JPS6376593A - 信号伝送方式およびその発生装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重伝送システムに係り、特に映像信号にデ
ィジタル符号化した音声などを多重して伝送するに有効
な伝送信号発生装置に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル符号化されたＰＣＭ音声と映像信号を多重す
る方法については、昭和５８年６月発行財団法人電波技
術協会編の衛星放送受信技術調査会報告第１部「衛星放
送受信機」などで報告されているが、現行ＮＴＳＣの映
像信号に５．７２７２ＭＨｚの副搬送波を用いてＰＣＭ
音声を多重しているため、現行の地上テレビジョン放送
の帯域を満足せず、地上テレビジョン放送に用いること
は困難である。

一方、現行地上テレビジョン放送への多重伝送の可能性
について昭和５８年１月に日本放送出版協会より発行さ
れている日本放送協会網の放送技術双書２「放送方式」
の２０５頁から２０８頁に記載されているが、高品質音
声２チヤネルを伝送するための約１メガピント／秒の伝
送容量を確保できる方式については記載されていなかっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、現行地上テレビジョン放送に高品質
の音声信号を多重伝送する方式が無かった。一 本発明の目的は、振幅変調された信号に他の信号を多重
伝送する場合の信号発生装置を提供することにあり、特
に現行テレビジョン放送に高品質なディジタル符号化し
た音声信号などの信号を多重伝送する信号伝送方式およ
びその信号を生成するに有効な、発生装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、振幅変調された搬送波の直交成分を他の信
号で変調することにより達成される。特に残留側波帯振
幅変調する映像信号の場合には、搬送波の両側波帯の伝
送される帯域内でディジタル符号化された音声信号など
の信号により、搬送波の映像信号とは直交関係を持たせ
て変調して伝送することにより、達成される。

さらに直交関係を監視するために、直交で変調される信
号がある決められた信号を有する監視期間を設けること
により、達成される。

〔作用〕

残留側波帯振幅変調する映像信号搬送波において両側波
帯を有し、一般的な振幅変調されている帯域（ＤＳＢ）
内に限定して、搬送波を映像信号と音声信号とを直交関
係を持たせて変調するので、再生した映像信号への音声
信号の影響を少なくできる。音声信号の変調度を映像信
号より低くすることにより、包絡線検波で再生された映
像信号へも音声信号の影響を少な（することができる。

また音声信号は同期検波して再生されるため、直交して
変調された映像信号を復調せず、影響は低減される。

現行地上テレビジョン放送では、残留側波帯振幅変調の
両側波帯を有する帯域は約１．５ＭＦｌｚあり約１　ｈ
ｉピット／秒のディジタル符号化された高品質音声２チ
ヤネル（例えば、１２ビツト×２チヤネル×３２にサン
プリング×１．３冗長度−ＩＭｂｐｓ　）を伝送可能に
できる。

さらに、監視期間を変調側の直交性の確認維持および受
信側で復調回路の直交性確保などに用いることができる
ので送受信の安定度を向上できる。

また、現行ＦＭ音声信号とは、周波数、変調方式ともに
異なっているので、互いに影響せず両立性がある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

現状の地上伝送テレビジョンにディジタル符号化した音
声信号を多重伝送した場合の送信機の例を第１図に示す
。１は映像信号処理回路、２〜４は映像信号入力端子、
５は搬送波発生器、６は振幅変調回路、７はディジタル
符号化して伝送する音声信号入力端子、８はアナログ・
ディジタル変換回路（以下ＡＤＣと略す）、９はディジ
タル信号処理回路、１０は低域通過フィルタ、１１は移
相器、１２はディジタル変調回路、１３は加算器、１４
は残留側波帯振幅変調用のＶＳＢフィルタ、１５はアン
テナ、皿は直交性の監視回路、１７は位相検波回路、１
８は演算回路、１９は低域通過フィルタである。

映像入力端子２，３．４から入力したＢ、Ｇ。

Ｂ映像信号は、映像信号処理回路１で、輝度信号処理１
色差信号処理などの処理を行い同期信号を加えて映像伝
送信号として振幅変調回路６１Ｃ入力する。振幅変調回
路６では、搬送波発生器５の出力を前記映像伝送信号で
振幅変調し、ＶＳＢフイルタ１４によってテレビジョン
放送帯域に帯域制限してアンテナ１５より送信する。以
上については、従来の地上伝送のテレビジョン放送と同
一である。

