JP2005244918A - 中継局及び多段中継システム - Google Patents
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Abstract
【課題】演奏所の監視情報処理装置へ監視情報を送出して故障発生の監視を可能にした中継局及び該中継局を用いた多段中継システムを提供する。
【解決手段】地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局及び該中継局を用いた多段中継システムにおいて、中継局100を構成する受信部10の出力側のMER値を検出するMER検出器72と受信電力を検出する受信電力検出器71と送信電力増幅器51のバイアス電流を検出するバイアス電流検出器73と送信電力を検出する送信電力検出器74とを備え、MER検出値等を中継局監視情報として監視情報処理装置198へ送出し、そこで中継局監視情報に基づいて障害原因区間及び障害中継局を特定させる。
【選択図】図1
【解決手段】地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局及び該中継局を用いた多段中継システムにおいて、中継局100を構成する受信部10の出力側のMER値を検出するMER検出器72と受信電力を検出する受信電力検出器71と送信電力増幅器51のバイアス電流を検出するバイアス電流検出器73と送信電力を検出する送信電力検出器74とを備え、MER検出値等を中継局監視情報として監視情報処理装置198へ送出し、そこで中継局監視情報に基づいて障害原因区間及び障害中継局を特定させる。
【選択図】図1
Description
本発明は地上波デジタルテレビジョン放送波を中継するとともに監視情報を送出して故障発生の監視を可能にした中継局及び該中継局を用いた多段中継システムに関する。
従来のアナログテレビジョン放送では、前段の中継放送機の障害により、S/Nの劣化にもつながる自局中継放送機の受信レベルの低下を検出し、監視制御システムにより前段の中継放送機の停波または送信レベル低下の監視が行われる場合がある。この監視結果とさらにモニタ委託受信者からの情報とにより、何段目の中継放送機が異常になっているのかを判断して、異常の発生している中継放送機に入って調査修理を行っている。
また、送信機、受信機及び電源等の経時変化をモニタして、モニタ結果から得られた情報に基づき故障発生日時の推定を可能にした多重無線システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記のシステムは送信電波を受けて受信して復調し、再び変調して、再送信するものに対するものであって、C/N劣化を判断するものではなく、その概念は地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局とは異なり、地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局に適応することはできない。さらにいえば、地上波デジタルテレビジョン放送システムでも、上記システムと同等の監視システムでどの段の送信レベルが低下しているのかについて監視することは可能である。しかしながら、送信レベルは正常なものの、送信電力増幅器の飽和特性の劣化や局部発振器のC/N劣化に起因する障害の発生を検出することはできない。これらの障害では、レベルの低下はないものの受信波のC/N劣化が発生し、劣化が大きい場合には受信画像が異常になることがある。
しかし、受信波の電界強度または受信レベルの低下、非直線歪み増加等によりC/N劣化が発生した場合に、図11に示すように、アナログテレビジョン放送の場合では受信レベルに比例して受信画像の画質が少しずつ劣化するが、デジタルテレビジョン放送ではある電界強度あるいはC/Nまでは画質は電界強度が高い場合と比較して全く劣化のない状態を維持し、前記ある電界強度以下になると急激に画質が悪くなる、所謂崖効果に基づく特性を示す。
このような特徴のある地上波デジタルテレビジョン放送では、途中の中継局に不具合が発生しても、どの段の中継局がC/N劣化の原因となっているのかを特定する方法がないという問題点があった。
本発明は、監視情報処理装置へ監視情報を送出して故障発生の監視を可能にした中継局及び該中継局を用いた多段中継システムを提供することを目的とする。
本発明にかかる中継局は、地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局であって、受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段を備え、検出したMER検出値を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理することを特徴とする(請求項1記載の発明)。
なお、通常、地上波デジタルテレビジョン放送波は、ある場所に設置された送信所から送信(放送)され、この送信所には、他の場所に設置されている演奏所(スタジオ)からTS(Transport Stream)信号で放送素材が伝送される。この場合、監視情報処理装置は、演奏所に設けられる。ただし、演奏所と送信所が同一場所に設けられる場合もある。
本発明にかかる中継局は、さらに、受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーと、キャンセラーの出力端におけるMER値を検出するMER検出手段とを備え、検出したMER検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理するようにしてもよい(請求項2記載の発明)。
本発明にかかる中継局は、さらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と送信電力を検出する送信電力検出手段と送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段との少なくともいずれか1つの検出手段を備え、該備えた検出手段による検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理するようにしてもよい(請求項3記載の発明)。
本発明にかかる中継局において、キャンセラーは、回り込みをキャンセルする回り込みキャンセラー、干渉をキャンセルする干渉キャンセラー、受信波のC/Nを改善し高C/Nで中継送信するための等化装置、干渉性フェージングによる回線品質劣化を軽減するスペースダイバーシチ装置、または放送波のガードインターバルを超える長遅延時間マルチパス歪を軽減する長遅延時間マルチパスキャンセラーの少なくともいずれか1つであってもよい(請求項4記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムは、送信所から送出される地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する複数の中継局からなる多段中継システムにおいて、
複数の中継局中、少なくとも1つの中継局には受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段を備え、
