JP2003110432A - デジタル放送信号送信装置及びデジタル放送信号送信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力増幅器が故障した場合でも最適なサービス
エリアを確保する。 【解決手段】電力増幅器２１〜２ｎの故障時に、合成器
３０の出力の低下分をアップコンバータ１０のＡＧＣ機
能により補償するとともに、電力増幅器２１〜２ｎの故
障台数を検出器６０で検出して、その検出結果を制御器
７０に入力する。そして、制御器７０にて、故障台数に
対応する制御量をメモリ８０に記憶された制御量の中か
ら選び出し、この制御量でアップコンバータ１０のＡＧ
Ｃ機能による制御利得を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地上デジタル放
送システムに用いられ、その地上デジタル放送局におけ
る放送信号の出力レベルを補償するようにしたデジタル
放送信号送信装置及びデジタル放送信号送信方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル放送技術の確立に伴い、
通信衛星や放送衛星を使用する衛星放送システムではデ
ジタル放送が開始され、さらに地上波放送システムにお
いてもデジタル放送への移行が計画されている。

【０００３】上記地上デジタル放送において、送信機か
ら出力されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
ｘ：直交周波数分割多重）変調方式のデジタル放送信号
は、送信機内の複数個の電力増幅器により電力増幅さ
れ、その合成出力がアンテナから各家庭及び中継放送局
に配信される。また、上記地上デジタル放送では、従来
のアナログ放送と比較して搬送波電力対ノイズ比（以
下、Ｃ／Ｎ（ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａ
ｔｉｏ）とする）が小さいため、現行放送と同程度以上
のサービスエリアを確保することは容易である。

【０００４】ところで、デジタル放送波では、サービス
エリアの端において、電力増幅器の故障により受信Ｃ／
Ｎが劣化すると、ビット誤り率が急激に増大して誤り訂
正が不可能となるため、画質が急激に悪化し、視聴不能
となる。なお、アナログ放送波では、受信許容電力の幅
が広く、受信電力の低下に伴って画質が徐々に劣化する
だけで、全く視聴できなくなることはほとんどない。

【０００５】このため、デジタル放送を実施する場合
に、電力増幅器の故障時に、送出電力レベルを規定電力
レベルに一定維持させるように動作するＡＧＣ（オート
・ゲイン・コントローラ）機能が必要不可欠となる。

【０００６】しかし、単にＡＧＣ機能を動作させただけ
では、必要以上にサービスエリアに影響を及ぼす場合が
予想される。

【０００７】すなわち、一般の電力増幅器は、非線形特
性を有しており、ある増幅レベルによっては相互変調
（ＩＭ）成分が発生し、このＩＭ成分によりデジタル放
送波が劣化することになる。特に、図５に示すように、
数千本の搬送波を使用するＯＦＤＭ方式では、大きな妨
害要因となる。この場合、等価的に受信Ｃ／Ｎが低下し
て、同一送信電力であってもサービスエリアが狭くな
り、デジタル放送波を受信できない地域が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように上記デジ
タル放送では、電力増幅器の故障時において、ＩＭ成分
によりデジタル放送信号が劣化した場合の対策がまだ確
立されていない。

【０００９】そこで、この発明の目的は、電力増幅器が
故障した場合でも最適なサービスエリアを確保すること
が可能なデジタル放送信号送信装置及びデジタル放送信
号送信方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデジタル
放送信号送信装置は、上記目的を達成するために、以下
のように構成される。 （１）地上波のデジタル放送信号を送出するデジタル放
送送信装置において、送信系統に並列に設けられ、番組
情報信号を電力増幅する複数の電力増幅器と、これら複
数の電力増幅器の出力を合成しデジタル放送信号として
送信する合成手段と、複数の電力増幅器の障害発生によ
る合成手段の出力の劣化成分を検出し、この検出された
劣化成分から劣化補償量を生成し、この劣化補償量で複
数の電力増幅器への入力番組情報信号を補償する補償手
段と、障害発生時の動作中の複数の電力増幅器から入出
力特性を検出する特性検出手段と、この特性検出手段で
検出された入出力特性から非線形による歪み成分を求
め、この歪み成分が最小となるように補償手段の劣化補
償量を制御する補償制御手段とを備えるようにしたもの
である。

