專利名稱：文字廣播信號的傳輸方式和接收裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于文字廣播信號的傳輸方式及其接收裝置，特別是關于PAL制式文字廣播具有很強糾錯能力的傳輸方式及其接收裝置。
所謂文字廣播，是在電視電波中傳送多路信號，播送有關電視節(jié)目的文字和簡單圖形等信息并顯示在陰極射線管屏幕上。
以往的PAL制式文字廣播，采用在CCIR中被稱為系統(tǒng)B的英國制式。這種制式不怎么重視糾錯，因此，對于接收條件非?？量痰牡胤降慕邮障到y(tǒng)或者對如中國那樣使用表意文字國家的接收系統(tǒng)，都是不適合的。
而日本制式，從系統(tǒng)開發(fā)時起，就把糾錯作為最重要的內容進行了開發(fā)，由于采用了(272，190)符號，完成了有很強糾錯能力的系統(tǒng)。
在這種日本制式中，各字組間保持時鐘脈沖信號的連續(xù)性和成幀代碼相位的連續(xù)性，因此，在通常情況下，成幀代碼的接收很弱，則其后(272，190)符號的糾錯能力不可能充分發(fā)揮，然而由于前方保護和后方保護，檢出了成幀代碼的時標，就可以發(fā)揮出(272，190)符號的糾錯能力。
由于脈沖噪聲和隨機噪聲，在成幀代碼上也要產生檢出錯誤，但只要不連續(xù)產生檢出誤差，也可以確保成幀時標。
在英國等外國的系統(tǒng)中，由于僅在一個字組內進行信號處理，因而時鐘脈沖頻率與彩色付載波頻率間沒有簡單的頻率關系，在成幀代碼內產生錯誤而不能提取成幀時標的情況下，將失去該字組內全部信號。而且，就糾錯符號來說，對重要符號或節(jié)目選擇符號，采用了能夠糾正8比特中1比特錯誤的(8，4)擴大符號;而對其他符號，僅使用了檢出8比特中1比特錯誤的錯誤檢出符號。
因此，在接收條件非?？量痰牡胤?，存在出現(xiàn)錯誤的文字及重要信息不被傳送的問題。
下面詳述上述的PAL制式文字廣播的缺點。
在PAL制式的電視信號中進行多路文字廣播，有英國開發(fā)的叫做“Ceefax”的文字廣播。如第6圖所示，這種方式以6.9375Mbps的比特率，把文字廣播信號作為1字組360比特，進行多路傳輸，最前面的16比特是作為位同步的時鐘脈沖系列信號，接下去的8比特是識別信號斷開處的規(guī)定圖案的成幀信號，而336比特是信息部分。因此在1行期間正好是444比特。
在英國制式中，時鐘脈沖頻率與彩色付載波之間沒有直接的頻率關系。雖然時鐘脈沖頻率與水平同步信號頻率之間有一定的頻率關系，但因為①APC電路的增益未利用，②垂直同步后的水平同步時標容易產生微妙的相位跳動，所以從水平同步信號再生時鐘脈沖信號就很困難。
根據(jù)以上的理由，在Ceefax中，不考慮與電視信號的頻率關系，采用在一個字組內進行信號處理的接收方式。因此，作為發(fā)送信號，在各行沒有必要使字組信號最開頭的比特相位一致，以各種不同相位進行多路傳輸，也沒有問題。
即在接收端、用字組信號最開頭的16比特作為時鐘脈沖同步，提取出成幀圖案。當成幀圖案有一比特的錯誤時，時標的提取還是可能的，但有2比特的錯誤時，時標的提取就不可能，該字組的信號將全部不能使用。
上述Ceefax與依據(jù)前方保護和后方保護進行成幀代碼接收的日本制式相比較，成幀代碼的接收弱是其很大的缺點。在成幀代碼接收能力低的情況下，其后的信號的糾錯能力當然不會很強。
如上所述，Ceefax對糾錯不怎么考慮，而對成幀代碼以后的文字符號，僅在7比特符號中附加1比特的奇偶位，也不具有錯誤檢出功能。