検出MER値の情報を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出し、前記多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の位置的に同一MER検出部位の、多段中継システム設置時における検出MER値と多段中継システム設置時より時間的に後の今回時点における検出MER値との差に基づいてMER劣化量を監視情報処理装置において求め、求めたMER劣化量が予め定めた閾値を超えるときMER異常である旨の警報を発するようにしたことを特徴とする(請求項5記載の発明)。
複数の中継局中、少なくとも1つの中継局には受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段を備え、
検出MER値の情報を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出し、前記多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の位置的に同一MER検出部位の、多段中継システム設置時における検出MER値と多段中継システム設置時より時間的に後の今回時点における検出MER値との差に基づいてMER劣化量を監視情報処理装置において求め、求めたMER劣化量が予め定めた閾値を超えるときMER異常である旨の警報を発するようにしたことを特徴とする(請求項5記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムは、さらに、MER異常である旨の警報発動に続いて、MER異常であるとされた中継局の前段の中継局を含めて位置的に前位置におけるMER検出部位と位置的に前記前位置の次位置におけるMER検出部位とにおいて多段中継システム設置時点にて検出した両MER値の差からMER検出部位間における多段中継システム設置時点でのMER劣化量を求め、前記MER検出部位間と同一MER検出部位間において多段中継システム設置時点よりも時間的に後の今回時点にて検出した両MER値の差から今回時点でのMER劣化量を求め、前記多段中継システム設置時点のMER劣化量と前記今回時点のMER劣化量との差からMER劣化量の変化量を監視情報処理装置において求め、MER劣化量の変化量が最も大きいMER検出部位間を障害原因区間としてもよい(請求項6記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムは、さらに、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーと、キャンセラーの出力端におけるMER値を検出するMER検出手段とを備え、
該検出したMER検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理するようにしてもよい(請求項7記載の発明)。
該検出したMER検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理するようにしてもよい(請求項7記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムは、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局に、さらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と送信電力を検出する送信電力検出手段と送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段との少なくともいずれか1つの検出手段を備え、該備えた検出手段による検出値を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出し、受信電力検出値、送信電力検出値、及びバイアス電流検出値のうちの少なくとも1つの値から、障害原因区間内における障害中継局を推定するようにしてもよい(請求項8記載の発明)。
本発明にかかる中継局によれは、中継局に、受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段が備えられて、検出されたMER検出値が中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出されて監視情報処理装置にて処理されるようにしたため、中継局監視情報に基づいて障害中継局及び障害原因区間を早期に推定することが可能となる(請求項1記載の発明)。
本発明にかかる中継局によれば、中継局にさらに、受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーが備えられ、キャンセラーの出力端において検出されたMER検出値も中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出されて監視情報処理装置にて処理されるようにしたため、中継局監視情報に基づいてキャンセラーの劣化を含めて障害中継局及び障害原因区間を早期に推定することが可能となる(請求項2記載の発明)。
本発明にかかる中継局によれば、中継局にさらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と、送信電力を検出する送信電力検出手段と、送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段とが備えられ、受信電力検出値、送信電力検出値及びバイアス電流検出値も中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出されて監視情報処理装置にて処理されるようにしたため、受信電力検出値、送信電力検出値及びバイアス電流検出値にも基づいて、障害中継局及び障害原因区間を早期に推定することが可能となる(請求項3記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムによれば、多段中継システムを形成する少なくとも1つの中継局には受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段が設けられ、MER検出手段からの検出MER値の情報が中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出され、前記少なくとも1つの中継局中における同一中継局の位置的に同一MER検出部位の、多段中継システム設置時における検出MER値と多段中継システム設置時より時間的に後の今回時点における検出MER値との差に基づくMER劣化量が監視情報処理装置において求められ、求められたMER劣化量が予め定めた閾値を超えるときMER異常である旨の警報が発されるため、障害の生じたことを早期に報知することが可能となる(請求項5記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムによれば、さらに、MER異常である旨の警報発動に続いて、MER異常であるとされた中継局の前段の中継局を含めて位置的に前位置におけるMER検出部位と位置的に前記前位置の次位置におけるMER検出部位とにおいて多段中継システム設置時点にて検出した両MER値の差からMER検出部位間における多段中継システム設置時点でのMER劣化量が求められ、前記MER検出部位間と同一MER検出部位間において多段中継システム設置時点よりも時間的に後の今回時点にて検出した両MER値の差から今回時点でのMER劣化量が求められ、多段中継システム設置時点のMER劣化量と前記今回時点のMER劣化量との差からMER劣化量の変化量が監視情報処理装置において求められ、MER劣化量の変化量が最も大きいMER検出部位間が障害原因区間として、早期に求めることが可能となる(請求項6記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムによれば、さらに、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーが設けられ、キャンセラーの出力端におけるMER値も中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出されて監視情報処理装置にて処理されるため、キャンセラーの劣化を含めて障害中継局及び障害原因区間を早期に求めることが可能となる(請求項7記載の発明)。
