JP3561574B2 - Ｆｍ多重放送のデータ加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＭ多重放送における、スクランブルまたはデスクランブル、特に通信データのプリフィックスに含まれるデータを使用してスクランブルまたはデスクランブルを行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ多重放送において、所定のサービスについては、スクランブルして放送することが検討されている。現在、スクランブルが具体的に行われようとしているのは、財団法人 道路交通情報通信システムセンター（以下ＶＩＣＳ）が行う渋滞情報・交通規制・事故情報等の道路交通情報である。
【０００３】
ＦＭ多重放送を使用した情報伝達はＶＩＣＳばかりでなく、例えば、ページャー、ＤＧＰＳ（ディファレンシャル・グローバル・ポジショニング・システム）情報のサービス等も考えられている。また、欧米でも日本のＤＡＲＣ（データ・ラジオ・チャンネル）方式のＦＭ多重放送が行われる予定である。さらに、欧米ではページャー、株価等の各種の個人向けの情報やＤＧＰＳ情報をＦＭ多重データに乗せたサービスも考えられている。これらのサービスでは有料放送が前提となるため各々のサービスに、スクランブルなしの無料サービスも含め、異なるスクランブルを掛ける必要がある。従って、同一の放送局におけるＦＭ多重放送においても、スクランブルなしとスクランブルあり（複数種類のスクランブルを含む）の放送とが混在する可能性がある。
【０００４】
「関連技術」
本出願人は、特願平７−７２７４０号において、ＦＭ多重放送に適したスクランブル及びデスクランブルの方法について提案した。この方式において、送信側では、先ずデータパケットの一部に含ませるキーデータを決定し、このキーデータを基にスクランブルキーを発生する。次に、このスクランブルキーを初期値として所定の乱数を発生し、更にデータパッケト番号で修正制御される非線形ロジックによりＰＮ符号を作成し、このＰＮ符号によりデータをスクランブルする。
【０００５】
一方、受信側では、受信した伝送データの中からキーデータ等を取り出し、送信側と同様な方法でスクランブルキー、ＰＮ符号を発生し、受信したデータパケットの所定範囲データをデスクランブルする。これによって、ＦＭ多重放送における好適なスクランブル、デスクランブルを行うことが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述のように、同一の放送局でスクランブルを掛けたり、掛けなかったりする場合、これを何らかの手段でこれを識別しなければならない。しかし、本出願人が提案した上記の発明を含め、このような場合におけるスクランブル制御の具体的な方法は提案されていない。また、このような事態に対応するためには、スクランブルの有無を示す符号を設けれる等、各種の方法が考えられるが、そのために送信側、受信側共に特別の機構が必要になるなど各種の問題が生じる。
【０００７】
さらに、スクランブルする放送の中でも、サービス（放送内容）の種類によって、スクランブルするためのＰＮ符号を変更しておけば、ユーザをサービスにより区別できる。そこで、サービスの種類によって、ＰＮ符号を変更したいという要望もあるが、これについての具体的な方法も提案されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、放送局及び受信側に負担の少なく、良好なスクランブル制御が行える装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＦＭ多重放送の送受信において、データのスクランブルまたはデスクランブルを行うデータ加工装置であって、通信データに含まれる所定のスクランブルキーデータに基づいて初期値を決定し、乱数を発生する乱数発生回路と、発生された乱数と、送信または受信データとの論理演算を行う論理回路と、通信データに含まれるＦＭ多重放送のサービス内容を示すサービス識別符号により、前記論理回路における論理演算を制御する制御回路と、を有するとともに、上記乱数発生回路は、上記スクランブルキーデータを利用して乱数を発生する第２の乱数発生回路と、第２の乱数発生回路から発生される第２の乱数に基づき複数ビットのＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生回路と、このＰＮ信号発生回路からのＰＮ信号を入力とし所定の論理演算を行う非線形ロジック回路と、を有し、上記制御回路は、非線形ロジック回路における論理演算をサービス識別符号に基づいて変更することで、サービス識別符号の内容に応じて上記乱数発生回路の発生する乱数を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、上記サービス識別符号は、ＦＭ多重放送における通信データのデータパケット中のスクランブルの対象にならない部分であるプリフィックスに含まれることを特徴とする。
【００１２】
また、上記論理回路は、論理演算により、送信または受信データのスクランブルまたはデスクランブルを行うものであり、上記制御回路は、サービス識別符号の内容に応じて、論理回路を制御し、スクランブルまたはデスクランブルを行うか否かを制御することを特徴とする。
【００１５】
また、上記第２の乱数発生回路は、上記スクランブルキーデータと、ＦＭ多重放送のデータパケットにおけるプリフィックスに含まれるデータの所定の単位毎の番号であるデータグループ番号及びデータパケット番号に基づいて乱数を発生することを特徴とする。
【００１６】
また、上記制御回路は、サービス識別符号とデータバケットを特定するデータパケット番号とを入力信号とするゲート回路を有し、このゲート回路の出力に基づいて上記非線形ロジック回路の論理演算を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、上記ゲート回路は、サービス識別符号とデータパケット番号の排他的論理和をとるエクスクルーシブオア回路からなることを特徴とする。
【００１８】
このように、本発明は、ＦＭ多重放送の送受信データに含まれるサービス識別符号の内容に応じてスクランブルの制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
ここで、ＤＡＲＣ方式のＦＭ多重放送において、サービス識別符号（以下ＳＩ）とは、表１に示すように、主に番組内容の識別を行う情報のことであり、データパケットのプリフィックスに含まれている。
【００２０】
【表１】
