JP2010212747A - デジタル伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル変復調を用いて映像信号等を無線伝送するデジタル伝送装置の受信装置において、受信状態情報をＳＤＩ信号に多重し出力することにより、受信制御部の出力をＳＤＩフォーマットに統一し、信号フォーマットの多様化による複雑な伝送システムを簡素化した受信装置を提供する。
【解決手段】デジタル変調信号を受信し、伝送品質を示す伝送状態情報を出力する受信装置において、受信制御部の復調部が出力するＴＳ信号から受信状態情報を抽出し、該情報をＳＤＩ信号で出力することを特徴とする受信装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル変復調によってデジタル素材の映像、音声信号等を無線伝送する伝送装置に関するものである。

放送局では、ロードレース等で用いられる中継車やお天気カメラなど、遠隔地から放送局への素材伝送を行うために、無線伝送装置であるＦＰＵ（ Field Pickup Unit ）が使われている。
近年の地上波テレビ放送のデジタル化に伴い、ＦＰＵの伝送方式もデジタル化が進んでいる。このため、ＦＰＵは、様々な伝送路での運用を可能とする必要性から、複数の変調方式を具備している（特許文献１参照。）。

図２によって、従来のデジタル放送におけるデジタル無線伝送システムの一例を説明する。図２は、従来のデジタルＦＰＵ装置を使用したデジタル無線伝送システムの全体構成を示すブロック図である。図２の伝送システムは、送信装置１と受信装置１３で構成される。

図２の動作について、以下説明する。
送信装置１は、送信制御部２と送信高周波部８で構成される。
送信制御部２はインターフェース（Ｉ／Ｆ）部３、画像符号化部４、デジタル変調部５で構成される。
Ｉ／Ｆ部３は、放送局若しくは他の中継局に伝送するために入力された映像信号や音声信号を、後段の画像符号化部４に出力するために必要な処理を行う。例えば、送信制御部２に入力される複数の映像信号及び音声信号から、伝送する所望の信号に変換する機能を具備している。即ち、ＮＴＳＣ（ National Television System Committee ）信号等のアナログ映像信号や、ＨＤ−ＳＤＩ（ High Definition - Serial Digital Interface ）またはＳＤ−ＳＤＩ（ Standard Definition - Serial Digital Interface ）等のＳＤＩ信号の切替え、また、アナログ音声やＡＥＳ等のデジタル音声信号の切替処理を行う。
Ｉ／Ｆ部３は、以上のように、必要な処理を施された映像及び音声信号を画像符号化部４に出力する。

画像符号化部４は、入力された映像及び音声信号にＭＰＥＧ２（ Moving Picture Experts Group 2 ）信号等の圧縮処理を施し、さらにＴＳ（ Transport Stream ）形式のデジタル信号に変換し、デジタル変調部５に出力する。
デジタル変調部５は、符号化部６と直交変調部７で構成される。
符号化部６は、入力されたデジタル信号に対して、伝送路エラーによるデータの誤り訂正を行い、エネルギー拡散、畳み込み符号化、インターリーブ等の符号化処理を行い、直交変調部７に出力する。次に、直交変調処理部７は、符号化処理されたデジタル信号を、例えば、ＯＦＤＭ（ Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調等によって直交変調し、例えば、ＯＦＤＭ変調信号を得る。そしてさらに、ＯＦＤＭ変調信号の周波数変換を行い、ＩＦ（ Intermediate Frequency ）信号として送信高周波部８に出力する。

送信高周波部８は、周波数変換部９と電力増幅部１０で構成される。
周波数変換部９は、送信制御部２から入力されたＩＦ信号を無線伝送するための周波数信号（例えば、マイクロ波帯域の高周波信号）に周波数変換処理し、電力増幅部１０に出力する。電力増幅部１０は、入力された高周波信号を電力増幅し、例えばマイクロ波の帯域に高周波増幅されたＲＦ（ Radio Frequency ）信号等のデジタル変調信号として、送信アンテナ１１を介してされる。

一方、受信装置１３は、受信高周波部１５と受信制御部１７で構成される。
受信高周波部１５は、送信装置１から伝送されたＲＦ信号を受信し、受信されたＲＦ信号は、受信高周波部１５内の周波数変換部１６に入力される。周波数変換部１６は、入力されたＲＦ信号に周波数変換処理を施し、ＩＦ信号に変換して、後段の受信制御部１７に出力する。
受信制御部１７は、復調部１８、画像復号化部２１、及びＩ／Ｆ部２２で構成される。復調部１８は直交復号部１９と復号化部２０で構成される。
復調部１８において、直交復調部１９は、受信高周波部１５から入力されたＩＦ信号を復調し、復号化部２０に出力する。復号化部２０は、入力された信号にデインターリーブ、ビタビ復号等を行い、ＴＳ信号として、後段の画像復号化部２１に出力する。
画像復号化部２１は、送信装置１の送信制御部２内の画像符号化部４で符号化した信号を復号し、Ｉ／Ｆ部２２に出力し、Ｉ／Ｆ部２２を介して映像信号と音声信号を出力する。

