JP2010062809A - 送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】放送のための信号を入力して変調して出力する送信機１で、空中の周波数別の電波使用状況に基づいて出力するセグメント（周波数）を決定する。
【解決手段】セグメント検出手段１２、１３が、無線により受信された電波の周波数領域対信号レベルの関係に基づいて、送信に使用するための空き周波数領域に対応するセグメントを検出する。送信信号生成手段１１、１４が、セグメント検出手段１２、１３により検出されたセグメントの位置に前記入力された放送のための信号に含まれる放送のためのデータを載せた送信信号を生成する。そして、送信信号生成手段１１、１４により生成された送信信号を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば地上デジタル放送システムの送信機に関し、特に、空中の周波数別の電波使用状況に基づいて出力するセグメント（周波数）を決定する送信機に関する。

例えば、地上デジタル放送では、ＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ間を使用して、１チャンネル（ｃｈ）＝６ＭＨｚを１４個のセグメントに分け、両端の０．５セグメントずつをガードバンドとして使用する。そして、ガードバンドを除いた１３個のセグメントのうちで、中央に位置する１個のセグメントを使用してワンセグ放送を行い、その両側にある６個ずつのセグメント（合計１２個のセグメント）を使用してハイビジョン放送を行っている。

一般的にモバイル端末向けに送信を行っているワンセグサービスでは、テレビ局１局あたり６ＭＨｚの中で、当該６ＭＨｚをガードバンドを除いて１３個に分割したうちの中央のセグメント（周波数）からワンセグ用のデータを電波として発射して、サービスを行っている。
なお、送信機に入力する信号として、例えば、地上デジタル放送では、トランスポートストリーム（ＴＳ：Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ）信号を送信機に入力している。

ところで、地上デジタル放送の信号送信技術を用いて、今後、ワンセグは、電波の有効利用を目的に、市町村、展示場、大規模娯楽施設、商店街等で防災目的や商業目的に利用される見通しである。例えば、２０１１年７月２４日のアナログ停波に伴って広い帯域が空く予定であり、その空いた帯域を利用したエリア毎の放送が行われる予定である。
本明細書では、このようにある特定のエリアに対してのみワンセグサービスを行うことを、エリア放送と呼ぶ。

図５には、エリア放送の送信エリアの概念を示してある。
図５に示されるように、現在では、広域放送領域の送信機（例えば、東京タワー）１０１から中央のセグメントを使用してワンセグの電波を発射しているが、将来的には、中央以外のセグメントを使用してワンセグの電波を発射するエリア放送領域の送信機１１１、１１２が同一放送エリアに複数設置されることが見込まれる。また、それに対応した受信機も使用される見通しである。

図６には、中央のセグメントのみからワンセグを送信する場合におけるエリアイメージの一例を示してある。具体的には、１個の広域放送領域Ｚと、複数個のエリア放送領域Ａ〜Ｅを示してある。各エリア放送領域Ａ〜Ｅの送信機では、広域放送領域Ｚの送信機とは異なるチャンネル（周波数）を使用しており、互いに干渉を回避するために重複する領域が発生しないようにしている。

ここで、従来の技術では、送信する電波の周波数やチャンネルを、地上デジタル放送やアナログ放送の周波数利用状況に基づくチャンネルプラン（例えば、チャンネルの干渉なく周波数を有効に使用するプラン）から決定していた。
今後、エリア放送が展開されるときに、使用するチャンネルに加えてセグメントも決定しなくてはならないが、従来の技術では、チャンネルに加えてセグメントも周波数利用状況に基づいてチャンネルプランから決定しなくてはならない。周波数は有限の資源であり、異なる送信機から同一の周波数を使用して空間に重なると、受信機から見ると妨害波となる。このことから、送信機から発射した電波が重なる場合には、図７に示されるように周波数をずらして使用するのが常である。

図７には、複数のエリアに対する周波数の使用の仕方の一例を示してある。
図７に示されるように、複数の送信機のそれぞれに異なる送信周波数ｆ１〜ｆ５を割り当てると、２つ以上の送信機からの電波が届くエリアが重なった部分においても、干渉を防止することができる。

特開２００３−３４８０３２号公報 電波利用調査部 主席研究員 佐川永一、"コグニティブ無線と米国電波政策"、国際通信経済研究所−ＲＩＴＥ［研究員から］、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２０年３月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.rite-i.or.jp/kenkyuin/hoka/repo0608182.htm＞

