JP2007104087A - デジタル伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル伝送の中継装置の周辺帯域の受信状態を可視化し、希望波伝送での安定運用を補助する。
【解決手段】無線伝送された情報を元の形態に戻す受信処理部を持つデジタル伝送装置において、中継装置側の受信高周波部からのＩＦ信号の周波数成分解析機能結果に、高周波部の増幅度状況（ＡＧＣ）増幅度状況を反映し、周波数成分の情報をＴＳ形式に変換し、受信したＴＳ信号に挿入する。受信装置側で、ＴＳ信号から、Ｘ軸方向に周波数成分，Ｙ軸方向に復調した信号成分を出力し、受信レベル状態を反映した周波数成分を可視化表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル変調方式で変調された信号を受信し、中継を行うディジタル伝送装置において、無線伝送装置の受信状態を可視化し、受信装置側に伝送し、伝送状態の安定化を補助する機能向上に関する技術である。

近年、映像や音声信号をデジタル信号化した後、ＭＰＥＧ処理でデータ圧縮し、デジタルデータを直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation：以下ＱＡＭと略す)方式や直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下ＯＦＤＭと略す）方式で伝送する技術が多用されている。その構成を図８に示す。

送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１に入力され、圧縮データとなる。この圧縮データの構成は、先頭のコードが４７ｈである、８ビットを１ワードとした１８８ワードを単位とする多数個のパケットから構成されるトランスポートストリーム(以後ＴＳ)信号と呼ぶ形態となる。このＴＳ信号は、ＤＶＢエンコーダ(Digital Video Broadcasting−Encoder)２に入力され、ＤＶＢ(Digital Video Broadcasting)処理を施されＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部（ＭＯＤ）３により、例えばＯＦＤＭ変調された後に中間周波数例えば１３０ＭＨｚ帯に周波数変換され１３０ＭＨｚ帯ＩＦｔ信号として出力される。送信高周波部（Ｔｈ）４は、このＩＦｔ信号を、３３３ＭＨｚ〜３.３ＧＨｚのＵＨＦ波や３．３ＧＨｚ〜３３ＧＨｚのマイクロ波に周波数変換し、かつ、電力増幅し、アンテナ５から電波として放射する。

日本ではマイクロ波の内、５８６１ＭＨｚ〜５９１５ＭＨｚ、６４３５ＭＨｚ〜６５６１ＭＨｚ、６８８２ＭＨｚ〜７１１６ＭＨｚ（以下７ＧＨｚと略す）、１０２６０ＭＨｚ〜１０４４０ＭＨｚと１０５６１ＭＨｚ〜１０６６９ＭＨｚが主に使用されている。以下７ＧＨｚで説明する。

放射された電波は、伝送路Ｗを経由して、受信アンテナ６に到達する。なお、伝送路Ｗの状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ６により収集された電波は、受信高周波部（Ｒｈ）７に入力され、増幅された後に中間周波数である１３０ＭＨｚ帯に周波数変換され１３０ＭＨｚ帯ＩＦｒ信号として出力される。ＩＦｒ信号は、復調部（ＤＥＭ）８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ９に入力され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ１０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。

デジタル伝送では、ビットレートの低いＱＰＳＫ等の伝送モードであれば、自己のチャネルの電波が−９０ｄＢｍと低くても安定受信できる。また、伝送量３５Ｍｂｐｓと小さい、１６ＱＡＭ２モードであれば、限界ＣＮは１８ｄＢ程度であり、受信電界の限界は約−８０ｄＢｍ以上で映像を伝送できる。さらに、伝送量６０Ｍｂｐｓと多い、６４ＱＡＭモードであれば、限界ＣＮは２７ｄＢ程度であり、受信電界の限界は約−７０ｄＢｍ以上が必要になる。

しかし、電波は有限であり、放送事業者の使用する帯域は１８ＭＨｚ毎に各局のチャネルが割り振られている。そのため、隣接のチャネルの電波が、−３０ｄＢｍ等と強い場合、受信高周波部７が隣接波からの各種影響を受けて、伝送が不安定もしくは不能となるケースがある。

以前のアナログＦＭ伝送では、妨害の状況によって、自局チャネルの映像への影響が縞模様であったり、他局の映像の輪郭部分が写る。そのため、影響の有無、影響の原因を、経験者であれば容易に判定でき、対策を行えた。

しかし、デジタル伝送では、情報をデジタル化し、かつ、エラー訂正処理を併用する。そのため、受信電界レベルが変化する状態でも、エラー訂正が働く範囲であれば、同一品位の映像を中継伝送できる。電界レベルが限界値を下回る状態にまで低下するとエラー訂正不能となり、画像伝送も不可能となる。このデジタル伝送の限界の把握は、復調後の信号状態によってある程度可能であるが、アナログＦＭ伝送の限界の把握よりはるかに困難である。

