JPH0531861B2

JPH0531861B2 -

Info

Publication number: JPH0531861B2
Application number: JP58056831A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nanba; Masanori Saito
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1983-04-02
Filing date: 1983-04-02
Publication date: 1993-05-13
Also published as: JPS59183562A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、音声周波数帯域内の第１および第２
の周波数を、符号情報に応じて、時系列的に配列
して符号信号を構成し、符号信号を音声信号に挿
入して伝送し、音声信号を受信する受信装置を符
号信号に含まれる符号情報によつて制御する符号
信号伝送方式に関し、例えば特定の放送番組に識
別信号をつけ、これを検出することによりその番
組を確実に視聴することができるようにするシス
テムに用いて好適なものであり、例えば識別用の
信号として低域の音声周波数を用い、番組音声に
影響を与えることなく、しかも短時間で動作させ
るようにしたものである。

（背景技術）近年、特定の放送番組に識別信号をつけ、これ
を検出することによりその番組の確実に視聴でき
るようにした種々のシステムが開発されている。

例えば、緊急警報放送システムは、地震予知情
報や律波警報など緊急かつ重大な情報を放送する
直前に特定のコード信号を送り、受信機ではこの
コード信号が受信されるのに応動して所要の動作
を開始させ、夜間などのように受信機の電源スイ
ツチが切つてある状態でも緊急放送を確実に聞く
ことができるようにするものである。

この緊急警報放送は使用される頻度は少ない
が、放送内容が重大であるため極めて高い信頼性
が要求される。このため伝送特性が安定な中域の
音声周波数を用いたコード信号を採用している。

一方、このような番組識別信号を交通情報、ニ
ユース、天気予報といつた通常の番組にも付け、
これらの番組を聞きのがさないようにすることも
考えられている。これらの場合には、動作の信頼
性に対する要求は緊急警報放送の場合と比べると
やや低くてもよいが、使用される頻度が１時間に
１回以上にもなることから、番組に悪影響を与え
ないことが重要になる。従つて、緊急放送用の信
号などのように可聴帯域の信号を使用することに
は、番組構成上の自由が制約される難点がある。

番組識別信号は、例えば、交通情報用、ニユー
ス用といつた用途に応じて個別に設計するより
は、共通の信号方式、例えばコード信号方式とし
て、そのコードパターンの形式で区別するのが、
運用の面や受信機等の装置の製作面などの点から
都合が良い。このとき、トーン信号として周波数
で分離するよりは、コード信号のパターンで分離
する方がデイジタル回路が使用しやすく、有利で
ある。

使用される放送メデイアとしては、中波ラジオ
放送、FM放送、テレビジヨン放送などがあり、
これらに共通に使用できるものとしては音声信号
を用いるのが適当である。音声信号の周波数とし
ては、使用頻度の高い信号の場合、可聴帯域外と
するのが番組に影響を与えない点で望ましい。可
聴帯域外では、高域周波数と低域周波数がある
が、高域周波数は伝送帯域の端であり、通常の受
信機の受信特性の安定性（使用状態における同調
ずれ等を含む）の点で問題があること、メデイア
により使用される帯域幅が一定でないことなどの
理由により使用しにくい。

そこで本発明の方式では主に低域周波数を使用
することを対象にして述べる。

低域周波数を使用する場合、受信機等の伝送特
性から超低周波数は困難さが増すと考えられ、一
方40〜50Hz以上は、信号レベルを相当下げなけれ
ば聴感上聞えるので、聴感上無関係にはできな
い。従つて、使用できる帯域幅はかなり狭くな
る。

帯域幅が狭い場合、コード信号の伝送速度を大
きくできず、コード信号の所要ビツト数（ランダ
ム雑音等をコード信号として見誤ることを生じな
いためや他のコード信号と確実に区別するために
必要な長さ）を送信するのに必要な時間が長くな
る。例えば、信号周波数24Hzで伝送速度を３ビツ
ト／秒（１ビツト当りの波数は８波）となし、24
ビツトのコード信号を伝送するとすれば、送信に
８秒間が必要となる。この値は日常の番組を識別
するための番組識別信号に対する動作時間として
は長く、運用上かなり制約を受けることになる。
従つて、低域周波数を使用するときには、このコ
ード信号の伝送時間をできるだけ短くできる技術
が必要となる。

本発明はこの低域周波数を用いて、動作時間の
短い番組識別信号の送受信を行うようにする。

帯域幅を制限したときに符号伝送速度を大きく
できる変調方式の一つとして、MSK（Minimum
Shift Keying）変調方式が知られている。これ
は、デイジタルFM方式（FSK（Frequeney Shift
Keying）（周波数シフトキーイング）方式）にお
いて変調指数が0.5、すなわち、２進データ１お
よび０に対応する信号周波数を_hおよび_lとする
ときに符号伝送速度_bが信号周波数の差の２倍と
なる方式に当る。すなわち、２（_h−_l）＝_b (1) なお、ここで、符号の変化点で各信号周波数の
位相が連続になるように極性が決められている。

いま、このMSK変調方式を適用し、一例とし
て_hを32Hz、_lを24Hzとすると、_bは16ビツト／
秒となる。この速度であれば、例えば24ビツトの
長さのコード信号を伝送するのに必要な時間は
1.5秒となる。

ところで、この周波数関係を図示すると第１図
のようになる。すなわち、１ビツトの時間幅には
32Hz（_h）では２波、24Hz（_l）では1.5波しか含
まれない。

従つて、この信号は第２図に示すようなFSK
信号の復調に用いられる代表的な周波数弁別回路
では、１ビツト中に含まれる波数が少ないため、
復調できない。第２図において２０１および２０
２はFSK信号を供給され、それぞれ周波数_hおよ
び_lの成分を取り出すバンドパスフイルタであ
る。これらフイルタ２０１および２０２の各出力
をそれぞれ包絡線検波回路２０３および２０４で
包絡線検波する。その検波出力をコンパレータ２
０５で比較し、その比較結果をデイジタル信号出
力として取り出す。

