JP2000324361A - デジタルテレビ放送装置 - Google Patents

デジタルテレビ放送装置

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JP2000324361A
JP2000324361A JP11131180A JP13118099A JP2000324361A JP 2000324361 A JP2000324361 A JP 2000324361A JP 11131180 A JP11131180 A JP 11131180A JP 13118099 A JP13118099 A JP 13118099A JP 2000324361 A JP2000324361 A JP 2000324361A
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level
transmission
antenna
reception
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Nobushige Fukuoka
宣重 福岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信できるサービスエリア内の受信レベルを
一定に維持するデジタルテレビ放送装置を提供するこ
と。 【解決手段】 テレビジョン信号を変調するOFDM変
調器11と、変調された変調信号のレベルを調整するス
テップアッテネータ12と、変調信号を増幅する電力増
幅器13と、送信アンテナ15とを具備したデジタルテ
レビ放送装置において、送信アンテナ15から送信され
た送信信号の受信レベルを測定する電波強度測定器32
と、測定された受信レベルにより、ステップアッテネー
タ12で調整される変調信号のレベルを調整し、送信ア
ンテナ15から送信される送信信号の出力を一定に制御
する制御回路17とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルテレビ放
送のサービスエリア内の受信レベルを一定に維持するデ
ジタルテレビ放送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョンの地上波放送は、現在、テ
レビジョン信号をアナログ信号に変調する、いわゆるア
ナログ変調方式が採用されている。しかし、テレビジョ
ン信号をデジタル信号に変調するデジタル変調方式のテ
レビジョンの地上波放送が検討されている。
【0003】ここで、アナログ変調方式における従来の
テレビジョン放送装置について図5を参照して説明す
る。符号50Aは現用の送信機で、符号50Bは予備の
送信機である。現用の送信機50Aおよび予備の送信機
50Bは同じ構成をしている。したがって、ここでは、
現用の送信機50Aの構成および動作について説明し、
予備の送信機50Bについては、重複する説明を省略す
る。
【0004】符号51は、テレビジョン信号をアナログ
の変調信号に変調する変調器で、変調器51で変調され
た映像信号は、AGC回路52を経て映像電力増幅器5
3に入力される。そして、電力増幅器53において規定
の送信出力に電力増幅される。電力増幅された変調信号
はCINダイプレクサ54に入力される。CINダイプ
レクサ54には、音声電力増幅部55から音声信号が供
給されており、CINダイプレクサ54において映像信
号と音声信号が合成される。合成された信号は同軸切替
器56に供給される。同軸切替器56は、現用の送信機
50Aあるいは予備の送信機50Bのいずれか一方の出
力を選択し、選択した出力を送信アンテナ57に給電す
る。そして、同軸切替器56で選択された出力が送信ア
ンテナ57から送信される。
【0005】同軸切替器56は、通常、現用の送信機5
0Aの出力を選択しており、現用の送信機50Aが故障
した場合などに、予備の送信機50Bの出力を選択し、
送信アンテナ57に給電する構成になっている。
【0006】また、CINダイプレクサ54の出力側に
位置する抽出部58から出力の一部が取り出され、AG
C回路52にフイ−ドバックされ、電力増幅器53、5
5の出力が一定になるように制御している。
【0007】ところで、テレビジョン放送装置の送信ア
ンテナから送信された電波の受信点における受信電界強
度は、送信アンテナの実効輻射電力や伝搬路の条件、地
形条件、受信アンテナ特性などで決定する。これらの条
