JP2003258699A

JP2003258699A - 受信装置

Info

Publication number: JP2003258699A
Application number: JP2002058275A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Okawa; 貢大川
Original assignee: Communications Research Laboratory
Current assignee: Communications Research Laboratory
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: JP4022613B2

Abstract

(57)【要約】【課題】通信を行う衛星を順次切り替えながら使用する
場合に、受信情報の遮断を回避し、視聴者に支障なくデ
ィジタルＴＶ放送等のサービスを提供できるようにする
こと。【解決手段】同一内容の情報がある時間遅延して送信さ
れている複数の衛星Ｎｏ１、Ｎｏ２からの信号を切替え
て受信するアンテナ２１と、該受信した信号を復調と誤
り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段２３ａと、該復
調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッフ
ァ手段２４ａと、該バッファ手段２４ａの制御を行う制
御手段２６ａとを備え、前記制御手段２６ａは、前記ア
ンテナ２１の衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ
手段２４ａに蓄積した前記ある時間遅延された情報から
再構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、準天頂衛星である
８の字衛星を用いたディジタルＴＶ放送サービス等にお
ける衛星ハンドオーバによる情報遮断を回避できるよう
にした受信装置に関する。

【０００２】８の字衛星計画では、２４時間を３機の衛
星で８時間毎に交代でサービスする。そのため、８時間
毎に地上局は、追尾衛星を変更しなければならない。そ
の時、アンテナ指向方向を追尾する場合、追尾衛星を切
り替える（ハンドオーバ）数秒間の間、受信情報の遮断
が起こる。視聴者に支障なくディジタルＴＶ放送サービ
スを提供するためには、この受信情報の遮断を回避する
必要がある。

【０００３】

【従来の技術】従来、通信・放送分野の衛星といえば静
止衛星が使われてきた。また、近年イリジウム等の多数
の周回衛星を用いるシステムの有効性が明らかになり、
多くの周回衛星システムが計画されている。これら静止
衛星と周回衛星の中間に位置する新しい衛星システムと
して準天頂衛星が注目されている。

【０００４】準天頂衛星とは、最低３機の衛星からなる
衛星群で、地上のある地点から見た場合、３機のうちい
ずれか１機がほぼ真上にあるという特徴をもつ衛星シス
テムである。準天頂衛星システムの代表的な例は、旧ソ
連で実用されていたモルニア衛星がある。この衛星の軌
道は、軌道傾斜角が約６３．４度で軌道離心率の大きな
楕円軌道で、高緯度地域で高い仰角を確保するために用
いられていた。また、最近では日本のような中緯度地域
に適応可能な準天頂衛星システムがいくつか提案されて
いる。このうち基本形とも言えるものに８の字衛星シス
テムがある。８の字衛星の軌道は、軌道半径と離心率を
変えることなく静止軌道を４５度傾斜させた軌道であ
り、正確にいうと傾斜同期軌道である。従って、軌道高
度は静止衛星と同じ（ 35786ｋｍ）である。この衛星の
地表面における衛星直下点の軌跡は、赤道上のある点を
中心に南北に８の字の軌跡を描くことから８の字衛星と
呼ばれる。衛星は地球の自転と同期して１日で軌道を１
周回する。このような軌道では、長楕円軌道のモルニア
軌道で問題となるバンアレン帯を通過することがないた
め、衛星搭載機器の放射線劣化が少なくて済む利点があ
る。

【０００５】３機の衛星を用いた場合、３つの軌道の傾
斜角は全て同じで、赤道を北向きに横切る点は、１２０
度の間隔で均等に配置される。３機の衛星を同じ軌道上
に配置すれば、少なくとも１機が日本上空付近にあるこ
とになる。通信を行う衛星を順次切り替えながら使用す
ることにより、日本のような中緯度地域で７０度以上の
高仰角を確保することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、３
機の衛星で８時間毎に交代でサービスするため、８時間
毎に地上局は、追尾衛星を変更しなければならない。そ
の時、アンテナ指向方向を追尾する場合、追尾衛星を切
り替える数秒間の間、受信情報の遮断が起こる問題があ
った。