一方、MSK変調方式は能率が高いので、多量
のデータを連続的に送るデータ伝送に使用されて
おり、その場合に、従来の復調回路では連続信号
からビツトクロツクを抽出した上で符号判定を行
なつている。しかし、このような従来の復調回路
は、本発明で対象としているような、単発的に短
時間送出される番組識別信号の受信には適してい
ない。そこで、このような信号から確実に情報を
復調できる方式が要望される。

（目的）そこで、本発明の目的は、上述の諸点に鑑み
て、低域の音声周波数を用いて、動作時間の短い
識別信号の送受信を行い、しかもその識別信号が
番組などの音声情報に悪影響を及ぼすことがない
ようにした符号信号伝送方式を提供することにあ
る。

（発明の構成）かかる目的を達成するために、本発明は、音声
周波数帯域内の第１の特定周波数f₁および第２の
特定周波数f₂を、符号情報に応じて、時系列的に
配列して符号信号を構成し、該符号信号を音声信
号に挿入して伝送し、前記音声信号を受信する受
信装置を前記符号信号に含まれる符号情報によつ
て制御する符号信号伝送方式において、前記特定
周波数f₁と前記特定周波数f₂とを組み合わせて前
記符号信号を構成するにあたり、その符号信号を
構成する毎秒ビツト数を、前記特定周波数f₁と前
記特定周波数f₂との差に関連づけて設定し、前記
受信装置は前記特定周波数f₁とf₂の周波数を弁別
する周波数弁別回路を有し、該周波数弁別回路
は、前記特定周波数f₁およびf₂の各々に対する１
ビツトの時間幅内における信号波形と受信信号の
波形との一致の程度を比較し、その一致の程度の
差が定められた値を越えたときに、その一致の程
度が大きい周波数の信号が受信されたと判定し、
次に他方の周波数の信号が受信されたと判定され
るまでの間、その判定結果を一定に出力するよう
にし、その弁別出力に従つて前記符号情報を検出
するようにしたことを特徴とする。

（実施例）以下に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

本発明による番組識別信号方式の一例を第３図
に示す。ここで、信号周波数と符号伝送速度の関
係は(1)式のように定まるものとする。番組の種類
の指定、番組の開始を示す信号と終了を示す信号
の種別等は第３図の12ビツトの符号パターンを変
えることにより行なうことができる。

番組識別信号は、例えば、この12ビツトパター
ンの符号語を繰り返し３秒以上の時間にわたつて
連続して送出することにより形成され、受信側で
は、この12ビツトの符号語を、例えば、２回以上
受信したときに、希望の信号が受信されたものと
判定する。ここで、12ビツトを２回という値は合
計24ビツトの長さを意味し、ランダムな入力信号
が加わつたときに、それを特定の番組識別信号と
して見誤る確率（誤動作率）が十分小さくなる条
件として仮に設定したものである。

なお、基本となる符号語を８ビツト構成とすれ
ば、回路素子数がやや減るなどの点で若干有利に
なるが、12ビツト構成の方が区別できる信号の種
類が多くとられるため、ここでは12ビツトとして
説明することにする。ただし、８ビツト構成とし
た場合には、受信側ではこの８ビツトの符号語を
３回以上受信したときに所望の信号と判定すれ
ば、誤動作率は同等となり、動作時間も1.5秒で
同じである。

このビツト構成の具体的なビツト数は、本発明
を各種の応用形態に適用する際に、それらの用途
に応じて任意所望に設定することができる性質の
ものである。

第４図は本発明による番組識別信号システムの
原理的構成図である。番組識別信号発生装置１で
発生された番組識別信号はレベル調整器２で規定
のレベルに調整され、次いで、混合器または切替
器３で番組音声設備４からの番組音声信号と混合
または切替えられ、放送機５および送信アンテナ
６を通して放送される。

番組識別信号は番組音声信号と混合して放送す
ること、あるいは両信号を切替えて交互に放送す
ることも可能である。

番組識別信号のレベルは、動作性能の点からは
高い方が望ましいが、番組音声信号と混合する場
合には、総合の変調度や一般の受信機への妨害等
を考慮して定められた値に設定することが必要で
ある。

なお、第４図には示していないが、番組音声信
号で搬送波を振幅変調し、番組識別信号で搬送波
を角度変調する送信放送も可能である。

受信機では、受信アンテナ７で放送電波を受信
し、番組音は番組音声受信部８および音声出力部
９を通してスピーカ１０から出力される。一方、
番組識別信号検出部１１では、放送信号に対して
番組識別信号の検出動作を、電源スイツチ１４の
オン、オフとは無関係に、常時継続しており、番
組選択スイツチ１５で選択された番組の番組識別
信号が検出されると、その検出信号を制御リレー
１２へ駆動信号として供給すると共に、制御信号
外部出力端子１６にかかる検出信号を出力する。

番組音声受信部８および番組識別信号検出部１
１には電源部１７から常時電流が供給されている
が、音声出力部９には、電源スイツチ１４や制御
リレー接点１３を介して給電される。従つて、通
常は電源スイツチ１４により電源を投入して音声
出力部９より番組を聴くが、電源スイツチ１４が
切つてあつても、番組選択スイツチ１５により選
択された番組が受信されると、制御リレー接点１
３が自動的に閉じて音声出力部９に電源が入り、
その番組を確実に聴くことができる。

第５図は番組識別信号発生装置の構成の一例を
示す。

本発明符号信号伝送方式で用いられる信号周波
数_hと_lおよび符号伝送速度（ビツト繰り返し周
波数）_bは発振回路５１で発生された周波数_eの
信号を分周回路５２で適切に分周して得られる。
発振回路５１は水晶振動子５０で駆動されるが、
その発振周波数_pは周波数_h、_lおよび_bの最小
公倍数の整数倍に選ぶのが好適である。各周波数
_h、_lおよび_bの信号は分周回路５２の出力端子
５３，５４および５５から得られる。

送信すべき番組識別信号の符号内容は符号設定
スイツチ７２で設定され、送信制御ボタン７０が
押されると、作動制御回路７１の動作に従つて予
め定められた時間にわたつてシフトレジスタ７３
に繰り返し転送されて送出される。その符号内容
の１、０に従つてゲート６０あるいは６１を開
き、それぞれ排他的論理和ゲート６２および６３
を通した分周回路５２からの信号周波数５３およ
び５４をそれぞれ出力する。