エリア放送が展開される未来において、セグメントを有効的に地域に割り当てて、少しでも多くの地域でエリア放送が展開可能な技術が必要である。電波が有限な資源であることから、セグメントの効率的な配置は重要な意味を持つ。しかしながら、現在の技術では、人間が周囲の周波数使用状況やチャンネルプランから、新しい送信所の周波数を決定しなくてはならず、セグメントの効率的な配置という点で未だに不十分なところがあった。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、例えば地上デジタル放送システムのエリア放送において、空中の周波数別の電波使用状況に基づいて出力するセグメント（周波数）を決定することができる送信機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、放送のための信号を入力して変調して出力する送信機において、次のような構成とした。
すなわち、セグメント検出手段が、無線により受信された電波の周波数領域対信号レベルの関係に基づいて、送信に使用するための空き周波数領域に対応するセグメントを検出する。送信信号生成手段が、前記セグメント検出手段により検出されたセグメントの位置に前記入力された放送のための信号に含まれる放送のためのデータを載せた送信信号を生成する。そして、前記送信信号生成手段により生成された送信信号を出力する。

従って、無線により受信された電波の周波数領域対信号レベルの関係に基づいて、送信に使用する空き周波数領域（空いているセグメント）が決定され、例えば、地上デジタル放送システムのエリア放送において、空中の周波数別の電波使用状況に基づいて、出力するセグメント（周波数）を決定することができる。

ここで、放送のための信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、ＴＳ信号が用いられる。
また、変調の方式としては、種々な方式が用いられてもよく、例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が用いられる。
また、放送のためのデータとしては、例えば、オーディオのデータや、ビジュアルのデータが用いられる。

また、例えば、予め、複数のセグメントの区切り目（位置）が設定されており、その情報が送信機のメモリに記憶されている。
また、信号のレベルとしては、例えば、電力のレベルや、振幅のレベルなどを用いることができる。

また、空き周波数領域（空いているセグメント）であるか否かを判定する仕方としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、受信信号のレベルとして、１回のレベル又は所定の期間だけ積分或いは平均化したレベルを用いて、そのレベルが所定の閾値未満（或いは、所定の閾値以下）である場合に空き周波数領域（空いているセグメント）であると判定する仕方を用いることができる。また、周波数領域の幅（セグメントの幅）については、例えば、当該周波数領域の幅の全てにわたって受信信号のレベルが所定の閾値未満（或いは、所定の閾値以下）となる条件を用いることや、或いは、当該周波数領域の幅の全てについて積分或いは平均化した受信信号のレベルが所定の閾値未満（或いは、所定の閾値以下）となる条件を用いることができる。

以上説明したように、本発明に係る送信機によると、例えば、地上デジタル放送システムのエリア放送において、空中の周波数別の電波使用状況に基づいて出力するセグメント（周波数）を決定することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る地上デジタル放送システムの送信機１の構成例、及び受信アンテナ部２を示してある。
本例の送信機１は、変調部１１と、検波部１２と、周波数別レベル判断部１３と、出力部１４を備えている。なお、受信アンテナ部２は、例えば、送信機１の構成要素として備えられてもよく、或いは、送信機１に接続される外部の構成要素として備えられてもよい。
本例の送信機１は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式により信号を送信する。

本例では、送信機１に入力されて送信対象となる信号の一例として、地上デジタル放送のＴＳ信号が用いられている。
本例のＴＳ信号は、オーディオビジュアルデータ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｓｕａｌ Ｄａｔａ）と、ＴＭＣＣ（送信制御情報）と、パリティビットから構成されている。
オーディオビジュアルデータは、テレビジョン受像機などの受信装置で再生されるべき１つの番組（例えば、エリア放送のローカルな番組）の画像や音声のデータである。
ＴＭＣＣには、送信チャンネルを特定する情報（チャンネル情報）、ＴＳ信号の送信元の局の固有情報（ＩＤ）が含まれている。
パリティビットは、誤り検出や誤り訂正のためのデータである。

本例では、ＴＳの単位で送信が行われ、複数のＴＳ信号が連続して並べられて送信される。各ＴＳ信号のオーディオビジュアルデータは、例えば、１秒毎のデータである。
また、本例では、特定のエリア向けに設けられた送信元の局（例えば、所定の区役所等の放送局）から無線又は有線ケーブルを介して、送信対象となるＴＳ信号（放送信号）が本例の送信機１へ伝送されて来る。

なお、本例では、広域放送ではなくエリア放送の番組のＴＳ信号を送信機１に入力して送信する場合を示すが、例えば、広域放送の送信機（例えば、東京タワー）から無線送信された信号を受信して、その信号をＴＳ信号として送信機１に入力して送信することにより、広域放送の再送信を行うことも可能である。

本例の送信機１において行われる動作の一例を示す。
送信を希望するデータを有する信号（本例では、ＴＳ信号）が入力情報信号として送信機１に入力されて変調部１１に入力される。
変調部１１は、入力された信号に対して電波を発射するための変調処理を行い、これにより得られた変調信号を出力部１４へ出力する。

