JPH0331018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、２値NRZ信号からなる情報信号を
受信し、伝送されて来た情報を誤まりを少なくし
て再生する方式に関するもので、特に文字放送用
受信機において誤まりを少なくして情報を再生す
るようにしたものである。 従来、２値のNRZ信号を識別するには、ある
特定の直流レベルを基準にして、それを上回るか
下回るかによつて“０”，“１”を決定していた
が、そこには、伝送路におけるゴーストや群遅延
特性の悪化等、回線特性の劣化に起因するパルス
信号の波形歪によつて、コード識別部におけるい
わゆるアイ開口率（入力信号の論理値“１”に相
当する直流レベルに対する、サンプル時点におけ
る“０”，“１”識別範囲の比）の低下に伴う、波
形歪、外部雑音、または内部雑音に起因するビツ
ト誤りが増加する欠点があつた（電子通信学会
編、電子通信ハンドブツク、昭和54年発行、第
846〜848頁及び第1135頁参照）。 本発明の目的は、上述のような符号誤りに対し
て符号誤りを適切に訂正することのできる符号信
号復元方式を提供することにある。 そのために、本発明では、伝送されて来た受信
信号を従来の方式によつて直接２値化するのでは
なく、受信信号を多段陥のレベル識別して多値化
する。そして、受信信号のレベルがある一定値以
上のもの、ある一定値以下のもの、中間レベルの
ものを、誤りが生じている確率が高いと判断し
て、“１”或いは“０”とすることなく消失ビツ
トとして出力し、パリテイービツトをも含めて計
算して、消失ビツトをもとのビツトに復元するこ
とにより、誤り訂正効果を増大させる。 すなわち、本発明は、送信側において、パリテ
イビツトを付加し０，１の２値信号からなる符号
信号を波形歪を起こさせる可能性がある伝送路を
介して受信側に送信し、受信側において、前記送
信された信号の受信信号から前記符号信号を復元
することを可能とする符号信号復元方式であつ
て、前記受信信号の信号波形のレベルを３以上の
複数の有限段階にレベル識別し、その識別結果に
基づき前記受信信号の前記信号波形のレベルが前
記２値信号の０，１のいずれに対応するかが不明
確なビツトを消失ビツトとして位置付け、前記符
号信号の最小符号間距離をｄとしたとき、前記消
失ビツトの数Ｓがｄ−１以内であつて、かつ誤り
ビツトの数が［（ｄ−Ｓ−１）／２］ビツト（た
だし、［ ］はガウス記号で、該記号で囲まれる
数を越えない整数を意味する）であるとき、前記
受信し前記レベル識別した信号と、受信側に予め
用意された複数個の符号信号との相互間での符号
配列の比較により、前記消失ビツトを再生すると
ともに、前記誤りビツトがある場合には、該誤り
ビツトの位置を検出してその位置に対応した符号
０，１をそれぞれ符号１，０に反転させることに
より、前記送信側から送信した前記符号信号を復
元するようにしたことを特徴とする。 本発明の原理を、パターン方式文字放送で用い
られている、ビツト数８、情報数４からなる
（８，４）拡大ハミング符号方式の場合を例にと
つて、説明する。 （８，４）拡大ハミング符号は、最小符号間距
離ｄが４なので、通常の２値信号による復号法に
よれば、１ビツトの誤りがあつたときの訂正、２
ビツトの誤りのあつた時の誤りの存在したことの
検出能力をもつている。 本発明のように、伝送されて来た受信信号を多
段階のレベル値でレベル識別する手段としては、
例えば、特願昭57−55464号（特開昭58−173933
公報）の明細書に記載してあるようにＡ／Ｄ変換
器を用いることとし、入力受信信号のレベルを、
デイジタル信号として、出力するようにする。 受信信号のうち、レベル不明確なビツトを消失
ビツトとして検出し、ビツトパタンを判別する本
発明の方式によれば（８，４）拡大ハミング符号
の伝送において、１ワードの中がつぎのような状
態の場合に出力に誤りが混入することがない。 １） 消失ビツト３ビツト以下：消失ビツトを復
元することができる。 ２） 消失ビツト２ビツト、誤りビツト／ビツ
ト：このワードの中に誤りがあることを検出し
て、このワードの符号をデータとしてとり入れ
ない。 ３） 消失ビツト／ビツト、誤りビツト／ビツ
ト：消失ビツトを復元し、誤りビツトを訂正し
てこのワードの符号を回復する。 本発明においても、従来から有している１ビツ
ト誤りの訂正、２ビツト誤りのあつたときの、誤
りの存在の検出（訂正は不能）の能力を有してい
ることは勿論であり、本発明においては、“消失
ビツト”を検出するようにしたことにより、訂正
可能範囲、誤りの存在の検出可能範囲が拡がつた
こととなる。 （８，４）拡大ハミング符号語はつぎのように
ビツト配列とし、最小符号間距離を４ビツトとし
ている。 第 １ 表 符号語 情報ビツト パリテイビツト