ここで注意すべき点は、各周波数_h、_lおよび
_bが(1)式の関係にあるときには、第１図に示した
ように、各周波数成分の１ビツト内の波形には極
性が反転した２種類があり、これらを符号の変化
点で送信信号の位相が連続になるように接続しな
ければならないことである。そのために、排他的
論理ゲート６２および６３により、分周回路５２
からそ信号周波数５３および５４をそれぞれ極性
制御回路７５の出力信号に基づいて極性を反転す
る。その後に符号内容の１、０に従つてゲート６
０あるいは６１を開きそれらの出力を混合ゲート
６４で一つの信号として生成する。

いま、信号周波数の一つの状態を０相、極性反
転した状態をπ相と表わすとし、それぞれ、極性
制御回路７５の出力が０、１のときにゲート６２
および６３の出力に発生するものとする。

ここで、極性制御回路７５の出力は、例えば次
のように定めることができる。すなわち、送信す
べき符号内容を第１ビツトから第Ｌビツトまで順
序づけるときに、第ｉビツト（１≦ｉ≦Ｌ）を送
出する場合には、ｉが偶数であり、かつ第ｉビツ
トの内容が第（ｉ−１）ビツトの内容と異なると
きにのみ極整制御回路７５の出力を反転させる。
例えば、それまで０が出力されていれば１とし、
他方、１が出力されていれば０とする。なお、以
上の符号発生はマイクロコンピユータ等によるプ
ログラムにより行なうことも可能である。

混合ゲート６４から出力されたデイジタル信号
による番組識別信号は、帯域フイルタ８０により
基本波成分のみが取り出されて正弦波の信号とな
る。この信号はバツフア増幅器８１を通した後に
レベル変調器２でそのレベルが調整されて混合器
または切替器３で番組音声信号入力端子９０から
加わる番組音声信号と合成されて本線出力端子９
１に出力される。

なお、混合ゲート６４では、作動制御回路７１
からの信号に基づいて信号の送出時間の制御が行
なわれる。また、第４図において、回路３が切替
器である場合の切替え制御も作動制御回路７１か
らの信号により行なうことができる。

なお、番組識別信号の信号周波数の成分が含ま
れている番組音声信号と混合する場合には、番組
音声信号を除去フイルタに通した後に混合するこ
とが必要である。

第６図は受信機における番組識別信号検出部の
基本構成を示す。ここで、番組識別信号を含む入
力信号１００はバツフア増幅回路１０１を通した
後に低域フイルタ１０２により番組音声成分、雑
音分を除去する。次に、周波数弁別回路１０３に
より周波数を弁別して１、０のデイジタル信号に
復調し、一致検出回路１０４で特定の番組識別符
号を検出する。検出された符号は、計数・判定回
路１０５で規定数カウントされた後に開始信号、
終了信号の区別を判定される。その結果に基づ
き、出力制御回路１０６で制御信号１０７を出力
する。

以上のうち、一致検出回路１０４より後段の部
分は、例えば「緊急情報放送用制御信号と送受信
方式」（特許第1530406号）で用いている方法を適
用することができる。

かかる形態の一致検出回路の一例を第７図に示
す。この例では、NRZ形式で_bビツト／秒の入
力信号をクロツク発生回路２１０からの符号伝送
速度_bのＮ倍の周波数_b×Ｎ［Hz］で標本化して
Ｌ×Ｎサンプルをシフトレジスタ２１１に書き込
み、符号検出を行なう。シフトレジスタ２１１か
らはＮ段ごとにタツプを出し、このＬ個のタツプ
の出力をデイジタルコンパレータ２１２において
Ｌビツトの符号パターンと比較し、一致した場合
に一致出力パルスを出す。いま、信号に雑音や波
形に歪みがない場合には、一致出力パルスは１ビ
ツトの時間幅にＮ個、すなわち、１／（_b×Ｎ）
秒間隔で１個出るが、雑音等が加わると一部欠け
てＮ個は受信できなくなる。そこで、一致出力パ
ルスの個数をカウンタ２１３でカウントすると共
に受信判定基準Ｋを設け、１ビツトの時間内に生
じる一致出力パルスの個数がＫを越えるか否かを
比較器２１４で比較し、一致出力パルスの個数が
Ｋを越えたときに、Ｌビツト単位の符号パターン
が受信されたと判定する。

この判定基準Ｋの値を下げると雑音に対して強
くなる。しかし、それと同時に番組音声や雑音を
特定の符号パターンとして誤つて検出することも
起りやすくなる。そこで、これら双方を考慮して
判定基準Ｋを適切な値に設定することが必要であ
る。

いま、１ビツト幅のＮ倍の標本化の場合に判定
基準がＫであるとき、各１ビツトが完全に復号さ
れないときにも１ビツト幅のＫ／Ｎ倍以上の時間
が（Ｌビツトの全てが共通の位置で）正しく復号
されていれば、Ｌビツトの符号が正しく受信され
ることになる。

第８図は第１図に示したような信号を復調する
周波数弁別回路１０３の一の実施例を示す。この
回路の原理は二つの信号周波数に対するそれぞれ
の信号波形と受信波形の相関をとり、十分に近い
信号が検出されたときにその周波数の信号が受信
されたと判定するものである。このとき、ここで
は回路的に簡単化するために、アナロク波形では
なく、デイジタル信号の形に変換したものによつ
て比較を行なう。

以下にこの周波数弁別回路を説明する。なお、
この方式は信号周波数と符号伝送速度（逆数が１
ビツトの時間幅）を限定するものではないが、説
明の都合上、以下では信号周波数を_h＝32Hz、_l
＝24Hz、符号伝送速度_bを16ビツト／秒として述
べる。