如上所述，PAL制式電視多路文字廣播(Ceefax)對比特糾錯能力是很弱的，對日文或中文等1文字有很多信息量的表意文字傳輸系統(tǒng)，對重要信息的傳輸系統(tǒng)，以及大量信息的傳輸系統(tǒng)(例如傳輸計算機程序的電傳軟件)等都是不適宜的。
本發(fā)明的目的是提供一種提高PAL制式文字廣播糾錯能力的傳輸方式及其接收裝置。
為了達到以上目的，本發(fā)明傳輸方式的特征是從PAL制電視信號中提取彩色付載波信號，產生與該信號成簡單整數(shù)比的文字信號用的時鐘脈沖信號，然后從特定的垂直消隱期間，順序傳輸以下296比特信號作為時鐘脈沖同步的16比特時鐘脈沖系列，作為成幀時標的8比特成幀代碼，190比特的信息，從該信息計算出的82比特奇偶信號。
本接收裝置具有從彩色色同步信號再生出與文字信號具有同一頻率的信號，以及再生與多路時鐘脈沖系列同相位的信號的再生裝置;檢出成幀代碼，并利用每隔一定時標的多路成幀代碼進行前方和后方保護處理的保護裝置，在接收發(fā)生失誤時，也可確實接收到成幀代碼。
如上所述，本發(fā)明采用了與PAL制式電視信號的彩色付載波具有同一頻率關系的時鐘脈沖信號，而且保持了時鐘脈沖信號的連續(xù)性，在PAL信號的1行中，時鐘脈沖頻率為與日本文字廣播采用相同的(272，190)符號，這樣也就具有與日本文字廣播相同的強有力的糾錯能力。
附圖
的簡要說明第1圖是產生本發(fā)明的電視信號的電路方框圖。
第2圖表示362比特間隔的多路字組。
第3圖表示361比特間隔的多路字組。
第4圖表示PAL制式電視信號的垂直消隱。
第5圖表示各字組信號的相對位置。
第6圖是稱為“Ceefax”的文字廣播信號。
第7圖是本發(fā)明文字信號接收裝置的實施例方框圖。
第8圖是成幀代碼發(fā)生電路方框圖。
下面以實施例詳細說明本發(fā)明。
首先，說明傳輸方式的原理。
在PAL制式電視信號中，彩色付載波信號的頻率fsc定為fsc＝4433618.75Hz用fcl表示文字廣播信號的時鐘脈沖頻率，希望fcl＝ (m)/(n) ·fscm及n為簡單的整數(shù)。在PAL制式中，1幀的周期T是T＝ 1/25 ＝40×10-3(秒)保持時鐘脈沖信號連續(xù)性的條件是
Tcl×N＝M×40×10-3N表示在上述周期里的時鐘脈沖數(shù)，M表示以1幀為單位時的幀數(shù)。因此，N = (M)/(T c l) × 40×10-3= (n . f s c . M . 40×10-3)/(m)= (n)/(m) ×M×177344.75N必須是滿足上式的整數(shù)。
M＝1時，即1幀內時鐘脈沖信號是連續(xù)的，m/n＝12/11，16/11，20/11等，這時的比特率分別是4.836675MHz，6.44890MHz，8.061125MHz，在PAL信號的多路可能的54微秒期間，使272+8+16＝296比特多路化是不可能的。
M＝2時，即2幀內使時鐘脈沖信號是連續(xù)的，m/n＝12/11，14/11，16/11等。這里，除m/n＝14/11以外，與上述1幀內保持連續(xù)的情況相同。在m/n＝14/11情況下，其比特率為5.6427875MHz，大約與日本文字廣播的比特率5.727MHz相等。在約54微秒期間，實現(xiàn)多路的比特數(shù)是304.7比特，必要的296比特是實現(xiàn)充分多路的比特率。
PAL信號的1行正好是64微秒。因此，在1行中實現(xiàn)多路的比特數(shù)為64×5.6427875＝361.1384比特約等于日本的364比特。用這個比特率，在1行中每296比特，實現(xiàn)連續(xù)相位的時鐘脈沖多路化;8行過后，最前面比特的相位約偏移1比特。1幀后的比特數(shù)為225711.5比特，2幀以后，比第1幀偏移0.5比特相位。第3幀以后，為同相位。
