專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?9108470.5、申請(qǐng)日為1994年3月25日、發(fā)明名稱為“通信系統(tǒng)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及通過(guò)調(diào)制載頻來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)的通信系統(tǒng)。
近年來(lái)，數(shù)字式通信系統(tǒng)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用正在不斷地進(jìn)步。特別是數(shù)字圖象通信技術(shù)獲得了驚人的進(jìn)展。
其中，數(shù)字電視的傳送方式最近越來(lái)越引人注目?，F(xiàn)在的數(shù)字TV通信系統(tǒng)不過(guò)是作為播放臺(tái)之間的中繼而使用的、把數(shù)字電視的傳送技術(shù)部分實(shí)用化了的設(shè)備。然而各國(guó)都在進(jìn)行研究預(yù)定在不久的將來(lái)向地面廣播和衛(wèi)星廣播方面擴(kuò)展應(yīng)用。
為適應(yīng)高消費(fèi)者的要求，今后有必要提高HDTV廣播、PCM音樂(lè)廣播、信息廣播和FAX廣播等等廣播服務(wù)內(nèi)容的質(zhì)量和數(shù)量。這就要求在TV廣播所限定的頻帶內(nèi)使信息量增大。在這個(gè)頻帶內(nèi)能夠傳送的信息傳送量隨時(shí)代的技術(shù)極限而增加。因此，最理想的是能夠隨著時(shí)代的變化而變更接收系統(tǒng)，擴(kuò)充信息傳送量。
然而從廣播的觀點(diǎn)看，通常性和長(zhǎng)時(shí)期確保所有的視聽(tīng)者的既得權(quán)利是重要的。開(kāi)始新的廣播服務(wù)時(shí)，能用現(xiàn)有的接收機(jī)或者電視機(jī)享受服務(wù)是必要的條件?？梢哉f(shuō)，在過(guò)去和現(xiàn)在、以及現(xiàn)在和將來(lái)的新舊廣播服務(wù)之間，接收機(jī)或電視機(jī)的互換性、廣播的兼容性是最重要的。
今后推出的新的通信標(biāo)準(zhǔn)，例如數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中，需要能與將來(lái)的社會(huì)要求和技術(shù)進(jìn)步相對(duì)應(yīng)的信息量的擴(kuò)充性、和現(xiàn)有的接收設(shè)備間的互換性及兼容性。
這里，從擴(kuò)充性和兼容性的觀點(diǎn)出發(fā)，闡述至今為止所提出的TV廣播的傳送方式。
首先，作為數(shù)字TV的衛(wèi)星廣播方式，提出了把NTSC-TV信號(hào)壓縮為大約6Mbps，用4值psk調(diào)制這個(gè)壓縮信號(hào)，用TDM方式實(shí)現(xiàn)多路化，使用1個(gè)脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器傳送4-20個(gè)頻道NTSC的TV節(jié)目或者傳送1個(gè)頻道的HDTV的廣播方式。另外，作為HDTV的地面廣播方式，正在研究把1個(gè)頻道的HDTV圖象信號(hào)壓縮成約15Mbps的數(shù)據(jù)，再用16或者32Q AM調(diào)制方式進(jìn)行地面廣播的方式。
首先，在衛(wèi)星廣播方式中，現(xiàn)在所建議的廣播方式由于單純地用以往的傳送方式進(jìn)行廣播，因而播放1個(gè)頻道的HDTV節(jié)目時(shí)使用了幾個(gè)頻道的NTSC的頻帶。因此，在HDTV節(jié)目的播放時(shí)間帶內(nèi)不能接收、播放幾個(gè)頻道的NTSC節(jié)目?？梢哉f(shuō)在NTSC和HDTV廣播之間接收機(jī)、電視機(jī)沒(méi)有互換性、兼容性。另外，還可以說(shuō)完全沒(méi)有考慮到將來(lái)伴隨技術(shù)進(jìn)步而成為必要的信息傳送量的擴(kuò)充性。
其次，現(xiàn)在所研究的先有方式的HDTV的地面播放方式不過(guò)是把HDTV信號(hào)在先有的16QAM及32QAM的信號(hào)點(diǎn)等間隔上用固定的調(diào)制方式直接播放。播放現(xiàn)存的模似信號(hào)時(shí)，在廣播服務(wù)范圍內(nèi)也必然存在有樓房陰影、低洼地以及受到鄰近電視臺(tái)的干擾等接收狀態(tài)差的區(qū)域。在這樣的區(qū)域，現(xiàn)存的模擬廣播的圖象質(zhì)量雖然劣化但還能再生圖象、收看TV節(jié)目。然而，用先有的數(shù)字TV播送方式，在這樣的區(qū)域就有完全不能再生圖象、完全不能收看TV節(jié)目。這包括數(shù)字TV廣播本質(zhì)的課題，是數(shù)字TV廣播的普及所遇到的致命的問(wèn)題。
本發(fā)明旨在解決上述先有的問(wèn)題，特別是提供一種通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)在衛(wèi)星廣播方面具有NTSC廣播和HDTV廣播的兼容性，在地面廣播方面使服務(wù)范圍內(nèi)的不能接收區(qū)域大幅度減少。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的通信系統(tǒng)是通過(guò)有意識(shí)地變更或者在時(shí)間上變化現(xiàn)有的等間隔的信號(hào)點(diǎn)的位置來(lái)傳送信號(hào)的。例如在應(yīng)用于QAM時(shí)，本發(fā)明的通信系統(tǒng)具有2個(gè)結(jié)構(gòu)部分，即由信號(hào)的輸入部、調(diào)制部和發(fā)送調(diào)制信號(hào)的發(fā)送部構(gòu)成的進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的發(fā)送裝置和具有上述發(fā)送信號(hào)的輸入部、解調(diào)部和輸出部的接收裝置。上述調(diào)制部根據(jù)來(lái)自輸入部的輸入信號(hào)調(diào)制不同相位的多個(gè)載波并在信號(hào)矢量圖上產(chǎn)生m個(gè)值的信號(hào)點(diǎn)。上述解調(diào)部在矢量圖上解調(diào)單值信號(hào)點(diǎn)的QAM調(diào)制波。
根據(jù)這樣的構(gòu)造，作為輸入信號(hào)，輸入具有n個(gè)值的數(shù)據(jù)的第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串；用發(fā)送裝置的調(diào)制器產(chǎn)生在矢量圖上具有m個(gè)值的信號(hào)點(diǎn)的變形m值QAM方式的調(diào)制波。把這m個(gè)值的信號(hào)點(diǎn)分割成n組信號(hào)點(diǎn)群，把這個(gè)信號(hào)點(diǎn)群分配給第1數(shù)據(jù)串的n個(gè)各數(shù)據(jù)；把第2數(shù)據(jù)串的各個(gè)數(shù)據(jù)分配給這個(gè)信號(hào)點(diǎn)群中的m/n個(gè)信號(hào)點(diǎn)或者副信號(hào)點(diǎn)群；由發(fā)送裝置發(fā)出發(fā)送信號(hào)。根據(jù)情況，也可以發(fā)送第3數(shù)據(jù)串。
其次，在具有p(p＞m)個(gè)值的解調(diào)器的接收裝置中，接收上述發(fā)送信號(hào)，對(duì)信號(hào)間隔曲線圖上p個(gè)點(diǎn)的信號(hào)點(diǎn)，首先把p個(gè)點(diǎn)的信號(hào)點(diǎn)分割成n組信號(hào)點(diǎn)群，再解調(diào)第1數(shù)據(jù)串的信號(hào)，并進(jìn)行再生。使p/n個(gè)值的第2數(shù)據(jù)串與該信號(hào)點(diǎn)群中的p/n個(gè)點(diǎn)的信號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，進(jìn)行解調(diào)，從而解調(diào)出第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，并進(jìn)行再生。在p＝n的接收機(jī)中，再生n組的信號(hào)點(diǎn)群，使其分別對(duì)應(yīng)于n個(gè)值，只解調(diào)第1數(shù)據(jù)串，并進(jìn)行再生。
根據(jù)以上的操作，在接收來(lái)自發(fā)送裝置的同一信號(hào)時(shí)，具有大型天線和多值解調(diào)能力的接收機(jī)中能夠解調(diào)第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串。同時(shí)，具有小型天線和少值解調(diào)能力的接收機(jī)能夠接收第1數(shù)據(jù)串。這樣，便能構(gòu)成具有兼容性的通信系統(tǒng)。通過(guò)把第1數(shù)據(jù)串分配到NTSC或HDTV的低頻成分等的低頻TV信號(hào)，把第2數(shù)據(jù)串分配到HDTV的高頻成分等的高頻TV信號(hào)，對(duì)于同一電波，便能用具有少值解調(diào)能力的接收機(jī)接收NTSC信號(hào)，用具有多值解調(diào)能力的接收機(jī)接收HDTV信號(hào)。由此使可進(jìn)行具有NTSC和HDTV兼容性的數(shù)字式播放。
如以上那樣，本發(fā)明能得到具有兼容性和發(fā)展性的通信系統(tǒng)。該兼容性的效果即使對(duì)于僅具有n(n＜m)個(gè)值解調(diào)能力的接收機(jī)也可能把調(diào)制成最大的m個(gè)值的數(shù)據(jù)的多值調(diào)制波解調(diào)成n個(gè)值的數(shù)據(jù)。其作法是在由信號(hào)輸入部、調(diào)制部(該調(diào)制部根據(jù)來(lái)自上述輸入部的輸入信號(hào)調(diào)制不同相位的多個(gè)載波，在信號(hào)矢量圖上產(chǎn)生m個(gè)值的信號(hào)點(diǎn))和發(fā)送調(diào)制信號(hào)的發(fā)送部構(gòu)成的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的通信系統(tǒng)中，輸入n個(gè)值的第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，把上述信號(hào)分割成n個(gè)信號(hào)點(diǎn)群，把該信號(hào)點(diǎn)群分配給第1數(shù)據(jù)串的各個(gè)數(shù)據(jù)，而把第2數(shù)據(jù)串的各數(shù)據(jù)分配給上述信號(hào)點(diǎn)群中的各信號(hào)點(diǎn)；由發(fā)送機(jī)發(fā)送信號(hào)，在具有該發(fā)送信號(hào)的輸入部、解調(diào)部(該解調(diào)部在信號(hào)間隔曲線圖上解調(diào)p個(gè)值的信號(hào)點(diǎn)的QAM調(diào)制波)和輸出部的接收裝置中，把上述信號(hào)點(diǎn)分割成n個(gè)值的信號(hào)點(diǎn)群，使其與各信號(hào)點(diǎn)群n個(gè)值的第1數(shù)據(jù)串相對(duì)應(yīng)并解調(diào)，在信號(hào)點(diǎn)群中大約p/n值的信號(hào)點(diǎn)上解調(diào)p/n值的第2數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)并進(jìn)行再生，通過(guò)接收裝置傳送數(shù)據(jù)，例如利用發(fā)送機(jī)1的調(diào)制器4把n個(gè)值的第1數(shù)據(jù)串，第2數(shù)據(jù)串和第3數(shù)據(jù)串分割成信號(hào)點(diǎn)群并分配上數(shù)據(jù)，發(fā)送變形m個(gè)值的QAM調(diào)制信號(hào)，在第1接收機(jī)23中，利用解調(diào)器25解調(diào)n個(gè)值的第1數(shù)據(jù)串，在第2接收機(jī)33中解調(diào)第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，在第3接收機(jī)43中解調(diào)第1數(shù)據(jù)串、第2數(shù)據(jù)串和第3數(shù)據(jù)串。進(jìn)而，QAM方式的信號(hào)點(diǎn)中最靠近原點(diǎn)的信號(hào)點(diǎn)和I軸或Q軸的距離為f時(shí)，通過(guò)移動(dòng)上述信號(hào)點(diǎn)使這個(gè)距離成為n＞1的nf，從而，能夠進(jìn)行分級(jí)型的傳送。
在這個(gè)通信系統(tǒng)中，通過(guò)把NTSC信號(hào)作為第1數(shù)據(jù)串、把HDTV的差信號(hào)作為第2數(shù)據(jù)串而發(fā)送，在衛(wèi)星廣播中便具有了NTSC廣播和HDTV廣播的兼容性，從而能進(jìn)行信息量擴(kuò)充性高的數(shù)字廣播，在地面廣播中，具有顯著的擴(kuò)大服務(wù)范圍和消除不能接收區(qū)域的效果。
下面接合


本發(fā)明。其中，圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的通信系統(tǒng)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)送機(jī)1的框圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)送信號(hào)的矢量圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)送信號(hào)的矢量圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)信號(hào)點(diǎn)的代碼分配圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)信號(hào)點(diǎn)群的編號(hào)圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)信號(hào)點(diǎn)群中信號(hào)點(diǎn)的編碼圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例1的對(duì)信號(hào)點(diǎn)群和信號(hào)點(diǎn)的編碼圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例1的發(fā)送信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)群的閾值狀態(tài)圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例1的變形16值QAM的矢量圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例1的天線半徑r2和發(fā)送電功率比n的關(guān)系圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施例1的變形64值QAM信號(hào)點(diǎn)圖。
圖13是本發(fā)明實(shí)施例1的天線半徑r3和發(fā)送電功率比n的關(guān)系圖。
圖14是本發(fā)明實(shí)施例1的變形64值QAM的信號(hào)群和副信號(hào)群的矢量圖。
圖15是本發(fā)明實(shí)施例1的變形64值QAM的比率A1、A2的說(shuō)明圖。
圖16是本發(fā)明實(shí)施例的天線半徑r2、r3和發(fā)送電功率比n16、n64的關(guān)系圖。
圖17是本發(fā)明實(shí)施例1的數(shù)字式發(fā)送機(jī)的框圖。
圖18是本發(fā)明實(shí)施例1的4psk調(diào)制的信號(hào)間隔圖。
圖19是本發(fā)明實(shí)施例1的第1接收機(jī)的框圖。
圖20是本發(fā)明實(shí)施例1的4psk調(diào)制的信號(hào)間隔圖。
圖21是本發(fā)明實(shí)施例1的第2接收機(jī)的框圖。
圖22是本發(fā)明實(shí)施例1的變形16值QAM的信號(hào)矢量圖。
圖23是本發(fā)明實(shí)施例1的變形64值QAM的信號(hào)矢量圖。
圖24是本發(fā)明實(shí)施例1的流程圖。
圖25(a)是本發(fā)明實(shí)施例1的8值QAM的信號(hào)矢量圖。
圖25(b)是本發(fā)明實(shí)施例1的16值的QAM的信號(hào)矢量圖。
圖26是本發(fā)明實(shí)施例1的第3接收機(jī)的框圖。
圖27是本發(fā)明實(shí)施例1的變形64值QAM的信號(hào)點(diǎn)圖。
圖28是本發(fā)明實(shí)施例1的流程圖。
圖29是本發(fā)明實(shí)施例3中通信系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖30是本發(fā)明實(shí)施例3的第1圖象編碼器框圖。
圖31是本發(fā)明實(shí)施例3的第1圖象譯碼器框圖。
圖32是本發(fā)明實(shí)施例3的第2圖象譯碼器框圖。
圖33是本發(fā)明實(shí)施例3的第3圖象譯碼器框圖。
圖34是本發(fā)明實(shí)施例3的D1、D2、D3信號(hào)的時(shí)間多路化的說(shuō)明圖。
圖35是本發(fā)明實(shí)施例3的D1、D2、D3信號(hào)的時(shí)間多路化的說(shuō)明圖。
圖36是本發(fā)明實(shí)施例3的D1、D2、D3信號(hào)的時(shí)間多路化的說(shuō)明圖。
圖37是本發(fā)明實(shí)施例4中通信系統(tǒng)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
圖38是本發(fā)明實(shí)施例3中變形16QAM的信號(hào)點(diǎn)矢量圖。
圖39是本發(fā)明實(shí)施例3中變形16QAM的信號(hào)點(diǎn)矢量圖。
圖40是本發(fā)明實(shí)施例3中變形64QAM的信號(hào)點(diǎn)矢量圖。
圖41是本發(fā)明實(shí)施例3的時(shí)間軸上的信號(hào)配置圖。
圖42是本發(fā)明實(shí)施例3的TDMA方式的時(shí)間軸上的信號(hào)配置圖。
圖44是本發(fā)明實(shí)施例3的載波再生的原理圖。
圖45是本發(fā)明實(shí)施例3的反調(diào)制方式的載波再生電路的框圖。
圖46是本發(fā)明實(shí)施例3的16QAM信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖47是本發(fā)明實(shí)施例3的64QAM信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖48是本發(fā)明實(shí)施例3的16倍增方式的載波再生電路的框圖。
圖49是本發(fā)明實(shí)施例3的Dv1、DH1、Dv2、DH2、Dv3、DH3信號(hào)的時(shí)間多路化說(shuō)明圖。
圖50是本發(fā)明實(shí)施例3的Dv1、DH1、Dv2、DH2、Dv3、DH3信號(hào)的時(shí)間多路化說(shuō)明圖。
圖51是本發(fā)明實(shí)施例3的Dv1、DH1、Dv2、DH2、Dv3、DH3信號(hào)的時(shí)間多路化說(shuō)明圖。
圖52是本發(fā)明實(shí)施例4中先有方式的接收干擾區(qū)域圖。
圖53是本發(fā)明實(shí)施例4中分級(jí)型廣播方式的接收干擾區(qū)域圖。
圖54是本發(fā)明實(shí)施例4中先有方式的接收干擾區(qū)域圖。
圖55是本發(fā)明實(shí)施例4中分級(jí)型廣播方式的接收干擾區(qū)域圖。
圖56是本發(fā)明實(shí)施例4中數(shù)字式播放臺(tái)2個(gè)臺(tái)的接收干擾區(qū)域圖。
圖57是本發(fā)明實(shí)施例5中變形4ASK信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖58是本發(fā)明實(shí)施例5中變形4ASK的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖59(a)、圖59(b)、圖59(c)、圖59(d)是本發(fā)明實(shí)施例5中變形4ASK的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖60是本發(fā)明實(shí)施例5中低C/N值時(shí)的變形4ASK信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)配置圖。
圖61是實(shí)施例5中4VSB、8VSB的發(fā)送機(jī)；圖62(a)是本發(fā)明實(shí)施例5中ASK信號(hào)(即濾波前的多值VSB信號(hào))的頻譜圖；圖62(b)是本發(fā)明實(shí)施例5中VSB信號(hào)的頻率分布圖；圖63是實(shí)施例5中4VSB、8VSB、16VSB的接收機(jī)的框圖；圖64是本發(fā)明實(shí)施例5中圖象信號(hào)發(fā)送機(jī)的框圖。
圖65是本發(fā)明實(shí)施例5中TV接收機(jī)的總體框圖。
圖66是本發(fā)明實(shí)施例5中其它的TV接收機(jī)的框圖。
圖67是本發(fā)明實(shí)施例5中衛(wèi)星/地面TV接收機(jī)的框圖。
圖68(a)是實(shí)施例5、6中8VSB的星座圖；圖68(b)是實(shí)施例5、6中8VSB的星座圖；圖68(c)是實(shí)施例5、6中8VSB的信號(hào)—時(shí)間波形圖；圖69是本發(fā)明實(shí)施例5中圖象編碼器的另一個(gè)框圖。
圖70是本發(fā)明實(shí)施例5中分離電路內(nèi)單個(gè)圖象編碼器的框圖。
圖71是本發(fā)明實(shí)施例5中圖象譯碼器的框圖。
圖72是本發(fā)明實(shí)施例5中合成器內(nèi)單個(gè)圖象譯碼器的框圖。
圖73是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖74(a)是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的圖象譯碼器的框圖。
圖74(b)是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖75是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖76是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖77是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖78是基于本發(fā)明的實(shí)施例6的圖象譯碼器的框圖。
圖79是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的3重分級(jí)信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖80是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的圖象譯碼器的框圖。
圖81是基于本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)送信號(hào)的時(shí)間配置圖。
圖82是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的D1的圖象譯碼器的框圖。
圖83是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的調(diào)頻信號(hào)的頻率——時(shí)間圖。
圖84是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的磁記錄再生裝置的框圖。
圖85是基于本發(fā)明的實(shí)施例2的C/N和分級(jí)號(hào)碼的關(guān)系圖。
圖86是基于本發(fā)明的實(shí)施例2的傳送距離和C/N的關(guān)系圖。
圖87是基于本發(fā)明的實(shí)施例2的發(fā)送機(jī)的框圖。
圖88是基于本發(fā)明的實(shí)施例2的接收機(jī)的框圖。
圖89是基于本發(fā)明的實(shí)施例2的C/N—誤碼率的關(guān)系圖。
圖90是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的3重分級(jí)的接收干擾區(qū)域圖。
圖91是基于本發(fā)膽的實(shí)施例7的4重分級(jí)的接收干擾區(qū)域圖。
圖92是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的分級(jí)傳送圖。
圖93是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的分離回路的框圖。
圖94是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的合成部的框圖。
圖95是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的傳送分級(jí)結(jié)構(gòu)圖。
圖96是先有方式的數(shù)字TV廣播的接收狀態(tài)圖。
圖97是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的數(shù)字TV分級(jí)播放的接收狀態(tài)圖。
圖98是基于本發(fā)明的實(shí)施例7的傳送分級(jí)結(jié)構(gòu)圖。
圖99是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的16SRQAM的矢量圖。
圖100是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的32SRQAM的矢量圖。
圖101是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的C/N-誤碼率關(guān)系圖。
圖102是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的C/N-誤碼率關(guān)系圖。
圖103是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的位移量n和傳送時(shí)必要的C/N的關(guān)系圖。
圖104是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的位移量n和傳送時(shí)必要的C/N的關(guān)系圖。
圖105是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的地面廣播時(shí)發(fā)射天線到接收點(diǎn)的距離和信號(hào)電平的關(guān)系圖。
圖106是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的32SRQAM的服務(wù)范圍圖。
圖107是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的32SRQAM的服務(wù)范圍圖。
圖108(A)(B)(C)(D)(E)是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的TV信號(hào)頻率分布圖。
圖109是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的TV信號(hào)時(shí)間配置圖。
圖110是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的C-CDM的原理圖。
圖111是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的符合分配圖。
圖112是基于本發(fā)明的實(shí)施例3的擴(kuò)充36QAM時(shí)的符號(hào)分配圖。
圖113是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的調(diào)制信號(hào)頻率配置圖。
圖114是基于本發(fā)明的實(shí)施例5的磁記錄再生裝置的框圖。
圖115是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的攜帶電話的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖116是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的基地臺(tái)的框圖。
圖117是先有方式的通信容量和通信量的分布圖。
圖118是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的通信容量和通信量的分布圖。
圖119(a)是先有方式的時(shí)間插入配置圖。
圖119(b)是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的時(shí)間插入配置圖。
圖120(a)是先有方式的TDMA方式時(shí)間插入配置圖。
圖120(b)是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的TDMA方式時(shí)間插入配置圖。
圖121是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的1重分級(jí)收發(fā)機(jī)的框圖。
圖122是基于本發(fā)明的實(shí)施例8的2重分級(jí)的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖123是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的OFDM方式的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖124是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的OFDM方式的工作原理圖。
圖125(a)是先有方式的調(diào)制信號(hào)的頻率配置圖。
圖125(b)是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的調(diào)制信號(hào)的頻率配置圖。
圖126(a)是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的發(fā)送信號(hào)的頻率配置圖。
圖126(b)是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的接收信號(hào)的頻率配置圖。
圖126(c)是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的OFDM信號(hào)頻率配置圖，其中加權(quán)載波間隔為兩倍。
圖126(d)是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的OFDM信號(hào)頻率配置圖，其中載波間隔沒(méi)有被加權(quán)。
圖127是基于本發(fā)明的實(shí)施例9的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖128(a)是實(shí)施例2、4、5中格狀編碼器(比率1/2)的框圖；圖128(b)是實(shí)施例2、4、5中格狀編碼器(比率(2/3)的框圖；圖128(c)是實(shí)施例2、4、5中格狀編碼器(比率3/4)的框圖；圖128(d)是實(shí)施例2、4、5中格狀譯碼器(比率1/2)的框圖；圖128(e)是實(shí)施例2、4、5中格狀譯碼器(比率2/3)的框圖；圖128(f)是實(shí)施例2、4、5中格狀譯碼器(比率3/4)的框圖；圖129是實(shí)施例9的有效符號(hào)期間和保護(hù)期間的時(shí)間配置圖。