例えば、ＳＩ＝１、２、３は一般の情報であり、現在ＪＦＮ系列で行われている「見えるラジオ」の情報はこれに属する。ＳＩ＝４、５、６は道路交通情報、ＳＩ＝Ｄは放送局名・時刻等の付加情報、ＳＩ＝Ｅは番組索引データ等の補助情報、ＳＩ＝Ｆは放送局が運用上必要な場合に送出するデータである。更に、ぺ一ジャー、ＤＧＰＳ等のサービスに対してもそれぞれに対応するＳＩを付加することが考えられる。
【００２１】
従って、サービス識別符号（Ｓｌ）は、ＦＭ多重放送のサービス内容を表すものであり、このＳＩの値に応じてスクランブル制御を行うことで、サービスの内容に応じてスクランブルを制御できる。従って、新しい識別符号などを別途導入する必要がなく、放送局及び受信側に負担の少ない良好なスクランブル制御が行えると考えられる。
【００２２】
例えば、同一放送局においてスクランブルを掛けないＳＩ＝２の一般情報レベル１とスクランブルを掛けたＳＩ＝５の交通情報レベル２を混在させて送信する様にした場合、送信側ではＳＩに応じてスクランブルを掛けるか掛けないかを決定でき、受信側でもＳＩによりスクランブルが掛かっているかいないかが判定できる。また、ＳＩ＝６の交通情報レベル３にもスクランブルを掛ける場合、ＳＩ＝５と同一のスクフンブルキーデータ等を使用しても前記非線形ロジック回路の処理をＳＩに基づいて行うため異なるスクランブル用の乱数を発生できる。
【００２３】
以上のように、ＦＭ多重放送の基本フォーマットを有効に活用して効果的なスクランブル制御を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
「全体構成」
図１は、本実施形態のデータ加工装置１００の概略構成を示すブロック図である。第１乱数発生器１０１は、第１制御回路１０３により制御されたスクランブル又はデスクランブルするための乱数を出力する。第２乱数発生器１０２は、ＦＭ多重放送のデータに含まれるスクランブルキーデータに基づいて初期値を決定しプリフィックスに含まれるデータグループ番号及びデータパケット番号により、第１乱数発生器１０１の入力データとなる乱数を発生する。第１制御回路１０３は、サービス識別符号（ＳＩ）とデータパケット番号の下位４ビットのエクスクルーシブオアをとり、出力を非線形ロジック（１０９〜１１１）に入力する。第２制御回路１０４は、サービス識別（ＳＩ）により、第１乱数発生器１０１の出力を有効にするか無効（０出力）にするかを制御する。
【００２６】
ゲート回路１０５は、ＦＭ多重放送のデータと第２制御回路１０４の出力のエクスクルーシブオアをとる。ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８は、それぞれ第２乱数発生器の出力を基にＬ、Ｍ、ＮビットのＰＮ信号を発生する。非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１は、それぞれＰＮ発生器１０６、１０７、１０８の出力と第１制御回路の出力を入力信号とし、これらの論理演算結果を出力する。スイッチ回路１１２は、非線形ロジック回路１１０によって制御され、非線形ロジック回路１０９又は１１１によって修正制御されたＰＮ信号を出力する。
【００２７】
このような回路において、送信しようとするデータ、または受信したデータから、ＳＩ、データパケット番号、データグループ番号、スクランブルキーデータが決定され、これらがデータ加工装置に入力される。第２乱数発生器１０２は、スクランブルキーデータ、データグループ番号、データパケット番号に基づいて、所定の乱数を発生する。
【００２８】
この第２乱数発生器１０２において発生された乱数は、この例では３分割され、ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８に供給される。これらＰＮ発生器１０６、１０７、１０８は、供給された乱数の一部を利用して対応するＰＮ符号をそれぞれ独立して生成する。
【００２９】
ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８の出力は、それぞれ非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１に入力される。この非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１には、第１制御回路１０３からの信号がそれぞれ入力されており、それぞれが入力されてくる２つの信号の所定の論理和をとり、それぞれ１ビットの信号を出力する。
【００３０】
ここで、第１制御回路１０３は、データパケット番号（下位４ビット）から信号を生成するものであり、生成された信号によって、非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１の出力が異なったものになる。
【００３１】
特に、ＳＩの値が異なると、第１制御回路１０３の出力が異なったものになり、従って非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１からの出力が異なったものになる。
【００３２】
次に、非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１からの出力は、スイッチ回路１１２に入力される。このスイッチ回路１１２は、非線形ロジック回路１１０の値に応じて、非線形ロジック回路１０９、１１０のいずれかの出力を選択する。従って、スイッチ回路１１２から１ビット幅の乱数が第１乱数発生器１０１の出力として順次出力される。そして、この乱数は、ＳＩの値によって変更される。
【００３３】
また、第１乱数発生器１０１の出力は第２制御回路１０４に入力される。この第２制御回路１０４には、ＳＩが供給されている。そして、第２制御回路１０４は、第１乱数発生器１０１からの乱数を出力するか否かをＳＩの値によって制御する。
【００３４】
そして、第２制御回路１０４の出力は、ゲート回路１０５に供給され、ここで入力データと掛けられる。すなわち、送信側であればスクランブルを掛けたい送信データ、受信側であればデスクランブルしたい受信データが入力データであり、これに第２制御回路１０４からの乱数が掛けられ、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００３５】
ここで、上述のように、第２制御回路は、ＳＩの値によって、第１乱数発生器１０１からの乱数を出力するか否かを制御する。そこで、スクランブルの行われないサービスであれば、ＳＩの値に応じて第２制御回路１０４が、乱数の出力を禁止する。そこで、ゲート回路１０５では、スクランブルまたはデスクランブルが行われず、入力データがそのまま出力される。
