JP2005175699A - 遅延時間調整方法及び遅延時間調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地上デジタル放送システム全体を演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式において遅延時間制御の容易な自動遅延制御方式で運用することができる遅延時間調整方法及び遅延時間調整装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 演奏所から放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに基準時刻との時間差情報及び最大遅延時間情報を設定して伝送し、放送所それぞれで受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている時間差情報とリファレンス基準信号とを用いて放送所それぞれまでの伝送遅延時間を計測し、放送所それぞれで計測した伝送遅延時間と受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている最大遅延時間情報に基づいて調整遅延時間を決定し、放送所それぞれでマスタークロックと共に受信した放送ＴＳ信号をマスタークロックに同期して調整遅延時間だけ遅延する。
【選択図】 図４

Description

本発明は遅延時間調整方法及び遅延時間調整装置に関し、単一周波数網を構成する各放送所で放送信号の遅延時間を調整する遅延時間調整方法及び遅延時間調整装置に関する。

現在、地上デジタルテレビジョン放送の伝送方法として、ＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）と呼ばれるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕ１ｔｉｐ１ｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）伝送方式が規格化され、実用化に向けた準備が進められている（例えば、非特許文献１参照。）。

地上デジタルテレビジョン放送では、複数チャンネルのテレビジョン放送信号それぞれを周波数効率の良いＯＦＤＭでデジタル変調して放送される。ＯＦＤＭはマルチパスの干渉にも強く、伝送信号中にガードインターバルという時間的なガードを設けることにより、遅延時間差の長いマルチパスの妨害による信号劣化を抑えることができることから、同じ放送内容を同一の周波数で放送する単一周波数網（ＳＦＮ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が可能となり、これにより周波数を大きく節約することができる。

単一周波数網を構築するためには、各放送所での変調器が遅延時間差なしに同一タイミングで同一なＯＦＤＭ信号を発射する必要がある。ＯＦＤＭ信号は演奏所から各放送所まで無線や有線などの伝送経路で伝送されるために伝送経路による遅延時間差が生じ、また、各放送所で変調器などの構成機器を経由することから各構成機器による遅延時間差も生じるため、各放送所でのタイミング合わせを行うためには、これらの遅延時間を調整する必要がある。

単一周波数網の同期化方法として、リファレンス同期方式と従属同期方式がある（例えば、非特許文献２参照。）。リファレンス同期方式は、演奏所システムから放送所システムまでの各システムをＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等のリファレンス同期信号に同期させる。従属同期方式は、演奏所システムのマスタークロックを各放送所システムまで伝送し、全ての放送所システムのクロックを演奏所システムのマスタークロックに同期させる。

図１は、従来のリファレンス同期方式における遅延制御方法の一例のフローチャートを示す。伝送路より放送ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）信号を受信し、ステップＳ１でＧＰＳ受信部から供給される周波数１０ＭＨｚの基準周波数信号を基準として受信した放送ＴＳ信号を読み込む。

次に、ステップＳ２で放送ＴＳ信号の多重フレームのＩＩＰ（ＩＳＤＢ−Ｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐａｃｋｅｔ）パケット内のＮＳＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）情報に設定されている固定遅延フラグ（ｓｔａｔｉｃ＿ｄｅｌａｙ＿ｆｌａｇ）が０か否かを判別する。

リファレンス同期方式では固定遅延制御（固定遅延フラグ＝１）と自動遅延制御（固定遅延フラグ＝０）の２つの方式があり、固定遅延フラグが１の固定遅延制御の場合はステップＳ３に進み、ＮＳＩ情報から自装置のタイムオフセット（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ）を読込む。そして、ＧＰＳ受信部から供給される基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を基準にして、ステップＳ５で上記タイムオフセットにより指定された時間の遅延時間処理を行い、ステップＳ６で遅延した放送ＴＳ信号を出力する。この放送ＴＳ信号出力は後段のＯＦＤＭ変調器に供給される。