図９は、受信高周波部構成を示すブロック図である。
図９において、高周波７ＧＨｚ入力は低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅され、周波数変換器（ＭＩＸ）と５．５ＧＨｚ局部発振器（ＬＯ）とにより第２の中間周波数の例えば１．５ＧＨｚに変換され、ＢＰＦを通過し、周波数変換器（ＭＩＸ）と１３７０ＭＨｚ局部発振器（ＬＯ）とにより第１の中間周波数の１３０ＭＨｚに変換され、ＢＰＦを通過し、自動増幅度調整器（ＡＧＣ）でレベルを整えられて、１３０ＭＨｚＩＦｒ出力となる。
特開２００４−３５７１０６号公報

まず、従来技術では、自局チャネル及び隣接チャネルの状況を判別できない。
さらに、希望波未受信時は、図１０の希望波なしにおける、ＡＧＣ増大時、隣接状況が不正確になる例を示す模式図に示す様に、ＡＧＣ処理によって自チャンネルの雑音のみを増幅してしまい、隣接チャネルの増幅度が相対的に増大し、希望波受信中であれば支障とならない隣接波レベルでも、大きなレベルとして表示され、希望波の関係状況を適正に表示することができない。

また、本社（放送局）から遠い場所にある受信基地局等では上記状況を伝送するために、新たな映像伝送回線が必要となる。

本発明では上記課題を解決するため、デジタル変調方式により変調され、２次元にマッピングされた伝送信号を送信し、受信した２次元のデータを識別することで伝送信号を再生するデジタル伝送装置において、
受信高周波部からのＩＦ信号の周波数成分解析機能を有する装置を備え、Ｘ軸方向に周波数成分，Ｙ軸方向に復調した信号成分を出力する２次元表示用出力装置を備える。

また、受信高周波部から受信高周波部の増幅度状況を示す情報を出力機能を有する装置と、受信高周波部からのＩＦ信号の周波数成分解析機能結果に増幅度状況を反映する変換機能を有する装置、とを追加する。
さらに、中継装置側に、周波数成分の情報をＴＳ形式に変換し、受信したＴＳ信号に挿入し、送信する装置を備え、受信装置側に、受信した前記伝送信号を復調する復調部に接続され、Ｘ軸方向に周波数成分，Ｙ軸方向に復調した信号成分を出力する２次元表示用出力装置を備える。

なお、未受信等で、受信機は正常ＴＳ作成困難な条件では、ＮＵＬＬパケットを自動生成出力する。

以上説明したように本発明によれば、隣接状態を可視化し、伝送状態の安定性を容易に判定可能とできる。

本発明による第一の実施例について本発明の全体構成を示すブロック図である図１を用いて説明する。
図１の送信側において、映像信号はＭＰＥＧエンコーダ１に入力され、圧縮データのＴＳ信号となり、ＤＶＢエンコーダ２に入力され、ＤＶＢｅ信号となる。このＤＶＢｅ信号は、変調部（ＭＯＤ）３により、ＯＦＤＭ変調された後に中間周波数である１３０ＭＨｚ帯に周波数変換され１３０ＭＨｚ帯ＩＦｔ信号として出力される。送信高周波部（Ｔｈ）４は、このＩＦｔ信号をマイクロ波に周波数変換し、かつ、電力増幅し、アンテナ５から出力する。

放射された電波は、伝送路Ｗを経由して、受信アンテナ６に到達する。なお、伝送路Ｗの状態においては、電波の強さも距離に応じて減衰するため雑音等も混入してしまう。受信アンテナ６により収集された電波は、受信高周波部（Ｒｈ）７に入力され、増幅された後に中間周波数である１３０ＭＨｚ帯に周波数変換され１３０ＭＨｚ帯ＩＦｒ信号として出力される。ＩＦｒ信号は、復調部（ＤＥＭ）８に入力され、変調と同一の処理に対応するＯＦＤＭ復調が行われ、ＤＶＢｒ信号として出力される。このＤＶＢｒ信号は、ＤＶＢデコーダ９に入力され、ＴＳｒ信号となって、元のトランスポート信号に戻される。ＭＰＥＧデコーダ１０は、このＴＳｒ信号を伸張処理し、元の映像信号を出力する。周波数映像化処理部１１は、受信高周波部７からのＩＦ信号を分岐して入力する。周波数映像化処理部１１は、隣接チャネルの状況を横軸を周波数、縦軸を受信レベルとしてビデオ表示するための映像信号を出力する。

図４に、周波数映像化処理部１１の構成を示す。ＩＦ信号はＦＦＴ処理部１１１にて周波数成分を解析し、その結果をスペクトル抽出部にメモリする。映像化部１１３は走査線のスキャンに応じて、周波数成分の大小を読み出す。

本発明の第２の構成を示すブロック図の図２に本発明の受信レベルを反映する処理を含む構成を示す。図２では、図１のの構成から追加した機能として、周波数映像化処理部１１は、受信高周波部１７からのＩＦ信号の他、ＡＧＣ制御信号を分岐して入力される。

図５に周波数映像化処理部２１の構成を示す。周波数映像化処理部２１は、隣接チャネルの状況を横軸を周波数とし、縦軸の表示ゲインをＡＧＣ制御信号に応じて可変した受信レベルとしてビデオ表示するための映像化信号を出力する。

