル信
号処理回路３５で伝送中に生じる誤りを検出訂正するた
めの符号を追加したり、インタリーブ処理などをほどこ
し、受信機での映像信号との妨害を低減するのに適した
スペクトル処理回路３６を通す。このディジタル符号化
した音声で、移相器３７を介して９０度移相された映像
信号搬送波をディジタル符号化した音声信号用の変調器
３８で変調し、加算器３９で映像信号で変調された搬送
波と加算する。その結果、映像用の搬送波は、映像信号
とディジタル符号化した音声信号と直交関係で変調され
ることとなる。

変調されるスペクトルを第３図に示し、映像の搬送波の
映像信号とディジタル符号化した音声信号との変調状態
のベクトル図を第４図に示す。第３図の０は映像信号の
ＶＳＢフィルタ後のスペクトル、■はＦＭ変調された音
声信号のスペクトル、４５はディジタル符号化して伝送
する音声信号のスペクトルを示す。ここでディジタル符
号化した音声信号のスペクトルは伝送レート１開ビツト
フ秒のロールオフ率０５の信号の搬送波を変調した場合
のスペクトルを示している。

第３図においては映像信号の搬送波周波数をＯＨｚで示
している。映像搬送波に対して−０，７５５１Ｈ２以下
のスペクトルについては残留側波帯部１扁夏調とするＶ
ＳＢフィルタによって減衰されている。４．２ＭＨｚま
では映像信号が４．５ＭＨｚ近傍には音声搬送波がＦ　
Ｍ変調されたスペクトラムが存在している。

映像搬送波に対して±０．７５Ｍ［−１ｘについては両
側波帯が送信されるため、一般の振幅変調（ＤＡＢ）と
考えて良い。その両側波帯を有しているガ送波に直交し
て±０．７５ＭＨｚ以内の信号をディジタル符号の１と
０に相当させて賑幅Ａと一人とで変調すると、搬送波の
ベクトルは映像信号を１とした場合、罵ωａｔ土Ａｓ１
ｎωｃ　ｔ　　　　　　　（１１となる。ここでωＣは
搬送波の角周波数である。

（１）式を展開すると、 である。

ここで受信された映像信号へのディジタル符号化した音
声信号からの妨害を考える。映像信号検波回路が可ωｃ
ｔで同期検波しているものについてはＡの値にかかわら
ず部ωｃｔの係数のみ（すなわち映像信号のみ）が再生
され妨害とはならない。

また映像信号検波回路が包絡線検波をしているものにつ
いてはＡの値を１より下げることで妨害を経減できる。

例えばＡを０．１とすると、μＴ７中１ｆ１０５となり
１に比べて０．００５の信号（約−４６ｄＢ）が影響す
るが、映像信号のＳＮ比は４０ｄＢ以上あれば実用上問
題ないと考える。

一方、映像信号からのディジタル符号化した音声信号の
復調回路への妨害については、第３図の映像搬送波周波
数付近を拡大した第５図および受信くし形フィルタ特性
を示す第６図を用いて説明する。第５図（ａｔに示す４
６はディジタル符号化して多重伝送する音声信号のスペ
クトルを示す曲線、（ｂ）に示す４７は映像信号のスペ
クトルを示す曲線、４８は受信機のくし形フィルタの特
性曲線である。

映像信号のスペクトルは水平同期周波数ｆＨに強い相関
を有しているのでｆＨの周波数でスペクトルが集中する
ため曲線４７に示すようになる。また、ディジタル符号
化した音声信号もｆ、に逆相関を持たす操作で曲線４６
に示すようになる。この関係で直交多重した信号を特性
曲線４８に示す受信機のくし形フィルタで取り出すこと
で、映像信号からの妨害を低減し、さらに第１区に示す
ように同期検波回路１４で搬送波に直交した成分のみを
復調することで排除できる。なお、くし形フィルタ特性
は映像搬送波を通過させる方が搬送波再生のために良い
。信号レベル対雑音の比（以下ＳＮ比と呼ぶ）について
考えると、映像信号の８Ｎ比が４０ｄＢが実用レベルと
すると、帯域幅がディジタル符号化した音声信号の伝送
帯域１ｍ　ｌ　ＭＨｚに比べ約４倍であるため、ディジ
タル符号化した音声信号のＳＮ比は４６ｄＢとなるが、
ディジタル符号化した音声信号の変調レベルＡを０４１
とするとＳＮ比は２６ｄＢ程度となる。