【００３６】
一方、ＳＩの値によって、スクランブルが行われるサービスであれば、第２制御回路１０４が、第１乱数発生器１０１からの乱数をゲート回路１０５に供給する。そこで、ゲート回路１０５において、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００３７】
さらに、第１制御回路１０３は、ＳＩの値によって、その出力信号を変更する。従って、第１乱数発生器１０１から出力される乱数がＳＩの値によって、変更される。そこで、スクランブルに利用する乱数をサービスの内容に応じて、容易に変更することができる。
【００３８】
「第１制御回路及び非線形ロジック回路」
図２は、第１制御回路１０３及び非線形ロジック回路１０９の具体的回路例を示すものである。なお、非線形ロジック回路１１０、１１１も同様の構成にできる。
【００３９】
第１制御回路１０３は、４つのエクスクルーシブオア回路２０１、２０２、２０３、２０４からなっている。そして、各エクスクルーシブオア回路２０１、２０２、２０３、２０４には、４ビットのサービス識別符号（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）とデータパケット番号の下位４ビット（ｂ２３、ｂ２４、ｂ２５、ｂ２６）とが入力され、各々がエクスクルーシブオアをとり出力をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とする。従って、出力Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、ＳＩと、データパケット番号（下位４ビット）の値によって、それぞれ決定される。
【００４０】
非線形ロジック内には、４つのアンドゲート２０５、２０６、２０７、２０８があり、これらが非線形ロジック回路１０９内の信号とＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の論理積をとる。アンドゲート２０５はＣ１とＰＮ発生器１０６の第２ビット目の信号をインバータ２１１で反転した信号とのアンドをとり、アンドゲート２０６はＣ２とＰＮ発生器１０６の第ｆ、ｇビット目の信号とのアンドをとり、アンドゲート２０７はＣ３とＰＮ発生器１０６の第ｉビット目の信号をインバータ２１２で反転した信号とのアンドをとり、アンドゲート２０８はＣ４とＰＮ発生器１０６の第ｊ、ｋビット目の信号とのアンドゲートをとる。
【００４１】
また、アンドゲート２０６、２０７の出力はオアゲート２０９に入力され、アンドゲート２０８の出力とＰＮ発生器１０６の第ｌビット目の信号がオアゲート２１０に入力される。
【００４２】
そして、ＰＮ発生器１０６の第１ビット目の信号と、アンドゲート２０５、２０６の出力と、オアゲート２０９、２１０の出力と、がエクスクルーシブオア回路２１３に入力され、ここでこれら５つの信号のエクスクルーシブオアがとられ、これが非線形ロジック回路１０９の出力になる。このような論理演算によって、ＰＮ発生器１０６の出力に、ＳＩに応じた修飾が施される。
【００４３】
「データパケット」
図３は、データパケットの構成例を示す。このように、１７６ビットのデータパケットの内、前方３２ビット（ｂ１〜ｂ３２）がプリフィックス部、後ろの１４４ビットがデータブロック部を構成している。
【００４４】
そして、プリフィックス部のｂ１〜ｂ４がサービス識別符号（ＳＩ）、ｂ９〜ｂ２２がデータグループ番号、ｂ２３〜ｂ３２がデータパケット番号になっている。
【００４５】
そこで、送信側では、送信しようとするデータにより、ＳＩ、データグループ番号、データパケット番号が決定され、これを利用してこのデータパケットに対するスクランブル用の乱数が発生される。一方、受信側では、受信データのプリフィックスからこれらの値が取り出され、これを利用してそのデータパケットに対するスクランブル用の乱数が発生される。なお、スクランブルキーデータもスクランブルが掛けられない部分に記載されている。
【００４６】
「第１制御回路の動作」
図４（Ａ）（Ｂ）は、図２の第１制御回路１０３の動作説明するための真理値表である。この例では、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合に異なるスクランブルを掛けるようになっているため、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合の第１制御回路の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を示す。なお、ここでは、データパケット番号の下位４ビットが４種類だけの場合を示している。
【００４７】
これより、ＳＩ＝５の場合に、４種類の別の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が得られ、またＳＩ＝６の場合にも４種類の別の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が得られ、かつこれらが全て異なっていることが分かる。
【００４８】
そこで、これを非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１に入力すれば、当然異なった非線形ロジック出力が得られる。
【００４９】
「第２制御回路」
図５は、第２制御回路１０４の具体的回路例を示すものであり、インバータ５０１、エクスクルーシブオア回路５０２、アンドゲート５０３、５０４からなっている。ＳＩのｂ１及びｂ２はエクスクルーシブオア回路５０２に入力され、出力がアンドゲート５０３に入力される。また、ｂ３はそのままアンドゲート５０３に入力され、ｂ４はインバータ５０１で反転されてからアンドゲート５０３に入力される。また、アンドゲート５０３は、入力される３つの信号のアンドをとり、出力信号ＳＣ２を出力する。
【００５０】
そして、アンドゲート５０３の出力ＳＣ２と第１乱数発生器１０１の出力がアンドゲート５０４に入力され、ここで両者のアンドがとられる。
【００５１】
図６は、この第２制御回路の動作を説明するための真理値表である。本例ではＳＩ＝５及びＳＩ＝６以外ではＳＣ２＝０となるため、当然出力ＳＣ１＝０となる。また、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合はＳＣ２＝１となり、ＳＣ１＝（第１乱数発生器の出力）となる。従って、エクスクルーシブオア回路１０５において、ＳＩ＝５、６の時に、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００５２】