〔０〕 0000 1110 〔１〕 1000 0000 〔２〕 0100 1001 〔３〕 1100 0111 〔４〕 0010 0101 〔５〕 1010 1011 〔６〕 0110 0010 〔７〕 1110 1100 〔８〕 0001 0011

〔９〕 1001 1101 〔10〕 0101 0100 〔11〕 1101 1010 〔12〕 0011 1000 〔13〕 1011 0110 〔14〕 0111 1111 〔15〕 1111 0001 たとえば、符号語

〔０〕のビツトパタン
00001110を伝送した場合に受信側で如何にしてそ
のビツトパタンを復元するかを説明する。 １） ３ビツト消失の場合、受信側で０×00××
10（×は消失ビツト）のような形でビツトパタ
ンを検出したとすると、消失ビツト以外のビツ
トパタンが、第１表に示す符号語の中で一致す
るのは、符号語

〔０〕の場合のみである。従つ
て、符号語

〔０〕を回復することが可能であ
る。 ０×001×10のように２ビツト消失の場合、
０×001110のような１ビツト消失の場合も、勿
論、前記と同様に、

〔０〕以外の符号語に対応
するビツトパタンに、そのようなビツトパタン
が存在しないので、符号語

〔０〕を回復するこ
とができる。 また、後記する３の場合を除き、消失ビツト
以外のビツトパタンに対応するビツトパタンが
ないときは、〔誤り検出〕として、このビツト
パタンからは、もとのビツトパタンは復元でき
ないとする。したがつて、この場合符号語を出
力されない。 ２） ２ビツト消失＋１ビツト誤りの場合、０×
00×10のように２個の消失ビツト（×）と１個
の誤りビツト（０）を受信したときには、（×）
を除きビツトパタンで符号表に一致するものは
なく、１ビツトを変えることによつて本来の符
号語である

〔０〕と、全く違う符号語〔６〕と
の２種類の符号になりえる。 したがつて受信符号を決定することはできず
誤りがあつたと判断し、〔誤り検出〕とし符号
語を出力しない。 ３） １ビツトの消失＋１ビツト誤りの場合、０
×000110のように×の消失と０の誤りビツトが
与えられた場合には、×を除いたビツトパタン
で第１表の中に一致するものはないが、５番目
のビツト（０）を反転させて（１）にした時、
符号語