圖130是實(shí)施例9的C/N和誤碼率的關(guān)系圖。
圖131是實(shí)施例5的磁記錄再生裝置的框圖。
圖132是實(shí)施例5的磁帶上的磁道記錄格式和磁頭的走行圖。
圖133是實(shí)施例3的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖134是先有實(shí)例的播放方式的頻率配置圖。
圖135是實(shí)施例3的使用3重分級(jí)的分級(jí)型通信方式時(shí)的服務(wù)范圍和圖象質(zhì)量的關(guān)系圖。
圖136是實(shí)施例3的把分級(jí)通信方式和FDM組合在一起時(shí)的頻率配置圖。
圖137是實(shí)施例3中使用格子結(jié)構(gòu)符號(hào)化時(shí)的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖138是實(shí)施例9中用OFDM傳送部分低域信號(hào)時(shí)的收發(fā)機(jī)的框圖。
圖139所示為實(shí)施例1中8-PS-APSK的信號(hào)點(diǎn)配置圖；圖140為實(shí)施例1中16-PS-APSK的信號(hào)點(diǎn)配置圖；圖141為實(shí)施例1中8-PS-PSK的信號(hào)點(diǎn)配置圖；圖142為實(shí)施例1中16-PS-PSK(PS型)的信號(hào)點(diǎn)配置圖；圖143為實(shí)施例1的衛(wèi)星天線的半徑和傳送容量的關(guān)系圖；圖144是實(shí)施例9的加權(quán)OFDM發(fā)送、接收機(jī)的框圖；圖145(a)為實(shí)施例9中多通路較短情況下的保護(hù)時(shí)間、符號(hào)時(shí)間分層型OFDM的波形圖；圖145(b)為實(shí)施例9中多通路較長(zhǎng)情況下的保護(hù)時(shí)間、符號(hào)時(shí)間分層型OFDM的波形圖；圖146為實(shí)施例9中保護(hù)時(shí)間、符號(hào)時(shí)間分層型OFDM的原理圖；圖147是實(shí)施例9中功率重疊的二層傳送方式的子通道配置圖；圖148示出了實(shí)施例9中D/V化、多通路延遲時(shí)間和保護(hù)時(shí)間的關(guān)系圖；圖149(a)為實(shí)施例9中各層的時(shí)間分隔圖；圖149(b)為實(shí)施例9中各層的保護(hù)時(shí)間的時(shí)間分布圖；圖149(c)為實(shí)施例9中各層的保護(hù)時(shí)間的時(shí)間分布圖；圖150所示為實(shí)施例9中多通路延遲時(shí)間與傳送速率關(guān)系圖中多通路的3層分層型播放方式的說(shuō)明圖；圖151是實(shí)施例9中使GTW-OFDM與C-CDM(或CSW-OFDM)組合的情況下，延遲時(shí)間與CN值關(guān)系圖中2維矩陣結(jié)構(gòu)的分層型播放方式的說(shuō)明圖；圖152是組合實(shí)施例9的GTW-OFDM和C＝CDM(或CSW-OFDM)時(shí)，在各時(shí)間段中3分層的TV信號(hào)的時(shí)間配置圖；圖153是組合實(shí)施例9的GTW-OFDM和C-CDM(或CSW-OFDM)時(shí)，在多通道信號(hào)遲延時(shí)間、C/N值及傳送速率的關(guān)系圖中3維矩陣構(gòu)造的分層型播放方式的說(shuō)明圖；圖154是實(shí)施例9功率加權(quán)的OFDM的頻率分布圖；圖155是組合實(shí)施例9的時(shí)間保護(hù)的OFDM和C-CDM時(shí)在各時(shí)間段三層分層TV信號(hào)的時(shí)間軸上的配置圖；圖156是實(shí)施例4、5中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖157是實(shí)施例4、5中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖158是實(shí)施例4、5中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖159(a)是實(shí)施例5中16VSB的信號(hào)點(diǎn)配置圖；圖159(b)是實(shí)施例5中16VSB的信號(hào)點(diǎn)配置圖(8VSB)；圖159(c)是實(shí)施例5中16VSB的信號(hào)點(diǎn)配置圖(4VSB)；圖159(d)是實(shí)施例5中16VSB的信號(hào)點(diǎn)配置圖(16VSB)；圖160(a)是實(shí)施例5、6中ECC編碼器的框圖；圖160(b)是實(shí)施例5、6中ECC編碼器的框圖161是實(shí)施例5中VSB接收機(jī)的總體框圖；圖162是實(shí)施例5中發(fā)送機(jī)的總體框圖；圖163是實(shí)施例中4VSB和TC-8VSB的出錯(cuò)率-C/N值曲線圖；圖164是實(shí)施例中4VSB和TC-8VSB的子通道1和子通道2的出錯(cuò)率曲線圖；圖165(a)是實(shí)施例2、4、5中里德·所羅門(mén)編碼器的框圖；圖165(b)是實(shí)施例2、4、5中里德·所羅門(mén)譯碼器的框圖；圖166是實(shí)施例2、4、5的里德·所羅門(mén)誤差校正、運(yùn)算的流程圖；圖167是實(shí)施例2、3、4、5、6中逆隔行掃描部的框圖；圖168(a)是實(shí)施例2、3、4、5中隔行掃描、逆隔行掃描表；圖168(b)是實(shí)施例2、3、4、5中隔行掃描的距離示意圖；圖169是實(shí)施例5中4VSB、8VSB、16VSB的冗余碼的比較圖；圖170是實(shí)施例2、3、4、5中接收高優(yōu)先權(quán)信號(hào)的TV接收機(jī)的框圖；圖171是實(shí)施例2、3、4、5中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖172是實(shí)施例2、3、4、5中發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖173是實(shí)施例6的ASK方式的磁記錄再生裝置的框圖；實(shí)施例1以下參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例。
本發(fā)明的實(shí)施例敘述通信系統(tǒng)和記錄再生裝置。通信系統(tǒng)由發(fā)送數(shù)字HDTV信號(hào)等數(shù)字信號(hào)的發(fā)送機(jī)和接收信號(hào)的接收機(jī)組成。記錄再生裝置在磁帶等記錄媒體上記錄、再生HDTV信號(hào)等數(shù)字信號(hào)。
而本發(fā)明的數(shù)字調(diào)制解調(diào)部分、誤碼校正編碼器、譯碼器以及HDTV信號(hào)等的圖象編碼的編碼器、譯碼器的構(gòu)成和動(dòng)作原理在通信系統(tǒng)和記錄再生裝置中是共同的，基本上是同樣的技術(shù)。因而，為在各實(shí)施例中有效地說(shuō)明，使用通信系統(tǒng)或記錄再生裝置的框圖說(shuō)明本發(fā)明。另外，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成，如果是像QAM、ASK、PSK那樣在星座(constellation)上配置信號(hào)點(diǎn)的多值數(shù)字調(diào)制方式，則無(wú)論哪種方式都能夠適用，這里只使用一種調(diào)制方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出了基于本發(fā)明的通信系統(tǒng)的系統(tǒng)總體圖。具體輸入部2、分離電路3、調(diào)制器4和發(fā)送部5的發(fā)送機(jī)1由分離電路3把多個(gè)多路化的輸入信號(hào)分離為第1數(shù)據(jù)串、D1、第2數(shù)據(jù)串、D2、第3數(shù)據(jù)串、D3，經(jīng)調(diào)制器4調(diào)制，由發(fā)送部5輸出調(diào)制信號(hào)，用天線6把這個(gè)調(diào)制信號(hào)經(jīng)信道7傳送到人造衛(wèi)星10。在人造衛(wèi)星10中用天線11接收這個(gè)信號(hào)，經(jīng)中繼器12放大，由天線13再向地球發(fā)送。
發(fā)送電波經(jīng)傳送通路21、31、41傳送入第1接收機(jī)23、第2接收機(jī)33，和第3接收機(jī)43。首先，在第1接收機(jī)23中通過(guò)天線22由輸入部24輸入，由解調(diào)器25僅解調(diào)出第1數(shù)據(jù)串，由輸出部26輸出。這時(shí)不具備解調(diào)第2數(shù)據(jù)串，和第3數(shù)據(jù)串的能力。
在第2接收機(jī)33中，通過(guò)天線32由輸入部34輸入的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)器35解調(diào)出第2數(shù)據(jù)串和第3數(shù)據(jù)串，由合成器37合成為1個(gè)數(shù)據(jù)串經(jīng)輸出部36輸出。
在第3接收機(jī)43中，通過(guò)天線42由輸入部44輸入的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)器45解調(diào)出第1數(shù)據(jù)串、第2數(shù)據(jù)串，和第3數(shù)據(jù)串等3個(gè)數(shù)據(jù)串，再用合成器47組成一個(gè)數(shù)據(jù)群，經(jīng)輸出部46輸出。
如上那樣，即使接收到來(lái)自同一個(gè)發(fā)送機(jī)1的相同的頻帶的電波，由于上述3個(gè)接收機(jī)解調(diào)器性能的差異能夠接收的信息量也就不相同。由于這個(gè)特長(zhǎng)，所以，能用一個(gè)頻帶對(duì)性能不同的接收機(jī)同時(shí)傳送與其性能相對(duì)應(yīng)的兼容性的3組信息。例如，傳送同一節(jié)目的NTSC、HDTV和高分辨率型HDTV的3組數(shù)字TV信號(hào)時(shí)，把超外差HDTV信號(hào)分離為低頻成分、高頻差頻成分、超高頻差頻成分，若使它們分別與第1數(shù)據(jù)串、第2數(shù)據(jù)串，和第3數(shù)據(jù)串對(duì)應(yīng)，則用1個(gè)頻道的頻帶就能夠同時(shí)傳送具有兼容性的中等分辨率、高分辨率、超高分辨率的3種數(shù)字TV信號(hào)。
這時(shí)，使用小型天線的少值解調(diào)接收機(jī)能夠接收NTSC-TV信號(hào)，使用中型天線的中值解調(diào)接收機(jī)能夠接收HDTV信號(hào)，使用大型天線的多值接收機(jī)能夠接收超高分辨率型的HDTV信號(hào)。進(jìn)一步說(shuō)明圖1，進(jìn)行NTSC的數(shù)字TV播放的數(shù)字式發(fā)送機(jī)51由輸入部52僅輸入和第1數(shù)據(jù)群相同的數(shù)據(jù)，用調(diào)制制器54調(diào)制，通過(guò)發(fā)送機(jī)55和天線56經(jīng)信道57向衛(wèi)星10傳送，然后，再經(jīng)信道58向地球發(fā)送。
在第1接收機(jī)23中，用解調(diào)器244把來(lái)自數(shù)字式發(fā)送機(jī)1的接收信號(hào)解調(diào)為與第1數(shù)據(jù)串相當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。同樣，第2接收機(jī)33和第3接收機(jī)43中也解調(diào)成和第1數(shù)據(jù)串內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)。即，3個(gè)接收機(jī)都能夠接收數(shù)字式普通TV廣播等的數(shù)字式播放信號(hào)。
下面說(shuō)明各個(gè)部分。
圖2是發(fā)送機(jī)1的框圖。
輸入信號(hào)由輸入部2輸入，由分離電路3分離成第1數(shù)據(jù)串信號(hào)、第2數(shù)據(jù)串信號(hào)和第3數(shù)據(jù)串信號(hào)3個(gè)數(shù)字信號(hào)。
例如輸入圖象信號(hào)時(shí)，可以考慮把圖象信號(hào)的低頻成分分配給第1數(shù)據(jù)串信號(hào)，把圖象信號(hào)的高頻成分分配給第2數(shù)據(jù)串信號(hào)，把圖象信號(hào)的超高頻成分分配給第3數(shù)據(jù)串信號(hào)。分離開(kāi)的3個(gè)信號(hào)輸入調(diào)制器4內(nèi)部的調(diào)制輸入部61。在這里，有根據(jù)外部信號(hào)調(diào)制或變更信號(hào)點(diǎn)的位置的信號(hào)點(diǎn)位置調(diào)制/變更回路67，根據(jù)外部信號(hào)調(diào)制或變更信號(hào)點(diǎn)的位置。在調(diào)制器4中分別對(duì)相互正交的2個(gè)載波進(jìn)行幅度調(diào)制，得到多值的QAM信號(hào)。從調(diào)制輸入部61輸出的信號(hào)傳送給第1AM調(diào)制器62和第2AM調(diào)制器63。Cos(2πfct)的載波發(fā)生器64輸出的載波之一由第1AM調(diào)制器62進(jìn)行AM調(diào)制后傳送給合成器65，另一個(gè)載波傳送給π/2移相器66，并移相90°，以Sin(2πfct)的狀態(tài)傳送給第2AM調(diào)制器63，接受多值幅度調(diào)制后，在合成器65中和第1調(diào)制波合成，由發(fā)送部分5作為發(fā)送信號(hào)輸出。由于以往普遍實(shí)施的就是這種方式，故省略詳細(xì)動(dòng)作的說(shuō)明。
下面用圖3的16值一般QAM信號(hào)的間隔圖的第1象限說(shuō)明實(shí)施例的動(dòng)作。在調(diào)制器4中產(chǎn)生的全部信號(hào)可以用相互正交的2個(gè)載波ACos2πfct的矢量81和BSin(2πfct)的矢量82的合成矢量表示。把超始于0點(diǎn)的合成矢量的頂端定義為信號(hào)點(diǎn)，對(duì)于16值QAM的情況，利用a1、a2、a3、a44值的振幅值和b1、b2、b3、b4值的振幅值的組合，可以設(shè)定16個(gè)信號(hào)點(diǎn)。圖3的第1象限中存在信號(hào)點(diǎn)83的C11、信號(hào)點(diǎn)84的C12、信號(hào)點(diǎn)85的C22和信號(hào)點(diǎn)86的C214個(gè)信號(hào)。
C11是矢量oa1和矢量ob1的合成矢量，C11＝a1cos2πfct-b2sin2πfct＝Acos(2πfct+dπ/2)。
這里，圖3的正交座標(biāo)系上o-a1、a1-a2、o-b1、b1-b2間的距離如圖示分別定義為A1、A2、B1、B2。
如圖4的全部矢量圖所示，存在總計(jì)16個(gè)信號(hào)點(diǎn)。由此，通過(guò)把各個(gè)點(diǎn)與4比特的信息相對(duì)應(yīng)，則在1個(gè)周期，即1個(gè)時(shí)間段內(nèi)能傳送4比特的信息。
圖5示出了用二進(jìn)制表示各點(diǎn)時(shí)其一般的分配例。
當(dāng)然，各信號(hào)點(diǎn)間的距離越拉開(kāi)，接收機(jī)就越容易區(qū)別。因此，一般盡可能把各信號(hào)點(diǎn)間的距離分離開(kāi)配置。如果使特定的信號(hào)點(diǎn)間的距離相互接近時(shí)，接收機(jī)就難于對(duì)該2點(diǎn)間進(jìn)行識(shí)別，誤碼率就要惡化。因此，一般希望像圖5那樣做等間隔配置。因此，對(duì)于16QAM的情況，一般進(jìn)行A1＝A2/2的信號(hào)點(diǎn)配置。
本發(fā)明的發(fā)送機(jī)1首先把數(shù)據(jù)分割為第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，依具體情況，有時(shí)也分割為第3數(shù)據(jù)串。而且如圖6所示的那樣，把16個(gè)信號(hào)點(diǎn)或信號(hào)點(diǎn)群分割為4個(gè)信號(hào)點(diǎn)群，并且，把第1數(shù)據(jù)串的4個(gè)數(shù)據(jù)分配給各個(gè)信號(hào)點(diǎn)群。即第1數(shù)據(jù)串為11時(shí)，發(fā)送第1數(shù)據(jù)象限的第1信號(hào)點(diǎn)群91的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)中的任一個(gè)，第1數(shù)據(jù)為01.00.10時(shí)分別從第2象限的第2信號(hào)點(diǎn)群92、第3象限的第3信號(hào)點(diǎn)群93和第4象限的第4信號(hào)點(diǎn)群94中根據(jù)第2數(shù)據(jù)串的值選擇各自的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)中的一個(gè)信號(hào)點(diǎn)發(fā)送。其次，對(duì)于16QAM的情況，把第2數(shù)據(jù)串的2比特、4值數(shù)據(jù)分配給91、92、93、94各分割信號(hào)點(diǎn)群中的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)或副信號(hào)點(diǎn)群，對(duì)于64QAM的情況把4比特16值數(shù)據(jù)，分配給91、92、93、94各分割信號(hào)點(diǎn)群中的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)或副信號(hào)點(diǎn)群(如圖7所示)。不論哪個(gè)象限都為對(duì)稱配置。對(duì)信號(hào)點(diǎn)91、92、93、94的分配由第1數(shù)據(jù)群的2比特?cái)?shù)據(jù)優(yōu)先決定。這樣，便能完全獨(dú)立地發(fā)送第1數(shù)據(jù)串的2比特和第2數(shù)據(jù)串的2比特。而且，只要接收機(jī)的天線靈敏度大于一定值，用4psk接收機(jī)也能夠解調(diào)第1數(shù)據(jù)串。如果天線有更高的靈敏度，本發(fā)明的變形16QAM接收機(jī)就能夠解調(diào)第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串。
這里，在圖8示出了第1數(shù)據(jù)串的2比特和第2數(shù)據(jù)中的2比特的分配例。
這時(shí)，把HDTV信號(hào)分為低頻成分和高頻成分，把低頻圖象信號(hào)分配給第1數(shù)據(jù)串，把高頻圖象信號(hào)分配給第2數(shù)據(jù)串，由此，4psk的接收系統(tǒng)能夠再生第1數(shù)據(jù)串的相當(dāng)于NTSC的圖象，16QAM或64QAM的接收系統(tǒng)能再生第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，把這些相加就能夠得到HDTV的圖象。
只是，像圖9那樣把信號(hào)點(diǎn)間的距離取相等距離時(shí)，從4psk接收來(lái)看，與第1象限上斜線所示部分間有一個(gè)極限距離。設(shè)極限距離為ATO，如果僅發(fā)送4psk，ATO的振幅是可以的。然而，若要維持ATO而發(fā)送16QAM的話，就需要3倍ATO的振幅。即，與發(fā)送4psk時(shí)相比，需要9倍的能量。即使不考慮別的，用16QAM模式發(fā)送4psk信號(hào)，電功率利用率也是很低的。另外，載波的再生也很困難。衛(wèi)星傳送時(shí)所能夠使用的電功率受到制約。這種電功率利用率低的系統(tǒng)，在增大衛(wèi)星的發(fā)送電功率之前，是不現(xiàn)實(shí)的?？梢灶A(yù)測(cè)，將來(lái)開(kāi)始數(shù)字TV播放時(shí)，4psk接收機(jī)會(huì)大量上市。一旦普及后，由于產(chǎn)生接收機(jī)兼容性的問(wèn)題，可以說(shuō)再來(lái)提高這些接收機(jī)的接收靈敏度是不可能的。因而不能減少4psk模式的發(fā)送電功率。為此，想以16QAM模式發(fā)送模擬4psk的信號(hào)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)減小發(fā)送電功率，使之小于以往的16QAM。否則，就不能以有限的衛(wèi)星的電功率進(jìn)行發(fā)送。
本發(fā)明的特征在于通過(guò)像圖10那樣把標(biāo)號(hào)為91、94的4個(gè)分割信號(hào)群的距離拉開(kāi)，能夠降低模擬4psk型16QAM調(diào)制的發(fā)送電功率。
這里，為弄清楚接收靈敏度和發(fā)送輸出的關(guān)系，再返回到圖1介紹數(shù)字式發(fā)送機(jī)51和第1接收機(jī)23的接收方式。
首先，數(shù)字式發(fā)送機(jī)51和第1接收機(jī)23是一般的通信系統(tǒng)，用來(lái)進(jìn)行包括數(shù)據(jù)傳送或播放的圖象傳送。如圖17所示的那樣，數(shù)字式發(fā)送機(jī)51為4psk發(fā)送機(jī)，是從圖2中所說(shuō)明的多值QAM發(fā)送機(jī)1中去掉了AM調(diào)制功能的發(fā)送機(jī)。輸入信號(hào)通過(guò)輸入部52輸入到調(diào)制器54中。在調(diào)制器54中，利用調(diào)制輸入部121把輸入信號(hào)分為2個(gè)信號(hào)，分別傳送入將基準(zhǔn)載波進(jìn)行相位調(diào)制的第1-2相相位調(diào)制電路122和調(diào)制與基準(zhǔn)載波相位差90°的載波的第2-2相相位調(diào)制電路123。這些相位調(diào)制波在合成器65中合成，經(jīng)發(fā)送部55發(fā)送。
此時(shí)的調(diào)制信號(hào)間隔圖如圖18所示。
設(shè)定4個(gè)信號(hào)點(diǎn)，為提高電功率利用率，一般把信號(hào)點(diǎn)間的距離設(shè)為等間隔。作為一例，圖中示出了分別把信號(hào)點(diǎn)125、126、127、128定義為(11)、(01)、(00)、(10)的情形。這時(shí)，4psk的第1接收機(jī)23為接收到滿意的數(shù)據(jù)，要求數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的輸出大于一定的振幅值。以圖18說(shuō)明。為了用第1接收機(jī)23以4psk接收數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的信號(hào)，把最低要求的發(fā)送信號(hào)的最低振幅值即o-a1間的距離定義為ATO時(shí)，只要以高于發(fā)送界限的最低振幅值A(chǔ)TO發(fā)送，第1接收機(jī)23就能接收。
下面，介紹第1接收機(jī)23。第1接收機(jī)23通過(guò)衛(wèi)星10的中繼器12用小型天線22接收發(fā)送機(jī)1的發(fā)送信號(hào)或數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的4psk發(fā)送信號(hào)，由解調(diào)器24把接收的信號(hào)視為4psk信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。第1接收機(jī)23本來(lái)是按接收數(shù)字式發(fā)送機(jī)61的4psk或2psk信號(hào)以及接收數(shù)字TV廣播或數(shù)據(jù)發(fā)送等信號(hào)而設(shè)計(jì)的。
圖19是第1接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。用天線22接收來(lái)自衛(wèi)星10的電波。這個(gè)信號(hào)經(jīng)輸入部24輸入后，由載波再生電路131和π/2移相器132再生出載波和正交載波，分別由第1相位檢測(cè)電路133和第2相位檢測(cè)電路134各自獨(dú)立地檢波相互正交的成分，由定時(shí)波抽取電路135各自獨(dú)立地識(shí)別每個(gè)時(shí)間段。經(jīng)第1識(shí)別再生電路136和第2識(shí)別再生電路137，2個(gè)獨(dú)立的解調(diào)信號(hào)由第1數(shù)據(jù)串再生部232解調(diào)成第1數(shù)據(jù)串，經(jīng)輸出部26輸出。
下面，用圖20的矢量圖說(shuō)明接收信號(hào)。第1接收機(jī)23根據(jù)數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的4psk發(fā)送電波接收到的信號(hào)，如果是沒(méi)有傳送畸變或完全無(wú)噪聲的理想條件，能夠代表為圖20的151-154的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)。
然而，實(shí)際上受通信信道中的噪聲及傳送系統(tǒng)的振幅畸變及相位畸變的影響，所接收到的信號(hào)分布在信號(hào)點(diǎn)周?chē)欢ǖ姆秶鷥?nèi)。偏離該信號(hào)點(diǎn)時(shí)因不能判斷為相鄰的信號(hào)點(diǎn)而誤碼率逐漸增加，當(dāng)超過(guò)某個(gè)設(shè)定范圍時(shí)，就不能復(fù)原數(shù)據(jù)。為了在最惡劣的條件下也能在所設(shè)定的誤碼率以內(nèi)進(jìn)行解調(diào)，最好采用相鄰信號(hào)間的距離。把這個(gè)距離定義為2ARO。如果把系統(tǒng)設(shè)定得使4psk的極限接收輸入的信號(hào)點(diǎn)151進(jìn)入到圖20的|0-aR1|≥AR0、|0-bR1|≥AR0的斜線所示的第1辨別區(qū)155中，則后者就既能再生載波又能解調(diào)。設(shè)天線22設(shè)定的最小半徑值為r0，則只要使發(fā)送輸出達(dá)到某一定值之上，就能夠用全部系統(tǒng)接收。圖18中發(fā)送信號(hào)的振幅設(shè)定為第1接收機(jī)23的4pks最低接收振幅值，即AR0。把這個(gè)發(fā)送最低振幅值定義為AR0。由此，如果天線22的半徑大于r0，則即使是最惡劣的接收條件，第1接收機(jī)23也能解調(diào)數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的信號(hào)。在接收本發(fā)明的變形16QAM、64QAM時(shí)，第1接收機(jī)23難于再生載波。為此，只要發(fā)送機(jī)1像圖25(a)那樣把8個(gè)信號(hào)點(diǎn)配置到(π/4+nπ/2)角度的位置進(jìn)行發(fā)送，利用4倍增方式就能再生載波。另外，如果像圖25(b)那樣，把16個(gè)信號(hào)點(diǎn)配置到nπ/8的角度的延長(zhǎng)線上，在載波再生電路131中采用16倍增方式的載波再生方式，使信號(hào)點(diǎn)退縮，便能很容易地再生模擬4psk型16QAM調(diào)制信號(hào)的載波。這時(shí)，可以按A1/(A1+A2)＝tan(π/8)設(shè)定發(fā)送機(jī)1的信號(hào)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。下面，考慮接收QPSK信號(hào)的情形。如圖2發(fā)送機(jī)的信號(hào)點(diǎn)位置調(diào)制/變更電路67那樣，信號(hào)點(diǎn)位置也可以與圖18的QPSK信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)位置重疊進(jìn)行AM等的調(diào)制。這時(shí)，第1接收機(jī)23的信號(hào)點(diǎn)位置解調(diào)部138把信號(hào)點(diǎn)的位置調(diào)制信號(hào)或位置變更信號(hào)進(jìn)行PM、AM等的解調(diào)，并且從發(fā)送信號(hào)輸出第1數(shù)據(jù)串和解調(diào)信號(hào)。
下面，再返回發(fā)送機(jī)1，用圖9的矢量說(shuō)明發(fā)送機(jī)1的16psk發(fā)送信號(hào)。像圖9那樣，使信號(hào)點(diǎn)83的水平矢量方向的振幅A1大于圖18的數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的4psk最低發(fā)送輸出AT0。于是，圖9第1象限的信號(hào)點(diǎn)83、84、85、86的信號(hào)就進(jìn)入到斜線所示的第14psk可能接收領(lǐng)域87中。第1接收機(jī)23接收這些信號(hào)時(shí)，這4個(gè)信號(hào)點(diǎn)就進(jìn)入到圖20接收矢量圖的第1辨別區(qū)域。因此，第1接收機(jī)23無(wú)論接收到圖9的信號(hào)點(diǎn)83、84、85、86中的哪一個(gè)都判斷為圖20的信號(hào)點(diǎn)151，在該時(shí)間段解調(diào)(11)的數(shù)據(jù)。如圖8所示那樣這個(gè)數(shù)據(jù)是發(fā)送機(jī)1的第1分割信號(hào)點(diǎn)群91的(11)，即第1數(shù)據(jù)串的(11)。第2、3、4象限的情況也一樣，解調(diào)為第1數(shù)據(jù)串。即第1接收機(jī)23從16QAM或32QAM或64QAM的發(fā)送機(jī)1的調(diào)制信號(hào)的多個(gè)數(shù)據(jù)串中只解調(diào)第1數(shù)據(jù)串的2比特?cái)?shù)據(jù)。這時(shí)，由于第2數(shù)據(jù)串和第3數(shù)據(jù)串的信號(hào)全部包含在第1-第4分割信號(hào)點(diǎn)群中，故對(duì)第1數(shù)據(jù)串的信號(hào)解調(diào)不產(chǎn)生影響。但是，因?yàn)閷?duì)載波的再生有影響，所以，應(yīng)采取后面所述的對(duì)策。
如果衛(wèi)星中繼器的輸出方面沒(méi)有限制，則用圖9所示的以往的信號(hào)點(diǎn)等距離方式，一般能夠用16-64QAM實(shí)現(xiàn)。但是，如前述那樣，和地面?zhèn)魉筒煌?，在衛(wèi)星傳送中如果增加衛(wèi)星的重量，就要大大增加衛(wèi)星的成本。因此，發(fā)送功率受主機(jī)中繼器的輸出極限和太陽(yáng)能電池電功率的極限制約。只要還未能通過(guò)技術(shù)革新使火箭的發(fā)射成本減低，這種狀態(tài)就會(huì)繼續(xù)。發(fā)送功率對(duì)于通信衛(wèi)星為20W，對(duì)于廣播衛(wèi)星則約為100W-200W。因而，像圖9那樣用信號(hào)點(diǎn)等距離方式的16QAM傳送4psk時(shí)，16QAM的振幅為2A1＝A2，所以需要3AT0，用電功率表示，就成為9倍。為使其具有兼容性，就需要4psk的9倍的電功率。而且，如果要使4psk的第1接收機(jī)也能用小型天線進(jìn)行接收，則用現(xiàn)在所計(jì)劃的衛(wèi)星難于得到這樣的輸出功率。例如，使用40W的系統(tǒng)，需要360W，這在經(jīng)濟(jì)上是不能實(shí)現(xiàn)的。
這里，仔細(xì)考慮一下可知，在全部接收機(jī)具有相同尺寸的天線時(shí)，如果是相同的發(fā)送電力，等距離信號(hào)點(diǎn)方式確實(shí)對(duì)外服務(wù)效率較好。然而若考慮與不同尺寸天線的接收機(jī)群相組合的系統(tǒng)，則可構(gòu)成新的傳送方式。
具體說(shuō)明這個(gè)方式，就是要用簡(jiǎn)單低成本的應(yīng)用小型天線的接收系統(tǒng)來(lái)接收4psk，增加接收者的數(shù)量。其次，用高性能高成本的應(yīng)用中型天線的多值解調(diào)接收系統(tǒng)接收16QAM信號(hào)，進(jìn)行與投資的HDTV等高附加價(jià)值的服務(wù)，只要限定以特定的接收者為對(duì)象，就可以使系統(tǒng)成立。這樣做，僅增加若干發(fā)送輸出功率便可根據(jù)情況分級(jí)地發(fā)送4psk、16QAM和64QAM。
