JP2005354149A - 中継放送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地上デジタル放送波の放送チャンネル数が変化しても、１チャンネル（１波）当たりの送信電力を一定電力とする中継放送装置を提供する。
【解決手段】地上デジタル放送波の継続放送中のチャンネル数（波数）が変動したとき、受信所６０のパイロット信号生成回路５８により放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するパイロット信号Ｓｐを生成し、送信所７０の自動利得制御回路７２で、このパイロット信号Ｓｐのレベルが一定電力の２［ｍＷ］になるように可変利得増幅器８０の利得を制御することで、電力増幅回路７４から１チャンネル当たりの送信電力を一定電力として送信することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、親局送信所からの地上デジタルテレビ放送波の電波を直接受信できない受信不能エリアに向けて中継するギャップフィラー装置等に適用して好適な中継放送装置に関する。

平成１５年１２月から地上デジタル放送が開始されている。この地上デジタル放送では、ＵＨＦ帯が割り当てられている。ＵＨＦ帯では、ＶＨＦ帯に比べ電波の直進性が強いため、高層建築物等の障害物付近あるいは地下では、親局からの直接波を受信できない受信不能エリアが多数発生する。

この受信不能エリアを解消する装置として、局所的に放送を行う、ローコストで簡易な小電力の放送機としてギャップフィラー装置がある。ギャップフィラー装置は、中継放送機と同様に前段の送信機からの放送波を受信し、同一あるいは異なる周波数で再放送する装置であり、前段放送波受信回路と自局送信周波数送信回路とを有する簡易な装置である。そして、受信回路と送信回路とが離れた位置に設置される場合には、その間が同軸ケーブルで接続される（特許文献１参照）。なお、受信回路と送信回路とが離れた位置に設置される場合には、その間が光ファイバケーブルで接続されることもある。

ところで、ギャップフィラー装置のような中継放送装置において、例えば４チャンネル（４波）のテレビ放送波を個別に受信して増幅し、増幅波を合波し、ＡＧＣ回路を有する電力増幅回路で、一定電力で、一括増幅して再送信することが考えられる。

特開２００３−７８４９２号公報（図２）

ところが、テレビ放送は、早朝あるいは深夜帯に電波を停波することがあり、このような時間帯には、送信しているチャンネル数が変化する。チャンネル数が、例えば昼間の定常時に８チャンネルとなっていて、深夜帯に６チャンネルとなったときを考える。

通常技術では、チャンネル数が減少した分、出力電力を増幅し、通常時と同等の電力を６波の総電力で得ようとして制御が働き、結果として送信している６チャンネルの電波の１チャンネル当たりの電力が、停波時の８／６倍になる。この場合には、１．３３倍であるため、電波法のミニサテに関する規定（送信電力の偏差が上限５０％、下限５０％以内）に合致する。

しかしながら、例えば、通常時８チャンネルを放送する東京地区において、深夜帯に仮に１チャンネルになる最悪のケースを考えた場合には、１チャンネル当たりの電力が８倍となり、電波法を順守することができない。しかも、８倍の電力となった場合には、通常時の２倍以上のサービスエリアが形成され、他の箇所に設置されている中継放送装置も同様に増力してしまうと考えられることから、深夜帯には、別の中継放送装置あるいはギャップフィラー装置との電波の干渉が発生するという問題がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、地上デジタル放送波のチャンネル数が変化しても、１チャンネル（１波）当たりの送信電力を一定電力あるいは一定電力に近い値とすることを可能とするギャップフィラー装置を提供することを目的とする。

この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。

この発明に係る中継放送装置は、例えば、図１に示すように、受信所（６０）と、この受信所の出力側に接続される伝送路（２０）と、この伝送路の出力側に接続される送信所（７０）とを備える中継放送装置において、前記受信所は、受信された複数チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を、受信信号としてそれぞれ出力する受信回路（５１〜５３）と、前記複数チャンネルの受信信号を合成する放送波合成器（１６）と、前記複数チャンネルの受信信号の帯域外に挿入されるパイロット信号を生成するパイロット信号生成回路（５８）と、前記パイロット信号と前記複数チャンネルの受信信号の合成信号とを合成して、パイロット挿入合成信号を出力するパイロット挿入用合成器（６２）と、を備え、前記伝送路は、前記パイロット挿入合成信号を伝送するものであり、前記送信所は、前記伝送路から出力される前記パイロット挿入合成信号からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号に基づき、前記パイロット挿入合成信号を増幅する自動利得制御回路（７２）と、増幅された前記パイロット挿入合成信号から前記パイロット信号が除去された合成信号を増幅し、送信信号として出力する電力増幅回路（７４）と、を備える。

この場合、前記パイロット信号生成回路（５８）は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するパイロット信号を生成し、前記自動利得制御回路（７２）は、抽出したパイロット信号のレベルが所定レベルになるように利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルとなるように制御する。

また、パイロット信号生成回路（５８Ｃ）は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数のパイロット信号を生成し、自動利得制御回路（７２）は、抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるように制御することを特徴とする。

さらに、パイロット信号生成回路（５８Ｂ）は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数を変調したパイロット信号を生成し、自動利得制御回路（７２Ｂ）は、前記変調されたパイロット信号を復調して抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるように制御することを特徴とする。