件や特性のうち、送信アンテナの実効輻射電力は、送信
機の出力電力および送信アンテナ利得、指向性から決定
される。たとえば、UHF放送では、送信アンテナとし
て双ループアンテナやダイポ−ルアンテナなどが用いら
れる。この場合、送信アンテナの実効輻射電力は、送信
アンテナの構成と設置条件で決まる。なお、送信機の出
力電力は、AGC回路の働きで一定に設定されている。
また、受信アンテナは、一般に八木アンテナが用いられ
るが、設置高や利得は一定になっている。
【0008】しかし、伝搬路の条件は、時間により、あ
るいは、受信する地域によって変動する。たとえば、大
気の条件や、雨、雪などの気象条件、電波の山越えによ
る電波の回析条件など、いろいろな伝搬条件で変動す
る。このような変動は、一般にフェージングと呼ばれて
いる。
【0009】そして、テレビジョン信号が送信されるサ
ービスエリアは、上記したフェージングを考慮し、さら
に、全体の放送時間のうち良好に受信できる時間がどの
程度かという時間率や、地域全体のうち良好に受信でき
る場所がどの程度かという場所率などが考慮され、テレ
ビジョン信号を確実に受信できる受信電界強度に設定さ
れている。また、フェージングなどで受信電界が低下し
ても、サービスエリア内では良好に受信できる受信電界
強度に設定されている。したがって、フェージングなど
の影響がなく、受信電界強度の低下がない場合には、通
常のサービスエリア外でも、テレビジョン信号を受信で
きる受信電界強度になっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来のテレビジョン放
送装置は、フェージングなどの影響がない場合には、サ
ービスエリア外でもテレビジョン信号を受信できる状態
になっている。この場合、フェージングなどの影響で受
信電界強度が低下すると、アナログ変調方式の場合は、
単に、画質が低下するだけですみ、あまり問題が生じな
い。しかし、デジタル変調方式の場合は、受信電界強度
があるレベル以下になると画質が急激に劣化する、いわ
ゆる崖効果(クリフエフェクト効果)と呼ばれる特性が
あり、テレビジョン信号を受信できなくなる現象が発生
する。
【0011】ここで、アナログ変調方式とデジタル変調
方式における受信電界強度と画質の関係について図6を
参照して説明する。図6は、横軸が受信電界強度(C/
NdB)を示し、縦軸が画質の良し、悪しを示してい
る。そして、符号Aがアナログ変調方式の特性で、符号
Dがデジタル変調方式の特性である。
【0012】図から分かるように、アナログ変調方式
(符号A)は、受信電界強度の低下によって画質が次第
に劣化し、受信電界強度と画質がほぼ比例関係にある。
なお、UHF帯のアナログ変調方式の場合、受信電界強
度が70dBμ/m以上の領域がサービスエリアと規定
されている。一方、デジタル変調方式(符号D)は、誤
り訂正などのデジタル技術により、受信電界強度が低下
しても、あるレベルまで画質はほとんど劣化しない。し
かし、あるレベル以下になると画質が急激に劣化する。
なお、デジタル変調方式の場合、受信電界強度が60d
Bμ/m以上の領域がサービスエリアとされている。
【0013】上記した特性において、フェージングなど
の影響で受信電界が低下した場合を考えると、たとえ受
信電界が低下しても、アナログ変調方式およびデジタル
変調方式のいずれも、サービスエリア内では、十分な受
信電界強度が得られるようになっている。しかし、サー
ビスエリア外では、アナログ変調方式の場合は、電界強
度が低くなっても、受信画質は悪くなるものの受信でき
る。しかし、デジタル変調方式の場合は、受信電界強度
がある値以下になると、受信できない時間や地域が発生
する。また、フェージングは周波数にも関係し、受信チ
ャンネルによって受信できたり、受信できなかったりす
る。このような場合、テレビジョン放送の一般の視聴者
は、自分の家がサービスエリア内かサービスエリア外か
が分からない。このため、受信できる時とできない時が
あると、視聴者に混乱が生じる。このような混乱は、受
信電界強度がある値以下になると、画質が急激に低下す
るデジタル変調方式の場合に大きくなる。
【0014】上記した問題をなくすためには、視聴者が
いるすべての地域で十分な電界強度が得られるように、
送信機の出力電力を大きくする方法、あるいは、送信所
や中継所の置局台数を多くする方法などがある。しか
し、これらの方法の実現には設置費用が膨大になる欠点
がある。
