JPH0342552B2

JPH0342552B2 -

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Publication number: JPH0342552B2
Application number: JP57208607A
Authority: JP
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1991-06-27
Also published as: JPS5999892A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、放送衛星によるテレビジヨン放送な
どにおいて、デジタル副搬送波を用いた音声信号
あるいはデータ信号の伝送方式に関するもので、
更に詳述すれば、衛星放送伝送路などの特性に適
するよう信号多重の自由度を高くすると共に信頼
性を向上させたデジタル信号伝送方式に関する。

テレビジヨン衛星放送などにおいてデジタル副
搬送波を用いて音声信号あるいはデータ信号を伝
送する場合、以下の事項について考慮しなければ
ならない。

(イ) 信号伝送容量は、約2Mビツト／秒である。
これは、低受信電界時において、音声品質が映
像信号の受信限界に低下するまでは映像信号の
品質評価を下まわらないこと、誤り訂正符号の
効果、および受信機の性能などを考慮した結果
である。

(ロ) 衛星放送伝送路上に発生する誤りは、バース
ト状に連続して発生する場合もあるので、数十
ビツト長の「インターリーブ」を行い、もつて
誤りパターンをランダム化する必要がある。

(ハ) 音声信号のランダム誤りを訂正する符号に
は、ブロツク符号のBCH符号が適している。
音声信号ではサンプル値の誤り訂正を行い得な
い場合にも、サンプル値内の誤りの検出を行う
ことにより、そのサンプル値を前後のサンプル
値を使つて補間し、もつて誤りの訂正とをぼ同
じ結果を得ることができる。BCH符号は、誤
りを訂正する能力の他に誤りを検出する能力も
有しており、音声信号のあやまり訂正に適して
いる。

(ニ) 多チヤンネル化、高品質化など放送に対する
多様化の要望に対処するために、必要に応じて
信号の多重構成を変更できることが望ましい。

(ホ) 伝送路上のビツト誤りによるＳ／Ｎ劣化を改
善するために、スケールフアクタを伝送する。
ここで、スケールフアクタとは、一定の送信間
隔ごとに音声信号の振幅の範囲を数段階に分け
て示す信号のことである。ビツト誤りによる振
幅変動範囲は、一般に全範囲に及ぶが、スケー
ルフアクタを送ることにより誤りの範囲が限定
される。すなわち、音声信号が小レベルであれ
ば、誤りによるノイズも相対的に小さくなる。
このように、スケールフアクタを聴感上問題の
ない１ｍｓの送信間隔で送り、Ｓ／Ｎ特性を改
善する方法は有効である。ところで、スケール
フアクタは、特に誤りに対して強い必要があ
る。なお、スケールフアクタを示す信号ビツト
のことを「レンジビツト」と呼ぶ。

テレビジヨン衛星放送における音声信号の多重
方式については、過去においていくつかの提案が
なされている。その代表的な例として、第１図に
示す伝送信号フオーマツトが知られている。この
フオーマツトでは、１フレームが32個のサブフレ
ームに分割され、各々のサブフレームでは複数の
音声信号がビツトスライスされて並べられてい
る。また、１フレームの同期パターン、制御信
号、レンジビツトなどもサブフレームに分散され
ている。このような方式では、インターリーブ長
が足りないので、誤りパターンのランダム化が不
十分であると思われる。また、誤り訂正能力もパ
リテイ検査のみであり、低受信電界時における音
声品質を保つことは困難である。しかも、信号の
多重構成の変更は難かしく、構成の自由度が低い
など、種々の問題点がみられる。

本発明の目的は、上述の問題点を改善し、衛星
放送伝送路の特性に対して最適のデジタル信号伝
送方式を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明ではデジ
タル信号を２の整数乗値を有する第１のビツト数
毎に分割してフレームを構成し、フレームを２の
整数乗値を有する第２のビツト数毎に分割してサ
ブフレームを構成し、サブフレームのそれぞれに
訂正符号を付して順次縦方向に配列し、もつて１
フレーム期間の情報を２次元的に配列してなるビ
ツトインターリーブマトリクスを構成し、ビツト
インターリーブマトリクスを構成するそれぞれの
ビツトを縦方向に走査して順次伝送するととも
に、アナログ信号をデジタル信号に変換するのに
際し、まず各フレーム毎に予めアナログ信号の最
高振幅を検出してその変換係数を振幅値に応じて
選択するようにした手段を具備する。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第２図は、本発明にかかる多重化方式の原理的
構成図である。ここで同図Ａは、１フレームの構
成を示し、同図Ｂは「ビツトインターリーブマト
リクス」を示す。この１フレームに含まれる信号
は、以下の５種類に分けられる。