如上所述，在PAL制式的電視信號中，實現(xiàn)文字信號的多路化，可以得到與日本制式相同的很強的糾錯能力，把彩色付載波的14/11的頻率作為比特率是個好方法。
在PAL制式中，在8行-25行以及與其相應的場垂直消隱期間，可實現(xiàn)文字廣播的多路化。然而，當從8行依次進行272比特的字組信號多路化時，由于把字組周期定為272比特，則各個行的多路位置都順次有些偏移(參照第2圖)。其偏移量為0.8616比特。因此，到25行的偏移量是0.8616×17＝14.6472比特相對應的時間量是14.6472×1/5.6427875＝2.595738365(微秒)因而，僅在最初第8行的多路化字組信號的最后部分，具有時間上的富裕量;如果各行的多路化字組信號，都是每362比特進行多路化，則在接收端也是容易處理的。
這時，從第8行多路化最前面的比特到第25行多路化最后的比特為止，從同行來看，其全長為(296+14.6472)/5.6427875＝55.05208197(微秒)因為PAL制式電視信號的彩色色同步信號是10微秒，而1行是64微秒，則多路化時間最多也不過54微秒?？梢姡鲜銎屏恳呀?jīng)超過了54微秒，按現(xiàn)在的情況是不能實現(xiàn)多路化的。
當以361比特為周期，對字組信號進行多路化時(參照第3圖)則各行只前進了0.1384比特的相位。這時，從第8行到第25行的18行來看(296+17×0.1384)/5.6427875＝52.87330065(微秒)在54微秒以內。然而，由于彩色色同步信號為10微秒，則多路化的時間富裕量是54-52.8978275＝1.1021725(微秒)這不是不可能的，只是富裕量少了。
原來1字組長296比特，是296×1/5.6427875＝52.45634361(微秒)上述第3圖的情況是52.87330065-52.45634361＝0.41695704(微秒)僅短了一點點。
與第6圖所示的“Ceefax”比較52.87330065-51.89189189＝0.98140876(微秒)比其延長了不足1微秒。與Ceefax的字組長大致相同。
各字組的開頭都可以改變。例如第8行后的第9行，其時鐘脈沖系列可從361比特開始，第10行可以從362比特開始。
這樣，各行的時鐘脈沖系列在361比特開始的情況，以及各行的時鐘脈沖系列在362比特開始的情況下，對最初多路的時鐘脈沖系列有相位偏移，因為對362比特的情況有6-7倍的偏移，則可以把在361比特開始的時鐘脈沖系列的行，在6-7行以后，把1個字組混入362比特后開始的時鐘脈沖系列的字組。
上述說明是以垂直回歸期間可能多路化的全部行為對象的，所以在限制多路行的情況下，361比特或362比特的多路化當然是可以的。
然而，上述情況下，彩色付載波也是沒有富裕的，可以縮短372比特的信息單元，例如可以使單元長為272-8＝264(比特)272-16＝256(比特)(272，190)符號的信息比特是190比特，由于沒有字節(jié)單位，如果取為272-6＝266(比特)272-14＝258(比特)則信息比特分別為184比特＝23字節(jié)，176比特＝22字節(jié)，是容易使用的。這種情況下，可按上述361比特或362比特的間隔，在各行中配置來自時鐘脈沖系列的信號。
上面說明了在1幀開始時刻的垂直消隱的多路方法，但必須考慮下一場的垂直消隱問題。下一場開始的行的號碼是第313行，則可能的多路行是從第321行開始的17行。其關系如第4圖所示。