本発明にかかる多段中継システムによれば、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局に、さらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と送信電力を検出する送信電力検出手段と送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段との少なくともいずれか1つの検出手段とが備えられて、該備えられた検出手段による検出値が中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出され、受信電力検出値、送信電力検出値、及びバイアス電流検出値のうちの少なくとも1つの値から、障害原因区間内における障害中継局が推定されるため、受信電力検出値、送信電力検出値及びバイアス電流検出値にも基づいて、障害中継局及び障害原因区間を早期に推定することが可能となる(請求項8記載の発明)。
以下、本発明を実施するための最良の形態によって説明する。
図1は本発明の実施の形態が適応された中継局の構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態にかかる中継局100は、図1に示すように、例えばUHF帯の地上波デジタルテレビジョン放送波である被中継波を受信波として受けて中間周波数に変換する受信部10と、受信部から出力される中間周波信号を受けて送信のためのRF信号に変換する送信部30と、送信部30から出力されるRF信号を受けて電力増幅して送信する送信電力増幅部50と、中継局監視情報を検出する監視情報検出部68と、監視情報検出部68で検出した中継局監視情報を、通常、演奏所(スタジオ)196(図2参照)に設けられている監視情報処理装置198へ送出する監視情報送出部としての監視情報送信装置78とを備えている。
受信部10は被中継波を受けて帯域制限するバンドパスフィルタ11と、バンドパスフィルタ11からの出力を増幅するローノイズ増幅器からなるRF増幅器12と、RF増幅器12からの出力と局部発振器14からの発振出力とを周波数混合して中間周波数の信号に変換するミキサ13と、ミキサ13からの出力を増幅する中間周波増幅器17と、中間周波増幅器17の出力の帯域制限をするSAWフィルタからなる中間周波フィルタ18と、中間周波フィルタ18の出力を増幅して出力を送信部30へ送出する中間周波増幅器19とを備えて、被中継波を受信して中間周波数の信号に一旦変換する。
局部発振器14は基準周波数発振器16及びPLL回路15と共同して所望の発振周波数の発振を行う。
送信部30は受信部10から出力される中間周波数の出力を増幅する中間周波増幅器31と、中間周波増幅器31の出力とAGC信号とを受けて中間周波増幅器31の出力を減衰させる可変減衰器32と、可変減衰器32の出力を増幅する中間周波増幅器33と、中間周波増幅器33の出力の帯域制限をする中間周波フィルタ34と、中間周波フィルタ34の出力を増幅し出力をAGC信号とする中間周波増幅器35と、中間周波増幅器35からの出力と局部発振器37からの発振出力とを周波数混合してRF周波数の信号に変換するミキサ36と、ミキサ36からの出力を増幅して出力を送信電力増幅部50へ送出するRF増幅器39とを備えて、受信部10から出力される中間周波信号の周波数をRF周波数に変換する。
局部発振器37は基準周波数発振器16及びPLL回路38と共同して所望の発振周波数の発振を行う。
送信電力増幅部50は、送信部30からの出力を受けて電力増幅する送信電力増幅器51と、送信電力増幅器51の出力の帯域制限をするバンドパスフィルタ52とを備え、送信部30から出力されるRF信号を電力増幅してUHF帯の地上波デジタルテレビジョン放送波として送信(放送)する。
中継局100に設けられた監視情報検出部68は、被中継局の入力から受信電力値を検出する受信電力検出器71と、受信部10の出力からMER(Modulation Error Ratio)値を検出するMER検出器72と、送信電力増幅器51のバイアス電流値を検出するバイアス電流検出器73と、送信電力増幅器51の出力から送信電力値を検出する送信電力検出器74と、送信電力増幅器51の出力周波数をダウンコンバートして中間周波数に変換するダウンコンバータ75と、ダウンコンバータ75の出力を受けてMER値を検出するMER検出器76とを備えている。
監視情報送信装置78は、受信電力検出器71にて検出した受信電力値、MER検出器72にて検出したMER値、バイアス電流検出器73にて検出したバイアス電流値、送信電力検出器74にて検出した送信電力値、MER検出器76にて検出したMER値を入力して、検出受信電力値、検出MER値、検出バイアス電流値及び送信電力値の情報を中継局監視情報として演奏所196に設けられている監視情報処理装置198へ送出する。
ここで、MER値はOFDM変調信号の品質を表す指標の一つであって、地上波デジタルテレビジョン放送の信号を復調したときの理想信号振幅と雑音による誤差(ベクトル誤差)との電力比である。
なお、上記においてMER検出器72とMER検出器76との2つのMER検出器を設けた場合を例示しているが、MER検出器72のみを設けてMER検出器76を省略しても差し支えない。両方を備えることによって受信部側のMER値と送信部側とのMER値を検出することができて、受信側のMER値と送信側のMER値とを比較することにより、それぞれの検出位置間の構成要素によるMER値の変化を知ることができる。
監視情報送信装置78から出力される中継局監視情報の監視情報処理装置198への送信は、有線、すなわち電話回線であっても、専用線であってもよく、有線に代わって無線であってもよい。監視情報送信装置78から出力される中継局監視情報の監視情報処理装置198への送信時期は、予め定めた期間ごとに送出される監視情報処理装置198からのポーリング指令に応答して送信するようにしてもよく、また、入力された情報の一つが閾値を超えたことを検出し、この検出したことをトリガとして送信させるようにしてもよい。
