JP2005167642A - ディジタル無線中継システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ディジタルＦＰＵ装置とディジタルＴＳＬ装置との互換性を実現したディジタル無線中継システムを提供する。
【解決手段】 送信側中継装置１０と受信側中継装置２０とを同じシンボルレートで動作するように設定し、送信側中継装置１０では、その送信装置１１により判定回路１６が補助信号入力の有無を判別し、判別した結果のフラグ信号を受信側中継装置２０へ通知する。受信側中継装置２０では、受信したフラグ信号に応じて補助信号有無識別回路２５が補助信号復号回路２６の動作を制御し、補助信号を中継出力するモードと当該中継出力を行わないモードとに切換える。すなわち、送信側で補助信号の有無の自動検出及び通知を行い、受信側でモードを自動切換えすることにより、ＴＳＬ装置とＦＰＵ装置どちらにも使用できる中継装置を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラやマイクロホンにより撮影収録した素材と呼ばれる映像や音声などの情報をディジタル方式で無線中継伝送するシステムに関し、特に、中継装置として用いるＦＰＵ装置（Field Pickup Units）とＴＳＬ装置（Transmitter to Studio Link）との互換性を実現したディジタル無線中継システムに関する。

図４に示すように、屋外でのテレビ中継等において、放送用にテレビジョンカメラ１やマイクロホン２で撮影収録された素材は、可搬形のＦＰＵ装置３によって無線で中継伝送して無線中継基地４や放送局５に伝送される。
無線中継基地４ではＴＳＬ装置によりＦＰＵ装置３から受信した信号を放送局５或いは、更なる中継局に無線で再び伝送する。
すなわち、図４に示す例のように、ＦＰＵ装置３やＴＳＬ装置４により構成される無線中継装置を介して素材の伝送がなされる。

従来のアナログ方式ＴＳＬ装置では、映像・音声・制御信号等のアナログ信号をＦＭ変調して伝送している。なお、映像信号は低域通過フィルタで制限して約４．２ＭＨｚ以下の帯域、音声・制御信号は更にその上の約６〜８ＭＨｚ付近の高域サブキャリア帯を使用している。
一方、可搬形で使用されるアナログＦＰＵ装置もアナログＴＳＬ装置と同様の仕様であり、アナログＦＰＵ装置とアナログＴＳＬ装置との間には互換性があり、代替性がある。

近年、上記のような無線中継システムにおいてもディジタル化が進んでおり、デジタル中継装置については、電波産業界（ＡＲＩＢ：Association of Radio Industries and Business）において、ＦＰＵ装置（テレビジョン放送番組素材伝送用可搬形マイクロ波帯デジタル無線伝送システム）はＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ１１により、ＴＳＬ装置（テレビジョン放送番組素材伝送用固定形マイクロ波帯デジタル無線伝送システム）はＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ１２により規格が策定されている。

この規格では、デジタルＴＳＬ装置は、補助信号（例えば、各種装置の制御・監視信号や、ＧＰＳ（Global Positioning System）データ）を映像や音声と同時に多重して伝送できるようにしている。ここに、デジタルＴＳＬ装置では、補助信号の領域分ビットレートが増えているが、現状決められている１８ＭＨｚのチャンネル間隔（帯域幅）に収まるようシンボルレートを高くしている。
一方、デジタルＦＰＵ装置は、変調方式、誤り訂正の有無により決まる最大のビットレートを映像・音声の伝送に使用する。ここに、ＦＰＵ装置の前段や後段の端末装置の伝送レートがＦＰＵ装置と合わないことがあるが、この場合には、伝送路の容量に対して少ないビットレートを入力して、空いた隙間にスタッフィング（詰め物）を行って決められたビットレートにして伝送を行っている。
特開２００３―５１９６３号公報