〔０〕に一致するパタンになりうるの
で、受信信号は

〔０〕と判断する。 それ以外のビツトを反転させても、一致する
ビツトパタンはない。そこで

〔０〕と判断して
も間違いはない。 以上、１），２），３）を一般形で表現すると、
符号信号の最小符号間距離をｄとしたとき、消失
ビツトの数Ｓがｄ−１以内であつて、かつ誤りビ
ツトの数が［（ｄ−Ｓ−１）／２］ビツト（ただ
し、［ ］はガウス記号で、この記号で囲まれる
数を越えない整数を意味する）であるとき、受信
しレベル識別した信号と、受信側に予め用意され
た複数個の符号信号との相互間での符号配列の比
較により、消失ビツトを再生するとともに、誤り
ビツトがある場合には、この誤りビツトの位置を
検出してその位置に対応した符号０，１をそれぞ
れ符号１，０に反転させることにより、送信側か
ら送信した符号信号を復元するのと等価である。 つぎに、本発明を用いてフレーミングコードを
検出する方式の一例を図面を参照して説明する。 第１図にテレビジヨン信号の垂直帰線期間のあ
る特定の水平走査期間に文字信号を重畳した場合
の信号波形を示す。 第１図において、１０１は水平同期信号、１０
２はカラーバースト信号をあらわす。これらの信
号は通常のテレビ信号の場合と同じである。 １０３は文字放送信号のクロツク同期をとるた
めのクロツクランインで２バイト分挿入されてい
る。１０４はフレーミング同期をとるためのフレ
ーミングコードで、フレーミングコードを示す特
定のパタンを有しており１バイト分が挿入されて
いる。１０５は伝送されている情報の種類を識別
するサービス識別信号、１バイト分、１０６は当
該水平同期期間の情報の表示位置、性質（着色信
号か否かなど）を示すパケツト識別信号２バイト
分が挿入されている。１０７は、伝送すべき文字
情報信号３１バイト分である。 文字信号１０７には、文字パタン情報をそのま
ま送る場合と、受信側で対応する文字情報を表示
させるための表示制御用のコードを伝送する場合
とがある。サービス識別信号１０５、パケツト識
別信号１０６、文字情報信号１０７は（８，４）
符号となつている。 水平同期信号１０１の立ち下りから、クロツク
ランイン１０３の第１ビツト目までの長さａは56
ビツトとする。１テレビ水平走査期間に送られる
１パケツトの信号の長さｂは37バイト（296ビツ
ト）とする。１テレビ水平走査期間の長さｃは
364ビツトとする。 第２図は、クロツクランイン１０３とフレーミ
ングコード１０４を拡大して示したものである。 クロツクランイン１０３は図に示すように
101010……10の16ビツトであり、ひきつづくフレ
ーミングコード１０４は、ビツトパタンが
11100101の８ビツトである。 第３図は、このフレーミングコード１０４を検
出するための１構成例である。 １０８は、第１図に示すような文字信号を含む
テレビ画像信号が供給されている入力端子であ
る。１０９は、画像信号に含まれる水平同期信号
１０１やクロツクランイン１０３から、種々の同
期信号やクロツクパルスを発生する同期信号発生
回路である。 １１０は、フレーミングパルス発生回路で入力
信号について、フレーミング信号の８ビツトのビ
ツトパタンと一致するビツトパルスがあるか否か
を個別に比較する。 従来はビツトパタンが完全に一致したときか１
ビツト違いのときしか、フレーミングコードを検
出することができなかつた。 フレーミングコードを検出するにあたつては、
画像信号からフレーミングコードの近傍の期間を
ゲートアウトするのであるが、このゲート期間
は、クロツクランインの一部期間＋フレミングコ
ード期間＋数ビツトとする。この期間中にフレー
ミングコード１０４を、検出するにあたつて、本
発明の方式を適用すると従来より、適切にフレー
ミングコードを検出することができる。 第３図に示す、ア，イ，ウ，エ，オ，カ，キ，
ク，ケ、は１ビツトづつ移動しながらとり出した
８ビツトの期間であるが、図中において、各期間
毎に〇の中に示してある数字は、その期間のビツ
トパタンとフレーミングコードのビツトパタンと