例如，像圖10那樣，通過(guò)取信號(hào)點(diǎn)間隔使A1＝A2，便能降低整個(gè)發(fā)送輸出功率。這時(shí)，發(fā)送4psk平方根?？傉穹鵄(16)可以用矢量86表示，成為(A1+A2)2+(B1+B2)2的平方根。
|A(4)|2=A12+B12=AT02+AT02=2AT02]]>|A(16)|2＝(A1+A2)2+(B1+B2)2＝4AT02+4AT02＝8AT02|A(16)|/|A(4)|＝2即，可用發(fā)送4psk時(shí)的2倍振幅、4倍的發(fā)送能量進(jìn)行發(fā)送。用等距離信號(hào)傳送的一般的接收機(jī)，不能解調(diào)變形16值QAM，但是，通過(guò)預(yù)先設(shè)定A1和A2的兩個(gè)閾值，可以用第2接收機(jī)33進(jìn)行接收。圖10的情況是第1分割信號(hào)點(diǎn)群91中的信號(hào)點(diǎn)的最短距離是A1，與4psk的信號(hào)點(diǎn)間距2A1之比為A2/2A1。由A1＝A2，則成為1/2的信號(hào)點(diǎn)間距離，要得到相同的誤碼率，就需要2倍的振幅接收靈敏度，用能量表示，就是需要4倍的接收靈敏度。為得到4倍的接收靈敏度，可以使第2接收機(jī)33的天線32的半徑r2為第1接收機(jī)23的天線22的半徑r1的2倍，即r2＝2r1。例如，如果第1接收機(jī)23的天線的直徑為30cm，則可使第2接收機(jī)33的天線的直徑為60cm。由此，經(jīng)第2數(shù)據(jù)串的解調(diào)，只要把其分配給HDTV的高頻成分，就能用同一個(gè)頻道進(jìn)行HDTV等新的服務(wù)。因?yàn)榉?wù)內(nèi)容增加了所以接收者就能夠得到與天線和接收機(jī)的投資相符合的服務(wù)。因而，即使第2接收機(jī)33的成本高也是可以的。這里，對(duì)于4psk模式的接收，決定最低發(fā)送電功率，為此，可以根據(jù)圖10的A1和A2的比率決定對(duì)4psk的發(fā)送電功率的變形16APSK的發(fā)送電功率比n16和第2接收機(jī)33的天線半徑r2。
為獲得最優(yōu)化設(shè)計(jì)而進(jìn)行計(jì)算，4psk最低的必要的發(fā)送能量是{(A1+A2)/A1}2倍，把這個(gè)定義為n16，則用變形16值QAM接收時(shí)信號(hào)點(diǎn)間距是A2，用4psk接收時(shí)信號(hào)點(diǎn)間距是2A1，信號(hào)點(diǎn)間距的比率是A2/2A1，所以，設(shè)接收天線的半徑為r2則得圖11所示的關(guān)系。曲線101表示發(fā)送能量倍率n16和第2接收機(jī)23的天線22的半徑r2之間的關(guān)系。
點(diǎn)102是發(fā)送等距離信號(hào)點(diǎn)時(shí)的16QAM時(shí)，如前所述，需要9倍的發(fā)送能量，不實(shí)用。從圖11可知，即使把n16增加5倍以上，也不能使第2接收機(jī)23的天線半徑r2過(guò)于減小。
對(duì)于衛(wèi)星的情況，發(fā)送電功率是限定的，不能取一定值以上。由此可知，顯然希望n16在5倍以下。用圖11的區(qū)域103的斜線表示這個(gè)區(qū)域。例如，如果在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，則例如點(diǎn)104就是發(fā)送能量的4倍，于是第2接收機(jī)33的天線半徑r2成為2倍。另外，點(diǎn)105是發(fā)送能量的2倍，則r2就約為5倍。這些都處在可實(shí)用化的范圍。
如果用A1和A2表示n16小于5，則有n16＝((A1+A2)/A1)2≤5A2≤1.23A1從圖10可知，設(shè)分割信號(hào)點(diǎn)群間的距離為A(4)，最大振幅為A(16)，則A(4)和A(16)-A(4)與A1和A2成正比，因此，可以取{A(16)}2≤5{A(14)}2其次，示出使用變形64APSK調(diào)制的例子。第3接收機(jī)43能夠解調(diào)64值QAM。
圖12的矢量圖是把圖10的矢量圖的分割信號(hào)點(diǎn)群從4值增加到16值的情況。圖12的第1分割信號(hào)點(diǎn)群91中，以信號(hào)點(diǎn)170為起點(diǎn)，4×4＝16值的信號(hào)點(diǎn)按等間隔配置。這時(shí)，為使其具有與4psk的兼容性，必須設(shè)定發(fā)送振幅A1≥AT0。設(shè)第3接收機(jī)43的天線半徑為r3，按同樣的方法求定義為發(fā)送、輸出信號(hào)n64時(shí)的r3值，可得r32={62/(n-1)}r2]]>圖13是64值QAM的半徑r3與輸出倍數(shù)n的關(guān)系曲線圖。
然而，使用圖12那樣的配置，用第2接收機(jī)接收時(shí)，僅能解調(diào)4psk的2比特，所以，為使第1、第2、第3接收機(jī)的兼容性成立，就希望使第2接收機(jī)33具有從變形64值QAM調(diào)制波解調(diào)變形16值QAM的功能。
像圖14那樣，通過(guò)進(jìn)行3分級(jí)信號(hào)點(diǎn)的組合，就能使3個(gè)接收機(jī)的兼容性成立。僅在第1象限進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)第1分割信號(hào)群91分配第1數(shù)據(jù)串的2比特的(11)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
其次，把第2數(shù)據(jù)串的2比特(11)分配給第1副分割信號(hào)點(diǎn)群181。把(01)、(00)、(10)分別分配給第2副分割信號(hào)點(diǎn)群182、第3副分割信號(hào)點(diǎn)群183和第4副分割信號(hào)點(diǎn)群184。這和圖7等價(jià)。
用圖15的第1象限矢量圖詳細(xì)說(shuō)明第3數(shù)據(jù)串的信號(hào)點(diǎn)配置。例如，設(shè)信號(hào)點(diǎn)201、205、209、213為(11)、信號(hào)點(diǎn)202、206、210、214為(01)、信號(hào)點(diǎn)203、207、211、215為(00)、信號(hào)點(diǎn)204、208、212、216為(10)，則使第3數(shù)據(jù)串的2比特的數(shù)據(jù)與第1、第2數(shù)據(jù)串獨(dú)立，從而能夠獨(dú)立地傳送3重分級(jí)的2比特?cái)?shù)據(jù)。
作為本發(fā)明的特征，不僅僅發(fā)送6比特的數(shù)據(jù)，而是用3個(gè)性能水平各異的接收機(jī)可以傳送2比特、4比特、6比特的不同傳送量的數(shù)據(jù)，并且能夠使3個(gè)分級(jí)傳送之間具有兼容性。
下面，說(shuō)明為使接收機(jī)具有3分級(jí)傳送時(shí)的兼容性所需要的信號(hào)點(diǎn)的配置方法。
如圖15那樣，為了使用第1接收機(jī)23接收第1數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)，應(yīng)使A1≥AT0，這已在前面說(shuō)明過(guò)了。
其次，必須確保信號(hào)點(diǎn)間距以便能區(qū)別第2數(shù)串的信號(hào)點(diǎn)，例如能把圖10的信號(hào)點(diǎn)91和圖15的副分割信號(hào)點(diǎn)群的182、183、184信號(hào)點(diǎn)加以區(qū)別。
圖15中示出了分離開(kāi)2/3A2的情況。這時(shí)，第1副分割信號(hào)點(diǎn)群181內(nèi)的信號(hào)點(diǎn)201、202的信號(hào)點(diǎn)間距為A2/6。計(jì)算用第3接收機(jī)43接收時(shí)必要的接收能量。這時(shí)，設(shè)天線32半徑為r3，定義需要的發(fā)送能量為4psk發(fā)送能量的n64倍，則r32=(12r1)2/(n-1)]]>這個(gè)曲線用圖16的曲線221表示。從曲線圖可知，例如點(diǎn)222、223的情況，如果能得到6倍于4psk發(fā)送能量的發(fā)送能量，則用8倍半徑的天線就能解調(diào)第1、第2、第3數(shù)據(jù)串；若是9倍的發(fā)送能量，則用6倍的天線就能夠解調(diào)第1、第2、第3數(shù)據(jù)串。這時(shí)，由于第2數(shù)據(jù)串的信號(hào)點(diǎn)間距接近2/3A2，故r22=(3r1)2/(n-1)]]>像曲線223那樣，需要將第2接收機(jī)33的天線32加大若干尺寸。
這個(gè)方法能夠在現(xiàn)階段衛(wèi)星的發(fā)送能量較小期間傳送第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，而在衛(wèi)星的發(fā)送能量大幅度增加的將來(lái)，既不影響第1接收機(jī)23和第2接收機(jī)33的接收數(shù)據(jù)，又不用進(jìn)行改造，就能夠傳送第3數(shù)據(jù)串，在兼容性和發(fā)展性兩方面獲得巨大效果。
為說(shuō)明接收狀態(tài)，首先從第2接收機(jī)33開(kāi)始說(shuō)明。前述的第1接收機(jī)23設(shè)定為用原來(lái)半徑為r1的小天線能夠解調(diào)數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的4psk調(diào)制信號(hào)及發(fā)送機(jī)1的第1數(shù)據(jù)串，與此相反，用第2接收機(jī)33能夠完全解調(diào)發(fā)送機(jī)1的圖10所示的16值信號(hào)點(diǎn)即第2數(shù)據(jù)串的16QAM的2比特信號(hào)。和第1數(shù)據(jù)串組合后，能夠解調(diào)4比特的信號(hào)。這時(shí)，A1，A2的比率隨發(fā)送機(jī)而異。用圖21的解調(diào)控制部231設(shè)定這個(gè)數(shù)據(jù)，向解調(diào)電路發(fā)送閾值。由此能進(jìn)行AM解調(diào)。
圖21的第2接收機(jī)33的框圖和圖19的第1接收機(jī)23的框圖在結(jié)構(gòu)上基本相同，不同點(diǎn)在于天線32的半徑r2比天線22更大。所以，能夠辨別信號(hào)點(diǎn)間距更短的信號(hào)。其次，在解調(diào)器35內(nèi)部具有解調(diào)控制部231、第1數(shù)據(jù)串再生部232和第2數(shù)據(jù)串再生部233。第1識(shí)別再生電路136為解調(diào)變形16QAM，而具有AM解調(diào)功能。這時(shí)，各載波具有4個(gè)值，并且具有零電平和±各2個(gè)值的閾值。本發(fā)明的情況是變形16QAM信號(hào)，故像圖22的信號(hào)矢量圖那樣，閾值隨發(fā)送機(jī)的發(fā)送輸出而異。因此，如果把TH16作為標(biāo)準(zhǔn)化的臨界，則由圖22可知。
TH16＝(A1+A2/2)/(A1+A2)這個(gè)A1、A2或TH16以及多值調(diào)制值m的解調(diào)信息包括在第1數(shù)據(jù)串中由發(fā)送機(jī)1發(fā)送。另外，也可以采用解調(diào)控制部231對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、求解調(diào)信息的方法。
下面，利用圖26說(shuō)明決定移動(dòng)系數(shù)A1/A2的比率的方法。改變A1/A2，就會(huì)改變閾值。隨著接收機(jī)一側(cè)所設(shè)定的A1/A2偏離發(fā)送機(jī)一側(cè)把設(shè)定的A/A2的值，誤差增加。通過(guò)把來(lái)自圖26的第2數(shù)據(jù)串再生部233的解調(diào)信號(hào)反饋給解調(diào)控制電路231，把移動(dòng)系數(shù)A1/A2向誤碼率減少的方向進(jìn)行控制，即使第3接收機(jī)43不解調(diào)移動(dòng)系數(shù)A-1/A2也無(wú)妨，所以電路簡(jiǎn)單。另外，發(fā)送機(jī)不必發(fā)送A1/A2，故能增加傳送容量。這個(gè)方法可以用于第2接收機(jī)33。
解調(diào)控制回路231具有存儲(chǔ)器231a。存儲(chǔ)每個(gè)TV廣播頻道不同的閾值，即移動(dòng)比、信號(hào)點(diǎn)數(shù)和同步規(guī)則，當(dāng)再次接收該頻道時(shí)，通過(guò)讀出這些數(shù)值，就能迅速而穩(wěn)定地接收。
這個(gè)解調(diào)信息不明確時(shí)，就難于解調(diào)第2數(shù)據(jù)串。以下，用圖24的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。
即使得不到解調(diào)信息時(shí)，也能進(jìn)行步驟313的4psk的解調(diào)及步驟301的第1數(shù)據(jù)串的解調(diào)。因此，在步驟302，把在第1數(shù)據(jù)串再生部232得到的解調(diào)信息傳送給解調(diào)控制部231。在步驟303，如果m是4或2，解調(diào)控制部231就進(jìn)行步驟313的4psk或2psk的解調(diào)。如果不是，則在步驟304，m為8或16時(shí)轉(zhuǎn)到步驟305。否則就轉(zhuǎn)向步驟310。在步驟305，進(jìn)行TH8和TH16的運(yùn)算。在步驟306，解調(diào)控制231把AM解調(diào)的閾值TH16傳送給第1識(shí)別再生電路136和第23識(shí)別再生電路137，在步驟307和315，進(jìn)行16QAM的解調(diào)和第2數(shù)據(jù)串的再生。在步驟308，檢查誤碼率，誤碼率惡化時(shí)，返回到步驟313，進(jìn)行4psk的解調(diào)。
還有，這時(shí)圖22的信號(hào)點(diǎn)85、83位于cos(ωt+nπ/2)的角度上，而信號(hào)點(diǎn)84、86不在這個(gè)角度上。因此，設(shè)定為由圖21的第2數(shù)據(jù)串再生部233向載波再生電路131傳送第2數(shù)據(jù)串的載波傳送信息，而不從信號(hào)點(diǎn)84、86的定時(shí)信號(hào)抽取載波。
考慮到不能解調(diào)第2數(shù)據(jù)串的情況，發(fā)送機(jī)1利用第1數(shù)據(jù)串間歇式地發(fā)送載波定時(shí)信號(hào)。根據(jù)這個(gè)信號(hào)，即使不能解調(diào)第2數(shù)據(jù)串也可以僅由第1數(shù)據(jù)串知道信號(hào)點(diǎn)83、85。因此，通過(guò)把載波發(fā)送信息傳送給載波再生電路131就能夠再生載波。
其次，利用發(fā)送機(jī)1發(fā)送圖23所示的變形64QAM信號(hào)時(shí)，返回到圖24的流程，則在步驟304，判斷m是否為16，在步驟310檢查m是否小于64，在步驟311，不是等距信號(hào)點(diǎn)方式時(shí)便進(jìn)入步驟312。下面，求64QAM時(shí)的信號(hào)點(diǎn)間距TH64，得TH64＝(A1+A2/2)/(A1+A2)
和TH16相同。但是，信號(hào)間距變小了。
設(shè)位于第1副分割信號(hào)群181中的信號(hào)點(diǎn)間距為A3，則第1副分割信號(hào)群181和第2副分割信號(hào)群182的距離是(A2-2A3)，若把它基準(zhǔn)化，則為(A2-2A3)/(A1+A2)。把它定義為d64，則d64低于第2接收機(jī)33的辨別能力T2時(shí)，就不能辨別。這時(shí)，在步驟313進(jìn)行判斷，若d64在允許范圍內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)向步驟305，進(jìn)行步驟307和16QAM的解調(diào)。在步驟308，誤碼率大，則進(jìn)入步驟313的4psk模式。
這時(shí)，如果發(fā)送機(jī)1發(fā)送圖25(a)所示的信號(hào)點(diǎn)的變形8QAM信號(hào)，則由于所有的信號(hào)點(diǎn)都在cos(2πf+nπ/4)的角度上，所以，利用4倍增電路，所有的載波都退縮到相同的相位，從而，可以簡(jiǎn)單地再生載波。這時(shí)，即使使用特別考慮的4psk接收機(jī)也能解調(diào)第1數(shù)據(jù)串的比特信號(hào)，用第2接收機(jī)33能夠再生第2數(shù)據(jù)串的1比特信號(hào)，合計(jì)能夠再生3比特的信號(hào)。
下面，說(shuō)明第3接收機(jī)43。圖26是第3接收機(jī)43的框圖。和圖21的第2接收機(jī)33的結(jié)構(gòu)基本上相同。不同點(diǎn)在于增加了第3數(shù)據(jù)串再生部234及在識(shí)別再生電路中具有8值的識(shí)別能力。由于天線42的半徑r3比r2更大，所以，信號(hào)點(diǎn)間距更近的信號(hào)，例如32值QAM和64值QAM也能夠解調(diào)。因此，為了解調(diào)64值QAM，第1識(shí)別再生電路136對(duì)于檢波信號(hào)需要辨別8值的電平。這時(shí)，存在7個(gè)閾值電平。其中1個(gè)是0，所以，在1個(gè)象限內(nèi)存在3個(gè)閾值。
像圖27的信號(hào)間隔圖所示的那樣，在第1象限存在3個(gè)閾值。
如圖27，存在3個(gè)歸一化閾值TH164、TH264和TH364，可以表示為T(mén)H164＝(A1+A3/2)/(A1+A2)TH264＝(A1+A2/2)/(A1+A2)TH364＝(A1+A2-A3/2)/(A1+A2)利用這個(gè)閾值，通過(guò)AM解調(diào)相位檢波后的接收信號(hào)，與圖21中說(shuō)明的第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串一樣，可以解調(diào)第3數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)。如圖23所示，第3數(shù)據(jù)串通過(guò)例如第1副分割信號(hào)群181中的4個(gè)信號(hào)點(diǎn)201、202、203、204的辨別，就可以取定4個(gè)值即2比特。這樣，就能進(jìn)行6比特即變形64值QAM的解調(diào)。
這時(shí)，解調(diào)控制部231利用包含在第1數(shù)據(jù)串再生部232的第1數(shù)據(jù)串中的解調(diào)信息，可以知道m(xù)、A1、A2、A3的值，所以，計(jì)算其閾值TH164、TH264和TH364后并傳送第1識(shí)別再生電路136和第2識(shí)別再生電路137，就能確實(shí)地進(jìn)行變形64QAM的解調(diào)。這時(shí)，由于在解調(diào)信息中加入了擾頻，所以，還能夠做到只有被允許的接收者才能解調(diào)64QAM。圖28示出了變形64QAM的解調(diào)控制部231的流程圖。下面，僅說(shuō)明和圖24的16值QAM流程不同的點(diǎn)。從圖28的步驟304到步驟302，若m＝32，則解調(diào)步驟322的32值QAM。否則，就在步驟321判斷是否m＝64，在步驟323，若A3低于設(shè)定值，就不能再生，所以返回步驟305，成為和圖24相同的流程，進(jìn)行變形16QAM的解調(diào)?，F(xiàn)在，再返回到步驟323，若A3在設(shè)定值以上，就在步驟324進(jìn)行閾值的計(jì)算，在步驟325向第1、第2識(shí)別再生電路傳送3個(gè)閾值，在步驟326進(jìn)行變形64QAM的再生，在步驟327進(jìn)行第1、第2、第3數(shù)據(jù)串的再生，在步驟328，如果誤碼率大，則轉(zhuǎn)向步驟305進(jìn)行16QAM的解調(diào)，如果誤碼率小就繼續(xù)644QAM的解調(diào)。
下面，說(shuō)明解調(diào)時(shí)重要的載波再生方式。本發(fā)明在用4psk接收機(jī)使變形16QAM和變形64QAM的第1數(shù)據(jù)串再生方面有一個(gè)特征。這時(shí)，用通常的4psk接收時(shí)，再生載波困難，不能正常解調(diào)。為防止這一點(diǎn)，必須在發(fā)送機(jī)一側(cè)和接收機(jī)一側(cè)采取一些對(duì)策。
本發(fā)明的方法有2種方式。第1個(gè)方式是按一定的規(guī)則間歇式地發(fā)送(2n-1)π/4角度上的信號(hào)點(diǎn)。第2個(gè)方式是在nπ/8的角度上配置并發(fā)送大約全部的信號(hào)點(diǎn)。
第1個(gè)方法如圖38所示，發(fā)送在4個(gè)角度，即π/4、3π/4、5π/4、7π/4的角度上的信號(hào)點(diǎn)，例如信號(hào)點(diǎn)83、85的信號(hào)時(shí)，按一定的規(guī)則設(shè)定間歇式發(fā)送的同步時(shí)間段452、452a、452b、452c，這些時(shí)間段在圖38發(fā)送信號(hào)時(shí)序圖中時(shí)間段群451內(nèi)，用斜線表示。而且，在這個(gè)期間中，必定發(fā)送上述角度上的8個(gè)信號(hào)點(diǎn)中的1個(gè)信號(hào)點(diǎn)，在此外的時(shí)間段發(fā)送任意的信號(hào)點(diǎn)。而且發(fā)送機(jī)1把上述發(fā)送該時(shí)間段的規(guī)則配置到示于圖41的數(shù)據(jù)的同步定時(shí)信息部499進(jìn)行發(fā)送。
下面，用圖41更詳細(xì)地說(shuō)明這時(shí)的發(fā)送信號(hào)的內(nèi)容。包含時(shí)間段452、452a、4452b、452c的時(shí)間段群451構(gòu)成1個(gè)單位數(shù)據(jù)串491、Dn。
在這個(gè)信號(hào)中，根據(jù)同步定時(shí)信息規(guī)則配置了間歇式的同步時(shí)間段，所以，只要知道這個(gè)配置規(guī)則，通過(guò)提取同步時(shí)間段中的信息，就能很容易地再生載波。
另一方面，數(shù)據(jù)串492的一幀起始部分有用S表示的同步區(qū)域493，這是由用斜線表示的同步時(shí)間段構(gòu)成的。利用這樣的結(jié)構(gòu)，上述載波再生用的抽取信息便增多，所以，能準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行4psk接收機(jī)的載波再生。
這個(gè)同步區(qū)域493，含有用S1、S2、S3所示的同步部496、497、498等，在這個(gè)部分中，加入了用于同步的單值碼和上述解調(diào)信息。此外，還有用IT表示的位相同步信息配置信息部499，其中加入了位相同步時(shí)間段配置間隔的信息和配置規(guī)則的信息等。
由于相位同步時(shí)間段區(qū)域的信號(hào)點(diǎn)只具有特定的相位，使用4psk接收機(jī)也能再生載波，準(zhǔn)確地再生相位同步配置信息IT的內(nèi)容，故輸入這個(gè)信息后，就能準(zhǔn)確地再生載波。
圖41的同步區(qū)域493的后面有解調(diào)信息部501，裝入了解調(diào)變形值QAM信號(hào)時(shí)所必須的有關(guān)閾值電壓的解調(diào)信息。這個(gè)信息對(duì)多值QAM解調(diào)是重要的，所以，像圖41的同步區(qū)域502那樣，如果把解調(diào)信息納入到同步區(qū)域中，就能更準(zhǔn)確地得到解調(diào)信息。
圖42是用TDMA方式發(fā)送脈沖串狀信號(hào)時(shí)的信號(hào)配置圖。與圖41的區(qū)別是在數(shù)據(jù)串492、Dn和其它的數(shù)據(jù)串之間設(shè)置了保護(hù)時(shí)間521，在這個(gè)期間不能發(fā)送信號(hào)。還有在數(shù)據(jù)串492的起始部設(shè)立了為了取得同步信號(hào)的同步部522。在這個(gè)期間僅發(fā)送前述的(2n-1)π/4相位的信號(hào)點(diǎn)。因此，用4psk解調(diào)器也能夠再生載波。這樣，利用TDMA方式也能進(jìn)行同步及再生載波。
下面，用圖43和圖44詳細(xì)地說(shuō)明圖19的第1接收機(jī)23的載波再生方式。在圖43中，輸入的接收信號(hào)通過(guò)輸入電路24，由同步檢波電路541所進(jìn)行的同步檢波的解調(diào)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)送入到輸出電路542被輸出，再生第1數(shù)據(jù)串。由提取定時(shí)控制電路543判斷圖41的相位同步配置信號(hào)部499是否進(jìn)行再生、以及在哪個(gè)定時(shí)中加入了(2n-1)π/4的相位同步部的信號(hào)，并且送出圖44那樣的間歇式相位同步控制信號(hào)561。解調(diào)信號(hào)傳送入倍增電路545，4倍增后傳送到載波再生控制電路544。像圖44的信號(hào)562那樣，包含真正的相位信息563和其它信號(hào)。像定時(shí)圖564中斜線所示的那樣，間歇式地含有由(2n-1)π/4的相位信號(hào)點(diǎn)組成的相位同步時(shí)間段452。把這些信號(hào)由載波再生控制電路544用相位同步控制信號(hào)564通過(guò)取樣，可以得到相位標(biāo)本信號(hào)565。通過(guò)把相位標(biāo)本信號(hào)取樣，可以得到所定的位相信號(hào)566。這個(gè)信號(hào)通過(guò)環(huán)狀濾波器546，送入到VCO547再生載波，再送入到同步檢波電路541。這樣就能抽取出如圖39的斜線所示的(2n-1)π/4的相位信號(hào)。以這個(gè)信號(hào)為基礎(chǔ)利用4倍增方式就能夠正確地再生載波。這時(shí)，可以，再生多個(gè)相位，但是，通過(guò)在圖41的同步部496中裝入單值字，就能夠再生特定載波的絕對(duì)相位。
像圖40那樣發(fā)送變形64QAM信號(hào)時(shí)，發(fā)送機(jī)僅對(duì)大約(2n-1)π/4相位的斜線所示的相位同步區(qū)域471中的信號(hào)點(diǎn)發(fā)送相位同步時(shí)間段452、452b等。所以，用通常的4psk接收機(jī)不能再生載波，但是，用4psk的第1接收機(jī)23，通過(guò)裝備本發(fā)明的載波再生電路，就能再生載波。
以上，是使用科斯塔思(Costas)式載波再生電路的情況。下面，說(shuō)明在解調(diào)方式載波再生電路中使用本發(fā)明的情況。
圖45示出了本發(fā)明的解調(diào)方式載波再生電路。來(lái)自輸入電路24的接收信號(hào)經(jīng)同步檢波電路541，再生解調(diào)信號(hào)。另一方面，經(jīng)第1延遲電路被延遲的輸入信號(hào)，在4相位調(diào)制器592中利用上述解調(diào)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成載波信號(hào)。能夠通過(guò)載波再生控制電路544的上述載波信號(hào)傳送入相位比較器593。另一方面，來(lái)自VCO547的再生載波經(jīng)第2延遲電路594被延遲，在相位比較器中和上述解調(diào)載波信號(hào)進(jìn)行相位比較，相位差信號(hào)通過(guò)環(huán)狀濾波器546供給VCO547，再生和接收濾波同相位的濾波。這時(shí)，和圖43的科斯塔思型載波再生電路一樣，抽取定時(shí)控制電路543僅對(duì)圖39的斜線所表示區(qū)域中的信號(hào)點(diǎn)的相位信息取樣，所以，無(wú)論16QAM還是64QAM都能夠用第1接收機(jī)23的4psk調(diào)制器再生載波。
下面，說(shuō)明用16倍增方式再生載波的方式。圖2的發(fā)送機(jī)1像圖46那樣把變形16QAM的信號(hào)點(diǎn)配置在nπ/8的相位上進(jìn)行調(diào)制及發(fā)送。圖19的第1接收機(jī)23通過(guò)使用具有圖48所示的16倍增電路661的科斯塔思式載波再生電路，能夠再生載波。由于利用16倍增電路661可以使圖46那樣的nπ/8相位的信號(hào)點(diǎn)退縮到第1象限，所以，利用環(huán)狀濾波器546和VCO541能夠再生載波。通過(guò)把單值字配置在同步區(qū)域，也能夠從16個(gè)相位中提取出絕對(duì)相位。
下面，說(shuō)明16倍增電路的結(jié)構(gòu)。利用和電路662和差電路663從解調(diào)信號(hào)中產(chǎn)生和、差信號(hào)，利用乘法器664相乘產(chǎn)生cos2θ。另外，利用乘法運(yùn)算，形成sin4θ。
同樣，用和電路667和差電路668及乘法器670從sin2θ和cos2θ產(chǎn)生sin8θ，用和電路671和差電路672及乘法器產(chǎn)生cos8θ，并且通過(guò)用乘法器674產(chǎn)生sin16θ，便能形成16倍增。
用以上的16倍增方式便能從像圖46那樣的信號(hào)點(diǎn)配置的16QAM信號(hào)的所有信號(hào)點(diǎn)的載波中抽出并再生特定的信號(hào)點(diǎn)。
另外，也能夠再生像圖47那樣配置的變形64QAM信號(hào)的載波，但由于n個(gè)信號(hào)點(diǎn)從同步區(qū)域產(chǎn)生若干偏移，所以，解調(diào)時(shí)就增加了誤碼率。
對(duì)此有2個(gè)解決方法。1個(gè)方法是不發(fā)送脫離同步區(qū)域的信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)，減少信息量。這個(gè)方法的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另一個(gè)方法是像圖38中說(shuō)明的那樣，設(shè)立同步時(shí)間段。通過(guò)發(fā)送時(shí)間段群451中的同步時(shí)間段期間內(nèi)用斜線表示的nπ/8相位的同步相位區(qū)域471、471a等的信號(hào)點(diǎn)，在此期間能夠正確地得到同步，故可使相位誤差減少。
像以上那樣按16倍增方式，用簡(jiǎn)單的接收機(jī)結(jié)構(gòu)，利用4psk接收機(jī)就能再生變形16QAM和變形64QAM信號(hào)的載波。進(jìn)一步設(shè)定同步時(shí)間段時(shí)，還能提高變形64QAM的載波再生時(shí)的相位精度。
像以上那樣通過(guò)使用本發(fā)明的通信系統(tǒng)，可以在1個(gè)電波的頻帶區(qū)域內(nèi)，按分級(jí)結(jié)構(gòu)同時(shí)傳送多個(gè)數(shù)。
這時(shí)，通過(guò)對(duì)一個(gè)發(fā)送機(jī)設(shè)定具有不同接受靈敏度和解調(diào)能力的三重分級(jí)的接收機(jī)，便能解調(diào)與接收機(jī)的投資相符合的數(shù)據(jù)量。首先，購(gòu)入小型天線和分辨能力低但成本低的第1接收機(jī)的接收者，可以解調(diào)并再生第1數(shù)據(jù)串，其次，購(gòu)入中型天絲和分辨能力中等，且成本高的接收機(jī)的使用者，可以再生第1、第2數(shù)據(jù)串；而購(gòu)入大型天線和分辨能力高的成本很高的接收機(jī)的使用者，可以全部解調(diào)并再生第1、第2、第3數(shù)據(jù)串。
如果使第1接收機(jī)成為家庭用數(shù)字衛(wèi)星廣播接收機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)使一般消費(fèi)者能接受的價(jià)格低的接收機(jī)。第2接收機(jī)本來(lái)需要大型天線，由于成本高，難于使所有消費(fèi)者接受，但是，對(duì)于想收看HDTV的人來(lái)說(shuō)，價(jià)格多少高一點(diǎn)也是可以的。第3接收機(jī)在提高衛(wèi)星的輸出功率之前，需要相當(dāng)大型的產(chǎn)業(yè)用天線，難于實(shí)現(xiàn)家庭使用，當(dāng)初只適用于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。例如，發(fā)送超高分辨率的HDTV信號(hào)，如果利用衛(wèi)星的各地的電影館傳送，利用錄象可以使電影館實(shí)現(xiàn)電子化。這時(shí)，就可以降低電影館及錄象廳的經(jīng)營(yíng)成本。
