JP2008187594A - ディジタルテレビ放送信号中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両等の移動体に搭載される中継装置において、当該中継装置から送信された無線信号と放送局から直接送信された無線信号との間の干渉によって、放送受信装置の受信品質が劣化することを回避することを目的とする。
【解決手段】ディジタルテレビ放送信号を含む信号を受信する受信部と、受信部が受信した受信信号に含まれる信号のうち、ディジタルテレビ放送信号が占有する周波数帯域とは異なる周波数帯域を占有する信号の強度を測定する測定部と、受信信号を送信するか否かを、測定部が測定した強度に基づいて判定する判定部と、受信信号を送信する旨を判定部が判定したときは受信信号を送信し、受信信号を送信しない旨を判定部が判定したときは受信信号を送信しない送信部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体に搭載され、その移動体が備える搭乗者室の外側に到来したディジタルテレビ放送信号を当該搭乗者室の内側に中継送信するディジタルテレビ放送信号中継装置に関する。

トンネルに無線信号を放射するための誘導線アンテナを設け、車両に中継装置を搭載した放送システムが知られている。車両に搭載された中継装置は、誘導線アンテナから放射された無線信号を車両の外側から車両の内側に中継送信する。これによって、車両がトンネル内を走行している場合であっても、車両内の放送受信装置は良好に無線信号を受信することができる。

特開平２−７９６３０号公報

この放送システムにおいては、車両がトンネルの外側に出ると、中継装置はトンネルの外側に設けられている放送局から送信された無線信号を中継送信する。しかし、中継装置から送信された無線信号は、車両の内側に放射される他、その一部が車両の外側に漏洩し放射される場合がある。これによって、トンネルの外側かつ車両の外側に存在する放送受信装置では、放送局から直接送信された無線信号に車両の外側に漏洩して放射された無線信号が干渉し、受信品質が劣化するという問題が生じる。同様に、車両の内側に存在する放送受信装置では、放送局から直接送信され車両の内側に入り込んだ無線信号に中継装置によって中継送信された無線信号が干渉し、受信品質が劣化するという問題が生じる。

本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、車両等の移動体に搭載される中継装置において、当該中継装置から送信された無線信号と放送局から直接送信された無線信号との間の干渉によって、放送受信装置の受信品質が劣化することを回避することを目的とする。

本発明は、移動体に搭載され、当該移動体が備える搭乗者室の外側に到来したディジタルテレビ放送信号を当該搭乗者室の内側に中継送信するディジタルテレビ放送信号中継装置であって、ディジタルテレビ放送信号を含む信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した受信信号に含まれる信号のうち、前記ディジタルテレビ放送信号が占有する周波数帯域とは異なる周波数帯域を占有する信号の強度を測定する測定部と、前記受信信号を送信するか否かを、前記測定部が測定した強度に基づいて判定する判定部と、前記受信信号を送信する旨を前記判定部が判定したときは前記受信信号を送信し、前記受信信号を送信しない旨を前記判定部が判定したときは前記受信信号を送信しない送信部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、中継装置によって送信された無線信号と放送局から直接送信された無線信号との間の干渉を回避し、放送受信装置の受信品質の劣化を回避することができる。

図１に本発明の実施形態に係るディジタルテレビ放送システムの構成を示す。ディジタルテレビ放送システムは、ディジタル放送局１０、固定中継装置１２、漏洩ケーブル１４、鉄道車両１６、車内中継装置１８、ディジタル放送受信装置２０Ａおよび２０Ｂを備えて構成される。ディジタルテレビ放送システムは、アナログ放送局４４およびアナログ放送受信装置４６を備えるアナログ放送システムと共存する。アナログ放送システムには、アナログテレビ放送システム、ラジオ放送システム等がある。また、ラジオ放送システムには、いわゆるＡＭ放送システム、ＦＭ放送システム、短波放送システム等がある。