図2は、演奏所196に設けられている監視情報処理装置198と複数の中継局(の監視情報送信装置78(監視情報送信装置781〜784))との関係を模式的に示している。通常6段乃至7段程度の中継局が設けられている場合が多いが、図2では4段の場合を例示している。演奏所196からマイクロ波あるいは光回線等を利用して供給されたTS信号が送信所200でOFDM変調され、送信所200からの電波(例えば、UHF帯の地上波デジタルテレビジョン放送波)を被中継波として受けて1段目中継局201で中継し、1段目中継局201から出力される電波を被中継波として受けて2段目中継局202で中継し、以降同様に3段目中継局203、4段目中継局204と中継が行われる。各段の中継局201、202、203、204からの中継局監視情報は監視情報送信装置781〜784から演奏所196に設けられている監視情報処理装置198へ送出され、この監視情報処理装置198において、どの中継局に障害が生じているか否か、中継局間のどの区間において障害が生じているか否かの判別処理等がなされる。なお、実際上、送信所200にもMER値等を検出する監視情報検出部と、検出した監視情報を演奏所196に送信する監視情報送信装置が設けられる。
中継局監視情報を受けた演奏所196に設けられている監視情報処理装置198における処理により障害中継局または障害区間の判別について、その原理を図3の模式図により説明する。
まず、中継局及び中継局間の区間が正常の場合(多段中継システムが設置されたときの場合)について説明する。この場合の各中継局201、202、203、204におけるMER検出器72により検出したMER値の一例は例えば図3(a)に示す如くである。送信所200のMER検出器(不図示)で検出したMER値は42dB、1段目中継局201のMER検出器72により検出したMER値は41dB、2段目中継局202のMER検出器72により検出したMER値は40.2dB、3段目中継局203のMER検出器72により検出したMER値は39.7dB、4段目中継局204のMER検出器72により検出したMER値は39.5dBであった。
この結果、送信所200のMER検出点から1段目中継局201のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は1dB、1段目中継局201のMER検出点から2段目中継局202のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.8dB、2段目中継局202のMER検出点から3段目中継局203のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.5dB、3段目中継局203のMER検出点から4段目中継局204のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.2dBである。
上記の状態から、例えば、2段目中継局202が異常となったときの各段のMER値は、例えば図3(b)に示す如くになったとする。この場合、送信所200のMER値は42dB、1段目中継局201のMER検出器72により検出したMER値は41dB、2段目中継局202のMER検出器72により検出したMER値は40.2dB、3段目中継局203のMER検出器72により検出したMER値は25dB、4段目中継局204のMER検出器72により検出したMER値は24.9dBであった。
この結果、送信所200のMER検出点から1段目中継局201のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は1dB、1段目中継局201のMER検出点から2段目中継局202のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.8dB、2段目中継局202のMER検出点から3段目中継局203のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は15.2dB、3段目中継局203のMER検出点から4段目中継局204のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.1dBである。
上記から、2段目中継局202と3段目中継局203との間において劣化量の変化量が最も大きいので、2段目中継局202の送信部、または3段目中継局203の受信部において障害が生じたことが障害原因か、またはこの区間(2段目中継局202と3段目中継局203との間の区間)において干渉波の増大等の障害が生じたことが障害原因かと考えられる。
上記において、各中継局においてMER検出器72のみが設けられている場合を例示したが、さらに各中継局においてMER検出器76も設けられている場合には、上記の場合で説明すれば、前段中継局のMER検出器72により検出したMER値とMER検出器76により検出したMER値との比較から該前段中継局の送信電力増幅器51を含む送信部30において障害が生じたことが障害原因か、前段中継局のMER検出器76により検出したMER値と次段中継局のMER検出器72により検出したMER値との比較から前記次段中継局の受信部において障害が生じたことが障害原因か、または前記前段中継局と次段中継局との間の区間において干渉波の増大等の障害が生じたことが障害原因かと考えられて、障害発生区間の判別が小範囲の区間で行えることになる。
上記からもわかるように、MER検出器72及び76を設けた場合、MER検出器72によって受信伝搬路のフェージング、干渉による劣化及び受信部10の劣化の監視が行え、MER検出器76によって送信部30及び送信電力増幅部50の故障による劣化の監視が行える。
また、MER検出器72に代わってMER検出器76のみを設けてもよく、この場合の作用についても上記のMER検出器72のみが設けられている場合の説明から容易に理解することができよう。
上記のような障害推定のために、各中継局から送信されてきた中継局監視情報に対して、演奏所196に設けられている監視情報処理装置198において行われる処理について、図4のフローチャートに基づき説明する。
多段中継システムを設置したときに中継局を動作させて、各中継局の各検出部位におけるMER値のデータを収集し、初期MER値としてメモリに格納する。次いで前段の中継局のMER検出部位を含めて位置的に前位置のMER検出部位における検出MER値と、位置的に前記前位置の次位置のMER検出部位における検出MER値との差をMER値の劣化量(MER値の劣化量を単にMER劣化量とも記す)として求め、メモリに格納する(ステップS1)。ステップS1の状態が図3(a)に示した状態に対応する。ここで、前段の中継局のMER検出部位を含めて位置的に直前のMER検出部位と位置的に次のMER検出部位との間をMER検出部位間または測定部位間とも記す。したがって、この場合のMER劣化量はMER検出部位間におけるMER値の差である。
ステップS1に続いて、演奏所196の監視情報処理装置198からの例えばポーリング指令により各中継局の各MER検出部位におけるMER値を収集する(ステップS2)。ポーリング指令に代わって、いずれかのMER値が予め設定した閾値を超えたことをトリガとして、各中継局の各MER検出部位におけるMER値を収集するようにしてもよい。
ステップS2に続いて、各中継局の各MER検出部位におけるMER値を検出し、この検出したMER値と、このMER値を呈したMER検出部位と位置的に同一位置のMER検出部位における多段中継システム設置時(ステップS1におけるMER検出時)において検出したMER値との差によりMER劣化量を求める(ステップS3)。これは図3(a)に表示した中継局と図3(b)において表示した同一中継局との間における検出MER値の差からMER劣化量を求めたことになる。