如上所述，將本發(fā)明應(yīng)用于TV傳送時(shí)，可用一個(gè)電波的頻帶提供三種圖象質(zhì)量的圖象服務(wù)，而且兼容性極佳。實(shí)施例中給出了4psk、變形8QAM、變形16KAM、變形64QAM的例子，但是，也能夠?qū)崿F(xiàn)32QAM和256QAM。另外，還能實(shí)施8psk和16psk，32psk。在實(shí)施例中示出了衛(wèi)星傳送的例子，但是，同樣也能在地面?zhèn)魉秃陀芯€傳送上實(shí)現(xiàn)。
另外，也能夠適用于圖58以及圖68(a)、(b)那樣的4值或8值的ASK信號(hào)。
實(shí)施例2實(shí)施例2根據(jù)誤差校正能力的差別化進(jìn)一步在邏輯上分割實(shí)施例1中所說(shuō)明的物理分級(jí)結(jié)構(gòu)，添加了邏輯分級(jí)構(gòu)造。在實(shí)施例1的情況下，每個(gè)分級(jí)的頻道，電信號(hào)的電平即物理的解調(diào)能力不同。與此相反，在實(shí)施例2中，誤差校正能力等邏輯再生能力各異。具體地說(shuō)，例如把D1分級(jí)頻道中的數(shù)據(jù)分割成例如D1-1和D1-22個(gè)，使這個(gè)分割數(shù)據(jù)中的1個(gè)例如D1-1H數(shù)據(jù)的誤差校正能力高于D1-2數(shù)據(jù)，利用誤差校正能力的差別化，解調(diào)再生時(shí)D1-1和D1-2數(shù)據(jù)的解調(diào)能力就不相，故在降低發(fā)送信號(hào)的C/N值時(shí)，即使在不能再生D1-2的信號(hào)電平內(nèi)也因D1-1在所設(shè)定的誤碼率內(nèi)，所以，能夠再生原信號(hào)。這樣，就形成所謂的邏輯分級(jí)結(jié)構(gòu)。
即，通過(guò)分割調(diào)制分級(jí)頻道的數(shù)據(jù)，使用錯(cuò)誤訂正符號(hào)和積符號(hào)等使錯(cuò)誤訂正的符號(hào)間距離的大小有差別，追加錯(cuò)誤訂正能力的邏輯分級(jí)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行更細(xì)的分級(jí)傳送。
使用這種結(jié)構(gòu)，就要在D1頻道中增加D1-1、D1-22個(gè)子頻道，在D2頻道中增加D2-1、D2-2個(gè)子頻道。
下面，利用輸入信號(hào)的C/N值和分級(jí)頻道序號(hào)的圖87說(shuō)明這一點(diǎn)，分級(jí)頻道D1-1用最低的輸入信號(hào)就能夠進(jìn)行再生。設(shè)這個(gè)CN值為d，則CN＝d時(shí)，D1-1能再生，而D1-2、D2-1、D2-2不能再生。其次，若CN＝C以上時(shí)，D1-2也可以再生，CN＝b，增加D2-1，CN＝a時(shí)再增加D2-2。這樣，能再生的分級(jí)總數(shù)就隨著CN的升高而增加。反之，能再生的分級(jí)總數(shù)就隨著CN的降低而減少。下面，用圖86的傳送距離與能再生的CN值關(guān)系圖說(shuō)明這一點(diǎn)。一般，隨著圖86的實(shí)線861所示的傳送距離加長(zhǎng)，接收信號(hào)的C/N值降低。設(shè)在圖85中所說(shuō)明的CN＝a時(shí)接收點(diǎn)距發(fā)送天線的距離為L(zhǎng)a，CN＝b，c，d時(shí)，分別為L(zhǎng)b、Lc、Ld。如圖85所說(shuō)明的在比距離發(fā)送天線的距離Ld小的區(qū)域，只有D1-1頻道能夠再生。這個(gè)D1-1的可能接收范圍用斜線區(qū)域862表示。從圖中可知，D1-1頻道在最廣闊的區(qū)域內(nèi)能夠再生，同樣，D1-2頻道在距發(fā)送天線的距離為L(zhǎng)a以內(nèi)的區(qū)域863能夠再生。由于距離Lc以內(nèi)的范圍，也包含區(qū)域862，所以D1-1頻道也能夠再生。同樣，在區(qū)域864D2-1頻道能夠再生，在區(qū)域865D2-2頻道也變得能夠再生。這樣，就能夠隨著CN值惡化進(jìn)行逐漸減少傳送頻道的分級(jí)型傳送。把數(shù)據(jù)分離，做成分級(jí)結(jié)構(gòu)，利用本發(fā)明的分級(jí)傳送，就能像模擬傳送那樣隨著C/N的惡化，進(jìn)行逐漸減少數(shù)據(jù)量的分級(jí)型傳送。
其次，說(shuō)明具體的結(jié)構(gòu)。這里說(shuō)明物理分級(jí)2級(jí)，邏輯分級(jí)2級(jí)的實(shí)施例。圖87是發(fā)送機(jī)1的框圖?；旧虾蛯?shí)施例1中說(shuō)明的圖2的發(fā)送機(jī)的框圖相同，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明，不同點(diǎn)在于添加了誤差校正符號(hào)編碼器。把其簡(jiǎn)稱為ECC編碼器。分離電路3具有1-1，1-2，2-1，2-2這4個(gè)輸出，把輸入信號(hào)分離為D1-1、D1-2、D2-1、D2-2四個(gè)信號(hào)后輸出。其中，D1-1、D1-2信號(hào)輸入到第1ECC編碼器871a中，分別傳送給主ECC編碼器872a和副ECC編碼器873a，進(jìn)行誤差校正的符號(hào)化。
這里，主ECC編碼器872a具有比副ECC編碼器873a更強(qiáng)的誤差校正的能力。因而，如在圖85的CN-分級(jí)頻道的曲線圖所說(shuō)明的，解調(diào)再生時(shí)，即使在比D1-2頻道的C/N值低時(shí)，D1-1頻道也能夠以小于基準(zhǔn)誤碼率再生D1-1。D1-1在C/N值降低時(shí)成為比D1-2更強(qiáng)的邏輯分級(jí)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)誤差校正的D1-1。D1-1信號(hào)在合成器874a中合成為D1信號(hào)，輸入到調(diào)制器4中。另一方面，D1-1。D1-1信號(hào)分別在第2ECC編碼器871b中的主ECC編碼器872b和副ECC編碼器873b內(nèi)進(jìn)行誤差校正，實(shí)現(xiàn)符號(hào)化，由合成器874b合成為D2信號(hào)，再輸入到調(diào)制器4中。主ECC編碼器872b比副ECC編碼器873b的誤差校正能力高。這時(shí)，調(diào)制器4根據(jù)D1、D2信號(hào)生成分級(jí)型調(diào)制信號(hào)，由發(fā)送部分發(fā)送。如上所述，圖87的發(fā)送機(jī)1首先具有實(shí)施例1中所說(shuō)明的調(diào)制的D1、D2這2級(jí)物理分級(jí)結(jié)構(gòu)。這在前面已經(jīng)說(shuō)明過(guò)了。其次，利用誤差校正能力的差別化，還具有D1-1、D1-2或D2-1、D2-2各2級(jí)的邏輯分級(jí)結(jié)構(gòu)。
下面，說(shuō)明接收這個(gè)信號(hào)時(shí)的狀態(tài)。圖88是接收機(jī)的框圖。接收?qǐng)D87所示發(fā)送機(jī)的發(fā)送信號(hào)的第2接收機(jī)33的基本結(jié)構(gòu)基本上和實(shí)施例1的圖21中所說(shuō)明的第2接收機(jī)33相同。不同點(diǎn)在于添加了ECC編碼器876a、876b。這時(shí)，示出了QAM調(diào)制解調(diào)的例子，但是，也可以進(jìn)行ASK，PSK和FSK的調(diào)制和解調(diào)。
圖88中，接收的信號(hào)由解調(diào)器再生為D1、D2，信號(hào)，由分離器3a、3b再分別形成D1-1、D1-2、D2-1、D2-2等4個(gè)信號(hào)，輸入到第1ECC編碼器876a和第2ECC編碼器876b中。在第1ECC編碼器876a中，D1-1信號(hào)由主ECC編碼器877a進(jìn)行誤碼校正并送入合成部37。另一方面，D1-2信號(hào)由副ECC編碼器878a進(jìn)行誤碼校正并送入合成部37。同樣，在第2ECC編碼器876b中，D2-1信號(hào)在主ECC編碼器877b、D2-2信號(hào)在副ECC編碼器878b中進(jìn)行誤碼校正。并輸入到合成部37中。進(jìn)行過(guò)誤碼校正的D1-1、D1-2、D2-1、D2-2信號(hào)在合成部37中合成為1個(gè)信號(hào)由輸出部36輸出。
這時(shí)，根據(jù)邏輯分級(jí)構(gòu)造，D1-1比D1-2、D2-1比D2-2的誤碼校正能力高，故像圖85中所說(shuō)明的那樣，在比輸入信號(hào)的C/N值更低的狀態(tài)下也能得到所定的誤碼率，從而能夠再生原信號(hào)。
下面，具體說(shuō)明在高碼增益的主ECC編碼器877a、877b和低碼增益的副ECC編碼器878a、878b之間進(jìn)行誤碼校正能力差別化的方法。在副ECC編碼器中使用了如圖165(b)的ECC譯碼器框圖所示的里德·所羅門(mén)碼和BCH碼這樣的標(biāo)準(zhǔn)代碼間距的編碼方式時(shí)，能夠通過(guò)在主ECC編碼器中使用誤碼校正的代碼間距大的編碼方式使誤碼校正能力(即碼增益)出現(xiàn)差別，而該誤碼校正碼間距大的編碼方式使用了里德·所羅門(mén)碼和里德·所羅門(mén)碼兩者的積代碼和長(zhǎng)編碼方式以及圖128(d)、(e)、(f)所示的格狀譯碼器744P、744q、744r。這樣就能實(shí)現(xiàn)邏輯分層結(jié)構(gòu)。已知有多種增大代碼間距的方法，故省略了對(duì)其它方式的說(shuō)明。本發(fā)明基本上適用于一種方式。
還有，如圖160、圖167的框圖所示，在發(fā)送部設(shè)立隔行掃描器744k、在接收部設(shè)立逆隔行掃描器759kk、936b，根據(jù)圖168(a)的隔行掃描表954，進(jìn)行隔行掃描，并在逆隔行掃描器936b的逆隔行掃描器RAM936x中譯碼，由此，對(duì)于通信系統(tǒng)的區(qū)間誤差也能夠進(jìn)行強(qiáng)有力的傳送，且圖象穩(wěn)定。
這里用圖89的C/N和誤碼校正后的誤碼率的關(guān)系圖說(shuō)明邏輯分級(jí)結(jié)構(gòu)。在圖89中，直線881表示D1-1頻道的C/N和校正后的誤碼率的關(guān)系，直線882表示D1-2頻道的C/N和校正后的誤碼率的關(guān)系。
輸入信號(hào)的C/N值越小，校正后的數(shù)據(jù)的誤碼率就越大。在一定的C/N值以下，誤碼校正后的誤碼率沒(méi)有被納入在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)誤碼率Eth以下，所以，不能正常地再生原數(shù)據(jù)。而在圖89中，如果逐漸地提高C/N，則像D1-1信號(hào)的直線881所示的那樣，C/N在e以下時(shí)不能進(jìn)行D1頻道的解調(diào)。e≤C/N＜d，能進(jìn)行D1頻道的解調(diào)，但是D1-1頻道的誤碼率超過(guò)Eth時(shí)，就不能正常地再生原數(shù)據(jù)。
C/N＝d時(shí)，D1-1的誤碼校正能力比D1-2高，故誤碼校正后的誤碼率如點(diǎn)885d所示，低于Eth，所以，能夠再生數(shù)據(jù)。另一方面，D1-2的誤碼校正能力沒(méi)有D1-1那樣高，故校正后的誤碼率沒(méi)有D1-1那樣低，因而校正后的誤碼率超過(guò)E2和Eth，故不能再生。因此，這時(shí)，只能再生D1-1。
當(dāng)提高C/N到C/N＝C時(shí)，D1-2的誤碼校正后的誤碼率如點(diǎn)885c所示，達(dá)到Eth，所以，能再生。在這個(gè)時(shí)刻，D1-1、D1-2即D2頻道的解調(diào)處于不確定狀況。隨著提高C/N，在CN＝b′時(shí)D2頻道就能確實(shí)地解調(diào)了。
進(jìn)而提高C/N到C/N＝b時(shí)，D2-1的誤碼率如點(diǎn)858b所示，減少到Eth。則D2-1能夠再生。這時(shí)，D2-2的誤碼率比Eth大，故不能再生。C/N＝a時(shí)，如點(diǎn)885a所示，D2-2的誤碼率減少到Eth，頻道能夠再生。
這樣，通過(guò)運(yùn)用誤碼校正能力的差別化，進(jìn)而把物理分級(jí)D1、D2頻道分割為2層的邏輯分級(jí)，便能進(jìn)行總共4的分級(jí)傳送。
這時(shí)，把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作成分級(jí)結(jié)構(gòu)，使得即使丟失高等級(jí)的數(shù)據(jù)，也能再生一部分原信號(hào)，通過(guò)與本發(fā)明的分級(jí)傳送組合，可以像模擬傳送那樣，伴隨C/N的惡化，可以進(jìn)行逐漸減少數(shù)據(jù)量的分級(jí)型傳送。特別是，由于近年來(lái)的圖象壓縮技術(shù)急速地進(jìn)步。將圖象壓縮數(shù)據(jù)做成分級(jí)結(jié)構(gòu)和分級(jí)傳送組合時(shí)，在相同的點(diǎn)間可以傳送畫(huà)面質(zhì)量遠(yuǎn)高于模擬傳送的圖象，同時(shí)，又能像模擬傳送那樣，根據(jù)接收信號(hào)電平，分階段地降低畫(huà)面質(zhì)量，從而可在廣闊的區(qū)域都能夠接收。這樣，就能夠用數(shù)字技術(shù)保持高質(zhì)畫(huà)面，得到以往的數(shù)字圖象傳送所沒(méi)有的分級(jí)傳送的效果。
另外，圖象分段數(shù)據(jù)的地址數(shù)據(jù)、圖象壓縮時(shí)的基準(zhǔn)圖象數(shù)據(jù)、示于圖66擾頻器部分的擾頻解除數(shù)據(jù)以及幀同步信號(hào)等HDTV信號(hào)的圖象擴(kuò)展中最重要的數(shù)據(jù)作為高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)D1-1，用圖88、圖133、圖170、圖172的高碼增益的ECC編碼器743a發(fā)送，用接收機(jī)43的高碼增益的ECC譯碼器758接收。在這種方式中，即使C/N惡化、信號(hào)的出錯(cuò)率增加，高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)D1-1的出錯(cuò)率并不以同樣程度增加，因而能夠獲得防止數(shù)字圖象特有的致命的畫(huà)質(zhì)破壞的效果，而往往是雖然畫(huà)面質(zhì)量不太好，但仍能可靠地得到圖象。圖133、圖170的調(diào)制部749、解調(diào)部760無(wú)論是上述的16QAM、32QAM，還是后面的實(shí)施例4中所述的圖57的4VSB和圖68的8VSB或8PSK，都能夠獲得盡管畫(huà)面質(zhì)量不太好但仍能可靠地得到圖象的效果。
而且，如圖133、圖156所示，在第2數(shù)據(jù)流輸入單元744中的ECC編碼器744a和格狀編碼器744b中進(jìn)行高碼增益的錯(cuò)誤代碼化，而僅在ECC編碼器743a中進(jìn)行低碼增益的錯(cuò)誤代碼化，由此能夠使接收時(shí)的高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)和低優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)的出錯(cuò)率有大的差別。因此，由于即使通信系統(tǒng)的C/N值大幅度惡化，也能夠接收高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)，故在如汽車(chē)內(nèi)TV接收機(jī)等接收條件惡劣的、C/N值劇烈惡化的條件下，伴隨低優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)的惡化，畫(huà)質(zhì)也惡化。然而由于能夠再生高優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)故能夠再生象素框的配置信息，所以，能夠得到圖象不被破壞。只是清晰度和噪聲惡化了的圖象，能夠得到使用戶可以觀看TV節(jié)目的顯著效果。
實(shí)施例3以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例。
圖29是實(shí)施例3的總體圖。實(shí)施例3示出了把本發(fā)明的傳送裝置用于數(shù)字TV廣播系統(tǒng)的例子。超高分辨率的輸入圖象402輸入到第1圖象編碼器401的輸入部403，由分離電路404分離為第1數(shù)據(jù)串、第2數(shù)據(jù)串和第3數(shù)據(jù)串，再由壓縮電路405壓縮后輸出。
其它輸入圖象406、407、408分別由和第1圖象編碼器401同樣結(jié)構(gòu)的第2圖象編碼器409、410、411壓縮并輸出。
這4組數(shù)據(jù)中，第1數(shù)據(jù)串的4組信號(hào)用多路器412的第1多路器413在時(shí)間上使TDM方式等實(shí)現(xiàn)多路化，作為第1數(shù)據(jù)串傳送給發(fā)送機(jī)1。
第2數(shù)據(jù)串的信號(hào)群的全部或一部分由多路器414形成多路化，作為第2數(shù)據(jù)串傳送到發(fā)送機(jī)1。另外，第3數(shù)據(jù)串的信號(hào)群的全部或一部分由多路器415形成多路化，作為第3數(shù)據(jù)串傳送入發(fā)送機(jī)1。
接受這些數(shù)據(jù)的發(fā)送機(jī)1由調(diào)制器4對(duì)3個(gè)數(shù)據(jù)串進(jìn)行實(shí)施例1中敘述的調(diào)制，經(jīng)發(fā)送部5由天線6和信道7傳送到衛(wèi)星10，再經(jīng)中繼器12，傳送到第1接收機(jī)23等3種接收機(jī)。
第1接收機(jī)23經(jīng)信道21用半徑為r1的小徑天線22接收，在第1數(shù)據(jù)串再生部232中僅再生接收信號(hào)中第1數(shù)據(jù)串。由第1圖象譯碼器421再生并輸出NTSC信號(hào)或?qū)拵TSC信號(hào)等低分辨率的圖象輸出425和426。
第2接收機(jī)33用半徑r2的中徑天線32接收，由第1數(shù)據(jù)串再生部232和第2數(shù)據(jù)串再生部233再生第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，由第2圖象譯碼器422再生并輸出HDTV信號(hào)等高分辨率的圖象輸出427或圖象輸出425、426。
第3接收機(jī)43用半徑r3的大徑天線33接收，由第1數(shù)據(jù)串再生部232、第2數(shù)據(jù)串再生部233和第3數(shù)據(jù)串再生部234再生第1、第2、第3數(shù)據(jù)串，輸出錄相廳和電影院用的超高分辨率HDTV等超高分辨率的圖象輸出428。同時(shí)，也能夠輸出圖象輸出425、426、427。一般的數(shù)字TV廣播從數(shù)字式發(fā)送機(jī)發(fā)送，用第1接收機(jī)23接收時(shí)，只能以NTSC等低分辨率的圖象輸出426輸出。
下面，根據(jù)圖30的第1圖象編碼器401的框圖詳細(xì)地說(shuō)明結(jié)構(gòu)。超高分辨率的圖象信號(hào)輸入到輸入部403，然后送入分離電路404。在分離電路404中，用部分頻帶編碼方式分離為4個(gè)信號(hào)。用QMF等水平低通濾波器451和水平高通濾波器452分離成水平低頻成分和水平高頻成分。用二次取樣部453、454，將各個(gè)成分的取樣比率定為一半后，水平低頻成分由垂直低通濾波器455和垂直高通濾波器456分別分離為水平低頻垂直低頻信號(hào)(簡(jiǎn)稱HLVL信號(hào))和水平低頻垂直高頻信號(hào)(簡(jiǎn)稱HLVL信號(hào))，由二次取樣部457和458去除取樣比率，傳送入壓縮部405。
水平高頻成分由垂直低通濾波器459和垂直高通濾波器460，分離為水平高頻垂直低頻信號(hào)(簡(jiǎn)稱HHVL號(hào))和水平高頻垂直高頻信號(hào)(簡(jiǎn)稱HHVH信號(hào))，由二次取樣部461、462去除取樣比率，傳送入壓縮部405。
在壓縮部405中，用第1壓縮部471把HLVL信號(hào)進(jìn)行DCT等最佳的壓力，由第1輸出部472作為第1數(shù)據(jù)串輸出。
HLLH信號(hào)在第2壓縮部473中被壓縮后傳送到第2輸出部464。HHVL信號(hào)由第3壓縮部463壓縮后傳送到第2輸出部464。HHVL信號(hào)由分離電路465分為分辨率圖象信號(hào)(HHVL1)和超高分辨率圖象信號(hào)(HHVH2)，HVH1傳送到第2輸出部464，HHVL傳送到第3輸出部468。
下面，用圖31說(shuō)明第1圖象譯碼器421。第1圖象譯碼器421把來(lái)自第1接收機(jī)23的輸出、第1數(shù)據(jù)串即D1輸入到輸入部501，由譯擾碼器解除擾碼后由擴(kuò)展部503擴(kuò)展后的前述HLVL信號(hào)，利用畫(huà)面比率變更電路504和輸出部505變更畫(huà)面比率，輸出NTSC信號(hào)的圖象506、用NTSC信號(hào)突出畫(huà)面的圖象507、寬帶TV的全畫(huà)面的圖象或?qū)拵V側(cè)板畫(huà)面的圖象509。這時(shí)，可以選擇非交錯(cuò)或交錯(cuò)2種掃描線。對(duì)于NTSC的情況能得到525條掃描線、2重掃描畫(huà)面時(shí)能得到1050條掃描線。另外，在接收來(lái)自數(shù)字式發(fā)送機(jī)51的4psk的一般數(shù)字式TV廣播時(shí)，利用第1接收機(jī)23和第1圖象譯碼器421能解調(diào)并再生TV圖象。下面，用圖32的第2圖象譯碼器框圖說(shuō)明第2圖象譯碼器。首先，來(lái)自第2接收機(jī)33的D1信號(hào)由第1輸入部521輸入，由第1擴(kuò)展部522進(jìn)行擴(kuò)展，由過(guò)度取樣部523進(jìn)行2倍取樣，再由垂直低通濾波器524再生HLVL信號(hào)。D2信號(hào)經(jīng)輸入部530輸入，由分離電路531分離為3個(gè)信號(hào)，再由第2擴(kuò)展部532、第3擴(kuò)展部533和第4擴(kuò)展部534分別進(jìn)行擴(kuò)展及解除擾碼，用過(guò)度取樣部535、536、537做2倍的取樣，由垂直高通濾波器538、垂直低通濾波器539、垂直高通濾波器540送出。HLVL信號(hào)和HLVH信號(hào)在加法器525相加，由過(guò)度取樣部541和水平低通濾波器542形成水平低頻圖象信號(hào)，送到加法器543。HHVL信號(hào)和HHVH1信號(hào)由加法器526相加，用過(guò)度取樣器544和水平高通濾波器545形成水平高頻圖象信號(hào)，再由加法器543形成HDTV等的高分辨率圖象信號(hào)HD信號(hào)并從輸出部546輸出HDTV等的圖象輸出547。根據(jù)情況，也能輸出NTSC信號(hào)。
圖33是第3圖象譯碼器的框圖，D1信號(hào)從第1輸入部521、D2信號(hào)從第2輸入部530輸入由高頻圖象譯碼器527按前述順序再生HD信號(hào)。D3信號(hào)由第3輸入部551輸入，經(jīng)超高頻部圖象譯碼器552擴(kuò)展、去擾碼及合成，再生HHVH信號(hào)在合成器553中被合成為超高分辨率TV信號(hào)即S-HD信號(hào)，由輸出部554輸出超高分辨率圖象信號(hào)555。
下面，說(shuō)明在圖29的說(shuō)明中接觸過(guò)的多路器401的具體的多路化方法。圖34是數(shù)據(jù)配列圖。描述了在T的期間中，在第1數(shù)據(jù)串D1、第2數(shù)據(jù)串D2和第3數(shù)據(jù)串D3如何配置6個(gè)NTSC頻道L1、L2、L3、L4、L5、L6和6個(gè)HDTV頻道M1-M6以及6個(gè)S-HDTV頻道H1-H6。圖34首先在T期間以TDM方式等按時(shí)間多路在D1信號(hào)上配置L1到L6。把第1頻道的HLVL信號(hào)傳送到D1的區(qū)域601。接著在與第1頻道相當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)把第1頻道的HDTV和NTSC的差分信息M1，即上述的HLVH信號(hào)、HLVH信號(hào)和HHVH1信號(hào)傳送到D2信號(hào)的區(qū)域602。另外，把第1頻道的超級(jí)HDTV差分信息H1，即在圖30所說(shuō)明的HHVH-2H1傳送入D3信號(hào)的的區(qū)域603。
下面說(shuō)明選擇第1頻道的TV臺(tái)的情況。首先，擁有小型天線、第1接收機(jī)23和第1圖象譯碼器421的系統(tǒng)的一般接收者，能得到圖31的NTSC或?qū)拵TSC的TV信號(hào)。其次，擁有中型天線、第2接收機(jī)33和第2圖象譯碼器422的特定的接收者，選擇頻道1時(shí)，把第1數(shù)據(jù)串D1的區(qū)域601和第2數(shù)據(jù)串D2的區(qū)域602的信號(hào)合成后，可以得到和頻道1的NTSC節(jié)目相同的節(jié)目?jī)?nèi)容的HDTV信號(hào)。
擁有大型天線、能夠多值解調(diào)的第3接收機(jī)43和第3圖象譯碼器423的電影院等的部分接收者，把D1的區(qū)域601、D2的區(qū)域602和D3的區(qū)域603的信號(hào)合成后，可以得到和頻道1的NTSC的節(jié)目?jī)?nèi)容相同的電影院用圖象質(zhì)量的超高分辨率HDTV信號(hào)。2到3的其它頻道，同樣也能夠再生。
圖35是另一種區(qū)域的構(gòu)成。首先，NTSC的第1頻道配置在L1。這個(gè)L1位于D1信號(hào)的第1時(shí)間區(qū)域的區(qū)域601，在起始端加入了含有NTSC間的譯擾碼信息和實(shí)施例1所說(shuō)明的解調(diào)信號(hào)的信息S11。其次，HDTV的第1頻道分割為L(zhǎng)1和M1，M1是HDTV和NTSC的差分信息，加入在D2的區(qū)域602和區(qū)域611中。這時(shí)，采用6Mbps的NTSC壓縮信號(hào)并收容在L1，則M1的頻帶就成為2倍的12Mbps。將L1和M1組合，18Mbps的頻帶可從第2接收機(jī)33和第2圖象譯碼器423進(jìn)行解調(diào)和再生。另一方面，用現(xiàn)在建議的壓縮方法在約15Mbps的頻帶內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)NDTV壓縮信號(hào)。因此，利用圖35的配置可以用頻道1同時(shí)廣播HDTV和NTSC。這時(shí)，不能用頻道2再生HDTV。S21是HDTV的去擾碼信息。另外，超HDTV信號(hào)被分割成L1、M1和H1發(fā)送。超HDTV的差分信息用D3的區(qū)域603、612、613，把NTSC設(shè)定為6Mbps時(shí)合計(jì)發(fā)送36Mbps，如果進(jìn)行高度壓縮，則也能傳送掃描線約為2000條的電影院用畫(huà)面質(zhì)量的超HDTV信號(hào)。
圖36的配置圖示出了用D6占有6個(gè)時(shí)間區(qū)域傳送超HDTV信號(hào)的情形。把NTSC壓縮信號(hào)設(shè)定為6Mbps時(shí)，能夠傳送9倍的54Mbps。由此，能夠傳送高畫(huà)面質(zhì)量的超HDTV。
以上，是利用發(fā)送信號(hào)的電波的水平或垂直偏振面的情形。通過(guò)使用水平和垂直2個(gè)偏振面，頻率利用率成為2倍。下面進(jìn)行說(shuō)明。
圖49示出了第1數(shù)據(jù)串的水平偏振信號(hào)Dv1垂直偏振信號(hào)DH1第2數(shù)據(jù)串的相應(yīng)的Dv2、DH2、和第3數(shù)據(jù)串的Dv3、DH3的配置圖。這時(shí)，在第1數(shù)據(jù)串的垂直偏振信號(hào)Dv1上加入了NTSC等低頻TV信號(hào)，在第1數(shù)據(jù)串的水平偏振信號(hào)DH1上加入了高頻TV信號(hào)。因此，只具有垂直偏振天線的第1接收機(jī)23能夠再生NTSC等的低頻信號(hào)。另一方面，具有垂直、水平兩方向偏振天線的第1接收23，就能夠得到例如將L1和M1合成的HDTV信號(hào)。即，使用第1接收機(jī)23時(shí)，根據(jù)天線的能力，一方面能夠再生NTSC，另一方面又能夠再生NTSC和HDTV，故具有2種方式兼容的巨大效果。
圖50是做成TDAM方式的情況。在各數(shù)據(jù)段721的起始部設(shè)置了同步部731和卡片部741。另外，在幀的起始部設(shè)置了同步信息部720。這時(shí)，各時(shí)間段群分別被分配到各一個(gè)頻道。例如，用第1時(shí)間段750能夠發(fā)送第1頻道的完全相同節(jié)目的NTSC、HDTV、超HDTV。各個(gè)時(shí)間段750-750e完全獨(dú)立。從而，特定的播放臺(tái)用特定的時(shí)間段以TDAM方式廣播時(shí)，具有能與其它電臺(tái)獨(dú)立地播放NTSC、HDTV、超HDTV的效果。另外，接收側(cè)擁有使用水平偏振天線的第1接收機(jī)23的結(jié)構(gòu)時(shí)，能夠再生NTSC TV，若是雙偏振天線則能再生HDTV。如果使用第2接收機(jī)33，則能夠再生低分辨率的超HDTV。如果使用第3接收機(jī)43，則能夠完全再生超HDTV信號(hào)。這樣就能建立起具有兼容性的廣播系統(tǒng)。這時(shí)不僅圖50的配置那樣分段狀的TDMA方式能夠再生，而且圖449那樣的連續(xù)信號(hào)的時(shí)間多路化也能再生。另外，如果按圖151所示那樣配置也能夠再生高分判率的HDTV信號(hào)。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例3，能進(jìn)行具有超高分辨率型HDTV、HDTV和NTSC TV的3種信號(hào)兼容性的數(shù)字TV廣播。特別是在電影院等傳送時(shí)，具有能夠把圖象電子化的新的效果。
下面，把本發(fā)明的變形QAM稱作SRQAM，說(shuō)明其具體的誤碼率。
首先，計(jì)算16SRQAAM的誤碼率。圖99是16SRQAM的信號(hào)點(diǎn)矢量圖。在第1象限，對(duì)于16QAM的情況，信號(hào)點(diǎn)83a、83b、84a、85、86a等16個(gè)信號(hào)點(diǎn)的間隔相等，都是2δ。
16QAM的信號(hào)點(diǎn)83a處于距座標(biāo)軸的I軸、Q軸δ的距離，這里，對(duì)于16QQAM的情況，把n定義為移動(dòng)值，則移動(dòng)信號(hào)點(diǎn)83a使距座標(biāo)軸的距離向nδ位置的信號(hào)點(diǎn)83移動(dòng)。這時(shí)，則0＜n＜3另外，其它的信號(hào)點(diǎn)84a、86a也移動(dòng)到信號(hào)點(diǎn)84、86的位置。
設(shè)第1數(shù)據(jù)串的誤碼率為Pe1，則Pe1-16=14(erfc(nδ2σ)+erfc(3δ2σ)]]>=18erfc(nρ9+n2)]]>設(shè)第2數(shù)據(jù)列的誤碼率為Pe2，則Pe2-16=12erfc(3-n2δ2σ)]]>=14erfc(3-n29+n2ρ)]]>其次，計(jì)算36SRQAM或32SRQAM的誤碼率。圖100是36SRQAM的信號(hào)矢量圖，在第1象限，36QAM的信號(hào)點(diǎn)間距定義為2δ。
36QAM的信號(hào)點(diǎn)83a位于距座標(biāo)軸δ處。這個(gè)信號(hào)點(diǎn)成為36SRQAM時(shí)就移動(dòng)到信號(hào)點(diǎn)83的位置，距座標(biāo)軸nδ。移動(dòng)各信號(hào)點(diǎn)，成為信號(hào)點(diǎn)83、84、85、86、97、98、99、100、101。把由9個(gè)信號(hào)點(diǎn)組成的信號(hào)點(diǎn)群90看作為1個(gè)信號(hào)點(diǎn)，用變形4psk接收機(jī)接收，設(shè)再生第1數(shù)據(jù)串時(shí)的誤碼率為Pe1，分別辨別信號(hào)點(diǎn)群90中的9個(gè)信號(hào)點(diǎn)，設(shè)再生第2數(shù)據(jù)串時(shí)的誤碼為Pe2，則Pe1-32=16erfc(nδ2σ)]]>=16erfc(6ρ5×nn2+2n+25)]]>Pe2-32=23erfc(5-n42δρ)]]>=23erfc(3ρ40×5-nn2+2n+25)]]>