(A) フレーム同期パターン…フレームの同期を捕
捉するための信号。

(B) 制御信号…送出されている音声チヤンネルあ
るいはデータのフレーム内における構成、およ
び各チヤンネルに付随する機能などを示す信
号。

(C) レンジビツト…１ｍｓ期間中における音声信
号振幅の最大の量子化ビツト範囲を示す信号。

(D) 情報信号…音声およびデータを多重化した信
号部分。

(E) 訂正符号…情報信号およびレンジビツトに対
して、誤り訂正および検出を行うために加えら
れる検査ビツト。

また、第２図Ｂはフレーム内のレンジビツト、
情報信号、訂正符号を送出する順序を示してい
る。すなわち、マトリクス内で横方向に並べた信
号を縦方向にビツトスライスして送出し、32ビツ
トのインターリーブを行つている。このように、
インターリーブの機能を備えるよう信号を構成し
たマトリクスを「ビツトインターリーブマトリク
ス」と呼び、基本的な形状として縦32ビツト、横
64ビツトのマトリクスを用いる。

本発明では、既述の衛星放送伝送路において考
慮すべき上述の事項(イ)〜(ホ)を満足させるために最
適な伝送信号フオーマツトを、「ビツトインター
リーブマトリクス」を用いて実現させている。以
下、これを詳細に説明する。

誤り訂正符号に用いたBCH符号は、符号長を
ｎ、情報点数をｋ、誤り訂正数をｔ、最小距離を
ｄとすると、符号長ｎ＝2^m−１検査点数ｎ−ｋmt 最小距離ｄ＝2t＋１の関係があり、符号長ｎは離散的な値になる。

ところで、フレームの周期は、フレーム同期安
定度およびスケールフアクタ１ｍｓ間隔で送られ
ることを考慮すると、１ｍｓが適当である。その
場合、１フレームの伝送容量は約2Kビツトとな
る。

「ビツトインターリーブマトリクス」の形状と
して、横方向に符号長ｎ、縦方向をインターリー
ブ長ｉとし、マトリクスの容量を約2Kビツトと
すると、次に示す表１の組み合わせが考えられ
る。

■■■ 亀の甲［0017］ ■■■ 誤りパターンをほぼ完全にランダム化するに
は、数十ビツトが必要である。よつて、縦方向の
インターリーブ長は、表１よりｉ32が望まし
い。また、音声符号化方式として、基本的にはサ
ンプリング周波数を32KHz、あるいは48KHzとす
る２通りが考えられるが、これら方式は１フレー
ム内にそれぞれ32サンプル、48サンプルを要す
る。よつて、これらをマトリクス内に納めるため
には、ｉ＝32とすることにより容易に構成し得る
ようになる。さらに、１サンプルの量子化ビツト
数も10〜16ビツトの範囲であり、横方向もチヤネ
ルが十分に並ぶ長さが必要であることを併せ考え
ると、ｎ63とすることが望ましい。

したがつて、マトリクスの形状は、基本的に縦
方向32ビツト、横方向64ビツト、容量2048ビツト
とするのが最適である。このマトリクス内におい
てインターリーブを行うのは、フレーム同期およ
び制御信号を除く部分の横方向63ビツトであり、
これが誤り訂正可能な符号長63ビツトに相当す
る。

「ビツトインターリーブマトリクス」を用いた
伝送信号フオーマツトの具体的な構成について、
以下に説明する。

第３図ＡおよびＢは、本発明を適用した多重化
方式による第１実施例を示す。ここで、同図Ａは
１フレームを、同図Ｂは「ビツトインターリーブ
マトリクス」について示す。第３図ＡおよびＢに
示す第１実施例では、情報信号として、サンプリ
ング周波数を32KHzとした準瞬時圧伸方式により
10ビツトに圧縮した音声４チヤンネルと、480K
ビツト／秒のデータとを多重化した例を示す。

ここで、準瞬時圧伸方式とは、32サンプル（１
ｍｓ）に１回だけ圧伸情報（レンジビツト）を伝
送する方法であり、１サンプルにつき14ビツトに
量子化されたレベルを約10ビツトで伝送し得る伝
送効率の良い方法である。この圧伸則を第４図に
示す。圧伸情報（レンジビツト）は、５レンジの
中で使われているレンジを表わしている。

また、誤り訂正符号にはBCH・SEC・DED６
３，５６［BCH・Single Error Correction・
Double Error Detection］を用いており、１ビ
ツト誤り訂正、２ビツト誤り検出が行われる。

「ビツトインターリーブマトリクス」には、第
３図に示すとおり、ビツトのレンジビツト、１サ
ンプルにつき10ビツトに圧縮された音声４チヤン
ネル、15ビツトのデータ、７ビツトの訂正符号が
横方向に並んでいる。そして、送出する際は、縦
方向にビツトスライスして32ビツトのインターリ
ーブを行つている。

