JPH0722387B2

JPH0722387B2 - 信号多重方法

Info

Publication number: JPH0722387B2
Application number: JP60025527A
Authority: JP
Inventors: 均高井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS61186088A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は残留側波帯伝送方式を採用する映像伝送系にお
ける信号多重方法に関するものである。

従来の技術近年、テレビジョン信号などに各種の情報を多重し、よ
り高度なサービスを行うことが盛んになってきた。文字
多重放送が一例として挙げられるが、都市型CATVなどに
おいても、テレビジョン信号に各種の信号を多重する必
要がある。

従来からの多重化方式には大別して２種のものがある。
同期信号区間に情報を重畳する文字多重放送などの時間
多重方式、あるいはCATVなどで広く用いられているよう
な周波数多重方式などがある。

第９図は、時間多重方式の一例として文字多重放送の回
路構成図を示したものである。２は映像信号入力端子、
91は文字信号重畳器、92は波形整形フィルタ、93は文字
信号（副信号）入力端子、１は搬送波入力端子、３は振
幅変調器、11は残留側波帯フィルタで以上により送信系
98が構成されており、12は伝送路である。そして、95は
検波器、17は映像信号出力端子、95は同期分離器、96は
文字信号抜取り器、97は文字信号（副信号）出力端子で
復調系99が構成されている。送信系98において副信号は
文字信号重畳器91により、垂直帰線区間にバースト的に
多重される。復調系99では検波器94で検波後、同期分離
器95で同期信号が分離され、この同期信号をもとに文字
信号抜取り器96で副信号が分離される（例えば、「放送
技術」VOL.36.No.10.PP.105〜PP.111）。

周波数多重は、都市型CATVで良く使われているが、映像
信号帯域とは別にデータ伝送用帯域を設けている（例え
ば、ナショナル・テクニカル・レポートVOL.30.No.1.P
P.61〜PP.70）。

その他には、スクランブルを目的として、デスクランブ
ル用のパルスを音声搬送波に振幅変調をかけて重畳して
いる場合がある。第10図はこの方式を説明した波形図で
ある。第10図において、スクランブルされた映像信号は
同期信号部分のレベルを上げ、同期信号を映像信号レベ
ルの中にはめ込むことにより、同期秘匿が行われる。デ
スクランブル時には、音声搬送波のエンベロープを検出
し、あるオフセット（時間遅れ）を持たせた後、映像信
号レベルを下げ、同期信号を回復させる。なお、オフセ
ット量を随時変更していくことにより、秘匿性を向上さ
せている（例えば、IEEE Trans.VOL.CE−30.No.3.Aug.
1984 PP.499〜PP.500）。

発明が解決しようとする問題点従来の方法ではいずれも構成が複雑（特に復調系）な
上、周波数多重方式の場合、余分にスペクトルを消費し
スペクトル利用効率の点でも好ましくない。又、音声搬
送波に振幅変調をかけて重畳した場合、映像信号とのク
ロストークや、音声信号が既にステレオ放送など多重化
されている場合、振幅−位相変換（AM−PM変換）によっ
て妨害を生じることがある。

本発明はこのような問題点に鑑み、構成が簡易で占有ス
ペクトルを増加させることなく、又、映像信号，音声信
号に劣化を与えずに副信号を多重する信号多重方法を提
供するものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために、送信側において、残留側
波帯振幅変調されたテレビジョン信号の残留側波帯帯域
内、および前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周波数に
関して前記残留側波帯帯域とは対称な帯域内に、前記残
留側波帯振幅変調の搬送波と同一周波数でかつ位相が90
゜異なる信号を副搬送波とし、擬似雑音によってスペク
トル拡散された副信号で前記副搬送波を搬送波除去振幅
変調することによって得られる両側波帯信号を重畳し、
受信側において、前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周
波数に関して前記両側波帯信号の周波数スペクトルを対
称に保持したまま、前記残留側波帯振幅変調の搬送波に
位相ロックした再生搬送波を用いて直交検波することに
より、前記スペクトル拡散された副信号を分離すること
を特徴とするものである。