ステップS3に続いて、同一MER検出部位における各MER劣化値中、予め定めた閾値より大きいMER劣化量があるか否かがチェックされる(ステップS4)。ステップS4におけるチェックの結果、大きいMER劣化量がないと判別されたときは、ステップS4に続いてステップS2から続いて実行される。
ステップS4におけるチェックの結果、閾値よりも大きいMER劣化量があると判別されたときは、ステップS4に続いて障害が生じているとして、その旨のMER異常警報を行う(ステップS5)。これは、図3(b)の状態に対応し、図3(a)と図3(b)とから明らかな如く、3段目中継局203において検出MER値間に、例えば閾値5dBを超える14.7dBのMER劣化量が存在し、この場合にMER異常であることが警報される。
ステップS5に続いて、障害が生じているときにおけるMER検出部位間ごとの各MER劣化量を求め、この各MER劣化量と、この各MER劣化量を呈したそれぞれのMER検出部位間と位置的に同一位置のMER検出部位間において多段中継システム設置時(ステップS1におけるMER検出時)に求めたMER劣化量との差から、MER劣化量の変化量を求め、この変化量が最も大きいMER検出部位間を障害原因区間として表示する。これは、図3(b)において、2段目中継局202と3段目中継局203との間のMER測定部位間を求めたことにほぼ対応する。このようにして求めた障害原因区間を含む中継局の送信電力値、受信電力値、送信電力増幅器のバイアス電流値(送信電力検出器、受信電力検出器、バイアス電流検出器によって検出)に異常がある場合には、異常が発生している中継局を障害原因局と推定して表示する(ステップS6)。
このように、各中継局に受信電力検出器71、バイアス電流検出器73、送信電力検出器74を設けることによって、障害原因区間の受信電力値、送信電力増幅器51のバイアス電流値、送信電力値から障害中継局を推定することができる。
以上の各ステップの実行により、MER異常については、各MER検出部位におけるMER値の劣化量が所定の閾値を超えた場合に警報を発することができ、警報発動時に、推定される原因となるMER検出部位間を障害原因区間として表示ができ、また、中継局の送信電力、受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流の検出値から原因区間のうち送信側に原因があるのか、受信側に原因があるのかを区別して推定することができる。
ステップS5における警報を発するときの障害中継局の特定は、MER劣化量の最も大きい中継局であって、MER劣化量がほぼ同一の中継局が複数あるときには送信所200に位置的に近い最上位中継局とその直前段の中継局を障害中継局とする。これは図3(b)からも明らかなように、3段目中継局203のMER劣化量と4段目中継局204のMER劣化量とはほぼ同じであり、2段目中継局202と3段目中継局203とが障害中継局として推定される。これはMER検出器76が省略されている場合であって、2段目中継局202の送信部と送信電力増幅部及び3段目中継局203の受信部の不具合が想定される。
上記の推定以外に、予防保全的にMER値、送信電力、受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流の各検出値を用いることもできる。この場合には、ステップS2の実行時にMER値の収集とともに、送信電力、受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流の各検出値も収集する処理を行って、収集ごとに過去に収集した送信電力、受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流の各検出値と比較して将来の推移を予想し、特定の期間後に閾値を超える等の障害となるおそれがある場合には、メンテナンスを促す警報を発することにより、予防保全的な効果を得ることができる。
放送波中継における多段中継を実現するために、中継局101として図5に示すように、中継回線での伝搬路劣化を補償する、例えば回り込みキャンセラー等の、キャンセラー60を中継局100の受信部と送信部との間に設ける場合がある。キャンセラー60を設けた中継局101では、中継局100と同一の構成要素には同一の符号を付して示してある。
中継局101における監視情報検出部68Aでは、図5に示すように、監視情報送出部70に加えるにキャンセラー60の出力端のMER値を検出するMER検出器77が設けてあって、MER検出器77により検出されたMER値も入力されて、MER検出器77により検出したMER値も併せて演奏所196の監視情報処理装置198へ送出する監視情報送信装置78Aが監視情報送信装置78に代わって設けてある。
キャンセラー60が、同一チャンネルによる放送波中継(SFN中継)で生ずる自局送信波の回り込みを相殺する回り込みキャンセラーの場合、図6において例示するように、送信部30の入力を入力とする適応デジタルフィルタ61と、送信部30の入力を検出して適応デジタルフィルタ61のフィルタ係数を制御して受信部10から出力される回り込み波成分を相殺する出力を適応デジタルフィルタ61から出力させるための検出・制御部62と、受信部10からの出力と適応デジタルフィルタ61の出力を加算して前記回り込み成分を相殺する加算器63とから構成してあり、受信部10から出力される回り込み波成分を相殺して送信部30へ送出させる。
この場合の中継局監視情報を受けた演奏所196に設けられている監視情報処理装置198における処理により障害中継局または障害区間の判別について、その原理を図2及び図3の模式図に対応させた図7により説明する。
図7の場合は、図2に示す例において1段目中継局201と2段目中継局202との間で干渉波が生じ、これを改善するために2段目中継局202にキャンセラーを設けた中継局101が、2段目中継局202cとして設けてある例である(図7(a)参照)。
この場合、各中継局201、202c、203、204においてMER検出器76は省略されているものとする。まず、中継局及び中継局間の区間が正常な場合(多段中継システムが設置されたときの場合)について説明する。各中継局201、202c、203、204におけるMER検出器72により検出したMER値の一例は例えば図7(b)に示す如くである。送信所200のMER値は42dB、1段目中継局201のMER検出器72により検出したMER値は41dB、2段目中継局202cの入力部におけるMER値、すなわちMER検出器72により検出したMER値は20dB、3段目中継局203への出力のMER値、すなわち2段目中継局202cのMER検出器77により検出したMER値は42dBであった。したがってこの場合のキャンセラー60による改善量は22dBである。3段目中継局203のMER検出器72により検出したMER値は41dB、4段目中継局204のMER検出器72により検出したMER値は40.2dBであった。
