JPH0457420A - 映像信号多重伝送方式 - 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】 〔概要〕 無線通信、特に衛星に搭載した中継器を利用して映像信
号を伝送する際に使用する映像信号多重伝送方式に関し
、 映像信号の劣化なしに、１中継器当たりの伝送可能な映
像信号チャンネル数を増加することを目的とし、 該送信側に、周波数シフト・加算手段を、該受信側に、
濾波・逆周波数シフト手段をそれぞれ設け、該送信側に
おいて、入力した第１．第２の映像ベースバンド信号の
うちの該第１の映像ベースバンド信号を、該周波数シフ
ト・加算手段で該第２の映像ベースバンド信号の帯域と
重ならない様に周波数シフトした後、該第２の映像ベー
スバンド信号に加えて多重化映像信号を生成し、該多重
化映像信号を該入力信号として該ＦＭ変調・送信手段に
加え、該受信側において、該受信・ＦＭ復調手段から取
り出した多重化映像信号を、該濾波・逆周波数シフト手
段を用いて第２の映像ベースバンド信号を再生すると共
に、該送信側で行った周波数シフトと逆の周波数シフト
を行って第１の映像ベースバンド信号を再生する様に構
成する。

〔産業上の利用分野〕

近年、静止衛星を中継局として利用する衛星通信が急速
に発展しているが、衛星を利用した通信メディアとして
映像信号の伝送がある。

ここで、中継器は信号の伝送帯域幅が２７　ＭＨｚ。

あるいは３６　ＭＨｚ程度のものがあり、この様な中継
器が１つの静止衛星に２４台、あるいは３６台程度搭載
されている。そして、この中継器１台で映像信号を１チ
ヤンネル伝送する方法が標準的に行われている。

さて、中継器の主たる機能は周波数変換と電力増幅であ
り、例えば、１４ＧＨｚ帯の周波数で衛星に到達した信
号は中継器で１２ＧＨｚに周波数変換された後、進行波
管を用いた増幅器などの電力増幅器で増幅して地球に向
けて返送される。

この電力増幅器の入出力特性には歪みがあり。

出力電力を大きくする程、信号の歪みが大きくなるので
、映像信号の伝送には伝送路歪みがあっても劣化の少な
いＦＭ変調方式が利用されている。

しかし、この様な変調方式で、例えば伝送帯域幅が２７
　ＭＨｚの中継器を使用する場合、映像信号１チヤンネ
ルの伝送が限界である。

一方、衛星に搭載する中継器は非常に高価である為、映
像信号の劣化なしに、１中継器当たりの伝送可能な映像
信号チャンネル数を増加させることが強く望まれている
。

〔従来の技術］ 第１３図は従来例のブロック図を示す。

以下、中継器７５の伝送帯域幅は３６ＭＨｚとして２チ
ヤンネルの映像ベースバンド信号を伝送する場合につい
て説明する。

先ず、送信側では、１チヤンネルの映像ベースバンド信
号に対して１台のＦＭ変調器を持ち、　ＦＭ変調器の中
心周波数は２台のＦＭ変調器出力の間で重複しない様に
してシフトしてお（が、このシフト量はＦＭ変調波の中
心周波数間で１８　ＭＨｚとなる。

さて、ＦＭ変調器７１は＃２映像ベースバンド信号を用
いてＦＭ変調波を生成して加算器７３に送出し、ＦＭ変
調器７２は＃１映像ベースバンド信号を用いてＦＭ変調
波を生成して同じく加算器７３に送出する。

そこで、加算器で２つのＦＭ変調波が周波数軸上に並べ
られるが、それぞれのＦｌ’ｌ変調波の帯域幅は１８Ｍ
Ｈｚを越えない様に変調度が調整される。

そして、加算器７３の出力は送信部７４で所定周波数１
所定電力で衛星上の中継器７５に送出されるので、この
中継器は別の所定周波数、所定電力に変換して受信側に
送出する。