つづいて、加算器１３に加える高品質音声について以下
に述べる。

多重伝送するアナログの音声信号は、ディジタル符号化
して伝送する音声信号入力端子７に加え、ＡＤＣ８によ
ってディジタル信号に変換する。次にディジタル信号処
理回路９に加え、伝送中に生じる誤りを検出訂正するた
めの放置追加、インタリープなどの処理を行う。つづい
てディジタル符号の伝送レートに適した低域通過フィル
タ１０を介して不要な高域成分を削除する。このディジ
タル符号化した音声は、移相器１１を介して約９０度移
相された映像信号搬送波をディジタル変調回路１２で変
調する。その出力を加算器１３に加え、映像伝送信号と
加算する。その結果、映像用の搬送波は、映像信号とデ
ィジタル符号化した音声信号と直交関係で変調されるこ
とになる。直交性の監視回路旦−に内蔵された位相検波
器１７により、映像信号の振幅変調回路６の出力とディ
ジタル変調回路１２の出力との位相差を検出し、演算回
路１８により所定の位相差からのずれを演算し、低域通
過フィルタ１９を介して移相器１１を制御することで安
定に直交゛多重できる。

本実施例によれば、映像信号の搬送波にディジタル符号
化した音声信号を映像信号と安定に直交して多重伝送で
きる効果がある。

以上のディジタル符号化した音声信号の多重に加えて従
来のＦ　Ｍ音声を多重化し、従来との両立性を考慮した
本発明の他の実施例を第２図に示す。

第１図と同記号は同じ機能を有する。２０は加算器、２
１ばＦＭ変調用の音声入力端子、２２は音声用の搬送波
発生器、２３はＦＭ変調回路、映像信号処理回路上内の
２４はマトリックス回路、２５は輝度信号部。

理回路、２６は色差信号処理回路、２７はＮＴＳＣ信号
フォーマットの生成回路である。

第２図において、ＰＣＭ音声の信号処理、映像の信号処
理は第１図と同じである。映像信号処理回路１では入力
されたＲ、Ｇ、Ｈの３原色信号をマトリックス２４で輝
度信号と色差信号とに分け、おのおの輝度信号処理回路
２５と色差信号処理回路２６で処理した後、ＮＴＳＣ生
成回路２７で映像伝送信号に変換する。さて本回路で新
たに追加された音声入力端子２１の音声信号はＦＭ変調
回路２３で、音声搬送波発生回路２２からの搬送波をＦ
　Ｍ変調し、その出力信号を、加算器２０に加える。加
算器２０では、振幅変調された映像信号とディジタル変
調されたディジタル符号化した音声信号とを含むＶＳＢ
フィルタ１４の出力信号と前記ＦＭ変調された音声信号
が加算され、その出力はアンテナ１５から送信する。

変調されるスペクトルを第３図に示し、映像の搬送波の
映像信号とディジタル符号化した音声信号との変調状態
のベクトル図を第４図に示す。第３図の５１は映像信号
のＶＳＢフィルタ後のスペクトル、５２はＦＭ変調され
た音声信号のスペクトル、５３にディジタル符号化した
音声信号のスペクトルを示す。ここで、映像信号スペク
トル５１とディジタル符号化した音声信号のスペクトル
５２とは直交で多重するため第３図では２段に分けて示
した。

またディジタル符号化した音声信号は伝送レートＩＭビ
ット／秒とし、伝送ロールオフ率０．５で搬送波を変調
した場合のスペクトルを示している。

第３図において、映像搬送波に対し’１：　−０，７５
ｈ川Ｚ以下のスペクトルについては残留側波帯振幅変調
とするＶＳＢフィルタによって減衰されている。

４．２ＭＨｚまでは映像信号が４．５ＭＨｚ近傍には音
声搬送波がＦＭ変調されたスペクトルが存在している。

映像搬送波に対して±０．７５　ＭＦＪｚについては両
側波帯が送信されるため、一般の振幅変調（ＤＳＢ）と
考えて良い。その両側波帯を有している搬送波に直交し
て±０．７５　ＭＥｌｚ以内の信号をディジタル符号の
１と０に相当させて振＠Ａと−Ａとで変調すると、搬送
波のベクトルは映像信号を１とした場合、ａ）ｓ＜ｔｆ
Ａａｉｎωｃｔ　　　　　　　　（１１となる。ここで
ωＣは搬送波の角周波数である。

