JP2001520479A - 音声ラジオ放送の断続的中断を緩和するシステム及び方法 - Google Patents

音声ラジオ放送の断続的中断を緩和するシステム及び方法

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Abstract

(57)【要約】 音声ラジオ放送システムの断続的中断の影響を緩和するシステム（１００）が提供されるが、このシステムでは、主ラジオ信号と冗長ラジオ信号が送信機サブシステム（１２０）により送信され、受信機サブシステム（１４０）により受信される。音声信号ソース（１１０）の出力（１１２）は、無線周波数信号（１６２）を変調する変調器（１６０）に結合され、送信アンテナ（１７２）に結合される。音声信号ソース（１１０）の第２の出力（１１４）は、それに所定の時間遅延を導入するための遅延回路（１１６）に結合される。遅延された音声ソース信号は第２の無線周波数信号（１６６）を変調する変調器（１６４）に結合され、送信アンテナ（１７２）に結合される。受信機サブシステム（１４０）は、主ラジオ信号と遅延冗長ラジオ信号の両方を受信して、これらをそれぞれの復調器（１８０、１８２）に結合する。少なくとも復調器（１８０）は、主ラジオ信号の劣化を検知して品質測定出力信号（１８６）をブレンド制御回路（１９０）に送る回路（１８１）を有する。復調器（１８０）からの復元された主音声信号は第２の遅延回路（１８４）へ結合される。第２の遅延回路（１８４）の時間遅延は遅延回路（１１６）の時間遅延とほぼ等しい。遅延回路（１８４）からの音声出力と復調器（１８２）からの冗長音声出力はブレンドサブシステム（１３５）に結合され、このブレンドサブシステムにおいてそれぞれ重み付け係数と結合された後、互いに結合されて音声出力回路（１５０）へ結合される複合音声信号を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、音声放送システムにおける信号フェージング、一時的中断又は大き
なチャンネルロスの影響を緩和するシステム及び方法に関する。さらに詳述する
と、このシステム及び方法は、主放送信号を、その主放送信号に関して数秒オー
ダーの所定時間だけ遅延させた冗長信号と共に送信する方式である。受信機では
、対応する遅延が導入されて受信した主放送信号が遅延される。本発明はさらに
、ＲＦ信号のフェージング又は中断に起因する主放送チャンネルの劣化を検知す
る思想に向けられている。このような劣化が検知されると、それに応答して、損
傷状態の主音声信号の代わりに遅延冗長信号が一時的に差し換えられる。この遅
延冗長信号は、主信号が損傷状態か又は受信されないとき「ギャップを埋める」
作用がある。本発明はさらに、主音声信号から遅延冗長信号への移行を滑らかに
行うブレンド機能の利用に向けられている。
【０００３】
【従来技術】
家庭用受信機のような固定受信装置におけるフェージングは、通過する車両又
は航空機により惹き起される偶発的で一時的なフェージングを除き、統計的にほ
ぼ定常的である。そのため、これらの用途に用いる、フェージング及び中断の影
響を効果的に緩和する方法は、高性能のアンテナを取付けたり既存のアンテナの
位置を変えたりするような簡単な方法である。しかしながら、自動車用受信機で
は、フェージング及び中断は統計的に定常的でなく、車両の位置及び速度に依存
するため、効果的な緩和を行うにはさらに複雑な方法が必要である。
【０００４】 デジタル音声放送（ＤＡＢ）方式は、従来のＡＭ及びＦＭアナログ信号と比べ
て放送品質を改善するものとして提案されている。イン-バンド-オン-チャンネ ル（ＩＢＯＣ）ＤＡＢ方式は、米国において採用される可能性の高いデジタル放
送方式であり、アナログＡＭ又はＦＭ信号がＤＡＢ信号と同時に放送される。デ
ジタル音声信号は圧縮するのが一般的であるため、音声情報を十分に高い忠実度
で送るには最小のデータレートが必要であるにすぎない。地上ＤＡＢシステムは
、急に劣化しないため、一般的に、受信した音声に対するフェージング及び中断
の有害な影響がＡＭ又はＦＭ商業放送のようなアナログ変調システムの場合より
も大きいという特性を有する。この影響は、送信出力の大きさが周波数帯域を共
有するアナログ放送信号よりも数オーダーも低いという制約のあるイン-バンド-
オン-チャンネル（ＩＢＯＣ）システムでは深刻である。このＩＢＯＣ ＤＡＢ システムは、アナログ信号だけの所要スペクトルマスク内でアナログ信号とＤＡ
Ｂ信号の両方を同時に送信する。従って、このＩＢＯＣ ＤＡＢ方式では、放送
局はそのアナログ放送の聴取者を維持しながらデジタル音声を提供することがで
きるが、デジタル放送は一時的なフェージング及び中断による音声のロスが緩和
されない限り受け入れられないであろう。
【０００５】
【発明の概要】
音声ラジオ放送システムにおける断続的中断を緩和するシステムが提供される
。このシステムは、音声信号のソースと、第１の入力が該音声信号ソースに結合
され、少なくとも１つの第１の搬送波信号を音声信号で変調して主ラジオ信号を