受信側では、受信部７６で中継器７５からの電波を周波
数変換・増幅した後、それぞれの映像搬送波に対応した
ＦＭ復調器７７、７８で復調して＃２映像ベースバンド
信号、＃１映像ヘースパンド信号を再生する。

即ち、映像信号１チヤンネル当たり、１波の無線搬送波
を割り当て、１台の中継器で複数の無線周波信号を伝送
する様に構成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、上記の様に１台の中継器を通る無線搬送波が２
波となる。一方、中継器の電力増幅器は入出力特性に非
直線性を持っている為、２波の共通増幅によって相互変
調積による不要波雑音が発生する。

そこで、この様な問題を回避する為に中継器の電力増幅
器のバックオフを、例えば、６ｄＢと大きく取って出力
電力を下げて相互変調積に基づく雑音を低減している。

これにより、地球局で受信される信号のＣ／Ｎが著しく
劣化して再生映像信号の品質が低下する。

即ち、映像信号を少なくとも２チヤンネル、伝送する場
合、受信信号のＣ／Ｎが著しく劣化するが、これに伴っ
て再生映像信号の品質も劣化すると云う問題がある。

尚、映像信号の品質を改善する為には地球局の受信アン
テナの直径（−船釣にはパラボラアンテナが使用される
）を大きくしなければならないので、著しいコストの増
加が生ずる。また、この様な大口径アンテナは国際間の
衛星通信などに利用範囲が限定される。

更に、単一搬送波による映像信号の複数伝送の従来例と
して時分割多重化して伝送する方法があるが、バードウ
ェア規模が増大し、且つＮＴＳＣ映像機器との整合性が
悪いなどの欠点を有する。

本発明は映像信号の劣化なしに、１中継器当たりの伝送
可能な映像信号のチャンネル数を増加することを目的と
する。

［課題を解決する為の手段〕 第１図は第１の本発明の原理ブロック図を示す。

図中、１はＦＭ変調・送信手段で、２は受信・ｊＭ復調
手段である。また、３は周波数シフト・加算手段で、４
は受信側に濾波・逆周波数シフト手段である。

そして、入力した第１．第２の映像ベースバンド信号の
うちの該第１の映像ベースバンド信号を、該周波数シフ
ト・加算手段で該第２の映像ベースバンド信号の帯域と
重ならない様に周波数シフトした後、該第２の映像ベー
スバンド信号に加えて多重化映像信号を生成する。

この多重化映像信号はＦＭ変調・送信手段、受信・ＦＭ
復調手段を介して該濾波・逆周波数シフト手段に加えら
れる。この濾波・逆周波数シフト手段では多重化信号か
ら濾波して第２の映像ベースバンド信号を再生すると共
に、該送信側で行った周波数シフトと逆の周波数シフト
を行って第１の映像ベースバンド信号を再生する。

第２図、第３図は第２．第３の本発明の原理ブロック図
を示す。

図中、３２．３４は送信側平衡変調部分で、３３はサブ
キャリア発生部分であるが、いずれも周波数シフト・加
算手段３の中の周波数シフト部分３１の構成部分である
。

そして、送信側平衡変調部分３２はサブキャリアを用い
て周波数が所定周波数だけシフトした第１の映像ベース
バンド信号を送出するが、別の送信側平衡変調部分３４
は周波数が所定周波数だけシフトした第１の映像ベース
バンド信号と所定レベル範囲のサブキャリを送出する。

第４図は第４の本発明の原理ブロック図を示す。

図中、４３はサブキャリア抽出部分、４４は受信側平衡
変調部分であるが、いずれも濾波・逆周波数シフト手段
４の中の逆周波数シフト部分４２の構成部分である。

そして、受信側平衡変調部分４４は、サブキャリア抽出
部分４３において多重化映像信号から抽出したサブキャ
リアを用いて、多重化映像信号の周波数を逆周波数シフ
トして第１の映像ベースバンド信号を再生する。

