(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高精細度テレビジョン送信機及び高精細度テレビジョン受信機を具えている高精細度テレビジョンシステムであって、高精細度テレビジョン送信機が：
バイトシーケンスの入力を受信するための入力端子を有するバイトインタリーバと；
該バイトインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するシンボルインタリーバと；
該シンボルインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するプリコーダと；
該プリコーダの出力端子に結合された入力端子を有する変調器と；
を具え、且つ前記高精細度テレビジョン受信機が：
無線周波信号受信用の入力端子を有する復調器と；
該復調器の出力端子に結合された入力端子を有するポストコーダと；
前記復調器の出力端子に結合された入力端子を有するくし形フィルタと；
入力端子を有するシンボルデインタリーバと；
同一チャネル妨害がない場合に、前記ポストコーダの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させ、且つ同一チャネル妨害がある場合には、前記くし形フィルタの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させるためのスイッチを有する選択制御部と；
を具え、
前記プリコーダ、ポストコーダ及びくし形フィルタは、所定数のシンボルの長さに相当する遅延を伴って処理を行うものであり、
前記シンボルインタリーバ及びシンボルデインタリーバによって、シンボル誤りとそれに対応する伝播誤りを隣接させ、隣接するシンボル誤りと伝播誤りの各対が同じバイト内にあるビットに対応する確率を高めることによりバイト誤りを最小にするようにした高精細度テレビジョンシステム。
【請求項２】
前記高精細度テレビジョン受信機がさらに：
前記くし形フィルタの出力端子に結合された入力端子を有すると共に出力端子も有するインタプリータ／スライサも具え、前記スイッチが、同一チャネル妨害がある場合には、前記インタプリータ／スライサの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させて、前記くし形フィルタを前記インタプリータ／スライサを介して前記前記シンボルデインタリーバに結合させるようにした請求項１に記載の高精細度テレビジョンシステム。
【請求項３】
前記高精細度テレビジョン受信機がさらに、前記シンボルデインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するバイトデインタリーバも具えている請求項１に記載の高精細度テレビジョンシステム。
【請求項４】
前記プリコーダが、所定数のシンボルの長さに相当する遅延をもたらす遅延素子を具え、前記シンボルデインタリーバが（所定数のシンボル×所定数のシンボル）に相当する二乗サイズを有する請求項１に記載の高精細度テレビジョンシステム。
【請求項５】
前記くし形フィルタが所定数のシンボルの長さに相当する遅延をもたらす遅延素子を具え、前記シンボルデインタリーバが（所定数のシンボル×所定数のシンボル）に相当する二乗サイズを有する請求項１に記載の高精細度テレビジョンシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムに使用する高精細度テレビジョン送信機であって：
バイトシーケンスの入力を受信するための入力端子を有するバイトインタリーバと；
該バイトインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するシンボルインタリーバと；
該シンボルインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するプリコーダと；
該プリコーダの出力端子に結合された入力端子を有する変調器と；
を具え、
前記シンボルインタリーバによって、シンボル誤りとそれに対応する伝播誤りを隣接させ、隣接するシンボル誤りと伝播誤りの各対が同じバイト内にあるビットに対応する確率を増やすことによりバイト誤りを最小にするようにした高精細度テレビジョン送信機。
【請求項７】