【０００７】本発明は上記問題点の解決を図り、通信を
行う衛星を順次切り替えながら使用する場合に、受信情
報の遮断を回避し、視聴者に支障なくディジタルＴＶ放
送等のサービスを提供できるようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図１中、２１はアンテナ、２２ａは受信部、
２３ａは復調・誤り訂正復号手段、２４ａはバッファ手
段、２５ａはアンテナ制御手段、２６ａは制御手段であ
る。

【０００９】本発明は、前記従来の課題を解決するため
次のような手段を有する。

【００１０】（１）：同一内容の情報がある時間遅延し
て送信されている複数の衛星Ｎｏ１、Ｎｏ２からの信号
を切替えて受信するアンテナ２１と、該受信した信号を
復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段２３ａ
と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積す
るバッファ手段２４ａと、該バッファ手段２４ａの制御
を行う制御手段２６ａとを備え、前記制御手段２６ａ
は、前記アンテナ２１の衛星切替え時の情報欠落を、前
記バッファ手段２４ａに蓄積した前記ある時間遅延され
た情報から再構成する。このため、追尾する衛星の切替
え（ハンドオーバ）に対して有効であり、また、同一情
報に対して同一番組を再放送しないため総合の所要情報
速度は増加しない。

【００１１】（２）：現在の情報とある時間遅延した情
報とが多重化されて送信されている複数の衛星Ｎｏ１、
Ｎｏ２からの信号を切替えて受信するアンテナ２１と、
該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂
正復号手段２３ａと、該復調と誤り訂正復号した信号を
一定時間分蓄積するバッファ手段２４ａと、該バッファ
手段２４ａの制御を行う制御手段２６ａとを備え、前記
制御手段２６ａは、前記アンテナ２１の衛星切替え時の
情報欠落を、前記バッファ手段２４ａに蓄積した前記多
重化されたある時間遅延された情報から再構成する。こ
のため、衛星追尾の切替え（ハンドオーバ）に対する情
報欠落を再構成でき、また、何回、衛星切替えを繰り返
しても、バッファ手段２４ａをリセットする必要はな
く、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要とし
ない。

【００１２】（３）：現在の情報とある時間遅延した情
報とが多重化されて送信されている衛星Ｎｏ１、Ｎｏ２
からの信号を受信するアンテナ２１と、該受信した信号
を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段２３
ａと、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積
するバッファ手段２４ａと、該バッファ手段２４ａの制
御を行う制御手段２６ａとを備え、前記制御手段２６ａ
は、前記衛星Ｎｏ１、Ｎｏ２からの情報欠落を、前記バ
ッファ手段２４ａに蓄積した前記多重化されたある時間
遅延された情報から再構成する。このため、衛星追尾の
切替え（ハンドオーバ）に対してのみでなく、準天頂衛
星システムにおいても残留するシャドウイングによる受
信電波の遮断に対しても有効であり、また、何回、衛星
切替え（シャドウイングによる遮断）を繰り返しても、
バッファ手段２４ａをリセットする必要はなく、更に、
アンテナ切替えのタイミング信号も必要としない。

【００１３】

【発明の実施の形態】（１）：再放送を利用しない情報
蓄積受信の説明ａ）装置構成の説明図２は本発明の実施の形態における再放送を利用しない
情報蓄積受信（送信）の説明図である。図２において、
送信局には、２機の送信アンテナ１１、１２、送信機１
３、１４、変調＆誤り訂正符号化装置１５が設けてあ
る。