ディジタル放送局１０は、テレビ放送番組等の情報を含むディジタル信号を生成し、そのディジタル信号によってＯＦＤＭ変調等の変調が施されたディジタル放送信号ＷＤを無線送信する。トンネル２２の外側かつ鉄道車両１６の外側に存在するディジタル放送受信装置２０Ｂは、ディジタル放送信号ＷＤを受信し、それに含まれるテレビ放送番組等の情報を再生する。無線送信されたディジタル放送信号ＷＤは、トンネル２２の内側には到達しない。

アナログ放送局４４は、放送の対象とする情報を含むアナログ信号を生成し、そのアナログ信号によって変調が施されたアナログ放送信号ＷＡを無線送信する。アナログ放送受信装置４６は、アナログ放送信号ＷＡを受信し、それに含まれる情報を再生する。無線送信されたアナログ放送信号ＷＡは、トンネル２２の内側には到達しない。

本実施形態に係るディジタルテレビ放送システムでは、互いに異なる放送周波数帯域が割り当てられた複数のディジタル放送局１０が設けられていてもよい。また、共存するアナログ放送システムでは、ディジタル放送局１０に割り当てられた放送周波数帯域とは異なる放送周波数帯域が割り当てられ、互いに異なる放送周波数帯域が割り当てられた複数のアナログ放送局４４が設けられていてもよい。

図２（ａ）に固定中継装置１２の構成を示す。固定中継装置１２は、受信アンテナ２４、受信部２６、フィルタ２８、送信部３０、送信アンテナ接続端子３２を備えて構成される。受信アンテナ２４はトンネル２２の外側に設けられる。受信部２６、フィルタ２８および送信部３０は、トンネル２２の内側に設けられてもよいし、トンネル２２の外側に設けられてもよい。送信アンテナ接続端子３２はトンネル２２の内側または開口に設けられる。

受信部２６は、受信アンテナ２４を介してディジタル放送信号ＷＤおよびアナログ放送信号ＷＡを受信し、増幅してフィルタ２８に出力する。

フィルタ２８は、受信部２６から出力された信号に含まれるディジタル放送信号ＷＤ以外の信号を減衰させて送信部３０に出力する。なお、受信部２６が、互いに異なるディジタル放送局から送信された複数のディジタル放送信号を受信する場合には、受信部２６は、複数のディジタル放送信号およびそれ以外の信号を増幅してフィルタ２８に出力する。フィルタ２８は、受信部２６から出力された信号に含まれるディジタル放送信号以外の信号を減衰させて送信部３０に出力する。

送信部３０は、フィルタ２８が出力した信号を増幅して送信アンテナ接続端子３２に中継放送信号ＷＳ１として出力する。

なお、受信部２６、フィルタ２８、および送信部３０は、中間周波数帯に変換された信号に対する処理を施すものとしてもよい。この場合、中間周波数帯の信号に対する処理を実行する構成部の前段および後段には、それぞれ、無線周波数帯の信号を中間周波数帯の信号に変換する手段、および中間周波数帯の信号を無線周波数帯の信号に変換する手段を設ける。

漏洩ケーブル１４は、固定中継装置１２の送信アンテナ接続端子３２に接続され、その延伸方向がトンネル２２の延伸方向と一致するようトンネル２２の内側に設置される。漏洩ケーブル１４は中継放送信号ＷＳ１をトンネル２２の延伸方向に伝送しつつ、中継放送信号ＷＳ１をトンネル２２内に無線送信する。なお、漏洩ケーブル１４に代えてダイポールアンテナ、ホーンアンテナ等の局所的に配置されるアンテナを、トンネルの長さに応じた数だけその延伸方向に配列したものを適用してもよい。

このような構成によって、固定中継装置１２は、受信したディジタル放送信号ＷＤおよびアナログ放送信号ＷＡのうちディジタル放送信号ＷＤを抽出し、トンネル２２の内側に中継放送信号ＷＳ１として中継送信する。

これによって、トンネル２２の外側ではディジタル放送信号ＷＤおよびアナログ放送信号ＷＡのいずれもが伝播する一方、トンネル２２の内側にはディジタル放送信号ＷＤを含む中継放送信号ＷＳ１が伝播する環境が成立する。