上記のように、ディジタルＴＳＬ装置では、素材信号に加えて補助信号を中継伝送することが可能であるが、補助信号の伝送を行う場合にはシンボルレートが高くなり、ディジタルＦＰＵ装置におけるシンボルレートと相異してしまう。このため、ディジタルＴＳＬ装置とディジタルＦＰＵ装置とで互換性がなく、ディジタルＴＳＬ装置の障害時等でディジタルＦＰＵ装置を代替えとして使用することができない。更に、ディジタルＦＰＵ装置では、補助信号の領域が設けられていないので、従来のディジタルＦＰＵ装置では補助信号を伝送することができず、この点からも、ディジタルＴＳＬ装置との代替性がない。

更に、ディジタルＴＳＬ装置では補助信号が回線断となった場合、補助信号以外の本線信号伝送に影響を及ぼす可能性が考えられるばかりか、逆に本線信号が断となった場合の補助信号の安定伝送も課題となる。
また、ユーザにとってはＴＳＬ装置であるかＦＰＵ装置であるかを意識せずに使用できるようにすることも課題である。

本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、ディジタルＦＰＵ装置とディジタルＴＳＬ装置との互換性を実現したディジタル無線中継システムを提供することを目的としている。
また、本発明は、中継装置がＴＳＬ装置であるかＦＰＵ装置であるかをユーザが意識せずに動作させることができるディジタル無線中継システムを提供することを目的としている。

本発明に係るディジタル無線中継システムにおいては、送信側中継装置と受信側中継装置とを同じシンボルレートで動作するように設定し、送信側中継装置は、判別手段により補助信号入力の有無を判別し、判別した結果を受信側中継装置へ通知する一方、受信側中継装置は、動作モード切換え手段により送信側中継装置から通知された判別結果に基づいて補助信号を中継出力する動作モードと当該中継出力を行わない動作モードとに切換える処理を行う。

すなわち、送信側中継装置は補助信号の有無を自己判定してその結果を受信側中継装置へ通知し、受信側中継装置は当該通知に応じて、補助信号を伝送するディジタルＴＳＬとして動作するか、補助信号を伝送しないディジタルＦＰＵとして動作するかを自動的に切換える。

本発明をより具体的に説明すると、予め、送信側中継装置において、補助信号の入力の有無により、当該ディジタル無線中継システムがディジタルＴＳＬ装置として使用されているのかディジタルＦＰＵ装置として使用されているのかを、自動的に判別し、この判別結果を伝送情報の一部として時分割多重信号により受信側中継装置に通知する。なお、補助信号の使用の有無は送信側中継装置へ制御信号を直接入力して設定するようにすることも可能である。
ここで、送信側中継装置と受信側中継装置とは同じシンボルレートで動作するようにシステム設定されているので、これら中継装置はディジタルＴＳＬ装置とディジタルＦＰＵ装置のいずれとしても使用でき、これら装置のハードウェア互換性が実現される。

受信側中継装置では、送信側中継装置から受信した時分割多重信号中の通知情報（補助信号の有無情報）に応じて、補助信号有りであれば補助信号を使用するディジタルＴＳＬモードで動作し、補助信号無しであれば補助信号を使用しないディジタルＦＰＵモードで動作する。なお、状況により補助信号の有無情報を後段に中継伝送して、後段の中継装置の補助信号伝送に係る動作モード切換えに供するようにしてもよい。
ここで、このディジタル無線中継システムをディジタルＦＰＵ装置として用いている場合、ディジタルＦＰＵ装置では補助信号の領域がないので、レート合わせに使用されているスタッフィング領域を補助信号を伝送する領域に用いる。なお、補助信号が入力されていないときは、ＦＰＵ装置としての運用であると自動的に識別して、入力レートに合わせたスタッフィング処理を必要に応じて行って素材信号を中継伝送する。