放送する送信機サブシステムとを有する。このシステムはまた、入力が音声信号
ソースに結合され、音声信号に第１の所定の時間遅延を導入してその出力に遅延
された冗長音声信号を与える第１の遅延回路を有する。この出力は送信機サブシ
ステムの第２の入力に結合され、少なくとも１つの搬送波信号を遅延された冗長
音声信号で変調して遅延された冗長ラジオ信号を主ラジオ信号と同時に放送する
。このシステムはさらに、主ラジオ信号と遅延冗長ラジオ信号とを受信し、主ラ
ジオ信号を復調して音声信号を第１の出力へ送り、また遅延冗長信号を復調して
遅延冗長音声信号を第２の出力へ送る受信機サブシステムを有する。受信機サブ
システムは、受信した主ラジオ信号の劣化を検知して品質測定信号を受信機サブ
システムの第３の出力へ送る回路を有する。このシステムはまた、入力が受信機
サブシステムのこの第１の出力に接続され、音声信号に第２の所定の時間遅延を
導入して遅延された主音声信号を出力に発生させる第２の遅延回路を有する。こ
の第２の所定の時間遅延は第１の所定時間遅延とほぼ等しい。このシステムはさ
らに、第２の遅延回路に結合された第１の入力と、受信機サブシステムの第２及
び第３の出力にそれぞれ結合された第２及び第３の入力とを有し、第１の重み付
け係数を遅延された主音声信号と組み合わせ、第２の重み付け係数を遅延された
冗長音声信号と組み合わせ、重み付けした遅延主音声信号を重み付けした遅延し
た冗長音声信号と組み合わせて複合音声信号を形成するブレンド回路を有する。
この第１の重み付け係数は、品質測定信号が所定のしきい値よりも小さい状態に
応答して第１の値と第２の値との間で滑らかに変化する。第２の重み付け係数は
、品質測定信号が所定のしきい値よりも小さい状態に応答して第２の値と第１の
値との間で滑らかに変化する。さらに、このシステムは、ブレンド回路に結合さ
れて複合音声信号を音声信号に変換する音声出力回路を具備する。
【０００６】 別の視点から見ると、イン-バンド-オン-チャンネルデジタル音声放送システ ムの断続的中断を緩和する方法が提供される。各チャンネルは、アナログ音声信
号により変調される少なくとも１つの搬送波信号と、該アナログ音声信号のデジ
タル表示により変調される複数の副搬送波とを含み、この方法は、 （ａ）少なくとも１つの搬送波信号の変調前にアナログ音声信号に所定の第１の
時間遅延を導入してアナログ音声信号をアナログ音声信号のデジタル表示に関し
遅延させ、 （ｂ）前記少なくとも１つの被変調搬送波信号と前記被変調副搬送波の両方を受
信して前記遅延されたアナログ音声信号とアナログ音声信号の前記デジタル表示
とを復元する受信機を提供し、 （ｃ）アナログ音声信号の前記デジタル表示が所定のレベル劣化するのを検知し
、 （ｄ）アナログ音声信号の前記デジタル表示に所定の第２の時間遅延を導入し、
アナログ音声信号の前記遅延されたデジタル表示を変換して主音声信号を形成し
、 （ｅ）前記所定レベルの劣化を検知すると前記遅延されたアナログ音声信号を前
記主音声信号に差し換えるステップより成る。
【０００７】
【好ましい実施例の説明】
図１-９、特に図１を参照して、図示のシステム１００は音声ラジオ放送シス テムの断続的中断を緩和するシステムである。従来より、ＦＭラジオは、完全な
ステレオフォニックからモノラル音声に切り換えることによってフェージング又
は部分的中断の影響を緩和する。副搬送波上で変調されるステレオ情報はベース
バンドのモノラル情報と比較すると所与の品質レベルで復調するには高い信号対
雑音比を必要とするため、ある程度の緩和効果が得られる。しかしながら、ベー
スバンドがかなり欠落することにより音声信号の受信にギャップが生じる「中断
」が存在することがある。システム１００は、従来のアナログ放送システムにお
けるこの後者のタイプの放送中断の影響を緩和するように設計されたものであり
、かかる放送中断が断続的なものであって数秒以上は継続しないデジタル音声放
送（ＤＡＢ）システム用として特に使用される。この緩和効果を得るため、冗長
的な音声内容を有する第２の信号が主ラジオ信号と同時に放送される。
【０００８】 ここで特に重要なことは、第２の信号に主放送信号に関してかなりの遅延が導
入されることである。その遅延はＤＡＢシステムのデジタル処理により発生する
処理遅延と比べて著しく大きく、２.０秒以上、好ましくは３.０−５.０秒の範 囲にある。
【０００９】 従って、システム１００では、音声信号ソース１１０は結合ライン１１２を介
して送信機サブシステム１２０へ出力を供給する。この送信機サブシステム１２
０は、音声ソース信号を受けて搬送波信号１６２を変調することによりライン１
６３上に被変調主放送信号を供給する変調器１６０を有し、この被変調主放送信
号は加算器１６８を介して出力増幅器１７０に結合される。搬送波信号１６２は
ＡＭまたはＦＭ周波数バンドの何れかの無線周波数信号でよい。音声信号ソース
１１０はまた遅延回路１１６へ出力１１４を供給するが、この遅延回路１１６は