この結果、送信所200のMER検出点から1段目中継局201のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は1dB、1段目中継局201のMER検出点から2段目中継局202cにおけるMER検出器72によるMER検出点までの区間におけるMER劣化量は21dB、2段目中継局202cのキャンセラー60による20dBのMER値の改善により2段目中継局202cにおけるMER検出器77によるMER検出点から3段目中継局203のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は1dB、3段目中継局203のMER検出点から4段目中継局204のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.8dBである。
上記の状態から、例えば、2段目中継局202cのキャンセラー60が異常となったときの各段のMER値は、例えば図7(c)に示す如くになったとする。この場合、送信所200のMER値は42dB、1段目中継局201のMER検出器72により検出したMER値は41dB、2段目中継局202cのMER検出器72により検出したMER値は20dB、2段目中継局202cのMER検出器77により検出したMER値も20dBであった。したがってこの場合のキャンセラー60による改善量は0dBである。3段目中継局203のMER検出器72により検出したMER値は19.9dB、4段目中継局204のMER検出器72により検出したMER値は19.8dBであった。
この結果、送信所200のMER検出点から1段目中継局201のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は1dB、1段目中継局201のMER検出点から2段目中継局202cにおけるMER検出器72によるMER検出点までの区間におけるMER劣化量は21dB、2段目中継局202cのキャンセラー60による0dBのMER値の改善により2段目中継局202cにおけるMER検出器77によるMER検出点から3段目中継局203のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.1dB、3段目中継局203のMER検出点から4段目中継局204のMER検出点までの区間におけるMER劣化量は0.1dBである。
上記から、図7(b)に示す如く正常なとき(多段中継システムが設置されたとき)には2段目中継局202cのキャンセラー60の入力と出力との間のMER劣化量は−20dB(改善のため符号が−である)であったが、これが図7(c)に示す如く異常なときにはキャンセラー60によるMER値の改善量が0dBに低下しており、この場合は2段目中継局202cのキャンセラー60が障害原因と推定される。
このようにキャンセラー60を備えた中継局101の場合において、MER検出器77を設けることによりキャンセラー60の出力端におけるMER値を検出することができて、MER検出器72の検出MER値とMER検出器77の検出MER値とを比較することで、キャンセラー60によるMERの改善量がわかり、この改善量からキャンセラー60の改善効果も監視することができる。
キャンセラー60を備えた2段目中継局202cを有する地上波デジタルテレビジョン放送の多段中継システムにおいても、基本的に図4に示したフローチャートに基づく各ステップの実行によって、障害中継局及び障害原因区間の推定が行われる。
上記したようにキャンセラー60を設けた場合には、(イ)前段中継局の送信部〜キャンセラー入力端まで、(ロ)キャンセラー入力端〜キャンセラー出力端まで、(ハ)キャンセラー出力端から次段中継局の受信部までの区間ごとにMER劣化量を求め、同一のMER検出部位間で、MER劣化量の変化量が最も大きい区間を障害の原因区間と推定して表示させるようにしてもよい。
上記(イ)の場合には、前段中継局の送信部または自局の受信部に原因があると考えられ、上記(ハ)の場合には、自局送信部または次段中継局の受信部に原因があると考えられる。この結果、点検、保守のために入局する中継局は2箇所になる。このような場合、検出した各中継局の受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流、送信電力を等の値から故障中継局が特定できることになり、点検、保守のために入局する中継局は1箇所に特定できることになる。
また、中継局のMER検出部位のMER劣化量、各区間のMER劣化量及び各中継局の受信電力、送信電力増幅器のバイアス電流、送信電力等の値の時間的推移から将来劣化する可能性がある中継局及び区間を判別してメンテナンスが必要等の通知をする予防保全的な効果を得ることができることも前記の通りである。
なお、地上波デジタルテレビジョン放送の多段中継システムにおいては、実際には中継局は多段に設けられているが、簡単のために例えば図8に示す如くキャンセラー60を備えた中継局101からなる1段目中継局201cと2段目中継局202cとの2段で形成されている場合について、1段目中継局201c及び2段目中継局202cのそれぞれにMER検出器72、76及び77を有するものとして、1段目中継局201cにおけるMER検出器72の検出MER値をa、MER検出器76の検出MER値をb、MER検出器77の検出MER値をcとし、2段目中継局202cにおけるMER検出器72の検出MER値をa′、MER検出器76の検出MER値をb′、MER検出器77の検出MER値をc′として具体的に説明する。図8において示した1段目中継局201c及び2段目中継局202cにおいては受信電力検出器71、送信電力増幅器51のバイアス電流検出器73及び送信電力検出器74も備えているが図示を省略してある。
この場合、1段目中継局201cの監視情報送信装置78Bから演奏所196の監視情報処理装置198に対して、1段目中継局201cにおけるMER検出器72の検出MER値a、MER検出器76の検出MER値b、MER検出器77の検出MER値cを含む1段目中継局監視情報が送られるとともに、2段目中継局202cの監視情報送信装置78Cから演奏所196の監視情報処理装置198に対して、2段目中継局202cにおけるMER検出器72の検出MER値a′、MER検出器76の検出MER値b′、MER検出器77の検出MER値c′を含む2段目中継局監視情報が送られる。
この場合、演奏所196の監視情報処理装置198は、以下の処理を行う。すなわち、正常時(多段中継システムが設置されたとき)における各MER検出部位の検出MER値aは35dB、検出MER値bは45dB、検出MER値cは44dB、検出MER値a′は32dB、検出MER値b′は45dB、検出MER値c′は44dBであったとする。MER検出部位間におけるMER劣化量は、1段目中継局201cにおけるMER検出器72の検出部位とMER検出器76の検出部位との間(a〜b)では−10dB、MER検出器76の検出部位とMER検出器77の検出部位との間(b〜c)では1dB、1段目中継局201cのMER検出器77の検出部位と2段目中継局202cのMER検出器72の検出部位との間(c〜a′)では12dB、2段目中継局202cにおけるMER検出器72の検出部位とMER検出器76の検出部位との間(a′〜b′)では−13dB、MER検出器76の検出部位とMER検出器77の検出部位との間(b′〜c′)では1dBである。