這時(shí)，圖101的C/N-誤碼率圖給出了計(jì)算誤碼率Pe和傳送系統(tǒng)噪比C/N之間關(guān)系的例子。曲線900是為了比較而表示的先有方式的32QAM的誤碼率。直線905表示10的-1.5次方的直線。把本發(fā)明的SRQAM的移動(dòng)量n取1.5時(shí)，第1分級(jí)D1的誤碼率為曲線901a，誤碼率在10-1.5時(shí)，對(duì)于曲線900的32QAM，即使C/N值下降5dB，D1也能以相同的誤碼率再生。
其次n＝1.5時(shí)第2分級(jí)D2的誤碼率用曲線902a表示，誤碼率為10-1.5與示于曲線900的32QAM相比，如果不使C/N提高2.5dB，就不能以同等的誤碼率再生。曲線901b、902b表示n＝2.0時(shí)的D1、D2。曲線902c表示D2。把這些歸納起來(lái)，則在誤碼率為10的-1.5次方的數(shù)值時(shí)，當(dāng)n＝1.5，2.0，2.5時(shí)，與32QAM相比，各個(gè)D1分別改善5，8，10dB，而D2惡化2.5dB。
對(duì)于32SKRQAM的情況，改變移動(dòng)量11時(shí)，用圖103的移動(dòng)量n和C/N的關(guān)系圖表示為了得到預(yù)定的誤碼率所需要的第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2的C/N值。由圖103可知，如果n大于0.8，則出現(xiàn)分級(jí)傳送，即第一數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2的傳送所需要的C/N值之差，從而產(chǎn)生本發(fā)明的效果。因此，對(duì)于32SRQAM的情況，在n＞0.85的條件下本發(fā)明有效果。對(duì)于16SRQAM的情況，誤碼率如圖102的C/N與誤碼率的關(guān)系圖所示的那樣。在圖102中，曲線900表示16QAM的誤碼率。曲線901a、901b、901c分別表示第1數(shù)據(jù)串D1的n＝1.2、1.5、1.8時(shí)的誤碼率。曲線902a、902b、902c分別表示第2數(shù)據(jù)串D2的n＝1.2、1.5、1.8時(shí)的誤碼率。
圖104的移動(dòng)量n和C/N的關(guān)系圖示出了對(duì)于16SRQAM的情況，在改變移量n時(shí)為了得到特定的誤碼率所需要的第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2的C/N值。由圖104可知，對(duì)于16SRQAM的情況，如果n＞0.9，則本發(fā)明的分級(jí)傳送能夠?qū)崿F(xiàn)。由上述所述，若n＞0.9，則分級(jí)傳送成立。
這里，具體示出對(duì)于數(shù)字TV地面廣播應(yīng)用本發(fā)明的SRQAM時(shí)的一個(gè)例子。圖105給出地面廣播時(shí)發(fā)送天線和接收天線間的距離與信號(hào)電平之間的關(guān)系圖。曲線911表示發(fā)送天線的高度為1250ft時(shí)接收天線的信號(hào)電平。首先，假定現(xiàn)在正在進(jìn)行研究的數(shù)字TV廣播方式中所要求的傳送系統(tǒng)需要的誤碼率為10的-1.5次方。區(qū)域912表示噪聲電平，點(diǎn)910是C/N＝15dB點(diǎn)，表示先有方式的32QAM方式的接收界限定。在這個(gè)L＝60英里的地點(diǎn)能夠接收數(shù)字的HDTV。
然而，由于天氣等接收條件的惡化，有時(shí)C/N以5dB的幅度變化。在C/N值接近閾值的接收狀態(tài)，如果C/N下降，就急劇地變得不能接收HDTV。還有，由于地形和建筑物的影響。估計(jì)至少有10dB左右的變化，在60英里半徑內(nèi)的所有地點(diǎn)當(dāng)然就不能接收。這時(shí)，和模擬信號(hào)時(shí)不同，對(duì)于數(shù)字的情況完全不能傳送圖像。因此，先有的數(shù)字TV廣播方式的服務(wù)區(qū)域是不準(zhǔn)確的。
另一方面，對(duì)于本發(fā)明的32SRQAM的情況，如前所述，由圖133、圖137的結(jié)構(gòu)組成3級(jí)的分級(jí)。在第1-1分級(jí)D1-1中發(fā)送MPEG電平的低分辨率NTSC信號(hào)，在第1-2分級(jí)D1-2中發(fā)送NTSC等中分辨率TV成分，在第2分級(jí)D2中發(fā)送HDTV的高頻成分。例如，在圖105中，第1-2分級(jí)的服務(wù)范圍如點(diǎn)910a那樣擴(kuò)大到70英里的地點(diǎn)，第2分級(jí)則如點(diǎn)910b那樣退縮到55英里的地點(diǎn)。圖106的32SRQAM的服務(wù)范圍圖示出了這種情況下服務(wù)范圍面積的差別。圖106是進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，更具體地計(jì)算圖53的服務(wù)范圍。在圖106中，區(qū)域708、703c、703a、703b、712分別表示先有方式的32QAM的服務(wù)范圍，第1-1分級(jí)D1-1的服務(wù)范圍、第1-2分級(jí)D1-2分級(jí)的服務(wù)范圍、第2分級(jí)D2的服務(wù)范圍和鄰近模擬臺(tái)的服務(wù)范圍。其中，先有方式的32QAM的服務(wù)范圍的數(shù)據(jù)用的是已公布的數(shù)據(jù)。
先有的32QAM廣播方式名義上能夠設(shè)定60英里的服務(wù)范圍。然而，實(shí)際上由于氣候和地形的條件變化等，在接收界限地區(qū)附近，接收狀態(tài)極其不穩(wěn)定。
然而，應(yīng)用本發(fā)明的36SRQAM，通過(guò)用第1-1分級(jí)D1-1傳送MPEG1等級(jí)的低頻TV成分，用第1-2分級(jí)D1-2發(fā)送NTSG等級(jí)的中頻TV成分，用第2分級(jí)D2發(fā)送HDTV的高頻成分，則如圖106那樣，雖然高分辨率等級(jí)的HDTV的服務(wù)范圍的半徑縮小了5英里，但中分辨率等級(jí)的EDTV服務(wù)范圍半徑卻擴(kuò)大了10英里以上、低分辨率的LDTV的服務(wù)范圍半徑擴(kuò)大了18英里以上。圖107示出移動(dòng)系數(shù)n或S＝1.8時(shí)的服務(wù)范圍，圖135用面積表示了圖107的服務(wù)范圍。
由此，第一、即使在先有方式的接收條件惡劣的地區(qū)存在不能接收的區(qū)域，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的SRQAM方式，至少在所設(shè)定的服務(wù)范圍內(nèi)，可以發(fā)送幾乎所有的接收機(jī)都能接收到中分辨率或低分辨率等級(jí)的TV廣播的信號(hào)。因此，在通常的QAM中所產(chǎn)生的高樓陰影和低洼地等不能接收的區(qū)域和受到來(lái)自鄰近模擬臺(tái)干擾的區(qū)域，通過(guò)運(yùn)用本發(fā)明，可以大大減少這些不能接收的區(qū)域，這樣實(shí)際上就能增多接收人數(shù)。
第2，先有的數(shù)字TV廣播方式，由于僅有擁有昂貴的接收機(jī)和電視機(jī)的接收者才能接收廣播，故在服務(wù)范圍之內(nèi)也只有一部分接收者能夠視聽(tīng)。但是，利用本發(fā)明，擁有先有的NTSC、PAL及SECAM方式的先有類型的TV機(jī)的接收者，只要增設(shè)數(shù)字式接收機(jī)，就能用NTSC或LDTV等級(jí)接收數(shù)字HDTV廣播的節(jié)目。因而。接收者能夠以比較少的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)視聽(tīng)節(jié)目。同時(shí)，由于總接收人數(shù)增加了，TV發(fā)送者可以得到更多的視聽(tīng)者，所以作為T(mén)V事業(yè)的經(jīng)營(yíng)能獲得更穩(wěn)定的社會(huì)效果。
第3，n＝2.5時(shí)，中分辨率等級(jí)的接收區(qū)域的面積比先有方式擴(kuò)大36％。接收者隨面積擴(kuò)大而增加。由于服務(wù)范圍的擴(kuò)大和接收者的增加，TV事業(yè)者的事業(yè)收入也增大。由此，數(shù)字式廣播事業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)減少，從而，可望提前普及數(shù)字式TV廣播。
如在圖107的32SRQAM的服務(wù)范圍圖中所見(jiàn)到的那樣，n或s＝1.8時(shí)，也能得到同樣的效果，通過(guò)變更移動(dòng)值n，各個(gè)播放臺(tái)根據(jù)HDTV接收機(jī)及NTSC TV接收機(jī)的分布狀況等地區(qū)特有的條件和情況，變更n，通過(guò)把SRQAM的D1和D2的服務(wù)范圍703a、703b設(shè)定為最佳條件，接收者便能得到最大的滿足，從而播放臺(tái)便能得到最多的接收人數(shù)。
這時(shí)，n＞1.0就能得到以上的效果。
因此，對(duì)于32SRQAM的情況，則n為1＜n＜5同樣，對(duì)于16SRQAM的情況，n為1＜n＜3這時(shí)，在像圖99、圖100那樣移動(dòng)而得到第1和第2分級(jí)的SRQAM方式，如果在16SRQAM、32SRQAM、64SRQAM中n大于1.0，則在地面廣播中能夠得到本發(fā)明的效果。
實(shí)施例中說(shuō)明了傳送圖像信號(hào)的情況，但是，如果把聲音信號(hào)分為高頻區(qū)或高分辨率區(qū)和低頻區(qū)或低分辨率區(qū)，分別作為第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，用本發(fā)明的傳送方式進(jìn)行傳送，也能得到同樣的效果。
用于PCM廣播，收音機(jī)、攜帶電話時(shí)，可以擴(kuò)大服務(wù)范圍。
另外，在實(shí)施例3中，如圖133所示，與時(shí)間分割多路(TDM)方式相組合，設(shè)置TDM的子通道，如ECC編碼器743a和ECC編碼器743b所示那樣，通過(guò)把2個(gè)子通道的錯(cuò)誤校正的碼增益差別化，便能給各個(gè)子通道的閾值加上一個(gè)差值，從而可以增加分層型傳送的子通道。這時(shí)，也可以如圖137所示那樣，改變2個(gè)子通道的格狀編碼器的碼增益。由于和后述的實(shí)施例6的圖131的說(shuō)明相同，故省略詳細(xì)的說(shuō)明。圖131的框圖是磁記錄再生裝置，圖137的框圖是通信系統(tǒng)。從圖中可知，把通信系統(tǒng)中發(fā)送機(jī)的升頻變頻器、接收機(jī)的降頻變頻器分別置換為磁記錄再生裝置的磁頭記錄信號(hào)增幅電路、磁頭再生信號(hào)增幅電路，則發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)構(gòu)完全相同。因此，調(diào)制、解調(diào)部分的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作完全相同。同樣可知，圖84的磁記錄再生系統(tǒng)和圖156的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。另外，在希望簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，可以采用圖157的結(jié)構(gòu)，希望進(jìn)一步簡(jiǎn)化時(shí)，可以用圖158所示的結(jié)構(gòu)。在圖106的模擬中，給出了在第1-1子通道D1-1和第1-2子通道D1-2之間建立5dB碼增益之差的情況。SRQAM是把稱為“C-CDM”的本發(fā)明的信號(hào)點(diǎn)代碼分割多路方式(Constellation-Code Division Multiplex)應(yīng)用于矩形QAM(rectangle-QAM)的方式。C-CDM是獨(dú)立于TDM和FDM的多路化方式。是通過(guò)分割與代碼對(duì)應(yīng)的信號(hào)點(diǎn)代碼得到子通道的方式。通過(guò)增加這個(gè)信號(hào)點(diǎn)的數(shù)，可以得到TDM和FDM中所沒(méi)有的傳送容量的擴(kuò)充性，這一點(diǎn)，可以在保持和以住的機(jī)器幾乎完全的互換性的同時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，C-CDM便具有出色的效果。
以上用的是把C-CDM和TDM相組合的實(shí)施例，但是，和頻率分割多路化((FDM)組合也能產(chǎn)生同樣的閾值緩和效果。例如，用于TV廣播時(shí)，成為圖108所示的TV信號(hào)的頻率分布圖。以往的模擬廣播例如NTSC方式的信號(hào)按頻譜725那樣的頻率分布。最大的信號(hào)是圖象的載波722。彩色的載波723和聲音的載波724沒(méi)有那么大。為了避免相互干涉，有用FDM把數(shù)字廣播的信號(hào)分為2個(gè)頻率的方法。這時(shí)，如圖示那樣，為了避開(kāi)圖象的載波722而分割為第1載波726和第2載波727，分別傳送第1信號(hào)720和第2信號(hào)721，以此來(lái)減輕干涉。利用第1信號(hào)720以大功率發(fā)送低分辨率TV信號(hào)，用第2信號(hào)721以小功率發(fā)送高分辨率信號(hào)，既能避免干涉，又能實(shí)現(xiàn)FDM的分級(jí)型廣播。
這里，把使用先有方式32QAM時(shí)的圖示于圖134。由于子通道A的輸出大，所以，閾值Threshold1可以比子通道B的閾值Thresh-old2小4-5dB。因此，這時(shí)，如果接收信號(hào)的電平小于Threshold2，故不能全部接收占信息大部分的用斜線所示的第2信號(hào)721a的信號(hào)，只能接收信息量較少的第1信號(hào)720a。只能在第2分級(jí)接收畫(huà)面質(zhì)量顯著惡化的圖象。
然而，應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，如圖108所示，首先，對(duì)于第1信號(hào)720利用根據(jù)C-CDM得到的32SRQAM追加A的子通道1。進(jìn)而，把低分辨率的成分加在這個(gè)低閾值的A的子通道1中。設(shè)第2信號(hào)721為32SRQAM，把B的子通道1的閾值與第1信號(hào)的閾值Threshold2合并。于是，信號(hào)電平下降到Threshold2也不能接收。區(qū)域僅是用斜線所示的第2信號(hào)部721a，由于B的子通道1和子通道A能夠接收，故傳送量減少得不太多。因此，在第2分級(jí)中，畫(huà)質(zhì)優(yōu)良的圖象在Th-2的信號(hào)電平下也能接收。
通過(guò)在一方的子通道傳送普通分辨率的成分，進(jìn)一步增加分級(jí)的數(shù)量，可以擴(kuò)展低分辨率的服務(wù)范圍。通過(guò)把聲音信息或同步信息以及各數(shù)據(jù)的字頭等重要的信息納入該閾值低的子通道，因可以準(zhǔn)確地接收這些重要的信息而能穩(wěn)定地接收。對(duì)于第2信號(hào)721，使用同樣的方法，可以增加服務(wù)范圍的分級(jí)。HDTV的掃描線為1050條時(shí)，加在525條上，利用C-CDM，可以增加775條的服務(wù)范圍。
這樣，把FDM和C-CDM組合時(shí)就能擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域。這時(shí)，利用FDM設(shè)立了2個(gè)子通道，但是，也可以分割為3個(gè)頻率，設(shè)定3個(gè)子通道。
其次，說(shuō)明把TDM和C-CDM組合，避免干擾的方法。如圖109所示，模擬TV信號(hào)中有水平回掃線部732和圖象信號(hào)部731。由于水平回掃線部732的信號(hào)電平低。所以，在這個(gè)期間中即使受到干擾也不會(huì)輸出到畫(huà)面上。利用這一點(diǎn)，把數(shù)字TV信號(hào)的同步和模擬信號(hào)合成，就能在水平回掃線部732的水平回掃線同步段733、733a發(fā)送重要的數(shù)據(jù)，例如發(fā)送同步信號(hào)等或以高輸出發(fā)送很多的數(shù)據(jù)。由此，便可不增加干擾而增加數(shù)據(jù)量或提高輸出。還有，在垂直回掃線部735、735a的期間使其同步，設(shè)立垂直回掃線同步段737、737a也能得到同樣的效果。
圖110是C-CDM的原理圖。另外，圖111示出16QAM擴(kuò)充版的C-CDM碼分配圖，圖112示出32QAM擴(kuò)充版的代碼分配圖。像圖110、111所示，256QAM被分為740a、740b、740c、740d等第1、第2、第3、第4級(jí)等四個(gè)級(jí)，分別具有4、16、64、256個(gè)段。第4級(jí)740d的256QAM信號(hào)點(diǎn)代碼字742d是8比特“11111111”。把它按2比特一組分割為4個(gè)代碼字741a、741b、741c、741d，把各個(gè)“11”、“11”、“11”、“11”分配到第1、2、3、4級(jí)740a、740b、740c、740d的信號(hào)點(diǎn)區(qū)域742a、742b、742c、742d。這樣，便能得到各2比特和子通道，即子通道1、子通道2、子通道3、子通道4。稱為信號(hào)點(diǎn)符號(hào)分割多路方式。圖111示出16QAM的擴(kuò)充版的具體符號(hào)配置，圖112示出36QAM的擴(kuò)充版。C-CDM多路化方式是獨(dú)立的。因此，通過(guò)和先有的頻率分割多路方式(FDM)及時(shí)間分割多路方式(TDM)相組合，可以進(jìn)一步增加子通道。這樣，利用C-CDM方式，能夠?qū)崿F(xiàn)新的多路方式。上面用矩形QAM說(shuō)明了C-CDM，但是，具有信號(hào)點(diǎn)的其它調(diào)制方式，例如把其它形式的QAM及PSK、ASK以及頻率區(qū)域視為信號(hào)點(diǎn)，F(xiàn)SK也同樣能多路化。
實(shí)施例4下面，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施例。
圖37是實(shí)施例4的總體系統(tǒng)圖。實(shí)施例4是把實(shí)施例3說(shuō)明過(guò)的通信系統(tǒng)用于地面廣播，其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作基本相同。與實(shí)施例3所說(shuō)明的圖29的區(qū)別僅在于發(fā)送用天線6a是在面?zhèn)魉吞炀€，以及各接收機(jī)的各個(gè)天線21a、31a、41a是地面?zhèn)魉陀锰炀€。其它的動(dòng)作完全相同，故省略重復(fù)的說(shuō)明。與衛(wèi)星廣播相同，地面廣播時(shí)發(fā)送天線6a和接收機(jī)的距離是很重要的，遠(yuǎn)距離的接收機(jī)收到的電波弱，用先有的發(fā)送機(jī)不只是完全不能解調(diào)多值QAM調(diào)制信號(hào)，而且不能視聽(tīng)節(jié)目。
然而，應(yīng)用本發(fā)明的通信系統(tǒng)時(shí)，如圖37那樣在遠(yuǎn)距離具有天線22a的第1接收機(jī)23接收變形64QAM調(diào)制信號(hào)或變形16QAM調(diào)制信號(hào)時(shí)，由于是以4PSK模式解調(diào)、再生第1數(shù)據(jù)串的D1信號(hào)，所以，能得到NTSC的TV信號(hào)。因此，即使電波弱也能視聽(tīng)中分辨率的TV節(jié)目。
其次，使用處于中等距離具有天線32a的第2接收機(jī)33，由于到達(dá)的電波充分強(qiáng)，故能夠從變形16或64QAM信號(hào)中解調(diào)出第2數(shù)據(jù)串和第1數(shù)據(jù)串，得到HDTV信號(hào)。因此，能夠以HDTV視聽(tīng)同樣的節(jié)目。
另一方面，對(duì)于處在近距離或具有超高靈敏度天線42a的第3接收機(jī)43，由于電波對(duì)于變形64QAM信號(hào)的解調(diào)足夠強(qiáng)，故能解調(diào)出第1、2、3數(shù)據(jù)串D1、D1、D3，從而能夠得到超高分辨率的HDTV信號(hào)。能夠以和大型電影一樣的畫(huà)面質(zhì)量的超級(jí)HDTV視聽(tīng)相同的TV節(jié)目。
這時(shí)，頻率的配置方法能夠利用圖34、圖35、圖36，通過(guò)把時(shí)間多路配置換為頻率配置進(jìn)行說(shuō)明。像圖34那樣從1到6頻道分割頻率時(shí)，把NTSC配置在D1信號(hào)的第1通道L1上，把HDTV的差分信息配置在D2信號(hào)的第1通道M1上，把超高分辨率HDTV的差分信息配置在D3信號(hào)的第1通道H1上，由此能夠用同一個(gè)通道發(fā)送NTSC、HDTV和超分辨率HDTV。還有，如圖35、圖36所示，若允許使用其它通道的D2信號(hào)，則能夠廣播更高級(jí)畫(huà)面南量的HDTV和超高分辨率HDTV。
如上所述，使用1個(gè)通道或其它通道的D2、D3信號(hào)區(qū)域播放相互具兼容性的3個(gè)數(shù)字TV地面廣播。如果是中分辨率，則本發(fā)明能夠以相同的頻道大更廣闊的區(qū)域接收相同內(nèi)容的TV節(jié)目。
作為數(shù)字地面廣播，提出了應(yīng)用16QAM的6MHZ帶寬的HDTV廣播等方式。然而，這些方式用于NTSC沒(méi)有兼容性，故采用的播放方式是以NTSC的其它頻道發(fā)送相同節(jié)目。還有，對(duì)于16QAM的情況，可以預(yù)想，可傳送的服務(wù)區(qū)域比較狹小。通過(guò)把本發(fā)明用于地面廣播，不僅不需要另設(shè)通道，而且由于遠(yuǎn)距離的接收機(jī)也能從中公辨率視聽(tīng)節(jié)目，故服務(wù)范圍廣闊。
圖52示出先有方式的HDTV數(shù)字地面廣播時(shí)，接收受干擾的區(qū)域圖，以及從使用先有方式的HDTV數(shù)字式播放臺(tái)701到能接收HDTV的區(qū)域702和鄰近的模擬播放臺(tái)711的能接收的區(qū)域712。在二者的重復(fù)部分713，由于受到模擬播放臺(tái)711的電波干擾，至少不能穩(wěn)定地接收HDTV。
其次，圖53示出應(yīng)用本發(fā)明的分級(jí)型廣播方式時(shí)的接收受干擾的區(qū)域圖。本發(fā)明在和先有方式具有同樣的發(fā)送電功率時(shí)，由于電功率利用率低，故HDTV高分辨率能接收的區(qū)域703就比上述先有方式接收能區(qū)域702狹窄一些。然而，存在比先有方式能接收的區(qū)域702更廣范圍的數(shù)字NTSC等的用低分辨率能接收的區(qū)域704。由以上2個(gè)區(qū)域構(gòu)成本發(fā)明能接收的區(qū)域。這時(shí)，數(shù)字式播放臺(tái)701對(duì)模擬臺(tái)711的電波干擾，和圖52所示的先有方式為同一水平。
這時(shí)，在本發(fā)明中，存在模擬臺(tái)711對(duì)數(shù)字臺(tái)701干擾的3個(gè)區(qū)域。1是不能接收HDTV、NTSC的第1干擾區(qū)域705。第2是雖受干擾但和干擾前一樣能夠接收NTSC的第2干擾區(qū)域706，用單斜線表示，這里，NTSC使用即使C/N降低也能接收的第1數(shù)據(jù)串，故即便因模擬臺(tái)711的電波干擾使C/N下降，干擾的影響范圍也不大。
第3是干擾前能夠接收HDTV，而干擾后僅能接收NTSC的第3干擾區(qū)域707，用雙重斜線表示。
這樣，干擾前的HDTV的接收區(qū)域比先有方式的窄一些，但是包括NTSC的接收范圍卻變寬了。進(jìn)而，由于來(lái)自模擬臺(tái)711的干擾，在先有方式HDTV因干擾完全不能接收的區(qū)域也可能以NTSC接收和HDTV相同的節(jié)目。這樣，就大幅度削減了不能接收節(jié)目的區(qū)域。這時(shí)，通過(guò)增加一些播放臺(tái)有播放電功率，HDTV的能接收區(qū)域就和先有方式等同。進(jìn)而，在先有方式完全不能視聽(tīng)的遠(yuǎn)方區(qū)域和在與模擬臺(tái)重復(fù)的區(qū)域，都能以NTSC TV的品位接收節(jié)目。
前面示出了應(yīng)用2分級(jí)傳送方式的例子，但是，也能夠應(yīng)用圖78的時(shí)間配置圖那樣的3重分級(jí)的傳送方式。通過(guò)把HDTV分解為HDTV、NTSC、低分辨率NTSC等3個(gè)水平的圖象發(fā)送，圖53的可能接收領(lǐng)域便從2層擴(kuò)展到3層，最外層成為廣闊的區(qū)域，與此同時(shí)，2分級(jí)傳送中在完全不能接收的第1干擾區(qū)705可能以低分辨率NTSC的品位來(lái)接收節(jié)目。以上示出了數(shù)字播放臺(tái)給模擬廣播帶來(lái)干擾的例子。
下面示出數(shù)字廣播不會(huì)給模擬廣播干擾的限制條件下的實(shí)施例?，F(xiàn)在，美國(guó)等正在研究的利用空頻道的方式，是使用鄰近的同樣的頻道。為此，從后面?zhèn)魉偷臄?shù)字廣播就不能對(duì)已有的模擬廣播帶來(lái)干擾。因而，必需在圖53的條件下根據(jù)發(fā)送的情況降低數(shù)字發(fā)送的發(fā)送電平。這時(shí)，對(duì)先有方式的16QAM和4ASK調(diào)制的情況，由于示于圖54的干擾狀態(tài)圖上以雙重斜線表示的不能接收區(qū)域713較大，故大幅度地縮小了HDTV的可能接收區(qū)域708。服務(wù)范圍變窄，接收者減少，故廣告節(jié)目減少。從而可以預(yù)想，先有方式的廣播事業(yè)經(jīng)濟(jì)上難于成立。
其次，圖55中示出應(yīng)用了本發(fā)明傳送方式的情況，HDTV的高分辨率可能接收區(qū)域703比先有方式的可能接收區(qū)域708狹窄一些。然而能得到比先有方式或更廣闊范圍的NTSC等低分辨率可能接收的區(qū)域704。單斜線表示的部分示出不能以HDTV水平接收同一節(jié)目，但能從NTSC水平接收的區(qū)域。其中，在第1干擾區(qū)域705受到模擬播放臺(tái)711的干擾，HDTV、NTSC都不能接收。
如上所述，對(duì)于相同電波強(qiáng)度的情況，本發(fā)明的分級(jí)型廣播HDTV品位的可能接收區(qū)域狹窄一些，但另一方面增加了能夠以NTSC TV品位接收相同節(jié)目的區(qū)域。因此，能增加播放臺(tái)的服務(wù)范圍，能夠向更多的接收者提供節(jié)目。從而能夠更經(jīng)濟(jì)而穩(wěn)定地使HDTV/NTSC TV的廣播事業(yè)成立，將來(lái)，在數(shù)字收發(fā)機(jī)的比率增加了的階段，會(huì)放寬對(duì)模擬廣播的干擾規(guī)則的要求故能夠加強(qiáng)電波強(qiáng)度。這樣，就能夠擴(kuò)大HDTV的服務(wù)范圍。這時(shí)，通過(guò)調(diào)整第1數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串的信號(hào)點(diǎn)的間隔，就能調(diào)整圖55所示的數(shù)字HDTV/NTSC的可能接收區(qū)域和數(shù)字NTSC的可能接收區(qū)域。這時(shí)，如前所述那樣，通過(guò)把這個(gè)間隔的信息發(fā)送到第1數(shù)據(jù)串便能更穩(wěn)定地接收。
圖56示出將來(lái)轉(zhuǎn)換為數(shù)字廣播的干擾狀況圖。這時(shí)，和圖52不同，鄰近臺(tái)是進(jìn)行數(shù)字廣播的數(shù)字播放臺(tái)701a。由于能夠增加發(fā)射電功率，故HDTV等高分辨率可能接收區(qū)域703能夠擴(kuò)大到和模擬TV廣播同等的可能接收區(qū)域702。
而且，由于在雙方可能接收區(qū)域的競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域714互相受到干擾，故用通常的定向天線不能以HDTV的品位再生節(jié)目，但能夠以NTSC TV的品位接收處在接收天線的定向方向的數(shù)字播放臺(tái)的節(jié)目。另外，應(yīng)用方向性極高的天線時(shí)，能夠以HDTV的品位接收處在天線的定向方向的播放臺(tái)的節(jié)目。低分辨率可能接收區(qū)域704比模擬TV廣播標(biāo)準(zhǔn)的可能接收區(qū)域702廣闊。在鄰近播放臺(tái)的低分辨率可能接收區(qū)域704a的競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域715、716能夠以NTSC TV的品位再生處在天線的定向方向上的播放臺(tái)的節(jié)目。
在比較遠(yuǎn)的將來(lái)，數(shù)字廣播真正普及時(shí)，規(guī)則條件將進(jìn)一步放寬，根據(jù)本發(fā)明的分層型廣播將使在廣闊服務(wù)范圍內(nèi)的HDTV廣播成為可能。到那時(shí)，通過(guò)采用本發(fā)明的分層型廣播方式，在確保和現(xiàn)有方式同樣程度的廣范圍的HDTV接收范圍的同時(shí)，現(xiàn)有方式能接收的遠(yuǎn)方區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域也能夠以NTSCTV的品位接收節(jié)目，故能大幅度減少服務(wù)范圍的缺損部分。
實(shí)施例5實(shí)施例5是本發(fā)明用于振幅調(diào)制(即ASK)方式的實(shí)施例。圖57為實(shí)施例5的4值VSB信號(hào)等ASK信號(hào)的信號(hào)配置圖，具有721、722、723、724這4個(gè)信號(hào)點(diǎn)。圖68(a)示出8值VSB信號(hào)的星座。能夠以1個(gè)周期發(fā)送4值時(shí)的2比特?cái)?shù)據(jù)。4VSB的情況下能夠使信號(hào)點(diǎn)721、722、723、724與例如00、01、10、11對(duì)應(yīng)。
為了進(jìn)行本發(fā)明的分層型傳送，如圖58的4電平VSB等的4電平ASK的信號(hào)配置圖所示，把信號(hào)點(diǎn)721、722作為1個(gè)組(即第1信號(hào)點(diǎn)群725)處理，把信號(hào)723、724作為另外一個(gè)組處理，定義為第2信號(hào)點(diǎn)群726。而且，使2個(gè)信號(hào)點(diǎn)群間的間隔比等間隔的信號(hào)點(diǎn)的間隔更寬。即，設(shè)信號(hào)點(diǎn)721、722的間隔為L(zhǎng)，則信號(hào)點(diǎn)723、724的間隔可以是同樣的L，但是，信號(hào)點(diǎn)722和信號(hào)點(diǎn)723的間隔L0設(shè)定為大于L，即設(shè)定為L(zhǎng)0＞L。
這是本發(fā)明的分層通信系統(tǒng)的特征。然而，依系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)條件和設(shè)定也可以暫時(shí)或始終取L＝L0。在8值VSB的場(chǎng)合，成為如圖68(a)、(b)所示的星座。
而且，像圖59(a)那樣，能夠使第1數(shù)據(jù)串D1的比特?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于2個(gè)信號(hào)點(diǎn)群。例如把第1信號(hào)點(diǎn)群725定義為0，第2信號(hào)點(diǎn)群726定義為1，則能夠定義第1數(shù)據(jù)串的1比特的信號(hào)。其次，使第2數(shù)據(jù)串D2的1比特的信號(hào)與各信號(hào)群中2個(gè)信號(hào)點(diǎn)群相對(duì)應(yīng)。例如，如圖59(b)那樣，把信號(hào)點(diǎn)721、723作為D2＝0、信號(hào)點(diǎn)722、724作為D2＝1，則能夠定義第2數(shù)據(jù)串D2的數(shù)據(jù)。這時(shí)，也成為2比特/字符。