この音声信号へ少なくとも２秒の遅延を与える。遅延回路１１６の出力は送信機
サブシステム１２０の変調器１６４と結合され、この変調器は結合された第２の
搬送波信号１６６を変調する。第２の搬送波信号１６６は所定の放送信号スペク
トル内の副搬送波である。変調器１６４へ供給される音声信号は変調器１６０へ
送られるものと同一であるがその信号に関して遅延されているにすぎないため、
変調器１６４の被変調出力は遅延された冗長信号であり、その冗長信号が結合ラ
イン１６５により加算器１６８に結合される。その後、変調器１６０と１６５の
結合出力が送信機サブシステム１２０の出力増幅器１７０へ結合された後、放送
アンテナ１７２へ結合される。
【００１０】 受信機サブシステム１４０は、送信機のアンテナ１７２から送信される信号を
受信するためのアンテナ１４２を有する。アンテナ１４２が受信する信号は、受
信機サブシステム１４０のフロントエンド増幅器−同調回路１４４に結合される
。被変調主音声放送信号は結合ライン１４６により主復調器１８０に結合される
が、被変調遅延冗長音声放送信号は結合ライン１４８により第２の復調器１８２
に結合される。主復調器１８０は従来と同様に音声ソース信号を復元し、この復
元した信号を遅延回路１８４へ結合する。遅延回路１８４は復元した主音声信号
に所定の遅延を導入して出力回路１５０に結合する。遅延回路１８４により導入
される遅延は遅延回路１１６により与えられた遅延とほぼ等しい。遅延回路１８
４は主音声信号と冗長音声信号の間の時間関係を元に戻すためのものであるため
、２つの平行する通信経路の一方または他方にいかなる他の処理遅延が導入され
ているかにより遅延回路１１６により導入される遅延よりもわずかに大きいかま
たは小さい遅延を導入する。
【００１１】 遅延回路１１６、１８４により導入される遅延は、平行な放送経路における中
断が実質的に互いに無関係であるように十分に長いものでなければならず、かか
るダイバーシティ後の放送中断の確率はそのダイバーシティのない放送中断の確
率の二乗である。遅延時間量は、大きなチャンネルロスによる放送中断の自己相
関関数を知ることにより決定可能である。この自己相関関数は、下式で表わされ
る： Ｒ（τ）＝Ｅ｛ｘ（ｔ）・ｘ（ｘ−τ）｝ （１） 上式において、ｘ（ｔ）は、チャンネルロス時は「１」が、またチャンネルがク
リアな時は「０」が与えられるように、チャンネルロスの確率過程として定義さ
れ、τはこれら２つの信号の間のダイバーシティ遅延時間オフセットである。ダ
イバーシティのない放送中断の確率は、下式で表わされる： ｐ＝Ｅ｛ｘ（ｔ）｝ （２） この自己相関関数は、ダイバーシティによる改善後のチャンネル放送中断の確率
を時間オフセットの関数で表わしたものである。実用上の観点から、ダイバーシ
ティ遅延時間オフセットは、主信号のロスを検知し主信号から冗長信号への切り
換えを行えるに十分な大きさでなければならない。しかしながら、ダイバーシテ
ィ遅延時間オフセットは、受信機サブシステムを所望のチャンネルに迅速に同調
するための聴取者の安定性を損なうほど大きなものとすることはできない。
【００１２】 非干渉状態の下で、復元された主音声信号は遅延回路１８４で遅延された後、
ブレンド回路サブシステム１３５を介して音声出力回路１５０へ結合される。ブ
レンド回路サブシステム１３５は、主音声信号と冗長音声信号を組み合わせるた
めの適当な重み付けを行う。主音声信号は遅延回路１８４から乗算器１９４へ結
合されるが、この乗算器はブレンド制御器１９０から結合ライン１９２を介して
受取る重み付け係数により重み付けを行う。乗算器１９４により重み付けされた
遅延主音声信号は重み付けされた冗長音声信号と加算器２００において結合され
るが、この冗長音声信号は非干渉期間の間は「０」に等しい値を有する。出力増
幅器１５２はスピーカ１５４、１５６を駆動する。以下のパラグラフで説明する
ように、主音声信号は、事実、デジタル的に送信されるかあるいは従来のＦＭ多
重放送手段により送信されるステレオ音声信号である。かかる環境下において、
左右両方の音声チャンネルは回路１８４で遅延された後、回路１９４で重み付け
され、加算器２００において適当に重み付けされた冗長信号と組み合わされる。
加算器２００から、２つのチャンネルは増幅され、スピーカ１５４、１５６で表
わす出力回路１５０の適当なスピーカに結合される。
【００１３】 復調器１８０の回路は、受信主音声信号の劣化を検知する回路１８１を有する
。換言すると、この復調回路１８０は受信主音声信号の品質を測定する回路を具
備するが、この品質測定には信号対雑音比、信号出力レベル、デジタル信号の場
合はビットエラーレート及びサイクリック冗長チェックの結果のような１又２以
上のパラメータの測定が含まれる。品質測定回路１８１の出力信号はライン１８
６を介してブレンド制御回路ブロック１９０に送られるが、この出力はフェージ
ング又は中断が検知される時はと所定の値より低い。オプションとして、復調器
回路１８２には、受信冗長音声信号の品質をモニターして品質測定信号出力をラ