の間の符号間距離を示す。 即ち期間アのビツトパタンと、フレーミングコ
ードのビツトパタンとの間の符号間距離は５ビツ
ト、期間イのビツトパタンとフレーミングコード
のビツトパタンとの間の符号間距離は３ビツト、
期間ウのビツトパタンとフレーミングコードのビ
ツトパタンとの間の符号間距離は４ビツト等々で
ある。この図から明らかなようにフレーミングコ
ード１０４の始まる６ビツト前からゲートして、
即ち期間ウの始まる時点からゲートしてビツトパ
タンをとり出し、その中からフレーミングコード
を探すこととすれば、フレーミングコードはいず
れの８ビツト期間のビツトパタンに対しても最低
４ビツトの符号間距離を確保することができる。
したがつて、フレーミングコード１０４について
も前述の８，４符号を例として説明した消失ビツ
トの回復による復元が可能である。 受信信号のジツターによるゲートのタイミング
の誤差も考えられるので、３ビツト前からフレー
ミングコードを探すことにすれば安全である。い
いかえれば、±３ビツトの信号選出誤差まで許さ
れる。 現在、用いられている８，４拡大ハミング符号
においては、フレーミングコードに連続する符号
自身、たとえば、サービス識別信号１０５、パケ
ツト識別信号１０６によつて、フレーミングコー
ドのタイミングを検知しうる可能性を有してい
る。 即ち、相隣りあう符号間でフレーミングタイミ
ングのスリツプを生じたとき、そのスリツプタイ
ミング以降で見たときにいずれかの符号語と同じ
パタンとなる符号の数Ｃ（ｋ）は、（ここでｋ：ス
リツプビツト数） ｋ＝１，７の場合 Ｃ（ｋ）＝０ (1) ｋ＝２，３，４，５，６の場合 Ｃ（ｋ）＝16 (2) となる。即ち、(1)式の場合符号となるものは何も
なく、(2)式の場合各ｋあたり16通りの符号とな
る。ここで、ｋ＝５通りあるから５×16＝80通り
の符号語が生ずる。一方、スリツプの総数は、16
×16×７＝1792通りなので、フレーミングタイミ
ングが正しくなくて本来の符号語にまたがつた位
相で、しかも、他の符号語になつてしまう確率
は、80／1792＝4.4×10^-2即ち、約1/25となる。
もし、受信したフレーミングコードでフレーミン
グタイミングが取れなかつたときに、後につづく
符号語を調べてフレームタイミングを検出しよう
とすると、4.4×10^-2の誤り率でフレームタイミ
ングの検出をすることができる。 以上述べたフレーミングコードの検出装置のよ
り詳細な構成を、第４図に示す。 同期信号再生回路１０９は、テレビ信号から垂
直同期信号、水平同期信号を再生し、クロツクラ
ンイン１０３に位相ロツクしたクロツクパルス２
０３、フレーミングコード１０４から３ビツト手
前のタイミングで発生される書き込みスタート信
号２０４、書き込みクロツク信号３０３、を発生
し出力する。 １１１は入力符号信号のレベルを識別するため
に設けられたＡ／Ｄ変換器で、入力端子１０８か
らの入力信号をクロツクパルス２０３の生起する
タイミング毎にＡ／Ｄ変換し、多段階でレベル識
別し、そのレベル値に応じてデイジタル信号でレ
ベル情報を出力する。 ４ビツトでＡ／Ｄ変換するとレベル情報は
“０”から“15”までの16段階のレベルを表わす
情報となる。その詳細は特願昭57−55464号明細
書に記載してあるものと同様とすることができ
る。 １１２はDMAコントローラ、１１３はランダ
ムアクセスメモリで、Ａ／Ｄ変換器１１０の出
力、即ち、レベルによつて、多段階にレベル識別
された入力信号のレベル情報を、記憶する。 １１４はコンピユータ、１１５は表示メモリ、
１１６は画面表示用ブラウン管である。 以上のように構成されているから、入力端子１
０８から入力した入力信号は、Ａ／Ｄ変換器１１
０において、同期信号発生器１０９からのクロツ
クパルス２０３のタイミング毎にレベル識別さ
れ、その識別されたレベル情報がとり出される。 これらの情報はDMAコントローラー１１２を
介して、RAM１１３へ転送され記憶される。 その際、１水平走査期間には、37バイト分のデ