なお、前記放送波合成器と前記パイロット挿入用合成器とを一体に構成することができる。

また、この発明に係る中継放送装置は、例えば、図１１に示すように、受信所（６０Ｄ）と、この受信所の出力側に接続される伝送路（２０）と、この伝送路の出力側に接続される送信所（７０）とを備える中継放送装置において、前記受信所は、受信された複数チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を、受信信号としてそれぞれ出力する受信回路と、前記複数チャンネルの受信信号の帯域外に挿入される一定レベルのパイロット信号を生成するパイロット信号生成回路（５８Ｄ）と、前記複数チャンネルの受信信号と前記パイロット信号とを合成して、パイロット挿入合成信号を出力する合成器（１６Ｄ）と、前記パイロット挿入合成信号のレベルを、一定レベルに制御することで、前記パイロット信号のレベルを、現に放送が継続されているチャンネル数に反比例したレベルになるように制御する自動利得制御回路と、を備え、前記伝送路は、一定レベルに制御後の前記パイロット挿入合成信号を伝送するものであり、前記送信所は、前記伝送路から出力される前記パイロット挿入合成信号からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号が一定レベルになるように、前記パイロット挿入合成信号を増幅する自動利得制御回路と、増幅された前記パイロット挿入合成信号から前記パイロット信号が除去された合成信号を増幅し、送信信号として出力する電力増幅回路と、を備えることを特徴とする。

伝送線路としては、受信所の送信所の間の距離が短い場合には同軸ケーブルを、距離が長い場合には光ファイバケーブルを採用することが好ましい。

この発明によれば、複数チャンネルの地上デジタル放送波を受信する受信所で、受信信号にパイロット信号を挿入して合成し、合成信号を伝送路で伝送し、送信所において、前記パイロット信号に基づき、前記合成信号を自動利得制御することにより、送信所から再送信される複数チャンネルの地上デジタル放送波（合成信号）を構成する各チャンネルの送信信号のレベルを所定レベル範囲に抑制することができる。

この場合、パイロット信号生成回路により、放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するパイロット信号を生成し、自動利得制御回路では、抽出したパイロット信号のレベルが所定レベルになるように利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルとなるようにすることができる。

なお、パイロット信号生成回路は、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数のパイロット信号を生成し、自動利得制御回路は、抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、複数チャンネルの各送信信号のレベルを一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるようにすることができる。

また、パイロット信号生成回路は、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数を変調したパイロット信号を生成し、自動利得制御回路は、前記変調されたパイロット信号を復調して抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるようにすることができる。

さらにまた、この発明によれば、受信所において、一定レベルのパイロット信号を生成し、このパイロット信号と複数チャンネルの受信信号とを合成し、この合成信号のレベルが、一定レベルとなるように制御することで前記パイロット信号のレベルが、現に放送が継続されているチャンネル数に反比例したレベルとなるように制御し、送信所において、伝送路から出力される合成信号からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号が一定レベルになるように、パイロット挿入合成信号を増幅することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルとなるようにすることができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明するが、最初に、この実施形態の前提となる技術について説明する。

Ａ．前提技術
地上デジタル放送では、親局からの電波を、受信が良好な、例えば県庁所在地の受信所で受信し、受信信号を、難視聴の、例えば市町村まで伝送し、難視聴の地域で送信所から再送信を行うことが考えられるが、この場合、受信所から送信所までの伝送路長が短い場合には同軸ケーブルが使用されるが、長くなる場合には、同軸ケーブルでは伝送損失が大きい。そこで、例えば都道府県が所有する自営光ファイバ伝送路で、受信所から送信所まで伝送することが考えられる。

図１２は、前提技術に係る中継放送装置の例としてのギャップフィラー装置２の構成を示している。このギャップフィラー装置２は、県庁所在地の受信所４で受信アンテナ６で受信した複数チャンネル（ここでは、例として３チャンネル）のテレビ放送波を、図示しない分配器を介して、ｃｈＡ受信回路１１、ｃｈＢ受信回路１２、ｃｈＣ受信回路１３でそれぞれ受信し、合成器１６で合成して、さらに電気・光変換回路（Ｅ／Ｏ変換回路）１８で光信号に変換して出力する。

合成信号としての光信号は、光ファイバケーブル２０を通じて、難視聴地域に設置されている送信所２２まで伝送される。

送信所２２では、光・電気変換回路（Ｏ／Ｅ変換回路）２４により光信号を電気信号である、３チャンネルの合成信号の送信信号に変換する。この送信信号は、電力増幅回路２８で一括増幅され、ＡＧＣ回路３０により、電力増幅回路２８の利得を調整することで、予め設定した一定の送信出力電力に増幅され、送信アンテナ３２から再送信される。なお、電力増幅回路２８とＡＧＣ回路３０とは、自動利得制御回路２６を構成する。ここで、電力増幅回路２８により一括増幅するのは、チャンネル毎に個別に増幅してコストが高騰することを回避するためである。

ところで、このギャップフィラー装置２では、２波が停波した場合、継続して放送されている残りの１波の送信電力が３倍になってしまうという不都合がある。

Ｂ．実施形態に係る技術
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図面において、上記図１２に示したものと対応するものには同一の符号を付けてその詳細な説明は省略する。