第５図ＡおよびＢに示す第２実施例は、第１実
施例により高品質な音声を多重構成したフオーマ
ツトである。ここで、同図Ａは１フレームを、同
図Ｂは「ビツトインターリーブマトリクス」を示
す。本実施例は情報信号として、サンプリング周
波数を48KHzとして１サンプルを16ビツトに直線
符号化した音声２チヤンネルと、224Kビツト／
秒のデータとを多重化して、BCH・SEC・DED
６３，５６の誤り訂正、検出を行つた場合の例で
ある。この場合、サンプリング周波数48KHzは第
１実施例の32KHzに対し３／２倍なので、「ビツ
トインターリーブマトリクス」の構成は第５図Ｂ
に示すように組立てられる。ここで、１フレーム
に含まれる音声は２チヤンネルであるが、横方向
には３サンプル分が並べられ、マトリクスの横方
向２行が音声２チヤンネルの３サンプルに相当す
る。そして、32行で48サンプルすなわちサンプリ
ング周波数48KHzの音声信号が納められている。

第６図ＡおよびＢに示す第３実施例は、サンプ
リング周波数の異なる音声信号を多重化した構成
例である。ここで、同図Ａは１フレームを、同図
Ｂは「ビツトインターリーブマトリクス」を示
す。本実施例において、音声１は周波数32KHzで
サンプリングした10ビツト準瞬時圧伸のチヤンネ
ル、音声２および３は周波数48KHzでサンプリン
グした14ビツト直線符号化の２チヤンネルであ
る。これら計３チヤンネルの音声と、96Kビツ
ト／秒のデータとが多重化されている。本実施例
は、サンプリング周波数および量子化ビツト数が
異なる２種類の品質の音声も同時に伝送し得るこ
とを示しており、放送番組の構成上、このような
信号フオーマツトは有効である。

第７図ＡおよびＢに示す第４実施例は、品質の
異なる音声を多重化すると共に、誤り訂正符号を
訂正能力の高い符号に置き換えたフオーマツトで
ある。ここで、同図Ａは１フレームを、同図Ｂは
「ビツトインターリーブマトリクス」を示す。情
報信号としては、周波数32KHzでサンプリングし
た10ビツト準瞬時圧縮の音声１，２と、14ビツト
に直線符号化した音声３，４とから成る２種類の
品質を有する音声信号および32Kビツト／秒のデ
ータを多重化している。

また、誤り訂正符号にはBCH・DEC・TED６
３，５０［BCH・Double Error Correction・
Triple Error Detection］を用いて２ビツト誤り
訂正および３ビツト誤り検出を行い、訂正効果を
高めている。

衛星放送伝送路の状態が悪く受信電界の低下が
予想される場合、あるいは正確に内容を伝える必
要のある重要な放送を行う場合には、誤り訂正能
力の高い符号に換えて伝送することも可能であ
る。このように、同じ「ビツトインターリーブマ
トリクス」を用いて、符号長を変えずに検査点数
を増やし、もつて訂正能力を高めたフオーマツト
にすることができる。

以上の実施例で示した縦32ビツト、横64ビツト
のマトリクス形状は、構成の自由度が高いので、
衛星放送伝送路においてインターリーブ長、サン
プリング周波数、チヤンネル数、誤り訂正効果な
どを最適に組み合わせることができる構造となつ
ている。この「ビツトインターリーブマトリク
ス」の機能は、周知の2048ビツトランダムアク
セスメモリによつて容易に実現することができ
る。

なお、第３図に示した伝送信号フオーマツトの
例（第１実施例）をＡモードと呼び、第５図に示
した伝送信号フオーマツトの例を（第２実施例）
をＢモードと呼ぶ。また、これらの伝送信号の構
成の変更を、モード変更と称する。

上述した実施例により各フオーマツトを伝送す
る場合、その構成および付随する機能などを示す
信号として制御信号が用いられる。制御ビツトに
は16ビツトが割当てられており、その制御コード
を一例を第８図に示す。本図に示す制御コード
は、２つのフオーマツトにおけるＡモード、Ｂモ
ードを切換える機能を持つており、そのために第
１ビツト目が使われている。また、テレビ音声の
機能を示すために、第２および３ビツト目が使わ
れ、ここではステレオ、モノラル１チヤンネル、
モノラル２チヤンネルなどが示される。また、第
４および第５ビツト目には、付加音声についての
機能が同様に示される。残りのビツトは、従来の
機能拡張に対して用意される。これら制御ビツト
には、誤り訂正が行われていない。しかし、毎フ
レームごとに制御ビツトが送出されているので、
冗長度が大きく、よつて積分することにより誤り
のない確実な制御を行うことができる。

次に、本発明を適用したテレビジヨン衛星放送
音声信号送信端局装置の構成を第９図に示す。本
装置の構成は５つの部分に大別することができ
る。すなわち、６は複数の音声入力信号１，２，
３，４を導入するデジタル変換部、８はデジタル
変換部６の出力側に接続された信号多重化部、１
０は信号多重化部８の出力側に接続された誤り訂
正符号化部、１２は誤り訂正符号化部１０の出力
側に接続されたインターリーブ部、１４はインタ
ーリーブ部１２の出力側に接続された同期・制御
付加部であり、変調期へ出力信号を送出する。こ
れら各部６〜１４について、その動作を以下に詳
述する。