但是，在361比特或362比特時，若下一個字組是連續(xù)的，則321行將產生大幅度的偏移，這是不合適的。因此，規(guī)定從第8行開始的某一定長度的時鐘脈沖后，進行多路化。下一場從第633行開始實現(xiàn)多路，這時也是在另一個一定長度的時鐘脈沖后進行。這種情況下，相對于開始的場，時鐘脈沖信號的相位僅偏移0.5比特。這是因為這里確定的14/11×fsc是2幀為1周期。
第4圖以第8行為基準，下一場的321行的比特時鐘脈沖偏移為313×64×5.6427875＝113036.3192(比特)下一場312行后為312×64/5.6427875＝112675.1808(比特)因此，1幀后同一時標點的偏移是113036.3192+112675.1808＝225711.5(比特)以時間表示，1比特單位以下的偏移分別為0.05656778675微秒，0.03204090177微秒，0.08860868852微秒。
因此，如果第313行的多路字組信號的時鐘脈沖系列相位定為第113036時鐘脈沖，再把312行后的相位(即1幀后)在112674.5比特(即1幀)之后，使比特時鐘脈沖的相位挪動半比特，那么1幀周期內相位就變得連續(xù)了。
第5圖表示各字組信號的相對位置。
第1圖表示產生本發(fā)明電視信號的電路。圖中101是彩色付載波(4.43361875MHz)信號，102是為使每幀的時鐘脈沖相位偏移半比特的幀脈沖，103是計算行數(shù)的水平同步信號，104是從計算機輸出的文字數(shù)據(jù)，105是通常PAL制式的電視信號，106是指定多路行的行號碼的指定信號，107是分頻電路，108是相位差檢出電路，109是分頻電路，110是壓控振蕩器(VCO)，111是調整時鐘脈沖相位的相位調整電路，112是使每幀中時鐘脈沖相位偏移半比特的相位轉換電路，113是用時標從存儲器114讀出數(shù)據(jù)的DMA控制器，114是暫時存儲輸出數(shù)據(jù)的存儲器，115是控制存儲器114的地址及控制信號，116是多路字組數(shù)據(jù)，117表示在電視信號的指定行進行多路化的多路化裝置。
以下說明信號發(fā)生器的工作狀況。
由PAL制式電視信號的彩色付載波分頻器107和由VCO110組成的PLL電路，得到5.6427875MHz信號。這個信號通過相位調整器111調整為數(shù)據(jù)輸出信號的相位。接著，該信號通過幀脈沖，在每幀上偏移半比特，每幀字組信號相對于水平同步時標來說以相同的時標輸出。
把這個輸出作為時鐘脈沖信號，通過幀時標及行同步，控制DMA控制器113，用上述時標輸出數(shù)據(jù)那樣，把來自DMA控制器113的地址信號及控制信號輸出來。
根據(jù)來自DMA控制器113的信號，輸出已經(jīng)存儲在存儲器114中的數(shù)據(jù)，通過多路化裝置117，把指定的行的電視信號多路化。另一方面，因為時鐘脈沖系列、成幀代碼也是規(guī)定了的信號而不是從存儲器114輸出的，所以可以從ROM等固定存儲器輸出。
第1圖表示的是基本構成，存儲器輸出數(shù)據(jù)116到多路化裝置117的輸入，由于余弦下降濾波器等(圖中未示出)的作用，頻帶受到了限制。
下面說明接收裝置。
第7圖是本發(fā)明的文字廣播信號接收裝置的一個實施例。圖中201是在PAL制式電視信號上按前述本發(fā)明的方法對文字信號進行多路化處理的信號，比特率是(14/11)×fsc。這里fsc是PAL制式電視信號的彩色付載波頻率fsc＝4.43361875MHz然而，文字信號的比特率是5.6427875 MbPS。