通過(guò)這樣配置信號(hào)點(diǎn)，就可以使用ASK方式進(jìn)行本發(fā)明分層型傳送。分層通信系統(tǒng)在信噪比即C/N值充分高時(shí)，和先有的等間隔信號(hào)點(diǎn)方式?jīng)]什么兩樣。然而，C/N值低時(shí)，在先有方式完全再生數(shù)據(jù)的條件下，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，雖不能再生第2數(shù)據(jù)串D2，但能夠再生第1數(shù)據(jù)串D1。為說(shuō)明這一點(diǎn)，C/N值惡化的狀態(tài)示于圖60所示的4VSB的ASK的信號(hào)點(diǎn)配置圖。即接收機(jī)再生的信號(hào)因噪聲和傳送畸變等，呈高斯分布分散在分散信號(hào)點(diǎn)區(qū)域721a、722a、723a、724a的廣闊范圍。這時(shí)，難于根據(jù)限幅電平2區(qū)別信號(hào)點(diǎn)721和722，根據(jù)限幅電平4區(qū)別信號(hào)點(diǎn)723和724。也就是說(shuō)第2數(shù)據(jù)串D2的誤碼率非常高。但是，由圖可知，很容易區(qū)別信號(hào)點(diǎn)721、722的集合和信號(hào)點(diǎn)723、724的集合。即能夠區(qū)別第1信號(hào)點(diǎn)群725和第2信號(hào)點(diǎn)群726。因此，能夠以低誤碼率再生第1數(shù)據(jù)串D1。
這樣，能夠收發(fā)2個(gè)層的數(shù)據(jù)串D1和D2。從而，在通信系統(tǒng)C/N良好的狀態(tài)及地區(qū)能進(jìn)行再生第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2的分層型傳送，而在C/N值惡化的狀態(tài)及地區(qū)能進(jìn)行僅再生第1數(shù)據(jù)串D1的分層型傳送。
圖61是發(fā)送機(jī)741的框圖，輸入部742由第1數(shù)據(jù)串輸入部分743和第2數(shù)據(jù)串輸入部分744構(gòu)成。來(lái)自載波發(fā)生器64的載波由在處理部分745中把來(lái)自輸入部分742的信號(hào)匯合得到的輸入信號(hào)在乘法器746中進(jìn)行振幅調(diào)制，成為圖62(a)所示的4值或8值A(chǔ)SK信號(hào)。此4ASK或8ASK信號(hào)進(jìn)而由帶通濾波器747限制帶寬，成為圖62(b)那樣具有稍稍殘留了載波邊波帶的殘留邊波帶，即VSB等的ASK信號(hào)從輸出部分748輸出。
下面說(shuō)明經(jīng)過(guò)濾波后的輸出波形。圖62(a)ASK調(diào)制信號(hào)的頻率分布圖。如圖，在載波的兩側(cè)有邊波帶。使這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波器747的帶通濾波器，就像圖62(b)的發(fā)送信號(hào)749那樣，稍殘留載波成分而去除掉單側(cè)的邊波帶。把這叫作VSB信號(hào)，已知，若把f0作為調(diào)制頻帶，則因能以約f0/2的頻帶發(fā)送，頻率的利用率高。圖60的ASK信號(hào)原本是2比特字符，若用VSB方式，則4VSB和8VSB能在同一頻帶內(nèi)傳送相當(dāng)于16QAM、32QAM的4比特/字符和5比特/字符的信息量。
其次，在圖63所示的VSB接收機(jī)751中，用地面天線32a所接收的信號(hào)經(jīng)輸入部分752，在混頻器753中和來(lái)自可變振蕩器754的信號(hào)相混合，變換為較低的中間頻率。其中，可變振蕩器754根據(jù)頻道的選擇而變化。接著在檢波器755中檢波，由LPF756生成基本頻帶信號(hào)，對(duì)4VSB和8VSB的場(chǎng)合，分別通過(guò)具有4電平限幅或8電平限幅的識(shí)別再生器757再生第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2，最后從第1數(shù)據(jù)串輸出部分758和第2數(shù)據(jù)串輸出部分759輸出。
下面，說(shuō)明用發(fā)送機(jī)和接收機(jī)發(fā)送TV信號(hào)的情況，圖64是圖象信號(hào)發(fā)送機(jī)774的框圖。HDTV信號(hào)等的高分辨率TV信號(hào)輸入到第1圖象編碼器401的輸入部403，由次頻帶濾波器等圖象的分離電路404，分離為HLVL、HLVH、HHVL、HHVH等高頻TV信號(hào)和低頻TV信號(hào)。這部分內(nèi)容因已在實(shí)施例3中用圖30說(shuō)明過(guò)，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。被分離的TV信號(hào)在壓縮部405，應(yīng)用在MPEG等中所使用的DPCM和DCT可變長(zhǎng)編碼等方法編碼。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償在輸入部分403中處理。被壓縮的4個(gè)圖象數(shù)據(jù)由加法器778生成第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D22個(gè)數(shù)據(jù)串。這時(shí)，HLVL信號(hào)即低頻的圖象信號(hào)包含在第1數(shù)據(jù)串中。然后，輸入到發(fā)送機(jī)741的第1數(shù)據(jù)串輸入部分743和第2數(shù)據(jù)串輸入部分744進(jìn)行振幅調(diào)制，形成VSB等的ASK信號(hào)，再?gòu)牡孛嫣炀€發(fā)送。
這個(gè)數(shù)字TV廣播的TV接收機(jī)的整體框圖是圖65。用地面天線32a接收的4VSB和8VSB廣播信號(hào)輸入到TV發(fā)送機(jī)781中接收機(jī)751的輸入部分752，接收者由檢波VSB解調(diào)器760選臺(tái)、解調(diào)所希望的任意的頻道的信號(hào)，再生第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2后由第1數(shù)據(jù)串輸出部分758和第2數(shù)據(jù)串輸出部分759輸出。詳細(xì)的說(shuō)明因重復(fù)而省略。D1、D2信號(hào)輸入到分離器776。D1信號(hào)由除法器777分離，HLVL壓縮成分輸入到第1輸入部分521。其它成分由加法器778和D2信號(hào)合成輸入到第2輸入部分531。在第2視頻譯碼器中進(jìn)入到第1輸入部521的HLVL壓縮信號(hào)由第1擴(kuò)展部分523擴(kuò)展為HLVL信號(hào)送入視頻混頻器548和畫(huà)面比率變更電路779中。原TV信號(hào)為HDTV信號(hào)時(shí)，HLVL信號(hào)為寬帶NTSC信號(hào)，原信號(hào)為NTSC信號(hào)時(shí)，成為MPEG1那樣的比NTSC品位低的低分辨率TV信號(hào)。
在這一說(shuō)明中，由于把原圖象信號(hào)設(shè)定為HDTV信號(hào)，故HLVL信號(hào)成為寬帶NTSC的TV信號(hào)。若TV畫(huà)面的幀寬高比為16∶9，則經(jīng)輸出部分780就以16∶9的畫(huà)面比率作為圖象輸出426輸出，如果TV畫(huà)面的幀寬高比為4∶3，就由畫(huà)面比率變更電路779從16∶9變更成4∶3的畫(huà)面幀寬高比的字母盒(letter box)形式或側(cè)板(side panel)形式經(jīng)輸出部分780作為圖象輸出425而輸出。
另一方面，來(lái)自第2數(shù)據(jù)串輸出部分759的第2數(shù)據(jù)串D2在分離部分776的加法器778中和除法器777的信號(hào)合成，輸入到第2圖象譯碼器的第2輸入部分531中，由分離電路分離出HLVH、HHVL、HHVH的壓縮信號(hào)，分別送入第2擴(kuò)展器535、第3擴(kuò)展器506、第4擴(kuò)展器537，擴(kuò)展成為原HLVH、HHVL、HHVH信號(hào)，把HLVL信號(hào)加在這些信號(hào)上，輸入到視頻混頻器548，合成為1個(gè)HDTV信號(hào)由輸出部分546輸出，同經(jīng)輸出部分780作為HDTV的圖象信號(hào)427輸出。
該輸出部分780用誤碼率檢測(cè)部分782檢測(cè)第2數(shù)據(jù)串輸出部分759的第2數(shù)據(jù)串的誤碼率，在誤碼就高時(shí)的狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間時(shí)就自動(dòng)地在另一一定時(shí)間內(nèi)輸出HLVL信號(hào)的低分辨率圖象信號(hào)。
按照以上方式，可以發(fā)送、接收分層型廣播。傳送條件良好時(shí)，例如對(duì)于TV發(fā)送天線附近的廣播，因?yàn)槟軌蛟偕?數(shù)據(jù)串和第2數(shù)據(jù)串，所以，能以HDTV的品位接收節(jié)目。另外對(duì)于和發(fā)送天線的距離較遠(yuǎn)的廣播，再生第1數(shù)據(jù)串，從這個(gè)HLVL信號(hào)輸出低分辨率的TV信號(hào)。因此可以從HTDV的品位或NTSCTV的品位在更廣闊的區(qū)域接收同一節(jié)目。
另外，像圖66的TV接收機(jī)的框圖那樣把接收機(jī)751的功能縮小到只有第1數(shù)據(jù)串輸出部分768，則由于接收機(jī)不用處理第2數(shù)據(jù)串和HDTV信號(hào)，故能大幅度地簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。也可以使用圖31中所說(shuō)明的第1視頻譯碼器421作為頻視譯碼器。雖不能以HDTV的品位接收節(jié)目，但接收機(jī)的成本大幅度下降。從而有廣泛普及的可能性。這個(gè)系統(tǒng)在不改變具有現(xiàn)有的TV顯示器的眾多接受系統(tǒng)的情況下，通過(guò)添加附件就能接收數(shù)字TV廣播。
還有，如圖66所示，接收加入了擾頻的4VSB、8VSB信號(hào)時(shí)，用解密號(hào)碼檢驗(yàn)器502b檢驗(yàn)由4VSB、8VSB信號(hào)發(fā)送的擾頻解除信號(hào)和解密器502中的解密號(hào)碼存儲(chǔ)器502c的號(hào)碼，只有在一致時(shí)才解密，由此能夠合理地解除特定的密碼節(jié)目的密碼。
按照?qǐng)D67那樣的結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成具有解調(diào)PSK信號(hào)的衛(wèi)星廣播接收機(jī)和解調(diào)VSB信號(hào)的地面廣播接收機(jī)性能的接收機(jī)。這時(shí)，來(lái)自衛(wèi)星天線32的接收PSK信號(hào)在混合器786中和來(lái)自振蕩器787的信號(hào)相混合，變換為低頻輸入到TV接收機(jī)781的輸入部分34中，再輸入到圖63中所說(shuō)明的混合器753。被變換為衛(wèi)星TV廣播的特定頻道的低頻的PSK、或者QAM信號(hào)，由解調(diào)部分35解調(diào)數(shù)據(jù)D1、D2，通過(guò)分離器788由第2圖象譯碼器422而作為圖象信號(hào)再生，由輸出部分780輸出。另一方面，由地面用天線32a接收的數(shù)字地面廣播和模擬廣播輸入到輸入部分752，用和圖63中所說(shuō)明的同樣的過(guò)程，由混合器753選擇特定的頻道、檢波，形成只有低域的基帶信號(hào)。模擬衛(wèi)星TV廣播時(shí)，進(jìn)入到混合器753被解調(diào)。數(shù)字廣播時(shí)，由識(shí)別再生器再生數(shù)據(jù)串D1和D2，由第2圖象譯碼器422再生、輸出圖象信號(hào)。另外，接收地面和衛(wèi)星的模擬TV廣播時(shí)，由圖象解調(diào)部788進(jìn)行AM解調(diào)的模擬信號(hào)由輸出部分780輸出。按照?qǐng)D67的結(jié)構(gòu)，則混合器753能夠在衛(wèi)星廣播和地面廣播時(shí)共用。另外，第2圖像譯碼器422也能夠共用。還有，數(shù)字地面廣播應(yīng)用ASK信號(hào)時(shí)，能夠兼用和為AM解調(diào)的先有的模擬廣播同樣的檢波器755及LPF756等接收電路。像以上那樣用圖67所示的結(jié)構(gòu)，可以大幅度地使接收電路通用化，削減電路數(shù)量。
另外，在實(shí)施例中，把4值的ASK信號(hào)分為2個(gè)組，進(jìn)行D1、D2兩層各1比特的分層型傳送。然而也能夠像圖68(a)、(b)的8VSB信號(hào)的星座圖所示那樣，若用8值的ASK信號(hào)(即8電平VSB)，則能進(jìn)行D1、D2、D3三層各1比特共計(jì)3比特/字符的分層型傳送。如圖68(a)所示，首先說(shuō)明第1比特的代碼附加方法，D3信號(hào)的信號(hào)點(diǎn)是信號(hào)點(diǎn)721a和721b、722a和722b、723a和723b、724a和724b的2值，即1比特。其次說(shuō)明下一個(gè)1比特的編碼，D2的信號(hào)點(diǎn)是信號(hào)點(diǎn)群721和722、信號(hào)點(diǎn)群723和724的2值1比特。D3的數(shù)據(jù)是大信號(hào)群725和726的2值1比特。這時(shí)，把圖57的4個(gè)信號(hào)721、722、723、724分離為各2個(gè)信號(hào)點(diǎn)721a和721b、722a和722b、723a和723b、724a和724b通過(guò)分開(kāi)各組間的距離可能進(jìn)行三層的分層型傳送。
用這種3層的分層型通信系統(tǒng)進(jìn)行的3層圖象傳送已經(jīng)在實(shí)施例3中說(shuō)明了，故省略動(dòng)作的詳細(xì)說(shuō)明。
這里，說(shuō)明用圖68的8值VSB進(jìn)行TV廣播的效果。8VSB信號(hào)傳送信息量多，但另一方面，對(duì)于相同的C/N值，其出錯(cuò)率比4VSB高。不過(guò)，在進(jìn)行高畫(huà)質(zhì)的HDTV廣播時(shí)，由于因傳送容量有余量而多加入誤碼校正碼，因而可降低出錯(cuò)率，其效果是使將來(lái)可能進(jìn)行層次型的TV廣播。
在這里，比較并說(shuō)明4VSB、8VSB和16VSB的效果。
使用NTSC及PAL頻帶進(jìn)行地面廣播時(shí)，如圖136所示對(duì)NTSC的情況，帶寬限制為6MHz，允許約5MHz的實(shí)際傳送帶寬。4VSB的場(chǎng)合，頻率利用效率是4bit/Hz，因而實(shí)際有5MHz×4＝20Mbps的數(shù)據(jù)傳送容量。另一方面，數(shù)字HDTV信號(hào)傳送至少需要15Mbps-18Mbps。因此，由于4VSB中數(shù)據(jù)容量沒(méi)有余量，如圖169的比較圖所示僅能把誤碼校正碼的冗余度取為HDTV實(shí)際傳送量的10-20％。
其次，8VSB的場(chǎng)合，頻率利用效率是6bit/Hz，故能夠得到5MHz×6＝30Mbps的數(shù)據(jù)傳送容量。如上述，傳送HDTV信號(hào)需要15-18MHz，而在8VSB調(diào)制方式的場(chǎng)合，如圖169所示那樣就能夠把HDTV信號(hào)的實(shí)際傳送量的50％以上的信息量用于誤碼校正的代碼。從而，在以6MHz的帶寬對(duì)相同數(shù)據(jù)率的HDTV數(shù)字信號(hào)進(jìn)行地面播放的條件下，因8VSB能夠附加更大容量的誤碼校正碼，所以如圖161的出錯(cuò)率曲線805和806所示，對(duì)于通信系統(tǒng)的同一個(gè)C/N值，提高了誤碼校正的碼增益的TCM-8VSB誤碼校正后的出錯(cuò)率比誤碼校正的碼增益低的4VSB要低。因而，用高碼增益進(jìn)行了誤碼編碼的8VSB比用4VSB擴(kuò)展了TV地面廣播的服務(wù)區(qū)域。誠(chéng)然，8VSB由于增加了誤碼校正電路，有接收機(jī)電路更復(fù)雜的缺點(diǎn)。然而，由于VSB ASK方式是調(diào)幅方式，故與包含位相成分的QAM調(diào)制方式相比，原接收機(jī)的均衡器的電路規(guī)模要小得多，所以，即使增加誤碼校正電路，與32QAM方式相比，8VSB方式的總體電路規(guī)模沒(méi)有增大。因而，由8VSB方式可實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)域?qū)?、總體電路規(guī)模適當(dāng)?shù)臄?shù)字HDTV接收機(jī)。
另外，作為具體的錯(cuò)誤校正方式的例子將在后面的實(shí)施例5等中進(jìn)行說(shuō)明，而使用圖84和實(shí)施例6的圖131、圖137、圖156、圖157的收、發(fā)送機(jī)框圖中的ECC744a和格狀編碼器744b、以及已在圖61中說(shuō)明了的4VSB、8VSB、16VSB的VSB的調(diào)制部分749進(jìn)行發(fā)送。接收機(jī)方面，使用在圖63中所說(shuō)明了的VSB的解調(diào)部分760從4VSB、8VSB或16VSB信號(hào)中通過(guò)4、8、16值的電平限幅器757再生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，同樣地用后面的實(shí)施例5等中所說(shuō)明的圖84、實(shí)施例6的圖131、圖137、圖156、圖157的格狀譯碼器759b和ECC譯碼器759a進(jìn)行錯(cuò)誤校正后，再用圖象譯碼器402中的圖象擴(kuò)展器再生和輸出數(shù)字HDTV信號(hào)。
如在實(shí)施例6中所說(shuō)明的圖160(a)、(b)所示，ECC編碼器744a使用里德·所羅門(mén)編碼器744j和隔行掃描器744k，ECC譯碼器759a使用了逆隔行掃描器759k和里德·所羅門(mén)譯碼器759j。如前面的實(shí)施例所述的那樣，通過(guò)加入隔行掃描，使區(qū)間誤差增強(qiáng)。
通過(guò)采用圖128(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示的格狀編碼器能夠進(jìn)一步提高碼增益，降低出錯(cuò)率。8VSB的場(chǎng)合如圖172所示，比率為2/3的格狀編碼器744b、譯碼器759b是能夠適用的。
在實(shí)施例中，主要應(yīng)用傳送分層型數(shù)字TV信號(hào)的例子進(jìn)行了說(shuō)明。分層型的場(chǎng)合能夠理想地播放，但由于圖象壓縮電路和調(diào)制解調(diào)器的電路復(fù)雜，故在播放初期成本方面不令人滿意。如在實(shí)施例5開(kāi)頭所述，取4VSB和8VSB的信號(hào)點(diǎn)間隔L＝L0，即等間隔，進(jìn)行非分層型的TV傳輸，就使圖137如圖157所示那樣成為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單的TV播放系統(tǒng)，而且也可以在普及了的階段轉(zhuǎn)換為8VSB的分層型播放形式。
以上說(shuō)明了4VSB和8VSB，在圖159(a)-(d)中將說(shuō)明16VSB和32VSB的情況。圖159(a)示出16VSB的星座。圖159(b)把16個(gè)信號(hào)點(diǎn)分組為2信號(hào)點(diǎn)組722a-722h，由于把它們當(dāng)作8個(gè)信號(hào)點(diǎn)，能夠按8VSB處理而實(shí)現(xiàn)2層的分層型傳送。這時(shí)用時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplex)，即使間斷發(fā)送8VSB信號(hào)也將實(shí)現(xiàn)分層型傳送。然而，這種方式中的最大數(shù)據(jù)率為2/3。圖157(c)由于進(jìn)一步分為4個(gè)組723a-723d、按4VSB處理，所以可以再增加1層分層。這種場(chǎng)合，即使用時(shí)分復(fù)用間斷發(fā)送4VSB信號(hào)，最大數(shù)據(jù)率雖然下降但仍將實(shí)現(xiàn)分層型傳送。根據(jù)以上所述，將實(shí)現(xiàn)3層的分層型VSB。
用這種方式，在16VSB的C/N值惡化時(shí)，將實(shí)現(xiàn)能夠再生8VSB或4VSB的數(shù)據(jù)的分層型傳送。另外，如圖159(d)所示，通過(guò)取2倍的16VSB的信號(hào)點(diǎn)而能夠傳送32VSB。將來(lái)在希望擴(kuò)大16VSB容量時(shí)，用這種方式的效果是在保證互換性的同時(shí)又能夠得到5bit/symbol的數(shù)據(jù)容量。
綜上所述，就得到了圖161的VSB接收機(jī)框圖所示的接收機(jī)和圖162的VSB發(fā)送機(jī)框圖所示的發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)。
以上主要用4VSB和8VSB進(jìn)行了說(shuō)明，但也可用圖159(a)、(b)、(c)那樣的16VSB進(jìn)行傳送。在16VSB的情況下，地面播放時(shí)用6MHz帶寬可以取得40Mbps的傳送容量。然而HDTV數(shù)字壓縮信號(hào)的數(shù)據(jù)率在用MPEG規(guī)格時(shí)為15-18Mbps，因而傳送容量的余量過(guò)大。如圖169所示，冗余碼R16＝100％以上，傳送1個(gè)頻道的數(shù)字HDTV時(shí)冗余度過(guò)大，只是電路變得復(fù)雜，相對(duì)于8VSB，效果不大。而且進(jìn)行2個(gè)頻道的HDTV地上播放時(shí)，若為16VSB則冗余度僅能和4VSB相同取10b左右，從而不能夠加入充分的錯(cuò)誤校正碼，故服務(wù)區(qū)域變狹。如前所述，4VSB的冗余碼R4＝10-20％，由于不能夠充分進(jìn)行誤碼校正，所以不能擴(kuò)大服務(wù)區(qū)域。如從圖169所能明確的，8VSB的冗余碼R8＝50％，從而能夠有充分的誤碼校正編碼。誤碼校正的電路規(guī)模沒(méi)怎么增加，服務(wù)范圍卻能增加。從而，如圖169所示可知，在以6-8MHz的帶寬限制進(jìn)行數(shù)字HDTV地上播放的條件下，8VSB的效果最好，是最適宜的VSB調(diào)制方式。
在實(shí)施例3中說(shuō)明了圖30所示的圖象譯碼器401，而圖30的框圖能夠重畫(huà)成圖69的形式。由于內(nèi)容完全相同，故省略說(shuō)明。這樣，圖象譯碼器401具有次頻帶濾波器等2個(gè)圖象分離電路404、404a。把這些作為分離部分794，就如圖70所示的分離部分的框圖。這樣，通過(guò)在1個(gè)分離電路中按時(shí)分通過(guò)信號(hào)2次能夠削減電路。下面說(shuō)明這一點(diǎn)。在第1個(gè)周期，來(lái)自輸入部403的HDTV和超級(jí)HDTV的圖象信號(hào)由時(shí)間軸壓縮電路795壓縮時(shí)間軸再由分離電路404分為HHVH-H、HHVL-H、HLVH-H、HLVL-H等4個(gè)成分。這時(shí)，開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c處在1的位置，向壓縮部分405輸出HHVH-H、HHVL-H、HLVH-H等3個(gè)信號(hào)。而HLVL-H信號(hào)從開(kāi)關(guān)765c的輸出1輸入到時(shí)間軸調(diào)整電路795的輸入2，在第2周期進(jìn)行時(shí)間分割處理的空閑時(shí)間送入分離電路404進(jìn)行分離處理，分成HHVH、HHVL、HLVH、HLVL等4個(gè)成分并輸出。第2個(gè)周期時(shí)，開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c變到輸出2的位置，故4個(gè)成分被輸入到壓縮部分405。這樣，通過(guò)按圖70的結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間分害處理，就能夠削減分離電路。
其次，在進(jìn)行這樣三層的分層型圖象傳送的接收機(jī)的方面需要如實(shí)施例3的圖33的框圖所說(shuō)明的圖象(視頻)譯碼器。重新畫(huà)出來(lái)就成為圖71那樣的框圖。有兩個(gè)處理能力不同而結(jié)構(gòu)相同的合成器556。
若取圖72所示的結(jié)構(gòu)，就能和圖70的分離電路的情況一樣，用1個(gè)合成器來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面說(shuō)明圖72。用5個(gè)開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c、765d，首先在定時(shí)1，開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c的輸入切換到1。于是來(lái)自擴(kuò)展部分522、第2擴(kuò)展部分522a、第3擴(kuò)展部分522b、第4擴(kuò)展部分522c的各HLVL、HLVH、HHVL、HHVH的信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)，進(jìn)入到合成器556對(duì)應(yīng)的輸入部分，合成處理成為1個(gè)圖象信號(hào)。這個(gè)圖象信號(hào)送到開(kāi)關(guān)765d由輸出1輸出，再送回到開(kāi)關(guān)765c的輸入部分2。這個(gè)圖象信號(hào)原本是分割高分辨率圖象信號(hào)中的HLVL-H成分，在下一個(gè)定時(shí)2中，開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c被切換到輸入2。這樣，這次HHVH-H、HHVL-H、HLVH-H及HLVL-H、信號(hào)送入合成器556合成處理而能得到1個(gè)圖象信號(hào)。這個(gè)圖象信號(hào)由開(kāi)關(guān)765d的輸出2經(jīng)輸出部554輸出。
這樣，在接收3級(jí)的分級(jí)的分級(jí)型廣播時(shí)，用時(shí)間分割處理可以把2個(gè)合成器削減為1個(gè)。
這個(gè)方式首先在定時(shí)1輸入HHVH、HHVL、HLVH、HLVL信號(hào)，合成HLVL-H信號(hào)。其后，在和定時(shí)1不同的期間定時(shí)2，輸入HHVH-H、HHVL-H、HLVH-H和上述的HLVL-H信號(hào)，得到最終的圖象信號(hào)。從而，需要錯(cuò)開(kāi)2組信號(hào)的定時(shí)。
原來(lái)如果輸入信號(hào)中上述成分的定時(shí)順序有錯(cuò)或重復(fù)時(shí)，為了時(shí)間分離，就要在開(kāi)關(guān)765、765a、765b、765c中設(shè)置存儲(chǔ)器，調(diào)整時(shí)間軸。但通過(guò)把發(fā)送機(jī)的發(fā)送信號(hào)像圖73那樣按時(shí)間分離成定時(shí)1和定時(shí)2再發(fā)送，則在接收機(jī)方面就不需要時(shí)間軸調(diào)整電路。所以，簡(jiǎn)化了接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。
圖73的時(shí)間配置圖示出了按下面方式發(fā)送信號(hào)時(shí)的時(shí)間配置。D1表示發(fā)送信號(hào)的第1數(shù)據(jù)串。在定時(shí)1期間以D1通道發(fā)送HLVL、HLVH、HHVL、HHVH信號(hào)，在定時(shí)2期間以D2通道發(fā)送HHVL-H、HLVH-H、HHVH-H信號(hào)。這樣，通過(guò)時(shí)間分割發(fā)送信號(hào)，可以削除接收機(jī)編碼電路的結(jié)構(gòu)。
其次，接收機(jī)擴(kuò)展部的數(shù)量較多。下面說(shuō)明削減擴(kuò)展部數(shù)量的方法。圖74(b)示出了發(fā)送信號(hào)的數(shù)據(jù)810、810a、810b、810c的時(shí)間配置圖。圖中，在數(shù)據(jù)之間發(fā)送其它數(shù)據(jù)811、811a、811b、811c。于是，要發(fā)送給接收機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)是間歇式地送出的。這樣，圖74(a)的框圖所示的第2圖象譯碼器422把數(shù)據(jù)串D1通過(guò)第1輸入部521和開(kāi)關(guān)812逐個(gè)擴(kuò)展部503。例如，數(shù)據(jù)810輸入完畢后在其它數(shù)據(jù)811期間進(jìn)行擴(kuò)展處理，數(shù)據(jù)810處理結(jié)束后，輸入下一個(gè)數(shù)據(jù)810a。由此，以使用和合成器場(chǎng)合同樣方法的時(shí)間分割，就能夠共用擴(kuò)展部503。這樣，能夠減少擴(kuò)展部的總數(shù)。
圖75是發(fā)送HDTV時(shí)的時(shí)間配置圖。例如，把相當(dāng)于廣播節(jié)目第1頻道NTSC成分的HLVL信號(hào)作為HLVL(1)，把它按時(shí)間配置在D1信號(hào)的粗線所表示的數(shù)據(jù)821的位置。相當(dāng)于第1頻道HDTV附加成分的HLVH、HHVL、HHVH信號(hào)配置在D2信號(hào)的數(shù)據(jù)821a、821b、821c的位置。于是，由于第1頻道的全部數(shù)據(jù)之間存在有其它TV節(jié)目信息的另外的數(shù)據(jù)822、822a、822b、822c故可能在這個(gè)期間中進(jìn)行擴(kuò)展部的擴(kuò)展處理。于是，能夠用1個(gè)擴(kuò)展部處理全部成分。這個(gè)方式能適用于擴(kuò)展器高速處理的場(chǎng)合。
另外，如圖76那樣對(duì)D1信號(hào)配置數(shù)據(jù)821、821a、821b、821c也能夠得到同樣的效果，這在通常4PSK和4ASK那樣用非分級(jí)傳送的收發(fā)場(chǎng)合是有效的。
圖77示出了進(jìn)行分級(jí)傳送時(shí)的時(shí)間配置圖。這是例如NTSC、HDTV和高分辨率HDTV、或者低分辨率NTSC、NTSC和HDTV這樣的3級(jí)圖象用物理上2級(jí)的分級(jí)傳送方法分級(jí)發(fā)送的。例如，發(fā)送低分辨率NTSC、NTSC和HDTV這3級(jí)圖象時(shí)，相當(dāng)于D1信號(hào)低分辨率NTSC的HLVL信號(hào)配置在數(shù)據(jù)821。另外，NTSC的分離信號(hào)HLVH、HHVL、HHVH各成分的信號(hào)配置在數(shù)據(jù)821a、821b、821c的位置HDTV的分離信號(hào)HLVH-H、HHVL-H、HHVH-H信號(hào)配置在數(shù)據(jù)823、823a、823b。
這里，如圖156和圖170的框圖所示，根據(jù)實(shí)施例2中所說(shuō)明的誤碼校正能力差別化，在4VSB和8VSB的傳送裝置中追加了邏輯分層傳送。具體地說(shuō)，使用D1信號(hào)中的D1-1通道。D1-1通道如在實(shí)施例2中說(shuō)明的那樣采用了校正能力比D1-2通道大幅度提高的誤碼校正方式。D1-1通道比D12通道冗余度高而再生后的誤碼率低，故在C/N值比其它數(shù)據(jù)821a、821b、821c低的條件下也能再生。因此，即使在離天線較遠(yuǎn)的地區(qū)和車(chē)內(nèi)接收條件惡劣的場(chǎng)合也能以低分辨率的NTSCTV品位再生節(jié)目。如在實(shí)施例2中所說(shuō)明的，從誤碼率的觀點(diǎn)出發(fā)，位于D1信號(hào)中D1-1通道的數(shù)據(jù)821比位于D1-2通道中的其它數(shù)據(jù)821a、821b、821c在接收干擾方面更強(qiáng)地差別化，邏輯分層不同。如實(shí)施例2中所說(shuō)明的，D1、D2的分層可稱為物理分層，由這個(gè)誤碼校正間距差別化的分層構(gòu)造可稱為邏輯分層結(jié)構(gòu)。
D2信號(hào)的解調(diào)中物理上需要比D1信號(hào)高的C/N值。從而，在較遠(yuǎn)地區(qū)C/N值最低的接收條件下，能夠再生HLVL信號(hào)，即低分辨率NTSC信號(hào)。而且，在C/N值比較低的接收條件下能夠再生HLVH、HHVL、HHVH與HLVL一起再生NTSC信號(hào)。進(jìn)而，在C/N值高的接收條件下，固能夠再生HLVH-H、HHVL-H、HHVH-H，故加上HLVL信號(hào)，這樣就能夠進(jìn)行3級(jí)廣播。通過(guò)用這樣的方式，圖53所說(shuō)明的可能接收區(qū)域像圖98的接收干擾圖所示的那樣。從2層擴(kuò)大到3層，更擴(kuò)展了節(jié)目可能接收區(qū)域。