第１０図はデジタル変換部６の詳細な構成図を
示す。４チヤンネルの音声入力１，２，３，４
は、各々低域フイルタ１６〜２６により帯域が制
御され、Ａ／Ｄ変換器２８〜３４によりデジタル
信号に変換される。音声４チヤンネルを同時に放
送する場合は、低域フイルタとして15KHzカツト
オフ特性を有するフイルタ１６，２０，２４が用
いられ、周波数32KHzでサンプリングしてＡ／Ｄ
変換した後に14ビツトから10ビツトへの準瞬時圧
縮（36〜42参照）を行う。また、音声２チヤンネ
ルの高品質な音声放送を行う場合には、音声入力
１、音声入力２において、20KHzの低域フイルタ
１８，２２が用いられ、周波数48KHzでサンプリ
ングしてＡ／Ｄ変換を行う。この場合、準瞬時圧
縮を行わず、16ビツト直線符号のままの出力が選
択される。

４チヤンネルの音声信号出力より各チヤンネル
のスケールフアクタを選定（44〜55参照）し、多
重化（52参照）を行つた後に、ハミング７，３に
よる誤り訂正符号化（54参照）を行う。

デジタル変換部ではこのように、デジタル音声
４チヤンネルとスケールフアクタとを出力してい
る。

第１１図は、信号多重化部８の構成を示す。４
チヤンネルのデジタル音声のスケールフアクタと
は、一つの信号系列とするために、多重化され
る。この信号系列は本図の右下に示すように、レ
ンジビツト、音声１，２，３，４順に並び、これ
がくり返される。このように送出するために、各
チヤンネルのデータは、レジスタ５６〜６２に入
ると一度ラツチされ（64〜70参照）、タイミング
発生回路８２の指定により各チヤンネルデータお
よびレンジビツトが順に送り出される。

第１２図は、誤り訂正符号化部１０の構成を示
す。上述のとおり、信号多重化部８で一系列とさ
れたデータは、BCH符号SEC・DED［63，56］
（Single Error Collection・Double Error
Detection）により、誤り訂正符号化される。す
なわち、本図に示すとおり、７段のシフトレジス
タ８６〜９８を用いて生成多項式X⁷＋X⁶＋X²＋
１を実現させている。スイツチSWは、カウンタ
１００が56を数える間はａ側に接続されて、デー
タをそのまま送出し、またカウンタ１００が57〜
63を数える間はｂ側に接続されて検査ビツトを送
出する。

第１３図は、インターリーブ部１２の構成を示
す。ここでは、バースト上に発生する誤りパター
ンをランダム化するために、伝送信号のインター
リーブを行う。すなわち、縦32ビツト、横64ビツ
ト形状の「ビツトインターリーブマトリクス」を
2048ビツトのランダムアクセスメモリを用いて実
現している。本実施例では２個のメモリ１０８お
よび１１０を使用して交互に書き込みおよび読み
出しを繰り返す。そして、アドレスの掃引方向を
書き込み時と読み出し時において替えることによ
りインターリーブを行つている。

第１４図は、同期・制御付加部１４の構成を示
す。多重化されたデータ１フレームの先頭には、
フレーム同期を表わす同期パターン（16ビツト）
と、フレーム内のチヤンネル構成および機能を示
す制御ビツトとを付加しなければならない。本実
施例では、タイミングカウンタ１３２により、同
期パターン16ビツト、制御ビツト16ビツトを送出
した後に、データを送出して１フレームの送出信
号系列を完成する。このフレームを繰り返して連
続的に信号を送出し、デジタル変調器に送出す
る。

第１５図は、本発明を適用したテレビジヨン衛
星放送において、デジタル副搬送波を用いた音声
伝送信号を受信する受信機全体を構成の示す。本
装置は、後述するように、衛星放送伝送路の特性
に適した信頼性の高い受信方式に基づくものであ
る。

図示した受信機により復調せんとする音声信号
は、本明細書の初めに述べた(イ)ないし(ホ)の特徴を
有している。

すなわち、これらを要約すると、伝送される信
号は、 (イ) 伝送容量が約2Mビツト／秒であること。

(ロ) インターリーブを行つて誤りパターンをラン
ダム化してあること。

(ハ) 音声信号のランダム誤りを訂正する符号とし
て、ブロツク符号のBCH符号を用いているこ
と。

(ニ) 多チヤンネル化、高品質化などの要望に対処
するために、必要に応じて信号の多重構成が変
更されること。

(ホ) 伝送路上のビツト誤りによるＳ／Ｎ劣化を改
善するために、スケールフアクタも併せて伝送
されていること。

といつた特徴を有している。

このような衛星放送伝送路の諸条件を満足させ
る音声伝送信号を復調するために必要とされる受
信機の構成を以下に詳述する。

本発明に係る受信機の基本適な構成は、第１５
図に示すように、６つの部分に分けられ、各々の
機能が明確に分離されている。本図において、１
３４は同期検出部、１３６はデインターリーブ
部、１３８は誤り訂正部、１４０は多重信号分離
部、１４２は補間部、１４４はＤ／Ａ変換部であ
る。