図３に、ＡＧＣ情報出力機能付の受信高周波部１７の構成を示す。
図３において、高周波７ＧＨｚ入力はＬＮＡで増幅され、周波数変換器（ＭＩＸ）と５．５ＧＨｚ局部発振器（ＬＯ）とにより第２の中間周波数の１．５ＧＨｚに変換され、ＢＰＦを通過し、周波数変換器（ＭＩＸ）と１３７０ＭＨｚ局部発振器（ＬＯ）とにより第１の中間周波数の１３０ＭＨｚに変換され、ＢＰＦを通過し、自動増幅度調整器（ＡＧＣ）でレベルを整えられて、１３０ＭＨｚＩＦｒ出力となる。また、ＡＧＣ処理部の制御電圧を出力する。

図７に本発明の第３の構成を示すブロック図を示す。図７では、図２の構成から追加した機能として、多重器（ＭＵＸ）１２において、受信ＴＳ信号と、周波数成分ＴＳ信号とを入力し、１本化したＴＳを作成する。
この１本化ＴＳ信号は、ＴＳＬ等によって本社へ伝送される。

図６に発明で使用する隣接チャネルＴＳ化部の構成を示すブロック図を示す。図６において、周波数映像化部（スペクトル）は、周波数成分を順次出力する。ＴＳデータ化部は第１ワードを４７ｈとし、以降に１８７ワードにメモリ内容を挿入し、周波数情報を示すパケットを作成する。多重部（ＭＵＸ）は映像/音声の復号に用いられないＮＵＬＬパケットを発見したなら、周波数情報パケットを置換挿入する。なお、周波数情報を一定周期毎に付加し、受信ＴＳ信号のビットレートを増大させる多重処理でも良い。

ところで、以上の実施形態では、７ＧＨｚについてだけ説明したが、本発明では、７ＧＨｚに限定されるものではなく、ＵＨＦ波やマイクロ波や、３３ＧＨｚ〜３３３ＧＨｚのミリ波や３３３ＧＨｚ以上の周波数であっても良い。

本発明の全体構成を示すブロック図 本発明の第２の構成を示すブロック図 ＡＧＣ出力付き受信高周波部の構成を示すブロック図 本発明の１実施例の周波数映像化処理部の構成を示すブロック図 本発明の別の実施例の周波数映像化処理部の構成を示すブロック図 本発明の第３の実施例の周波数映像化処理部の構成を示すブロック図 本発明の第３の構成（次段伝送ＴＳ作成）を示すブロック図 従来デジタルＦＰＵ構成を示すブロック図 受信高周波部構成を示すブロック図 希望波なしにおける、ＡＧＣ増大時、隣接状況が不正確になる例を示す模式図

符号の説明

１：ＭＰＥＧエンコーダ、２：ＤＶＢエンコーダ、３：変調部（ＭＯＤ）、４：送信高周波部（Ｔｈ）、５，６：アンテナ、Ｗ：伝送路、７，１７：受信高周波部（Ｒｈ）、８：復調部（ＤＥＭ）、９：ＤＶＢデコーダ、１０：ＭＰＥＧデコーダ、１１，２１：周波数映像化処理部、１２，１０７：多重部（ＭＵＸ）、１０１：ＦＦＴ処理部、１０２：スペクトル抽出部、１０３：映像化部、１０４：メモリ部、１０５：可変部、１０６：ＴＳデータ化部、
ＬＮＡ：低雑音増幅器、ＭＩＸ：周波数変換器、ＬＯ：局部発振器、ＡＧＣ：自動増幅度調整器、スペクトル：周波数映像化部、

Claims (4)

1. デジタル変調方式により変調され、２次元にマッピングされた伝送信号を送信し、受信した２次元のデータを識別することで伝送信号を再生するディジタル伝送装置において、受信高周波部からのＩＦ信号の周波数成分解析機能を有する装置を備え、Ｘ軸方向に周波数成分，Ｙ軸方向に復調した信号成分を出力する２次元表示用出力装置を備えたことを特徴とするデジタル伝送装置。
2. 請求項１のデジタル伝送装置において、受信高周波部から受信高周波部の増幅度状況を示す情報を出力機能を有する装置と、受信高周波部からのＩＦ信号の周波数成分解析機能結果に増幅度状況を反映する変換機能を有する装置、とを追加したことを特徴とする伝送装置。
3. 請求項２のデジタル伝送装置において、中継装置側に、周波数成分の情報をＴＳ形式に変換し、受信したＴＳ信号に挿入し、送信する装置を備え、受信装置側に、受信した前記伝送信号を復調する復調部に接続され、Ｘ軸方向に周波数成分，Ｙ軸方向に復調した信号成分を出力する２次元表示用出力装置を備えたことを特徴とする伝送システム。
4. 請求項３の伝送システムにおいて、未受信等で、受信機が正常ＴＳ作成困難な条件では、ＮＵＬＬパケットを自動生成出力する装置を装備したことを特徴とする伝送システム。

Images