202是彩色付載波再生電路，來自各行的多路彩色色同步信號，由APC電路，作為連續(xù)信號輸出再生的彩色付載波4.43361875MHz信號。
203是彩色付載波頻率，按1/11分頻的分頻電路。因此，分頻電路203輸出信號的頻率為0.40305625MHz。
204是產生VCO205輸入信號的相位比較電路。VCO205的輸出頻率是5.6427875MHz，由分頻電路206按1/14分頻。因此，分頻電路206輸出信號的頻率，與分頻電路203輸出信號頻率同為0.40305625MHz。
VCO205的輸出信號輸入到相位選擇電路207，準備各種相位的信號，例如，相位可以各偏移10ns。
208是時鐘脈沖系列的提取電路。時鐘脈沖系列信號209的頻率與VCO205的輸出信號頻率相同，從相位選擇電路的各種相位信號中，選擇最接近時鐘脈沖系列信號209相位的信號，作為信號210輸出。即，信號210和時鐘脈沖系列信號209是大致相位同步的信號。
211是垂直同步信號檢出電路，特別是只檢出第1場的電路。通過行計數(shù)器213，從成幀代碼發(fā)生電路214輸出第2場的多路時標信號。
212是水平同步時標信號發(fā)生電路，產生計數(shù)行脈沖的信號。
215是檢出輸入信號成幀代碼的電路，產生成幀代碼發(fā)生電路214的輸入信號。該成幀代碼發(fā)生電路214依據(jù)指定行計數(shù)器213輸出信號217的行的信號，以及時鐘脈沖信號210、多路行有無的識別信號209、成幀代碼檢出信號215等，接收成幀代碼的前方、后方保護。根據(jù)該成幀代碼發(fā)生電路輸出216的時標，通過數(shù)據(jù)采樣電路218，僅正確地采取字組信號(字組信號檢出電路217的輸出)的數(shù)據(jù)部分(成幀代碼以后的數(shù)據(jù)組)。
按照第7圖，相位選擇電路207，應在第1場中自動反轉180°相位，然而，也可以通過垂直同步信號檢出電路211的輸出，強制轉換180°相位。
第8圖是第7圖的成幀代碼發(fā)生電路214的詳細電路圖。301是PAL制式電視信號，302是第1圖產生的信號210(在第1場中反轉180°相位的時鐘脈沖信號)，303表示多路的8-25行及312-329行期間的門信號，304是8行的門信號，305是成幀代碼檢出電路，306是361比特計數(shù)器，307是AND電路，308是113036比特計數(shù)器，309是AND電路，310是重合檢出電路，311是不重合脈沖，312是重合脈沖，313是不重合計數(shù)器，314是重合計數(shù)器，315是不重合計數(shù)器輸出信號，316是重合計數(shù)器輸出信號，317是AND電路，318是AND電路，319是來自內部計數(shù)器的成幀時標信號，320是113036計數(shù)器輸出信號，321是成幀時標輸出信號。
下面按順序說明第8圖所示電路的動作。
在初始狀態(tài)，由成幀代碼檢出電路305檢出的時標信號，通過門電路309，復位361比特計數(shù)器306，此后，由361比特計數(shù)器306計數(shù)時鐘脈沖信號302，產生內部成幀代碼信號319。計數(shù)器306僅在多路信號的8-25行及312-329行期間動作。
內部計數(shù)器輸出信號319與成幀代碼檢出電路305的輸出，經(jīng)常進行比較。這里，表示文字信號303是否多路化的信號，可由時鐘脈沖系列中檢出。