これら各部分についての動作および機能を以下
に説明する。

第１６図は同期検出部１３４の構成を示す。伝
送信号のフレーム同期は１フレームの先頭に位置
しており、同期パターン一致回路１５０により抽
出される。この同期パターンは、フレーム同期の
引込み時間およびビツトインターリーブ構成との
整合性より16ビツトであり、Ｍ系列PN信号（最
大周期、凝似ランダム信号）より自己相関の尖鋭
なパターンが選定されている。同期パターン一致
回路１５０により抽出されたフレーム同期は、同
期保護回路１５２により、ビツト誤りに対して安
定性の高い同期となる。

第１７図は、第１６図に示した同期保護回路１
５２の詳細回路図である。本図において、検知さ
れた同期パターンが周期2048ビツトで繰り返すフ
レームカウンタ１６８の同期時点と一致していれ
ば、同期状態にあり、不一致の場合は、フレーム
カウンタ１６８を止めてフレーム位相を順次シフ
ト（ハンテイング）させる。そして、正しい同期
時点が検出されると、同期状態に戻る。この場
合、単発的なビツト誤りに起因してハンテイング
が始まるのを防ぐために、不一致カウンタ１７０
により一定時間の監視を行い、不一致が密集的に
発生したときだけ同期崩れと判断してハンテイン
グを行う。これとは逆に、一致カウンタ１７２に
より一致パルスをカウントして確実に同期が回復
したことを検知し、もつて正常な同期状態に復帰
させるようにしている。

また、同期検出部１３４では、スクランブルさ
れている伝送信号に対してデスクランブルを行つ
ている。このスクランブルは、本発明に係る受信
機のビツトクロツク再生を容易ならしめるため
に、10次のＭ系列PN信号により行われており、
フレームの最初においてＭ系列が毎回初期化され
ている。

第１８図は、デインターリーブ部１３６の構成
を示す。伝送信号は、バースト状に発生する誤り
パターンをランダム化するためにインターリーブ
されており、縦32ビツト、横64ビツト形状の「ビ
ツトインターリーブマトリクス」が用いられてい
る。本発明に係る受信機では2048ビツトのランダ
ムアクセスメモリ１７６，１７８を２個使用し、
交互に書き込みおよび読み出しを繰り返すことに
よりデインターリーブを行つている。アドレス発
生回路１８０は、マトリクスの縦方向に５ビツ
ト、横方向に６ビツトとなるようにこのメモリ１
７６，１７８にアドレスを割当て、書き込み時お
よび読み出し時におけるアドレスの掃引方向を替
えている。

第１９図は、誤り訂正部１３８の構成を示す。
伝送信号は生成多項式Ｇ(x)＝x⁷＋x⁶＋x²＋１を用
いて、BCH・SEC・DED６３，５６の誤り訂正
符号となつている。シンドローム発生レジスタ１
８８では、シフトレジスタにより信号系列を生成
多項式で割つてシンドローム（誤り症候群）を発
生させている。次に、誤りビツト位置検出器１９
０により、このシンドロームと１対１に対応した
誤りビツト位置を確定し、信号系列の誤りを訂正
している。BCH・SEC・DED６３，５６では、
信号系列ビツト中における１ビツトの誤りを訂正
できるが、２ビツトの誤りは検出のみを行うこと
ができる。その検出信号は、後段の補間部１４２
で使用される。

さらに、誤り訂正部１３８では信号系列からレ
ンジビツトを抽出し、このレンジビツトに施され
ている誤り訂正符号およびハミング符号７，３に
基づいて、誤り訂正および検出を行つている。検
出のみが行われた場合には、レンジビツトとして
直前のレンジビツトを代りに用いている。そし
て、スケールフアクタは、次段の多重信号分離部
１４０において使用される。

第２０図は、多重信号分離部１４０の構成を示
す。多重化されている信号には、周波数32KHzで
いサンプリングした10ビツト準瞬時圧伸の音声４
チヤンネル、あるいは周波数48KHzでサンプリン
グした16ビツトの直線符号化音声２チヤンネルが
あり、信号系列から希望する特定のチヤンネルを
分離、選択しなければならない。本図に示すよう
に、信号系列から選択すべきチヤンネルの信号部
分をチヤンネルレジスタ２００，２０２に取り出
す。次に、準瞬時圧伸された音声信号であれば、
スケールフアクタに基づいて、10ビツトから14ビ
ツトへ伸張（206、208参照）する。最後に、ビツ
ト誤りによるＳ／Ｎ劣化を改善するために、スケ
ールフアクタを用いてスケール制限（210、212参
照）を行つている。このスケール制限では、１ｍ
ｓ期間中における音声信号振幅に関する最大の量
子化ビツト範囲以上のビツトを抑圧している。し
たがつて、ビツト誤りによる雑音振阻もその範囲
を超えることはなく、その結果Ｓ／Ｎが改善され
る。