イン１８８を介してブレンド制御回路ブロック１９０へ送る劣化検知回路１８３
を設けてもよい。ブレンド制御回路ブロック１９０は、復元遅延主音声信号と復
元遅延冗長音声信号の差し換えを制御する重み付け係数をライン１９２上に出力
する。ブレンド制御回路ブロック１９０から出力される重み付け係数は加算器１
９６に結合されるが、この重み付け係数を「１」から差し引くと適当な重み付け
係数が得られ、この適当な重み付け係数は復調器回路１８２により供給される復
元遅延冗長音声信号と結合される。従って、干渉が検知されない場合、ブレンド
制御回路ブロック１９０は重み付け係数「１」を出力することになり、このため
加算器１９６の出力は「０」となって、乗算器１９８で復元遅延冗長音声信号と
結合される。重み付け係数が「０」であるため、加算器２００において主音声信
号に混合される冗長信号はゼロである。
【００１４】 ライン１８６上の品質測定信号が検知した劣化が十分大きいことを指示する場
合、すなわち信号品質が所定のしきい値以下である場合、ブレンド制御回路ブロ
ック１９０は重み付け係数を「１」から「０」へ変化させるが、その変化は所定
の時間にわたって生じる滑らかな変化である。その所定時間はほぼ０．２５−１
．５秒の範囲であろう。従って、この変化時、主音声信号がフェードアウトする
と共に冗長信号がフェードインするため、遅延冗長音声信号が残りの放送中断時
間の間遅延主音声信号に完全に取って代わることになり、その後ライン１８６上
の品質測定信号に応答してブレンド制御回路ブロック１９０はその重み付け係数
を「０」から「１」へ変化させる。「１」から「０」へ又は「０」から「１」へ
の変化は、ユーザーがクリックまたは他の音声夾雑物に気付くのを回避するよう
に同一の所定時間にわたって滑らかに行われる。重み付け係数の最大値と最小値
の間で滑らかな変化を実現するためには、正弦伝達関数を用いるとよい。主信号
は、音声出力回路に結合される前に回路１８４により遅延されるため、品質測定
回路１８１は主通信経路における放送中断を事実上予知できる。かかる放送中断
が検知された後、冗長音声信号をブレンドインするため数秒の時間がある。
【００１５】 図２Ａは、送信される主音声信号と冗長音声信号のタイミングを表わす。主音
声信号２１０と冗長音声信号２２０を時間を横軸として示す。冗長音声信号は主
音声信号と同一であるが、垂直の基準線２１３及び２１５で示すように、遅延さ
れており、時間遅延期間を２１２で示す。上述したように、時間遅延期間２１２
は２.０秒よりも長い。
【００１６】 図２Ｂは、時間セグメント２３０が中断と考えるに十分な干渉又はフェージン
グを受けた、主音声信号２１０と、遅延された冗長音声信号２２０とを示す。主
音声信号２１０に関する冗長音声信号２２０の時間ダイバーシティ遅延により、
中断期間２３０内の主音声信号２１０の部分は冗長音声信号２２０の音声セグメ
ント２４０に対応する。図２Ｃに示すように、主音声信号２１０が処理されると
、信号の中断時間セグメント２３０は、上述したように、遅延回路１８４による
時間遅延の後ユーザーにより聴き取られる。しかしながら、ブレンド回路１３５
がこの中断を検知して応答するため、冗長音声信号２２０の時間セグメント２４
０が主音声信号にブレンドインされて複合音声信号２２５が形成される。この複
合音声信号は、冗長音声信号２２０が差し換えられる時間セグメント２４０を除
き主音声信号２１０により構成されている。
【００１７】 システム１００の１つの用途は、図３に示すように、イン-バンドデジタル音 声放送がＦＭ被変調搬送波の両側に位置する９５個の直交周波数分割被変調副搬
送波上で変調されるＩＢＯＣ ＤＡＢである。図３は、ＦＭ変調された放送信号
２４１と、ＩＢＯＣ ＤＡＢ信号２４２及び２４４の電力スペクトル密度を表わ
す。デジタル音声放送の９５個の副搬送波は、上方及び下方の側波帯においてＦ
Ｍ中心周波数から１３０乃至１９９ｋＨｚ離れたスペクトラムにある。デジタル
音声送信を行うため、図１のブロック図は図４及び６に示すようにデジタル符号
化及び復号を行うように変形される。
【００１８】 図４に示すように、音声信号ソース１１０はライン１１４上に音声信号を供給
して遅延回路１１６に結合し、この信号は上述したように変調器１６４へ送られ
る。デジタル音声放送システムのこのバージョンにおいて、冗長音声信号はＦＭ
被変調信号であり、この信号は必要に応じてデジタル音声受信機により遅延され
損傷状態のデジタルデータに差し換えられる。ライン１１２上の主音声信号は、
デジタルエンコーダ１２２に結合される。使用する特定のデジタル符号化及び圧
縮方式は本明細書で説明する発明思想にとっては重要でなく、インターリービン
グ(interleaving)、コンボリューションナルコーディング(convolutional codin
g)及びフォワードエラー補正(forward error correction)方式のような従来のデ
ジタル送信技術でよい。ライン１２４上のデジタル符号化された信号出力は変調
器１６０に結合され、そこで複数の副搬送波の各々の上で所定数のビットが変調