以上説明したように、不実施例によれば、映像信号スペ
クトルを効率良く低減できるので、映像信号のディジタ
ル符号化して多重伝送した音声信号を安定に受信再生で
きる効果がある。

スペクトル処理回路３６の一例としてディジタル符号化
した音声信号をある周波数間隔でスペクトルを集中させ
る手段を第７図、第８図および第９図を用いて説明する
。６１は入力端子、６２は時間軸圧縮回路、６３はタイ
ミング発生回路、６４は遅延回路、６５は切替スイツチ
、６６は出力端子、６７は入力端子６１のデータ列、錦
は時間軸圧縮回路６２の出力データ列、ｂ９は遅延回路
６４の出力データ列、７０は切替スイッチ６５の出力デ
ータ列、７１は遅延回路６４の出力を反転した４’ｃｆ
の切替スイッチ６５の出力データ列、７２はデータ列７
０のスペクトル、７３はデータ列７１のスペクトルであ
る。

入力端子６１に加えられたデータ列６７をタイミング発
生回路６３のタイミングで時間軸圧縮回路６２でデータ
を時間軸圧縮してデータ列部に示す間欠データとする。

この間欠データを遅延回路６４で遅延時間τだけ、すな
わち第８図の例では５デ一タ分遅延させたデータ列６９
と切替スイッチ６５で加えるとデータ列７０に示すよう
になる。このデータ列７０はデータ列６８のデータ列の
無い期間に遅延させたデータを入れたこととなり、遅延
時間τで相関を持つこととなる。その結果、第９図に示
す曲線７２に示すスペクトルとなる。一方、遅延回路６
４の出力を反転した場合、データ列７１に示すようにな
り、遅延時間τで逆相関を持つこととなる。その結果、
第９図に示す曲線７３に示すようにＯｌ　　ｌ　　ｌ　
　＋。

τ　　　　　τ　　　　　τ ・・・・・・でディップを有するスペクトルとなる。こ
のスペクトルを搬送波を用いて変調すると第５図（ａ）
に示す曲線４６のようになる。上記のように間欠データ
の間に同一データを伝送するとデータの伝送速度の増大
をまねくので、その伝送速度の増大を軽減し、かつスペ
クトルのディップを持たせるためにａ。〜ａ、の５デー
タのうち２あるいは３個のデータを間に入れて伝送する
ことも考えられる。この場合、データの伝送速度の増加
は低減できるが、ディップ量は曲線７２および７３に示
すほどの期待はできないが、スペクトルのディップ周波
数は遅延時間τによって決依るので曲線７２および７３
と同一である。

次にデータ列７０および７１を復調する場合の実施例を
第１０図および第１１図を用いて説明する。７４は入力
端子、７５はタイミング復調回路、７６は切替スイッチ
、７７は時間軸伸長回路、７８は出力端子、７９は切替
スイッチ、（資）は遅延回路、８１は一致検出回路、８
２は一致検出出力である。第８図のデータ列７０および
７１をタイミング復調回路７５で復調したタイミングで
切替スイッチ７６を切替えることでデータ列６８あるい
は６９のデータを得、時間軸伸長回路７７によりデータ
列６７が復調できる。第１１図においては、切替スイッ
チ７９によりデータ列６８と６９を書名ので遅延回路帥
と一致検出回路８１で一致を検出し、一致検出出力８２
を得る。データ列６８と６９は信号伝送中に誤りを生じ
なければ一致するものであるが、伝送中に誤りを生じる
とそのデータで一致検出回路８１により不一致を検出し
、一致検出出力８２に出力を得る。一致検出回路は一般
的にＥＯＲゲートなどで構成でき、出力は誤り検出など
としてディジタル信号処理に使用できる。