第２１図は、補間部１４２の構成を示す。既述
の誤り訂正部１３８において訂正が行われず、検
出のみがなされた誤りのある信号に対しては、そ
の信号を用いることなく補間された信号に置き換
える。この補間信号としては、通常、前後におけ
る信号の平均値を算出する方法（いわゆる平均値
補間）が行われる。しかし、後の信号も誤つてい
ることが検出されている場合は、前の信号をその
まま用いる方法（前値補間）を採つている。これ
ら２つの補間方法は、誤り検出信号により、自動
的に選択される。

第２２図は、Ｄ／Ａ変換部１４４の構成を示
す。このＤ／Ａ変換部１４４では、Ｄ／Ａ変換し
た後に音声信号帯域域制限用の低域通過フイルタ
を必要とするが、２つのモードにより音声信号帯
域が異なるので、２通りの低域通過フイルタ
（15KHz、20KHz）240〜246を用意しておく必要
がある。そして、これらフイルタはモードの種類
によつて、切替え使用する。

このように、本発明に係る受信機は６つの部分
に分かれて構成されており、各部分の機能は明確
に分離されている。また、サンプリング周波数お
よび量子化ビツト数の異なる２つの信号系列が入
力されるが、この場合にも多くの部分を共通回路
として、異なる処理をすべき部分は最小限に留
め、もつて簡潔で信頼性のある構成としている。

以上説明したとおり、本発明は、放送衛星によ
るテレビジヨン放送などにおいてデジタル副搬送
波を用いた場合に、その伝送路上の特性に最適の
音声信号もしくはデータ信号多重方式を提供して
いる。

本発明に係る縦32ビツト、横64ビツトの「イン
ターリーブマトリクス」は十分なビツトインター
リーブを行い得る構造を有しており、ランダム化
されたビツト誤りは、誤り訂正符号であるBCH
符号により効果的に訂正および検出されるので、
低受信電界時の音声品質を確保することができ
る。また、標準的なサンプリング周波数32KHzお
よび48KHzの両方に対して、多重構成を容易に行
い得るような数値で形成されているという利点も
有している。この「ビツトインターリーブマトリ
クス」は、2048ビツトのランダムアクセスメモリ
を用いて容易に実現することができ、よつて、本
発明に適合した受信機の回路を簡単化することが
できる。

本願発明に係る伝送方式を採用することによ
り、次の高価ないし利点が得られる。

(1) 従来の地上放送に比べて、より多くの放送サ
ービスが可能である。すなわち、現行の地上放
送と同等以上の品質を有する音声であれば４チ
ヤンネルが得られ、さらに従来の放送では得ら
れなかつた高品質の音声２チヤンネルを聴くこ
ともできる。このように、伝送信号の多重構成
を必要に応じて変更することが可能なので、放
送の多様化に対処することができ、もつて電波
の有効利用を図ることができる。

(2) 衛星伝送路などの特性に適した同期方式、誤
り訂正方式、ビツトインターリーブを行つてい
るので品質が高く、かつ信頼性のある放送を行
うことができる。

(3) 本願発明に係る伝送方式に適合した受信機の
構成は機能別に明確に分けることができ、簡潔
であり、しかもその大部分がデジタル回路であ
るので、LSI化することにより安価に製造する
ことが可能である。したがつて、放送の普及も
迅速に行える。