【0015】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、受信できるサービスエリアを正しく規定するデジタ
ルテレビ放送装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、テレビジョン
信号をデジタル信号に変調する変調器と、この変調器で
変調された変調信号のレベルを調整するレベル調整器
と、前記変調信号を増幅する増幅器と、前記変調信号を
送信する送信アンテナとを具備したデジタルテレビ放送
装置において、前記送信アンテナから送信された送信信
号の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、この
受信レベル測定手段で測定された受信レベルをもとに前
記レベル調整器を制御し、前記変調信号のレベルを調整
する制御手段とを設けたことを特徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図1を
参照して説明する。符号10Aは現用の送信機、符号1
0Bは予備の送信機である。現用の送信機10Aおよび
予備の送信機10Bは同じ構成をしている。したがっ
て、ここでは、現用の送信機10Aの構成および動作に
ついて説明し、予備の送信機10Bについては、重複す
る説明は一部省略する。
【0018】符号11は直交周波数分割多重変調器(以
下OFDM変調器という)で、OFDM変調器11にお
いてデジタル変調されたテレビジョン信号が生成され
る。OFDM変調器11で生成された変調信号は、ステ
ップアッテネータ12などのレベル調整手段で信号レベ
ルが調整され、その後、電力増幅器13で規定の送信電
力に増幅される。そして、同軸切替器14に送られる。
【0019】同軸切替器14は、現用の送信機10Aあ
るいは予備の送信機10Bのいずれか一方の出力を選択
し、選択した出力を送信アンテナ15に給電する。そし
て、同軸切替器14で選択された出力が送信アンテナ1
5から送信される。同軸切替器14は、たとえば通常の
状態では、現用の送信機10Aの出力を選択し、現用の
送信機10Aが故障した場合などに、予備の送信機10
Bの出力を選択し、送信アンテナ15に給電する構成に
なっている。
【0020】そして、ステップアッテネータ12におけ
る信号レベルの調整を制御するためのメモリー回路16
および制御回路17が設けられている。たとえば、フェ
一ジングによる受信電界強度のレベルは、伝搬路や受信
時間によって変動する。このような受信電界強度のレベ
ル変動は、サービスエリアによってほぼ決まってくる。
そこで、サービスエリア内で、受信電界強度の時間的な
レベル変動を実測し、そのレベル変動の時間的変化を示
す変動パターンのデータをメモリー回路16に記憶させ
ている。そして、制御回路17が、変動パターンのデー
タを読み出し、同時に、読み出した変動パターンのデー
タを利用してステップアッテネータ12を制御し、信号
レベルを調整する。この制御で、送信アンテナ15から
送信される出力を一定にし、サービスエリアにおける受
信電界強度のレベル変動を補償している。
【0021】このとき、電力増幅器13に入力する信号
のレベルは制御回路17で制御される。また、電力増幅
器13は利得が一定の直線増幅器で、入力レベルと出力
レベルは直線的に変化する特性になっている。したがっ
て、現用の送信機10A、あるいは、予備の送信機10
Bの送信出力は制御回路17の制御で決定される。
【0022】なお、フェージングによる受信電界強度の
レベル変動は数時間単位で、また、レベルの変動も3〜
5dB程度であるため、制御回路には早い応答が要求さ
れない。したがって、このような特性の制御回路は容易
に実現できる。
【0023】ここで、送信出力の制御量の決定方法につ
いて説明する。デジタル変調方式の場合、サービスエリ
アにおける受信レベルは、たとえば60dBμ/mに設
定されている。この場合、崖効果などを考慮し、時間率
の補正として4dB、また、場所率の補正として8dB
程度の受信マージンが回線設計上に盛り込まれている。
したがって、フェージングによる受信電界強度の低下が
ない場合は、−12dBのレベルで受信できるようにな
っている。このため、規定の送信レベルで送信すると、
サービスエリア外の受信者も受信できることになる。
【0024】そこで、本発明では、通常の送信出力を例
えば−12dBで送信し、サービスエリア外の受信者に
は受信できないレベルに設定している。そして、フェー