【００１１】（１）の発明では、少なくとも１台の電力
増幅器が故障したことによるデジタル放送信号の劣化分
を補正する場合に、例えばＡＧＣ機能を利用して劣化分
に相当する劣化補償量で各電力増幅器への入力番組情報
信号を補償するようにしている。このとき、電力増幅器
の入力信号レベルが高くなると、出力信号に非線形によ
る相互変調成分を発生させてしまうことになり、これが
デジタル放送信号の劣化の原因にもなる。そこで、ＡＧ
Ｃ機能とは別に、障害発生時における動作中の電力増幅
器から入出力特性を検出し、この入出力特性から非線形
による歪み成分を求め、この歪み成分が最小となるよう
にＡＧＣ機能の劣化補償量を制御するようにしている。

【００１２】したがって、電力増幅器が故障しても送信
側で電力増幅器の非線形特性による相互変調成分の発生
を最小限に抑えることができるので、サービスエリアが
狭くなる心配はなくなり、これによりデジタル放送波を
受信できない地域の発生を未然に防ぐことができ、信頼
性が高いシステムを構築できる。

【００１３】（２）地上波のデジタル放送信号を送出す
るデジタル放送信号送信装置において、送信系統に並列
に設けられ、番組情報信号を電力増幅する複数の電力増
幅器と、これら複数の電力増幅器の出力を合成しデジタ
ル放送信号として送信する合成手段と、複数の電力増幅
器の障害発生による合成手段の出力の劣化成分を検出
し、この検出された劣化成分から劣化補償量を生成し、
この劣化補償量で複数の電力増幅器への入力番組情報信
号を補償する補償手段と、電力増幅器の故障数を検出す
る故障数検出手段と、動作中の複数の電力増幅器の合成
出力信号中に発生する非線形による歪み成分を最小にす
る制御量を、故障数に対応付けたテーブルを格納する記
憶手段と、故障数検出手段により検出された故障数に対
応する制御量を読み出し、この制御量で補償手段の劣化
補償量を制御する補償制御手段とを備えるようにしたも
のである。

【００１４】（２）の発明によれば、障害発生時に、電
力増幅器の故障数を検出し、その検出結果に応じてテー
ブルから非線形による歪み成分を最小にする制御量が読
み出されるので、その都度検出結果から複数の電力増幅
器の合成出力信号中に発生する非線形による歪み成分を
求めることなく、簡単な処理で電力増幅器の非線形特性
による相互変調成分の発生を最小限に抑えることができ
る。また、センサーとしては、電力増幅器の故障数を検
出する機能のみを備えた安価なセンサーを使用できる。

【００１５】（３）地上波のデジタル放送信号を送出す
るデジタル放送信号送信装置において、送信系統に並列
に設けられ、番組情報信号を電力増幅する複数の電力増
幅器と、これら複数の電力増幅器の出力を合成しデジタ
ル放送信号として送信する合成手段と、複数の電力増幅
器の障害発生による合成手段の出力の劣化成分を検出
し、この検出された劣化成分から劣化補償量を生成し、
この劣化補償量で前記複数の電力増幅器への入力番組情
報信号を補償する補償手段と、電力増幅器の故障数を検
出する故障数検出手段と、この故障数検出手段による検
出結果及び別途提供される外部情報に基づいて、動作中
の複数の電力増幅器の合成出力信号中に発生する非線形
による歪み成分を求め、この歪み成分が最小となるよう
に補償手段の劣化補償量を制御する補償制御手段とを備
えるようにしたものである。

【００１６】（３）の発明によれば、上記（２）のよう
にテーブルを備えていなくても、外部から提供される非
線形による歪み成分を最小にする制御量から実際に検出
される電力増幅器の故障数に応じた制御量を選択して、
この制御量でＡＧＣの劣化補償量を制御することもでき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は、この発明に係わる地上デジタル放
送信号送信装置の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。この地上デジタル放送信号送信装置は、同図に示
すように、アップコンバータ１０と、電力増幅部２０
と、合成器３０と、帯域フィルタ（ＢＰＦ）４０と、ア
ンテナ５０と、検出器６０と、制御器７０と、メモリ８
０とを備えている。

【００１９】地上デジタル放送信号送信装置において、
放送すべき番組情報信号は、アップコンバータ１０によ
り無線周波数（ＲＦ）帯に周波数変換されて電力増幅部
２０内のｎ個の電力増幅器２１〜２ｎにそれぞれ供給さ
れる。ｎ個の電力増幅器２１〜２ｎは、放送サービスエ
リアで要求される個数分備えられ、互いに並列に接続さ
れ、かつ互いに独立して電源のオン／オフ切替が可能で
あり、ＲＦ信号を同一利得で電力増幅した後、合成器３
０に出力する。