される。
【００１９】 受信機では、遅延されたＦＭ多重ステレオ放送信号である受信冗長ラジオ信号
が上述したように処理される。図６に示すように、主音声信号は復調器１８０に
結合され、そこから遅延回路１８４へ送られた後、デジタルデコーダ１８５へ結
合される。デジタルデコーダ１８５は、フォワードエラー補正デコーダだけでな
くデインターリーバ(de-interleaver)を含んでも良い。デジタルデコーダブロッ
ク１８５内でエラー補正及び検知を含む復号プロセスの後、信号はデジタル−ア
ナログコンバーター１８７によりアナログ音声信号に変換され、そこから、上述
したように処理される。
【００２０】 ブレンド回路サブシステム１３５にそれぞれ結合する前の主音声信号経路と冗
長音声信号経路の時間遅延を等価的にすることが重要であるため、またＩＢＯＣ
ＤＡＢシステムのデジタル処理回路において幾分かの遅延が導入されるため、
冗長音声信号経路においてこれらの遅延を別個に補償することが望ましい。図５
に示すように、音声信号ソース１１０からの音声信号は結合ライン１１２により
デジタルエンコーダに結合され、そこから上述したように結合ライン１２４によ
って変調器１６０に結合される。しかしながら、アナログ音声信号が遅延回路１
１６を介して変調器１６４へ直接結合されるのとは対照的に、図５の回路はデジ
タル音声信号を結合ライン１２５を介してデジタルデコーダ１２６に結合する。
このデジタルデコーダ１２６は、主音声信号に使用するデコーダ１８５と同一の
復号機能を取り込んだものであり、図６のブロック１８７で表わすデジタル−ア
ナログ変換機能も含んでいる。従って、冗長音声信号は主音声信号と同じ処理遅
延に曝されるが、これらの遅延はその後遅延回路１１６又は１８４の何れにおい
ても補償する必要はない。かかる処理遅延が不変であれば、遅延回路１８４によ
り導入される遅延を減少させることによって補償し、これにより主音声信号を冗
長音声信号と時間的に整列させることができる。
【００２１】 冗長音声信号ソースを提供する別の方式を、図７に示す信号スペクトルで表わ
す。特定のＦＭチャンネルでは、信号スペクトル２４６及び２４８はＦＭステレ
オ左＋右（Ｌ＋Ｒ）及び左−右（Ｌ−Ｒ）信号の各々の信号スペクトルを表わす
。そのスペクトルから離れた所に補助通信許可（ＳＣＡ）信号の信号スペクトル
があり、この副搬送波は主ラジオ信号のようなＤＡＢ信号で変調されている。Ｓ
ＣＡ信号スペクトルは、ＦＭ中心周波数から５３ｋＨｚ離れている。ＩＢＯＣ
ＤＡＢシステムのように、アナログステレオ放送を利用して、所定遅延後に送信
されて遅延冗長音声信号を形成する冗長音声情報を形成することができる。
【００２２】 先に概説した時間ダイバーシティ方式は、非ＩＢＯＣ ＤＡＢシステムに利用
してもよい。デジタル放送スペクトルが従来のアナログＦＭ放送局とは別個のデ
ジタルだけのシステムでは、図８に示すように高いデーターレートの主ＤＡＢ信
号スペクトル２５４に、それから離れており低いデーターレートの別個の冗長信
号スペクトル２５６が提供される。この冗長ＤＡＢ信号はＩＢＯＣシステムと同
様に主ＤＡＢ信号に関して遅延され、アナログＦＭはデジタル信号に関して時間
遅延される。ここで、デジタル冗長信号は主デジタル信号に関して遅れている。
両方の信号は例えば符号化、インターリービング、デインターリービング、フォ
ワードエラー補正復号及びデジタル−アナログ変換の際処理遅延を受ける。さら
に、２つの平行する通信経路の間において所望の非相関関係を得べく十分な時間
ダイバーシティーを実現するためには、２.０乃至５.０秒の遅延を付加する。冗
長デジタル音声信号は定期的且つ短時間の間利用されるにすぎないため、忠実度
とデーターレートの間で経済的なトレードオフを得ることが可能である。従って
、聴取者は冗長信号のブレンド期間音声品質が一時的に劣化したことを検知する
場合もあろうが、主データ信号と冗長データ信号の間の交代時に中断や何らかの
望ましくない音響夾雑物を聴き取ることはない。
【００２３】 上述したように、時間ダイバーシティー方式のさらに別の用途は、従来式ＦＭ
放送において中断に対する抵抗力を向上させることである。かかる方式では、図
９に示す放送スペクトルが、本発明では冗長音声信号を運ぶＳＣＡ信号スペクト
ル２５０だけでなく従来のステレオ信号スペクトル２４６、２４８を提供する。
この方式では、ＦＭステレオ放送は主音声信号であって遅延なしに送信されるが
、ＳＣＡ副搬送波上で変調される冗長情報は約２.０乃至５.０秒の範囲にある時
間だけ遅延される。
【００２４】 主音声信号がアナログ信号またはデジタル信号のいずれの信号として放送され
るかとは無関係に、放送中断の影響を緩和する鍵は、２つの送信チャンネルがフ
ェージングまたは中断に関して統計的に非相関関係になるように主信号から十分
な大きさの遅延を冗長信号に与えて放送することである。この遅延時間の１つの
制約は、この遅延時間が１つの局から別の局への同調に与える影響である。遅延