特開２００２−１７１２４３号公報

ところで、上述したＦＰＵを用いてデジタル変調信号を無線伝送する場合には、受信側にて受信状態を常時監視する必要がある。アナログ伝送の場合には伝送状態が悪くなると、受信した映像信号に基づいて表示された画像（受信画像）のＳ／Ｎ（ Signal to Noise Ratio ）が次第に悪くなるため、受信画像から受信状態の把握が容易に可能である。
しかし、デジタル伝送の場合には、伝送状態が悪化しても、復調できる限界までＳ／Ｎ劣化の無い画像が受信できる。このため、受信状態の把握が困難である。また、受信状態が悪化し、復調限界を超えると正常伝送できなくなり、受信画像がフリーズし、突然画像が破綻するため、デジタル伝送では受信状態を常時把握することが重要となる。
よって、受信側では、ＦＰＵによる伝送状態を常時監視する。受信状態の監視方法として、従来は、例えば、図２に示す受信状態情報抽出部２３によって、受信制御部１７から、受信電界強度、妨害波の有無、ビットエラーレート等の受信状態情報を抽出し、受信状態信号を出力し、当該受信状態信号から受信状態情報を可視化した画像として表示させ監視を行ていた。

即ち、従来技術では、受信状態情報をＦＰＵの受信制御部１７の復調部１８から出力される受信状態情報信号を受信状態情報抽出部２３が抽出し、ＮＴＳＣ方式等のアナログ映像信号として出力している。デジタル伝送により伝送される映像信号及び音声信号は、デジタルビデオ信号規格の一つであるＳＤＩ信号にて伝送されることが多い。従って、上記の構成では、受信制御部１７に、映像・音声用ＳＤＩ出力及び受信状態監視用アナログ映像出力の２つのインターフェースが必要となる。
本発明は、受信状態情報をＳＤＩ信号に多重し出力することにより、受信制御部の出力をＳＤＩフォーマットに統一し、信号フォーマットの多様化による複雑な伝送システムを簡素化することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、デジタル変復調を用いて映像、音声信号等を無線伝送するデジタル伝送装置の受信装置の受信制御部において、受信状態情報抽出部にて抽出した受信状態と、映像、音声を復号した信号に多重し、ＳＤＩ信号として出力するものである。
即ち、本発明の受信装置は、デジタル変復調を用いて映像信号を送信装置から受信装置に無線伝送するデジタル無線伝送システムの受信装置において、アンテナを介して前記送信装置からの映像信号を受信しＩＦ信号に返還して出力する受信高周波波部と、前記ＩＦ信号から映像信号を出力する受信制御部とで構成された受信装置であって、前記受信制御部は、前記ＩＦ信号を復調する復調部と、前記復調された信号を復号する画像復号化部と、前記復調された信号から受信状態情報を抽出する受信状態情報抽出部と、前記復号された信号と前記抽出された受信状態情報とを多重する受信状態情報多重部と、を備えたものである。
また好ましくは、上記発明の受信装置は、さらに、前記多重化された信号をＳＤＩ信号で出力するインターフェース部を備えたものである。
さらに好ましくは、上記発明の受信装置の前記受信状態情報多重部は、前記抽出された受信状態情報を前記復号された映像にスーパーインポーズされた多重信号としたものである。
さらに好ましくは、上記発明の受信装置の前記受信状態情報多重部は、前記抽出された受信状態情報と前記復号された映像とをフィールド毎に交互に出力するものである。

本発明によれば、受信状態情報をＳＤＩ信号に多重し出力することにより、受信制御部の出力をＳＤＩフォーマットに統一し、信号フォーマットの多様化による複雑な伝送システムを簡素化することが可能となる。
また、本発明によれば、デジタル無線伝送装置の受信装置において、ＳＤＩ入力可能なモニタのみを用意することで、伝送素材と遅延プロファイル映像の両方をモニタリングすることが可能となる。

本発明の伝送システムの一実施例の全体構成を示すブロック図。 従来のデジタル伝送システムの全体構成を示すブロック図。 本発明の受信制御部における受信状態情報多重部の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の受信制御部における受信状態情報多重部の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の受信装置の出力の受信状態情報が多重された映像の一表示例を示す図。

本発明による一実施例の構成と基本動作を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の伝送システムの一実施例の全体構成を示すブロック図である。図１は、ＦＰＵを用いた伝送システムであり、送信装置１と受信装置２４で構成される。