【００２０】電力増幅器２１〜２ｎの各出力は、合成器
３０で合成され、ＢＰＦ４０で不要波成分を除去された
後、デジタル放送波としてアンテナ５０を介して送信さ
れる。

【００２１】また、アップコンバータ１０は、電力増幅
器２１〜２ｎの電源オン／オフ切替制御時に生じる合成
器３０の出力電力レベルの低下分を補償するために、Ａ
ＧＣ機能を備えている。

【００２２】ＡＧＣ機能は、合成器３０の出力レベルを
検出し、この検出結果から出力が通常の基準レベルより
低下している場合に、電源がオン状態にある電力増幅器
２１〜２ｎの電力増幅レベルを低下量分だけ補償するよ
うに、電力増幅部２０への入力番組情報信号の出力利得
を上げる。

【００２３】検出器６０は、電力増幅部２０の各電力増
幅器２１〜２ｎの故障台数を検出する。

【００２４】メモリ８０には、電力増幅器２１〜２ｎの
故障台数と、その故障時に合成器３０の出力中に発生す
るＩＭ成分を最小にする制御量との対応関係を表わすテ
ーブルが記憶されている。その記憶内容の一例を図２に
示す。なお、図２において、符号ａ、ｍは、任意の数値
を示している。

【００２５】制御器７０は、検出器６０により検出され
た電力増幅器２１〜２ｎの故障数に対応する制御量をメ
モリ８０から読み出し、この制御量に従ってアップコン
バータ１０のＡＧＣ機能による制御利得を制御する。

【００２６】次に、上記構成における動作について説明
する。まず、故障時に電力増幅器２１〜２ｎをＡＧＣ機
能により増力運転させた場合の増力量と、その際に発生
するＩＭ成分による送信Ｃ／Ｎの劣化量との関係を求め
る。そして、この関係からＩＭ成分が最小となるような
制御量を求め、この制御量を電力増幅器２１〜２ｎの故
障台数に対応づけてメモリ８０に登録しておく。

【００２７】検出器６０は、常に電力増幅器２１〜２ｎ
それぞれに対し例えば周期的に信号を送信して、返送が
あるか否かを監視しており、返送が途絶えた場合に、制
御器７０に対し故障台数を表わす検出トリガを与える。

【００２８】制御器７０では、検出器６０から検出トリ
ガが与えられると、そのトリガに含まれる故障台数に対
応する制御量をメモリ８０から読み出し、この読み出し
た制御量でアップコンバータ１０のＡＧＣ機能による制
御利得を制御する。

【００２９】以後、アップコンバータ１０は、ＡＧＣ機
能を動作させた状態で、制御器７０により制御された制
御利得で番組情報信号を補償して正常な電力増幅器２１
〜２ｎに入力することで、各電力増幅器２１〜２ｎの出
力の非線形特性による歪み成分を補償することができ
る。これにより、ＩＭ成分を最小限に抑えたデジタル放
送波をサービスエリアに放送することができる。

【００３０】以上のように上記実施形態では、電力増幅
器２１〜２ｎの故障時に、合成器３０の出力の低下分を
アップコンバータ１０のＡＧＣ機能により補償するとと
もに、電力増幅器２１〜２ｎの故障台数を検出器６０で
検出して、その検出結果を制御器７０に入力する。そし
て、制御器７０にて、故障台数に対応する制御量をメモ
リ８０に記憶された制御量の中から選び出し、この制御
量でアップコンバータ１０のＡＧＣ機能による制御利得
を制御する。これにより、各電力増幅器２１〜２ｎの出
力の非線形特性による歪み成分を補償することができ
る。

【００３１】したがって、電力増幅器２１〜２ｎが故障
しても、その状態で最適な受信Ｃ／Ｎを確保することが
可能であり、これによりサービスエリアへの影響を最小
限にとどめることができ、信頼性の高いシステムを構築
できる。

【００３２】また、ＩＭ成分を最小にする制御量を予め
求めておいて、電力増幅器２１〜２ｎの故障台数に対応
付けて制御量をメモリ８０に登録しておくことで、制御
器７０では、検出器６０による検出結果に応じてメモリ
１８から対応する制御量を読み出すだけでよいため、簡
単な処理で電力増幅器２１〜２ｎの非線形特性によるＩ
Ｍ成分の発生を最小限に抑えることができる。さらに、
検出器６０としては、電力増幅器２１〜２ｎの故障台数
を検出可能な安価なセンサーを使用できる。