【００１４】送信アンテナ１１、１２は、衛星Ｎｏ１と
衛星Ｎｏ２に同時に送信が可能であるが、衛星Ｎｏ２に
は衛星Ｎｏ１よりΔｔ遅延した情報を送信するものであ
る。なお、送信アンテナ追尾切替えと受信アンテナ追尾
切替えのタイミング同期が可能であれば、１機の送信機
と送信アンテナで対応することができる（必ずしも２機
の送信設備は必要としない）。送信機１３、１４は、そ
れぞれ大電力増幅器ＨＰＡ、送信用周波数変換器ＵＰ−
ＣＯＮＶを備えるものである。変調＆誤り訂正符号化装
置１５は、ＭＰＥＧ−ＴＳ（ある単位の画像情報）の変
調と誤り訂正符号化を行うものであり、送信機１４へは
送信機１３よりΔｔ遅延した情報を出力するものであ
る。

【００１５】図３は再放送を利用しない情報蓄積受信
（受信）の説明図である。図３において、受信局の受信
装置には、衛星追尾（切替え）可能な１機のアンテナ２
１、ＲＦ受信部２２、復調＆誤り訂正復号化装置２３、
バッファメモリ２４、アンテナ制御装置２５、バッファ
掃出し制御装置２６が設けてある。

【００１６】アンテナ２１は、衛星からの電波信号を受
信するものである。ＲＦ受信部２２は、低雑音増幅器Ｌ
ＮＡと受信用周波数変換器ＤＯＷＮ−ＣＯＮＶを備える
ものである。復調＆誤り訂正復号化装置２３は、受信し
た信号の復調と誤り訂正復号化を行うものである。バッ
ファメモリ２４は、受信信号をある時間分蓄積するため
のものである。アンテナ制御装置２５は、衛星の追尾、
切替えの制御等を行うものである。バッファ掃出し制御
装置２６は、誤り訂正情報とアンテナ切替えのタイミン
グ信号等を用いてバッファメモリ２４に蓄積された情報
の掃出しの制御を行うものである。

【００１７】ｂ）動作説明同一衛星に対する送信信号に時間軸上の再放送、即ちタ
イムダイバーシティは行わない。衛星切替えが必要とな
る時間帯では、図２に示すように、衛星Ｎｏ１及び衛星
Ｎｏ２には、同一内容の番組がΔｔ秒シフトして送信さ
れる。図３に示すように、受信側では、衛星切替え時刻
になると、アンテナ指向方向を衛星Ｎｏ１から衛星Ｎｏ
２に変更する。

【００１８】この変更の間、受信信号が途絶えるため、
バッファメモリ２４に蓄積してある衛星Ｎｏ１からの信
号を再生する。バッファメモリ２４に蓄積した情報を掃
き出すタイミングは、アンテナ制御装置２５のアンテナ
切替えのタイミング信号と復調＆誤り訂正復号化装置２
３の誤り訂正情報を用いて導出する。元々衛星Ｎｏ１で
受信した信号は、バッファメモリ２４の許す範囲内で遅
延して再生しているが、切替えを繰り返すとこの許容範
囲が小さくなるため、何回か衛星切替えを繰り返した後
は、リセットする必要がある。

【００１９】図４はフレーム単位の時系列信号による動
作説明図である。以下、図４の〜に従って、フレー
ム（ある時間単位の情報）単位の時系列信号による動作
を説明する。

【００２０】：送信局が衛星Ｎｏ１に送信する情報で
あり、フレーム０、フレーム１、フレーム２、フレーム
３、・・・が示されている。なお、各フレームには、制
御情報とＭＰＥＧ−ＴＳを含むものである。