ステップＳ２において固定遅延フラグが０の自動遅延制御の場合は、ステップＳ４に進み、演奏所で放送ＴＳ信号のＩＩＰパケットのＮＳＩ情報に設定される基準時刻との時間差を示すＳＴＳ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ＿Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐ）情報を基に、ＧＰＳ受信部から供給される基準時間信号（１ＰＰＳ）及び基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を用いて演奏所から自装置までの伝送遅延時間を測定し、次に、ＮＳＩ情報に設定されている最大遅延量（ｍａｘｉｍｕｍ＿ｄｅｌａｙ）と測定した伝送遅延時間に基づき、基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を基準にして、ステップＳ５で遅延時間処理を行い、ステップＳ６で放送ＴＳ信号を出力する。この放送ＴＳ信号出力は後段のＯＦＤＭ変調器に供給される。

図２は、従来の従属同期方式における遅延制御方法の一例のフローチャートを示す。伝送路より放送ＴＳ信号及び周波数５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックを受信し、ステップＳ１０で受信したマスタークロック（５１２／６３ＭＨｚ）を基準として受信した放送ＴＳ信号を読み込む。

次に、ステップＳ１１でＮＳＩ情報からタイムオフセット（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ）を読込む。そして、受信したマスタークロック（５１２／６３ＭＨｚ）を基準にして、ステップＳ１２で上記タイムオフセットにより指定された時間の遅延時間処理を行い、ステップＳ１３で遅延した放送ＴＳを出力する。この放送ＴＳ信号出力は後段のＯＦＤＭ変調器に供給される。
地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１）：電波産業会 地上デジタル放送用送信設備 共通仕様書 ｐ．１５８" 地上波デジタル放送におけるＳＦＮ同期化方式"：全国デジタル送信設備検討会

従来のリファレンス同期方式における遅延制御方法では、固定遅延制御と自動遅延制御の両方に対応しているために、状況に応じて柔軟な遅延時間管理を行うことができる。しかし、ＳＴＳ情報や最大遅延量（ｍａｘｉｍｕｍ＿ｄｅｌａｙ）とタイムオフセット（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ）のようなＧＰＳ等のリファレンス基準信号に依存した遅延制御のために、リファレンス基準信号に異常が発生した場合、各放送所の基準クロックの同一性が確保できなくなりＳＦＮが破綻する可能性があるという問題があった。

従来の従属同期方式における遅延制御方法では、ＧＰＳ等のリファレンス基準信号に頼らずにシステム全体が演奏所のマスタークロックに同期して運用を行うことができる。しかし、固定遅延制御しか行うことができず、固定遅延制御の場合は、固定値の遅延量を各遅延調整装置に直接プリセット値として与えるか、または、演奏所から各遅延調整装置のタイムオフセット（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ）として与える必要があり、遅延時間が変動する場合や、新しく回線を引く場合には当該装置までの遅延時間を測定して固定値の遅延量を決定する必要があり、手間がかかるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、地上デジタル放送システム全体を演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式において遅延時間制御の容易な自動遅延制御方式で運用することができる遅延時間調整方法及び遅延時間調整装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、演奏所から前記放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに基準時刻との時間差情報及び最大遅延時間情報を設定して伝送し、
前記放送所それぞれで受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている時間差情報とリファレンス基準信号とを用いて前記放送所それぞれまでの伝送遅延時間を計測し、
前記放送所それぞれで計測した伝送遅延時間と受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている最大遅延時間情報に基づいて調整遅延時間を決定し、
前記放送所それぞれでマスタークロックと共に受信した放送ＴＳ信号を前記マスタークロックに同期して前記調整遅延時間だけ遅延することにより、
地上デジタル放送システム全体を演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式において遅延時間制御の容易な自動遅延制御方式で運用することができる。

また、請求項２に記載の発明は、放送所で受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている時間差情報とリファレンス基準信号とを用いて前記放送所までの伝送遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、
前記放送所で計測した伝送遅延時間と受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている最大遅延時間情報に基づいて調整遅延時間を決定する調整遅延時間決定手段と、
前記放送所でマスタークロックと共に受信した放送ＴＳ信号を前記マスタークロックに同期して前記調整遅延時間だけ遅延する遅延手段を有することにより、
地上デジタル放送システム全体を演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式において遅延時間制御の容易な自動遅延制御方式で運用することができる。