作用本発明は、上記のように直交する変調軸に各々映像、副
信号を多重するので、占有スペクトルを増加させること
がない。又、同期検波を用いることにより、容易に信号
の分離が行え、構成が簡易になる。

しかし、一般に残留側波帯伝送方式において、このよう
な直交変調方式を適用すると、残留側波帯フィルタによ
って、側波帯が非対称に制限されるため、いわゆる直交
歪を生じ、両信号間に妨害を生じる。

そこで、本発明では、両側波帯が対称に伝送される程度
の狭いスペクトルを持つ、スペクトル拡散された副信号
を低レベルで挿入することにより、副信号と映像信号の
クロストークを軽減している。さらに言えば、原理的に
は、受信側で、ナイキストフィルタを使用せず、直交同
期検波を行うことにより、映像信号とスペクトル拡散さ
れた副信号を完全に分離することが可能である。

なぜなら、残留側波帯フィルタが片側の周波数fc以上の
周波数成分を除去するものとすれば、スペクトル拡散さ
れた副信号の周波数成分は、fc以下の成分しか有しな
い。従って、スペクトル拡散された副信号は、両側波帯
ともに何等の帯域制限を受けずに、直交同期検波器に入
力されるので、受信側で搬送波の再生が完全に行われて
いれば、副信号から映像信号へ妨害を与えることはな
い。また、残留側波帯振幅変調された後の映像信号は、
残留側波帯フィルタにより、非対称に帯域制限を受ける
ため、いわゆる直交歪を生じ、直交する副信号の変調軸
上に妨害成分を与えるが、この妨害成分は、fc以上の周
波数成分であり、直交検波後、副信号用フィルタ（低域
通過フィルタ）にて、fc以下の周波数成分のみ抽出する
ことによって、副信号のみを完全に抽出することが可能
である。

なお、受信側における搬送波再生は、高レベルの映像信
号用搬送波（この搬送波は抑圧されずに伝送される）を
基準にして行われ、しかも、副信号をスペクトル拡散
し、搬送波除去振幅変調することによって、直交変調軸
のDC成分を減じているので、極めて容易である。もし、
わずかに検波位相がずれたとしても、スペクトル拡散さ
れた副信号は電力密度が低いので、映像信号に与える妨
害は少なく、また、逆に映像信号から副信号への妨害
は、逆拡散の過程で効果的に排除される。スペクトル拡
散技術を用いる利点は他にもある。秘話性が保てること
や、拡散に用いる擬似雑音に、互いに相関の小さな複数
の擬似雑音を用いることにより、符号多重が行なえるこ
と、又、鋭い時間分離特性を生かして、多重波伝播やエ
コーに対して良好な特性が得られることなどが挙げられ
る。

実施例以下、本発明の一実施例の信号多重方法について、図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における信号多重方法を
適用した伝送装置の回路構成図を示すものである。第１
図において、１は搬送波入力端子、２は映像信号入力端
子、３は振幅変調器、４は90゜移相器、５と109は乗算
器、６は副信号帯域制限フィルタ、７は擬似雑音発生
器、８は副信号入力端子、10は合波器、11は残留側波帯
フィルタで、これらによって送信系100が構成される。1
2は伝送路である。13,18,22は乗算器、14は映像信号用
フィルタ、15は90゜位相器、16は再生搬送波入力端子、
17は映像信号出力端子、19は副信号用フィルタ、23は再
生擬似雑音発生器、24はローパスフィルタ（図中、LPF
と略す）、123は副信号出力端子で、これらによって復
調系101が構成されている。

以上のように構成された伝送装置について、以下、第２
図，第３図、および第４図を用いてその動作を説明す
る。

送信系100において、搬送波はまず２系統に分けられ、
一方は移相器４によって90゜位相がずらされる。直交す
る２つの搬送波は、映像信号及びスペクトル拡散された
副信号により、各々振幅変調器３と乗算器５で振幅変調
を受け、合波器10によって合成される。このように直交
変調を受けた波は、残留側波帯フィルタ11によって側波
帯の一部が削り取られ伝送される。