まず、第９Ａ図に示す送信データに対応して、
低域フイルタ（または帯域フイルタ）１０２を通
して番組音声や必要帯域以外の雑音成分を除去し
たアナログ信号（第９Ｂ図参照）は入力端子１１
０より波形成形回路１１１に供給され、ここで、
零交差点で１、０が反転するデイジタル信号に変
換される（第９Ｃ図参照）。この信号をクロツク
発生回路１１４で発生する、零えば符号伝送速度
の12倍の周波数で標本化し、シフトレジスタ１１
２に書き込むと、正しい位置におけるタツプ出力
のデータは第９Ｄ図のようになる。

従つて、デイジタル化した入力信号をシフトレ
ジスタ１１２に順次に書き込みながら、このタツ
プ出力と両信号周波数に対する波形パターン（第
９Ｄ図）とを比較すると、正しい位置となつたと
きに片方の周波数と完全に一致する。回路として
は、排他的論理和回路１１６でシフトレジスタ１
１２の各タツプＡ〜Ｌの出力と第１波形パターン
設定スイツチ１１５で設定された周波数_hに対す
る波形パターンとのビツト毎の排他的論理和（２
を法とする加算）をとり、一致する（すなわち０
となる）ビツトの数をカウンタ１１７で計数す
る。波形が一致するときには計数値は12になる。
同様に、周波数_lについても、各タツプＡ〜Ｌの
出力と第２波形パターン設定スイツチ１１８で設
定された波形パターンとを排他的論理回路１１９
で比較し、その結果一致するビツトの数をカウン
タ１２０でカウントする。

ところで、第１図に示したように、信号周波数
に(1)式の関係がある場内には、１ビツト分の信号
波形には極性を反転したものが存在する。この極
性を反転した信号（第９Ｅ図参照）が正しい位置
で受信されると、カウンタ１１７あるいは１２０
の計数値は０となる。

一方、周波数_hの波形を周波数_lの波形パター
ンと比較すると、カウンタ１２０の計数値は６と
なり、周波数_lの波形を周波数_hの波形パターン
と比較すると、カウンタ１１７の計数値は６とな
る。

従つて、カウンタ１１７の形値を比較判定回路
１２１で比較レベルB_1h、B_2hと比較し、計数値
が０付近か12付近である場合には、周波数_hが送
られたと判定する。また、カウンタ１２０の計数
値が０付近か12付近である場合には、周波数_lが
送られたと判定する。この判定結果に基づいて、
フリツプフロツプ１２３を駆動する。このフリツ
プフロツプ１２３の出力は、一方の周波数と判定
されてから他の周波数と判定されるまでの間、一
定になり、送信データ（第９Ａ図参照）を遅延し
たものになる。

カウンタ１１７あるいは１２０を実現する一つ
の回路例を第１０図に示す。この回路はシフトレ
ジスタ１３０と２進カウンタ１３２およびこれら
の周辺回路から成る。シフトレジスタ１１２の内
容をクロツク発生回路１１４から発生する第１の
クロツクにより１ビツトづつシフトするたびごと
に排他的論理和回路１１６または１１９の出力を
シフトレジスタ１３０のパラレルロード入力端子
からロードする。このシフトレジスタ１３０の内
容をクロツク発生回路１１４から発生する第２の
クロツクによりシフトし、０の数を２進カウンタ
１３２で順次に加算し、シフトレジスタ１３０に
ロードされた全ての内容をシフトし計数し、終つ
た時点で２進カウンタ１３２の値を出力する。

ここでクロツク発生回路１１４で発生する第２
のクロツクの周波数は、シフトレジスタ１３０に
ロードされる入力ビツト数をL_sとすれば、第１の
クロツク周波数のL_s倍以上にする必要がある。

排他的論理和回路１１６または１１９は第１０
図に示した回路の他に、波形パターンが定まつて
いる場合には、そのパターンにおいて１となるビ
ツトに対応するシフトレジスタ１１２の出力ビツ
トを反転し、０となるビツトに対応する出力ビツ
トはそのままとすることでも実現される。

第１１図は比較判定回路の構成例を示す。比較
レベルB₁はL_sに近い値とし、比較レベルB₂は０
に近い値とする。出力１４５は２進カウンタ１３
２の計数値AA≧B₁である場合あるいはＡ≦B₂で
ある場合に１となる。コンパレータ１４０，１４
２の出力Ａ＝B₁、Ａ＞B₁等はこれらの条件が満
たされたときに１にするものとする。

次に、比較レベルB₁あるいはB₂の値の定め方
について述べる。例えば、１ビツトの時間幅の標
本点の数L_sが12であるとき、B₁＝12、B₂＝０と
すると、信号が完全に一致するときは出力が出る
が、雑音が加わり一つの標本点の値が一致しなく
なると出力は出なくなる。

しかし、この場合にもB₁＝11、B₂＝１とすれ
ば出力が出ることになり、雑音の影響が除かれる
ことになる。このように、比較レベルの値B₁を
下げ、B₂を上げると、雑音の影響を減らすこと
ができるが、逆にもう一方の信号周波数が送られ
ているときに誤つて出力が出ることが起りやすく
なる。例えば、B₁＝９、B₂＝３とすれば、３個
誤つた場合にも救われることがあるが、他の信号
周波数が送られたとき（誤りがないときは計数値
６）に３個誤つた場合にも検出されることが起
る。

ところで、ここで考えている検出方法では、ビ
ツト同期をとる方法を特に用いていないため、受
信信号を連続的に比較するときのずれた位置にお
ける計数値を考慮する必要がある。すなわち、ビ
ツト同期がとれている場合の計数値は、誤りがな
い場合に、正しい符号で12あるいは０、反対の符
号で６となるが、ビツト同期がとれていない場合
には種々の値をとる。