這里，圖78示出了圖77的時(shí)間配置時(shí)的第3圖象譯碼器的框圖?；旧鲜窃趶膱D72的框圖省去D3信號(hào)的第3輸入部551的結(jié)構(gòu)上添加了圖74(a)的框圖結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的。
下面說(shuō)明其動(dòng)作。在定時(shí)1由輸入部521輸入D1信號(hào)，由輸入部530輸入D2信號(hào)。由于按時(shí)間被分為HLVH等各個(gè)部分，這些成分就由開(kāi)關(guān)812順次獨(dú)立地送到擴(kuò)展部503。把這個(gè)順序用圖77的時(shí)間配置圖進(jìn)行說(shuō)明，首先，第1通道的HLVL壓縮信號(hào)進(jìn)入擴(kuò)展部503，進(jìn)行擴(kuò)展處理。接著，第1通道的HLVH、HHVL、HHVH也被擴(kuò)展處理，通過(guò)開(kāi)關(guān)812a輸入到合成部556所預(yù)定的輸入部，進(jìn)行合成處理，首先合成HLVL-H信號(hào)。這個(gè)信號(hào)從開(kāi)關(guān)765a的輸出1輸入到開(kāi)關(guān)765的輸入2，再輸入到合成器556的HLVL輸入部。
接著，在定時(shí)2，如圖77的時(shí)間配置圖所示，D2信號(hào)的HLVH-H、HHVL-H、HHVH-H信號(hào)被輸入并由擴(kuò)展部503擴(kuò)展，各信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)812a輸入到合成器556所指定的輸入端，合成處理輸出HDTV信號(hào)，這個(gè)HDTV讎號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)765a的輸離2通過(guò)輸出部521輸出HDTV信號(hào)。如上所述，通過(guò)按圖77的時(shí)間配置發(fā)送，可以大幅度削減接收機(jī)的擴(kuò)展部和合成器的數(shù)量。還有，圖77在時(shí)間配置圖中使用了D1、D2信號(hào)2個(gè)階梯，而用前述的D3信號(hào)，再加上高分辨率HDTV就能夠進(jìn)行4級(jí)的TV廣播。
圖79是播放3重分級(jí)圖象的分級(jí)型廣播的時(shí)間配置圖。3個(gè)分級(jí)用D1、D2、D33級(jí)的物理分級(jí)。如從圖中所明確的，同一TV頻道的各個(gè)成分在時(shí)間上不重復(fù)地配置著。另外，圖80是在圖78的框圖所說(shuō)明的接收機(jī)中加入了第3輸入部521a的接收機(jī)圖。通過(guò)按圖79的時(shí)間配置進(jìn)行的播放，可以用圖80的框圖所示的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)構(gòu)成接收機(jī)。
由于動(dòng)作和圖77的時(shí)間配置圖、圖78框圖幾乎相同，為此省略說(shuō)明。另外，還能像圖81的時(shí)間配置圖那樣，在D1信號(hào)上把全部信號(hào)做時(shí)間多路化。這時(shí)，數(shù)據(jù)821和其它的數(shù)據(jù)822這兩個(gè)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)821a、821b、821c相比，提高了誤碼校正能力。因眥，比其它的數(shù)據(jù)分級(jí)高。如前所述那樣物理上是1級(jí)而在邏輯上成為2級(jí)的分級(jí)傳送。還有，在節(jié)目頻道1的數(shù)據(jù)之間插入了其它節(jié)目頻道2的數(shù)據(jù)。因而，在接收機(jī)側(cè)能進(jìn)行串行處理，就能得到和圖79的時(shí)間配置同樣的效果。
圖81的時(shí)間配置圖的情況成為邏輯分級(jí)，而通過(guò)把數(shù)據(jù)821，其它的數(shù)據(jù)822的傳送比特比率降為1/2和1/3，則由于這個(gè)數(shù)據(jù)傳送時(shí)的誤碼率下降故也能夠進(jìn)行物理上的分級(jí)傳送。這時(shí)，為3級(jí)的物理分級(jí)。
圖82是僅傳送圖81的時(shí)間配置圖那樣的數(shù)據(jù)串D1時(shí)圖象譯碼器423的框圖，與圖80的框圖所示的圖象譯碼器相比成為更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。動(dòng)作因和圖80中所說(shuō)明的圖象譯碼器相同，故省略說(shuō)明。
如上述，發(fā)送圖81的時(shí)間配置圖那樣的發(fā)送信號(hào)就象圖82的框圖那樣，能大幅度削減擴(kuò)展器503、合成器556的數(shù)量，又由于4個(gè)成分被時(shí)間分離輸入，故根據(jù)輸入的圖象成分連續(xù)變更合成器56即圖32的圖象合成器548的內(nèi)部電路部件，由此時(shí)間分割共用一些部件也能夠省去一些電路。
像以上那樣，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成接收機(jī)。
還有，在實(shí)施例5中，說(shuō)明了應(yīng)用ASK調(diào)制的動(dòng)作，而在實(shí)施例5中所說(shuō)明的眾多的方法也能用于實(shí)施例1、2、3中所說(shuō)明的PSK和QAM調(diào)制。
還有，以前的實(shí)施例也能用于FSK調(diào)制。
例如，如圖83那樣進(jìn)行f1、f2、f3、F4的多值FSK調(diào)制時(shí)，進(jìn)行實(shí)施例5的圖58的信號(hào)點(diǎn)配置那樣的分組，通過(guò)分開(kāi)各組信號(hào)點(diǎn)的位置能夠進(jìn)行分級(jí)型傳送。
在圖83，把頻率f1、f2的頻率群841定義為D1＝0，把頻率f3、f4的頻率群842定義為D1＝1。而且把f1、f3定義為D2＝0，把f2、f4定義為D2＝1，于是能像圖示那樣，進(jìn)行D1、D2各1比特，合計(jì)2比特的分級(jí)型傳送。例如，C/N高時(shí)在t＝t3能再生D1＝0、D2＝1，在t＝t4能再生D1＝1、D2＝0。其次，在低C/N時(shí)，在t＝t3僅能再生D1＝0而在t＝t4僅能再生D1＝1。
又，也能夠把本發(fā)明的實(shí)施例5應(yīng)用于圖84那樣的示于框圖的磁記錄再生裝置。實(shí)施例5能夠進(jìn)行ASK的磁記錄再生。
實(shí)施例6下面，根據(jù)實(shí)施例6說(shuō)明本發(fā)明的傳送、記錄方式應(yīng)用于磁記錄再生裝置的例子。實(shí)施例5中示出了把本發(fā)明應(yīng)用于多值傳送的ASK傳送方式的情況，而根據(jù)同樣原理，如圖173的框圖所示，能夠把本發(fā)明也應(yīng)用在多值的ASK記錄方式的磁記錄再生裝置。通過(guò)把本發(fā)明的C-CDM方式應(yīng)用于ASK以外的PSK、FCK、QAM，能進(jìn)行分層型或非分層型的多值的磁記錄。
首先，以在16QAM和32QAM的磁記錄再生裝置上使用本發(fā)明的C-CDM方式為例說(shuō)明分層化的方法。圖84示出在16QAM、32QAM、4ASK、8ASK、16ASK、8PSK上應(yīng)用C-CDM時(shí)的框圖。以下把C-CDM多路化的QAM信號(hào)稱為SRQAM。圖137和圖154示出應(yīng)用了播放等的通信系統(tǒng)的情況下的框圖。
下面說(shuō)明圖84。磁記錄再生裝置851，用圖象編碼器401中的第1圖象編碼器401a和第2圖象編碼器401b把輸入的HDTV等圖象信號(hào)分離壓縮為高頻信號(hào)和低頻信號(hào)，在輸入部分742中的第1數(shù)據(jù)串輸入部分743中輸入HLVL成分等的低頻圖象信號(hào)，在第2數(shù)據(jù)串輸入部分744中輸入含HHVH等成分的高頻圖象信號(hào)，再輸入到調(diào)制解調(diào)器852中的調(diào)制器749。在第1數(shù)據(jù)串輸入部743中，誤碼校正碼在ECC部743a中被添加上低頻信號(hào)。另一方面，輸入到第2數(shù)據(jù)串輸入部分744的第2數(shù)據(jù)串在16SRQAM、36SRQAM、64SRQAM時(shí)為2比特、3比特、4比特。這個(gè)信號(hào)由ECC744a進(jìn)行誤碼編碼后和格狀編碼器在16SRQAM、32SRQAM、64SRQAM時(shí)，各以1/2、2/3、3/4的比率用圖128(a)、(b)所示的格狀編碼器744b進(jìn)行格狀編碼。例如，64SRQAM時(shí)，第1數(shù)據(jù)串是2比特，第2數(shù)據(jù)串為4比特。因此，用如圖128(c)所示的格狀編碼器744b，把3比特?cái)?shù)據(jù)做成4比特，進(jìn)行比率為3/4的格狀編碼。4ASK、8ASK、16ASK的場(chǎng)合，單獨(dú)進(jìn)行1/2、2/3、3/4的格狀編碼。這樣，一方面冗余度上升、數(shù)據(jù)比率下降，但另一方面誤碼校正能力提高。因而，能夠降低同一數(shù)據(jù)比率的誤碼率。因此，增加了實(shí)質(zhì)的記錄再生系統(tǒng)或傳送系統(tǒng)的信息傳送量。對(duì)于實(shí)施例5中所說(shuō)明了的8VSB通信系統(tǒng)，由于是3比特/字符，所以能夠使用圖128(b)、(e)所示的比率為2/3的格狀編碼器744g、744q，總體框圖即為圖171。但因格狀編碼器電路復(fù)雜，故在實(shí)施例6和圖84的框圖中沒(méi)有用于誤碼率原本較低的第1數(shù)據(jù)串。第2數(shù)據(jù)串比第1數(shù)據(jù)串符號(hào)間距小，誤碼率惡化，但通過(guò)把第2數(shù)據(jù)串格狀編碼，誤碼率得到改善。根據(jù)省略第1數(shù)據(jù)串格狀編碼電路的結(jié)構(gòu)，總體電路更簡(jiǎn)單。調(diào)制的動(dòng)作與實(shí)施例5的圖64的發(fā)送機(jī)幾乎相同，故省略詳細(xì)的說(shuō)明。在調(diào)制器749中被調(diào)制的信號(hào)在記錄再生電路853中由偏壓發(fā)生器856進(jìn)行AC偏置，經(jīng)放大器857a放大，最后用磁頭854記錄在磁帶855上。
記錄信號(hào)的格式如圖113的記錄信號(hào)頻率配置圖所示，記錄了具有頻率為fc的載波，例如16SRQAM的主信號(hào)859。與此同時(shí)，還記錄了具有fc2倍的2fc頻率的導(dǎo)頻fp信號(hào)859a。由于根據(jù)頻率為fBZAS的偏壓信號(hào)859b加入AC偏壓進(jìn)行磁記錄，故記錄時(shí)的畸變少。由于記錄了圖113所示3層中的2層，故存在2個(gè)能夠記錄再生的閾值Th-1-2、Th-2。根據(jù)記錄再生時(shí)的C/N電平，如果是信號(hào)859，則能記錄再生2層全部信號(hào)，而如果是信號(hào)859c，則只能記錄再生D1。
把16SRQAM用于主信號(hào)時(shí)，信號(hào)點(diǎn)配置如圖10。又，使用36SRQAM時(shí)為圖100配置。使用4ASK、8ASK時(shí)，為圖56、圖68(a)、(b)那樣的配置。再生這個(gè)信號(hào)時(shí)，從磁頭854再生主信號(hào)859和導(dǎo)頻信號(hào)859a，由放大器857b放大。根據(jù)這個(gè)信號(hào)用載波再生電路858的濾波器858a頻分出2fO的導(dǎo)頻信與fp，經(jīng)1/2分頻器858b fo的載波被再生并送入到解調(diào)器760。用這個(gè)被再生的載波在解調(diào)部中解調(diào)出主信號(hào)。這時(shí)，使用HDTV用等高C/N值磁帶855時(shí)，因16點(diǎn)的各信號(hào)易于辨別，故在解調(diào)部760中解調(diào)出D1和D2。而且用圖象譯碼器422再生全信號(hào)。對(duì)于HDTVVTR的情況，能再生15Mbps的HDTV的高比特率的TV信號(hào)。成本便宜到和C/N值低的錄相帶相仿。現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的VHS磁帶和廣播播用的高C/N型磁帶有10dB以上的C/N差。使用便宜且C/N值低的錄相磁帶855時(shí)，因C/N值低，完全辨別16值和36值的信號(hào)點(diǎn)比較困難。因而能夠再生第1數(shù)據(jù)串D1但不能再生第2數(shù)據(jù)串D2的2比特或3比特或4比特的數(shù)據(jù)串，只能再生第1數(shù)據(jù)串2比特的數(shù)據(jù)串。記錄再生二層分層型的HDTV圖象信號(hào)時(shí)，用低C/N值磁帶因不能再生高頻圖象信號(hào)，故輸出第1數(shù)據(jù)串的低比率的低頻圖象信號(hào)，具體例如7Mbps的寬帶NTSC的TV信號(hào)。
另外，能夠以一種產(chǎn)品形式設(shè)定圖114的框圖所示那樣的低比特率專用記錄再生裝置851。其中，省略了第2數(shù)據(jù)串輸出部分759、第2數(shù)據(jù)串輸入部分744和第2圖象譯碼器422a，具有僅調(diào)制解調(diào)第1數(shù)據(jù)串D1的變形QPSK等的調(diào)制器。該裝置僅能進(jìn)行第1數(shù)據(jù)串的記錄再生，即能夠記錄再生寬帶NTSC級(jí)的圖象信號(hào)。用這個(gè)低比特率專用磁記錄再生裝置再生輸出記錄了上述HDTV信號(hào)等的高比特率信號(hào)的高C/N值的錄相帶855時(shí)，僅再生第1數(shù)據(jù)串的D1信號(hào)，輸出寬帶NTSC信號(hào)，不能再生第2數(shù)據(jù)串。即再生記錄了同樣分層型的HDTV信號(hào)的錄相帶855時(shí)，一方面用復(fù)雜結(jié)構(gòu)的記錄再生裝置能再生HDTV信號(hào)，一方面用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的記錄再生裝置能再生寬帶NTSCTV信號(hào)。即，對(duì)于二層的分層情況，能在具有不同C/N值磁帶和具有不同記錄再生數(shù)據(jù)率的機(jī)種間實(shí)現(xiàn)4種組合的完全的互換性。這時(shí)，與HDTV專用機(jī)相比，NTSC專用機(jī)的結(jié)構(gòu)顯著地簡(jiǎn)單。具體地，例如EDTV的譯碼器電路規(guī)模與HDTV相比為1/6。從而，能夠以大幅度降低成本，得到低功能機(jī)。這樣就能為實(shí)現(xiàn)HDTV和EDTV圖象質(zhì)量的記錄再生能力不同的2個(gè)類型的記錄再生裝置，在范圍廣泛的價(jià)格帶內(nèi)設(shè)定機(jī)種。另外，使用者也能根據(jù)所要求的畫(huà)面質(zhì)量，每次都能夠從高價(jià)格的高C/N磁帶到低價(jià)格低C/N的磁帶內(nèi)自由地選擇。這樣，在完全保證了互換性的同時(shí)，還得到了擴(kuò)展性，同時(shí)，還能夠保證和將來(lái)的互換性。從而有可能實(shí)現(xiàn)將來(lái)也不過(guò)時(shí)的記錄再生裝置。作為其它的記錄方法，也能夠根據(jù)實(shí)施例1、3中所說(shuō)明的相位調(diào)制進(jìn)行分層記錄。
也能夠根據(jù)實(shí)施例5中說(shuō)明的ASK記錄。把現(xiàn)在的2值記錄多值化，像圖59(c)、(d)和圖68(a)、(b)所示那樣把4值的ASK和8值的ASK信號(hào)點(diǎn)分為2個(gè)組，便能實(shí)現(xiàn)二層、三層的分層化。
對(duì)于ASK的情況，其框圖和圖84相同，如圖173。通過(guò)格狀和ASK的組合而降低出錯(cuò)率。除了實(shí)施例中所說(shuō)明的以外，根據(jù)磁帶上的多磁道也能進(jìn)行分層記錄。還有，通過(guò)改變誤碼校正能力、使數(shù)據(jù)差別化，也能夠進(jìn)行邏輯分層記錄。
下面，說(shuō)明和將來(lái)規(guī)格的互換性。通常設(shè)定VTR等記錄再生裝置的規(guī)格時(shí)，用現(xiàn)實(shí)能得到手的最高C/N的磁帶制定規(guī)格。磁帶的記錄特性在日新月異地提高。例如，與10年前的磁帶相比，現(xiàn)在的C/N值提高了10dB以上。這時(shí)，在10-20年后的將來(lái)，立足于磁帶性能提高時(shí)設(shè)定新的規(guī)格，則按先有方式，取得和舊規(guī)格的互換性非常難。因此，很多場(chǎng)合新舊規(guī)格單方面互換或不能互換。
然而，本發(fā)明首先按現(xiàn)行的磁帶設(shè)定了記錄再生第1數(shù)據(jù)串或第2數(shù)據(jù)串的規(guī)格。其次，在將來(lái)磁帶的C/N大幅度提高時(shí)，如果預(yù)先采用本發(fā)明，追加高品位的數(shù)據(jù)分級(jí)的數(shù)據(jù)例如第3數(shù)據(jù)串，則例如記錄再生三層64SRQAM和8ASK的超級(jí)HDTVVTR，就能在保持和先有規(guī)格完全互換的同時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。在將來(lái)實(shí)現(xiàn)了這個(gè)規(guī)格時(shí)，本發(fā)明用僅能記錄再生第1、第2數(shù)據(jù)串的舊標(biāo)準(zhǔn)二層的磁記錄再生裝置再生以新標(biāo)準(zhǔn)的三層記錄到第3數(shù)據(jù)串的磁帶，雖不能再生第3數(shù)據(jù)串但完全能夠再生第1、第2數(shù)據(jù)串。因而，在保持新標(biāo)準(zhǔn)互換性的同時(shí)，還能擴(kuò)展記錄數(shù)據(jù)量。
這里，返回到圖84的再生動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。再生時(shí)，用磁頭854和磁再生電路853從磁帶855再生出信號(hào)送入調(diào)制解調(diào)部852。解調(diào)器由于和實(shí)施例1、3、4進(jìn)行幾乎同樣的動(dòng)作故省略說(shuō)明。由解調(diào)器760再生第1數(shù)據(jù)串D1和第2數(shù)據(jù)串D2，第2數(shù)據(jù)中由Vitabi譯碼器等格狀譯碼器759b做代碼級(jí)的高誤碼率校正，降低誤碼率。D1、D2信號(hào)由圖象譯碼器422解調(diào)，輸出HDTV的圖象信號(hào)。
以上是具有2個(gè)分層的磁記錄再生裝置的實(shí)施例，下面用圖131的框圖說(shuō)明在二層的物理分層中加入1層邏輯分層的3層磁記錄裝置?；旧鲜呛蛨D84相同的結(jié)構(gòu)，但用TDM把第1數(shù)據(jù)串進(jìn)而分割成2個(gè)子通道構(gòu)成3層結(jié)構(gòu)。如圖131所示，首先，HDTV信號(hào)由第1圖象譯碼器401a中的第1-1圖象譯碼器401c和第1-2圖象譯碼器401d分離成中頻和低頻圖象信號(hào)的2個(gè)數(shù)據(jù)，D1-1和D1-2，再輸入到輸入部742的第1數(shù)據(jù)串輸入部。MPEG等級(jí)畫(huà)質(zhì)的數(shù)據(jù)串D1-1在ECC Coder743b中進(jìn)行具有通常代碼級(jí)的誤碼校正符號(hào)化，D1-2在ECC Coder 743b中進(jìn)行具有通常代碼級(jí)的誤碼校正符號(hào)化。D1-1和D1-2由TDM部743c進(jìn)行時(shí)間多路化，生成1個(gè)數(shù)據(jù)串D1。D1和D2在C-CDM調(diào)制器749被調(diào)制，用磁頭854在磁帶855上進(jìn)行2級(jí)分級(jí)記錄。
再生時(shí)，由磁頭854再生的記錄信號(hào)用和圖84所說(shuō)明的同樣的動(dòng)作，由C-CDM解調(diào)部760解調(diào)出D1和D2。第1數(shù)據(jù)串D1在第1數(shù)據(jù)輸出部758中被解調(diào)為2個(gè)子通道D1-1和D1-2。D1-1由于在代碼級(jí)高的ECC Decoder758a中進(jìn)行誤碼校正，故比D1-2，D1-1在低C/N值也能解調(diào)，由第1-1圖象譯碼器402a譯碼(Decode)輸出LDTV。另一方面，D1-2在通常代碼級(jí)的ECC譯碼器758b中進(jìn)行誤碼校正，與C1-1相比，因具有較高的C/N臨界值，故信號(hào)電平不大就不能再生。而且，在第1-2圖象譯碼器402d中被解調(diào)，與D1-1合成，輸出寬帶NTSC級(jí)的EDTV。
第2數(shù)據(jù)串D2由格狀解調(diào)器(Trellis Decoder)759b進(jìn)行Vitabi解碼，由ECC759a進(jìn)行誤碼校正，用第2圖象譯碼器402b形成高頻圖象信號(hào)，與D1-1、D1-2合成輸出HDTV。這時(shí)D2的C/N的閾值設(shè)定得比D1-2大，從而，磁帶855的C/N值小時(shí)，再生D1-1即LDTV，通常的C/N值的磁帶855時(shí)，再生D1-1、D1-2即EDTV，高C/N值磁帶855時(shí)，再生D1-1、D1-2、D1-3即HDTV信號(hào)。
這樣，就能實(shí)現(xiàn)3級(jí)的分級(jí)磁記錄再生裝置。如前所述，磁帶855的C/N值和成本有相關(guān)關(guān)系。本發(fā)明的情況，使用者能夠記錄再生與3種類型的磁帶成本相應(yīng)的3個(gè)等級(jí)畫(huà)面質(zhì)量的圖象信號(hào)，故可以拓寬使用者根據(jù)想記錄的TV節(jié)目的內(nèi)容而選擇磁帶等級(jí)的范圍。
下面，說(shuō)明快速發(fā)送時(shí)分級(jí)記錄的效果。如圖132的記錄磁道圖所示的那樣，磁帶855上記錄著方位角A的記錄磁道(track)855a和逆方位角B的記錄磁道855b。如圖示，在記錄磁道855a的中央部設(shè)置了記錄區(qū)域855c，把其它的區(qū)域作為D1-2記錄區(qū)域855d。至少在1個(gè)地方就各個(gè)記錄磁道數(shù)設(shè)置記錄區(qū)域。其中，記錄LDTV的1幀。高頻信號(hào)的D2信號(hào)記錄在記錄磁道全區(qū)域的D2記錄區(qū)域855e。通常速度的記錄再生時(shí)，這個(gè)記錄格式不產(chǎn)生新的效果。順?lè)较蚝湍娣较虻拇艓Э焖賯魉驮偕鷷r(shí)，方位角A的磁頭掃描855f如圖示那樣和磁道不一致。在圖132所示的本發(fā)明中，磁帶中央部的狹窄區(qū)域設(shè)置了被設(shè)定為D1-1的記錄區(qū)域855c。因而雖是某種一定的幾率，但這個(gè)區(qū)域準(zhǔn)確地被再生。被再生的D1-1信號(hào)雖然是與MPEG1并列的LDTV的畫(huà)面質(zhì)量，但能夠解調(diào)同一時(shí)間全體畫(huà)面的圖象。這樣，在快速傳送時(shí)就具有1秒鐘內(nèi)再生幾枚到幾十枚LDTV的完全圖象，使用者能夠確認(rèn)快速傳送中的圖象畫(huà)面。
另外，返傳送再生時(shí)，如磁頭掃描855g所示那樣僅掃描磁道的一部分區(qū)域。然而，在這時(shí)也應(yīng)用圖132所示的記錄再生格式，因D1-1記錄區(qū)域能夠再生，故間歇式地輸出LDTV等級(jí)畫(huà)面質(zhì)量的動(dòng)畫(huà)。
這樣，本發(fā)明由于記錄了記錄磁道部分狹窄區(qū)域中LDTV等級(jí)畫(huà)面質(zhì)量的圖象，故使用者在正反兩個(gè)方向快速傳送時(shí)能夠以LDTV等級(jí)的畫(huà)面質(zhì)量再生快速傳送的間斷的、幾乎完全靜止的畫(huà)面，所以在高速檢索時(shí)，容易確認(rèn)畫(huà)面。
下面說(shuō)明更高速的快進(jìn)再生的對(duì)應(yīng)方法。如圖132的右下角所示的那樣，設(shè)置D1-1記錄區(qū)域855c，記錄LDTV1幀的同時(shí)，進(jìn)一步把狹窄區(qū)域的D1-1·D2記錄區(qū)域855h設(shè)置在D1-1記錄區(qū)855c上。這個(gè)區(qū)域中的子通道D1-1上記錄著LDTV1幀的部分信息。把LDTV余下的信息重復(fù)記錄在D1-1·D2記錄區(qū)域855h的D2記錄區(qū)域855j。子通道D2具有子通道D1-13-5倍的數(shù)據(jù)記錄量。從而能用D1-1和D2記錄1/3-1/5面積的磁帶上LDTV的一幀信息。由于磁頭特性能夠在更窄的區(qū)域855h、855j上記錄，所以與磁頭的掃描時(shí)間相比，時(shí)間和面積都成為1/3-1/5。從而即使提高快進(jìn)速度，磁頭掃描更傾斜，也提高了掃描這個(gè)區(qū)域全部的幾率。因而和僅是D1-1的情況相比在進(jìn)一步以3-5倍的高速快進(jìn)時(shí)也間斷地再生完整的LDTV圖象。
這種方式在2分級(jí)VTR的情況，因沒(méi)有再生D2記錄區(qū)域855j的功能則在高速快進(jìn)時(shí)不能再生。另一方面，在3分級(jí)高功能型VRT與2分級(jí)相比，在3-5倍高速快進(jìn)時(shí)也能確認(rèn)圖象。即不僅能實(shí)現(xiàn)根據(jù)分級(jí)數(shù)即成本的畫(huà)面質(zhì)量，而且能根據(jù)成本實(shí)現(xiàn)能再生最大快進(jìn)速度不同的VTR。
還有，在實(shí)施例中，使用了分級(jí)型調(diào)制方式，但是，不言而喻，16QAM等通常的調(diào)制方式如果進(jìn)行分級(jí)型圖象符號(hào)化，也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的快進(jìn)再生。
以往的在高度上壓縮圖象方式的非分級(jí)型數(shù)字VTR的記錄方式，圖象數(shù)據(jù)均勻地分散，故快進(jìn)再生時(shí)不能夠再生各掃描相同時(shí)間的畫(huà)面的全部圖象。因而，只能再生偏離畫(huà)面各段時(shí)間軸的圖象，然而，本發(fā)明的分級(jí)型HDTVVTR是LDTV等級(jí)，在快進(jìn)再生時(shí)能夠再生不偏離畫(huà)面各段的時(shí)間軸的圖象。
進(jìn)行本發(fā)明的HDTV3級(jí)分級(jí)型記錄時(shí)，在記錄再生系統(tǒng)的C/N值高時(shí)，能夠再生HDTV等高分辨率TV信號(hào)。而且，在記錄再生系統(tǒng)的C/N低及用低功能磁再生裝置再生時(shí)，輸出寬帶NTSC等EDTV等級(jí)的TV信號(hào)或低分辨率NTSC等LDTV等級(jí)的TV信號(hào)。
如上，在使用本發(fā)明的磁再生裝置中，在C/N低和誤碼率高時(shí)，也能以低分辨率或低畫(huà)面質(zhì)量再生同一內(nèi)容圖象。
實(shí)施例7實(shí)施例7是把本發(fā)明用于4分級(jí)的圖象分級(jí)傳送的例子。通過(guò)把實(shí)施例2中說(shuō)明的4分級(jí)傳送方式與4分級(jí)圖象數(shù)據(jù)構(gòu)造組合就能產(chǎn)生如圖91的接收干擾區(qū)域圖所示的4分級(jí)接收區(qū)域。如圖所示，在最內(nèi)側(cè)形成第1接收區(qū)890a，在其外側(cè)形成第2接收區(qū)890b、第3接收區(qū)890c和第4接收區(qū)890d。下面，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這種4分級(jí)的方法。
實(shí)現(xiàn)4分級(jí)時(shí)，存在著由調(diào)制得到的4級(jí)的物理分級(jí)、由誤差校正能力的差別化得到的4級(jí)的邏輯分級(jí)等，前者由于分級(jí)之間的C/N差較大，4級(jí)上有必要有大的C/N。后者由于能夠解調(diào)這個(gè)前提，分級(jí)之間的C/N差取得不大。現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，使用2級(jí)的物理分級(jí)和2級(jí)的邏輯分級(jí)。這樣先描述把圖象信號(hào)分為4級(jí)的方法。
圖93是分離電路3的框圖，由圖象分離電路895和4個(gè)壓縮電路構(gòu)成。分離電路404a、404b、404c內(nèi)部的基本結(jié)構(gòu)和圖30的第1圖象譯碼器401中的分離電路404的框圖相同，故省略說(shuō)明。分離電路404a等把圖象信號(hào)分離為低頻成分HLVL、高頻成分HHVH和中頻成分HHVL、HLVH等4個(gè)信號(hào)。這時(shí)，HLVL的分辨率為原圖象信號(hào)的一半。
輸入的圖象信號(hào)由圖象分離電路404a分割為高頻成分和低頻成分。由于在垂直和水平方向上分割，故輸出4個(gè)成分。高頻和低頻的分割點(diǎn)在本實(shí)施例中處在中間點(diǎn)。從而，輸入信號(hào)是垂直1000條的HDTV信號(hào)時(shí)，HLVL信號(hào)為垂直500條、水平分辨率也為1/2的TV信號(hào)。
低頻成分的HLVL信號(hào)由分離電路404c進(jìn)一步各2分為水平、垂直方向的頻率成分。從而，HLVL的輸出，例如就成為垂直250條，水平分辨率成為1/4。把這個(gè)定義為L(zhǎng)L信號(hào)，LL成分由壓縮部405a壓縮作為D1-1信號(hào)輸出。
另一方面，HLVL高頻成分的3個(gè)成分由合成器合成為1個(gè)LH信號(hào)，由壓縮部405b壓縮后作為D1-2信號(hào)輸出。這時(shí)，在分離電路404c和合成器772c之間可設(shè)立3個(gè)壓縮部。
高頻成分的HHVH、HLVH、HHVL等3個(gè)成分由合成器772a形成1個(gè)HHVH-H信號(hào)。壓縮信號(hào)在水平、垂直都是1000條時(shí)，這個(gè)信號(hào)在水平、垂直方向具有500-1000條的成分。而且，由分離電路404b分離為4個(gè)成分。
從而，作為HLVL輸出，分離為水平、垂直方向的500-750條成分。稱為HH信號(hào)。而且，HHVH、HLVH、HHVL這3個(gè)成分具有750-1000條成分，在合成器772b中合成，在壓縮部405d中壓縮成為HH信號(hào)，作為D2-2信號(hào)輸出。另一方面，HL信號(hào)作為D2-1信號(hào)輸出。從而，LL即D1-1信號(hào)具有例如0-250條以下成分，LH即D1-2信號(hào)具有250條以上500條以下的頻率成分，HL即D2-1信號(hào)具有500條以上750條以下、HH即D2-2信號(hào)具有750條以上1000條以下的頻率成為。使用這個(gè)分離電路3，能夠產(chǎn)生分級(jí)型數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)用這個(gè)圖93的分離電路3替換實(shí)施例2中所說(shuō)明的圖87的發(fā)送機(jī)1中分離電路3，能夠進(jìn)行4級(jí)的分級(jí)型傳送。
這樣，把分級(jí)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和分級(jí)型傳送組合，能夠?qū)崿F(xiàn)伴隨C/N的惡化畫(huà)面質(zhì)量階梯形下降的圖象傳送。這樣，播放時(shí)可以擴(kuò)大服務(wù)范圍。其次，解調(diào)再生這個(gè)信號(hào)的接收機(jī)和實(shí)施例2中所說(shuō)明的圖88的第2接收機(jī)具有相同的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。從而省略全部動(dòng)作的說(shuō)明。只是處理圖象信號(hào)的合成部37的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)發(fā)送不同。這里，詳細(xì)說(shuō)明合成部37。
如實(shí)施例2中用圖88的接收機(jī)框圖所說(shuō)明的那樣，解調(diào)、誤碼校正接收的信號(hào)，形成D1-1、D1-2、D2-1、D2-2等4個(gè)信號(hào)，輸入到合成部37。