擬似雑音発生器７は副信号をスペクトル拡散するための
擬似雑音発生器であるが、言いかえればある種の符号系
列の発生器である。符号系列には、最長線形符号（ｍ系
列）、ゴールド符号をはじめとして種々なものが提案さ
れているが、第２図に擬似雑音発生器７の一例として、
７段のｍ系列の回路構成図の一例を示す。第２図におい
て、201〜207はシフトレジスタ（図中はS.R.と略記）、
208は排他的論理和、209はシフトレジスタ駆動用クロッ
ク入力端子、210は擬似雑音出力端子である。なお、擬
似雑音の帯域は副信号のそれよりはるかに広く選ぶ。

第３図は残留側波帯フィルタ11の周波数特性図、第４図
はスペクトル拡散され、更に帯域制限フィルタを通過後
の副信号で、搬送波を変調した時のスペクトル図を示し
ている。ただし、_Ｏは搬送波周波数である。このよう
に、副信号系のスペクトルを、両側帯が通過する程度に
帯域制限することで、副信号、映像信号間のクロストー
クを低減している。

第１図の復調系101において、副信号の変調軸に位相ロ
ックした再生搬送波を移相器15で90゜移相後乗算器13、
映像信号用フィルタ14で同期検波すれば、映像信号が復
調される。副信号の復調に関しては、送信のプロセスと
は逆の手順で行えばよい。まず、副信号に位相ロックし
た再生搬送波を用いて、乗算器18、副信号用フィルタ19
で同期検波すれば、スペクトル拡散された副信号が分離
検波される。更に送信系とは同一の符号系列で、位相も
一致した擬似雑音を再生擬似雑音発生器23で再生し、乗
算器22、ローパスフィルタ24で相関検出を行うことによ
り副信号が復調される。なお、映像信号変調においては
搬送波は抑圧されないが、副信号の変調においては搬送
波が抑圧されるので、前者の搬送波の位相にロックする
フェイズ・ロックド・ループ（PLL）を構成することに
より、容易に再生搬送波を得ることができる。又、擬似
雑音の再生には、一種のフェイズ・ロックド・ループで
あるタウ・ディザ・ループや遅延ロックド・ループ（DL
L）などを用いることができる（一連のスペクトル拡散
技術に関しては、R.C.Dixon著「スペクトラム拡散通信
方式」が詳しい）。

第５図は本発明の第２の実施例における信号多重方法を
適用した伝送装置の構成図である。この実施例では、映
像信号に同期情報を持たせず、副信号にその情報を載せ
ることにより、スクランブルの効果を持たせようとする
ものである。

同図において、１は搬送波入力端子、３は振幅変調器、
４は90゜移相器、５は乗算器、10は合波器、11は残留側
波帯フィルタ、６は副信号帯域制限フィルタ、７は擬似
雑音発生器で、以上は第１図の送信系100と同様なもの
である。第５図の送信系500において、第１図のものと
異なるのは２が同期情報を持たない映像信号入力端子で
あること、58が副信号としての垂直同期信号入力端子で
あること、乗算器の代わりに25の排他的論理和回路を用
い、26の駆動クロック入力端子を付加したことである。
なお、以上により送信系500が構成される。12の伝送路
は第１図のものと同様のものである。

又、13,18の乗算器、15の90゜移相器、14の映像信号用
フィルタ、16の再生搬送波入力端子19の副信号用フィル
タは第１図の復調系101と同様なものである。第５図の
復調系において第１図と異なるのは、17が同期情報を持
たない映像信号出力端子であること、スペクトル拡散さ
れた副信号の復調に遅延線整合フィルタ20を用い、21が
同期信号出力端子となったことである。なお、以上によ
り復調系501が構成される。