イジタル信号があるのであるが、クロツクランイ
ン２バイト分を除いた35バイト分と、さらに１バ
イト分が追加して記憶されるようになつている。
ここで１バイト分余計に書き込むのは、フレーミ
ングコード１０４検出にあたつて、フレーミング
コード１０４より３ビツト前から書き込み、さら
に安全を見てパケツトの最終部を５ビツト分多く
取り込むためである。 第５図は、受信機が１パケツト分の信号を受信
したときのフレーミングコード１０４検出の際の
誤り訂正検出処理のフローチヤートを示す。コン
ピユーター１１３はDMAコントローラ１１２か
らのデータの転送が終了したことを検知すると、
入力信号のデータの中の消失ビツト数の検出をす
る。ここで、Ａ／Ｄ変換器１１１に４ビツトの変
換器を用いたときには入力信号のレベルに応じ
て、“０”から“15”までの段階のレベル情報が
入力されているから、レベル情報が“１”、“２”、
“３”、“４”、“５”、“６”のときは、もとの入力
２値信号のレベルは“０”、と判定し、“９”、
“10”、“11”、“12”、“13”、“14”のときは、も
と
の入力２値信号のレベルは“１”と判定する。 そして、レベル情報が“０”、“７”、“８”、
“15”のときは、消失ビツト“Ｘ”と判定する。
このように、２値データ信号ブロツクと消失ビツ
トブロツクとを並列に用意する。 つぎに直前のパケツトデータでもフレーミング
コードの頭までシフトしたシフト数だけ、そのパ
ケツトでも全２値データおよび消失ビツトとを時
間的にシフトさせ、先頭の８ビツトをフレーミン
グコード、ひきつづく272ビツトをパケツトのデ
ータとして扱うようにする。しかるに、このとき
先頭の８ビツトが前述した方法で、消失ビツトを
回復しても、フレーミングコードのパターンとな
らない場合は、フレーミングコードの検索を受信
したビツトの先頭からやり直すことにする。 この検索は、±３ビツトづつのビツトずれを考
慮し先頭から６ビツトまで、さかのぼつてシフト
して行う。このような操作をしてもフレーミング
コードが検出できない場合には、フレーミングコ
ードにひきつづく、後方の３バイト分の期間に存
在する８，４符号から、フレーミングコードの存
在の検出をする。 即ち、先頭ビツトから16ビツト後の２バイト分
のデータを調べ、その２バイトが消失ビツトだけ
を含む（８，４）符号になつている場合、そのタ
イミングを判定する。その２バイトが（８，４）
符号になつていないときには、さらに１ビツトシ
フトさせ同様の操作を行なう。この操作回数をＫ
としてＫ＝８となつた場合には、フレーミングタ
イミングがとれなかつたと判定する。Ｋ＜８でフ
レーミングタイミングを取ることができたときに
は、実際のフレーミングコードの受信した先頭ビ
ツトからのビツト位置はＫビツト目となる。この
ようにして、受信ビツトからＫ＋８ビツト目から
が34バイトのパケツトデータとなる。 その後は、前述の消失ビツトの回復と誤り訂正
動作によつて、サービス識別信号、パケツト識別
信号などをデコードし、目的とする制御を行な
う。 その他の（８，４）符号についても同じような
消失ビツトの回復を含む誤り訂正検出を行なう。 その他のパターンデータについては、レベルの
しきい値を“８”として、その上下を“１”或い
は“０”としさきに求めた消失ビツトを２値信号
に変換して使用する。画面上では、“１”信号の
方が目立ちやすく、パタン信号自身も“０”信号
の方が、“１”信号に比べ出現頻度が高いことを
考慮すると、パタンデータ部においては、消失ビ
ツトはすべて“０”に固定する方式が視覚上より
好ましい。 上述のフレーミングタイミング検出のタイムチ
ヤートの１例を第６図に示す。 ３０１は、正常の位相で受信機へ到着した受信
符号信号パケツトの先頭部のタイミングである。 クロツクランイン１０３はここでは、後半の３
ビツト分を余分に取り込む。 ３０２は、フレーミングコードを検索する範囲
の14ビツト期間（３ビツト＋８ビツト＋３ビツ
ト）を示す。３０３は、（８，４）符号で構成さ
れているパケツト識別信号１０５からフレーミン