前記プリコーダが、所定数のシンボルの長さに相当する遅延をもたらす遅延素子を具え、前記シンボルデインタリーバが（所定数のシンボル×所定数のシンボル）に相当する二乗サイズを有する請求項６に記載の高精細度テレビジョン送信機。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムに使用する高精細度テレビジョン受信機であって：
無線周波信号受信用の入力端子を有する復調器と；
該復調器の出力端子に結合された入力端子を有するポストコーダと；
前記復調器の出力端子に結合された入力端子を有するくし形フィルタと；
入力端子を有するシンボルデインタリーバと；
同一チャネル妨害がない場合に、前記ポストコーダの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させ、且つ同一チャネル妨害がある場合には、前記くし形フィルタの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させるためのスイッチを有する選択制御部と；
を具え、
前記シンボルデインタリーバによって、シンボル誤りとそれに対応する伝播誤りを隣接させ、隣接するシンボル誤りと伝播誤りの各対が同じバイト内にあるビットに対応する確率を増やすことによりバイト誤りを最小にするようにした高精細度テレビジョン受信機。
【請求項９】
前記高精細度テレビジョン受信機がさらに：
前記くし形フィルタの出力端子に結合された入力端子を有すると共に出力端子も有するインタプリータ／スライサも具え、前記スイッチが、同一チャネル妨害がある場合には、前記インタプリータ／スライサの出力端子を前記シンボルデインタリーバの入力端子に結合させて、前記くし形フィルタを前記インタプリータ／スライサを介して前記前記シンボルデインタリーバに結合させるようにした請求項８に記載の高精細度テレビジョン受信機。
【請求項１０】
前記高精細度テレビジョン受信機がさらに、前記シンボルデインタリーバの出力端子に結合された入力端子を有するバイトデインタリーバも具えている請求項８に記載の高精細度テレビジョン受信機。
【請求項１１】
前記くし形フィルタが所定数のシンボルの長さに相当する遅延をもたらす遅延素子を具え、前記シンボルデインタリーバが（所定数のシンボル×所定数のシンボル）に相当する二乗サイズを有する請求項８に記載の高精細度テレビジョン受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細度テレビジョンシステム及びこれに用いる送信機並びに受信機に関する。
【０００２】
連邦通信委員会（Ｆederal Ｃommunications Ｃommission）及びケーブルラブス（Cable Labs）の如きケーブルテレビテスト協会は、いつの日か合衆国におけるＮＴＳＣに取って代わる新テレビジョン「標準方式」を選定するためにディジタルテレビジョン通信システムを査定している。これらのシステムはいずれもディジタルコーディング及びデータ圧縮技法を伴ない、例えばこれらはＭＰＥＧアルゴリズム又はそれを変形したものを利用している。
【０００３】
ＦＣＣは１９９４年度中に地上放送用のＨＤＴＶ標準方式を試験して、承認しようとしている。この標準方式の明細はまだ十分に試験されてから承認されるべきではあるが、ＦＣＣは斯かる方式は最初のうちは所謂「同時放送」手法の形をとることになると表明した。この新ＨＤＴＶ信号は、今のところ使用されていないテレビチャネル（所謂「タブー」チャネル）に嵌めて、最初のうちは同一チャネル干渉なく通常のアナログテレビジョン信号と共存させる必要がある。
【０００４】
ＮＴＳＣは以後通常のテレビジョン放送の一例を表わすのに用いるものとする。他の例にはＳＥＣＡＭ及びＰＡＬがある。ここではＮＴＳＣにつき例証するが、これだけに限定されることはなく、ＮＴＳＣとはここでは通常の一般的なテレビジョンを表わす「通常のもの」と同義的に用いるものとする。
【０００５】
１９９４年にＦＣＣは所謂「グランドアライアンス」（Grand Alliance）システムを試験することになっており、このシステムは１９９１年と１９９２年にＦＣＣが試験した第１ラウンドの個々の提案を開発した共同スポンサーが協同で開発したものである。このシステムは、米国の標準方式としてＦＣＣの承認用に最適な１つのシステムを提供するために、既に試験した幾つかのシステムのうちから選定した最良のものである。
【０００６】