本発明によると、ディジタル無線中継システムにおいて補助信号の入力の有無を中継装置が自動的に識別して動作モードを切換えるため、補助信号を扱うディジタルＴＳＬ装置として、または補助信号を通常では扱わないディジタルＦＰＵ装置として区別なく中継装置を使用することができ、ユーザにこれら装置を意識させることなく装置間の互換性を実現することができる。
更に、本発明によると、補助信号の中継伝送が必要な場合はスタッフィング領域を用いて補助信号の伝送ができ、補助信号の伝送が不要な場合は当該領域にスタッフィングを行わないフルレート或いは所望のビットレートに合わせてスタッフィングを行ったレートで伝送することができる。よって、固定的に補助信号伝送用の領域を占有しないため、補助信号を使用しない場合はクオリティの高い画質や音質で素材信号の伝送を行うことができる一方、補助信号の中継伝送により、各種機器を制御・監視するリモコン装置用の信号を伝送したり、ＧＰＳデータを伝送することが可能となる。

本発明を図に示す一実施形態に基づいて具体的に説明する。
図１には本実施形態に係るディジタル無線中継システムのディジタル送信側中継装置１０とディジタル受信側中継装置２０とを示してある。
なお、この中継システムでは、伝送すべきデータをＭＰＥＧ２−ＴＳ（Moving Picture Experts Group 2 - Transport Stream）パケットによるフレーム構造として、ディジタルＱＡＭ変調方式で送信側中継装置１０から受信側中継装置２０への無線伝送を行う。

送信側中継装置１０は、受信側中継装置２０への無線送信処理及び後述する補助信号入力の判別や当該判別結果の通知処理を行う送信装置１１、映像や音声の素材を圧縮及び多重化処理する素材圧縮多重化装置１２、補助信号を入力する送信補助信号インタフェース１３を備えている。
受信側中継装置２０は、送信側中継装置１０からの無線受信処理及び後述する補助信号の中継伝送処理を行う受信装置２１、素材を伸張及び分離処理する素材伸張分離装置２２、補助信号を出力する受信補助信号インタフェース２３を備えている。

ここで、送信側中継装置１０から受信側中継装置２０への素材信号の無線伝送に係る構成及び処理は公知であるので説明を割愛する。

送信装置１１は、素材圧縮多重化装置１２から入力される素材信号を無線送信する公知の機能に加えて、図２に示すように、送信補助信号インタフェース１３から入力されるクロック信号１７の周波数を検出するクロック周波数検出回路１４、送信補助信号インタフェース１３から入力される補助データ（補助信号）１８の同期検出を行うデータ同期検出回路１５、これら検出回路１４、１５による検出結果に基づいて補助信号入力の有無を示すフラグ信号を出力する判定回路１６を備えている。
ここで、本実施形態では、当該フラグ信号はＡＲＩＢ規格により策定されたフレーム構成のうちＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）に重畳またはデータの空きとなるスタッフィング領域に時間軸重畳して、受信側中継装置２０へ無線送信される。

受信装置２１は、送信側中継装置１０から受信した信号を復調する復調回路２４、受信信号に多重化されている前記フラグ信号で通知される補助信号入力の有無に応じて補助信号復号回路２６の動作モードを制御する補助信号有無識別回路２５、当該制御下で補助信号を中継出力処理する動作モードまたは当該処理を行わない動作モードとのいずれかの処理を行う補助信号復号回路２６とを備えている。
すなわち、復調回路２４で受信信号から復調された素材信号（受信ＴＳ信号）は素材伸張分離装置２２に出力され、補助信号を中継出力処理する動作モードでは、受信した補助信号は受信補助信号インタフェース２３に出力される。

次に、上記構成のディジタル無線伝送システムによる処理を説明する。
まず、送信装置１１には変調方式と符号化率により定められた補助信号の伝送レート範囲を設定しておき、送信側中継装置１０と受信側中継装置２０とのシンボルレートを合わせておく。また、送信補助信号インタフェース１３では、送信する補助信号データ（ＧＰＳ情報、制御、監視情報など）を予めＭＰＥＧ２−ＴＳパケットによるフレーム構造としておく。