図２（ｂ）に車内中継装置１８の構成を示す。車内中継装置１８は鉄道車両１６に搭載され、受信アンテナ３４、受信部３６、他システム信号測定部３８、送信部４０、および送信アンテナ４２を備えて構成される。受信アンテナ３４は鉄道車両１６の外側に設けられる。受信部３６、他システム信号測定部３８および送信部４０は、鉄道車両１６の内側に設けられてもよいし、鉄道車両１６の外側に設けられてもよい。送信アンテナ４２は鉄道車両１６の内側に設けられる。

受信部３６は、受信アンテナ３４を介して無線信号を受信し、増幅して他システム信号測定部３８および送信部４０に出力する。

他システム信号測定部３８は、識別符号記憶部３８−１、強度測定部３８−２、および判定部３８−３を備えて構成される。識別符号記憶部３８−１は、アナログ放送局４４に割り当てられた放送周波数帯域を識別する周波数識別符号を記憶する。識別符号記憶部３８−１に周波数識別符号を記憶させる処理は、所定の入力装置（図示せず）によって行うことができる。記憶させる周波数識別符号は、鉄道車両１６が走行する地域を放送圏とするアナログ放送局に対応するものとすればよい。

強度測定部３８−２は、識別符号記憶部３８−１から周波数識別符号を取得する。そして、受信部３６から出力された信号のうち、周波数識別符号によって特定される周波数帯域を占有する信号の強度を測定し、測定結果を強度測定値として判定部３８−３に出力する。

なお、識別符号記憶部３８−１に記憶される周波数識別符号、および強度測定部３８−２が取得する周波数識別符号は複数あってもよい。この場合、強度測定部３８−２は、複数の周波数識別符号によって特定される複数の信号のうち、強度が最大のものの測定結果、または、複数の周波数識別符号によって特定される複数の信号に対する測定結果の平均値を強度測定値として出力する。

判定部３８−３は、強度測定値が所定の閾値ＴＨ以上であるか否かを判定し、閾値ＴＨ以上であるときには、送信部４０の動作を停止するための停止指令情報を送信部４０に出力する。ここでは、鉄道車両１６がトンネル２２の外側に存在し、車内中継装置１８がアナログ放送信号ＷＡを受信したときに強度測定値が取り得る値の範囲と、鉄道車両１６がトンネル２２の内側に存在しているときに強度測定値が取り得る値の範囲とに基づいて、閾値ＴＨを決定する。すなわち、鉄道車両１６がトンネル２２の内側に存在しているときには強度測定値が閾値ＴＨ未満となり、鉄道車両１６がトンネル２２の外側に存在しているときには強度測定値が閾値ＴＨ以上となるよう、閾値ＴＨを決定する。

送信部４０は、他システム信号測定部３８から停止指令情報が出力されていないときは、受信部３６が出力した信号を増幅して送信アンテナ４２を介して中継放送信号ＷＳ２として送信する。一方、他システム信号測定部３８から停止指令情報が出力されているときは、送信部４０は信号のアンテナ４２への出力を停止する。

このような構成によって、車内中継装置１８は、強度測定値を閾値ＴＨ以上とする強度を以てアナログ放送信号ＷＡが受信されないときには中継送信を行う状態となり、強度測定値を閾値ＴＨ以上とする強度を以てアナログ放送信号ＷＡが受信されたときには中継送信を行わない状態となる。

なお、受信部３６、他システム信号測定部３８および送信部４０は、中間周波数帯に変換された信号に対する処理を施するものとしてもよい点については、受信部２６、フィルタ２８、および送信部３０と同様である。

車内中継装置１８のディジタルテレビ放送システムにおける動作について、鉄道車両１６がトンネル２２内を走行している場合と、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行している場合とに分けて説明する。