なお、本発明は放送の分野での利用だけでな
く、誤りの発生がある伝送路や情報媒体を用いた
場合にも有効であり、各種デジタル通信におい
て、あるいはパツケージメデイアなどの分野にお
ける応用が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から提案されている信号多重化方
式の一例を示す説明図、第２図ＡおよびＢは本発
明による伝送信号の多重化方式を示す原理図、第
３図ＡおよびＢは本発明を適用した多重化方式に
よる第１実施例を示す説明図（数字はビツト数を
示す）、第４図は14ビツトから10ビツトへの準瞬
時圧伸則（５レンジ）について説明する線図、第
５図ＡおよびＢは本発明を適用した多重化方式に
よる第２実施例を示す説明図（数字はビツト数を
示す）、第６図ＡおよびＢは本発明を適用した多
重化方式による第３実施例を示す説明図（数字は
ビツト数を示す）、第７図ＡおよびＢは本発明を
適用した多重化方式による第４実施例を示す説明
図（数字はビツト数を示す）、第８図は制御コー
ドビツトの割付例を示す説明図、第９図は本発明
に係るデジタル音声信号送信端局の構成図、第１
０図は第９図におけるデジタル変換部の詳細構成
図、第１１図は第９図における信号多重化部の詳
細構成図、第１２図は第９図における誤り訂正符
号化部の詳細構成図、第１３図は第９図における
インターリーブ部の詳細構成図、第１４図は第９
図における同期・制御付加部の詳細構成図、第１
５図は本発明に係る受信機の基本的な構成図、第
１６図は第１５図における同期検出部の詳細構成
図、第１７図は第１６図における同期保護回路の
詳細構成図、第１８図は第１５図におけるデイン
ターリーブ部の詳細構成図、第１９図は第１５図
における誤り訂正部の詳細構成図、第２０図は第
１５図における多重信号分離部の詳細構成図、第
２１図は第１５図における補間部の詳細構成図、
第２２図は第１５図におけるＤ／Ａ変換部の詳細
構成図である。６……デジタル変換部、８……信号多重化部、
１０……誤り訂正符号化部、１２……インターリ
ーブ部、１４……同期・制御付加部、１６，１
８，２０，２２，２４，２６……フイルタ、２
８，３０，３２，３４……Ａ／Ｄ変換器、３６，
３８，４０，４２……準瞬時圧縮器、４４，４
６，４８，５０……スケールフアクタ選定回路、
５２……多重化回路、５４……誤り訂正符号化回
路、５６，５８，６０，６２……レジスタ、６
４，６６，６８，７０……ラツチ回路、７２，７
４，７６，７８，８０……ANDゲート、８２…
…タイミング発生回路、８４……ORゲート、８
６，８８，９０，９２，９４，９６，９８……シ
フトレジスタの各段、１００……カウンタ、１０
２，１０４，１０６……排他的ORゲート、１０
８，１１０……インターリーブメモリ、１１２…
…アドレス発生回路、１１４……書き込み／読み
出し制御回路、１１６……NOT回路、１１８…
…制御データ源、１２０……レジスタ、１２２…
…同期パターン源、１２４……レジスタ、１２
６，１２８……ANDゲート、１３０……ORゲー
ト、１３２……タイミングカウンタ、１３４……
同期検出部、１３６……デインターリーブ部、１
３８……誤り訂正部、１４０……多重信号分離
部、１４２……補間部、１４４……Ｄ／Ａ変換
部、１４６……デスクランブラ、１４８……Ｓ／
Ｐ変換器、１５０……同期パターン一致回路、１
５２……同期保護回路、１５４，１５６……入力
否定型ANDゲート、１５８，１６０，１６２…
…NANDゲート、１６４……フリツプフロツプ、
１６６……ANDゲート、１６８……フレームカ
ウンタ、１７０……不一致カウンタ、１７２……
一致カウンタ、１７４……NOT回路、１７６，
１７８……デインターリーブメモリ、１８０……
アドレス発生回路、１８２……NOT回路、１８
４……書き込み／読み出し制御回路、１８６……
64クロツク遅延回路、１８８……シンドローム発
生レジスタ、１９０……誤りビツト位置検出器、
１９２……レンジビツト抽出回路、１９４……誤
り訂正回路、１９６……ラツチ回路、１９８……
排他的ORゲート、２００，２０２……チヤンネ
ルレジスタ、２０４……チヤンネル選択回路、２
０６，２０８……10→14ビツト伸張回路、２１
０，２１２……スケール制限回路、２１４，２１
８，２２０，２２２，２２８，２３０……シフト
レジスタ、２１６……誤り検出レジスタ、２２
４，２２６……演算回路、２３２……16クロツク
遅延回路、２３４……タイミング発生回路、２３
６……ラツチ回路、２３８……Ｄ／Ａ変換回路、
２４０，２４２，２４４，２４６……ローパスフ
イルタ、２４８，２５０……増幅回路。

