Brevet FR2686209A1 — publié le 19930716

Station de diffusion de télévision multistandard, TV conventionnelle et TV haute définition, pour réseau hertzien terrestre L'invention se rapporte au domaine de la diffusion de la télévision par voie hertzienne et a plus particulièrement pour objet une station de diffusion de télévision multistandard, TV conventionnelle et TV haute définition, pour réseau hertzien terrestre. Les deux vecteurs de diffusion de la télévision haute définition actuellement en Europe sont le satellite d'une part et les réseaux câblés d'autre part Ces deux vecteurs ne permettent pas d'assurer une diffu- sion suffisante de la télévision haute définition en Europe En effet pour les systèmes de réception satellite il est nécessaire d'utiliser des an- tennes de dimensions supérieures à 1 mètre, ce qui confère à ce moyen de diffusion un coût élevé De même les réseaux câblés nécessitent des infrastructures importantes et la croissance de ces réseaux est donc très lente A court terme il paraît donc impossible en utilisant les moyens de diffusion actuels, d'assurer une diffusion correcte à la télévision haute définition, et ceci alors que l'on dispose des moyens de réception per- mettant à l'utilisateur de bénéficier des progrès acquis dans la qualité des images susceptibles d'être diffusées. En diffusion hertzienne terrestre, les progrès obtenus dans la qua- lité d'image au moyen des standards D 2 MAC ou HDMAC sont très signi- ficatifs par rapport à la qualité des images des standards classiques SECAM ou PAL: les mesures montrent qu'à niveau de réception égal, une meilleure qualité est obtenue tant pour la vidéo que pour le son De plus, l'amélioration obtenue par le standard HDMAC par rapport au D 2 MAC a été conçue pour que les réceptions D 2 MAC et HDMAC soient compatibles Il est donc de la plus haute importance d'assurer dès main- tenant une diffusion suffisante des images de meilleure définition que les images obtenues par les standards classiques, en diffusant au mieux dans un premier temps les images D 2 MAC puis la télévision HDMAC. Cette approche est d'autant plus essentielle que l'on constate dans d'autres parties du monde que des développements des réseaux câ- blés et de la réception satellite font suite aux améliorations obtenues par la transmission de télévision de meilleure qualité par voie hertzienne ter- restre Il est donc essentiel d'assurer la diffusion terrestre des signaux de télévision améliorés, émis selon les standards D 2 MAC ou HDMAC. La présente invention a pour objet de résoudre ce problème en proposant un système de diffusion de télévision sur réseau hertzien sus- ceptible de transmettre la télévision haute définition, et permettant la réception TVHD par des antennes normales de réception TV hertziennes. Selon l'invention, pour minimiser le coût des infrastructures, le système de diffusion de télévision utilise partiellement les réseaux hert- ziens déjà existants, et les complète pour assurer une couverture très large du territoire par des émissions télévision haute définition. Selon l'invention, une station de diffusion de télévision multistan- dard, TV conventionnelle et TV haute définition, pour réseau hertzien ter- restre, comportant une source de signal de télévision conventionnel, PAL ou SECAM, couplée à un émetteur de base en fréquence intermédiaire, luimême couplé à un étage d'amplification de puissance dont la sortie est couplée à une antenne d'émission via des moyens de couplage de sortie est caractérisée en que, l'étage d'amplification de puissance ayant une bande passante suffisante pour passer un signal TV haute définition, chaque station comporte en outre un émetteur en bande de base ali- menté par une source de signal TVHD, dont la sortie est également cou- plée à l'entrée de l'étage d'amplification de puissance, la station comportant à cet effet des moyens de commutation dont les deux entrées sont reliées respectivement à la sortie de l'émetteur de base de signal de télévision conventionnel et à la sortie de l'émetteur de base de signal de télévision haute définition, et dont la sortie est reliée à l'entrée de l'étage d'amplification de puissance, ces moyens de commutation étant commandés par un boîtier de commande pour l'émission par l'antenne de la station soit du signal de télévision conventionnel, soit du signal TVHD, en temps partagé. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa- raîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures an- nexées. La figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'une station hertzienne de diffusion de télévision multistandard selon l'invention; La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'une station de diffusion hertzienne de télévision multistandard selon l'invention; La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une source TVHD sécurisée utilisable dans l'un ou l'autre des deux modes de réalisation de stations décrits ci-dessus. Pour la diffusion de la télévision haute définition sur un réseau hertzien, l'invention propose d'utiliser un réseau de diffusion de pro- grammes de télévision par voie hertzienne déjà existant, par exemple un réseau SECAM en France, et d'effectuer sur les stations de ce réseau les adaptations nécessaires pour lui permettre de travailler en temps partagé pour la diffusion soit des signaux de télévision conventionnels, SECAM ou PAL, soit des signaux de télévision en haute définition. En effet les stations d'émission par voie hertzienne actuelles,par exemple les stations en norme L SECAM, ne sont pas prévues pour pas- ser des signaux à la norme TVHD car les émetteurs de base utilisés dans ces stations ne permettent pas de traiter les informations contenues dans la bande de base TVHD Par contre les étages de puissance, à tubes ou à transistors, des divers équipements émetteurs utilisés dans certaines de ces stations permettent d'amplifier un signal composite TVHD car il se trouve que leur bande passante, actuellement supérieure à la bande stric- tement nécessaire pour les émetteurs SECAM ou PAL, permet de trans- mettre la bande TVHD. Les signaux TVHD sont transmis actuellement par voie satellite ou par réseau câblé Les moyens de transmission actuels permettent de vé- hiculer les signaux TVHD vers un centre émetteur ou réémetteur en garantissant la qualité nécessaire. L'idée est donc d'utiliser dans la station de diffusion hertzienne soit l'émetteur de base SECAM ou PAL existant, soit un émetteur de base TVHD relié à une source de signal TVHD en bande de base, et à commuter l'un ou l'autre de ces émetteurs de base sur les étages d'am- plification de la station hertzienne existante, via des moyens de commu- tation adaptés. Pour que le système fonctionne, il est nécessaire de tenir compte également des sous-ensembles qui font suite aux étages d'amplification de la station hertzienne Dans certains cas, lorsque les stations d'émis- sion fonctionnent, pour l'amplification, en voies séparées, c'est-à-dire amplifient séparément une voie son et une voie image, ces voies après amplification sont regroupées sur une sortie unique, via un système de couplage raccordé à l'antenne d'émission hertzienne Or la bande pas- sante de tels moyens de couplage est suffisante pour permettre la transmission de la bande nécessaire à un signal TVHD si les moyens de couplage utilisent un coupleur 3 d B, mais la bande est insuffisante si les moyens de couplage utilisent un diplexeur Dans ce dernier cas, la sortie des étages d'amplification sera couplée au diplexeur pour l'émission en standard classique, SECAM ou PAL, mais des moyens de commutation seront également prévus en sortie des moyens d'amplification pour transmettre directement le signal amplifié TVHD à l'antenne d'émission, sans passer par le diplexeur de sortie de la station d'émission classique. Comme indiqué ci-dessus cela n'est pas nécessaire dans le cas o la station hertzienne comporte, en sortie des moyens d'amplification, un coupleur 3 d B large bande pour l'addition des voies image et son: le signal TVHD amplifié par l'étage d'amplification de l'émetteur classique peut alors être transmis via ce même coupleur du fait qu'un tel coupleur a une large bande et transmet donc sans dégradation de qualité le signal TVHD amplifié. Les figures 1 et 2 se rapportent respectivement à ces deux struc- tures Les mêmes éléments sur ces deux figures ont été désignés par les mêmes repères. La figure 1 illustre une station hertzienne pour la transmission en temps partagé de signaux de télévision conventionnels SECAM et de si- gnaux TVHD Cette station comporte les éléments de la station hert- zienne classique c'est-à-dire une source 10 de signal SECAM qui peut être par exemple une station de réception satellite accordée sur le satel- lite TELECOM 1 Cette source 10 est reliée à un émetteur de base SECAM 20, c'est-à-dire à un sous-ensemble comportant des moyens de modulation en fréquence intermédiaire pour les signaux vidéo et son, un convertisseur pour transférer le signal à la fréquence d'émission, et un préamplificateur de puissance La bande passante vidéofréquence de cet émetteur de base SECAM est la bande 5,5 M Hz du signal SECAM On peut remarquer que pour un émetteur PAL, l'émetteur de base a la même bande passante, soit 5,5 M Hz. L'émetteur de base est couplé à un étage d'amplification de puis- sance 30 qui amène le signal de télévision à la puissance d'émission c'est-à-dire par exemple à 10 k W; 2,5 k W; ou 0,5 k W au moyen d'un amplificateur à tubes, ou à 0,25 k W via un amplificateur transistorisé. L'étage d'amplification amplifie séparément l'image et le son dans les émetteurs SECAM norme L, et les deux signaux amplifiés vidéo et son sont donc transmis à un étage de couplage 40 Dans le mode de réalisa- tion représenté sur la figure 1, cet étage de couplage 40 est un coupleur 3 d B Les