鉄道車両１６がトンネル２２内を走行している場合には、車内中継装置１８は中継放送信号ＷＳ１を受信する。中継放送信号ＷＳ１に含まれるアナログ放送信号ＷＡの強度は微少であるため、強度測定値は閾値ＴＨ未満となる。したがって、判定部３８−３は停止指令情報を出力せず、送信部４０は信号を送信する状態となるため、車内中継装置１８は受信した中継放送信号ＷＳ１を中継放送信号ＷＳ２として中継送信する。

鉄道車両１６の内側に存在するディジタル放送受信装置２０Ａは中継放送信号ＷＳ２を受信し、それに含まれるディジタル放送信号ＷＤに基づいてテレビ放送番組等の情報を再生する。このような固定中継装置１２および車内中継装置１８の中継送信によって、ディジタル放送受信装置２０Ａは、鉄道車両１６がトンネル２２内を走行している場合であってもディジタル放送信号ＷＤを取得し、それに含まれる情報を再生することができる。

一方、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行している場合には、車内中継装置１８は、ディジタル放送信号ＷＤおよびアナログ放送信号ＷＡを固定中継装置１２を介さず直接受信する。アナログ放送信号ＷＡが受信され、その強度測定値が閾値ＴＨ以上となった場合には、判定部３８−３は停止指令情報を送信部４０に出力する。これによって、送信部４０は信号を送信しない状態となるため、車内中継装置１８は受信した信号を中継送信しない状態となる。

ディジタル放送受信装置２０Ａは、ディジタル放送局１０から無線送信されたディジタル放送信号ＷＤを直接受信し、テレビ放送番組等の情報を再生する。

このように、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行しているときには、車内中継装置１８からは中継放送信号ＷＳ２が送信されない。これによって、トンネル２２の外側かつ鉄道車両１６の外側に存在するディジタル放送受信装置２０Ｂは、ディジタル放送局１０から直接無線送信されたディジタル放送信号ＷＤを干渉を受けることなく受信することができる。同様に、鉄道車両１６の内側に存在するディジタル放送受信装置２０Ａは、ディジタル放送局１０から直接無線送信されたディジタル放送信号ＷＤを干渉を受けることなく受信することができる。

なお、上記では、判定部３８−３が閾値ＴＨに基づいて停止指令情報を出力するか否かを判定する構成について説明した。このような構成の他、判定部３８−３は、値の異なる所定の２つの閾値ＴＨ１およびＴＨ２に基づいて停止指令情報を出力するか否かを判定する、ヒステリシス判定を実行する構成とすることもできる。ここで、閾値ＴＨ２は閾値ＴＨ１よりも大きいものとする。この場合、判定部３８−３は、強度測定値が閾値ＴＨ１未満の値から閾値ＴＨ１以上の値に変化したときに停止指令情報を出力し、強度測定値が閾値ＴＨ２以上の値から閾値ＴＨ２未満の値に変化したときに停止指令情報の出力を停止する。これによって、アナログ放送信号ＷＡの値が変動し、強度測定値が閾値ＴＨ１から閾値ＴＨ２の間で変動した場合であっても、停止指令情報を出力した状態、または停止指令情報の出力を停止した状態を安定化させることができる。

また、上記では、受信部３６が出力する信号に含まれるアナログ放送信号に基づいて強度測定部３８−２が強度測定値を取得し、判定部３８−３に出力する構成について説明した。このようにアナログ放送信号を適用する他、トンネル２２の外側に構築されたその他の無線通信システム、無線放送システム等で用いられる無線信号を適用してもよい。その他の無線通信システムとしては、衛星通信システム、衛星放送システム、携帯電話システム、ＪＪＹ、ＧＰＳ等がある。この場合、車内中継装置１８は、例示したシステムで用いられる無線信号に基づいて強度測定値を取得する構成とする。そして、識別符号記憶部３８−１には、強度測定値を取得する対象となる信号の占有周波数帯域を特定する周波数識別符号を記憶させる。強度測定部３８−２は、記憶された周波数識別符号によって特定される周波数帯域を占有する信号に基づいて強度測定値を取得する。