送信機１により自動的に送信する周波数を決定する仕組みとして、受信アンテナ部２は、周囲の電波の使用状況を把握するために、電波を受信して、受信した電波の信号を受信アンテナ入力信号として検波部１２へ出力する。
ここで、受信アンテナ部２に用いるアンテナとしては、アンテナの役割を果たすものであれば、種々なものが用いられてもよい。

検波部１２は、入力された信号（受信信号）について、信号が持つ成分を、周波数毎に、例えば、横軸を周波数として縦軸をレベルとして分解し、そして、分解した信号を周波数領域信号として周波数別レベル判断部１３へ出力する。
周波数別レベル判断部１３は、入力された周波数領域信号に基づいて、その信号の周波数別のレベルから、エリア放送を行うことに対して充分な周波数帯域が空いている周波数帯域を検索して、この空いている周波数帯域の周波数を送信する周波数として決定する。そして、周波数別レベル判断部１３は、決定した周波数を特定する情報を送信セグメント決定情報として出力部１４へ出力する。

出力部１４は、入力された変調信号を入力された送信セグメント決定情報により特定される周波数で送信するように、送信信号を生成して出力する。この送信信号が本例の送信機１からの出力信号となり、例えば、アンテナから無線により送信されて、受信側の装置へデータ伝送される。

なお、本例では、ＴＳ信号のＴＭＣＣに含まれるチャンネル情報により送信すべきチャンネル（周波数）が特定され、特定されたチャンネルで送信が行われるように制御される。また、本例では、送信セグメント決定情報により、送信すべきセグメント（周波数）が特定される。これらにより、特定のチャンネルの中の特定のセグメントが決定される。

ここで、図２〜図４を参照して、空き周波数を検出する様子の一例を示す。
なお、図２〜図４では、横軸は周波数を表しており、縦軸は信号のレベルを表している。
図２には、検波部１２により行われた信号処理の結果のイメージの一例を示してある。これは、検波部１２により検波した後に周波数領域対信号レベルの関係となるように処理を行った後の信号成分のイメージである。

図３には、周波数別レベル判断部１３により決定される、エリア放送のサービスを実現することが可能な周波数の空き領域（空き周波数領域）の一例を示してある。周波数別レベル判断部１３は、この空き周波数領域を特定する情報を送信セグメント決定情報として出力部１４へ出力する。
図４には、新しく送信する電波（送信信号）の周波数領域の一例を示してある。出力部１４は、入力された送信セグメント決定情報に基づいて、変調信号を検波後の空き周波数領域で送信するように、送信信号を出力する。このように、送信信号は、空いていると判断された周波数領域で出力される。

次に、本例の送信機１において行われる空き周波数の検出について、更に詳しく説明する。
本例では、各セグメントの位置（周波数領域の範囲）が予め定められており、その情報が予め送信機１のメモリに設定されて記憶されている。
ここで、本例では、各チャンネル毎に複数のセグメントの位置が定められているが、例えば、チャンネルという概念を省略して、複数のセグメントの位置が定められる構成が用いられてもよい。なお、チャンネルの数や、セグメントの数としては、それぞれ、種々な数が用いられてもよい。

送信機１では、各セグメントの位置（周波数領域の範囲）について、無線受信される電波の受信強度（レベル）を検出し、例えば、送信に必要な周波数の幅（セグメントの幅）において受信強度が所定の閾値未満（或いは、所定の閾値以下）であるところを検索する。そして、このようなところを空き周波数領域と判定して、自局の送信セグメントとして１セグのエリア放送に使用するように自動的に決定する。なお、このような空き周波数領域を検出することができなかった場合には、例えば、そのときには、エリア放送をしないようにする。

また、複数の空き周波数領域（複数の空いているセグメント）が検出された場合には、任意の仕方で、１個のセグメントが選択されてもよい。具体例としては、予め選択する優先順位を定めておいてその優先順位に従って１個のセグメントを選択する仕方や、或いは、最初に検出したセグメントを選択する仕方や、或いは、検出された複数のセグメントをユーザ（人）に対して報知して当該ユーザからの操作に応じて１個のセグメントを選択する仕方や、或いは、受信強度（例えば、各周波数領域における平均値）が最も小さい１個のセグメントを選択する仕方などを用いることができる。なお、優先順位として、例えば、周波数が高い方を優先させる順、或いは、周波数が低い方を優先させる順を用いることもできる。