この状態から1段目中継局201cの送信電力増幅器51が性能劣化して、障害が発生したとする。このときの検出MER値は、検出MER値aは35dB、検出MER値bは45dB、検出MER値cは35dB、検出MER値a′は30.4dB、検出MER値をb′は45dB、検出MER値c′は44dBであったとする。各MER検出部位間のMER劣化量は、検出部位間(a〜b)では−10dB、検出部位間(b〜c)では10dB、検出部位間(c〜a′)では4.6dB、検出部位間(a′〜b′)では−14.6dB、検出部位間(b′〜c′)では1dBである。
そこでこの場合には、上記の演算により図4に示すフローチャートにおけるステップS1からステップS4が実行された状態となり、閾値が5dBに設定されているとすれば、検出MER値cが前回検出時の値から9dB劣化しているため、ステップS5において警報が発動される。
次いで、それぞれ位置的に同一である各MER検出部位間における前回検出時からのMER劣化量の変化が求められ、各MER検出部位間におけるMER劣化量の変化量は、MER検出部位間(a〜b)では0dB、MER検出部位間(b〜c)では9dB、MER検出部位間(c〜a′)では−7.4dB、MER検出部位間(a′〜b′)では−1.6dB、MER検出部位間(b′〜c′)では0dBであり、それぞれ位置的に同一である各MER検出部位間において劣化量の変化量が最も大きいMER検出部位間はMER検出部位間(b〜c)であり、ステップS6において、このMER検出部位間(b〜c)が障害原因区間と推定され表示される。
さらに、障害区間が障害区間(b〜c)であるとの推定と、検出受信電力値、送信電力増幅器の検出バイアス電流値及び検出送信電力値から、1段目中継局201cにおける送信電力増幅器が障害原因と推定される。
以上説明したように、キャンセラー60を有する中継局101を含む多段中継システムにおいても、障害推定のために各中継局から送信されてきた各MER検出部位におけるMER値、受信電力値、送信電力値、送信電力増幅器のバイアス電流値を含む中継局監視情報に対して、演奏所に設けられている監視情報処理装置における処理は基本的に図4に示した場合と同様の処理が行われて、障害原因区間及び障害原因区間における障害中継局を推定することができる。
上記の説明において、キャンセラー60は回り込みキャンセラーの場合で説明したが、回り込みキャンセラーに代って、干渉をキャンセルする干渉キャンセラー、受信波のC/Nを改善し高C/Nで中継送信するための等化装置、干渉性フェージングによる回線品質劣化を軽減するスペースダイバーシチ装置、または、放送波のガードインターバルを超える長遅延時間マルチパル歪を軽減する長遅延時間マルチパスキャンセラーの少なくともいずれか1つであってもよい。
また、上記の説明において、受信電力検出器71、バイアス電流検出器73及び送信電力検出器74を備えた場合を例示したが、受信電力検出器71、バイアス電流検出器73、または、送信電力検出器74のいずれか1つを備えて、その備えた検出器からの出力を中継局監視情報としても、障害原因中継局推定に相当の効果を得ることができる。
また、上記の説明において、放送波は1波として説明したが、受信部10のバンドパスフィルタ11及び送信電力増幅部50のバンドパスフィルタ52が分波器、合波器となっていて、複数の受信波を1台の中継局で中継するようにしてもよい。
以上説明したように、地上波テレビジョン放送を中継する中継局において、予め定めた部位におけるMER値等を検出するMER検出手段等を設け、検出MER値等を中継局監視情報として監視情報処理装置198に送信するようにしたことにより、監視情報処理装置198において中継局及び中継局間における障害発生を知ることが可能となる。
図9は、図11の図面に対して、MER値の変化を点線で模式的に記載した図であり、このMER値の変化から、上述したように、デジタル放送の画質の劣化等を判断することができる。
図10は、この発明の対象となる中継局の例を示すための地上デジタルテレビジョン放送のネットワークシステムの例を示す構成図である。
演奏所196で製作された放送素材としてのTS信号は、各種の送信アンテナを有する親局としての送信所200に対してマイクロ波、あるいは光信号で伝送される。
送信所200の受信部302を介して受信されたマイクロ波、あるいは光信号は元のTS信号に変換され、このTS信号が、送信部304においてマイクロ波で変調されて送信されると、第1形式中継局501のアンテナを介して受信部306で受信されTS信号とされる。このTS信号は、OFDM変調器308を介してOFDMのIF信号(37.15[MHz])とされ、親局送信機310に伝送される。伝送されたOFDMのIF信号が、親局送信機310でUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波とされてアンテナから送信(放送)される。この第1形式中継局501では、親局送信機310の出力側から監視情報検出部681及び監視情報送信装置7811を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信される。
なお、この第1形式中継局501受信部306と送信所200の送信部304との間では、デジタル信号であるTS信号の送受信となるので信号の劣化がなく、MER値等を検出する必要がない。
次に、送信所200の受信部302からのTS信号は、OFDM変調器312を通じてOFDMのIF信号とされ、このOFDMのIF信号が送信部314でマイクロ波に変調されて送信されると、第2形式中継局502のアンテナを介して受信部316で受信され、OFDMのIF信号に復調される。このOFDMのIF信号は、送信部318からアンテナを通じてUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波として放送される。受信部316及び送信部318の入出力部から監視情報検出部682a〜682c及び監視情報送信装置7812を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信される。
次いで、送信所200のOFDM変調器312を通じて変換されたOFDMのIF信号は、親局送信機320からアンテナを通じてUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波として放送される。この放送波は、ギャップフィラーとして知られる図1等に示した中継局100と同等の第3形式中継局503のアンテナを介して受信部322で受信され、OFDMのIF信号に復調される。このOFDMのIF信号は、送信部324からアンテナを通じてUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波として放送される。受信部322及び送信部324の入出力部から監視情報検出部683a〜683c及び監視情報送信装置7813を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信される。