ジングによって受信レベルが低下した場合に、その分だ
け、ステップアッテネータによる減衰を少なくし、送信
出力を上げている。この構成によれば、サービスエリア
内では必要な受信レベルが確保される。一方、サービス
エリア外では、受信できないレベルになる。
【0025】上記した構成により、サービスエリア外で
は、受信できたり、受信できなくなったりすることがな
くなり、視聴者の混乱が防止される。
【0026】次に、本発明の他の実施形態について図2
を参照して説明する。図2では、図1に対応する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明は一部省略する。
【0027】符号20は、デジタル変調方式のテレビジ
ョン信号を送信する親局送信所で、親局送信所20は、
OFDM変調器11およびステップアッテネータ12、
電力増幅器13などから構成されている。親局送信所2
0の送信波は、受信所30Aおよび受信所30Bで受信
される。受信所30A、30Bは構成および動作が同じ
になっている。このため、受信所30Aについて説明
し、受信所30Bの説明は省略する。
【0028】受信所30では、親局送信所20から送信
された送信波が受信アンテナ31で受信される。受信さ
れた送信波は電界強度測定器32へ送られ、送信波の受
信電界強度が測定される。この受信電界強度は親局送信
所20から信号が送信されている間、常時、測定され
る。そして、測定された測定データは、データ処理装置
33によってアナログデータに変換される。その後、モ
デム34を介し、さらに、一般の加入回線などの伝送回
線35を経て親局送信所20に伝送される。なお、デー
タ処理装置33およびモデム34は、パソコンなどで構
成される。
【0029】受信所30Aから送られたアナログの測定
データは、親局送信所20のモデム21で受信され、デ
ータ処理装置22に送られ、データ処理装置22におい
て受信データが復元される。そして、受信所30Aにお
ける受信電界強度の変動データが作成される。このデー
タは、制御回路17で読み出され、制御回路17は読み
出したデータをもとに、ステップアッテネータ12を制
御し、信号レベルを調整している。この制御で、送信ア
ンテナ15から送信される出力を一定にし、サービスエ
リアにおける受信電界強度のレベル変動を補償する。
【0030】上記の実施形態では、親局送信所20から
送信された送信波を実際に受信し、サービスエリア内に
おける受信電界強度のレベル変動を検出し、送信波の出
力制御を行っている。したがって、サービスエリア内に
おいて、常時、ほぼ一定の受信レベルが確保される。ま
た、サービスエリア外では、テレビジョン信号を受信で
きない受信レベルになっている。したがって、サービス
エリア外において、受信できたり、受信できなかったり
することがなくなり、視聴者の混乱を防止できる。
【0031】次に、上記の実施形態における受信所30
A、30Bの配置例について図3を参照して説明する。
図3では、図2に対応する部分には同一の符号を付し、
重複する説明は一部省略する。
【0032】符号20は親局送信所で、親局送信所20
による規定のサービスエリアが符号aで示されている。
また、サービスエリアa内で、受信世帯が多い主たるエ
リアを符号a1、a2で示している。そして、サービス
エリアa内において、親局送信所20から見て、主たる
エリアa1を越えた場所に一方の受信所30Aが設置さ
れている。受信所30Aでは、主たるエリアa1全体の
受信レベルを監視している。また、サービスエリアa内
において、親局送信所20から見て、主たるエリアa2
を越えた場所に、もう一方の受信所30Bが設置されて
いる。受信所30Bは、主たるエリアa2全体の受信レ
ベルを監視している。
【0033】この場合、受信所30Aおよび受信所30
Bは、親局送信所20から見た方向が相違し、伝搬経路
などにも相違がある。このため、たとえば、受信所30
Aで測定される受信レベルに変動がなく、受信所30B
で測定される受信レベルに変動がある場合がある。この
ような場合、受信レベルの変動を検出した受信所30B
の受信レベルをもとに、親局送信所20の出力を制御す
るようにしている。
【0034】次に、本発明の他の実施形態について図4
を参照して説明する。図4では、図2および図3に対応
する部分には同一の符号を付し、重複する説明は一部省
略する。符号20は親局送信所で、親局送信所20は、
OFDM変調器11およびステップアッテネータ12、