グランドアライアンスはＭＰＥＧ（Ｍotion Ｐicture Ｅxpert Ｇroup）が提案したソース及びチャネルコーディング標準方式に従うコーディングアルゴリズムを既に決定している。さらにパーフォーマンスが最良の２通りのＲＦ伝送計画を査定し、これら２つのうちの良い方をグランドアライアンスシステムに含めるよう選択しようとしている。グランドアライアンスのメンバーであるフィリップス  エレクトロニクス、ノース  アメリカン  コーポレーション、デービッドサルノッフ  リサーチ  ラボラトリーズ及びトムソン  エレクトロニクスの各社が加盟しているアドバンスド  リサーチ  コンソルチウム（ＡＴＲＣ）が提案した第１のシステムは、１９９２年１月２０日に発行された「アドバスド  ディジタル高精細度テレビジョン−システム明細」（“Advanced Digital High Definition Television-System Specification”）に記載されている。このＡＴＲＣシステムの特徴は直交振幅変調（ＱＡＭ）を用いることにある。
【０００７】
グランドアライアンスのメンバーであるゼニス  エレクトロニクス社が開発した第２のシステムはマルチレベルの残留側波帯変調手法を利用するものであり、これは米国特許第５，０８６，３４０号及び同第５，０８７，９７５号に開示されている。
【０００８】
通常のテレビジョン伝送と「同時放送」のＨＤＴＶ伝送との間の同一チャネル干渉は、ＨＤＴＶ伝送のパーフォーマンスを著しく劣化させることになる。前記双方の伝送システムには斯かる劣化を軽減する技法が提案されている。
【０００９】
ゼニス社の方式では、例えば１９９１年９月２３日にゼニス社とＡＴ＆Ｔ社によってＷＰ１に提出された“Digital Spectrum Compatible-Technical Details”及び米国特許第５，１２１，２０３号に記載されているように、受信機にくし形フィルタを用いて、画像、色及び音声の各搬送波の位置におけるディジタルスペクトルに零を導入している。これにより、通常のテレビジョン、例えばＮＴＳＣを同一チャネルで放送する場合のパーフォーマンスを著しく改善している。
【００１０】
斯様なくし形フィルタ処理を実現するには、ＨＤＴＶ送信機のデータをプリコーディングする必要がある。このプリコーディングは誤り伝播をなくすのに必要とされ、これは受信機に独特な方法で用いるポストくし形フィルタに関連するものである。例えば、同一チャネルのＮＴＳＣ干渉を低減させるためには、ポストくし形フィルタ処理に１２シンボル間隔の遅延素子と一緒にくし形フィルタを用いるのが好適であるが、前記米国特許第５，０８７，９７５号に記載されているように、他の遅延素子を用いることもできる。ポストくし形フィルタ処理での１２シンボルの遅延の場合には、プリコーダにも同様に正確に１２シンボルの遅延素子を持たせる必要がある。一般に、所定のポストくし形フィルタ処理用のプリコーダは上述した諸文献に説明されているように構成することができる。
【００１１】
しかし、同一チャネルのＮＴＳＣがない場合には、ＨＤＴＶ受信機にポストくし形フィルタを使用することにより、付加的なホワイトガウス雑音（ＡＷＧＮ）があるだけで、パーフォーマンスに誤り損失（例えば３ｄＢ）をまねくことになる。これについては前記米国特許第５，０８６，３４０号に詳述されている。従って、同一チャネルのＮＴＳＣがない場合には、受信機に代替経路を設けている。この代替経路はポストコーディング処理をし、これは送信機でのプリコーディング処理とは単に逆のものである。この経路選択は、ポストコーダと、ポストくし形フィルタ経路との双方の出力端子に周期的に送られるデータフィールド同期シンボルの測定誤り率に依存する。プリセット期間の終りにどちらの誤りが最小であるかによって、ポストコーダを作動させるか、ポストくし形フィルタを作動させるかを決定する。これについては前記文献“Digital Spectrum Compatible-Technical Details”の６．３．９節に記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記諸文献に記載されているようにプリコーディング及びポストコーディング処理を行なう場合には、単一シンボル誤りが、以後「伝播シンボル誤り」と称する追加のシンボル誤りをまねくという問題がある。さらに、プリコーディング及びポストコーディング処理を例えば１２シンボル間隔の遅延を伴なって行なう場合に、各シンボル誤り及びその対応する伝播誤りが１２シンボル離れ離れに広がることになる。