このような構成によれば、アナログ放送信号を適用した場合と同様の効果を得ることができる。鉄道車両１６がトンネル２２内を走行しているときには、車内中継装置１８は強度測定値を取得する対象となる信号を受信しないため、強度測定値は閾値ＴＨ未満となり、受信した信号を中継送信する状態となる。一方、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行しているときにおいて、車内中継装置１８が、強度測定値を取得する対象となる信号を強度測定値が閾値ＴＨ以上となる強度を以て受信したときには、受信した信号を中継送信しない状態となる。これによって、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行している場合に、ディジタル放送受信装置２０Ａおよび２０Ｂは、干渉を受けることなくディジタル放送信号ＷＤを受信することができる。

次に、車内中継装置１８の変形例について説明する。この変形例は、ディジタルテレビ放送システムがアナログテレビ放送システムと共存する場合に適用されるものである。図３は、変形例に係る車内中継装置４８の構成を示す。車内中継装置４８は、車内中継装置１８の他システム信号測定部３８をアナログ放送信号測定部５０に置き換えたものである。図２（ｂ）と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。

アナログ放送信号測定部５０は、アナログ放送信号検出部５０−１、強度測定部５０−２、および判定部５０−３を備えて構成される。

アナログ放送信号検出部５０−１は、アナログ放送信号と、当該アナログ放送信号が占有する周波数帯域を特定する周波数識別符号とを対応付けた対応情報を予め記憶している。アナログ放送信号検出部５０−１は、受信部３６が出力する信号に含まれるアナログ放送信号を検出する。そして、検出したアナログ放送信号が占有する周波数帯域を特定する周波数識別符号を対応情報に基づいて取得し、強度測定部５０−２に出力する。アナログ放送信号検出部５０−１が検出するアナログ放送信号、およびそれに応じて出力する周波数識別符号は複数あってもよい。

アナログ放送信号の検出は、受信部３６が出力する信号の周波数成分を解析することで行う。アナログ放送信号検出部５０−１は、受信部３６が出力する信号から、アナログ放送信号に対して予め定められている周波数帯域幅を有する信号を抽出する。そして、抽出した信号に所定の周波数間隔を以て隔てられた映像搬送波、映像副搬送波、および音声搬送波が含まれているか否かを判定し、これらの搬送波が含まれている場合には、その信号をアナログ放送信号として検出する。現在広く用いられているアナログテレビ放送システムにおけるアナログ放送信号では、映像搬送波と映像副搬送波との間は３．５８ＭＨｚの周波数間隔を以て隔てられており、映像搬送波と音声搬送波との間は４．５ＭＨｚの周波数間隔を以て隔てられている。したがって、アナログ放送信号検出部５０−１は、抽出した信号にこのような周波数間隔を以て隔てられた搬送波が含まれるか否かを判定し、アナログ放送信号を検出すればよい。

また、映像搬送波、映像副搬送波、および音声搬送波が含まれているか否かを判定する代わりに、時間波形を解析することによってアナログ放送信号を検出することもできる。この場合、アナログ放送信号検出部５０−１は、抽出した信号の占有周波数帯域内での積算値の時間平均値、および抽出した信号の占有周波数帯域内での積算値の瞬時最大値を求める。そして、時間平均値に対する瞬時最大値の比（最大値対平均値比）が所定の閾値未満であるか否かを判定し、当該最大値対平均値比が所定の閾値未満である場合には、その信号をアナログ放送信号として検出する。この検出は、広く用いられているテレビ放送システムにおいて、アナログ放送信号およびディジタル放送信号は同一の周波数帯域幅を有する一方、ディジタル放送信号の最大値対平均値比はアナログ放送信号の最大値対平均値比よりも大きいというディジタル放送信号およびアナログ放送信号に係る一般的な性質によって可能となるものである。

強度測定部５０−２は、受信部３６が出力する信号のうち、周波数識別符号によって特定される周波数帯域を占有する信号の強度を測定し、測定結果を強度測定値として判定部５０−３に出力する。アナログ放送信号検出部５０−１から複数の周波数識別符号が出力されたときは、複数の周波数識別符号によって特定される複数の信号のうち、強度が最大のものの測定結果、または、複数の周波数識別符号によって特定される複数の信号に対する測定結果の平均値を強度測定値として出力する。