電力増幅器13、制御回路17、モデム21、データ処
理装置22などから構成されている。
【0035】また、符号40は中継送信所で、中継送信
所40は、親局送信所20の信号を受信する受信アンテ
ナ41などから構成されている。受信アンテナ41で受
信した親局送信所20の送信信号は受信部42で中間周
波数に変換される。その後、中間増幅部43で増幅さ
れ、送信部44で送信周波数に変換され、さらに、電力
増幅部45で増幅される。そして、送信アンテナ46か
ら再送信する構成になっている。なお、デジタル変調方
式の場合、通常、親局送信所20から送信される信号の
周波数と、中継送信所40から送信される信号の周波数
が同じSFN網(Single Frequency Network)を構成し
ている。
【0036】SFN網の場合、親局送信所20のサービ
スエリアaと、中継送信所40のサービスエリアbが交
わる地域cがある。この地域cでは、親局送信所20の
信号を受信している世帯もあり、また、中継送信所40
の信号を受信している世帯もある。この場合、受信所3
0を地域c内に設置している。そして、親局送信所20
の信号を受信する親局受信アンテナ31aと、中継送信
所40の信号を受信する中継局受信アンテナ31bとの
指向性を持つ2本の受信アンテナを受信所30に設けて
いる。
【0037】2本の受信アンテナ31a、31bは、切
替器47によって、たとえば所定の時間間隔で切り替え
られ、受信アンテナ31aおよび受信アンテナ31bで
受信された信号が交互に電界強度測定器32に送られ、
電界強度が測定される。なお、切替器47は、データ処
理装置33の制御で切替えられる。そして、電界強度測
定器32で測定された測定データは、データ処理装置3
3によってアナログデータに変換され、モデム34を介
し、伝送回線35を経て親局送信所20、および、中継
送信所40に伝送される。
【0038】親局送信所20では図2の実施形態と同様
の方法で制御される。また、中継局40では、受信所3
0から伝送回線35を経て送られてくるアナログの測定
データをモデム48で受信し、さらにデータ処理装置4
9に送り、受信データを復元する。そして、受信所30
における受信電界強度の変動データが作成される。この
データは、制御回路50で読み出され、制御回路50は
読み出したデータをもとに、たとえば、中間増幅部43
内に設けられたAGC機能を制御し、中継局40の送信
アンテナ46から再送信される送信電力が一定になるよ
うに制御している。
【0039】この場合も、サービスエリア内において、
常時、ほぼ一定の受信レベルが確保できる。また、サー
ビスエリア外では受信レベルが確保されない。したがっ
て、サービスエリア外において、受信できたり、受信で
きなかったりすることがなくなり、視聴者の混乱を防止
できる。
【0040】上記した構成によれば、親局送信所20と
中継送信所40の共通の地域c内に受信所30が設置さ
れている。したがって、受信所30で、親局送信所20
と中継送信所40の信号の受信レベルを測定できる。こ
の場合、親局送信所20と中継送信所40のそれぞれに
受信所30を設ける必要がなくなり、その分、構成が簡
略化する。
【0041】また、上記した構成によれば、サービスエ
リア内だけで受信できるように送信電力を制御し、デジ
タル放送の崖効果による受信障害を最小にできる。した
がって、送信所や中継所の置局数を最適に配置でき、設
置費用を大幅に低減できる。
【0042】
【発明の効果】本発明によれば、サービスエリアを正し
く規定するデジタルテレビ放送装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための回路構成図
である。
【図2】本発明の他の実施形態を説明するための回路構
成図である。
【図3】本発明における受信所の配置例を説明するため
配置図である。
【図4】本発明の他の実施形態を説明するための回路構
成図である。
【図5】従来例を説明するための回路構成図である。
【図6】受信電界強度と画質の関係を説明するための特
性図である。
【符号の説明】
10A…現用の送信機 10B…予備の送信機 11…OFDM変調器 12…ステップアッテネータ 13…電力増幅器 14…同軸切替器 15…送信アンテナ 16…メモリー 17…制御回路 20…親局送信所 21…モデム 22…データ処理装置 30A…受信所 30B…受信所 31…受信アンテナ 32…電波強度測定器 33…データ処理装置 34…モデム 35…伝送回線