「システム全体構成」
図７は、本実施形態のデータ加工装置を用いたＦＭ多重放送受信機のブロック図である。この図は、受信側のデスクランブル適用例を示している。但し、放送局の送信側のスクランブルも上述の方法とほぼ同様である。すなわち、送信の場合は、データ加工装置の出力結果を変調し送信し、受信の場合は受信データに乱数を掛けデスクランブルが行われる。
【００５３】
まず、アンテナ７０１で受信された希望局の信号は、フロントエンド７０２で中間周波数（ＩＦ）信号として取り出され、ＩＦ増幅器７０３、ＦＭ検波回路７０４で増幅検波される。通常のＦＭ放送の信号は、ＦＭ検波回路７０４から出力される。一方、検波信号は、７６ｋＨｚのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７０５にも供給され、ここでＦＭ多重データの信号が抽出される。バンドパスフィルタ７０５の出力は、Ｌ−ＭＳＫ復調部７０６で復調され、同期再生回路７０７、誤り訂正回路７０８で、再生誤り訂正され、パケットデータとしてデータ加工装置１００に供給される。ここで、上述のような必要に応じたデスクランブルが行われる。
【００５４】
データ加工装置１００の出力は、アプリケーションマイコン７０９に供給され、ここで必要な処理が行われ、表示器７１０に受信したＦＭ多重データが表示される。
【００５５】
「第１制御回路の他の構成例」
また、上述の例では、第１制御回路１０３を４つのエクスクルーシブオア回路で構成した。しかし、これに限定されることはなく、アンド、オア等のゲート回路の組み合わせ、さらにフリップフロップ回路とゲート回路を組み合わせて構成しても良い。
【００５６】
図８に第１制御回路１０３の他の構成例（例２）を示す。この例は、ＳＩのみで制御を行う出力信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を得る。すなわち、この回路は、ＳＩを初期値とするＰＮ発生回路（Ｘ４ ＋Ｘ＋１）である。
【００５７】
この第１制御回路１０３は、タイミング発生回路８０１、フリップフロップ回路８０２、８０３、８０４、８０５、及びエクスクルーシブオア回路８０６により構成されている。
【００５８】
タイミング発生回路８０１は、データ発生の初期のタイミング（第１乱数発生器１０１と同期したタイミング）を設定するプリセットクロックＰと、データクロックに同期したクロックＣＫを各フリップフロップ８０２〜８０５のプリセット端及びクロック入力端に供給する。また、ＳＩのｂ１〜ｂ４は各フリップフロップ回路８０２〜８０５の初期値入力端に供給される。また、フリップフロップ回路８０２〜８０５の出力は、それぞれＣ１〜Ｃ４になっている。
【００５９】
フリップフロップ回路８０５の出力は、フリップフロップ回路８０２のデータ入力端に入力される。フリップフロップ回路８０２の出力は、エクスクルーシブオア回路８０６に入力される。このエスクルーシブオア回路８０６には、フリップフロップ回路８０５の出力も入力されており、両信号のエクスクルーシブオアがとられ、その出力がフリップフロップ回路８０３に入力される。フリップフロップ回路８０３の出力は、フリップフロップ回路８０４に入力され、フリップフロップ回路８０４の出力はフリップフロップ回路８０５に入力される。
【００６０】
このような構成において、例えば、ＳＩ＝５（ｂ１＝１、ｂ２＝０、ｂ３＝１、ｂ４＝０）を初期値としてプリセットされた場合、出力状態（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）がクロックＣＫの入力毎に変化し第１クロックで（０、１、０、１）、第２クロックで（１、１、１、０）となり、１６クロック目で元に戻る。
【００６１】
図９は、この構成の第１制御回路１０３の状態遷移表である。
【００６２】
「その他の構成」
また、図１の例では非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１を同一の第１制御回路１０３で制御しているが、各非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１を異なる形式の第１制御回路１０３で制御しても何等問題ない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スクランブル用の乱数信号がＦＭ多重放送のデータに含まれるサービス識別特号により制御できる。このため、送信及び受信側に負担が少なく且つ解読され難い安全性の高いスクランブルが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のデータ加工装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１制御回路１０３及び非線形ロジック回路１０９の具体的回路例を示す図である。
【図３】データパケットの構成例を示す図である。
【図４】第１制御回路（１０３）の動作説明するための真理値表を示す図である。
【図５】第２制御回路（１０４）の具体的回路例を示す図である。
【図６】第２制御回路の動作を説明するための真理値表を示す図である。
【図７】本考案データ加工装置を用いたＦＭ多重放送受信機のブロック図である。
【図８】第１制御回路の他の構成例を示す図である。
【図９】図８の第１制御回路の状態遷移を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 第１乱数発生器、１０２ 第２乱数発生器、１０３ 第１制御回路、１０４ 第２制御回路、１０５ ゲート回路、１０６，１０７，１０８ ＰＮ発生器、１０９，１１０，１１１ 非線形ロジック回路、１１２ スイッチ回路。
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＭ多重放送における、スクランブルまたはデスクランブル、特に通信データのプリフィックスに含まれるデータを使用してスクランブルまたはデスクランブルを行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ多重放送において、所定のサービスについては、スクランブルして放送することが検討されている。現在、スクランブルが具体的に行われようとしているのは、財団法人 道路交通情報通信システムセンター（以下ＶＩＣＳ）が行う渋滞情報・交通規制・事故情報等の道路交通情報である。