である。

ここで受信された映像信号へのディジタル符号化した音
声信号からの妨害を考える。映像信号検波回路が■ωｃ
ｔで同期検波しているものについてはＡの値にかかわら
ず■ωｃｔの係数のみ（すなわち映像信号のみ）が再生
され妨害とはならない。

また映像信号検波回路が包絡線検波をしているものにつ
いてはＡの値を１より下げることで妨害を軽減できる。

例えばＡを０．１とすると、ン「＝Ｊ中１．００５とな
り、１に比べて０．００５の信号（約−４６ｄＢ）が影
響するが、映像信号のＳＮ比は４０ｄＢ以上あれば実用
上問題ないと考える。

一方、映像信号からディジタル符号化した音声への妨害
は、第１図に示すように同期検波回路１５で搬送波に直
交した成分のみを復調することで排除できる。信号レベ
ル対雑音の比（以下ＳＮ比と呼ぶ）について考えると、
映像信号のＳＮ比が４０ｄＢが実用レベルとすると、帯
域幅がディジタル符号化した音声信号の伝送帯域幅ＩＭ
Ｈｚに比べ約４倍であるため、ディジタル符号化した音
声信号のＳＮ比は４６ｄＢとなるが、変調レベルＡを０
１とすると伝送ＳＮ比は２６ｄＢ程度となる。

一方ｆイジタル信号のＳＮ比とビットエラーレートとの
関係を一般的な二値信号で考えてもＳＮ比が１７．４　
ｄＢで１０　　である。映像信号のＳＮ比が４０ｄＢの
場合にはディジタル符号化した音声信号の伝送ＳＮ比は
２６ｄＢであり、ディジタル信号の伝送として実用上充
分な値である。

ここで監視回路旦について考える。伝送信号は（１）式
に示すように映像信号で変調される（２）ωｃｔ成分と
ディジタル符号化した音声信号により変調される苅ωｃ
ｔ成分があるが、ディジタル符号の１と０によって振幅
Ａと−Ａに変調すると、面ωｃｔどの位相差は一９０°
と＋９０°とディジタル符号に関係するのでディジタル
符号が１か０か分った上で位相差を知る。説明用ベクト
ル図を第５図に示す。６１は基準位相、６２は直交位相
、６３は振幅Ａのベクトル、６４は振幅−Ａのベクトル
、６５　、６６はベクトル６３　、６４の基準位相６１
の成分である。図に示すように、直交位相から位相差ψ
ずれて、ディジタル変調回路１２の出力がＡと−Ａの振
幅で変調された場合、同期検波などで基準位相６１の成
分６５および６６を検出できる。この成分の絶対値は位
相差ψに関係し、極性はディジタル符号１とＯに対応し
たＡと−Ａの極性と一致するので、ディジタル符号と基
準位相６１の成分の絶対値で位相差ψを検出できる。

本発明のさらに他の実施例を第６図に示す。第２図と同
一符号のものは同一機能を示す。第２図と異なる点は、
監視回路旦の入力が加算器１３の出力と搬送波発生器５
の出力とになっていることで、加算器１３の出力の直交
多重された信号の位相関係を搬送波の位相を基準に監視
するものである。動作説明として多重された信号のベク
トル図を第７図に示す。６７は映像信号ベクトル、６８
はベクトル６７とベクトル６３の合成ベクトル、６９は
ベクトル６７とベクトル６４の合成ベクトル、７０はベ
クトル６８０基準位相６１の成分、７１はベクトル６９
０基準位相６１の成分である。映像信号のベクトル７１
と直交位相から位相差ψずれ振幅Ａおよび−Ａのベクト
ル６３および６４との合成ベクトルをベクトル６８およ
び６９に示す。このベクトルが加算器１３の出力信号で
ある。この信号の直交性を監視するために搬送波発生器
５の出力を基準として位相差を検出するが、例えば基準
位相６１の成分を同期検波などの位相検波で取り出すと
、ベクトル６８ではベクトル７０．ベクトル６９ではベ
クトル７１となり、そのベクトル７゜と７１との差が位
相差ψと比例し、この差を知ることで位相差ψを知るこ
とができるのである。この場合映像信号ベクトル６７の
振幅および直交成分の振幅Ａおよび−Ａによって、同一
位相差ψの場合でも上記ベクトル７０と７１との差が異
なるので例えば水平同期信号期間内の一定映像信号の期
間でディジタル符号を一定に固定して直交成分の振幅を
Ａあるいは−Ａに固定することで位相差ψを検出精度を
上げることもできる。その−例を第８図に示す。７２は
カラーパーを例としたベースバンドの映像信号波形例、
７３はディジタル符号の伝送りロック、７４はディジタ
ル符号の伝送データ例である。