【００３３】なお、上記実施形態では、メモリ８０に予
め登録された情報を利用する例について説明したが、そ
れ以外にも障害発生時に、検出器６０にて正常に動作し
ている電力増幅器２１〜２ｎから入出力特性を検出し、
制御器７０にて、検出された入出力特性から直接ＩＭ成
分を求め、このＩＭ成分が最小となるように、アップコ
ンバータ１０のＡＧＣ機能による制御利得を制御するよ
うにしてもよい。

【００３４】さらに、外部装置から制御器７０に対し電
力増幅器２１〜２ｎの故障台数に対応する制御量が通知
される場合には、この通知情報及び検出器６０の検出結
果に基づいて、アップコンバータ１０のＡＧＣ機能によ
る制御利得を制御することも可能である。

【００３５】なお、上記実施形態では、ハードウェア構
成について説明したが、図３に示すごとく、ＡＧＣ制御
に関する回路をソフトウェア構成により実現することも
できる。

【００３６】すなわち、符号１００は監視制御装置であ
り、メモリ８０を接続している。なお、上記検出器６０
及び制御器７０による処理は、監視制御装置１００のソ
フトウェア処理により実現される。

【００３７】まず、監視制御装置１００は、図４に示す
制御処理を開始すると、電力増幅器２１〜２ｎの動作状
態を監視し（ステップＳＴ４ａ）、電力増幅器２１〜２
ｎに障害が発生したか否かの判断を行う（ステップＳＴ
４ｂ）。

【００３８】ここで、電力増幅器２１〜２ｎに障害が発
生したならば監視制御装置１００は、検出した電力増幅
器２１〜２ｎの故障台数に対応する制御量をメモリ８０
から読み出し（ステップＳＴ４ｃ）、この読み出した制
御量でアップコンバータ１０のＡＧＣ機能による制御利
得を制御する（ステップＳＴ４ｄ）。なお、上記ステッ
プＳＴ４ｂにおいて、電力増幅器２１〜２ｎに障害が発
生していない場合には、ＡＧＣ機能に対する制御処理を
終了し、通常通りの処理に移行する。

【００３９】以上のように、ソフトウェア処理による上
記他の実施形態によってもこの発明を実施することがで
きる。特に、各処理がソフトウェアにより実現できるの
で、構成が簡単になり、小型化に寄与することができ
る。

【００４０】その他、地上デジタル放送信号送信装置の
構成、取り扱うデジタル放送信号の種類、検出器の種
類、テーブルの登録内容、ＡＧＣを制御する制御手順及
びその内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
電力増幅器が故障した場合でも最適なサービスエリアを
確保することが可能なデジタル放送信号送信装置及びデ
ジタル放送信号送信方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る地上デジタル放送信号送信装置
の一実施形態を示すブロック図。