第１２Ａ図〜第１２Ｄ図は、例えば_h＝32Hz、
_l＝24Hz、_b＝16ビツト／秒、１ビツト当り12の
標本的とするときの、１ビツトの時間幅の中での
_hカウンタ１１７および_lカウンタ１２０の計数
値の変化を示す。第１２Ａ図、第１２Ｂ図、第１
２Ｃ図および第１２Ｄ図は、それぞれ、データが
１→１、０→０、１→０、０→１に変化したとき
を示す。図中の・印は_h側カウンタの計数値、×
印は_l側カウンタの計数値を示す。ここで、第１
２Ａ図と第１２Ｃ図の場合について、これらの計
数値が得られる理由を説明しておく。第１８図は
データが１→１に変化したときの様子を示す図で
あり、第１８図ａが波形成形回路１１１の出力を
クロツク１１４で標本化しシフトレジスタ１１２
に書き込まれ、出力Ａ〜Ｌに出力される値を示し
ている。この例では符号伝送速度の12倍の周波数
で標本化されている。ここで時間位置０における
第１波形パターン（第１８図ｂ）と一致する標本
点を数を計数すると、この場合は完全に一致する
ので計数値は12となる。次に時間位置１における
計数値は、第１波形パターンが第１８図ｃのよう
に移動した場合に相当するもので８となる。同様
に時間位置２においては第１８図ｄの波形と比較
することになり、計数値は４、時間位置３におい
ては第１８図ｅの波形となり完全に逆相の波形と
なるので計数値は０となる。以下同様にして、時
間位置と計数値の関係を図に示すと第１２Ａ図の
実線のようになる。一方、時間位置０における第
２波形パターン（第１８図ｆ）との一致する標本
点の数を計数すると６になる。同様に、時間位置
１、２、３、…における第２波形パターンとの一
致は、それぞれ第１８図ｇ，ｈ，ｉのようにな
り、計数値は４、４、６となる。以下同様にし
て、時間位置と計数値の関係を図に示すと第１２
Ａ図の点線のようになる。

第１９図は同じくデータが１→０に変化したと
きの様子を示す図であり、第１２Ｃ図の計数値が
得られることを説明する図である。ここでは、時
間位置６における第１９図ｅとｉに示してある
が、説明は第１８図と同様であるので省略する。

なお、第１２図の各図は受信信号と各周波数の
波形パターンの極性が合う場合であり、極性が反
対の場合の計数値は６を軸にして上下反転する。

第１２Ａ図、第１２Ｂ図から分かるように、符
号１（周波数_h）を検出する回路の計数値が０、
１、11、12のいずれかのときにその符号１を検出
し、符号０を検出する回路の計数値が０、１、
２、３、９、10、11、12のいずれかのときにその
符号０を検出するように比較レベルを設定すれ
ば、１や０が連続して送られる場合には誤つて検
出されることはない。

しかし、送信データが１から０へ（第１２Ｃ
図）、あるいは０から１へ（第１２Ｄ図）変化す
るときには、検出回路の比較レベルを上記のまま
とすると、データが１から０へ変化するときに、
第１３図の波形Ａが出力端子１２４に現われ、０
から１へ変化するときには第１３図の波形Ｂが出
力端子１２４に現われる。

第２０図は第１３図の各波形が出力に現れるこ
とを説明する図である。第２０図ａは送信データ
が１から０へ、続いて０から１へ変化するときの
標本値である。この信号波形を力すると第１波形
パターンに対する計数値は第１２Ｃ図と第１２Ｄ
図の実線を接続した第２０図ｂのように変化す
る。一方、第２波形パターンに対する計数値は第
１２Ｃ図と第１２Ｄ図の点線を接続した第２０図
ｃのように変化する。ここで第１波形パターンの
計数値が第２０図ｂのＸの領域に入つたとき符号
１を検出し、第２波形パターンの計数値が第２０
図ｃのＸの領域に入つたとき符号０を検出すると
すれば、出力端子１２４には第２０図ｄの波形、
すなわち第１３図の波形Ａおよび波形Ｂが現れ
る。ただし、ここで、出力は現在出力している符
号と反対の符号が検出されるまでの間は、前の値
を維持するものとする。

以上の結果から、ランダムな送信データが送ら
れる場合には、第１３図において時間位置４から
９の間は不確定となるので、正しい符号となる時
間は全体の7/12以下となることが分る。そこで、
０を検出する回路の計数値が０、１、２、10、
11、12のいずれかのときに０を検出するものと修
正すれば、出力端子１２４における波形は第１３
図に示す波形Ｃ，Ｄのようになる。すなわち、第
２０図ｂ，ｃで領域Ｙに計数値が入つたときそれ
ぞれ符号１と符号０を検出するものとすれば、出
力端子１２４には第２０図ｅ、すなわち第１３図
Ｃ，Ｄに示す波形が現れる。この場合、ランダム
な符号パターンに対して正いし符号となる時間は
全体の10/12以下となる。

さらに、１を検出する回路の計数値が０、12の
ときにのみ１を検出するものと設定すれば、第２
０図ｂ，ｃで領域Ｚに計数値が入つたときそれぞ
れ符号１と符号０を検出することになり、第２０
図ｆすなわち、第１３図に示す波形Ｅ，Ｆが得ら
れる。ランダムな符号パターンに対して正しい符
号となる時間は全体の11/12以下となり、１ビツ
ト当りのパルス幅がほぼ正しく再現される。

比較判定回路の比較レベルは、以上に考察した
点と雑音等による入力デイジタル信号の誤りの状
況とを考慮して決めることになる。

ところで、一致検出回路１０４の動作は、前述
したように、１ビツトの時間幅で完全に一致出力
パルスが出なくても支障なく検出できるようにな
つている。ただし、受信判定基準Ｋは上述の正し
い符号が出る時間に対応した値以下に余裕を持た
せて定める必要がある。

比較を行なう波形パターンと受信信号をデイジ
タル化した信号との時間位置関係が例えば第１４
Ａ図のようになる場合には、標本値が不確実にな
り、検出できなくなることがある。この問題は、
この標本点間隔の1/2の時間だけずらした位置で
も標本化を行なう、すなわち第１４Ｂ図で１と記
した標本点の他の２と記した時点でも標本化を行
なうことにより避けることができる。このとき、
シフトレジスタ１１２の段階は２倍必要となり、
排他的論理和回路１１６および１１９への出力タ
ツプは１段おきに出すものとし、クロツク発生回
路１１４からの第１のクロツクおよび第２のクロ
ツクの周波数は２倍とする。