Claims

【特許請求の範囲】１音声信号を多重化伝送するデジタル信号伝送
方式において、複数チヤンネルのアナログ音声信号をそれぞれ
入力し、帯域制限されたアナログ音声成分を出力
するフイルタ手段と、前記フイルタ手段の各アナログ音声出力をそれ
ぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力された各チヤンネ
ル毎のＮビツト直線符号（Ｎは正の整数）を入力
し、所定間隔の各フレーム毎に含まれる音声振幅
範囲を表すレンジビツトを特定するスケールフア
クタ選定手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されたＮビツト符
号をＫビツト符号（Ｋは正の整数、Ｎ＞Ｋ）に準
瞬時圧縮する圧縮手段と、前記Ｎビツトの直線符号をＫビツトに準瞬時圧
縮して伝送する第１伝送モードか、前記Ｎビツト
の直線符号を圧縮することなくそのまま伝送する
第２伝送モードのいずれか一方を指定するための
モード切替信号を出力するモード設定手段と、前記モード切替信号に応答して、前記フイルタ
手段の通過帯域特性を切替える第１切替手段と、前記モード切替信号に応答して、前記Ａ／Ｄ変
換手段から出力されたＮビツトの直線符号、もし
くは、Ｋビツトの準瞬時圧縮された信号のいずれ
か一方をデジタル音声信号として出力させる第２
切替手段と、前記伝送モードの種別に拘りなく複数の前記レ
ンジビツト全てを入力し、前記第２切替手段の作
動により得られたデジタル音声信号と共にデジタ
ル音声多重出力を形成する多重化手段と、前記多重化手段の出力に対して誤り訂正符号化
処理を施す誤り訂正符号化手段と、前記誤り訂正符号化手段からの符号化データを
入力し、２の整数乗値を有するビツト数毎に分割
してサブフレームを構成し、該サブフレームのそ
れぞれに訂正符号を付して順次縦方向に配列し、
もつて１フレーム期間の情報を２次元的に配列し
てなるビツトインターリーブマトリクスを構成
し、該ビツトインターリーブマトリクスを構成す
るそれぞれのビツトを縦方向に走査して順次伝送
するインターリーブ手段とを具備したことを特徴とするデジタル信号伝送方
式。２音声信号をデジタル多重化して伝送するに当
たり、縦32ビツト、横64ビツトの前記ビツトイン
ターリーブマトリクス構造を形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のデジタル信号
伝送方式。３所定のサンプリング周波数を用いた準瞬時圧
伸により圧縮された複数の音声チヤンネルと、デ
ータ信号と、訂正符号とから成る伝送信号フオー
マツトを形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のデジタル信号伝送方式。４サンプリング周波数48kHzにより16ビツトに
直線符号化した音声２チヤンネルと、データ信号
と、訂正符号BCH・SEC・DEDとから成る伝送
信号フオーマツトを形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のデジタル信号伝送方
式。５サンプリング周波数32kHzを用いた10ビツト
準瞬時圧縮による音声１チヤンネルと、サンプリ
ング周波数48kHzを用いて14ビツトに直線符号化
した音声２チヤンネルと、データ信号と、訂正符
号BCH・SEC・DEDとから成る伝送信号フオー
マツトを形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のデジタル信号伝送方式。６サンプリング周波数32kHzを用いた10ビツト
準瞬時圧縮による音声２チヤンネルと、14ビツト
直線符号化による音声２チヤンネルと、データ信
号と、訂正符号BCH・DED・TEDとから成る伝
送信号フオーマツトを形成したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のデジタル信号伝送方
式。７アナログ音声信号を帯域制限した後にデジタ
ル化して得たデジタル音声信号を２の整数乗値を
有する第１のビツト数毎に分割してフレームを構
成し、該フレームを２の整数乗値を有する第２の
ビツト数毎に分割してサブフレームを構成し、該
サブフレームのそれぞれに誤り訂正符号を付して
順次縦方向に配列し、もつて１フレーム期間の情
報を２次元的に配列してなるビツトインターリー
ブマトリクスを構成し、該ビツトインターリーブ
マトリクスを構成するそれぞれのビツトを縦方向
に走査して順次伝送する際に、前記デジタル音声
信号の各フレーム毎について音声成分の最高振幅
を検出して得たスケールフアクタを、前記インタ
ーリーブマトリクスに常時含ませるようにして送
信された伝送信号を導入する同期検出部と、前記検出部の出力信号を導入するデインターリ
ーブ部と、前記デインターリーブ部の出力信号を導入する
誤り訂正部と、前記誤り訂正部の出力信号を導入する多重信号
分離部と、前記多重信号分離部の出力信号を導入する補間
部と、前記補間部の出力信号をアナログ信号に変換す
るＤ／Ａ変換部とを有する受信手段を具備したことを特徴とするデ
ジタル信号伝送方式。８前記同期検出部に同期一致カウンタおよび不
一致カウンタを備え、同期を安定に保つようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
デジタル信号伝送方式。９各フレームの最初にＭ系列を初期化してスク
ランブルを行い、デスクランブル時の誤りの伝搬
を防ぐようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第７項記載のデジタル信号伝送方式。１０縦32ビツト、横64ビツトのマトリクスを用
いて、インターリーブおよびデインターリーブを
容易に行えるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第７項記載のデジタル信号伝送方式。１１縦32ビツト、横64ビツトのマトリクスを用
いて、BCH符号による誤り訂正を容易に行える
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７
項記載のデジタル信号伝送方式。１２縦32ビツト、横64ビツトのマトリクスを用
いて、複数種類のサンプリング周波数により量子
化された品質の異なる音声を容易に受信できるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第７項
記載のデジタル信号伝送方式。１３スケールフアクタを受信して復号時にスケ
ール制限することにより、ビツト誤りによる雑音
を抑圧し、Ｓ／Ｎ特性を改善したことを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載のデジタル信号伝送
方式。１４誤りが検出された場合に、平均値補間また
は前値補間を自動的に切替えることにより、いず
れか片方による補間を行う場合に較べて誤りによ
る雑音を聴感上さらに減衰させ、もつてＳ／Ｎ特
性を改善したことを特徴とする特許請求の範囲第
７項記載のデジタル信号伝送方式。