時間に制約を与えるだけでなく、冗長信号を同調インターバルの間に差し換える
とその制約を克服できる。また、冗長音声信号を緩和プロセスの間主信号に差し
換える方式も重要である。上述したように、システム１００は、冗長信号が音声
出力回路の入力にブレンドインされる間に、「まもなく劣化する」主信号がブレ
ンドアウトされる、滑らかな移行を可能にする。主音声信号は２.０秒より長い 時間遅延されているため、システム１００は聴取者がそれを検知するよりもかな
り前に主信号のフェージング又は中断を検知するため、冗長信号への滑らかで比
較的緩やかな移行のための時間が与えられる。かかる移行は断続的且つ短期間に
行われるため、冗長信号の品質は主信号と同じレベルである必要はない。ＩＢＯ
Ｃ ＤＡＢシステムのこの例では、冗長信号は低品質の従来のＦＭ放送信号又は
１つ又は２以上のＳＣＡ副搬送波もしくは他の特に割り当てた副搬送波上で変調
された低いデーターレートのデジタル信号である。従来のアナログＦＭ放送信号
の場合、それはＳＣＡ副搬送波上で変調される冗長アナログ信号によりバックア
ップすることが可能である。以上の説明はＦＭ信号スペクトルの放送に焦点を合
わせているが、時間ダイバーシティー及びブレンド機能はＡＭバンドにおける送
信、特に従来のアナログＡＭ放送を同じ音声情報のデジタル放送を行うため冗長
音声信号として用いるＡＭバンドのデジタル音声放送にも同様に利用可能である
。
【００２５】 音声ラジオ放送の断続的中断の影響を緩和する方法を実施するにあたり、以下
のステップを実行する。
【００２６】 音声信号を用意し、少なくとも１つの無線周波数信号をこれにより変調する。
放送がデジタルラジオ放送を意図している場合、変調ステップには音声信号のデ
ジタル符号化ステップが含まれるであろう。デジタルかまたは音声かとは無関係
に、かかる信号を主音声信号と考える。
【００２７】 第１の時間遅延を音声信号に導入して遅延された冗長音声信号を形成する。遅
延冗長音声信号はアナログ信号又はデジタル信号であり、デジタル信号を用いる
場合、主信号よりも低いデーターレートを有する。第１の無線周波数信号の副搬
送波である第２の無線周波数信号は、遅延冗長音声信号で変調される。被変調主
音声信号及び被変調冗長音声信号を受信し、それぞれの音声信号を復元する。
【００２８】 主音声信号情報を運ぶ少なくともラジオ信号の品質測定を行う。品質測定には
信号対雑音比、ビットエラーレート、信号出力レベル及びサイクリック冗長チェ
ックの結果のようなパラメータの測定値が含まれる。
【００２９】 復元した主音声信号に第２の所定時間遅延を導入して、遅延された主音声信号
を形成する。この第２の所定時間遅延は第１の所定時間遅延とほぼ等しいため、
主音声信号と遅延冗長音声信号が時間的に整列する。時間遅延はほぼ２.０乃至 ５.０秒の範囲の時間から選択する。
【００３０】 第１の重み付け係数を決定する。この係数は品質測定値が少なくとも所定のし
きい値と同じくらいの場合は１.０に等しく、品質測定値が所定のしきい値より も小さくて信号のフェージングまたは中断を示す時は所定時間にわたって０.０ の値に緩やかに変化する。
【００３１】 第２の重み付け係数を決定する。この係数は品質測定値が少なくとも所定のし
きい値と同じくらいの時は０.０に等しく、品質測定値が所定のしきい値よりも 小さいときは所定時間にわたって１.０の値に緩やかに変化する。第１の重み付 け係数と遅延主音声信号を組み合わせ、第２の重み付け係数と遅延冗長音声信号
を組み合わせる。
【００３２】 重み付けした遅延主冗長信号を重み付けした遅延冗長音声信号と組み合わせて
、複合音声信号を形成する。
【００３３】 最後に、この複合音声信号を音声出力回路に結合する。
【００３４】 上述した方法は、特に、音声ソース信号を無線周波数信号の変調に用いる前に
最初にデジタル符号化するため、デジタル音声放送に利用することができる。そ
の無線周波数信号には、ＦＭ放送信号スペクトルの中心周波数からほぼ１３０−
１９９ｋＨｚの範囲内で隔たった１又は２以上の副搬送波が含まれる。第２の無
線周波数信号は従来のアナログＦＭ多重ステレオ信号スペクトルの１つの副搬送
波を構成し、上述したようにその後遅延される。あるいは、冗長音声情報をＦＭ
放送信号スペクトルのＳＣＡ副搬送波上で変調するか、又は、主デジタル音声信
号を主デジタル音声放送又は従来のアナログＦＭ音声放送のための冗長信号とし
てＳＣＡ信号スペクトル内の１又は２以上の無線周波数信号上で変調してもよい
。
【００３５】 本発明を特定の態様及び実施例につき説明したが、本発明の精神又は範囲から
逸脱することなく上述した例とは別の種々の変形例及び設計変更が可能であり、
等価的な構成要素を図示説明したものに置き換えることが可能であり、ある特定
の特徴部分を他の特徴部分とは無関係に利用し、場合によっては構成要素の特定
の位置を逆転又は挿入することが可能であり、これら全ては頭書の特許請求の範
囲において定義された本発明の精神または範囲から逸脱することなしに行えるこ