由重合檢出電路310比較的輸出信號，作為不重合信號311和重合信號312。當重合計數(shù)器314計數(shù)完了時，不重合信號311一到來，由信號317使重合計數(shù)器314復位。即，重合計數(shù)器314計算連續(xù)重合數(shù)，經(jīng)過3個連續(xù)之后，成幀代碼就可以用同一相位接收時，將輸出計數(shù)完了信號316輸出。不重合計數(shù)器313計算連續(xù)不重合數(shù)，當信號315輸出時，使重合計數(shù)器314歸零。
依據(jù)門信號304的第1場最前面多路行成幀代碼的時標，第2場的最前面復位，計數(shù)113036比特，通過計數(shù)器的輸出，再次使361比特計數(shù)器306復位，產生內部成幀代碼。
第8圖所示門信號303，304的第8行或者第312行可以認為是多路信號某場最前面的行。
按照第8圖的電路，確實接收到了在PAL制式電視信號上的多路296比特文字信號的成幀代碼。
上述第8行等的行號碼是按照第4圖的計數(shù)方法給出的。
第7圖所示文字信號列由(272，190)符號譯碼，取出無錯的190比特的信息。CPU解釋190比特的信息，在CRT上表示文字、圖形。
由以上說明可知，本發(fā)明確實可以在PAL制式電視信號上根據(jù)多路文字信號的時鐘脈沖頻率與彩色付載波頻率的關系，在接收機上實現(xiàn)時鐘脈沖信號和成幀時標的再生。
例如，上述時鐘脈沖信號頻率取為(14/11)fsc，每隔1個電視信號的成幀時標(40ms)，使時鐘脈沖相位反轉，偏移半比特，使字組信號最前面的時標每隔40ms是一致的，因此，接收機更容易進行信號的處理。
這樣，可以和日本文字廣播信號一樣，實現(xiàn)1字組296比特的多路化，能夠適用具有很強糾錯能力的(272，190)符號。僅僅是接收機的信號取出方式不同，此外，可以使用為日本的文字廣播而開發(fā)的集成電路。另外，也可以采用符號化方法。
權利要求
1.本文字廣播信號傳送方式的特征是從PAL制式電視信號中取出彩色付載波信號；產生與該信號成簡單整數(shù)比的文字信號用的時鐘脈沖信號；從特定的垂直消隱期間，順序傳輸以下296比特的信號用作時鐘脈沖同步的16比特時鐘脈沖系列，用作成幀時標的8比特成幀代碼，190比特的信息，從該190比特信息計算出的82比特奇偶信號。
2.權利要求1中的整數(shù)比為14/11。
3.對權利要求1傳輸?shù)奈淖謴V播信號進行譯碼處理的接收裝置的特征是具有從彩色付載波信號中再生與上述文字廣播用時鐘脈沖系列同頻率同相位信號的再生裝置。
4.權利要求3的文字廣播信號接收裝置的特征是具有檢出成幀代碼，利用每隔一定時標的多路成幀代碼進行前方及后方保護處理的保護裝置，對于接收錯誤也可以確實接收到成幀代碼。
全文摘要
本發(fā)明是PAL制式文字廣播的傳輸方式及其接收裝置。傳輸方式是產生與PAL制式電視信號彩色副載波有簡單頻率關系的文字信號用時鐘脈沖信號，把1字組信號的時鐘脈沖長定為272比特，可以適用與日本制式相同的糾錯符號(272，190)。接收裝置是從PAL制式電視信號中取出彩色副載波信號，由APC電路從這個信號產生與文字廣播用時鐘脈沖系列信號同頻率同相位的信號，把它作為時鐘脈沖信號，計數(shù)電視信號第1場的掃描線號碼，與此同時，在多路文字信號的情況下，檢出成幀代碼，由前方、后方保護再生成幀代碼時標的裝置。
文檔編號H04N7/035GK1043053SQ89109259
公開日1990年6月13日 申請日期1989年11月13日 優(yōu)先權日1988年11月14日
發(fā)明者山田宰, 黑田徹, 柳町昭夫 申請人:日本放送協(xié)會