【０００３】
ＦＭ多重放送を使用した情報伝達はＶＩＣＳばかりでなく、例えば、ページャー、ＤＧＰＳ（ディファレンシャル・グローバル・ポジショニング・システム）情報のサービス等も考えられている。また、欧米でも日本のＤＡＲＣ（データ・ラジオ・チャンネル）方式のＦＭ多重放送が行われる予定である。さらに、欧米ではページャー、株価等の各種の個人向けの情報やＤＧＰＳ情報をＦＭ多重データに乗せたサービスも考えられている。これらのサービスでは有料放送が前提となるため各々のサービスに、スクランブルなしの無料サービスも含め、異なるスクランブルを掛ける必要がある。従って、同一の放送局におけるＦＭ多重放送においても、スクランブルなしとスクランブルあり（複数種類のスクランブルを含む）の放送とが混在する可能性がある。
【０００４】
「関連技術」
本出願人は、特願平７−７２７４０号において、ＦＭ多重放送に適したスクランブル及びデスクランブルの方法について提案した。この方式において、送信側では、先ずデータパケットの一部に含ませるキーデータを決定し、このキーデータを基にスクランブルキーを発生する。次に、このスクランブルキーを初期値として所定の乱数を発生し、更にデータパッケト番号で修正制御される非線形ロジックによりＰＮ符号を作成し、このＰＮ符号によりデータをスクランブルする。
【０００５】
一方、受信側では、受信した伝送データの中からキーデータ等を取り出し、送信側と同様な方法でスクランブルキー、ＰＮ符号を発生し、受信したデータパケットの所定範囲データをデスクランブルする。これによって、ＦＭ多重放送における好適なスクランブル、デスクランブルを行うことが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述のように、同一の放送局でスクランブルを掛けたり、掛けなかったりする場合、これを何らかの手段でこれを識別しなければならない。しかし、本出願人が提案した上記の発明を含め、このような場合におけるスクランブル制御の具体的な方法は提案されていない。また、このような事態に対応するためには、スクランブルの有無を示す符号を設けれる等、各種の方法が考えられるが、そのために送信側、受信側共に特別の機構が必要になるなど各種の問題が生じる。
【０００７】
さらに、スクランブルする放送の中でも、サービス（放送内容）の種類によって、スクランブルするためのＰＮ符号を変更しておけば、ユーザをサービスにより区別できる。そこで、サービスの種類によって、ＰＮ符号を変更したいという要望もあるが、これについての具体的な方法も提案されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、放送局及び受信側に負担の少なく、良好なスクランブル制御が行える装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＦＭ多重放送の送受信において、データのスクランブルまたはデスクランブルを行うデータ加工装置であって、通信データに含まれる所定のスクランブルキーデータに基づいて初期値を決定し、乱数を発生する乱数発生回路と、発生された乱数と、送信または受信データとの論理演算を行う論理回路と、通信データに含まれるＦＭ多重放送のサービス内容を示すサービス識別符号により、前記論理回路における論理演算を制御する制御回路と、を有するとともに、上記乱数発生回路は、上記スクランブルキーデータを利用して乱数を発生する第２の乱数発生回路と、第２の乱数発生回路から発生される第２の乱数に基づき複数ビットのＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生回路と、このＰＮ信号発生回路からのＰＮ信号を入力とし所定の論理演算を行う非線形ロジック回路と、を有し、上記制御回路は、非線形ロジック回路における論理演算をサービス識別符号に基づいて変更することで、サービス識別符号の内容に応じて上記乱数発生回路の発生する乱数を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、上記サービス識別符号は、ＦＭ多重放送における通信データのデータパケット中のスクランブルの対象にならない部分であるプリフィックスに含まれることを特徴とする。
【００１２】
また、上記論理回路は、論理演算により、送信または受信データのスクランブルまたはデスクランブルを行うものであり、上記制御回路は、サービス識別符号の内容に応じて、論理回路を制御し、スクランブルまたはデスクランブルを行うか否かを制御することを特徴とする。
【００１５】
また、上記第２の乱数発生回路は、上記スクランブルキーデータと、ＦＭ多重放送のデータパケットにおけるプリフィックスに含まれるデータの所定の単位毎の番号であるデータグループ番号及びデータパケット番号に基づいて乱数を発生することを特徴とする。
【００１６】
また、上記制御回路は、サービス識別符号とデータバケットを特定するデータパケット番号とを入力信号とするゲート回路を有し、このゲート回路の出力に基づいて上記非線形ロジック回路の論理演算を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、上記ゲート回路は、サービス識別符号とデータパケット番号の排他的論理和をとるエクスクルーシブオア回路からなることを特徴とする。
【００１８】
このように、本発明は、ＦＭ多重放送の送受信データに含まれるサービス識別符号の内容に応じてスクランブルの制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
ここで、ＤＡＲＣ方式のＦＭ多重放送において、サービス識別符号（以下ＳＩ）とは、表１に示すように、主に番組内容の識別を行う情報のことであり、データパケットのプリフィックスに含まれている。
【００２０】
【表１】
【００２１】
従って、サービス識別符号（Ｓｌ）は、ＦＭ多重放送のサービス内容を表すものであり、このＳＩの値に応じてスクランブル制御を行うことで、サービスの内容に応じてスクランブルを制御できる。従って、新しい識別符号などを別途導入する必要がなく、放送局及び受信側に負担の少ない良好なスクランブル制御が行えると考えられる。
【００２２】
例えば、同一放送局においてスクランブルを掛けないＳＩ＝２の一般情報レベル１とスクランブルを掛けたＳＩ＝５の交通情報レベル２を混在させて送信する様にした場合、送信側ではＳＩに応じてスクランブルを掛けるか掛けないかを決定でき、受信側でもＳＩによりスクランブルが掛かっているかいないかが判定できる。また、ＳＩ＝６の交通情報レベル３にもスクランブルを掛ける場合、ＳＩ＝５と同一のスクフンブルキーデータ等を使用しても前記非線形ロジック回路の処理をＳＩに基づいて行うため異なるスクランブル用の乱数を発生できる。