請求項１，２に記載の発明によれば、地上デジタル放送システム全体を演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式において遅延時間制御の容易な自動遅延制御方式で運用することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図３は、本発明の遅延時間調整装置を適用した従属同期方式の地上デジタル放送システムの一実施形態のブロック図を示す。同図中、演奏所１０は、放送ＴＳ信号及び５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックを多重して６４ＱＡＭ変調した例えば１３０ＭＨｚの６４ＱＡＭ変調信号を出力する。この６４ＱＡＭ変調信号は伝送路１１を通って放送所２０に伝送され、また、伝送路１２を通って放送所３０に伝送される。

各放送所２０，３０それぞれは、６４ＱＡＭ復調器２１、遅延時間調整装置２２、ＧＰＳ受信部２３、ＯＦＤＭ変調器２４及び放送機２５から構成されている。６４ＱＡＭ復調器２１は伝送路１１または１２から受信した６４ＱＡＭ変調信号の６４ＱＡＭ復調を行って放送ＴＳ信号及び５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックを再生して遅延時間調整装置２２に供給する。

遅延時間調整装置２２は、ＧＰＳ受信部２３から基準時間信号（１ＰＰＳ）及び基準周波数信号（１０ＭＨｚ）のリファレンス基準信号を供給されており、このリファレンス基準信号を使用して自動遅延制御の遅延量の算出を行い、その遅延量だけ遅延処理を行う。遅延時間調整装置２２の出力する放送ＴＳ信号及びマスタークロックはＯＦＤＭ変調器２４に供給され、ＯＦＤＭ変調器２４は放送ＴＳ信号に付加された制御情報に従ってテレビジョン放送信号のＯＦＤＭ変調を行う。得られたＯＦＤＭ変調信号は放送機２５からＳＦＮサービスエリア３１に無線送信される。

図４は、本発明の遅延時間調整装置２２の一実施形態のブロック図を示す。同図中、端子４０ａ，４０ｂには６４ＱＡＭ復調器２１の出力する放送ＴＳ信号及び５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックが入来しＴＳ受信部４１に供給される。ＴＳ受信部４１はマスタークロックに同期して放送ＴＳ信号を受信し、受信した放送ＴＳ信号及びマスタークロックをＴＳ遅延部４２に供給すると共に、放送ＴＳ信号の多重フレームからＩＩＰパケットを取り出してＮＳＩ読出し部４３に供給する。

ここで、図５（Ａ）に示す放送ＴＳ信号の多重フレームの各フレームには１つのＩＩＰパケットが含まれている。図５（Ｂ）に示すＩＩＰパケット内にはＮＳＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）情報が設定されている。このＮＳＩ情報内には図５（Ｃ）に示すように、基準時刻との時間差を示すＳＴＳ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ＿Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐ）情報、演奏所１０からＯＦＤＭ変調器２４出力までの最大遅延量（ｍａｘｉｍｕｍ＿ｄｅｌａｙ：図中ｍａｘ）、各機器の遅延時間のオフセット等を個別に制御するためのＥＣＩ（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＿Ｃｏｎｔｒｏｌ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）情報として、制御する機器を指定する機器情報（ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ＿ｉｄ：図中ｅｉｄ）、固定遅延フラグ（ｓｔａｔｉｃ＿ｄｅｌａｙ＿ｆｌａｇ：図中ｓｄｆ）、後続のタイムオフセットの極性を著すタイムオフセット極性（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｐｏｌａｒｉｔｙ：図中ｏｆｐ）、最大遅延量に対するタイムオフセット（ｔｉｍｅ＿ｏｆｆｓｅｔ：図中ｏｆｓ）それぞれが設定される。

ＮＳＩ読出し部４３は、ＧＰＳ受信部２３からの基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を基準に動作し、ＩＩＰパケット内のＮＳＩ情報からＳＴＳ情報と自装置向けのＥＣＩ情報を取り出し、ＳＴＳ情報を遅延時間計測部４５に供給し、自装置向けのＥＣＩ情報を遅延時間決定部４７に供給する。

遅延時間計測部４５は、端子４６を介してＧＰＳ受信部２３から基準時間信号（１ＰＰＳ）及び基準周波数信号（１０ＭＨｚ）のリファレンス基準信号を供給されており、基準時刻との時間差を示すＳＴＳ情報と基準時間信号及び基準周波数信号を基に演奏所１０から自装置までの伝送遅延時間を計測して遅延時間決定部４７に供給する。