さらに、親局送信機320からアンテナを通じてUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波として放送された放送波は、ギャップフィラーとして知られる第4形式中継局504のアンテナを介して受信部330で受信され、OFDMのIF信号に復調される。このOFDMのIF信号は、E/O変換器332で電気信号から光信号に変換され、光ファイバ通信路を通じてO/E変換器334で光信号から電気信号であるOFDMのIF信号に変換された後、送信部336からアンテナを通じてUHFの地上波デジタルテレビジョン放送波として放送される。このとき、受信部330の入出力部から監視情報検出部684a、684b及び監視情報送信装置7814を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信されるとともに、送信部336の出力側から監視情報検出部684c及び監視情報送信装置7815を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信される。
このように、この発明の対象となる中継局には、当然に、第1形式中継局501〜第4形式中継局504が含まれる。さらに、図10に示す、地上デジタルテレビジョン放送のネットワークシステムにおいて、送信所200は、受信部302において、地上波デジタルテレビジョン放送波に関連するTS信号を受信し、送信部314の出力側及び親局送信機320の出力側からそれぞれ地上波デジタルテレビジョン放送波を送波し、かつ監視情報検出部685a、685b及び監視情報送信装置7816を通じてMER値等が演奏所196の監視情報処理装置198に送信されるので、この送信所200も、この発明の中継局の範囲に含まれる。
10…受信部 30…送信部
50…送信電力増幅部 51…送信電力増幅器
60…キャンセラー 70…監視情報送出部
71…受信電力検出器 72、76、77…MER検出器
73…バイアス電流検出器 74…送信電力検出器
75…ダウンコンバータ
78、78A〜78C、781、784、7811〜7816…監視情報送信装置
100、101、201〜204、201c、202c…中継局
196…演奏所 200…送信所
50…送信電力増幅部 51…送信電力増幅器
60…キャンセラー 70…監視情報送出部
71…受信電力検出器 72、76、77…MER検出器
73…バイアス電流検出器 74…送信電力検出器
75…ダウンコンバータ
78、78A〜78C、781、784、7811〜7816…監視情報送信装置
100、101、201〜204、201c、202c…中継局
196…演奏所 200…送信所
Claims (8)
- 地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する中継局であって、受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段を備え、検出したMER検出値を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理することを特徴とする中継局。
- 請求項1記載の中継局において、さらに、受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーと、キャンセラーの出力端におけるMER値を検出するMER検出手段とを備え、検出したMER検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理することを特徴とする中継局。
- 請求項1または2記載の中継局において、さらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と送信電力を検出する送信電力検出手段と送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段との少なくともいずれか1つの検出手段を備え、該備えた検出手段による検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理することを特徴とする中継局。
- 請求項2記載の中継局において、キャンセラーは、回り込みをキャンセルする回り込みキャンセラー、干渉をキャンセルする干渉キャンセラー、受信波のC/Nを改善し高C/Nで中継送信するための等化装置、干渉性フェージングによる回線品質劣化を軽減するスペースダイバーシチ装置、または放送波のガードインターバルを超える長遅延時間マルチパス歪を軽減する長遅延時間マルチパスキャンセラーの少なくともいずれか1つであることを特徴とする中継局。
- 送信所から送出される地上波デジタルテレビジョン放送波を中継する複数の中継局からなる多段中継システムにおいて、
複数の中継局中、少なくとも1つの中継局には受信部の出力側もしくは送信電力増幅部の出力側の少なくともいずれか一方にMER値を検出するMER検出手段を備え、
検出MER値の情報を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出し、前記多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の位置的に同一MER検出部位の、多段中継システム設置時における検出MER値と多段中継システム設置時より時間的に後の今回時点における検出MER値との差に基づいてMER劣化量を監視情報処理装置において求め、求めたMER劣化量が予め定めた閾値を超えるときMER異常である旨の警報を発するようにしたことを特徴とする多段中継システム。 - 請求項5記載の多段中継システムにおいて、さらに、MER異常である旨の警報発動に続いて、MER異常であるとされた中継局の前段の中継局を含めて位置的に前位置におけるMER検出部位と位置的に前記前位置の次位置におけるMER検出部位とにおいて多段中継システム設置時点にて検出した両MER値の差からMER検出部位間における多段中継システム設置時点でのMER劣化量を求め、前記MER検出部位間と同一MER検出部位間において多段中継システム設置時点よりも時間的に後の今回時点にて検出した両MER値の差から今回時点でのMER劣化量を求め、前記多段中継システム設置時点のMER劣化量と前記今回時点のMER劣化量との差からMER劣化量の変化量を監視情報処理装置において求め、MER劣化量の変化量が最も大きいMER検出部位間を障害原因区間とすることを特徴とする多段中継システム。
- 請求項5記載の多段中継システムにおいて、さらに、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局の受信部の出力端と送信部の入力端との間に伝搬路劣化を補償するためのキャンセラーと、キャンセラーの出力端におけるMER値を検出するMER検出手段とを備え、
該検出したMER検出値をも中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出して監視情報処理装置にて処理することを特徴とする多段中継システム。 - 請求項6記載の多段中継システムにおいて、多段中継システムを構成する前記少なくとも1つの中継局に、さらに、受信電力を検出する受信電力検出手段と送信電力を検出する送信電力検出手段と送信電力増幅器のバイアス電流を検出するバイアス電流検出手段との少なくともいずれか1つの検出手段を備え、該備えた検出手段による検出値を中継局監視情報として監視情報処理装置へ送出し、受信電力検出値、送信電力検出値、及びバイアス電流検出値のうちの少なくとも1つの値から、障害原因区間内における障害中継局を推定することを特徴とする多段中継システム。
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