図１は、この発明の中継放送装置の一実施形態に係るギャップフィラー装置５０の構成を示すブロック図である。

このギャップフィラー装置５０では、複数チャンネル、この実施形態では理解の容易化のために、ｃｈＡ、ｃｈＢ、ｃｈＣの３チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を取り扱うものとする。そして、昼間帯には、３チャンネル（３波）ともに放送を行っており、深夜帯には、ｃｈＣの放送局のみ停波し、他のｃｈＡ、ｃｈＢの２チャンネルは２４時間放送で放送を継続するものとする。

ギャップフィラー装置５０は、基本的には、県庁所在地に設置された受信所６０と、難視聴地域に設置される送信所７０と、受信所６０及び送信所７０の間を光信号を介して接続する光伝送路としての光ファイバケーブル２０とから構成されている。

ここで、受信所６０は、図示していない親局から放送される３チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を、受信アンテナ６を介して受信した受信信号を、図示しない分波器を介して、それぞれ対応して受信する受信回路（ｃｈＡ受信回路）５１、受信回路（ｃｈＢ受信回路）５２及び受信回路（ｃｈＣ受信回路）５３と、これら受信回路５１〜５３の出力信号である受信信号を合成する放送波合成器としての合成器１６と、合成器１６の出力を一定レベルまで増幅する自動利得制御回路５６とを備える。

さらに、受信所６０は、受信回路５１〜５３から放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを受けこの放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが放送波有を示している数、換言すれば現に受信している放送波の数に応じたパイロット信号Ｓｐを出力するパイロット信号生成回路（ＰＬ信号生成回路）５８と、パイロット信号Ｓｐと自動利得制御回路５６の出力信号とを合成してパイロット挿入合成信号を出力するパイロット挿入用合成器としての合成器６２と、合成器６２の出力信号であるパイロット挿入合成信号を光信号に変換して光ファイバケーブル２０に出力する電気・光変換回路（Ｅ／Ｏ変換回路）１８とを備える。

ここで、放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃは、受信回路５１〜５３にそれぞれ検波器（不図示）と、その検波出力を閾値と比較し、閾値以上の値である場合、「有＝１」、閾値未満の値である場合、「無＝０」とする信号を出力する比較器（不図示）を設け、それら比較器の各出力により得ることができる。各比較器の出力は、スケルチ出力とされ、放送波が停波されたときには、該当する受信回路５１〜５３の増幅度が絞られる。

自動利得制御回路５６は、合成器６２への入力信号の大きさに比例したＡＧＣ（Automatic Gain Control）出力を作るＡＧＣ回路６４と、ＡＧＣ出力により利得が可変される可変利得増幅器６６とから構成され、可変利得増幅器６６の入力信号の大きさが変動しても、可変利得増幅器６６の出力信号、換言すれば合成器６２への入力信号が一定出力となるように動作する。

また、パイロット信号生成回路５８は、放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの「有＝１」の数に反比例した大きさのレベルを有するパイロット信号Ｓｐを生成する。パイロット信号Ｓｐの周波数は、地上デジタル放送波の周波数帯域（日本では４７０〜７７０［ＭＨｚ］の放送帯域）外の周波数、例えば４００［ＭＨｚ］に設定している。

一方、送信所７０は、光ファイバケーブル２０からの光信号を受信し、合成器６２の出力信号に対応する電気信号であるパイロット挿入合成信号に復元する光・電気変換回路（Ｏ／Ｅ変換回路）２４と、復元したパイロット挿入合成信号を一定レベルの信号まで所定増幅する自動利得制御回路７２と、一定レベルの信号からパイロット信号を除去した合成信号を所定増幅度で増幅し、送信アンテナ３２から送信信号としての地上デジタル放送波を再送信する電力増幅回路７４とから構成されている。電力増幅回路７４の入力側には、放送帯域４７０〜７７０［ＭＨｚ］を通過帯域とする帯域通過フィルタが挿入されているので、この電力増幅回路７４を通ることで、パイロット信号Ｓｐは遮断される（除去される）。

ここで、自動利得制御回路７２は、電力増幅回路７４への入力信号からパイロット信号Ｓｐを抽出して出力するパイロット信号抽出回路（ＰＬ信号抽出回路）７６と、抽出したパイロット信号Ｓｐの大きさに比例したＡＧＣ出力を出力するＡＧＣ回路７８と、ＡＧＣ出力により利得が制御される可変利得増幅器８０とから構成される。この自動利得制御回路７２は、出力でのパイロット信号Ｓｐのレベルが一定になるように制御することで、入力信号であるパイロット挿入合成信号が変動しても出力信号であるパイロット挿入合成信号が一定電力となるように可変利得増幅器８０の利得を制御する。なお、自動利得制御回路７２において、パイロット信号Ｓｐのレベルが一定となるように制御しているので、光ファイバケーブル２０の所望（任意）の伝送距離を原因とする伝送損失についても同時に補償することができる。

この実施形態において、受信所６０の電気・光変換回路１８の入力側から光ファイバケーブル２０を通じて送信所７０の光・電気変換回路２４の出力側までの損失（光ファイバ伝送回路での損失）は、３［ｄＢ］とする。

この実施形態に係るギャップフィラー装置５０は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、このギャップフィラー装置５０の動作について、図２Ａ〜図２Ｃに示す周波数スペクトラム図（横軸は周波数、縦軸はレベル）をも参照して説明する。

まず、昼間帯の動作を説明する。昼間帯では、３チャンネルとも放送を行っており、県庁所在地の受信所６０にある３つの受信回路５１〜５３は、放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが３つとも「有＝１」：アクティブな放送中の状態となっている。