第５図は第５の本発明の原理ブロック図を示す。

図中、５はベースバンド処理手段、６はベースバンド逆
処理手段である。

そして、送信側の該ベースバンド処理手段は入力する第
１．第２のコンポジット信号中の水平。

垂直同期信号を該水平、垂直同期信号の振幅よりも小さ
な所定振幅を持つ小振幅水平、垂直同期信号に変換して
擬似第１．該２のコンポジット信号を生成する。

この擬似第１．該２のコンポジット信号は第１の本発明
により多重化映像信号に変換されて受信側に送出される
。受信側で多重化映像信号から擬似第１．第２のコンポ
ジット信号が取り出してベースバンド逆処理手段に加え
る。

ベースバンド逆処理手段は小振幅水平・垂直同期信号を
該水平・垂直同期信号に変換して、該第１、第２のコン
ポジション信号を再生する。

即ち、映像信号を多重化して送信することにより、混変
調がなくなるので、電力増幅器はハックオフをとる必要
がなくなる。この為、映像信号の劣化なしに、衛星１中
継器当たりの伝送可能な映像信号チャンネル数を増加す
ることができる。

［作用］ 本発明は２チヤンネルの映像ベースバンド信号のうちの
一方を周波数シフトし、他方の映像へ一スパント信号と
周波数的に重ならない様にして両信号を合成する。そし
て、この多重化されたベースバンド信号により搬送波を
周波数変調して送信する。

受信側では復調して一方の映像ベースバンド信号信号を
再生する為、送信側とは逆の周波数シフトを行い映像ベ
ースバンド信号を得る。他方の映像ベースバンド信号は
濾波器により周波数シフトされた側の映像ベースバンド
信号を取り除（ことにより得られる。

〔実施例〕

第６図は第１の本発明の実施例のブロック図、第７図は
第２の本発明の実施例のブロック図、第８図は第７図の
動作説明図、第９図は第３．第４の本発明の実施例のブ
ロック図、第１０図は第９図の動作説明図、第１１図は
第５の本発明の実施例のブロック図（送信側）、第１２
回は第５の本発明の実施例のブロック図（受信側）を示
す。

なお、第８図、第１０の左側の符号は第７図、第９図内
の同じ符号の部分の波形を示す。また、全図を通じて同
一符号は同一対象物を示す。

ここで、周波数シフト部分３１．加算器３２は周波数シ
フト・加算手段３の構成部分、濾波部分４１゜逆周波数
シフト部分４２は濾波・逆周波数シフト手段４の構成部
分、送信側平衡変調器３２１．帯域通過形フィルタ３２
２は送信側平衡変調部分３２の構成部分、送信側平衡変
調器３４１．帯域通過形フィルタ３４２、直流電圧印加
部分３４３は送信側平衡変調器３４の構成部分である。

また、受信側平衡変調器４２１．帯域通過形フィルタ４
２２．サブキャリア発生器４２３．または帯域通過形フ
ィルタ４２４は逆周波数シフト部分４２の構成部分、同
期信号分離器５Ｌ　５２．スイッチ５２゜５６、高能率
同期信号発生器５３．５７．加算器５４．５８はベース
バンド処理手段５の構成部分、同期信号分離器６１６４
．　ＮＴＳＣ同期信号発生器６２．６５．スイッチ６３
．６６はベースバンド逆処理手段６の構成部分である。

先ず、第８図、第１０図を参照して第６図、第７図、第
９図の動作を説明する。

第６図に示す様に、入力した第１の映像ベースバンド信
号（以下、＃１映像ＢＢ信号と省略する）が周波数シフ
ト部分３１に、第２の映像ベースバンド信号（以下、＃
２映像ＢＢ信号と省略する）が加算器３２に加えられる
。