グタイミングを再生するための検索範囲である。 ここでパケツト識別信号１０５によつて、フレ
ーミングタイミングの再生を行わなかつたのは、
フレーミング信号１０４が誤つたときには、隣の
パケツト識別信号１０５が誤る確率が高いためで
ある。 本発明は、以上のように構成されているので、
ゴーストや波形歪の多いテレビ信号の伝送路、に
おいても、ゴーストキヤンセラー、位相等価器、
自動スライスレベル調整器、自動クロツク位相調
整器等を用いなくても正しいコード信号の再生が
可能となる効果がある。 また、フレーミングコードの再生に本発明の方
式を適用する場合、あらかじめ余分に信号を受信
しておけば、本発明の方式によつて、フレーミン
グコードを再生することができるので、ソフト的
にフレーミングコードを再生することができ、ハ
ード的なフレーミング再生回路を必要としなくな
る利点がある。 また、パタン方式文字放送信号の（８，４）符
号そのものに4.4×10^-2の誤り率でフレーミング
タイミング再生能力があるので、フレーミングコ
ードによつてフレーミングタイミングの再生がで
きなくても、それに後続する信号からフレーミン
グタイミングを再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、文字放送信号の１テレビ水平走査期
間内の信号の配列を示す図、第２図は、フレーミ
ングコード近傍の信号の配列を示す図、第３図
は、フレーミングコード再生回路の構成を示す
図、第４図は、本発明によるフレーミングコード
再生回路のより詳細な構成図、第５図はフレーミ
ングコード再生の手順を示すフローチヤート、第
６図は、フレーミングタイミング検出のタイムチ
ヤートである。 １０１……水平同期信号、１０２……カラーバ
ースト信号、１０３……クロツクランイン、１０
４……フレーミングコード、１０５……サービス
識別信号、１０６……パケツト識別信号、１０７
……文字情報信号、１０８……入力端子、１０９
……同期信号発生回路、１１０……フレーミング
パルス発生回路、２０３……クロツクパルス、２
０４……スタート信号、３０３……書き込みクロ
ツク信号、１１１……Ａ／Ｄ変換器、１１２……
DMAコントローラ、１１３……ランダムアクセ
スメモリ、１１４……コンピユータ、１１５……
表示メモリ、１１６……画面表示用ブラウン管、
３０１……パケツト先頭部のタイミング、３０２
……フレーミングコード検出範囲、３０３……フ
レーミングタイミング検索範囲。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信側において、パリテイビツトを付加し
   ０，１の２値信号からなる符号信号を波形歪を起
   こさせる可能性がある伝送路を介して受信側に送
   信し、受信側において、前記送信された信号の受
   信信号から前記符号信号を復元することを可能と
   する符号信号復元方式であつて、 前記受信信号の信号波形のレベルを３以上の複
   数の有限段階にレベル識別し、その識別結果に基
   づき前記受信信号の前記信号波形のレベルが前記
   ２値信号の０，１のいずれに対応するかが不明確
   なビツトを消失ビツトとして位置付け、前記符号
   信号の最小符号間距離をｄとしたとき、前記消失
   ビツトの数Ｓがｄ−１以内であつて、かつ誤りビ
   ツトの数が［（ｄ−Ｓ−１）／２］ビツト（ただ
   し、［ ］はガウス記号で、該記号で囲まれる数
   を越えない整数を意味する）であるとき、前記受
   信し前記レベル識別した信号と、受信側に予め用
   意された複数個の符号信号との相互間での符号配
   列の比較により、前記消失ビツトを再生するとと
   もに、前記誤りビツトがある場合には、該誤りビ
   ツトの位置を検出してその位置に対応した符号
   ０，１をそれぞれ符号１，０に反転させることに
   より、前記送信側から送信した前記符号信号を復
   元するようにしたことを特徴とする符号信号復元
   方式。