【００２１】：送信局が衛星Ｎｏ２に送信する情報で
あり、衛星Ｎｏ１の情報と同一内容の情報がΔｔ秒シフ
ト（ここでは３フレーム分遅延）して送信されている。

【００２２】：受信装置（受信局）での受信アンテナ
追尾切替え（衛星Ｎｏ１及び衛星Ｎｏ２）にかかった時
間Δｔ’秒が示されている。

【００２３】：バッファメモリ２４に蓄積される情報
を示している。衛星Ｎｏ１から受信した情報は、受信ア
ンテナ追尾切替えでフレーム０以降のフレーム１とフレ
ーム２の２フレーム分が欠落している。しかし、衛星Ｎ
ｏ２から受信した情報は、３フレーム分遅延しているた
め、衛星Ｎｏ１で欠落したフレーム１、フレーム２はバ
ッファメモリ２４に蓄積されていることになる。

【００２４】：バッファ掃出し制御装置２６は、衛星
Ｎｏ１で欠落した情報を衛星Ｎｏ２から受信した情報で
補完し、バッファメモリ２４からは、情報欠落のない再
構築されたフレーム系列が出力されることになる。

【００２５】このように、衛星切替えによって、衛星Ｎ
ｏ１から受信したフレーム１とフレーム２の情報が欠落
したが、Δｔ秒遅延して受信された衛星Ｎｏ２からのフ
レーム１とフレーム２で補完してフレーム系列を再構成
することができる。このため、追尾衛星の切替え（ハン
ドオーバ）に対して有効である。また、同一情報に対し
て同一番組を再放送しないため総合の所要情報速度は増
加しない。

【００２６】なお、上記のように追尾衛星の切替えに対
して有効であるが、シャドウイングによる受信電波の遮
断（瞬断）に対して対応していない。また、何回か切替
えを繰り返した後は、バッファメモリ２４の許容範囲に
対応してリセットする必要がある。更に、送信アンテナ
を１機のみ使用する場合は、送受信アンテナ間において
衛星Ｎｏ１から衛星Ｎｏ２への切替えタイミングの同期
をとる必要がある等の短所がある。

【００２７】（２）：再放送を利用する情報蓄積受信の
説明ａ）装置構成の説明図５は再放送を利用する情報蓄積受信（送信）の説明図
である。図５において、送信局には、１機の送信アンテ
ナ１１、送信機１３、変調＆誤り訂正符号化装置１５、
パケット化装置１６、多重化装置１７が設けてある。

【００２８】送信アンテナ１１は、衛星を追尾し、衛星
切替え時に、アンテナ指向方向を衛星Ｎｏ１から衛星Ｎ
ｏ２に変更するものである。送信機１３は、大電力増幅
器ＨＰＡ、送信用周波数変換器ＵＰ−ＣＯＮＶを備える
ものである。変調＆誤り訂正符号化装置１５は、ＭＰＥ
Ｇ−ＴＳ（ある時間単位の画像情報）を多重化及びパケ
ット化した信号の変調と誤り訂正符号化を行うものであ
る。パケット化装置１６は、情報を一定の形式のフレー
ムに整えて、アドレス・データなどの制御に必要なデー
タを付加するものである。多重化装置１７は、Δｔ秒遅
延した（再放送を含む）複数のＭＰＥＧ−ＴＳを多重化
するものである。

【００２９】図６は再放送を利用する情報蓄積受信（受
信）の説明図である。図６において、受信局の受信装置
には、衛星追尾（切替え）可能な１機のアンテナ２１、
ＲＦ受信部２２、復調＆誤り訂正復号化装置２３、バッ
ファメモリ２４、優良パケット取り出し部２７、ＭＰＥ
Ｇ−ＴＳの再構成部２８、誤り検査部２９が設けてあ
る。

【００３０】アンテナ２１は、衛星からの電波信号を受
信するものである。ＲＦ受信部２２は、低雑音増幅器Ｌ
ＮＡと受信用周波数変換器ＤＯＷＮ−ＣＯＮＶを備える
ものである。復調＆誤り訂正復号化装置２３は、受信し
た信号の復調と誤り訂正復号化を行うものである。バッ
ファメモリ２４は、受信信号を蓄積するためのものであ
る。優良パケット取り出し部２７は、バッファメモリ２
４から優良パケット取り出すものである。ＭＰＥＧ−Ｔ
Ｓの再構成部２８は、欠落した情報を補完しＭＰＥＧ−
ＴＳを再構成するものである。誤り検査部２９は、復調
＆誤り訂正復号化装置２３からの誤り信号により優良パ
ケットを選択するものである。