這里，圖94是合成部33的框圖。輸入的D1-1、D1-2、、D2-1、D2-2信號(hào)在擴(kuò)張部523a、、523b、523c、523d中被擴(kuò)展，形成在圖93的分離電路中說(shuō)明過(guò)的LL、LH、HL、HH信號(hào)。設(shè)原來(lái)的圖象信號(hào)水平、垂直方向的頻帶為1，則這個(gè)信號(hào)的LL就為1/4、LL+LH為1/2、LL+LH+HL為3/4，LL+LH+HL+HH為1的頻帶。LH信號(hào)由分離器531a分離在圖象合成部548a中與LL信號(hào)合成輸入到圖象合成部548c的HLVL端子。關(guān)于圖象合成部531a的例子的說(shuō)明已經(jīng)用圖32的圖象譯碼器527說(shuō)明過(guò)了，故省略。另一方面，HH信號(hào)由分離器531b分離，輸入到圖象合成部548b。HL信號(hào)在圖象合成部548b中和HH信號(hào)合成形成HHVH-H信號(hào)，經(jīng)分離器531c分離，在圖象合成部548c中和LH、LL的合成信號(hào)合成，成為圖象信號(hào)LL合成部33輸出。而且，用圖88的第2接收機(jī)的輸出部36形成TV信號(hào)輸出。這時(shí)，原信號(hào)若是垂直1050條，約1000條的HDTV信號(hào)，則由圖91的接收干擾圖所示的4個(gè)接收條件4種畫(huà)面質(zhì)量的TV信號(hào)。
下面詳細(xì)說(shuō)明TV信號(hào)的畫(huà)面質(zhì)量。把圖91和圖86合在一起，就是圖92的傳送分級(jí)構(gòu)造圖。這樣，和C/N提高的同時(shí)，在接收區(qū)域862d、862c、862b、862a中添加了能夠逐次再生D1-1、D1-2、D2-1、D2-2的分級(jí)通道，增加的數(shù)據(jù)量。
如圖95傳送分級(jí)結(jié)構(gòu)圖那樣，圖象信號(hào)進(jìn)行分級(jí)傳送時(shí)，在C/N提高的同時(shí)，再生出LL、、LH、HL、HH信號(hào)的分級(jí)通道。因此，隨著至發(fā)送天線距離的縮短，畫(huà)面質(zhì)量上升。L＝Ld時(shí)，再生信號(hào)，L＝Lc時(shí)，再生LL+LH信號(hào)，L＝Lo時(shí)，再生LL+LH+HL信號(hào)，L＝La時(shí)，再生LL+LH+HL+HH信號(hào)。因此，設(shè)原信號(hào)的頻帶為1，就能在各個(gè)接收地區(qū)分別得到1/4、1/2、3/4、1的頻帶的畫(huà)面質(zhì)量。原信號(hào)為垂直掃描線1000條的HDTV時(shí)，能得到250條、500條、750條、1000條的TV信號(hào)。這樣，就能進(jìn)行畫(huà)面質(zhì)量階梯形惡化時(shí)的分級(jí)型傳送。圖96是先有的數(shù)字式HDTV廣播時(shí)的接收干擾圖。從圖中所指明的那樣，先有方式在C/N小于Vo時(shí)，完全不能再生TV信號(hào)。因此，即使在服務(wù)范圍距離R的內(nèi)側(cè)，在和其它臺(tái)的競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)、樓房陰影等地如“X”號(hào)所示，不能接收。圖97是應(yīng)用本發(fā)明的HDTV分級(jí)廣播的接收狀態(tài)圖。如圖97所示，在距離La，C/N＝a、在Lb，C/N＝b，在Lc，C/N＝C、在Ld，C/N＝d各個(gè)接收區(qū)域能夠得到250條、500條、750條、1000條的畫(huà)面質(zhì)量。在距離La以內(nèi)，也存在C/N惡化，不能以HDTV畫(huà)面質(zhì)量再生的區(qū)域。然而，這時(shí)，也能夠再生畫(huà)面質(zhì)量降低的圖象。例如樓房陰影的B點(diǎn)以750條、電車(chē)內(nèi)的D點(diǎn)以250條、受重象的F點(diǎn)以750條，汽車(chē)內(nèi)的G點(diǎn)以250條、和其它臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)L點(diǎn)以250條的畫(huà)面質(zhì)量，能夠再生圖象。如上所述，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的分級(jí)傳送，在先有方式所不能接收再生的地區(qū)也能夠接收，可以大幅度擴(kuò)大TV臺(tái)的服務(wù)范圍。另外，如圖98的分級(jí)傳送圖所示的，以D1-1通道播放和其區(qū)域內(nèi)的模擬廣播相同的節(jié)目D，用D1-2、D2-2、D2-2通道播放其它的節(jié)目C、B、A，便能夠在整個(gè)區(qū)域準(zhǔn)確地播放節(jié)目D的同時(shí)進(jìn)行聯(lián)播，并可在聯(lián)播的同時(shí)，收聽(tīng)其它3個(gè)節(jié)目。
實(shí)施例8下面根據(jù)圖面說(shuō)明實(shí)施例8。實(shí)施例8是把本發(fā)明的分級(jí)型傳送方式應(yīng)用于蜂窩狀(colluar)電話系統(tǒng)的收發(fā)話時(shí)的例子。在圖115攜帶電話機(jī)的收發(fā)話機(jī)的框圖中，從麥克風(fēng)762輸入的通話者的聲音由壓縮部405壓縮符號(hào)化為前述的分級(jí)構(gòu)造的數(shù)據(jù)D1、D2、D3，在時(shí)間分割部765根據(jù)定時(shí)時(shí)間分割為所定的時(shí)間段，在調(diào)制器4受前述的SRQAM等分級(jí)型調(diào)制，載于1個(gè)載波上經(jīng)天線共用器由天線22發(fā)送，用后述的基地臺(tái)接收，發(fā)送到其它的基地臺(tái)或電話局，能和其它的電話通話。
另一方面，來(lái)自其它電話的通話信號(hào)作為從基地臺(tái)來(lái)的發(fā)送電波由天線22接收。這個(gè)接收信號(hào)在SRQAM等分級(jí)型解調(diào)器45中作為D1、D2、D3的數(shù)據(jù)而被解調(diào)。從解調(diào)信號(hào)在定時(shí)電路767檢測(cè)出定時(shí)信號(hào)，這個(gè)定時(shí)信號(hào)被送入時(shí)間分割部765。解調(diào)信號(hào)D1、D2、D3在擴(kuò)展部503中被擴(kuò)展形成聲音信號(hào)，送到擴(kuò)音器65成為聲音。
其次，像圖116的基地臺(tái)的框圖中那樣，位于6角形或圓形的3個(gè)接收單元(cell)768、769、770各中心部的基地臺(tái)771、772、773具有多個(gè)和圖115同樣的收發(fā)機(jī)761a-761j，收發(fā)和收發(fā)機(jī)相同數(shù)量通道的數(shù)據(jù)。連接于各基地臺(tái)的基地臺(tái)控制部774經(jīng)常監(jiān)視各基地臺(tái)的通信話務(wù)量，，根據(jù)話務(wù)量進(jìn)行對(duì)各基地臺(tái)的通道頻率的分配和進(jìn)行各基地臺(tái)的接收單元尺寸控制等總體系統(tǒng)的控制。
如圖117的先有方式通信容量話務(wù)分布圖所示的那樣，QPSK等先有方式的數(shù)字通信方式接收單元768、770的Ach的傳送容量為把d＝A的圖所示頻率利用率2比特/Hz的數(shù)據(jù)774d、774b與d＝B的圖所示數(shù)據(jù)774c組合起來(lái)的數(shù)據(jù)774d，在每個(gè)地點(diǎn)都是同樣的2比特/HZ頻率利用率。另一方面，實(shí)際的都市密集地775a、775b、775c那樣高樓集中的地方人口密度大，通話的話務(wù)量也像數(shù)據(jù)774e所示那樣呈現(xiàn)峰值。其周?chē)酝獾牡貐^(qū)通話量少。對(duì)于實(shí)際的話務(wù)量TF的數(shù)據(jù)774e，先有的單元電話的容量如數(shù)據(jù)774d所示在整個(gè)區(qū)域是相同的2比特/HZ的頻率效率。即，存在著通話量少的地區(qū)也和通話量多的地區(qū)使用相同的頻率這種效率差的問(wèn)題。先有的方式在話務(wù)量多的地區(qū)相應(yīng)采用增多頻率分配、增加通道數(shù)或減少接收單元的面積。然而，增加通道數(shù)有頻譜的限制。另外，先有方式的16QAM、64QAM等的多值化使發(fā)送電功率增加。減小接收單元的大小，增加單元數(shù)等，導(dǎo)致基地臺(tái)數(shù)量增加，使設(shè)施成本增加。
理想的辦法是，在話務(wù)量多的地區(qū)提高頻率效率，在話務(wù)量少的地區(qū)降低可以提高系統(tǒng)總體的效率。通過(guò)采用本發(fā)明的分級(jí)型傳送方式就能實(shí)現(xiàn)上述要求。下面，用圖118的本發(fā)明實(shí)施例8中通信容量、話務(wù)量分布圖進(jìn)行說(shuō)明。圖118的分布圖從上至下順序示出了接收單元770B、768、769、770、770a的A-A’線上的通信容量。接收單元768、770，通道群A接收單元770b、769、770a利用與通道群A不重復(fù)的通道群B的頻率。這些通道對(duì)應(yīng)各接收單元的話務(wù)量，由圖116的基地臺(tái)控制器774自動(dòng)地減少通道數(shù)。118示出了d＝A時(shí)A通道的通信容量分布，d＝B時(shí)，B通道的通信容量、d＝A+B時(shí)全部通道加在一起的通信容量，通信話務(wù)量TF、建筑和人口的人布P。接收單元768、769、770由于應(yīng)用了前面的實(shí)施例中所說(shuō)明的SRQAM等多級(jí)的分級(jí)傳送方式，故像數(shù)據(jù)776a、776b、776c所示那樣，在基地臺(tái)周?chē)磕軌虻玫絈PSK頻率利用率2比特/Hz的3倍即6比特/HZ的利用率。隨著向周?chē)拷鼫p少為4比特/Hz、2比特/Hz。不增加發(fā)送功率，就如點(diǎn)線777a、b、c所示，和QPSK接收單元的尺寸相比，2比特/Hz的區(qū)域變得狹窄，但通過(guò)提高若干基地臺(tái)的發(fā)送功率，能夠得到同樣的接收單元的大小。對(duì)應(yīng)64SRQAM的子局在距基地臺(tái)較遠(yuǎn)的地方，用把SRQAM的移動(dòng)量定為S＝1的變形QPSK收發(fā)，在較近的地方以16SRQAM，在更近的地方以64SRQAM收發(fā)。從而與QPSK相比，沒(méi)有增加最大發(fā)送功率。還有，把電路簡(jiǎn)化了的圖121的框圖所示的4SRQAM收發(fā)機(jī)也能夠保持互換性，和其它電話通話。圖122的框圖所示的16SRQAM的情況，也是同樣的。因此，存在3種調(diào)制方式的子機(jī)。對(duì)于攜帶電話的情況，小型輕量性是重要的。對(duì)于4SRQAM的情況，頻率利用率下降，故通話費(fèi)用高，但因電路簡(jiǎn)單，滿足小型輕量化的要求，適合于使用者。這樣，本方式就能對(duì)應(yīng)范圍廣泛的用途。
像以上那樣，能夠建立具有圖118的d＝A+B那樣容量不同分布的傳送系統(tǒng)。通過(guò)把TF的話務(wù)量加在一起設(shè)置基地臺(tái)，就能提高綜合頻率利用效率。特別是單元小的小型單元方式，能夠設(shè)置很多的子基地臺(tái)，又能容易在話務(wù)量多的地方設(shè)置子基地臺(tái)，故本發(fā)明的效果高。
下面，用圖119的數(shù)據(jù)時(shí)間配置圖說(shuō)明各時(shí)間段的數(shù)據(jù)配置。圖119(a)示出先有方式的時(shí)間段，圖119(b)示出實(shí)施例8的時(shí)間段。圖119(a)所示的先有方式的收發(fā)不同的頻率方式在Down側(cè)，即從基地臺(tái)向子臺(tái)發(fā)送時(shí)以頻率A用時(shí)間段780a發(fā)送同步信號(hào)S，用時(shí)間段780b、780c、780d向各個(gè)A、B、C通道送去發(fā)送信號(hào)。其次在Up側(cè)，即從子機(jī)向基地臺(tái)發(fā)送時(shí)，以頻率B把各個(gè)同步信號(hào)、a、b、c通道的信號(hào)送到時(shí)間段781a、781b、781c、781d。
本發(fā)明的情況，如圖119(b)所示由于應(yīng)用了前述的64SRQAM等分級(jí)型傳送方式，故具有D1、D2、D3各2比特/Hz的3個(gè)分級(jí)數(shù)據(jù)。A1、A2數(shù)據(jù)由于用16SRQAM發(fā)送，故如時(shí)間段782b、782c和783b、783c所示的那樣，大約為2倍的數(shù)據(jù)率。以同一音質(zhì)發(fā)送時(shí)，能用一半的時(shí)間發(fā)送。因此，時(shí)間段782b、782c為一半的時(shí)間。這樣就能在圖118的776c的第2分級(jí)區(qū)域即基地臺(tái)的近旁得到2倍的傳送容量。同樣地，在時(shí)間段782g、783g能以64SRQAM進(jìn)行E1數(shù)據(jù)的收發(fā)。由于具有約3倍的傳送容量，故在同一個(gè)時(shí)間段能夠確保3倍的E1、E2、E3這3個(gè)通道。這樣，用同一個(gè)頻帶便能得到最大約3倍的通話。然而，這時(shí)，在基地臺(tái)附近進(jìn)行這樣的通話時(shí)，實(shí)際比這個(gè)數(shù)字低。還有，實(shí)際的傳送效率將下降到90％。為提高本發(fā)明的效果，希望話務(wù)量的區(qū)域分布和本發(fā)明的傳送容量分布一致．而像圖118的TF圖所示，在實(shí)際的都市以樓房街為中心周?chē)渲弥G地帶。在郊外也在住宅地的周?chē)渲弥锏睾蜕?，是按接近TF圖的分布，因此，應(yīng)用本發(fā)明的效果很高。
圖120是TDM方式的時(shí)間圖，(a)示出先有方式，(b)示出本發(fā)明的方式。如圖120(a)所示，以同一頻帶用時(shí)間段786a、786b進(jìn)行向各A、B通道的子機(jī)發(fā)送，用時(shí)間段787a、787b進(jìn)行來(lái)自各A、B通道子機(jī)的接收。如圖120(b)所示，本發(fā)明，對(duì)于16SRQAM用時(shí)間段788a進(jìn)行A1通道的接收，用時(shí)間段778c進(jìn)行A1通道的發(fā)送。時(shí)間段的寬度約為1/2。對(duì)于64SRQAM，用時(shí)間段788i進(jìn)行D1通道的接收，用時(shí)間段7881進(jìn)行D1通道的發(fā)送。時(shí)間段的寬度約為1/3。
特別是，為降低消耗電功率，在時(shí)間段778p以1/2的時(shí)間段進(jìn)行16SRQAM的E1的接收，而發(fā)送用時(shí)間段788r以通常的時(shí)間段4SRQAM進(jìn)行。因此，4SRQAM比16SRQAM消耗電功率少，故可減少發(fā)送時(shí)的電功率消耗。然而，占有時(shí)間長(zhǎng)，通話費(fèi)用高。對(duì)于蓄電池較小的小型輕量型攜帶電話和蓄電池剩余容量少時(shí)，效果較高。
如上所述，因能夠把實(shí)際的話務(wù)量分布加起來(lái)設(shè)定傳送容量分布，故能提高實(shí)質(zhì)的傳送容量。另外，由于基地臺(tái)、子局能夠選擇3個(gè)或2個(gè)傳送容量，故能夠自由度較高地降低頻率效率、降低電功率消耗或提高效率降低通話費(fèi)用。另外，利用低傳送容量4SRQAM等方式簡(jiǎn)化電路，還能夠設(shè)定小型、低成本的子機(jī)。這時(shí)，如上述實(shí)施例所說(shuō)明的，能取得所有機(jī)種間的傳送互換性，這是本發(fā)明的特征之一。這樣，在增大傳送容量的同時(shí)，能夠謀求從超小型機(jī)到高功能機(jī)范圍廣泛的機(jī)種。
實(shí)施例9下面根據(jù)圖面說(shuō)明第9實(shí)施例。實(shí)施例9是把本發(fā)明用于OFDM傳送方式的例子。給出了圖123的OFDM收發(fā)機(jī)的框圖和圖124OFDM的動(dòng)作原理圖。FDM種類之一的OFDM通過(guò)使相鄰的載波正交，比一般的FDM頻帶的利用率好。另外，由于抗重影等多通道干擾能力強(qiáng)，故正在研究用于數(shù)字音樂(lè)廣播和數(shù)字TV廣播。如圖124OFDM的原理圖所示，對(duì)于OFDM，用串/并變換部791在頻率軸793上把輸入信號(hào)以1/ts的數(shù)據(jù)間隔配置。作成子通道794a-e。把這個(gè)信號(hào)在擁有逆FFT器40的調(diào)制器中向時(shí)間軸799做逆FFT變換，制作發(fā)送信號(hào)795。在ts有效記號(hào)(symbol)期間中的796期間發(fā)送這個(gè)被逆FFT變換的信號(hào)，在各記號(hào)之間設(shè)置了tg保護(hù)期間797。
下面用圖123的OFDM-CCDM混合方式的框圖說(shuō)明收發(fā)HDTV信號(hào)時(shí)實(shí)施例9的動(dòng)作。被輸入的HDTV信號(hào)由圖象譯碼器401分離為低頻D1-1、中-低頻D1-2和高-中-低頻D23級(jí)的分級(jí)結(jié)構(gòu)的圖象信號(hào)，輸入到輸入部742。在第1數(shù)據(jù)串輸入部743，D1-1信號(hào)被進(jìn)行代碼級(jí)高的ECC編碼，D1-2信號(hào)進(jìn)行通常的代碼級(jí)ECC符號(hào)化。D1-1和D1-2由TDM部743進(jìn)行時(shí)間分割多路化，生成D1信號(hào)，輸入到調(diào)制器852a的D1串/并轉(zhuǎn)換器791a。D1信號(hào)為n個(gè)并行數(shù)據(jù)，輸入到n個(gè)C-CDM調(diào)制器4a、4b…的第一輸入部。
另一方面，高頻成分信號(hào)的D2在輸入部742第2數(shù)據(jù)串輸入部744內(nèi)的ECC部744a中進(jìn)行ECC(Error Correction Code)符號(hào)化，在格狀編碼器744b中格狀符號(hào)化，輸入到調(diào)制器852a的D2串/并轉(zhuǎn)換器791b，形成n個(gè)并行數(shù)據(jù)，輸入到C-CDM調(diào)制器4a、4b…的第2輸入部中。由第1輸入部的D1數(shù)據(jù)串和第2輸入部的D2數(shù)據(jù)在各個(gè)C-CDM調(diào)制器4a、4b、4c…中C-CDM調(diào)制為16SRQAM等。這n個(gè)C-CDM調(diào)制器具有各不相同頻率的載波，同時(shí)，相鄰的載波如圖124的794a、794b、794c所示正交并位于頻率軸793上。這樣，被C-CDM調(diào)制的n個(gè)調(diào)制信號(hào)由逆FFT電路40從頻率軸范圍(dimension)映像到時(shí)間軸范圍，形成t3的有效符號(hào)長(zhǎng)度的時(shí)間信號(hào)796a、796b等。有效符號(hào)時(shí)間帶796a和796b之間為減少多通道干擾設(shè)立了Tg秒的保護(hù)時(shí)間帶797a。把這些用時(shí)間軸和信號(hào)電平表現(xiàn)出來(lái)就是圖129的時(shí)間-信號(hào)電平圖，保護(hù)時(shí)間帶797a的Tg從多通道的影響時(shí)間根據(jù)用途來(lái)決定。通過(guò)把Tg設(shè)定為長(zhǎng)于TV重象等多通道的影響時(shí)間，接收時(shí)，來(lái)自逆FFT電路40的調(diào)制信號(hào)由并/串轉(zhuǎn)換器形成1個(gè)信號(hào)，經(jīng)發(fā)送部5形成RF信號(hào)輸出發(fā)送。
其次，說(shuō)明接收機(jī)43的動(dòng)作，表示在圖124的時(shí)間軸符號(hào)信號(hào)796e上。接收信號(hào)輸入到圖123的輸入部24，再輸入到調(diào)制部852b被數(shù)字化，由FFT部40a展開(kāi)為付立葉系數(shù)，從圖124所示的時(shí)間軸779映射到頻率軸793a上。從圖124的時(shí)間軸符號(hào)信號(hào)變換為頻率軸的信號(hào)的載波794a、794b等。由于這些載波相互正交，故能夠分離成各個(gè)調(diào)制信號(hào)。圖125(b)所示的16SRQAM等被解調(diào)，送入到各個(gè)C-CDM解調(diào)器45a、45b中。而且在C-CDM解調(diào)器45的各個(gè)C-CDM解調(diào)部45a、b中被解調(diào)成分級(jí)型，D1、D2的子信號(hào)被解調(diào)，由D1并/串轉(zhuǎn)換器852a和D2并/串轉(zhuǎn)換器852b，形成串行信號(hào)，解調(diào)出原始的D1、D2信號(hào)。這時(shí)，由于使用了應(yīng)用圖125(b)所示的C-CDM的分級(jí)傳送方式，因而在C/N值惡劣的接收條件下僅能解調(diào)D1信號(hào)，在較好的條件下解調(diào)D1和D2信號(hào)。解調(diào)出的D1信號(hào)在輸出部757中再次被解調(diào)。與D1-2信號(hào)相比，D1-1信號(hào)誤碼校正的代碼級(jí)高，故D1-1信號(hào)的誤碼信號(hào)在相當(dāng)惡劣的接收條件下也能再生。D1-1信號(hào)由第1-1圖象譯碼器402C形成LDTV的低頻信號(hào)，D1-2信號(hào)由第1-2圖象譯碼器402d形成EDTV的中頻成分而輸出。
D2信號(hào)被格狀解調(diào)，由第2圖象譯碼器402b形成HDTV的高頻成分輸出。上述的低頻信號(hào)僅輸出LDTV信號(hào)，通過(guò)加上上述的中頻成分輸出寬帶NTSC等級(jí)的EDTV信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)再加入上述高頻成分合成出HDTV信號(hào)。和前面的實(shí)施例相同，能夠接收與接收C/N對(duì)應(yīng)的畫(huà)面質(zhì)量的TV信號(hào)。實(shí)施例9，通過(guò)把OFDM和C-CDM組合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)OFDM不能實(shí)現(xiàn)的分級(jí)傳送。
OFDM為了確實(shí)地在保護(hù)期間Tg中吸收多通道干擾信號(hào)，因而抗TV重像等多通道干擾能力強(qiáng)。從而，能夠用于汽車(chē)的TV接收機(jī)的數(shù)字TV廣播。然而，由于不是分級(jí)型傳送，故在某個(gè)一定的C/N臨界值以下就不能接收。通過(guò)和本發(fā)明的C-CDM組合，便能實(shí)現(xiàn)抗多通道干擾強(qiáng)又能接收適于C/N惡化的圖象(GraditionalDegradation)。在汽車(chē)內(nèi)進(jìn)行TV接收時(shí)，不僅有多通道干擾，而且C/N值也惡化。在此，僅是多通道干擾的對(duì)策不能擴(kuò)大TV廣播臺(tái)的服務(wù)范圍。然而通過(guò)和分級(jí)型傳送的C-CDM組合，即使C/N相當(dāng)惡化也能夠以LDTV等級(jí)接收。另一方面，對(duì)于汽車(chē)用TV的情況，畫(huà)面尺寸通常是10英寸以下，故用LDTV等級(jí)能得到充分的畫(huà)面，從而可以大幅度擴(kuò)大汽車(chē)TV的LDTV等級(jí)的服務(wù)范圍。把OFDM用于HDTV的整個(gè)頻帶，用現(xiàn)時(shí)的半導(dǎo)體技術(shù)就要加大DSP的電路規(guī)模。因此，示出了用OFDM僅傳送低頻TV信號(hào)的方法。如圖138的框圖所示那樣，把HDTV的中頻成分和高頻成分的D1-2和D2這2個(gè)信號(hào)進(jìn)行本發(fā)明的C-CDM多路化，由FDM40以頻帶A發(fā)送。另一方面接收機(jī)側(cè)接收到的信號(hào)由FDM40e分離頻率，用本發(fā)明的C-CDM解調(diào)器4b解調(diào)，和圖123一樣再生HDTV的中頻成分和高頻成分。這時(shí)的圖象譯碼器的動(dòng)作和實(shí)施例1、2、3的相同，故省略。
其次，HDTV的MPEG1等級(jí)的低頻信號(hào)D1-1由串/并轉(zhuǎn)換器791形成并行信號(hào)，在OFDM變換器852c中受QPSK和16QAM的調(diào)制，由逆FFT器40變換為時(shí)間軸的信號(hào)，由FDM40d以頻帶BB發(fā)送。
另一方面，接收機(jī)43接收到的信號(hào)在FDM部40e中被頻分，在OFDM解調(diào)部852d中由FFT40a形成許多頻率軸信號(hào)，由各個(gè)解調(diào)器45a、45b等解調(diào)，由并/串轉(zhuǎn)換器852a解調(diào)D1-1信號(hào)，和圖123一樣，從接收機(jī)輸出LDTV等級(jí)的D1-1信號(hào)。
這樣，只是LDTV信號(hào)實(shí)現(xiàn)了OFDM的分級(jí)傳送。通過(guò)用圖138的方法，OFDM的復(fù)雜電路可以僅是LDTV信號(hào)。和HDTV信號(hào)相比，LDTV信號(hào)是1/20的比特率，因此OFDM的電路規(guī)模為1/20，大幅度地縮小的整體電路規(guī)模。
OFDM是抗多通道干擾能力強(qiáng)的傳送方式，在攜帶電視、汽車(chē)電視接收時(shí)，以及汽車(chē)的數(shù)字式音樂(lè)發(fā)送接收時(shí)的移動(dòng)臺(tái)，以多通道干擾大且變動(dòng)的用途為主要目的加以應(yīng)用。在這樣的用途中，從4英寸到8英寸的10英寸以下的小畫(huà)面尺寸是主流。因此，OFDM調(diào)制HDTV和EDTV等高分辨率的全部TV信號(hào)的方式，花費(fèi)的費(fèi)用較高，對(duì)于汽車(chē)TV的情況以LDTV等級(jí)的TV信號(hào)接收就足夠了。另一方面，家庭用TV那樣的固定臺(tái)，多通道干擾經(jīng)常是一定的，故易于采取多通道干擾對(duì)策。因而，在強(qiáng)重像地區(qū)以外，OFDM的效果不高。在HDTV的中高頻成分使用OFDM，由于OFDM電路規(guī)模大，故不是上策。因此，僅把本發(fā)明的示于圖138的OFDM用于低頻TV信號(hào)的方法，具有這樣的效果，即在汽車(chē)等移動(dòng)臺(tái)中，既沒(méi)有失去大幅度減輕接收到的LDTV的多通道干擾的OFDM的效果，又能大幅度地把OFDM的電路規(guī)模削減到1/10。
還有，在圖138中，雖然僅對(duì)D1-1進(jìn)行了OFDM解調(diào)，但是，也能夠?qū)1-1和D1-2進(jìn)行OFDM解調(diào)。這時(shí)，由于D1-1和D1-2能夠進(jìn)行C-CDM2分級(jí)傳送，在汽車(chē)等移動(dòng)體中也能實(shí)現(xiàn)抗多通道干擾強(qiáng)的分級(jí)型傳送，在移動(dòng)體中可以產(chǎn)生LDTV和SDTV能接收與接收電平和天線靈敏度畫(huà)面質(zhì)量的圖象對(duì)應(yīng)的所謂“逐漸變化的分級(jí)”(Gradational Graduation)的效果。
這樣，就能進(jìn)行本發(fā)明的分級(jí)傳送，從而，能夠得到前述種種效果。對(duì)于OFDM的情況，特別是由于抗多通道干擾能力強(qiáng)，故通過(guò)和本發(fā)明的分級(jí)傳送相組合，能夠得到抗多通道干擾能力強(qiáng)而且能夠得到與接收電平的惡化對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送等級(jí)降低的效果。
本發(fā)明的分級(jí)型傳送方式的特征之一，是頻率的利用率提高了，當(dāng)然對(duì)于一部分接收機(jī)，電功率的利用率會(huì)相當(dāng)降低。因此，不能夠適用于全部通信系統(tǒng)。例如，若是特定接收者間的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)性最高的方法是換成那個(gè)時(shí)期能得到的最高頻率利用率和最高電力利用率的機(jī)器。這時(shí)沒(méi)有一定使用本發(fā)明的必要。
然而，在衛(wèi)星廣播方式和地面廣播方式的場(chǎng)合，本發(fā)明的分級(jí)型傳送方式是必要的。因?yàn)樾l(wèi)星廣播的規(guī)格要求有50年以上的持久性。這個(gè)期間，雖然廣播規(guī)格沒(méi)有變更，但是伴隨技術(shù)革新衛(wèi)星的發(fā)送電功率會(huì)飛速地提高。播放臺(tái)必須進(jìn)行無(wú)論是數(shù)十年后的將來(lái)還是現(xiàn)時(shí)所制造出的接收機(jī)都能視聽(tīng)TV節(jié)目的具有互換性的廣播。應(yīng)用本發(fā)明，可使現(xiàn)存的NTSC廣播和HDTV廣播具有互換性，同時(shí)，也可使將來(lái)的信息傳送量具有擴(kuò)充性。
本發(fā)明對(duì)頻率效率比電功率效率更重視。但在接收機(jī)方面，通過(guò)設(shè)定根據(jù)各傳送階段設(shè)置了設(shè)計(jì)接收靈敏度的幾種接收機(jī)，沒(méi)有必要過(guò)份增加發(fā)送機(jī)的電功率。另外，在將來(lái)發(fā)送功率增大時(shí)，由于也能夠用同一規(guī)格傳送，故能夠得到將來(lái)的擴(kuò)充性、新舊接收機(jī)間的互換性。如以上所述，本發(fā)明用于衛(wèi)星廣播規(guī)則時(shí)能得到顯著的效果。
還有，把本發(fā)明的分級(jí)型傳送方式用于地面廣播時(shí)，完全沒(méi)有必要考慮電功率利用效率，故比衛(wèi)星廣播容易實(shí)施本發(fā)明。如前述那樣，可以使先前的數(shù)字HDTV廣播方式中所存在的服務(wù)范圍內(nèi)不能接收的區(qū)域大幅度減少，可使前述的NTSC和HDTV接收機(jī)或電視機(jī)具有兼容性。另外，實(shí)質(zhì)上也擴(kuò)大了TV節(jié)目的廣告的服務(wù)范圍。另外，雖然實(shí)施例以應(yīng)用QPSK、16QAM和32QAM調(diào)制方式的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是也能夠適用于64QAM、128QAM和256QAM等等。當(dāng)然也能適用于如用圖說(shuō)明的多值PSK、ASK和FSK。上面，說(shuō)明了把本發(fā)明和TDM組合傳送的實(shí)施例，但是，也能夠把FDM、CDMA和擴(kuò)散通信方式進(jìn)行組合傳送。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)射第一傳輸信號(hào)并接收第二傳輸信號(hào)的電話機(jī)，包括調(diào)制器，用于根據(jù)QPSK調(diào)制第一數(shù)據(jù)流，以生成調(diào)制信號(hào)；發(fā)射器，用于發(fā)射所述調(diào)制信號(hào)作為所述第一傳輸信號(hào)；接收器，用于接收所述第二傳輸信號(hào)，其中所述第二傳輸信號(hào)具有第二數(shù)據(jù)流和第三數(shù)據(jù)流的信息，根據(jù)QPSK調(diào)制所述第二數(shù)據(jù)流，根據(jù)n級(jí)QAM調(diào)制所述第三數(shù)據(jù)流；以及解調(diào)器，用于解調(diào)所述第二傳輸信號(hào)，以生成所述第二數(shù)據(jù)流和所述第三數(shù)據(jù)流。
全文摘要
一種由發(fā)送機(jī)發(fā)送信號(hào)、由接收機(jī)傳送圖象的通信系統(tǒng)，其發(fā)送機(jī)具有輸入裝置、圖象壓縮裝置、誤碼校正編碼器、調(diào)制器和發(fā)送裝置；其接收機(jī)具有接收裝置、解調(diào)器、誤碼校正裝置、圖象擴(kuò)展部以及輸出裝置。其發(fā)送側(cè)把輸入信號(hào)分割為第一和第二數(shù)據(jù)流(低、高頻帶成分)，而接收側(cè)可根據(jù)其能力將接收信號(hào)重建低、高頻帶成分或只重建低頻帶成分。此外，將基于OFDM系統(tǒng)的通信系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)通信的多個(gè)子通道。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1909544SQ200610101690
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期1994年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者大嶋光昭 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社