この３波放送継続中を検出したパイロット信号生成回路５８は、放送帯域外の周波数、この実施の形態では、４００［ＭＨｚ］の信号の電力を１［ｍＷ］に設定したパイロット信号Ｓｐを合成器６２に出力する。

このとき、受信回路５１〜５３からの出力信号は、自動利得制御回路５６により、自動利得制御回路５６の出力、換言すれば、合成器６２の入力で３０［ｍＷ］（１チャンネル当たり１０[ｍＷ]）になるように、ＡＧＣ制御されるものとする。

この場合、例えば、受信回路５１〜５３でそれぞれ個別にＡＧＣ制御を行うことで、合成器１６の入力での１チャンネル当たりの電力を正確に１０［ｍＷ］に制御できれば、パイロット信号Ｓｐを合成器１６に入力するようにすることで、自動利得制御回路５６と合成器６２とを省略することができる。省略した場合には、合成器１６の出力端子を電気・光変換回路１８の入力端子に接続すればよい。

ただし、波数、すなわちチャンネル数によって、電気・光変換回路１８の入力レベルが変化し、光信号のレベルが波数によって変化することになり、光信号のレベルのダイナミックレンジが減少することになるため、長距離伝送を行うシステムでは、受信所６０側に自動利得制御回路５６を備えることが好ましい。

図２Ａは、自動利得制御回路５６によるＡＧＣ制御後の電気・光変換回路１８の入力でのパイロット挿入合成信号の周波数スペクトラムを示している。周波数４００［ＭＨｚ］のパイロット信号Ｓｐのレベルは、ｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波の信号のレベルに比べて十分小さい適当なレベル、例えば１［ｍＷ］とされ、この場合、ｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波の信号のレベルは、それぞれ、所定放送周波数範囲で１０［ｍＷ］とされている。

図２Ｂは、図２Ａに示す信号が、電気・光変換回路１８、光ファイバケーブル２０及び光・電気変換回路２４を通過した後の光・電気変換回路２４の出力でのパイロット挿入合成信号の周波数スペクトルを示している。すなわち、電気・光変換回路１８、光ファイバケーブル２０及び光・電気変換回路２４までの間の伝送損失が３［ｄＢ］であるので、パイロット信号Ｓｐのレベルは０．５［ｍＷ］に減衰し、ｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波の信号は、それぞれ、所定周波数範囲で５［ｍＷ］に減衰する。

このとき、まず、送信所７０の自動利得制御回路７２を構成するパイロット信号抽出回路７６により０．５［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐが抽出され、ＡＧＣ回路７８に入力される。ＡＧＣ回路７８は、パイロット信号抽出回路７６により抽出されるパイロット信号Ｓｐのレベルが、一定レベルの２［ｍＷ］になるように、可変利得増幅器８０の利得を４倍に制御する。

このように利得を制御することで、図２Ｃに示すように、ｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波の信号も、１チャンネル当たり５×４＝２０［ｍＷ］になるように制御される。

２［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐ、及び２０［ｍＷ］のｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波の信号が、電力増幅回路７４に入力されると、この電力増幅回路７４の入力側の図示しない帯域通過フィルタ（通過帯域は、ｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波を通過する帯域）でパイロット信号Ｓｐが除去され、さらにｃｈＡ〜ｃｈＣの放送波が５倍の利得で増幅され、それぞれ１００［ｍＷ］の電力で送信される。

以上の説明が、ｃｈＡ〜ｃｈＣの３チャンネルで放送される、昼間帯の動作説明である。

次に、深夜帯の動作を図３Ａ〜図３Ｃの周波数スペクトラム図をも利用して説明する。深夜帯では、ｃｈＡとｃｈＢの２チャンネルのみ放送が行われ、受信所６０のｃｈＣ受信回路５３からの放送波有無信号Ｓｃのみが「無＝０」：非アクティブな停波中の状態となっている。

この２波放送中を検出したパイロット信号生成回路５８は、放送帯域外の周波数である４００［ＭＨｚ］のパイロット信号Ｓｐの電力を、３チャンネル放送中の３／２倍、すなわち１［ｍＷ］×３／２＝１．５［ｍＷ］に設定して合成器６２に出力する。なお、２チャンネルが停波した場合には、３／１倍、すなわち１［ｍＷ］×３／１＝３［ｍＷ］に設定して合成器６２に出力する。このように、パイロット信号Ｓｐのレベルは、放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するようにパイロット信号生成回路５８で制御される。

このとき、受信回路５１〜５３からの出力信号は、受信所６０の自動利得制御回路５６により、自動利得制御回路５６の出力、換言すれば、合成器６２の入力で３０［ｍＷ］（１チャンネル当たり１５[ｍＷ]）になるように、ＡＧＣ制御される。

図３Ａは、自動利得制御回路５６によるＡＧＣ制御後の電気・光変換回路１８の入力でのパイロット挿入合成信号の周波数スペクトラムを示している。周波数４００［ＭＨｚ］のパイロット信号Ｓｐのレベルは１．５［ｍＷ］とされ、ｃｈＡ、ｃｈＢの放送波の信号は、それぞれ、所定周波数範囲で１５［ｍＷ］とされている。