とを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の回路図。
【図２Ａ】 本発明の１つの局面を示すタイミング図。
【図２Ｂ】 本発明の１つの局面を示すタイミング図。
【図２Ｃ】 本発明の１つの局面を示すタイミング図。
【図２Ｄ】 本発明の１つの局面を示すタイミング図。
【図３】 イン-バンド-オン-チャンネルデジタル音声放送システムのスペクトルを示す 図。
【図４】 本発明のデジタル用送信サブシステムの一部を示す回路図。
【図５】 本発明のデジタル用送信サブシステムの一部の別の構成を示す回路図。
【図６】 本発明のデジタル用受信機サブシステムの一部を示す回路図。
【図７】 本発明の別の例の信号スペクトルを示す図。
【図８】 非バンド-オン-チャンネルデジタル音声放送システムの信号スペクトルを示す
図。
【図９】 本発明の純粋にアナログ用の例のスペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ (72)発明者 ステーリック，ロイ，ロナルド アメリカ合衆国 メリーランド州 21046 コロンビア ムレイ・ヒル・ロード 346，7545 Ｆターム(参考） 5K004 AA01 BA02 5K059 AA08 CC07 DD12 EE03 5K061 AA10 AA13 BB01 CC05 【要約の続き】 回路（１８４）へ結合される。第２の遅延回路（１８ ４）の時間遅延は遅延回路（１１６）の時間遅延とほぼ 等しい。遅延回路（１８４）からの音声出力と復調器 （１８２）からの冗長音声出力はブレンドサブシステム （１３５）に結合され、このブレンドサブシステムにお いてそれぞれ重み付け係数と結合された後、互いに結合 されて音声出力回路（１５０）へ結合される複合音声信 号を形成する。

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】
  2. 【請求項２】
  3. 【請求項３】
  4. 【請求項４】
  5. 【請求項５】
  6. 【請求項６】
  7. 【請求項７】
  8. 【請求項８】
  9. 【請求項９】
  10. 【請求項１０】
  11. 【請求項１１】
  12. 【請求項１２】
  13. 【請求項１３】
  14. 【請求項１４】
  15. 【請求項１５】
  16. 【請求項１６】
  17. 【請求項１７】
  18. 【請求項１８】
  19. 【請求項１９】
  20. 【請求項２０】 各チャンネルがアナログ音声信号により変調される少なく
    とも１つの搬送波信号と、該アナログ音声信号のデジタル表示により変調される
    複数の副搬送波とを含むイン-バンド-オン-チャンネルデジタル音声放送システ ムにおける断続的中断を緩和する方法であって、 （ａ）少なくとも１つの搬送波信号の変調前にアナログ音声信号に所定の第１の
    時間遅延を導入してアナログ音声信号をアナログ音声信号のデジタル表示に関し
    遅延させ、 （ｂ）前記少なくとも１つの被変調搬送波信号と前記被変調副搬送波の両方を受
    信して前記遅延されたアナログ音声信号とアナログ音声信号の前記デジタル表示
    とを復元する受信機を提供し、 （ｃ）アナログ音声信号の前記デジタル表示が所定のレベル劣化するのを検知し
    、 （ｄ）アナログ音声信号の前記デジタル表示に所定の第２の時間遅延を導入し、
    アナログ音声信号の前記遅延されたデジタル表示を変換して主音声信号を形成し
    、 （ｅ）前記所定レベルの劣化を検知すると前記遅延されたアナログ音声信号を前
    記主音声信号に差し換えるステップより成る、断続的中断の緩和方法。
  21. 【請求項２１】 イン-バンド-オン-チャンネル放送方法であって、 放送すべき第１の信号を提供し、 放送すべき第２の信号を提供し、 前記第１の信号及び第２の信号のうちの一方を他方に関して遅延させ、 前記第１の信号及び第２の信号のうちの第１の信号で第１の搬送波を変調し、 第１の搬送波に関して上方及び下方の側波帯に位置する複数の副搬送波を前記
    第１の信号及び第２の信号のうちの第２の信号で直交周波数分割変調し、 前記第１の搬送波と前記複数の副搬送波とを組み合わせて複合信号を発生させ
    、 前記複合信号を送信するステップより成る放送方法。
  22. 【請求項２２】
  23. 【請求項２３】
  24. 【請求項２４】
  25. 【請求項２５】
  26. 【請求項２６】
  27. 【請求項２７】 イン-バンド-オン-チャンネル放送用送信機であって、 放送すべき第１の信号を提供する手段と、 放送すべき第２の信号を提供する手段と、 前記第１の信号及び第２の信号のうちの一方を他方に関して遅延させる手段と
    、 前記第１の信号及び第２の信号のうちの第１の信号で第１の搬送波を変調する
    手段と、 第１の搬送波に関して上方及び下方の側波帯に位置する複数の副搬送波を前記
    第１の信号及び第２の信号のうちの第２の信号で直交周波数分割変調する手段と