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレビジョン信号をデジタル信号に変調
    する変調器と、この変調器で変調された変調信号のレベ
    ルを調整するレベル調整器と、前記変調信号を増幅する
    増幅器と、前記変調信号を送信する送信アンテナとを具
    備したデジタルテレビ放送装置において、前記送信アン
    テナから送信された送信信号の受信レベルを測定する受
    信レベル測定手段と、この受信レベル測定手段で測定さ
    れた受信レベルをもとに前記レベル調整器を制御し、前
    記変調信号のレベルを調整する制御手段とを設けたこと
    を特徴とするデジタルテレビ放送装置。
  2. 【請求項2】 制御手段が、レベル調整器の制御によ
    り、送信アンテナから送信される送信信号の出力を一定
    に制御することを特徴とする請求項1記載のデジタルテ
    レビ放送装置。
  3. 【請求項3】 テレビジョン信号をデジタル信号に変調
    する変調器と、この変調器で変調された変調信号のレベ
    ルを調整するレベル調整器と、前記変調信号を増幅する
    増幅器と、前記変調信号を送信する送信アンテナとを具
    備したデジタルテレビ放送装置において、前記送信アン
    テナから送信された送信信号の受信レベルのデータを記
    憶するメモリー手段と、このメモリー手段に記憶された
    前記データを読み出し、読み出した前記データをもとに
    前記レベル調整器を制御し、前記変調信号のレベルを調
    整する制御手段とを設けたことを特徴とするデジタルテ
    レビ放送装置。
  4. 【請求項4】 制御手段が、レベル調整器の制御によ
    り、送信アンテナから送信される送信信号の出力を一定
    に制御することを特徴とする請求項3記載のデジタルテ
    レビ放送装置。
  5. 【請求項5】 受信レベル測定手段が複数箇所に設けら
    れた請求項1記載のデジタルテレビ放送装置。
  6. 【請求項6】 受信レベル測定手段が、送信アンテナか
    ら送信された変調信号の受信レベルが崖効果を発生しな
    い場所に設けられた請求項1記載のデジタルテレビ放送
    装置。
  7. 【請求項7】 テレビジョン信号をデジタル信号に変調
    する変調器、この変調器で変調された変調信号のレベル
    を調整するレベル調整器、前記変調信号を増幅する増幅
    器、前記変調信号を送信する送信アンテナを有する親局
    と、この親局から送信された送信信号を受信する受信ア
    ンテナ、この受信アンテナで受信した前記送信信号を中
    間周波数信号に変換する受信部、この受信部で変換され
    た前記中間周波数信号の信号レベルを調整する中間周波
    部、この中間周波部で信号レベルが調整された信号を送
    信周波数に変換する送信部、この送信部で送信周波数に
    変換された信号を送信する送信アンテナを有する中継局
    とを具備したデジタルテレビ放送装置において、前記親
    局の送信アンテナから送信された送信信号が到達し、か
    つ、前記中継局の送信アンテナから送信された送信信号
    が到達する場所に設置され、前記親局の送信信号および
    前記中継局の送信信号それぞれの受信レベルを測定する
    受信レベル測定手段と、この受信レベル測定手段で測定
    された前記親局の送信信号の受信レベルをもとに前記親
    局のレベル調整器を制御して前記変調信号のレベルを調
    整し、かつ、前記中継局の送信信号の受信レベルをもと
    に前記中継局の前記中間周波部を制御して前記中間周波
    数信号のレベルを調整する制御手段とを設けたことを特
    徴とするデジタルテレビ放送装置。
  8. 【請求項8】 親局の送信アンテナから送信された送信
    信号を受信する親局用受信アンテナおよび中継局の送信
    アンテナから送信された送信信号を受信する中継局用受
    信アンテナのいずれか一方が切替器を介して受信レベル
    測定手段に接続された請求項7記載のデジタルテレビ放
    送装置。
JP11131180A 1999-05-12 1999-05-12 デジタルテレビ放送装置 Pending JP2000324361A (ja)

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