周波数シフト部分では、第７図に示す様に、＃１映像Ｂ
Ｂ信号は内部の送信側平衡変調器３２１に加えられるが
、ここにはサブキャリア発生器３３１がらのサブキャリ
ア（例えば、９　ＭＨｚ）も加えられているので、サブ
キャリアが抑圧された両側波帯の信号（以下、　ＤＳＢ
信号と省略する）が得られる（第８図−■、■参照）。

この〇ＳＢ信号をロールオフ・フィルタ３２２により上
側波帯を取り除いて加算器３２に加えるが、ここには上
記の様に＃１映像ＢＢ信号が加えられているので、合成
される（第８図〜■、■参照）。

これにより、＃１映像ＢＢ信号と＃２映像ＢＢ信号が第
８図−■に示す様に直流（図では５０Ｈｚ）から９Ｍ）
ｌｚまでのベースバンド帯域の中に周波数多重化された
ことになる。以降、多重化された信号を多重化映像信号
と云う。

この多重化映像信号は第６図のＦＭ変調器１１でキャリ
アに対してＦＭ変調をかけるが、変調度を適当に選択す
ることにより、２７ＭＨｚまたは３６ＭＨｚの帯域幅の
ＦＭ変調波が得られる。送信部１２はこのＦＭ変調波を
衛星上の中継器に向けて送信し、受信部２１は中継器よ
り返送されるＦＭ変調波を受信する。

受信部２１は受信信号を周波数変換、増幅した後ＦＭ復
調器２２に送出するので、この復調器で第８図■に示す
様な多重化映像信号が得られるが、この多重化映像信号
は濾波部分４１と周波数シフト部分４２に加えられる。

ここで、濾波部分４１は第７図の右側に示す様に帯域通
過形フィルタ４１１で構成されており、このフィルタに
より＃２映像ＢＢ信号が再生される。

また、周波数シフト部分内の受信側平衡変調器４２１で
多重化映像信号とサブキャリア発生器４２３からのサブ
キャリアとの積を取って、送信側とは逆の周波数シフト
を行った後、帯域通過形フィルタ４２２で＃ｌ映像ＢＢ
信号が再生される。

第９図は送信側平衡変調器の平衡度を変えてサブキャリ
アが出力される様にしたものである。

この為、直流電圧印加部分３４３を介して直流電圧を送
信側平衡変調器３４１に印加してこの変調器の平衡度を
崩す様にしているので、第１０図−■に示す様に＃１映
像ＢＢ信号によるＤＳＢ信号とサブキャリア発生器３３
１からのサブキャリアが送信側平衡変調器３４１の出力
側に現れるが、ＦＭ変調器１１の入力側では第１０図−
■に示す様な多重化映像信号が得られる。

さて、この多重化映像信号（含む、サブキャリア）はＦ
Ｍ復調器１１を介して受信側に送られる。

受信側ではＦＭ復調器２２で多重化映像信号を取り出し
、帯域通過形フィルタ４１１，４２４と受信側平衡変調
器４２１に加える。そこで、狭帯域の帯域通過形フィル
タ４２４は多重化映像信号の中からサブキャリアを抽出
して受信側平衡変調器に加える。

これにより、上記と同様に多重化映像信号とサブキャリ
アとの積がとられた後、帯域通過形フィルタ４２２を用
いて＃１映像ＢＢ信号が再生される。

また、帯域通過形フィルタ４１１がら＃２映像ＢＢ信号
が再生される。

この場合１周波数シフトの為のサブキャリアを送信側と
受信側で共用するので、周波数差による映像波形歪を回
避することができる。

次に、第１１図および第１２図はＮＴＳＣ方式のコンポ
ジット信号（ブランキングをかけた画像信号と同期信号
を組み合わせてできる信号）の非能率性を改善して伝送
する様にしたものである。

即ち、ＮＴＳＣ方式の映像８Ｂ信号の振幅のうち、水平
、垂直同期信号部に約３０χの振幅が割り当てられてい
る。そこで、この同期信号信号をスイッチで小振幅の同
期信号（同期信号の振幅のみを小さくする）に置換して
映像ＢＢ倍信号多重化する。