以上は本発明における受信方式の第１の実施例
の基本的な回路であるが、この回路は次のように
変形することができる。すなわち、第８図では、
排他的論理和回路１１６および１１９へ供給する
波形パターンは受信波形に歪みのない理想的な場
合を第一に想定しているが、波形に歪みがある場
合には、その零交差の間隔に応じたパターンを与
えることにより、正確な検出が可能になる。

この方法の応用例としては次のものがある。番
組識別信号を伝送する伝送路の遅延特性が周波数
に依存する場合、符号に変化がない場合は波形に
歪みが生じないが、符号が変化し周波数が移ると
きには、その直後に特定の波形歪みを生じる。こ
の波形歪みを生じる期間が１ビツト幅以内であれ
ば、この波形は直前の符号に依存するから、波形
パターンとして符号が変化する場合と変化しない
場合の２種類を信号周波数ごとに用意し、それら
のいずれが良く一致するかを検知することによ
り、正確な検出を行なうことができる。

あるいはまた、さらに長い符号に対する波形パ
ターンを符号の組合せの数だけ用意しておき、そ
のいずれが良く一致するかを調べることによつて
正確に検出を行なうことができる。

なお、このような歪みのある波形に対処するた
めには、１ビツトの時間幅を第９Ａ図〜第９Ｅ図
で説明した例よりもさらに細かく標本化する方が
正確な検出が可能になる。ただし、シフトレジス
タ１１２、２進カウンタ１３２等の段数は、１ビ
ツト中の標本点の数に応じて増す必要がある。す
なわち、ここで述べたように、各周波数に対する
信号波形の波形パターンを、本発明方式を使用す
る伝送路における受信波形に基づいて定め、その
変化が予知し得る場合には、その予知された波形
に基づいて定めることにより、適用範囲の広い番
組識別信号送受信方式が実現可能になる。

第１図に示したような信号波形から周波数弁別
を行なう回路の第２の実施例を第１５図に示す。
この例は、「周波数弁別方式」（特開昭58−181355
号）を適用したクロツク周波数、シフトレジスタ
の段数およびカウント制御回路を変更したもので
ある。

この受信方式の原理は、第１６Ａ図および第１
６Ｂ図に示すように、周波数形は1/_hの時間遅
延させて比較すると一致するが、1/_lの時間遅延
させた場合は一致せず、逆に、周波数_lの波形は
１／_ｌの時間遅延させて比較すると一致するが、1/
_ｈの遅延では一致しないことを利用したものであ
る。

この一致の程度を見るために、入力信号波形を
波形成形回路１１１により零交差点で２値化して
デイジタル信号となし、そのデイジタル信号をシ
フトレジスタ１５０で遅延させ、1/_hの時間に相
当する第２タツプ１５７、1/_lの時間に相当する
第３タツプ１５８および遅延させる前の入力信号
に対する第１タツプ１５６のそれぞれの出力を排
他的論理和ゲート１５１および１５２に供給し
て、これら出力の排他的論理和をとる。これら排
他的論理和出力のいずれが多く一致するかをアツ
プダウンカウンタ１５３で計数し、その出力値１
２４により_hか_lかを判定する。

ここでカウンタ制御回路１５４は、排他的論理
和ゲート１５１および１５２の出力が同一の場合
は計数を行なわず、カウンタ１５３の計数値の範
囲を越える入力がある場合には計数を行なわない
などの制御を行なう。回路の詳細な説明は省略す
るが、例えば_h＝32Hz、_l＝24Hz、符号伝送速度
16ビツト／秒の場合の回路の一例では、シフトレ
ジスタ１５０の段数は32段、中間タツプ出力は24
段目、アツプダウンカウンタ１５３は４ビツトカ
ウンタ、クロツク信号１５５の周波数は768Hzを
用いることができる。

ところで、信号周波数や符号伝送速度が上記の
数値の場合、第１図に示したように24Hzは１ビツ
トの時間幅の中に1.5波しか含まれない。従つて、
１周期の時間だけ遅延させると、半波しか一致し
ない場合が生じる。しかし、本発明方式によれ
ば、このような場合にも確実に弁別することがで
きる。ただし、アツプダウンカウンタ１５３の段
数とクロツク信号１５５の周波数と関係を注意し
て設定する必要がある。例えば、カウンタの段数
に対してクロツク周波数が高すぎる場合には出力
の変化が速く、第１３図に示した波形Ａ，Ｂのよ
うな波形を生じやすい。以上に示した数値はこの
ような点を考慮した一例である。

なお、この第２の実施例による周波数弁別回路
は受信信号波形に波形歪みを生じる場合にも、そ
の波形が信号周波数の周期で繰り返される場合に
は影響を受けない利点がある。

（効果） (1) 本発明によれば、コード信号として聴取しに
くい低域周波数を使用する場合にも高速の符号
伝送が可能になり、短時間の信号送出で確実に
動作させることができる。また、本発明では、
聴取しにくい低域周波数を使用できるので、番
組音に影響を与えることなく信号を重畳するこ
とができ、AMラジオ放送の搬送波を角度変調
（周波数変調もしくは位相変調）する場合にも、
一般のAM放送受信機に対する両立性の点で有
利である。

(2) 本発明によれば、信号周波数を番組に使用す
る周波数と分離できるので番組の開始にテーマ
音楽を付ける場合などにも、信号の動作には関
係なくテーマ音楽を自由に選ぶことができる。

(3) 本発明によれば、コード信号の送出を短時間
にできるので、信号周波数が可聴帯域に入る場
合にも、低レベルで送信することと合わせて番
組への影響を少なく送信することができる。

(4) 周波数弁別回路の上記実施例ではビツトクロ
ツクの抽出を行なわずに符号検出を行なうこと
ができる。従つて、ビツトクロツクを安定に抽
出するための特別なパルスや送信信号の連続的
な送出を行うことが必要でなく、コード信号を
単発的に短時間送信して確実に受信することが
できる。

(5) 本発明のいずれの実施例においても、周波数
弁別回路および符号検出回路ともデイジタル回
路で構成されているので、集積回路化が容易で
あり、これら回路は信頼度高く安定に動作する
ものとすることができる。周波数弁別の動作特
性に直接関係するものは基本のクロツク周波数
のみであり、このクロツクは水晶発振回路を使
用して得ることにより、容易に高安定なものを
実現できる。