【００２３】
以上のように、ＦＭ多重放送の基本フォーマットを有効に活用して効果的なスクランブル制御を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
「全体構成」
図１は、本実施形態のデータ加工装置１００の概略構成を示すブロック図である。第１乱数発生器１０１は、第１制御回路１０３により制御されたスクランブル又はデスクランブルするための乱数を出力する。第２乱数発生器１０２は、ＦＭ多重放送のデータに含まれるスクランブルキーデータに基づいて初期値を決定しプリフィックスに含まれるデータグループ番号及びデータパケット番号により、第１乱数発生器１０１の入力データとなる乱数を発生する。第１制御回路１０３は、サービス識別符号（ＳＩ）とデータパケット番号の下位４ビットのエクスクルーシブオアをとり、出力を非線形ロジック（１０９〜１１１）に入力する。第２制御回路１０４は、サービス識別（ＳＩ）により、第１乱数発生器１０１の出力を有効にするか無効（０出力）にするかを制御する。
【００２６】
ゲート回路１０５は、ＦＭ多重放送のデータと第２制御回路１０４の出力のエクスクルーシブオアをとる。ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８は、それぞれ第２乱数発生器の出力を基にＬ、Ｍ、ＮビットのＰＮ信号を発生する。非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１は、それぞれＰＮ発生器１０６、１０７、１０８の出力と第１制御回路の出力を入力信号とし、これらの論理演算結果を出力する。スイッチ回路１１２は、非線形ロジック回路１１０によって制御され、非線形ロジック回路１０９又は１１１によって修正制御されたＰＮ信号を出力する。
【００２７】
このような回路において、送信しようとするデータ、または受信したデータから、ＳＩ、データパケット番号、データグループ番号、スクランブルキーデータが決定され、これらがデータ加工装置に入力される。第２乱数発生器１０２は、スクランブルキーデータ、データグループ番号、データパケット番号に基づいて、所定の乱数を発生する。
【００２８】
この第２乱数発生器１０２において発生された乱数は、この例では３分割され、ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８に供給される。これらＰＮ発生器１０６、１０７、１０８は、供給された乱数の一部を利用して対応するＰＮ符号をそれぞれ独立して生成する。
【００２９】
ＰＮ発生器１０６、１０７、１０８の出力は、それぞれ非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１に入力される。この非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１には、第１制御回路１０３からの信号がそれぞれ入力されており、それぞれが入力されてくる２つの信号の所定の論理和をとり、それぞれ１ビットの信号を出力する。
【００３０】
ここで、第１制御回路１０３は、データパケット番号（下位４ビット）から信号を生成するものであり、生成された信号によって、非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１の出力が異なったものになる。
【００３１】
特に、ＳＩの値が異なると、第１制御回路１０３の出力が異なったものになり、従って非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１からの出力が異なったものになる。
【００３２】
次に、非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１からの出力は、スイッチ回路１１２に入力される。このスイッチ回路１１２は、非線形ロジック回路１１０の値に応じて、非線形ロジック回路１０９、１１０のいずれかの出力を選択する。従って、スイッチ回路１１２から１ビット幅の乱数が第１乱数発生器１０１の出力として順次出力される。そして、この乱数は、ＳＩの値によって変更される。
【００３３】
また、第１乱数発生器１０１の出力は第２制御回路１０４に入力される。この第２制御回路１０４には、ＳＩが供給されている。そして、第２制御回路１０４は、第１乱数発生器１０１からの乱数を出力するか否かをＳＩの値によって制御する。
【００３４】
そして、第２制御回路１０４の出力は、ゲート回路１０５に供給され、ここで入力データと掛けられる。すなわち、送信側であればスクランブルを掛けたい送信データ、受信側であればデスクランブルしたい受信データが入力データであり、これに第２制御回路１０４からの乱数が掛けられ、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００３５】
ここで、上述のように、第２制御回路は、ＳＩの値によって、第１乱数発生器１０１からの乱数を出力するか否かを制御する。そこで、スクランブルの行われないサービスであれば、ＳＩの値に応じて第２制御回路１０４が、乱数の出力を禁止する。そこで、ゲート回路１０５では、スクランブルまたはデスクランブルが行われず、入力データがそのまま出力される。
【００３６】
一方、ＳＩの値によって、スクランブルが行われるサービスであれば、第２制御回路１０４が、第１乱数発生器１０１からの乱数をゲート回路１０５に供給する。そこで、ゲート回路１０５において、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００３７】
さらに、第１制御回路１０３は、ＳＩの値によって、その出力信号を変更する。従って、第１乱数発生器１０１から出力される乱数がＳＩの値によって、変更される。そこで、スクランブルに利用する乱数をサービスの内容に応じて、容易に変更することができる。
【００３８】
「第１制御回路及び非線形ロジック回路」
図２は、第１制御回路１０３及び非線形ロジック回路１０９の具体的回路例を示すものである。なお、非線形ロジック回路１１０、１１１も同様の構成にできる。
【００３９】