この様に映像品質に関係のない信号を必要最小限に制限
することにより、ＦＭ変調する場合の占有帯域幅を狭く
することが可能となる。

さて、ＩＩＬ　＃２　Ｎ５ＴＣ映像信号が同期信号分離
器５５、５１とスイッチ５６．５２に入力する。同期信
号分離器５５．５１はそれぞれ対応するＮＴＳＣ映像信
号中の同期信号を検出した時、検出信号をスイッチ５６
゜５２と高能率同期信号発生器５７．５３に送出する。

そこで、スイッチ５６．５２はオンからオフの状態に切
り替わって、対応するＮＴＳＣ映像信号の通過を阻止す
る。また、高能率同期信号発生器５７．５３は同期信号
の振幅が正規の振幅の５例えば３０χ程度の振幅を持つ
同期信号を生成して加算器５８．５４を介して送出する
。

ここで、高能率同期信号発生器からの小振幅同期信号に
置換されたＮＴＳＣ映像信号を、以降、擬似ＮＴＳＣ映
像信号と云う。

加算器５８からの擬似＃Ｉ　ＮＴＳＣ映像信号は上記の
様に、送信側平衡変調器３２１．サブキャリア発生器３
３１、帯域通過形フィル３２２で周波数シフトした後、
加算器３２で加算器５４からの出力と多重化されて多重
化映像信号が得られる。

尚、同期信号以外の部分ではスイッチ５６．５２はオン
の状態にあるので＃Ｌ＃２　ＮＴＳＣ映像信号はそのま
ま加算器５８．５４を通過して加算器３２で多重化され
るので、加算器３２から小振幅同期信号を持つ多重化映
像信号が口変調器１１に加えられる。

一方、第１２図の受信側では帯域通過形フィルタ４２２
、４１１から擬イ以＃Ｉ　ＮＴＳＣ映像信号、擬似＃２
　ＮＴＳＣ映像信号が送出される。

同期信号分離器６４．６１は対応する擬似ＮＴＳＣ映像
信号から小振幅同期信号を検出した時、同期信号検出信
号でＮ５ＴＣ同期信号発生器を駆動すると同時にスイッ
チ６６、６３をＮ５ＴＣ同期信号発生器側に倒す。

そこで、小振幅同期信号が正規のＮ５ＴＣ同期信号に置
換された＃Ｉ　Ｎ５ＴＣ映像信号、＃２　Ｎ５ＴＣ映像
信号が送出される。

これより、無線伝送の狭帯域化が図れると共に、ＮＴＳ
Ｃ映像機器との整合性のよいインタフェースが可能とな
る。

即ち、映像信号を多重化して送信することにより混変調
がなくなるので、電力増幅器はバックオフをとる必要が
なくなる。そこで、映像信号の劣化なしに、衛星１中継
器当たりの伝送可能な映像信号チャンネル数を増加する
ことができる。