図３Ｂは、図３Ａに示す信号が、電気・光変換回路１８、光ファイバケーブル２０及び光・電気変換回路２４を通過した後の光・電気変換回路２４の出力でのパイロット挿入合成信号の周波数スペクトルを示している。この間の伝送損失が３［ｄＢ］であるので、パイロット信号Ｓｐのレベルは０．７５［ｍＷ］に減衰し、ｃｈＡ、ｃｈＢの放送波の信号は、それぞれ、所定周波数範囲で７．５［ｍＷ］に減衰している。

次に、自動利得制御回路７２を構成するパイロット信号抽出回路７６により０．７５［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐが抽出され、ＡＧＣ回路７８に入力される。ＡＧＣ回路７８は、パイロット信号抽出回路７６により抽出されるパイロット信号Ｓｐのレベルが２［ｍＷ］になるように、可変利得増幅器８０の利得を、２／０．７５倍に制御する。

このように利得を制御することで、図３Ｃに示すように、ｃｈＡ、ｃｈＢの放送波の信号は、１チャンネル当たり７．５×２／０．７５＝２０［ｍＷ］になるように制御される。

２［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐ及び２０［ｍＷ］のｃｈＡ、ｃｈＢの放送波の信号が、電力増幅回路７４に入力されると、この電力増幅回路７４の入力側の図示しない帯域通過フィルタ（通過帯域は、ｃｈＡ、ｃｈＢの放送波を通過する帯域）でパイロット信号Ｓｐが除去され、さらに５倍の利得で増幅されて、ｃｈＡ、ｃｈＢの放送波がそれぞれ１００［ｍＷ］で送信される。

このように上述した図１例のギャップフィラー装置５０によれば、地上デジタル放送波の継続放送中のチャンネル数が変動しても、受信所６０のパイロット信号生成回路５８により放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するパイロット信号Ｓｐを生成し、送信所７０の自動利得制御回路７２で、このパイロット信号Ｓｐのレベルが一定電力の２［ｍＷ］になるように利得を制御することで、１チャンネル当たりの送信電力を一定電力として送信することができる。

なお、受信所６０と送信所７０との間の距離が、比較的に短い場合には、図４に示すように、光ファイバケーブル２０の伝送線路を、同軸ケーブル２１に変更することもできる。同軸ケーブル２１に変更した場合には、電気・光変換回路１８と光・電気変換回路２４とを省略した受信所６０Ａ、送信所７０Ａとすること以外、同一の回路構成のギャップフィラー装置５０Ａとすることができる。

上述したように、図１例のギャップフィラー装置５０（図４例のギャップフィラー装置５０Ａでも同じ）では、受信所６０のパイロット信号生成回路５８で、現に放送が継続しているチャンネル数に反比例した電力レベルのパイロット信号Ｓｐを生成し、送信所７０の自動利得制御回路７２により、抽出したパイロット信号Ｓｐのレベルを一定電力の２［ｍＷ］に調整することで、地上デジタル放送波のチャンネル数が変化しても、１チャンネル（１波）当たりの送信電力が一定電力になるように調整しているが、図５に示すように変形することが可能である。

図５例のギャップフィラー装置５０Ｂは、受信所６０Ｂのパイロット信号生成回路５８Ｂを、ＰＳＫ変調器、ＡＳＫ変調器またはＦＳＫ変調器等の変調器で構成し、放送有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの有無状態を表す２ビットの情報を、搬送波４００［ＭＨｚ］で変調した変調波としてのパイロット信号Ｓｐｂとして合成器６２に出力する。

一方、送信所７０Ｂの自動利得制御回路７２Ｂを構成するパイロット信号抽出回路７６Ｂは、対応するＰＳＫ復調器、ＡＳＫ復調器またはＦＳＫ復調器等の変調器として、放送有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのビット情報を復元し、ＡＧＣ回路７８Ｂに出力する。

自動利得制御回路７２Ｂは、放送有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのビット情報に応じて、３チャンネルである場合には、ＡＧＣ回路７８Ｂにより、パイロット挿入合成信号の送信電力が６０［ｍＷ］になるようなＡＧＣ出力を、２チャンネルである場合には、ＡＧＣ回路７８Ｂにより、パイロット挿入合成信号の送信電力が４０［ｍＷ］になるようなＡＧＣ出力を、１チャンネルである場合には、パイロット挿入合成信号の送信電力が２０［ｍＷ］になるようなＡＧＣ出力をそれぞれ可変利得増幅器８０に出力するように構成する。

この図５例のギャップフィラー装置５０Ｂによっても、地上デジタル放送波のチャンネル数が変化しても、１チャンネル（１波）当たりの送信電力を一定電力にすることができる。

図６は、さらに他のギャップフィラー装置５０Ｃの構成を示している。このギャップフィラー装置５０Ｃでは、受信回路５１〜５３に接続されているパイロット信号生成回路５８Ｃは、放送有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの状態から放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数にならない場合には、反比例した数に近い数の整数の同一レベルのパイロット信号Ｓｐ（Ｓｐ＝Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３）を生成して合成器６２に出力する。ここで、パイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３の周波数は、異なる周波数であって、４７０〜７７０［ＭＨｚ］の放送帯域外の周波数、例えば４００［ＭＨｚ］近傍の３周波数値に設定している。