遅延時間決定部４７は、自動遅延制御時にはＮＳＩ情報の最大遅延量及びＥＣＩ情報から、測定結果の伝送遅延時間とＯＦＤＭ変調器２５の遅延時間（固定値）を減算した値を自装置の調整遅延時間と決定し、固定遅延制御時にはＥＣＩ情報のタイムオフセットを自装置の調整遅延時間と決定し、この調整遅延時間をＴＳ遅延部４２に供給する。

ＴＳ遅延部４２は、放送ＴＳ信号を５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックに同期して上記調整遅延時間だけ遅延する。遅延された放送ＴＳ信号及びマスタークロックはＴＳ送信部４８によって端子５０ａ，５０ｂから出力され、後続のＯＦＤＭ変調器２４に供給される。

ここで、遅延時間計測部４５では基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を用いているため、遅延時間決定部４７では１００ｎｓｅｃ単位で遅延時間を算出しており、ＴＳ遅延部４２では５１２／６３ＭＨｚで再生した放送ＴＳ信号を上記遅延時間だけ遅延する。放送ＴＳ信号は５１２／６３ＭＨｚを基準とするため、遅延処理は１２３ｎｓｅｃ単位となる。

このような制御を行う場合は、１００ｎｓｅｃ単位での測定結果を１２３ｎｓｅｃ単位のデータ列で遅延制御を行うために制御分解能は１２３ｎｓｅｃ単位となるが、ＳＦＮ構成の条件であるガードインターバル時間は最短（Ｍｏｄｅ１、１／３２）の場合でも、７．８７５ｕｓｅｃであるので、運用上充分な分解能を確保することができる。

図６は、本発明装置の遅延時間調整装置が実行する遅延制御の一実施形態のフローチャートを示す。し、ステップＳ２０で伝送路より放送ＴＳ信号及び周波数５１２／６３ＭＨｚのマスタークロックを受信し、ステップＳ２１でＧＰＳ受信部２３から供給される周波数１０ＭＨｚの基準周波数信号を基準として受信した放送ＴＳ信号を読み込む。

次に、ステップＳ２１で放送ＴＳ信号の多重フレームのＩＩＰパケット内のＮＳＩ情報に設定されている固定遅延フラグ（ｓｔａｔｉｃ＿ｄｅｌａｙ＿ｆｌａｇ）が０か否か（＝１）を判別する。

固定遅延フラグが１の固定遅延制御の場合はステップＳ２３に進み、ＮＳＩ情報から自装置向けのＥＣＩを読込み、ステップＳ２４で上記ＥＣＩのタイムオフセット極性に基づきタイムオフセットの値（１０ＭＨｚ基準）を調整遅延時間処理量（５１２／６３ＭＨｚ基準）に変換して確定する。その後ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２２において固定遅延フラグが０の自動遅延制御の場合は、ステップＳ２５に進み、演奏所で放送ＴＳ信号のＩＩＰパケットのＮＳＩ情報に設定されている基準時刻との時間差を示すＳＴＳ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ＿Ｔｉｍｅ＿ｓｔａｍｐ）情報を基に、ＧＰＳ受信機から供給される基準時間信号（１ＰＰＳ）及び基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を用いて演奏所から自装置までの伝送遅延時間を測定し、ステップＳ２６で、ＮＳＩ情報の最大遅延量（ｍａｘｉｍｕｍ＿ｄｅｌａｙ）を基に、基準周波数信号（１０ＭＨｚ）を基準にして自装置の調整遅延時間を求め、この調整遅延時間（１０ＭＨｚ基準）を調整遅延時間処理量（５１２／６３ＭＨｚ基準）に変換して確定する。その後ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、ステップＳ２０で受信したマスタークロック（５１２／６３ＭＨｚ）を基準にして、放送ＴＳ信号を調整遅延時間処理量だけ遅延する調整遅延時間処理を行い、ステップＳ２８で遅延した放送ＴＳ信号を出力する。