〔発明の効果］ 以上詳細に説明した様に本発明によれば、映像信号の劣
化なしに、衛星１中継器当たりの伝送可能な映像信号チ
ャンネル数を増加することができると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の本発明の原理ブロック図、第２図は第２
の本発明の原理ブロック図、第３図は第３の本発明の原
理ブロック図、第４図は第４の本発明の原理ブロック図
、第５図は第５の本発明の原理ブロック図、第６図は第
１の本発明の実施例のブロック図、第７図は第２の本発
明の実施例のブロック図、第８図は第７図の動作説明図
、 第９図は第３．第４の本発明の実施例のブロック図、 第１０図は第９図の動作説明図、 第１１図は第５の本発明の実施例のブロック図（送信側
）、 第１２図は第５の本発明の実施例のブロック図（受信側
）、 第１３図は従来例のブロック図を示す。 図において、 ■はＦＭ変調・送信手段、 ２は受信・ＦＭ復調手段、 ３は周波数シフト・加算手段、 ４は濾波・逆周波数シフト手段、 ３１は周波数シフト部分、 ４２は逆周波数シフト部分を示す。 第３図 妬１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側において、ＦＭ変調・送信手段（１）で入力
   信号を用いてＦＭ変調波を生成した後、所定の周波数・
   電力に変換して無線回線に送出し、受信側において、受
   信・ＦＭ復調手段（２）でＦＭ変調波を受信し、復調し
   て入力信号を取り出す際に、該送信側に、周波数シフト
   ・加算手段（３）を、該受信側に、濾波・逆周波数シフ
   ト手段（４）をそれぞれ設け、 該送信側において、入力した第１、第２の映像ベースバ
   ンド信号のうちの該第１の映像ベースバンド信号を、該
   周波数シフト・加算手段で該第２の映像ベースバンド信
   号の帯域と重ならない様に周波数シフトした後、該第２
   の映像ベースバンド信号に加えて多重化映像信号を生成
   し、該多重化映像信号を該入力信号として該ＦＭ変調・
   送信手段に加え、 該受信側において、該受信・ＦＭ復調手段から取り出し
   た多重化映像信号を、該濾波・逆周波数シフト手段を用
   いて第２の映像ベースバンド信号を再生すると共に、該
   送信側で行った周波数シフトと逆の周波数シフトを行っ
   て第１の映像ベースバンド信号を再生する様にしたこと
   を特徴とする映像信号多重伝送方式。 ２、周波数シフト・加算手段（３）の中の周波数シフト
   部分（３１）は、サブキャリア発生部分（３３）と、該
   サブキャリア発生部分からのサブキャリアを用いて該第
   １の映像ベースバンド信号の周波数を所定周波数だけシ
   フトする送信側平衡変調部分（３２）とで構成されたこ
   とを特徴とする請求項１の映像信号多重伝送方式。 ３、周波数シフト・加算手段の中の周波数シフト部分は
   、サブキャリア発生部分（３３）と、該サブキャリア発
   生部分からのサブキャリアを用いて該第１の映像ベース
   バンド信号の周波数を所定周波数だけシフトすると共に
   、所定レベル範囲のサブキャリを出力する送信側平衡変
   調部分（３４）とで構成されたことを特徴とする請求項
   １の映像信号多重伝送方式。 ４、該濾波・逆周波数シフト手段（４）の中の逆周波数
   シフト部分４２は、入力したサブキャリアを抽出するサ
   ブキャリア抽出部分（４３）と、該サブキャリア抽出部
   分からのサブキャリアを用いて入力する多重化映像信号
   に対して逆周波数シフトを行う受信側平衡変調部分（４
   ４）とで構成されたことを特徴とする請求項１の映像信
   号多重伝送方式。 ５、水平、垂直同期信号を含む第１、第２のコンポジッ
   ト信号を第１、第２の映像ベースバンド信号にすると共
   に、該送信側にベースバンド処理手段（５）を、受信側
   にベースバンド逆処理手段（６）をそれぞれ設け、 送信側において、該ベースバンド処理手段で、入力する
   第１、第２のコンポジット信号中の水平、垂直同期信号
   を、該水平、垂直同期信号の振幅よりも小さな所定振幅
   を持つ小振幅水平、垂直同期信号に置換して生成した擬
   似第１、該２のコンポジット信号を、該周波数シフト・
   加算手段（３）及び該ＦＭ変調・送信手段（１）を介し
   て無線回線に送出し、受信側において、該受信・ＦＭ復
   調手段（２）、濾波・逆周波数シフト手段（４）を介し
   て得られた擬似第１、第２のコンポジット信号を、該ベ
   ースバンド逆処理手段（６）で小振幅水平・垂直同期信
   号を該水平・垂直同期信号に置換して、該第１、第２の
   コンポジション信号を再生する様にしたことを特徴とす
   る映像信号多重伝送方式。