第５図の送信系500において、垂直同期信号は擬似雑音
発生器７の発生する擬似雑音によってスペクトル拡散さ
れる。一方、水平同期情報は擬似雑音の周期に重畳され
る。つまり、擬似雑音はある符号系列であるが、この符
号長をｎとし、水平同期周波数を_Ｈとすれば、擬似雑
音発生器用駆動クロック周波数を_Ｈ×ｎに選ぶことに
より、擬似雑音の周期と水平同期の周期が一致する。

第５図の復調系501において、第１の実施例と同様、再
生搬送波及び乗算器18、副信号用フィルタ19によって同
期検波することにより、スペクトル拡散された同期信号
が分離される。そして、送信擬似雑音に整合する遅延線
整合フィルタ20を用いることにより、同期信号が取り出
される。

遅延線整合フィルタ20は例えば第６図のようにして構成
されている。601〜607は遅延素子（図中ではＴと略記）
で左から右へ信号が伝播する。608,609は加算器（図中
ではΣと略記）、610は減算器（図中では−と略記）、6
11は入力端子、612は出力端子である。遅延線整合フィ
ルタは、符号系列の識別、それもある特定の符号系列の
みを識別するよう構成されている。各遅延素子の遅延時
間は、対象となる符号のクロック周期に等しいとすれ
ば、符号の第１ビットが607にある時、第２ビットは60
6、第３ビットは605にあり以下同様である。今、このフ
ィルタに整合している符号列である〔0100111〕が入力
されたとすると、すべての符号の極性が一致して足し合
わされるので最大出力が得られる。第７図は、このフィ
ルタの入出力の波形図である。

以上の例のように、第５図の同期信号出力端子21には水
平同期の周期ごとに、鋭いパルスが現れる。又、垂直帰
線区間には、排他論理和回路25によって符号系列が反転
されるため、パルスは逆の向きに現れる。このように受
信側では、このパルスによって水平同期信号が、パルス
の極性によって垂直同期信号が再生される。なお、擬似
雑音系列を随時変更したり、復調パルス位置と再生され
るべき水平同期パルス位置とのずれ（オフセット）を随
時変更したりすることにより、スクランプル効果を高め
ることができる。なお、第１の実施例のように、遅延ロ
ックド・ループなどを用いて、同期信号を再生すること
もできる。

第８図は本発明の第３の実施例における信号多重方法を
適用した伝送装置の回路構成図である。１は搬送波入力
端子、２は同期情報を持たない映像信号入力端子、３は
振幅変調器、４と15は90゜移相器、５と13と18は乗算
器、10は合波器、11は残留側波帯フィルタ、６は副信号
用帯域制限フィルタ、25は排他的論理和回路、58は垂直
同期信号入力端子、７は擬似雑音発生器、26は駆動クロ
ック入力端子、12は伝送路、14は映像信号用フィルタ、
17は同期情報を持たぬ映像信号出力端子、16は再生搬送
波入力端子、19は副信号用フィルタ、20は遅延線整合フ
ィルタ、21は同期信号出力端子で、以上は第５図の構成
と同様のものである。第５図の構成と異なるのは、擬似
雑音発生器７とは異なる系列の擬似雑音発生器84を設
け、制御信号を符号多重していることである。これに従
って、83の排他的論理和回路、82の副信号帯域制限フィ
ルタ、81の合波器、85の制御信号入力端子、22の乗算
器、23の再生擬似雑音発生器、24のローパスフィルタ
（図中LPFと略記）、86の制御信号出力端子が追加され
る。なお、擬似雑音発生器７の発生する擬似雑音系列
は、遅延線整合フィルタ20に整合し、84と23の擬似雑音
発生器は、同じ符号系列の擬似雑音を発生する。

７と84の擬似雑音発生器の発生する符号系列の相互相関
が小さくなるように符号列を選定することにより、この
ように符号多重が可能である。この実施例では２副信号
の多重の例を示したが、更に多数の擬似雑音を用意する
ことにより、更に多数の副信号を多重することも可能で
ある。又、同期信号の復調には遅延線整合フィルタを用
いる方式、制御信号の復調には遅延ロックド・ループな
どを用いて擬似雑音を再生し逆拡散する方式を例示した
が、各々どちらか同一の方式、あるいは互いに逆の方式
を用いて復調しても良い。なお、制御信号には第２の実
施例で述べたような、擬似雑音変更、オフセットなどの
他、更に高度な情報を載せることが考えられる。