signaux sommés sont transmis à l'antenne d'émission 50. Comme indiqué ci-dessus une condition nécessaire à la mise en oeuvre de l'invention est que l'étage d'amplification de puissance de la station hertzienne support ait une bande passante suffisante pour passer le signal TVHD, ce qui est le cas des stations de certains réseaux hert- ziens terrestres existants. Selon l'invention, pour transmettre également la télévision haute définition, la station de diffusion hertzienne suivant l'invention comporte alors en outre une source de signal TVHD en bande de base 60, délivrant un signal composite haute définition image et son en bande de base, dont la bande est de 8 M Hz pour un signal D 2 MAC et 12 M Hz pour un signal HDMAC Ce signal composite est transmis à un émetteur de base TVHD, 70, qui comporte des moyens de modulation à fréquence inter- médiaire, un convertisseur pour amener le signal à la fréquence d'émis- sion par voie hertzienne, et un préamplificateur de puissance, cet émet- teur de base étant adapté à la bande du signal vidéo composite à trans- mettre soit 8 ou 12 M Hz Selon l'invention, la sortie de cet émetteur de base est également couplée à l'entrée de l'étage d'amplification de puis- sance 30 de l'émetteur existant, via des moyens de commutation 80 à relais couplés à la sortie de l'émetteur de base SECAM 20 pré-existant. Pour la commande de ce relais 80 un boîtier de commande de commuta- tion 90, permettant de passer du standard classique SECAM au standard TVHD, a sa sortie couplée à l'entrée de commande du relais Ce boîtier de commande 90 est actionné par un opérateur Il peut également être commandé de manière automatique à partir des informations contenues dans des lignes test transmises avec le signal TVHD issu de la source 60 de signal en bande de base TVHD Ce boîtier de commande est égale- ment prévu pour couper l'alimentation de l'émetteur de base SECAM 20 pendant l'émission de signal TVHD, ou pour couper l'alimentation de l'émetteur de base TVHD pendant l'émission de signal SECAM, les lignes de commande ont été représentées en pointillés sur la figure Les moyens de commutation 80 ont été représentés sur la figure 1 en posi- tion de transmission de signal TVHD La ligne pointillée illustre les connexions pour la transmission de signal SECAM Une charge est pré- vue pour l'absorption éventuelle de signaux résiduels non utiles. La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation de la station de diffusion selon l'invention, comportant comme le premier la source de signal en bande de base SECAM 10, l'émetteur de base 20 comportant les étages de modulation en fréquence intermédiaire et de conversion à la fréquence d'émission, l'étage d'amplification de puissance 30, et les moyens de couplage de sortie 40 Mais dans ce mode de réalisation on suppose que les moyens de couplage 40 sont constitués d'un diplexeur dont la bande est insuffisante pour transmettre le signal amplifié TVHD. La station comporte en outre, selon l'invention, une source de signal en bande de base TVHD 60 reliée à un émetteur de base TVHD 70 dont la sortie est couplée à l'entrée de l'étage d'amplification de puissance 30 via les moyens de commutation à relais 80 qui reçoivent également le signal issu de l'émetteur de base SECAM. Dans ce mode de réalisation la station comporte en outre des seconds moyens de commutation à relais, 100, couplant la sortie de l'étage d'amplification de puissance 30 soit à l'entrée de signal vidéo du diplexeur 40, pour la transmission de signal SECAM, le diplexeur rece- vant alors la voie son sur une seconde entrée, soit directement à l'an- tenne d'émission pour l'émission de signal TVHD L'antenne d'émission doit donc être reliée soit à la sortie de l'amplificateur de puissance 30, soit à la sortie du diplexeur 40 pour l'émission de signal SECAM En conséquence les moyens de commutation nécessaires comportent deux commutateurs à relais en cascade: le premier relie la sortie de l'amplifi- cateur de puissance 30 soit à l'entrée du diplexeur 40 pour la transmis- sion de signal vidéo SECAM, soit à l'entrée du second relais pour la transmission TVHD; la sortie du second relais est reliée soit à la sortie du premier relais pour la transmission TVHD soit à la sortie du diplexeur pour la transmission du signal composite SECAM à l'antenne Dans le premier cas la sortie du diplexeur est couplée à une charge permettant d'absorber les éventuels signaux résiduels de la voie SECAM. La figure 3 illustre un mode de réalisation particulier d'une source de signal TVHD en bande de base mettant en oeuvre une réception satel- lite sécurisée pour éviter tout problème de diffusion pendant les phases de diffusion TVHD Pour cela, on sait que les signaux D 2 MAC sont ac- tuellement transmis par le satellite TDF 1 et par le satellite TELECOM 2. Pour obtenir une transmission sécurisée, la source 60 est une station de réception satellite TVHD sécurisée