【図２】図１に示したメモリの記憶内容の一例を示す
図。

【図３】この発明の他の実施形態に係る地上デジタル放
送信号送信装置の構成を示すブロック図。

【図４】同他の実施形態における処理動作を説明するた
めのフローチャート。

【図５】ＩＭ成分が発生した際のＯＦＤＭ信号の様子を
説明するために示す図。

【符号の説明】

１０…アップコンバータ、 ２０…電力増幅部、 ２１〜２ｎ…電力増幅器（ＰＡ）、 ３０…合成器、 ４０…帯域フィルタ（ＢＰＦ）、 ５０…アンテナ、 ６０…検出器、 ７０…制御器、 ８０…メモリ、 １００…監視制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C025 AA02 5K022 DD01 DD13 DD24 5K060 BB04 HH06 HH15 HH31 KK03 PP01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上波のデジタル放送信号を送出するデ
   ジタル放送信号送信装置において、 送信系統に並列に設けられ、番組情報信号を電力増幅す
   る複数の電力増幅器と、 これら複数の電力増幅器の出力を合成し前記デジタル放
   送信号として送信する合成手段と、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記合成手段の
   出力の劣化成分を検出し、この検出された劣化成分から
   劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前記複数の電力
   増幅器への入力番組情報信号を補償する補償手段と、 動作中の複数の電力増幅器から入出力特性を検出する特
   性検出手段と、 この特性検出手段で検出された入出力特性から非線形に
   よる歪み成分を求め、この歪み成分が最小となるように
   前記補償手段の劣化補償量を制御する補償制御手段とを
   具備したことを特徴とするデジタル放送信号送信装置。
2. 【請求項２】 地上波のデジタル放送信号を送出するデ
   ジタル放送信号送信装置において、 送信系統に並列に設けられ、番組情報信号を電力増幅す
   る複数の電力増幅器と、 これら複数の電力増幅器の出力を合成し前記デジタル放
   送信号として送信する合成手段と、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記合成手段の
   出力の劣化成分を検出し、この検出された劣化成分から
   劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前記複数の電力
   増幅器への入力番組情報信号を補償する補償手段と、 前記電力増幅器の故障数を検出する故障数検出手段と、 動作中の複数の電力増幅器の合成出力信号中に発生する
   非線形による歪み成分を最小にする制御量を、故障数に
   対応付けたテーブルを格納する記憶手段と、 前記故障数検出手段により検出された故障数に対応する
   制御量を前記記憶手段から読み出し、この制御量で前記
   補償手段の劣化補償量を制御する補償制御手段とを具備
   したことを特徴とするデジタル放送信号送信装置。
3. 【請求項３】 地上波のデジタル放送信号を送出するデ
   ジタル放送信号送信装置において、 送信系統に並列に設けられ、番組情報信号を電力増幅す
   る複数の電力増幅器と、 これら複数の電力増幅器の出力を合成し前記デジタル放
   送信号として送信する合成手段と、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記合成手段の
   出力の劣化成分を検出し、この検出された劣化成分から
   劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前記複数の電力
   増幅器への入力番組情報信号を補償する補償手段と、 前記電力増幅器の故障数を検出する故障数検出手段と、 この故障数検出手段による検出結果及び別途提供される
   外部情報に基づいて、動作中の複数の電力増幅器の合成
   出力信号中に発生する非線形による歪み成分を求め、こ
   の歪み成分が最小となるように前記補償手段の劣化補償
   量を制御する補償制御手段とを具備したことを特徴とす
   るデジタル放送信号送信装置。
4. 【請求項４】 送信系統に並列に設けられた複数の電力
   増幅器によって、番組情報信号を地上波のデジタル放送
   信号に電力増幅して送出するデジタル放送信号送信方法
   において、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記複数の電力
   増幅器の合成出力の劣化成分を検出し、この検出された
   劣化成分から劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前
   記複数の電力増幅器への入力番組情報信号を補償する第
   １の過程と、 動作中の複数の電力増幅器から入出力特性を検出する第
   ２の過程と、 この第２の過程で検出された入出力特性から非線形によ
   る歪み成分を求め、この歪み成分が最小となるように前
   記入力番組情報信号に対する劣化補償量を制御する第３
   の過程とを具備したことを特徴とするデジタル放送信号
   送信方法。
5. 【請求項５】 送信系統に並列に設けられた複数の電力
   増幅器によって、番組情報信号を地上波のデジタル放送
   信号に電力増幅して送出するデジタル放送信号送信方法
   において、 前記電力増幅器の故障数に対応付けて、動作中の複数の
   電力増幅器の合成出力信号中に発生する非線形による歪
   み成分を最小にする制御量を格納したテーブルを備える
   場合に、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記複数の電力
   増幅器の合成出力の劣化成分を検出し、この検出された
   劣化成分から劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前
   記複数の電力増幅器への入力番組情報信号を補償する第
   １の過程と、 前記電力増幅器の故障数を検出する第２の過程と、 この第２の過程により検出された故障数に対応する制御
   量をテーブルから読み出し、この制御量で前記入力番組
   情報信号に対する劣化補償量を制御する第３の過程とを
   具備したことを特徴とするデジタル放送信号送信方法。
6. 【請求項６】 送信系統に並列に設けられた複数の電力
   増幅器によって、番組情報信号を地上波のデジタル放送
   信号に電力増幅して送出するデジタル放送信号送信方法
   において、 前記複数の電力増幅器の障害発生による前記複数の電力
   増幅器の合成出力の劣化成分を検出し、この検出された
   劣化成分から劣化補償量を生成し、この劣化補償量で前
   記複数の電力増幅器への入力番組情報信号を補償する第
   １の過程と、 前記電力増幅器の故障数を検出する第２の過程と、 この第２の過程による検出結果及び別途提供される外部
   情報に基づいて、動作中の複数の電力増幅器の合成出力
   信号中に発生する非線形による歪み成分を求め、この歪
   み成分が最小となるように前記入力番組情報信号に対す
   る劣化補償量を制御する第３の過程とを具備したことを
   特徴とするデジタル放送信号送信方法。