この図６例では、放送を継続しているチャンネル数が３チャンネルの場合には、例えば１［ｍＷ］の１個のパイロット信号Ｓｐ１のみを出力し、１チャンネルの場合には、１［ｍＷ］の３個のパイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３を出力し、２チャンネルの場合には、基本的には２個のパイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２を出力し、あるいは２チャンネルの場合には、１個のパイロット信号Ｓｐ２のみを出力する。

このようにパイロット信号Ｓｐを生成した場合の動作を図７〜図１０の周波数スペクトラム図により説明する。

図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、放送を継続しているチャンネル数が３チャンネル（３波）の場合には、実線で示している１［ｍＷ］の１個のパイロット信号Ｓｐａのみ出力されるので、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃを参照して説明したのと同一の動作となる。

また、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、放送を継続しているチャンネル数が１チャンネル（１波）の場合には（ｃｈＢのみが放送を継続しているものとして描いている。）、１［ｍＷ］の３個のパイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３が出力される。この場合、光・電気変換回路２４の出力側のパイロット挿入合成信号の周波数スペクトルは図８Ｂに示すようになる。

また、自動利得制御回路７２では、３個のパイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｓｐ３の総合電力が２［ｍＷ］になるように制御されるので、図８Ｃに示すように、１つのパイロット信号のレベルは、２／３［ｍＷ］となり、ｃｈＢの送信波のレベルは、１５×（（２／３）／０．５）＝２０［ｍＷ］となる。すなわち、３波が１波に減った場合でも同一の送信電力として送信できる。

放送を継続しているチャンネル数が、２チャンネル（２波）の場合には、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示すように、パイロット信号Ｓｐの数を２個（パイロット信号Ｓｐ１、Ｓｐ２）、あるいは図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示すように、パイロット信号Ｓｐの数を１個（パイロット信号Ｓｐ１）にする。

パイロット信号Ｓｐの数を１個にした場合には、図９Ｃに示すように、１チャンネル（１波）当たりの送信電力が１５［ｍＷ］となり、２個にした場合には、図１０Ｃに示すように、１チャンネル（１波）当たりの送信電力が３０［ｍＷ］になるが、図９Ｃ及び図１０Ｃのいずれの場合でも変動幅は、通常の３チャンネル（３波）放送状態の±５０［％］に抑制することができる。

放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、反比例した数にならない場合には、反比例した数に近い数の整数の同一レベルのパイロット信号Ｓｐを生成して合成器６２に出力する図６に示したギャップフィラー装置５０Ｃは、通常放送時３チャンネル以上の放送波を送信する放送システムに適用することで、送信電力の変動幅を±５０［％］以内に抑制することができる。

図１１は、さらに他の実施形態のギャップフィラー装置５０Ｄの構成を示している。このギャップフィラー装置５０Ｄは、図１例のギャップフィラー装置５０に比較して、受信所６０Ｄのパイロット信号生成回路５８Ｄが、放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを必要とせず、常時、１［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐを出力する構成とされ、このパイロット信号Ｓｐが合成器１６Ｄで受信回路５１〜５３の出力と合成され、図１に示した合成器６２が省略された構成とされている。

昼間帯の動作を説明する。昼間帯では、３チャンネルとも放送を行っており、パイロット信号生成回路５８Ｄは、放送中のチャンネル数に関係なく放送帯域外の周波数、例えば４００［ＭＨｚ］の一定電力の１［ｍＷ］の信号を合成器１６Ｄに出力している。

また、ｃｈＡ、ｃｈＢ、ｃｈＣの受信回路５１〜５３は、それぞれ１０［ｍＷ］になるようにＡＧＣ制御し、合成器１６Ｄに出力する。なお、受信回路５１〜５３が各チャンネルに対応したＡＧＣ制御をそれぞれ行うことにより、フェージングなどにより、空間伝搬路の周波数特性が劣化し、各チャンネルの受信電力に差異が発生した場合でも、周波数特性による電力の格差が補償され、結果として光ファイバケーブル２０へ送出する各チャンネルの電力を一定にすることができる。

自動利得制御回路５６では、電気・光変換回路１８の入力で、３０［ｍＷ］になるようにＡＧＣ制御されている。したがって、この例では、自動利得制御回路５６の利得は０［ｄＢ］になっている。

したがって、このときの電気・光変換回路１８の入力側での周波数スペクトラムは、図２Ａに示したようになる。

これらの信号が電気・光変換回路１８で電気・光変換され、光信号が光ファイバケーブル２０を通じて県庁所在地の受信所６０Ｄから難視聴地域の送信所７０に伝送される。

光ファイバケーブル２０を含む光信号伝送系（電気・光変換回路１８の入力から光・電気変換回路２４の出力側）での損失を３［ｄＢ］とする。このとき、難視聴地域の送信所７０の光・電気変換回路２４の出力での周波数スペクトラムは、図２Ｂに示したようになる。

そうすると送信所７０の自動利得制御回路７２を構成するパイロット信号抽出回路７６では、０．５［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐが抽出され、ＡＧＣ回路７８により、このパイロット信号Ｓｐが２［ｍＷ］になるように制御が行われる。これにより、図２Ｃに示したように、同時に放送波の電力は１チャンネル当たり２０［ｍＷ］に制御されたと同じことになる。この後、電力増幅回路７４の帯域通過フィルタによりパイロット信号Ｓｐが除去され、この図１１例では、５倍の増幅で、各放送波が１００［ｍＷ］で送信される。