    、 前記第１の搬送波と前記複数の副搬送波とを組み合わせて複合信号を発生させ
    る手段と、 前記複合信号を送信する手段とより成る送信機。
  28. 【請求項２８】
  29. 【請求項２９】
  30. 【請求項３０】
  31. 【請求項３１】
  32. 【請求項３２】
  33. 【請求項３３】 第１の信号により変調される第１の搬送波と、放送すべき
    前記第１の搬送波に関して上方及び下方の側波帯に位置し第２の信号により直交
    周波数分割変調される複数の副搬送波とを含み、前記第１の信号と第２の信号の
    うちの一方が他方に関し遅延された、イン-バンド-オン-チャンネル放送信号を 受信する方法であって、 前記第１の搬送波を復調して第１の被復調信号を発生させ、 前記複数の副搬送波を復調して第２の被復調信号を発生させ、 前記第１及び第２の被復調信号のうちの一方を他方に関して遅延させ、 前記第１及び第２の被復調信号のうちの一方を出力信号を発生させるために選
    択し、 前記第１及び第２の被復調信号のうち選択した一方の被復調信号に応答して出
    力信号を発生させるステップより成る受信方法。
  34. 【請求項３４】
  35. 【請求項３５】
  36. 【請求項３６】
  37. 【請求項３７】
  38. 【請求項３８】
  39. 【請求項３９】 前記第１及び第２の被復調信号を選択して出力信号を発生
    させる前記ステップは、 信号対雑音比、ビットエラーレート、信号出力レベル及びサイクリック冗長チ
    ェックよりなる群から選択した１又は２以上のパラメータをチェックすることに
    より前記第１及び第２の被変調信号のうちの一方の被変調信号の劣化を検知する
    ステップより成る、請求項３３に記載したイン-バンド-オン-チャンネル放送信 号の受信方法。
  40. 【請求項４０】 前記第１及び第２の被復調信号を選択して出力信号を発生
    させる前記ステップは、 前記第１の信号を表わす品質測定信号を提供し、 前記品質測定信号が所定のしきい値より低いと第１の重み付け係数を決定し、
    前記品質測定信号が前記所定のしきい値より低いと第２の重み付け係数を決定し
    、 前記第１の重み付け係数と前記第１の信号とを組み合わせ、また前記第２の重
    み付け係数と前記第２の信号を組み合わせ、 前記重み付けした第１の信号と前記重み付けした第２の信号とを組み合わせて
    複合音声信号を形成するステップより成る、請求項３３に記載したイン-バンド-
    オン-チャンネル放送信号の受信方法。
  41. 【請求項４１】 第１の信号により変調される第１の搬送波と、放送すべき
    前記第１の搬送波に関して上方及び下方の側波帯に位置し第２の信号により直交
    周波数分割変調される複数の副搬送波とを含み、前記第１の信号と第２の信号の
    うちの一方が他方に関し遅延された、イン-バンド-オン-チャンネル放送信号を 受信する受信機であって、 前記第１の搬送波を復調して第１の被復調信号を発生させる手段と、 前記複数の副搬送波を復調して第２の被復調信号を発生させる手段と、 前記第１及び第２の被復調信号のうちの一方を他方に関して遅延させる手段と
    、 前記第１及び第２の被復調信号のうちの一方を出力信号を発生させるために選
    択する手段と、 前記第１及び第２の被復調信号のうち選択した一方の被復調信号に応答して出
    力信号を発生させる手段とより成る受信機。
  42. 【請求項４２】
  43. 【請求項４３】
  44. 【請求項４４】
  45. 【請求項４５】
  46. 【請求項４６】
  47. 【請求項４７】 前記第１及び第２の被復調信号を選択して出力信号を発生
    させる前記手段は、 信号対雑音比、ビットエラーレート、信号出力レベル及びサイクリック冗長チ
    ェックよりなる群から選択した１又は２以上のパラメータをチェックすることに
    より前記第１及び第２の被変調信号のうちの一方の被変調信号の劣化を検知する
    手段より成る、請求項４１に記載したイン-バンド-オン-チャンネル放送信号の 受信機。
  48. 【請求項４８】 前記第１及び第２の被復調信号を選択して出力信号を発生
    させる前記手段は、 前記第１の信号を表わす品質測定信号を提供する手段と、 前記品質測定信号が所定のしきい値より低いと第１の重み付け係数を決定する
    手段と、 前記品質測定信号が前記所定のしきい値より低いと第２の重み付け係数を決定
    する手段と、 前記第１の重み付け係数と前記第１の信号とを組み合わせ、また前記第２の重
    み付け係数と前記第２の信号を組み合わせる手段と、 前記重み付けした第１の信号と前記重み付けした第２の信号とを組み合わせて
    複合音声信号を形成する手段とより成る、請求項４１に記載したイン-バンド-オ
    ン-チャンネル放送信号の受信機。
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