【００１３】
各シンボルはビット群をコンステレーションにマッピングすることにより生成される。例えば、ゼニス方式に用いられるような４ＶＳＢコンステレーションにおける１つのシンボルを選択するのには２ビットが必要である。上述したように、単一シンボル誤りは１２シンボル後に伝播シンボル誤りを出現させ、これは単一シンボル誤りの誤り伝播のために２バイトの誤りとなる。
【００１４】
ゼニス方式に用いられる外部ＲＳ（リード−ソロモン）デコーダは情報をバイトとして処理するから、結果として生ずるバイト誤りは最終パーフォーマンスに０．７５ｄＢの損失を生ずる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、単一シンボル誤りによって生ずるバイト誤りを最小とし、従って同一チャネルＮＴＳＣ妨害を最小とするためにプリコーディング／ポストくし形フィルタ処理方法を用いるＨＤＴＶテレビジョンシステムのパーフォーマンスを改善することにある。
【００１６】
本発明は、送信機におけるプリコーダにてデータ入力を適切に編成して、シンボル誤り及びそれらの各伝播誤りを、これらが互いに隣接して配置されて、隣接するシンボル誤りを形成するように再編成することによりバイト誤りを最小にする。斯かる再編成の効果は、隣接するシンボル誤りの各対が、同じバイト内にあるビットに対応する確率を高くすることにある。例えば、１つの情報シンボル当り僅か２ビットの情報を有する４ＶＳＢの場合、本発明によると、プリコーディング／ポストコーディング処理による隣接シンボル誤りが同じ８ビットのバイトの一部となる可能性が高い。従って、大抵の場合には、各シンボル誤りに対して僅か１バイトの情報が損われるだけとなる。例えば４ＶＳＢの場合、隣接する各シンボル誤りは平均で１．２５バイトの誤りを生ずるだけであり、従ってパーフォーマンスが０．５ｄＢ改善されることになる。
【００１７】
ここで述べた本発明の好適例の特徴は、送信機におけるＲＳエンコーダとバイトインタリーバとの縦続配置の後にシンボル毎のブロックインタリーバを設けることによって、シンボル誤り及び対応する伝播誤りを隣接シンボル誤りに編成することにある。受信機におけるポストコーダの後には、シンボル毎のブロックデインタリーバを用い、これにバイトデインタリーバ及びＲＳデコーダを後続させる。シンボル毎のブロックインタリーバのサイズはプリコーダにおける最大遅延量に等しくしなければならない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は１９９１年９月２３日にゼニス社とＡＴ＆Ｔ社によってＷＰ１に提出された“Digital Spectrum Compatible-Technical Details”（「ゼニス文献）に記載されている４ＶＳＢ変調／復調システムを示したものである。図示のように、４レベルディジタルデータはプリコードされてからＶＳＢ変調器１０へと送られる。チャネルを介して伝送された信号は図示のように復調器２０により受信される。変調器や、ＩＦ−ＲＦ変換及びその逆の変換及び等化器も含む復調器の詳細及び受信機での搬送波の再生及びタイミングについては前記諸文献にて見ることができる。
【００１９】
復調器２０に後続するポストくし形フィルタ３０は図１に示すような周波数応答を有する。くし形フィルタの応答は同一チャネルのＮＴＳ画像、クロマ及びオーディオ搬送波を除去するのに有効である。ポストくし形フィルタ３０の出力端子には４レベル信号が７レベル信号に変換されて現われ、この７レベル信号をインタプリータ／スライサ４０にて適当にスライスして解釈し、４レベル判定をする必要がある。この場合の信号解釈及びスライスの方法については前記米国特許第５，０８６，３４０号及び第５，０８７，９７５号を含むゼニス社の文献に説明されている。
【００２０】
同一チャネルのＮＴＳＣがない場合には、くし形フィルタ３０は受信機の雑音を増強するから、このくし形フィルタを作動させるのは望ましくない。ゼニス社の文献に記載されているように（図１には示してないが）、復調器の後方には、プリコーダ５の処理とは逆の処理をするポストコーダが用いられる。ＲＳエンコーダ／デコーダである順方向誤り修正（ＦＥＣ）回路及びバイトインタリーバ／デインタリーバも図面には図示してない。
【００２１】