図１において、送信装置１は、従来技術で説明した図２と同様に、送信制御部２と送信高周波部８で構成される。
送信制御部２は、送信装置１に入力する映像信号及び音声信号の各種処理を行うＩ／Ｆ部３、画像符号化及びＴＳ信号への変換を行う画像符号化部４、伝送中のエラーによるデータ誤りを防ぐための符号化および直交変調処理を行いＯＦＤＭ変調等のデジタル変調信号を生成するデジタル変調部５で構成される。
送信制御部２において、入力された映像信号及び音声信号に対して、上記各種処理、符号化処理、及びＴＳ信号変換処理が施され、さらに周波数変換によってＩＦ信号として送信制御部２より出力された後、後段の送信高周波部８に入力する。
送信高周波部８は、従来技術で説明した図２と同様に、周波数変換部９と電力増幅部１０で構成される。送信高周波部８に入力されたＩＦ信号は、周波数変換部９で周波数変換処理が施され、電力増幅部１０で電力増幅処理が施されることで、例えばマイクロ波の帯域に高周波増幅されたＲＦ信号として、送信アンテナ１１より伝送され、伝送路１２、受信アンテナ１４を介して、受信装置２４に到達する。
送信装置１の構成及び動作は、従来技術で説明した図２と全く同様である。

一方、受信装置２４は、受信高周波部１５と受信制御部２５で構成される。
受信高周波部１５の構成及び動作は、従来技術で説明した図２と全く同様である。
即ち、受信高周波部１５は、送信装置１から伝送されたＲＦ信号を受信し、受信されたＲＦ信号は、受信高周波部１５内の周波数変換部１６に入力される。周波数変換部１６は、入力されたＲＦ信号に周波数変換処理を施し、ＩＦ信号に変換して、後段の受信制御部２５に出力する。

受信制御部２５は、復調部１８、画像復号化部２１、Ｉ／Ｆ部２２、受信状態情報抽出部２６、及び受信状態情報多重部２７で構成される。復調部１８は直交復号部１９と復号化部２０で構成され、その構成と動作は、従来技術で説明した図２と全く同様である。
受信制御部２５の復調部１８において、直交復調部１９は、受信高周波部１５から入力されたＩＦ信号を復調し、復号化部２０に出力する。復号化部２０は、入力された信号にデインターリーブ、ビタビ復号等を行い、ＴＳ信号として、後段の画像復号化部２１に出力する。
画像復号化部２１は、送信装置１の送信制御部２内の画像符号化部４で符号化した信号を復号し、受信状態情報多重部２７とＩ／Ｆ部２２を介して、映像信号と音声信号を出力する。
また、復調部１８は、受信状態情報をＦＰＵの受信制御部１７の復調部１８から受信状態情報信号を受信状態情報抽出部２６に出力する。受信状態情報抽出部２６は、入力された受信状態情報信号から受信状態情報を抽出し、受信状態情報多重部２７に出力する。
受信状態情報多重部２７は、画像復号化部２１から入力された復号された信号に、受信状態情報抽出部２６から入力された受信状態情報を多重して、Ｉ／Ｆ部２２に出力する。

図１の実施例の受信制御部２５と従来技術の受信制御部１７との相違点は、従来技術の図２において受信制御部１７の外部にあった受信状態情報抽出部を受信制御部２５内に設けたことと、画像復号化部２１の出力信号と受信状態情報抽出部２６の出力信号とを、受信情報多重部２７によって多重し、後段のＩ／Ｆ部２２を介して、受信状態情報多重映像信号として受信制御部２５から出力することである。
この結果、受信制御部に、映像・音声用ＳＤＩ出力及び受信状態監視用アナログ映像出力の２つのインターフェースが不要となり、受信制御部の出力をＳＤＩフォーマットに統一し、信号フォーマットの多様化による複雑な伝送システムを簡素化することができる。

次に、本発明のデジタル無線伝送システムの受信装置の受信制御部における受信状態情報多重部の詳細について説明する。図３は、本発明のデジタル無線伝送システムの受信装置の受信制御部における受信状態情報多重部の一実施例の構成を示すブロック図である。

図３の受信状態情報多重部２７において、本線とは、図１における画像復号化部２１から出力される信号であり、受信状態情報とは、図１における受信状態情報抽出部２６から出力される信号である。
図３の実施例は、受信状態情報がスーパーインポーズされた映像と、音声素材とを、ＳＤＩ信号で出力されるものである。
即ち、図３の受信状態情報多重部２７において、本線の信号がＳ／Ｐ変換部２８に入力され、受信状態情報が信号選択回路２９に入力される。例えば、本線の信号がＳＤＩ信号であるとき、Ｓ／Ｐ変換部２８は、入力された本線の信号をパラレル信号に変換し、信号選択回路２９の入力端ａに出力する。一方、受信状態情報は、信号選択回路２９の制御信号として、信号選択回路２９の制御端ｓに入力される。また、信号選択回路２９の入力端ｂには、白ラベルデータが入力される。