comportant une antenne de réception satellite TDF 1, 61, reliée à un convertisseur amplificateur, 62, faible bruit et une antenne de réception satellite TELECOM 2, 63, également reliée à un convertisseur amplificateur 64 faible bruit Les sorties de ces deux convertisseurs faible bruit sont reliées aux entrées d'un démodulateur sa- tellite TVHD sécurisé qui comporte un commutateur répartiteur 65 à deux entrées et trois sorties reliées à trois démodulateurs, 66, 67 et 68. Les sorties de ces trois démodulateurs sont reliées à un commutateur 69 dit "n+ 1 ", ici 2 + 1, c'est-à-dire que le démodulateur utilise les deux voies de réception possibles de la télévision haute définition au moyen de deux démodulateurs 66, 67 alors couplés aux deux voies de réception satellite, le troisième étant prévu en secours, pour utiliser seulement une voie de réception lorsque l'autre est en panne La sortie du commutateur "n + 1 " est alors la sortie de la source TVHD, 60 sur les figures 1 et 2. Bien entendu d'autres sources de signal TVHD sont utilisables. L'invention a été décrite, ci-dessus dans les deux modes particu- liers de réalisation, à partir d'émetteurs adaptés à la transmission SECAM Le même principe est utilisable pour des émetteurs PAL exis- tants, les moyens de commutation nécessaires entre l'émetteur de base TVHD et la sortie de l'émetteur de base PAL étant les mêmes. Le système de diffusion, utilisant de telles stations permet d'assu- rer la diffusion d'images de qualité en substitution de certaines images utilisant des standards classiques, et fonctionne par partage de temps d'émission Les améliorations de qualité sont perceptibles lors de la dif- fusion de TVHD même sur les récepteurs existants adaptés aux stan- dards conventionnels et associés à des décodeurs D 2 MAC ou HDMAC externes grâce à une connexion PERITEL Ces stations permettent en outre de mettre en évidence des différences de qualité encore plus im- portantes entre les images conventionnelles et les images TVHD reçues sur des récepteurs spécialisés TVHD compatibles avec les standards classiques La source peut être également adaptée à une réception EUTELSAT. REVENDICATIONS 1 Station de diffusion de télévision multistandard, TV convention- nelle et TV haute définition, pour réseau hertzien terrestre, comportant une source ( 10) de signal de télévision conventionnel, PAL ou SECAM, couplée à un émetteur de base en fréquence intermédiaire ( 20), lui-même couplé à un étage d'amplification de puissance ( 30) dont la sortie est couplée à une antenne d'émission ( 50) via des moyens de couplage de sortie ( 40) caractérisée en que, l'étage d'amplification de puissance ( 30) ayant une bande passante suffisante pour passer un signal TV haute dé- finition, chaque station comporte en outre un émetteur en bande de base ( 70) alimenté par une source de signal TVHD ( 60), dont la sortie est également couplée à l'entrée de l'étage d'amplification de puissance ( 30), la station comportant à cet effet des moyens de commutation ( 80) dont les deux entrées sont reliées respectivement à la sortie de l'émetteur de base ( 20) de signal de télévision conventionnel et à la sortie de l'émetteur de base de signal de télévision haute définition ( 70), et dont la sortie est reliée à l'entrée de l'étage d'amplification de puis- sance ( 30), ces moyens de commutation ( 80) étant commandés par un boîtier de commande pour l'émission par l'antenne de la station soit du signal de télévision conventionnel, soit du signal TVHD en temps par- tagé. 2 Station selon la revendication 1 caractérisée en ce que, les moyens de couplage de sortie ( 40) de l'amplificateur de puissance com- portant un diplexeur dont la bande passante de transmission est insuffi- sante pour transmettre la bande de fréquence du signal de télévision haute définition, des seconds moyens de commutation ( 100) relient l'an- tenne d'émission ( 50) soit directement à la sortie de l'amplificateur de puissance ( 30) pour l'émission du signal TVHD, soit à la sortie du diple- xeur ( 40) pour la transmission du signal de télévision conventionnel. 3 Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de couplage de sortie de l'amplificateur de puissance comportant un coupleur 3 d B, la sortie de l'étage d'amplification de puissance ( 30) est couplée à l'antenne d'émission ( 50) via le coupleur 3 d B quel que soit le signal à émettre. 4 Station selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la source ( 60) de signal de télévision haute définition en bande de base est une source sécurisée comportant des moyens de réception satellite recevant les mêmes signaux TVHD de deux satellites différents, et un démodulateur des signaux issus des satellites, sécurisé, utilisant en fonctionnement normal pour partie l'un et l'autre des signaux reçus et en cas de mauvais fonctionnement de l'un des deux satellites, recevant à partir du seul satellite continuant à fonctionner.