(6) 本発明により低域周波数を用いてかなり高速
に符号識別を行うことができるので、複数の放
送局に対して特定番組（例えば交通情報）を放
送している放送局を自動的に探索する受信機の
実現にも好適である。一例として、最低の動作
時間を1.5秒とし、１局当りに例えば３秒間停
止して信号検出動作を行ない、希望の番組が放
送されていないときには、次の放送局の探索に
移行するものとすれば、仮に対象とする放送局
が５局であるときには、信号の送出時間として
全体で15秒以上とすればよい。すなわち、番組
識別信号を15秒間送出すれば、希望の番組を放
送している局に自動的に同調がなされて受信機
を確実に動作させることができる。この点につ
いては、中域周波数を用いる場合には、耳に聞
えるため、送出時間を長くすることができず、
実現に難しい面がある。この選択動作の説明を
第１７図により説明すると、番組が受信される
までスピーカを鳴らすことなく（OFF）選局
を行ない、受信されるとスピーカを鳴らして
（ON）番組終了まで聴取する。番組が終了す
るとスピーカを切り、次の放送局へと選局動作
が移るようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図はMSK変調方式を適用した符号伝送の
信号波形の一例を示す信号波系図、第２図は通常
のFSK信号復調回路の一例を示すブロツク線図、
第３図は本発明における番組識別信号の構成の説
明用線図、第４図は本発明を適用する番組識別信
号システムの基本的構成を示すブロツク線図、第
５図は本発明における番組識別信号発生装置の構
成の一例を示すブロツク図、第６図は番組識別信
号検出部の構成の一例を示すブロツク線図、第７
図は一致検出回路の構成の一例を示すブロツク線
図、第８図は周波数弁別回路の構成の一例を示す
ブロツク線図、第９Ａ図〜第９Ｅ図はその周波数
弁別回路の動作説明用信号波系図、第１０図は第
８図示の_hカウンタおよび_lカウンタの構成例を
示すブロツク線図、第１１図は比較判定回路の構
成の一例を示すブロツク線図、第１２Ａ図〜第１
２Ｄ図は第８図示の_hカウンタおよび_lカウンタ
の計数値の変化の態様を示す線図、第１３図は比
較レベルを変えたときの出力波形の種々の例を示
す線図、第１４Ａ図および第１４Ｂ図は特別な場
合の標本点の位置の説明図、第１５図は周波数弁
別回路の他の例を示すブロツク線図、第１６Ａ図
および第１６Ｂ図は周波数弁別の原理の説明図、
第１７図は自動選局動作の受信機の動作例の説明
図、第１８図はデータが１→１に変化したときの
様子を示す図、第１９図はデータが１→０に変化
したときの様子を示す図、第２０図は計数値の判
定領域と出力波形の関係を示す図である。１……番組識別信号発生装置、２……レベル変
調器、３……混合器または切替器、４……番組音
声設備、５……放送機、６……送信アンテナ、７
……受信アンテナ、８……番組音声受信部、９…
…音声出力部、１０……スピーカ、１１……番組
識別信号検出部、１２……制御リレー、１３……
制御リレー接点、１４……音声出力部電源スイツ
チ、１５……番組選択スイツチ、１６……制御信
号外部出力端子、１７……電源部、５０……水晶
発振子、５１……発振回路、５２……分周回路、
５３……周波数_h出力端子、５４……周波数_l出
力端子、５５……周波数f_b出力端子、６０，６１
……論理積ゲート、６２，６３……排他的論理和
ゲート、６４……混合ゲート、７０……番組識別
信号送信制御ボタン、７１……作動制御回路、７
２……符号設定スイツチ、７３……シフトレジス
タ、７４……極性反転回路、７５……極性制御回
路、８０……帯域フイルタ、８１……バツフア増
幅器、９０……番組音声信号入力端子、９１……
本線信号出力端子、１００……入力信号、１０１
……バツフア増幅回路、１０２……低域フイル
タ、１０３……周波数弁別回路、１０４……一致
検出回路、１０５……計数・判定回路、１０６…
…出力制御回路、１０７……制御信号、１１０…
…アナログ信号入力、１１１……波形成形回路、
１１２……シフトレジスタ、１１３……水晶発振
子、１１４……クロツク発生回路、１１５……第
１波形パターン設定スイツチ、１１６……排他的
論理和回路、１１７……カウンタ、１１８……第
２波形パターン設定スイツチ、１１９……排他的
論理和回路、１２０……カウンタ、１２１，１２
２……比較判定回路、１２３……フリツプフロツ
プ、１２４……デイジタル信号出力、１３０……
シフトレジスタ、１３１……極性反転回路、１３
２……２進カウンタ、１３３……シフトレジスタ
制御回路、１４０……デイジタルコンパレータ、
１４１……比較レベル設定回路、１４２……デイ
ジタルコンパレータ、１４３……比較レベル設定
回路、１４４……論理和ゲート、１４５……比較
判定出力、１５０……シフトレジスタ、１５１，
１５２……排他的論理和ゲート、１５３……アツ
プダウンカウンタ、１５４……カウンタ制御回
路、１５５……クロツク信号、１５６……第１タ
ツプ、１５７……第２タツプ、１５８……第３タ
ツプ、２０１，２０２……バンドパスフイルタ、
２０３，２０４……包絡線検波回路、２０５……
コンパレータ、２１０……クロツク発生回路、２
１１……シフトレジスタ、２１２……デイジタル
コンパレータ、２１３……カウンタ、２１４……
比較器。