また、送信機１において、受信アンテナ部２により無線受信して空き周波数領域が有るか否かを検索する周波数領域の範囲としては、少なくとも送信に使用する可能性のある周波数領域（セグメント）を含んでいればよい。例えば、送信に使用するチャンネルが決定されている場合には、少なくともそのチャンネルの周波数領域について空き周波数領域（空いているセグメント）を検索できればよい。
また、必ずしも１個のセグメントのみを使用してエリア放送を行う態様ばかりでなく、例えば、３セグのデジタルラジオ等のように、複数個のセグメントを使用した放送に適用することも可能である。

また、送信機１において、空き周波数領域（空いているセグメント）を検索して、使用するセグメントを決定して設定するタイミングとしては、種々なタイミングが用いられてもよい。
例えば、このようなセグメント決定処理を送信機１の設置時に初期設定として１回だけ行い、その後は、設定したセグメントを固定的に使用してエリア放送を行うような構成を用いることができ、或いは、１日１回や１週間に１回など、所定期間に１回といった定期的に行うような構成を用いることができる。なお、一般に、多くの周波数帯が使用されている日中等に検索を行うことが望ましい。

また、送信機１において、このようなセグメント決定処理を行うための指示や、参照する受信強度を得るために所定の期間だけ受信強度を積分することや或いは平均化することを行う場合における当該期間としては、例えば、ユーザによるボタンなどの操作によって指定されてもよく、或いは、外部から送信機１に入力される制御信号によって指定されてもよい。また、セグメント決定処理を行うための指示については、例えば、送信機１の電源がオフからオンへ切り替えられたときに自動的に指定される構成としてもよく、また、所定の期間だけ受信強度を積分することや或いは平均化することを行う場合における当該期間としては、例えば、予め送信機１のメモリに設定されていてもよい。

また、本例では、１個のセグメントに１個のコンテンツ（例えば、番組データ）を載せる場合を示したが、他の構成例として、１個のセグメントに２個や３個といった複数のコンテンツを載せるような構成を用いることも可能である。例えば、１個のセグメントが５００ｋｂｐｓである場合には、０．５個のセグメント分の２５０ｋｂｐｓずつで計２個のコンテンツを載せることが可能である。一例として、１個のセグメントに２個のコンテンツを載せるときに、一方のコンテンツを広域用コンテンツとし、他方のコンテンツをローカル用のコンテンツ（例えば、イベント等が開催されている地域や場所など用のコンテンツ）として、集客力を上げることなどが図られる。

以上のように、本例の送信機１では、空中（大気中）における周波数別の電波使用状況（受信レベル）を把握して、自らが送信する電波の周波数（セグメント）を決定する。具体例として、エリア放送を行う際に、エリア放送を行うために設置した送信機１において、そのエリアの電波周波数の空き状況を把握し、自動的にエリア放送を行う周波数（セグメント）を決定して使用する。
従って、例えば、エリア放送が展開される未来において、送信機１（機器）が自動的に空き周波数からエリア放送を行う周波数を決定して、サービスを行うことが可能になり、このように、空いている周波数領域を自動的に使用するため、電波を有効的に使用することが可能になる。

なお、本例の送信機１では、検波部１２や周波数別レベル判断部１３によって受信アンテナ部２により無線受信された電波の周波数領域対信号レベルの関係に基づいて送信に使用する空き周波数領域（空いているセグメント）を検出する機能によりセグメント検出手段が構成されており、変調部１１や出力部１４により検出されたセグメントの位置に放送のための信号（本例では、ＴＳ信号）に含まれる放送のためのデータ（本例では、オーディオビジュアルデータ）を載せた送信信号を生成する機能により送信信号生成手段が構成されている。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

本発明の一実施例に係る送信機の構成例及び受信アンテナ部を示す図である。 検波部により行われた信号処理の結果のイメージの一例を示す図である。 周波数別レベル判断部により決定される空き周波数領域の一例を示す図である。 新しく送信する電波（送信信号）の周波数領域の一例を示す図である。 エリア放送の送信エリアの概念を示す図である。 中央のセグメントのみからワンセグを送信する場合におけるエリアイメージの一例を示す図である。 複数のエリアに対する周波数の使用の仕方の一例を示す図である。

符号の説明

１、１０１、１１１、１１２・・送信機、 ２・・受信アンテナ部、 １１・・変調部、 １２・・検波部、 １３・・周波数別レベル判断部、 １４・・出力部、

Claims (1)

1. 放送のための信号を入力して変調して出力する送信機において、
   無線により受信された電波の周波数領域対信号レベルの関係に基づいて、送信に使用するための空き周波数領域に対応するセグメントを検出するセグメント検出手段と、
   前記セグメント検出手段により検出されたセグメントの位置に前記入力された放送のための信号に含まれる放送のためのデータを載せた送信信号を生成する送信信号生成手段と、を備え、前記送信信号生成手段により生成された送信信号を出力する、
   ことを特徴とする送信機。