第１制御回路１０３は、４つのエクスクルーシブオア回路２０１、２０２、２０３、２０４からなっている。そして、各エクスクルーシブオア回路２０１、２０２、２０３、２０４には、４ビットのサービス識別符号（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４）とデータパケット番号の下位４ビット（ｂ２３、ｂ２４、ｂ２５、ｂ２６）とが入力され、各々がエクスクルーシブオアをとり出力をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とする。従って、出力Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、ＳＩと、データパケット番号（下位４ビット）の値によって、それぞれ決定される。
【００４０】
非線形ロジック内には、４つのアンドゲート２０５、２０６、２０７、２０８があり、これらが非線形ロジック回路１０９内の信号とＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の論理積をとる。アンドゲート２０５はＣ１とＰＮ発生器１０６の第２ビット目の信号をインバータ２１１で反転した信号とのアンドをとり、アンドゲート２０６はＣ２とＰＮ発生器１０６の第ｆ、ｇビット目の信号とのアンドをとり、アンドゲート２０７はＣ３とＰＮ発生器１０６の第ｉビット目の信号をインバータ２１２で反転した信号とのアンドをとり、アンドゲート２０８はＣ４とＰＮ発生器１０６の第ｊ、ｋビット目の信号とのアンドゲートをとる。
【００４１】
また、アンドゲート２０６、２０７の出力はオアゲート２０９に入力され、アンドゲート２０８の出力とＰＮ発生器１０６の第ｌビット目の信号がオアゲート２１０に入力される。
【００４２】
そして、ＰＮ発生器１０６の第１ビット目の信号と、アンドゲート２０５、２０６の出力と、オアゲート２０９、２１０の出力と、がエクスクルーシブオア回路２１３に入力され、ここでこれら５つの信号のエクスクルーシブオアがとられ、これが非線形ロジック回路１０９の出力になる。このような論理演算によって、ＰＮ発生器１０６の出力に、ＳＩに応じた修飾が施される。
【００４３】
「データパケット」
図３は、データパケットの構成例を示す。このように、１７６ビットのデータパケットの内、前方３２ビット（ｂ１〜ｂ３２）がプリフィックス部、後ろの１４４ビットがデータブロック部を構成している。
【００４４】
そして、プリフィックス部のｂ１〜ｂ４がサービス識別符号（ＳＩ）、ｂ９〜ｂ２２がデータグループ番号、ｂ２３〜ｂ３２がデータパケット番号になっている。
【００４５】
そこで、送信側では、送信しようとするデータにより、ＳＩ、データグループ番号、データパケット番号が決定され、これを利用してこのデータパケットに対するスクランブル用の乱数が発生される。一方、受信側では、受信データのプリフィックスからこれらの値が取り出され、これを利用してそのデータパケットに対するスクランブル用の乱数が発生される。なお、スクランブルキーデータもスクランブルが掛けられない部分に記載されている。
【００４６】
「第１制御回路の動作」
図４（Ａ）（Ｂ）は、図２の第１制御回路１０３の動作説明するための真理値表である。この例では、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合に異なるスクランブルを掛けるようになっているため、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合の第１制御回路の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を示す。なお、ここでは、データパケット番号の下位４ビットが４種類だけの場合を示している。
【００４７】
これより、ＳＩ＝５の場合に、４種類の別の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が得られ、またＳＩ＝６の場合にも４種類の別の出力（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が得られ、かつこれらが全て異なっていることが分かる。
【００４８】
そこで、これを非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１に入力すれば、当然異なった非線形ロジック出力が得られる。
【００４９】
「第２制御回路」
図５は、第２制御回路１０４の具体的回路例を示すものであり、インバータ５０１、エクスクルーシブオア回路５０２、アンドゲート５０３、５０４からなっている。ＳＩのｂ１及びｂ２はエクスクルーシブオア回路５０２に入力され、出力がアンドゲート５０３に入力される。また、ｂ３はそのままアンドゲート５０３に入力され、ｂ４はインバータ５０１で反転されてからアンドゲート５０３に入力される。また、アンドゲート５０３は、入力される３つの信号のアンドをとり、出力信号ＳＣ２を出力する。
【００５０】
そして、アンドゲート５０３の出力ＳＣ２と第１乱数発生器１０１の出力がアンドゲート５０４に入力され、ここで両者のアンドがとられる。
【００５１】
図６は、この第２制御回路の動作を説明するための真理値表である。本例ではＳＩ＝５及びＳＩ＝６以外ではＳＣ２＝０となるため、当然出力ＳＣ１＝０となる。また、ＳＩ＝５及びＳＩ＝６の場合はＳＣ２＝１となり、ＳＣ１＝（第１乱数発生器の出力）となる。従って、エクスクルーシブオア回路１０５において、ＳＩ＝５、６の時に、スクランブルまたはデスクランブルが行われる。
【００５２】
「システム全体構成」
図７は、本実施形態のデータ加工装置を用いたＦＭ多重放送受信機のブロック図である。この図は、受信側のデスクランブル適用例を示している。但し、放送局の送信側のスクランブルも上述の方法とほぼ同様である。すなわち、送信の場合は、データ加工装置の出力結果を変調し送信し、受信の場合は受信データに乱数を掛けデスクランブルが行われる。
【００５３】
まず、アンテナ７０１で受信された希望局の信号は、フロントエンド７０２で中間周波数（ＩＦ）信号として取り出され、ＩＦ増幅器７０３、ＦＭ検波回路７０４で増幅検波される。通常のＦＭ放送の信号は、ＦＭ検波回路７０４から出力される。一方、検波信号は、７６ｋＨｚのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７０５にも供給され、ここでＦＭ多重データの信号が抽出される。バンドパスフィルタ７０５の出力は、Ｌ−ＭＳＫ復調部７０６で復調され、同期再生回路７０７、誤り訂正回路７０８で、再生誤り訂正され、パケットデータとしてデータ加工装置１００に供給される。ここで、上述のような必要に応じたデスクランブルが行われる。
【００５４】