なお、スペクトルのディップ周波数と関係する遅延時間
τとデータ伝送速度との関係が同期していない場合には
、データ列７０のａ４とａ。との間やデータ列７１の３
４と扁との間などにデータを伝送しない間隔を設けるこ
とで吸収できる。

本発明の他の実施例を第１２図に示す。９０はフィルタ
、９１は周波数変換回路であり、第１図と同一符号のも
のは同一機能を示す。第１図と異なる点は、ディジタル
符号化して多重伝送された音声信号を復調する周波数を
映像信号復調用の周波数より下げるために、フィルタ９
０２よび周波数変換回路９１を設けたことである。

本実施例によれば、周波数変換回路３の出力の中間周波
数（日本の地上放送テレビジョンでは５８７５λｆＨｚ
が一般的に多く用いられる）で映像信号の復調を行ない
、周波数変換回路９１の出力のさらに周波数の低い中間
周波（例えば５ＭＨｚ程度）でディジタル符号化して伝
送された音声信号の復調を行なうので、同期検波回路１
４に用いる搬送波再生回路１５で再生された搬送波の回
路遅延時間などによる位相誤差が周波数が低くなること
により軽減され、安定にディジタル符号化して伝送され
た音声信号を復調することのできる効果がある。

本発明のさらに他の実施例を第１３図に示す。受信信号
は第１図の場合と同一であり、第１図および第１２図と
同一符号のものは同一機能を示す。匹は周波数変換回路
、９３は混合回路、９４は電圧制御形の局部発振器、９
５は基準信号発生器、９６は低域通過フィルタ、第１２
図の周波数変換回路９１を混合回路９３と電圧制御形の
局部発振器９４で構成する。

第１２図と異なる点は、第１２図では搬送波再生回路１
５で再生され搬送波の映像信号と直交されて変調されデ
ィジタル符号化して伝送された音声信号に同期して同期
検波回路１４で検波しているのに比べ、第１３図ではデ
ィジタル符号化した音声信号による変調と映像信号によ
る変調とが直交関係にあり、ディジタル符号化した音声
信号による変調の直流成分が少ないことをオＩ」用して
、基準信号発生器９５と搬送波を含む中間周波信号との
位相差を同期検波回路１４と低域通過フィルタ９６で検
出し、電圧制御形の局部発振器９４に帰還することで、
中間周波数の搬送波を基準イ＾号発生器の出力と同期さ
せて同期検波回路１４の出力を検波出力としていること
にある。

本実施例によねば、基準周波数９５の周波数に復調用の
中間周波数が一致する負帰還ループであるため、周波数
変換回路３などの周波数ドリフトなどによるくし形フィ
ルタ１３の周波数ずれや復調周波数ドリフトが少なく、
第１２１１ｉ９に示す実施例よりさらに安定に復調でき
る効果がある。

不発明のくし形フィルタを有した受信機での映像信号か
らディジタル符号化して伝送する音声信号への妨害をさ
らに効果的に低減する送信機の実施例の構成図を第１４
図に示す。９７は受信機のくし形フィルタ特性の逆特性
フィルタであり、第２図と同一符号のものは同一機能を
示す。受イぎ機では第６図に示すくし形フィルタにより
、第５図の（ａ）に示すディジタル符号化して多重伝送
された音声信号スペクトルを取り出し、同期検波回路１
４などで復調する。その時、第６図に示すくし形フィル
タのディップ付近での減衰により、第５図（ａ）に示す
スペクトルのディップの近傍（ディツプ点は不要である
がその近傍）でのスペクトルを減衰させ、伝送によって
生じるディジタル信号の誤り率を劣化させる可能性があ
る。その劣化を低減するために、第５図（ａｌに示すス
ペクトルを有する変調器あの出力を第６図に示す受信機
側のくし形フィルタ特性の減時性を有する逆特性フィル
タ９７を介して送信することで、逆特性フィルタ９７と
受信機のくし形フィルタの両方を通過するディジタル符
号化して伝送される音声信号の伝送路特性を周波数的に
ほぼ平坦とする。