Claims

【特許請求の範囲】１音声周波数帯域内の第１の特定周波数f₁およ
び第２の特定周波数f₂を、符号情報に応じて、時
系列的に配列して符号信号を構成し、該符号信号
を音声信号に挿入して伝送し、前記音声信号を受
信する受信装置を前記符号信号に含まれる符号情
報によつて制御する符号信号伝送方式において、
前記特定周波数f₁と前記特定周波数f₂とを組み合
わせて前記符号信号を構成するにあたり、その符
号信号を構成する毎秒ビツト数を、前記特定周波
数f₁と前記特定周波数f₂との差に関連づけて設定
し、前記受信装置は前記特定周波数f₁とf₂の周波
数を弁別する周波数弁別回路を有し、該周波数弁
別回路は、前記特定周波数f₁およびf₂の各々に対
する１ビツトの時間幅内における信号波形と受信
信号の波形との一致の程度を比較し、その一致の
程度の差が定められた値を越えたときに、その一
致の程度が大きい周波数の信号が受信されたと判
定し、次に他方の周波数の信号が受信されたと判
定されるまでの間、その判定結果を一定に出力す
るようにし、その弁別出力に従つて前記符号情報
を検出するようにしたことを特徴とする符号信号
伝送方式。２音声周波数帯域内の第１の特定周波数f₁およ
び第２の特定周波数f₂を、符号情報に応じて、時
系列的に配列して符号信号を構成し、該符号信号
を音声信号に挿入して伝送し、前記音声信号を受
信する受信装置を前記符号信号に含まれる符号情
報によつて制御する符号信号伝送方式において、
前記特定周波数f₁と前記特定周波数f₂とを組み合
わせて前記符号信号を構成するにあたり、その符
号信号を構成する毎秒ビツト数を、前記特定周波
数f₁と前記特定周波数f₂との差に関連づけて設定
し、前記受信装置は前記特定周波数f₁とf₂の周波
数を弁別する周波数弁別回路を有し、該周波数弁
別回路は、前記受信信号を遅延回路に通して、前
記特定周波数f₁の１周期に相当する時間だけ遅延
させた信号と遅延前の信号との一致の程度と、前
記特定周波数f₂の１周期に相当する時間だけ遅延
させた信号と遅延前の信号との一致の程度とを比
較し、その一致の程度の差が定められた値を越え
たときに、その一致の程度が大きい周波数の信号
が受信されたと判定するようにしたことを特徴と
する符号信号伝送方式。３特許請求の範囲第１項記載の符号信号伝送方
式において、前記音声周波数帯域内の特定周波数
f₁およびf₂を用いた周波数シフトキーイング方式
により、周波数f₃の変調クロツクで時系列的に符
号化した番組識別信号を前記符号信号として伝送
し、当該識別信号により待機状態にある前記受信
装置を起動させ、当該番組を受信者に聴取させる
ようになし、前記周波数f₃が前記特定周波数f₁と
f₂の差の２倍となる関係の周波数を用いることを
特徴とする符号信号伝送方式。４特許請求の範囲第２項記載の符号信号伝送方
式において、前記音声周波数帯域内の特定周波数
f₁およびf₂を用いた周波数シフトキーイング方式
により、周波数f₃の変調クロツクで時系列的に符
号化した番組識別信号を前記符号信号として伝送
し、当該識別信号により待機状態にある前記受信
装置を起動させ、当該番組を受信者に聴取させる
ようになし、前記周波数f₃が前記特定周波数f₁と
f₂の差の２倍となる関係の周波数を用いることを
特徴とする符号信号伝送方式。５特許請求の範囲第３項記載の符号信号伝送方
式において、特定周波数f₁およびf₂の周波数を50
Hz程度以下とすることを特徴とする符号信号伝送
方式。６特許請求の範囲第４項記載の符号信号伝送方
式において、特定周波数f₁およびf₂の周波数を50
Hz程度以下とすることを特徴とする符号信号伝送
方式。７特許請求の範囲第１、第３および第５項のい
ずれかに記載の符号信号伝送方式において、前記
受信信号の波形と前記特定周波数の各々に対する
信号波形をデイジタル信号の形に変換して比較を
行い、前記受信信号の１ビツトの時間幅の部分と
前記特定周波数信号の各々の信号波形との一致の
程度を示す尺度を定めたとき、前記受信信号の各
周波数成分の波形と前記特定周波数の信号の各々
の信号波形が時間的にずれた場合における前記尺
度の変化範囲を越え、かつ波形が完全に一致する
場合の尺度値を越えない値に基準を定め、各々の
比較時点における尺度値が前記基準を越えたとき
に、その尺度値を与える信号波形の周波数が受信
されたと判定することを特徴とする符号信号伝送
方式。８特許請求の範囲第２、第４および第６項のい
ずれかに記載の符号信号伝送方式において、前記
受信信号の波形と前記特定周波数の各々に対する
信号波形をデイジタル信号の形に変換して比較を
行い、前記受信信号の１ビツトの時間幅の部分と
前記特定周波数信号の各々の信号波形との一致の
程度を示す尺度を定めたとき、前記受信信号の各
周波数成分の波形と前記特定周波数の信号の各々
の信号波形が時間的にずれた場合における前記尺
度の変化範囲を越え、かつ波形が完全に一致する
場合の尺度値を越えない値に基準を定め、各々の
比較時点における尺度値が前記基準を越えたとき
に、その尺度値を与える信号波形の周波数が受信
されたと判定することを特徴とする符号信号伝送
方式。９特許請求の範囲第１項に記載の符号信号伝送
方式において、前記特定周波数の各々に対する信
号波形を、前記符号信号の伝送路における受信波
形に基づいて定め、その変化が予め予知し得る場
合にはその予知された波形に基づいて前記信号波
形を定めることを特徴とする符号信号伝送方式。１０特許請求の範囲第１、第３、第５、第７お
よび第９項のいずれかに記載の符号信号伝送方式
において、特定の番組識別信号が受信されるま
で、前記受信装置の同調周波数を複数の放送局に
順次に切替え、特定の番組が放送されている期間
はその放送を受信するとともに、終了後は前記受
信装置の同調周波数を再び他の放送局に順次に切
替えるようにしたことを特徴とする符号信号伝送
方式。１１特許請求の範囲第２、第４、第６および第
８項のいずれかに記載の符号信号伝送方式におい
て、特定の番組識別信号が受信されるまで、前記
受信装置の同調周波数を複数の放送局に順次に切
替え、特定の番組が放送されている期間はその放
送を受信するとともに、終了後は前記受信装置の
同調周波数を再び他の放送局に順次に切替えるよ
うにしたことを特徴とする符号信号伝送方式。