データ加工装置１００の出力は、アプリケーションマイコン７０９に供給され、ここで必要な処理が行われ、表示器７１０に受信したＦＭ多重データが表示される。
【００５５】
「第１制御回路の他の構成例」
また、上述の例では、第１制御回路１０３を４つのエクスクルーシブオア回路で構成した。しかし、これに限定されることはなく、アンド、オア等のゲート回路の組み合わせ、さらにフリップフロップ回路とゲート回路を組み合わせて構成しても良い。
【００５６】
図８に第１制御回路１０３の他の構成例（例２）を示す。この例は、ＳＩのみで制御を行う出力信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を得る。すなわち、この回路は、ＳＩを初期値とするＰＮ発生回路（Ｘ４ ＋Ｘ＋１）である。
【００５７】
この第１制御回路１０３は、タイミング発生回路８０１、フリップフロップ回路８０２、８０３、８０４、８０５、及びエクスクルーシブオア回路８０６により構成されている。
【００５８】
タイミング発生回路８０１は、データ発生の初期のタイミング（第１乱数発生器１０１と同期したタイミング）を設定するプリセットクロックＰと、データクロックに同期したクロックＣＫを各フリップフロップ８０２〜８０５のプリセット端及びクロック入力端に供給する。また、ＳＩのｂ１〜ｂ４は各フリップフロップ回路８０２〜８０５の初期値入力端に供給される。また、フリップフロップ回路８０２〜８０５の出力は、それぞれＣ１〜Ｃ４になっている。
【００５９】
フリップフロップ回路８０５の出力は、フリップフロップ回路８０２のデータ入力端に入力される。フリップフロップ回路８０２の出力は、エクスクルーシブオア回路８０６に入力される。このエスクルーシブオア回路８０６には、フリップフロップ回路８０５の出力も入力されており、両信号のエクスクルーシブオアがとられ、その出力がフリップフロップ回路８０３に入力される。フリップフロップ回路８０３の出力は、フリップフロップ回路８０４に入力され、フリップフロップ回路８０４の出力はフリップフロップ回路８０５に入力される。
【００６０】
このような構成において、例えば、ＳＩ＝５（ｂ１＝１、ｂ２＝０、ｂ３＝１、ｂ４＝０）を初期値としてプリセットされた場合、出力状態（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）がクロックＣＫの入力毎に変化し第１クロックで（０、１、０、１）、第２クロックで（１、１、１、０）となり、１６クロック目で元に戻る。
【００６１】
図９は、この構成の第１制御回路１０３の状態遷移表である。
【００６２】
「その他の構成」
また、図１の例では非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１を同一の第１制御回路１０３で制御しているが、各非線形ロジック回路１０９、１１０、１１１を異なる形式の第１制御回路１０３で制御しても何等問題ない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スクランブル用の乱数信号がＦＭ多重放送のデータに含まれるサービス識別特号により制御できる。このため、送信及び受信側に負担が少なく且つ解読され難い安全性の高いスクランブルが行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のデータ加工装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１制御回路１０３及び非線形ロジック回路１０９の具体的回路例を示す図である。
【図３】データパケットの構成例を示す図である。
【図４】第１制御回路（１０３）の動作説明するための真理値表を示す図である。
【図５】第２制御回路（１０４）の具体的回路例を示す図である。
【図６】第２制御回路の動作を説明するための真理値表を示す図である。
【図７】本考案データ加工装置を用いたＦＭ多重放送受信機のブロック図である。
【図８】第１制御回路の他の構成例を示す図である。
【図９】図８の第１制御回路の状態遷移を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 第１乱数発生器、１０２ 第２乱数発生器、１０３ 第１制御回路、１０４ 第２制御回路、１０５ ゲート回路、１０６，１０７，１０８ ＰＮ発生器、１０９，１１０，１１１ 非線形ロジック回路、１１２ スイッチ回路。
Claims (4)
- ＦＭ多重放送の送受信において、データのスクランブルまたはデスクランブルを行うデータ加工装置であって、
通信データに含まれる所定のスクランブルキーデータに基づいて初期値を決定し、乱数を発生する乱数発生回路と、
発生された乱数と、送信または受信データとの論理演算を行う論理回路と、
通信データに含まれるＦＭ多重放送のサービス内容を示すサービス識別符号により、前記論理回路における論理演算を制御する制御回路と、
を有するとともに、
上記乱数発生回路は、
上記スクランブルキーデータを利用して乱数を発生する第２の乱数発生回路と、
第２の乱数発生回路から発生される第２の乱数に基づき複数ビットのＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生回路と、
このＰＮ信号発生回路からのＰＮ信号を入力とし所定の論理演算を行う非線形ロジック回路と、
を有し、
上記制御回路は、非線形ロジック回路における論理演算をサービス識別符号に基づいて変更することで、サービス識別符号の内容に応じて上記乱数発生回路の発生する乱数を変更することを特徴とするＦＭ多重放送のデータ加工装置。 - 請求項１に記載の装置において、
上記第２の乱数発生回路は、上記スクランブルキーデータと、ＦＭ多重放送のデータパケットにおけるプリフィックスに含まれるデータの所定の単位毎の番号であるデータグループ番号及びデータパケット番号に基づいて乱数を発生することを特徴とするＦＭ多重放送のデータ加工装置。 - 請求項１または２に記載の装置において、
上記制御回路は、サービス識別符号とデータバケットを特定するデータパケット番号とを入力信号とするゲート回路を有し、
このゲート回路の出力に基づいて上記非線形ロジック回路の論理演算を制御することを特徴とするＦＭ多重放送のデータ加工装置。 - 請求項３に記載の装置において、
上記ゲート回路は、サービス符号とデータパケット番号の排他的論理和をとるエクスクルーシブオア回路からなることを特徴とするＦＭ多重放送のデータ加工装置。
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