判定部５０−３は、強度測定値が閾値ＴＨ以上であるか否かを判定し、閾値ＴＨ以上であるときには、送信部４０の動作を停止するための停止指令情報を送信部４０に出力する。

このような構成によれば、車内中継装置４８は、強度測定値を閾値ＴＨ以上とする強度を以てアナログ放送信号ＷＡが受信されないときには中継送信を行う状態となり、強度測定値を閾値ＴＨ以上とする強度を以てアナログ放送信号ＷＡが受信されたときには中継送信を行わない状態となる。なお、判定部５０−３をヒステリシス判定を実行する構成としてもよい点については、判定部３８−３と同様である。

車内中継装置４８をディジタルテレビ放送システムに適用することによって、鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行している場合において、ディジタル放送受信装置２０Ａおよび２０Ｂは、ディジタル放送局１０から直接無線送信されたディジタル放送信号ＷＤを干渉を受けることなく受信することができ、車内中継装置１８を適用した場合と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の説明では、漏洩ケーブル１４が鉄道のトンネル２２内に設けられ、車内中継装置１８または４８が鉄道車両１６に搭載されるものとした。これは一つの例であり、自動車、船舶、磁気浮上式鉄道等の移動体が通過するトンネルに漏洩ケーブル等のアンテナを設け、例示した移動体に車内中継装置１８または４８を搭載する構成とすることも可能である。

また、上記の説明では、ディジタル放送局１０から送信された無線信号の到来が妨げられる領域の１つの例としてトンネル２２の内側の領域をとりあげた。放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域としては、トンネルの他、例えば、山岳、建造物等によりディジタル放送局１０から送信されたディジタル放送信号ＷＤが減衰する領域が考えられる。このような場合、ディジタル放送局１０から送信されたディジタル放送信号ＷＤを受信することができる位置に固定中継装置１２の受信アンテナ２４を設け、ディジタル放送信号ＷＤの到来が妨げられる領域に、固定中継装置１２に接続される漏洩ケーブルを設ける構成とすればよい。

本発明の実施形態に係るディジタルテレビ放送システムの構成を示す図である。 固定中継装置の構成および車内中継装置の構成を示す図である。 変形例に係る車内中継装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０ ディジタル放送局、１２ 固定中継装置、１４ 漏洩ケーブル、１６ 鉄道車両、１８，４８ 車内中継装置、２０Ａ，２０Ｂ ディジタル放送受信装置、２２ トンネル、２４，３４ 受信アンテナ、２６，３６ 受信部、２８ フィルタ、３０，４０ 送信部、３２ 送信アンテナ接続端子、３８ 他システム信号測定部、３８−１ 識別符号記憶部、３８−２ 強度測定部、３８−３ 判定部、４２ 送信アンテナ、４４ アナログ放送局、４６ アナログ放送受信装置、５０ アナログ放送信号測定部、５０−１ アナログ放送信号検出部、５０−２ 強度測定部、５０−３ 判定部、ＷＤ ディジタル放送信号、ＷＡ アナログ放送信号、ＷＳ１，ＷＳ２ 中継放送信号。

Claims (1)

1. 移動体に搭載され、当該移動体が備える搭乗者室の外側に到来したディジタルテレビ放送信号を当該搭乗者室の内側に中継送信するディジタルテレビ放送信号中継装置であって、
   ディジタルテレビ放送信号を含む信号を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した受信信号に含まれる信号のうち、前記ディジタルテレビ放送信号が占有する周波数帯域とは異なる周波数帯域を占有する信号の強度を測定する測定部と、
   前記受信信号を送信するか否かを、前記測定部が測定した強度に基づいて判定する判定部と、
   前記受信信号を送信する旨を前記判定部が判定したときは前記受信信号を送信し、前記受信信号を送信しない旨を前記判定部が判定したときは前記受信信号を送信しない送信部と、
   を備えることを特徴とするディジタルテレビ放送信号中継装置。

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