そして、クロック周波数検出回路１４により送信補助信号インタフェース１３から供給されたクロック信号１７をカウントし、当該クロックの周波数を検出する。このカウントしたクロック周波数が予め設定した伝送レート範囲内の場合には、クロック周波数検出回路１４はクロック周波数一致信号を判定回路１６に出力する。
一方、送信補助信号インタフェース１３から供給された補助信号データ１８はデータ同期検出回路１５により、ＴＳパケットデータ内の同期バイト信号が検出され、同期バイトが一定間隔で定められた回数発生した場合には、正しく補助信号データが入力されていることを同期検出信号として判定回路１６に出力する。

判定回路１６では、上記の同期検出信号とクロック周波数一致信号が同時に成立したときに、補助信号データ入力があると判断し、当該判断結果を補助信号有無フラグとして出力して、受信側中継装置２０へ通知する。
受信側中継装置２０では、受信装置２１において、受信信号を復調回路２４で復調し、受信信号に多重化されていた素材信号（受信ＴＳ信号）は素材伸張分離装置２２に出力する一方、受信信号に多重化されている補助信号有無フラグを補助信号有無識別回路２５が検出し、当該フラグに応じて補助信号がある旨が通知されている場合には、補助信号有無識別回路２５は補助信号を出力処理する動作モードに補助信号復号回路２６を切換える。

このように動作モードを切換えられると、補助信号復号回路２６は復調された受信信号中から補助信号を復号し、当該補助信号を受信補助信号インタフェース２３に出力する。受信補助信号インタフェース２３では、受信補助信号を後段の中継装置へ伝送させるための処理へ出力する他、システム設定により、受信側中継装置２０に接続される装置の制御や監視のために出力する。
一方、受信装置２１は、受信信号に補助信号が含まれない場合には、補助信号有無識別回路２５がＴＭＣＣによりビットレートを判断し、スタッフィングの設定をして、補助信号を扱わない動作モードに自己切換する。

したがって、送信側中継装置１０及び受信側中継装置２０に上記構成を備えることにより、これら中継装置をディジタルＦＰＵ装置としてもディジタルＴＳＬ装置としても実現することができる。
すなわち、ＴＳＬ装置とＦＰＵ装置どちらにも使用できる中継装置を実現して、ＴＳＬ装置とＦＰＵ装置との互換性を実現し、更に、補助信号用の固定領域の必要性を廃した無線中継伝送を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るディジタル無線中継システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る送信装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る受信装置の構成を示す図である。 無線中継システムの概要を説明する図である。

符号の説明

１０：送信側中継装置、 １１：送信装置、
１２：素材圧縮多重化装置、 １３：送信補助信号インタフェース、
１４：クロック周波数検出回路、 １５：データ同期検出回路、
１６：判定回路、 ２０：受信側中継装置、
２１：受信装置、 ２２：素材伸張分離装置、
２３：受信補助信号インタフェース、 ２４：復調回路、
２５：補助信号有無識別回路、 ２６：補助信号復号回路、

Claims (1)

1. 素材信号に加えて補助的なデータからなる補助信号を必要に応じ送信側中継装置から受信側中継装置へ無線送信するディジタル無線中継システムにおいて、
   送信側中継装置と受信側中継装置とを同じシンボルレートに設定し、
   送信側中継装置には、補助信号入力の有無を判別し、判別した結果を受信側中継装置へ通知する手段と、を備え、
   受信側中継装置には、送信側中継装置から受信した信号より補助信号を復号する補助信号復号手段と、送信側中継装置から通知された判別結果に基づいて補助信号復号手段を動作させて補助信号を中継出力するモードと当該中継出力を行わないモードとに切換える動作モード切換え手段を備えることを特徴とするディジタル無線中継システム。

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