なお、第1,第2,第３の実施例のいずれにおいても、移相
器４は、乗算器５の後、あるいは振幅変調器３の前ある
いは後のいずれに置いても良いし、又、同時に複数の場
所においても良く、結果的に90゜の位相差を持って合波
器10で合成されれば良い。ただし、それに従って、移相
器の移相量と、乗算器13あるいは乗算器18に加えられる
再生搬送波の位相は最適に選ばねばならない。

発明の効果以上のように本発明の信号多重方法は、残留側波帯振幅
変調されたテレビジョン信号の残留側波帯帯域内、およ
び前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周波数に関して前
記残留側波帯帯域とは対称な帯域内に、前記残留側波帯
振幅変調の搬送波と同一周波数でかつ位相が90゜異なる
信号の副搬送波とし、擬似雑音によってスペクトル拡散
された副信号で前記副搬送波を搬送波除去振幅変調する
ことによって得られる両側波帯信号を重畳することによ
り、占有スペクトルを増加させることなく、構成が簡易
で、映像信号と副信号のクロストークが無い、あるい
は、クロストーク特性が良好な信号多重が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における信号多重方法を
適用した伝送装置の回路構成図、第２図は第１図の擬似
雑音発生器７の一例の回路構成図、第３図は残留側波帯
フィルタ11の周波数特性図、第４図は直交する搬送波を
副信号で変調した時のスペクトル図、第５図は本発明の
第２の実施例における信号多重方法を適用した伝送装置
の回路構成図、第６図および第７図はそれぞれ第５図の
遅延線整合フィルタ20の一例の回路構成図および入出力
の波形図、第８図は本発明の第３の実施例における信号
多重方法を適用した伝送装置の回路構成部、第９図は従
来の信号多重方法の一例としての文字多重放送の回路構
成図、第10図は従来の信号多重方法の一例としてのスク
ランブルの波形図である。１……搬送波入力端子、２……映像信号入力端子、３…
…振幅変調器、4,15……90゜移相器、5,13,18,22,109…
…乗算器、10,81……加算器、11……残留側波帯フィル
タ、6,82……副信号帯域制限フィルタ、８……副信号入
力端子、58……垂直同期信号入力端子、7,84……擬似雑
音発生器、25,83……排他的論理和回路、12……伝送
路、85……制御信号入力端子、14……映像信号用フィル
タ、17……映像信号出力端子、19……副信号用フィル
タ、20……遅延線整合フィルタ、21……同期信号出力端
子、23……再生擬似雑音発生器、24……ローパスフィル
タ（LPF）、86……制御信号出力端子、123……副信号出
力端子。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/081 7/167 7251−5ＣＨ０４Ｎ 7/167

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信側において、残留側波帯振幅変調され
たテレビジョン信号の残留側波帯帯域内、および前記残
留側波帯振幅変調の搬送波の周波数に関して前記残留側
波帯帯域とは対称な帯域内に、前記残留側波帯振幅変調
の搬送波と同一周波数でかつ位相が90゜異なる信号を副
搬送波とし、擬似雑音によってスペクトル拡散された副
信号で前記副搬送波を搬送波除去振幅変調することによ
って得られる両側波帯信号を重畳し、受信側において、
前記残留側波帯振幅変調の搬送波の周波数に関して前記
両側波帯信号の周波数スペクトルを対称に保持したま
ま、前記残留側波帯振幅変調の搬送波に位相ロックした
再生搬送波を用いて直交検波することにより、前記スペ
クトル拡散された副信号を分離することを特徴とする信
号多重方法。
【請求項２】擬似雑音によってスペクトル拡散された副
信号は、１つあるいは複数であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の信号多重方法。
【請求項３】テレビジョン信号は同期情報をもたない映
像信号であり、副信号は同期情報を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の信号多重方法。