【００３１】ｂ）動作説明同一衛星に対する送信信号に時間軸上の再放送、即ちタ
イムダイバーシティを行う。Δｔ秒遅延した（再放送を
含む）複数のＭＰＥＧ−ＴＳを多重化・パケット化して
送信するために、送信のアンテナ指向方向を衛星Ｎｏ１
から衛星Ｎｏ２に切替えた時においても再放送分のＭＰ
ＥＧ−ＴＳ２が補完するため情報の不連続は起こらな
い。このため、前記（１）で説明した再放送を利用しな
い情報蓄積受信のように衛星Ｎｏ２にΔｔ秒シフトした
番組を送信する必要はない。

【００３２】また、受信側においても、受信アンテナの
指向方向を衛星Ｎｏ１から衛星Ｎｏ２に切替えた時に起
こる受信信号の遮断に対して、受信機のバッファメモリ
２４に貯えられた優良パケットの中から再放送分のＭＰ
ＥＧ−ＴＳ２を取り出し、連続した情報（ＭＰＥＧ−Ｔ
Ｓ）を再構成することができる。

【００３３】図７は再放送を利用する情報蓄積受信の動
作説明図である。以下、図７の〜に従って、再放送
を利用する情報蓄積受信の動作を説明する。

【００３４】：衛星Ｎｏ１と衛星Ｎｏ２にΔｔ秒遅延
した（再放送を含む）複数のＭＰＥＧ−ＴＳを多重化・
パケット化して送信する。ここでは、パケット０、パケ
ット１、パケット２、・・・と送信するものとする。例
えば、パケット０には、ＭＰＥＧ−ＴＳフレームが含ま
れている。このＭＰＥＧ−ＴＳフレームには、本放送が
ＭＰＥＧ−ＴＳ１とすると再放送分（Δｔ秒遅延再放送
分）のＭＰＥＧ−ＴＳ２（例えば、ＭＰＥＧ−ＴＳ１の
３パケット分遅延した情報）、ＭＰＥＧ−ＴＳ３、・・
・が含まれている。

【００３５】：受信装置（受信局）での受信アンテナ
追尾切替え（衛星Ｎｏ１から衛星Ｎｏ２）にかかった時
間又はシャドウイング（衛星からの信号の遮へい）のΔ
ｔ’秒が示されている。

【００３６】：バッファメモリ２４に蓄積される情報
は、衛星Ｎｏ１と衛星Ｎｏ２から受信した情報は、受信
アンテナ追尾切替えでパケット０以降のパケット１とパ
ケット２の２パケット分が欠落している。優良パケット
取り出し部２７が取り出す優良パケットは、パケット
０、パケット３、パケット４、・・・となる。しかし、
欠落した情報は、パケット３以降に再放送として含まれ
ている。

【００３７】：例えば、バッファメモリ２４内の優良
パケットであるパケット０からＭＰＥＧ−ＴＳ１を取り
出しているとすると、欠落したパケット１とパケット２
分の情報をパケット４とパケット５からそれぞれΔｔ秒
（３パケット分）遅延して再放送されたＭＰＥＧ−ＴＳ
２を取り出して補完することができる。これにより、Ｍ
ＰＥＧ−ＴＳ系列の再構築を行うことができる。

【００３８】このように、衛星追尾の切替え（ハンドオ
ーバ）に対してのみでなく、準天頂衛星システムにおい
ても残留するシャドウイングによる受信電波の遮断に対
しても有効である。また、何回、衛星切替え（シャドウ
イングによる遮断）を繰り返しても、バッファメモリ２
４をリセットする必要はない。更に、アンテナ切替えの
タイミング信号を必要としない等の長所がある。