次に、深夜帯の動作を説明する。深夜帯では、２チャンネルで放送を行っており、県庁所在地にある受信所６０ＤのｃｈＣの受信回路５３の入力がなくなるものとする。このとき受信回路５３は、最大利得の状態となり、ノイズが出力されるが、実際には、入力が上述したスケルチ回路の閾値以下に対応する電力となった場合には、スケルチ回路により出力を断状態とする（受信回路５３の可変利得を最小とする。）。ただし、スケルチ回路を設けずに、受信回路５３の図示していない可変利得増幅器の最大利得を最適化し、放送停波時のノイズレベルが無視できるレベルとなるように設計することで、スケルチ回路を省略することもできる。

２チャンネル放送が継続されている深夜帯では、合成器１６Ｄの出力側において、放送波は、１０［ｍＷ］×２チャンネル＝２０［ｍＷ］、パイロット信号ＳｐはＳｐ＝１［ｍＷ］となる。

自動利得制御回路５６は、総電力が３０［ｍＷ］になるように制御するため、利得が１．５倍に制御されることとなり、図３Ａに示すように、放送波は、それぞれ１５［ｍＷ］の合計３０［ｍＷ］、パイロット信号Ｓｐは１．５［ｍＷ］が電気・光変換回路１８に入力される。

この場合にも、光ファイバケーブル２０を含む光信号伝送系（電気・光変換回路１８の入力から光・電気変換回路２４の出力側）での損失は３［ｄＢ］とすると、難視聴地域の送信所７０の光・電気変換回路２４の出力での周波数スペクトラムは、図３Ｂに示したようになる。

そうすると送信所７０の自動利得制御回路７２を構成するパイロット信号抽出回路７６では、０．７５［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐが抽出され、ＡＧＣ回路７８により、このパイロット信号Ｓｐが２［ｍＷ］になるように制御が行われる。これにより、図３Ｃに示したように、同時に放送波の電力は１チャンネル当たり２０［ｍＷ］に制御されたと同じことになる。この後、電力増幅回路７４の帯域通過フィルタによりパイロット信号Ｓｐが除去され、この図１１例では、５倍の増幅で、各放送波が１００［ｍＷ］で送信される。

この図１１例のギャップフィラー装置５０Ｄでは、自動利得制御回路５６での動作が、放送を継続していチャンネル数（波数）に反比例したパイロット信号Ｓｐのレベルを生成することになるので、自動利得制御回路５６を省略することができない。

このようにこの図１１例のギャップフィラー装置５０Ｄによれば、受信所６０Ｄのパイロット信号生成回路５８Ｄにおいて、一定レベルの１［ｍＷ］のパイロット信号Ｓｐを生成し、このパイロット信号Ｓｐと複数チャンネルの受信信号とを合成器１６Ｄで合成し、自動利得制御回路５６によりこの合成信号のレベルが、一定レベルである３０［ｍＷ］となるように制御することでパイロット信号Ｓｐのレベルが、現に放送が継続されているチャンネル数に反比例したレベルとなる。

そして、送信所７０において、伝送路である光ファイバケーブル２０から出力されるパイロット挿入合成信号からパイロット信号抽出回路７６によりパイロット信号Ｓｐを抽出し、このパイロット信号Ｓｐのレベルが一定レベルである２［ｍＷ］になるように、パイロット挿入合成信号を可変利得増幅器８０で増幅することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルとなるようにすることができる。

ここで、全てのチャンネルの放送が停止した場合の制御動作について簡単に説明する。

この場合、図１、図４〜図６に示したギャップフィラー装置５０等では、放送波有無信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが、「無＝０」の信号となるので、パイロット信号生成回路５８等は、パイロット信号Ｓｐを何も出力しないようにする。この結果、受信所６０等から送信所７０等に対して、パイロット信号が伝送されない。

送信所７０等のパイロット信号抽出回路７６等でパイロット信号Ｓｐがないことを検出した場合には、可変利得増幅器８０の利得を最小にする、あるいは、電力増幅回路７４の入力あるいは出力側を断とするスイッチもしくは回路を追加し、送信所７０等からノイズを送信してしまうことを防止する。

また、図１１に示したギャップフィラー装置５０Ｄでは、全てのチャンネルが放送停止した場合、例えば、スケルチ回路により受信回路５１〜５３の出力を断状態とする、あるいは、スケルチ回路を設けずに、受信回路５１〜５３の図示していない可変利得増幅器の最大利得を最適化し、放送停波時のノイズレベルが無視できるレベルとなるように設計する。このとき、自動利得制御回路５６は、フルゲインまで増幅することとなるが、このフルゲインを検出したときには、電気・光変換回路１８の入力あるいは出力側を断とするスイッチあるいは回路を追加することで、図１、図４〜図６のギャップフィラー装置５０等と同等の動作を実現することができる。

全てのチャンネルの放送が停止した場合の、可変利得増幅器８０の利得を最小にする等の制御動作は、光ファイバケーブル２０が断線となった場合においても自動的に適用され、送信所７０等から不要なノイズを送信することが防止されることから、周辺の中継装置やギャップフィラー装置に妨害を与えることがない。

なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

この発明の一実施形態に係るギャップフィラー装置の構成図である。 ３チャンネル（３波）放送時の動作説明に供される周波数スペクトラム図である。 ３波中、１波が停波した２チャンネル（２波）放送時の動作説明に供される周波数スペクトラム図である。 伝送線路を同軸ケーブルとした例のギャップフィラー装置の構成図である。 パイロット信号を、放送波の数に応じた変調信号としたギャップフィラー装置の構成図である。 パイロット信号を、放送波の数に反比例あるいは略反比例にした数としたギャップフィラー装置の構成図である。 ３チャンネル放送時の図６例の動作説明用周波数スペクトラム図である。 １チャンネル放送時の図６例の動作説明用周波数スペクトラム図である。 ２チャンネル放送時の図６例の動作説明用周波数スペクトラム図である。 ２チャンネル放送時の図６例の他の動作説明用周波数スペクトラム図である。 他の実施の形態に係るギャップフィラー装置の構成図である。 この発明の前提技術となるギャップフィラー装置の構成図である。

符号の説明

２、５０、５０Ａ〜５０Ｄ…ギャップフィラー装置
４、６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｄ…受信所
６…受信アンテナ １１〜１３、５１〜５３…受信回路
１６、１６Ｄ、６２…合成器 １８…電気・光変換回路（Ｅ／Ｏ変換回路）
２０…光ファイバケーブル ２１…同軸ケーブル
２２、７０、７０Ａ、７０Ｂ…送信所
２４…光・電気変換回路（Ｏ／Ｅ変換回路）
２６、５６、７２、７２Ｂ…自動利得制御回路
２８、７４…電力増幅回路 ３０、６４、７８、７８Ｂ…ＡＧＣ回路
３２…送信アンテナ
５８、５８Ｂ〜５８Ｄ…パイロット信号生成回路（ＰＬ信号生成回路）
６６、８０…可変利得増幅器
７６、７６Ｂ…パイロット信号抽出回路（ＰＬ信号抽出回路）

Claims (6)

1. 受信所と、この受信所の出力側に接続される伝送路と、この伝送路の出力側に接続される送信所とを備える中継放送装置において、
   前記受信所は、
   受信された複数チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を、受信信号としてそれぞれ出力する受信回路と、
   前記複数チャンネルの受信信号を合成する放送波合成器と、
   前記複数チャンネルの受信信号の帯域外に挿入されるパイロット信号を生成するパイロット信号生成回路と、
   前記パイロット信号と前記複数チャンネルの受信信号の合成信号とを合成して、パイロット挿入合成信号を出力するパイロット挿入用合成器と、を備え、
   前記伝送路は、前記パイロット挿入合成信号を伝送するものであり、
   前記送信所は、
   前記伝送路から出力される前記パイロット挿入合成信号からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号に基づき、前記パイロット挿入合成信号を増幅する自動利得制御回路と、
   増幅された前記パイロット挿入合成信号から前記パイロット信号が除去された合成信号を増幅し、送信信号として出力する電力増幅回路と、を備える
   ことを特徴とする中継放送装置。
2. 請求項１記載の中継放送装置において、
   前記パイロット信号生成回路は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例したレベルを有するパイロット信号を生成し、
   前記自動利得制御回路は、抽出したパイロット信号のレベルが所定レベルになるように利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルとなるように制御する
   ことを特徴とする中継放送装置。
3. 請求項１記載の中継放送装置において、
   前記パイロット信号生成回路は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数のパイロット信号を生成し、
   前記自動利得制御回路は、抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるように制御する
   ことを特徴とする中継放送装置。
4. 請求項１記載の中継放送装置において、
   前記パイロット信号生成回路は、前記各受信回路に接続され、放送を継続しているチャンネル数に反比例した数、あるいは反比例した数に近い数の整数を変調したパイロット信号を生成し、
   前記自動利得制御回路は、前記変調されたパイロット信号を復調して抽出したパイロット信号の数に反比例して利得を可変することで、放送を継続しているチャンネル数が変動しても、前記電力増幅回路に入力される前記合成信号を構成する前記複数チャンネルの各送信信号のレベルが一定レベルあるいは該一定レベルに近いレベルとなるように制御する
   ことを特徴とする中継放送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の中継放送装置において、
   前記放送波合成器と前記パイロット挿入用合成器とを一体に構成する
   ことを特徴とする中継放送装置。
6. 受信所と、この受信所の出力側に接続される伝送路と、この伝送路の出力側に接続される送信所とを備える中継放送装置において、
   前記受信所は、
   受信された複数チャンネルの地上デジタルテレビ放送波を、受信信号としてそれぞれ出力する受信回路と、
   前記複数チャンネルの受信信号の帯域外に挿入される一定レベルのパイロット信号を生成するパイロット信号生成回路と、
   前記複数チャンネルの受信信号と前記パイロット信号とを合成して、パイロット挿入合成信号を出力する合成器と、
   前記パイロット挿入合成信号のレベルを、一定レベルに制御することで、前記パイロット信号のレベルを、現に放送が継続されているチャンネル数に反比例したレベルになるように制御する自動利得制御回路と、を備え、
   前記伝送路は、一定レベルに制御後の前記パイロット挿入合成信号を伝送するものであり、
   前記送信所は、
   前記伝送路から出力される前記パイロット挿入合成信号からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号が一定レベルになるように、前記パイロット挿入合成信号を増幅する自動利得制御回路と、
   増幅された前記パイロット挿入合成信号から前記パイロット信号が除去された合成信号を増幅し、送信信号として出力する電力増幅回路と、を備える
   ことを特徴とする中継放送装置。
   
   

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