図２は前記ゼニス社の文献に記載されているようなＲＳ  ＦＥＣ５０、バイトインタリーバ６０、プリコーダ５及びＶＳＢ変調器１０を含み、さらにバイトインタリーバ６０とプリコーダ５との間にシンボルインタリーバ７０を追加した本発明を含む送信機を示す。
【００２２】
シンボルインタリーバ７０は、例えばJ.G．Proakis著の本“Digital Communications”（１９８９年Mc Graw Hill社発行）に記載されているようなブロックインタリーバとすることができ、これは４ＶＳＢの場合に２ビットのシンボルで作動する。シンボルインタリーバ７０のサイズは１２×１２とし、ここに１２という数はプリコーダ５における遅延ブロック２の遅延量に等しくするように選定する。
【００２３】
前記ゼニス社の文献に記載されているように、バイトインタリーバ６０はＲＳ  ＦＥＣ５０によって与えられる入力バイトシーケンスを並べ替えて、バイトのバイトインタリーブシーケンスを供給するようにする。このバイトインタリーブシーケンスはシンボルシーケンスとして解釈することができ、次いでこのシンボルシーケンスを１２×１２のシンボルインタリーバ７０により並び替えて、シンボルのシンボルインタリーブシーケンスを形成するようにし、次にこれを前述したようにプリコードし、且つ変調する。
【００２４】
図３は本発明を包含する受信機の一実施例を示す。選択制御部１３０は、同一チャネルＮＴＳＣ干渉がある場合に、これを除去するためにくし形フィルタ３０を選択するのに（前記セニス社の文献に記載されているように）用いられるスイッチである。
【００２５】
シンボルのシンボルインタリーブシーケンスは復調器２０にて復調される。同一チャネル干渉がない場合には、選択制御部１３０がシンボルデインタリーバ１２０への入力としてポストコーダ１００を選択する。シンボル誤りはプリコーダ５の出力端子に現れるシンボルａiと、このシンボルがチャネルによってなまらされるようなシンボルｂiとの間に発生しうる。プリコーダ５とポストコーダ１００を作動させるため、前記ゼニス社の文献に記載されているように、プリコーダ５のシンボル入力ｘｉと、ポストコーダ１００の出力ｙｉとの間の第２のシンボル誤りは１２シンボル後に生ずるようになる。
【００２６】
インタリーブバイトシーケンスをインタリーブシンボルシーケンスに再編成するのに１２×１２シンボルインタリーバ７０を用いることにより、シンボルインタリービングが後続するプリコーディング及びポストコーディング中に生ずるシンボル誤り及びそれらの対応する伝播誤りが、大抵の場合には１２×１２シンボルデインタリーバ１２０の後に互いに隣接して配置される。
【００２７】
同一チャネル干渉が存在し、且つ選択制御部１３０がシンボルデインタリーバ１２０への入力としてインタプリータ／スライサ４０の出力を選択する場合には、ポストコーディングが行われず、シンボルデインタリーバによるシンボルの再編成はパーフォーマンスに損失を生じさせない。
【００２８】
要約するに本発明では、送信機にてプリコーディングを利用し、同一チャネル干渉がない場合には受信機にてポストコーディングを選択し、又同一チャネル干渉がある場合には受信機にてポストくし形フィルタ処理を利用するディジタルデータ伝送兼受信システムを開示する。このシステムは送信機にシンボルインタリーバを具えていると共に受信機にシンボルデインタリーバを具えており、このシンボルデインタリーバは、送信機のプリコーダにおけるデータ入力を適切に編成して、シンボル誤り及びこれらの各伝播誤りを、これらが互いに隣接して配置されて、隣接するシンボル誤りを形成するように再編成することによりバイト誤りを最少にする。この再編成の効果は、隣接するシンボル誤りの各対が同じバイト内にあるビットに対応する確率を高めることにある。
【００２９】
本発明は上述した例のみに限定されるものでなく、幾多の変更を加え得ること勿論である。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はプリコーダ及びポストくし形フィルタを含むゼニス社の４ＶＳＢ変調／復調システムを示すブロック図である。
【図２】図２は本発明を包含する送信機を示すブロック図である。
【図３】図３は本発明を包含する受信機を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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