【００３９】しかし、同一番組を時間シフトして再放送
するために総合の情報速度が増加してしまう。１回の再
放送では、所定情報速度は２倍、２回の再放送では３倍
となる（スループットの低下）。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果がある。

【００４１】（１）：同一内容の情報がある時間遅延し
て送信されている複数の衛星からの信号を切替えて受信
するアンテナを備え、制御手段で、前記アンテナの衛星
切替え時の情報欠落を、バッファ手段に蓄積した前記あ
る時間遅延された情報から再構成するため、追尾する衛
星の切替え（ハンドオーバ）に対して有効であり、ま
た、同一情報に対して同一番組を再放送しないため総合
の所要情報速度は増加しない。

【００４２】（２）：現在の情報とある時間遅延した情
報とが多重化されて送信されている複数の衛星からの信
号を切替えて受信するアンテナを備え、制御手段で、前
記アンテナの衛星切替え時の情報欠落を、バッファ手段
に蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報か
ら再構成するため、衛星追尾の切替え（ハンドオーバ）
に対する情報欠落を再構成でき、また、何回、衛星切替
えを繰り返しても、バッファ手段をリセットする必要は
なく、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要と
しない。

【００４３】（３）：現在の情報とある時間遅延した情
報とが多重化されて送信されている衛星からの信号を受
信するアンテナを備え、制御手段で、前記衛星からの情
報欠落を、バッファ手段に蓄積した前記多重化されたあ
る時間遅延された情報から再構成するため、衛星追尾の
切替え（ハンドオーバ）に対してのみでなく、準天頂衛
星システムにおいても残留するシャドウイングによる受
信電波の遮断に対しても有効であり、また、何回、衛星
切替え（シャドウイングによる遮断）を繰り返しても、
バッファ手段をリセットする必要はなく、更に、アンテ
ナ切替えのタイミング信号も必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施の形態における再放送を利用しない情報蓄
積受信（送信）の説明図である。

【図３】実施の形態における再放送を利用しない情報蓄
積受信（受信）の説明図である。

【図４】実施の形態におけるフレーム単位の時系列信号
による動作説明図である。

【図５】実施の形態における再放送を利用する情報蓄積
受信（送信）の説明図である。

【図６】実施の形態における再放送を利用する情報蓄積
受信（受信）の説明図である。

【図７】実施の形態における再放送を利用する情報蓄積
受信の動作説明図である。

【符号の説明】

２１アンテナ２２ａ受信部２３ａ復調・誤り訂正復号手段２４ａバッファ手段２５ａアンテナ制御手段２６ａ制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5K014 AA01 BA05 CA06 HA10 5K061 AA03 AA04 BB07 BB10 CC46 FF16 JJ07 5K072 AA24 BB04 BB14 BB22 DD02 DD04 DD17 EE06 EE24 GG06 GG12 GG13 GG37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一内容の情報がある時間遅延して送信さ
れている複数の衛星からの信号を切替えて受信するアン
テナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂
正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバ
ッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠
落を、前記バッファ手段に蓄積した前記ある時間遅延さ
れた情報から再構成することを特徴とした受信装置。
【請求項２】現在の情報とある時間遅延した情報とが多
重化されて送信されている複数の衛星からの信号を切替
えて受信するアンテナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂
正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバ
ッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠
落を、前記バッファ手段に蓄積した前記多重化されたあ
る時間遅延された情報から再構成することを特徴とした
受信装置。
【請求項３】現在の情報とある時間遅延した情報とが多
重化されて送信されている衛星からの信号を受信するア
ンテナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂
正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバ
ッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記衛星からの情報欠落を、前記バッ
ファ手段に蓄積した前記多重化されたある時間遅延され
た情報から再構成することを特徴とした受信装置。