映像信号波形例７２は水平同期信号、刀ラーバースト、
白、黄、シアン、緑、マゼンタ、赤、青であり、カラー
バーストなど四角枠は色副搬送波を示している。この映
像信号の水平同期信号期間は映像搬送波を１００％振幅
変調する。多重するディジタル符号の伝送レートを１λ
ｆｆ１ｐｓとした時の１Ｍ口２の一クロック７３に同期
してディジタル符号が１とＯＫ変化する。この時、水平
同期信号期間内の３データをＯと固定し、次の水平同期
信号期間内の３データを１と固定したディジタル符号の
伝送データ例７４を発生すべくディジタル信号処理回路
９で処理する。その結果、水平同期信号期間内の３デー
タば１水平期間ごとに符号が１とＯすなわち直交成分の
振幅ではＡと−Ａを繰り返すため、位相差ψを持つと第
７図のベクトル７０と７１を繰り返すので、・第６図の
演算回路１８ヲディジタル信号処理回路９よりの制御を
映像信号処理回路上の水平同期信号での制御に変更する
ことも可能である。また以上のように水平同期信号期間
内に位相差を検出することは映像信号に無関係であり、
安定に直交性を監視できる効果がある。

次に、本発明による伝送信号を復調する受信機の例を第
９図に示す。１０１はアンテナ、１０２は高周波増幅回
路、１０３は周波数変換回路、１０４はＶＳＢ伝送され
た信号の受信機用の再生フィルタ、１０５は中間周波増
幅回路、１０６は映像信号検波回路、１０７は映像信号
増幅回路、１０８は色差信号復調回路、１０９は原色信
号復調回路、１１０はブラウン管、１１１は音声中間周
波増幅回路、１１２は音声ＦＭ検波回路、１１３は音声
信号出力端子、１１４＆を帯域通過フィルタ、１１５は
同期検波回路、−Ｕ亙は搬送波再生回路、１１７は位相
検波回路、１１８は映像信号の安定期間検出回路、１１
９は切替スイッチ、１２０は低域通過フィルタ、１２１
は電圧制御発振器、・１２２は符号識別回路、１２３は
クロック再生回路、１２４はディジタル信号処理回路、
１２５はディジタル・アナログ変換回路（以下ＤＡＣと
略す）、１２６はディジタル符号化して伝送された音声
信号の出力端子、１２７は同期検波回路、１２８はπ／
２移相器、。

１２９は平均値回路である。

アンテナ１０１より入力したテレビジョン信号を高周波
増幅回路１０２で増幅し、周波数変換回路１０３で復調
用の中間周波に周波数変換し、受信機用の再生フィルタ
１０４を介し、中間周波増幅回路１０５で増幅する。選
局は周波数変換回路１０３０局部発振周波数を変えるこ
とで行われる。中間周波増幅回路１０５で増幅された信
号から映像信号帯域については、映像信号検波回路１０
６で検波し、映像信号増幅回路１０７の出力の輝度信号
と色差信号復調回路１０８の出力の色差信号とから原色
信号復調回路１０９でＲ，Ｇ、Ｂの三面色を得、ブラウ
ン管１１０・に映し出す。

一方、音声信号帯域については、音声中間周波増幅回路
１１１で増幅し、音声Ｆ　Ｍ検波回路１１２で検波復調
して音声信号出力端子１１３に音声信号を得る。以上は
従来のテレビジョン受信機と同一である。

以上に加えてディジタル符号化した音声信号を復調する
ために、周波数変換回路１０３の出力から帯域通過フィ
ルタ１１４により多重伝送されたディジタル符号化した
音声信号帯域を選択して増幅し、同期検波回路１１５に
おいて、搬送波再生回路上互で再生された搬送波に同期
した信号を用いて搬送波の振幅変調成分に直交した成分
で変調された信号を検波復調する。その結果得られた信
号を符号識別回路１２２を用いて誤り率の少ない点でデ
ィジタル符号にし、ディジタル信号処理回路１２４で伝
送途中で生じた誤りを誤り検出訂正符号を用いて検出訂
正する。クロック再生回路１２３は同期検波回路１１５
の出力の信号から伝送りロックを抽出する回路で、同期
検波回路１１５の出力の信号の誤り率の少ない点（いわ
ゆるアイパターンの最大開口部）でディジタル符号化す
るために必要である。