このようにして、従属同期方式の地上デジタル放送システムで自動遅延制御を行うことが可能となる。また本実施形態はシステムとしては従属同期方式のシステムとなっているために、ＧＰＳ等のリファレンス基準信号が異常になった場合、異常が発生する直前の遅延情報を維持して遅延調整器を動作させることでリファレンス基準信号に異常が発生した場合でもＳＦＮでの運用を続けることが可能である。

また、本発明による自動遅延制御は従属同期方式に使用する基準クロックが５１２／６３ＭＨｚではなく、例えば１０ＭＨｚである場合にも、上記実施形態と同様に実施することができる。

本発明の遅延時間調整装置２２を各放送所に設置することにより、従属同期方式においても最大遅延量（ｍａｘｉｍｕｍ＿ｄｅｌａｙ）を利用した自動遅延制御を行うことができ、自動遅延制御を行うことで煩雑な固定遅延制御値の管理を行う必要が無く、遅延時間が変動する場合や、新しく回線を引く場合には当該装置までの遅延時間を測定して固定値の遅延量を決定する必要がない。

なお、ＩＩＰパケットが請求項記載の付加情報伝送パケットに対応し、遅延時間計測部４５が遅延時間計測手段に対応し、遅延時間決定部４７が調整遅延時間決定手段に対応し、ＴＳ遅延部４２が遅延手段に対応する。

従来のリファレンス同期方式における遅延制御方法の一例のフローチャートである。 従来の従属同期方式における遅延制御方法の一例のフローチャートである。 本発明の遅延時間調整装置を適用した従属同期方式の地上デジタル放送システムの一実施形態のブロック図である。 本発明の遅延時間調整装置２２の一実施形態のブロック図である。 放送ＴＳ信号の構成を説明するための図である。 本発明装置の遅延時間調整装置が実行する遅延制御の一実施形態のフローチャートである。

符号の説明

１０ 演奏所
１１，１２ 伝送路
２０，３０ 各放送所
２１ ６４ＱＡＭ復調器
２２ 遅延時間調整装置
２３ ＧＰＳ受信部
２４ ＯＦＤＭ変調器
２５ 放送機
３１ ＳＦＮサービスエリア
４１ ＴＳ受信部
４２ ＴＳ遅延部
４３ ＮＳＩ読出し部
４４ ＮＳＩ読出し部
４５ 遅延時間計測部
４７ 遅延時間決定部

Claims (3)

1. 演奏所から放送ＴＳ信号とマスタークロックを複数の放送所に伝送し、システム全体を前記演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式の単一周波数網の各放送所における遅延時間調整方法において、
   前記演奏所から前記放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに基準時刻との時間差情報及び最大遅延時間情報を設定して伝送し、
   前記放送所それぞれで受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている時間差情報とリファレンス基準信号とを用いて前記放送所それぞれまでの伝送遅延時間を計測し、
   前記放送所それぞれで計測した伝送遅延時間と受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている最大遅延時間情報に基づいて調整遅延時間を決定し、
   前記放送所それぞれでマスタークロックと共に受信した放送ＴＳ信号を前記マスタークロックに同期して前記調整遅延時間だけ遅延する
   ことを特徴する遅延時間調整方法。
2. 演奏所から放送ＴＳ信号とマスタークロックを複数の放送所に伝送し、システム全体を前記演奏所のマスタークロックに同期させる従属同期方式の単一周波数網の各放送所における遅延時間調整装置において、
   前記放送所で受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている時間差情報とリファレンス基準信号とを用いて前記放送所までの伝送遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、
   前記放送所で計測した伝送遅延時間と受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットに設定されている最大遅延時間情報に基づいて調整遅延時間を決定する調整遅延時間決定手段と、
   前記放送所でマスタークロックと共に受信した放送ＴＳ信号を前記マスタークロックに同期して前記調整遅延時間だけ遅延する遅延手段を
   有することを特徴する遅延時間調整装置。
3. 請求項２記載の遅延時間調整装置において、
   調整遅延時間決定手段は、前記放送所で受信した放送ＴＳ信号の付加情報伝送パケットの固定遅延フラグに応じ、前記付加情報伝送パケットのタイムオフセット情報を調整遅延時間として決定することを特徴する遅延時間調整装置。

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