本実施例によれば、受信くし形フィルタによる特性の劣
化を軽減し、かつ映保信号からディジタル符号化して伝
送された音声信号への妨害を低減できる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、映像信号スペクトルを効果的に低減で
きるので、直交多重で伝送された信号を安定に受信でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明を
実施するための送信側の一実施例の構成図、第３図は本
発明の説明用のスペクトル図、第４図は本発明の説明用
のベクトル図、第５図は本発明の説明用のスペクトルの
拡大図、第６図は本発明の受信側くし形フィルタの特性
側図、第７図は本発明のスペクトルを集中させるための
構成側図、第８図は本発明の第７図の動作説明用図、第
９図は本発明の詳細な説明用のスペクトル図、第１０図
は本発明のスペクトルを集中して伝送した信号を復調す
る回路の一実施例図、第１１図は本発明のスペクトルを
集中して伝送した信号を復調する回路の他の実施例図、
第１２図は本発明の他の実施例の構成図、第１３図は本
発明のさらに他の実施例の構成図、第１４図は本発明を
実施するための送信側の他の実施例の構成図である。 ｌ・・・アンテア　　　　　３・・・周波数変換回路１
３・・・フィルタ　　　　　１４・・・同期検波回路１
５・・・搬送波再生回路 １８・・・ディジタル信号処理回路 ３６・・・スペクトル処理回路 ９１・・周波数変換回路　　９３・・・混合回路９４・
・・局部発振器　　　　９５・・基準信号発生器９６・
・・低域通過フィルタ　９７・・・逆特性フィルタ員　
３　ｌ ｄ”（ 憲醇　　　開凛歇（別り 潴　４　回 １５　口 Ｌ　図 ’ｈｓＪシＨミコ澱２〕 ′１７　口 ら−中 箔　８　フ 箔　ｑ　図 凪　　１０　　ロ ー（」）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送波を振幅変調して伝送する方式において、前記
   搬送波の直交成分に多重伝送された前記振幅変調信号以
   外の信号を受信復調する復調回路および前記復調回路に
   帯域通過フィルタを設けたことを特徴とする多重伝送信
   号再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記搬送波を映像
   信号で残留側波帯振幅変調し、前記帯域通過フィルタに
   前記映像信号側波帯の妨害を軽減するくし形フィルタを
   設けたことを特徴とする多重伝送信号再生装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記振
   幅変調信号以外の信号をディジタル符号化した信号とす
   ることを特徴とする多重伝送信号再生装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記搬送波から映
   像信号を復調する中間周波に変換する第１の周波数変換
   回路、前記第１の周波数変換回路の出力信号から映像信
   号を復調する映像信号復調回路、前記第１の周波数変換
   回路の出力信号からディジタル符号化した信号を復調す
   る中間周波に変換する第２の周波数変換回路、前記第２
   の周波数変換回路の出力信号のディジタル符号化した信
   号を通過させる帯域通過フィルタ、前記帯域通過フィル
   タの出力信号の搬送波に同期した再生用の搬送波成分を
   得る搬送波再生回路、前記帯域通過フィルタの出力信号
   を前記搬送波再生回路の出力信号で同期検波して直交成
   分に多重変調された信号を復調する同期検波回路、前記
   同期検波回路の出力信号を誤り率の少ない点でディジタ
   ル波形に変換する符号識別回路、前記符号識別回路の出
   力信号を誤り検出訂正し前記ディジタル符号化した信号
   を再生するディジタル信号処理回路を設けたことを特徴
   とする多重伝送信号再生装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記第２の周波数
   変換回路の周波数変換に用いる局部発振器を電圧制御発
   振器とし、前記搬送波再生回路を位相検波器と基準信号
   発生器とで構成して前記基準信号発振器と前記搬送波再
   生回路の入力信号との位相差を前記位相検波器で検波し
   、前記位相検波器の出力信号で前記局部発振器を制御す
   ることを特徴とする多重伝送信号再生装置。