誤り検出訂正された後のディジタル信号をＤＡＣ１２５
でアナログ信号に変換して音声信号に戻してディジタル
符号化して伝送された音声信号の出力端子１２６に得る
。搬送波再生回路上では、帯域通過フィルタ１１４の出
力である搬送波と電圧制御発振器１２１出力との位相差
を位相検波回路１１７で検出し、切替スイッチ１１９お
よびループフィルタである低域通過フィルタ１２０を介
して電圧制御発振器１２１に負帰還する。電圧制御発振
器１２１の出力が再生された搬送波となり、同期検波回
路１１５の検波用搬送波となる。ここで、映像信号の水
平同期信号期間など映像信号による搬送波の変調が安定
している期間を電圧制御発振器１２１の出力からπ／２
移相器１２８を用いてπ／２移相した信号によって同期
検波回路１２７で検波された映像信号から安定期間検出
回路１１８で検出し、切替スイッチ１１９を制御する。

また平均値回路１２９によって、第８図に示すように水
平同期信号期間の一水千期間ごとに直交多重信号を反転
させる伝送信号を受信する場合に、二水千期間の平均値
をとることで直交多重された信号による影響を少なくし
て水平同期信号期間の映像信号搬送波に同期させること
ができる。

本発明の別の実施例を第１０図に示す。１５０はイコラ
イザ回路であり、第６図と同一符号のものは同一機能を
示す。受信機の中間周波の再生フィルタにより振幅変調
の両側帯波の非対称を生じ、その結果、直交多重した信
号の直交性を劣化させることがある。その直交性の劣化
を軽減するために、受信機の再生フィルタの逆特性を有
したイコライザ回路１５０を設け、受信機での映像信号
検波の際直交性をより良く保つことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、監視期間あるいは監視回路により直交
多重する信号間の位相差あるいは直交多重後の多重した
信号の位相差を検出できるので、直交多重信号の送信あ
るいは受信における直交性の安定度を向上できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明の
他の実施例の構成図、第３図は本発明の説明のためのヌ
ベクトル図、第４図は本発明の説明のためのベクトル図
、第５図は本発明の説明のためのベクトル図、第６図は
本発明のさらに他の実施例の構成図、第７図は本発明の
説明のためのベクトル図、第８図は本発明の一伝送信号
例の図、第９図は本発明を実施するための受信機の一実
施例の構成図、第１０図は本発明の別の実施例の構成−
図である。 ８・・・ＡＤＣ。 ９・・・ディジタル信号処理回路、 １１・・・移相器、 １２・・・ディジタル変調回路、 １３・・・加算器、　　　　　１６・・監視回路、１７
・・・位相検波回路、　１５０・・・イコライザ。 譬べ　　　　′ＩＲ惧の 第　３　図 第　４−　図 篤　Ｓ　図 しｌ／ 第　　７　　　凹 Ｒ ａＪ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　＝Ｄ−トー一一一一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送波を映像信号で残留側波帯振幅変調して伝送す
   るテレビジョン伝送方式において、前記搬送波を前記映
   像信号以外の多重信号で前記映像信号と直交関係を持た
   して変調伝送することを特徴とする信号伝送方式。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記多重信号をデ
   ィジタル符号化した信号とし直流成分の少ない符号を用
   いたことを特徴とする信号伝送方式。 ３、特許請求の範囲第１項において、映像信号の水平同
   期信号期間など一定変調レベルとなる一定期間内に前記
   多重信号を一定レベルで変調する変調監視期間を設けた
   ことを特徴とする信号伝送方式。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記変調監視期間
   の前記多重信号レベルを前記変調監視期間ごとに逆相の
   同一レベルとすることで前記変調監視期間の平均的な直
   流成分を抑圧した多重信号とすることを特徴とする信号
   伝送方式。 ５、特許請求の範囲第１項の伝送方式による伝送信号を
   発生する装置であって、伝送された前記搬送波を生成す
   る搬送波発生回路、前記搬送波の直交成分を生成する移
   相器、前記搬送波発生回路の出力を前記映像信号で振幅
   変調する第１の変調回路、前記移相器の出力を前記多重
   信号で変調する第２の変調回路、前記第１および第２の
   変調回路の出力信号を合成する混合回路、前記第１およ
   び第２の変調回路の出力を位相検波し、たがいの位相差
   を監視する監視回路を設けたことを特徴とする信号伝送
   発生装置。