信号選択回路２９は、受信状態情報を制御信号として、画素毎に本線映像のパラレル信号または白レベルデータをＰ／Ｓ変換部３０に出力する。ここで、制御信号は受信状態情報映像であり、制御信号の２進数を２つのレベルデータとして走査を行った場合、単純に受信状態情報映像が信号選択回路２９によって選択されて出力されるものである。
Ｐ／Ｓ変換部３０は、信号選択回路２９から入力された信号をシリアル信号に変換して、受信情報多重部２７から出力されるＳＤＩ信号として、Ｉ／Ｆ部２２に出力する。Ｉ／Ｆ部２２は、入力された信号に必要な処理を施し出力する。このＳＤＩ信号は、受信状態情報がスーパーインポーズされた多重信号として受信装置２４より出力される。

次に、本発明のデジタル無線伝送システムの受信装置の受信制御部における受信状態情報多重部の詳細について、図３と別の実施例を説明する。図４は、本発明のデジタル無線伝送システムの受信装置の受信制御部における受信状態情報多重部の一実施例の構成を示すブロック図である。

図４の受信状態情報多重部２７’において、本線とは、図１における画像復号化部２１から出力される信号であり、受信状態情報とは、図１における受信状態情報抽出部２６から出力される信号である。
図４の実施例は、受信状態情報と本線の信号をフィールド毎に切替えて出力し、音声素材と共に、ＳＤＩ信号で出力するものである。
即ち、図４の受信状態情報多重部２７’において、本線の信号がＳ／Ｐ変換部２８に入力され、受信状態情報がフレームメモリ（ Even ）３３の入力端ｉに入力される。例えば、本線の信号がＳＤＩ信号であるとき、Ｓ／Ｐ変換部２８は、入力された本線の信号をパラレル信号に変換し、フレームメモリ（ Odd ）３２の入力端ｉに出力する。

一方、受信状態情報は、フレームメモリ（ Even ）３３に入力される。ここで、フレームメモリ（ Odd ）３２とフレームメモリ（ Even ）３３は、ＦＩＦＯ（First In First Out ）構造を持つメモリであり、外部端子３１から入力される制御信号に基づいて、入力端ＷＥでデータの取り入れ期間を、入力端ＲＥでデータの取り出し期間を、それぞれ制御する。

この、フレームメモリ（ Odd ）３２の入力端ＷＥとＲＥ、及び、フレームメモリ（ Even ）３３の入力端ＷＥとＲＥに、外部端子３１から入力される制御信号は、フィールド切替わりとともに極性が反転するパルス信号である。

入力端ＷＥから入力されるパルス信号に対して、フレームメモリ（ Odd ）３２とフレームメモリ（ Even ）３３は、イネーブル極性がそれぞれ逆極性の動作をする。例えば、外部端子３１から入力される制御信号が、Ｈｉｇｈレベル（正極性）の間、フレームメモリ（ Odd ）３２のみがデータ（本線の信号）の取入れ（入力端ｉからのデータ書込み）を行う。また、外部端子３１から入力される制御信号が、Ｌｏｗレベル（負極性）の間、フレームメモリ（ Even ）３３のみがデータ（受信状態情報）の取入れ（入力端ｉからのデータ書込み）を行う。

同様に、入力端ＲＥから入力されるパルス信号に対して、フレームメモリ（ Odd ）３２とフレームメモリ（ Even ）３３は、イネーブル極性がそれぞれ逆極性の動作をする。例えば、外部端子３１から入力される制御信号が、Ｈｉｇｈレベル（正極性）の間、フレームメモリ（ Odd ）３２のみがデータ（本線の信号）の取出し（出力端ｏからのデータ読出し）を行う。また、外部端子３１から入力される制御信号が、Ｌｏｗレベル（負極性）の間、フレームメモリ（ Even ）３３のみがデータ（受信状態情報）の取出し（出力端ｏからのデータ読出し）を行う。フレームメモリ（ Odd ）３２から取出されたデータは、奇数フィールド（ Odd Field ）のデータとしてＰ／Ｓ変換部３０に出力され、フレームメモリ（ Even ）３３から取出されたデータは、偶数フィールド（ Even Field ）のデータとしてＰ／Ｓ変換部３０に出力される。
即ち、上記の構造を持つフレームメモリ（ Odd ）３２とフレームメモリ（ Even ）３３を用いることによって、Ｐ／Ｓ変換部３０には、奇数、偶数各フィールドにおいて、本線のパラレル信号と受信状態情報のどちらか一方が交互に入力される。

Ｐ／Ｓ変換部３０に入力された信号は、シリアル信号に変換され、ＳＤＩ出力として受信情報多重部２７’からＩ／Ｆ部２２に出力される。Ｉ／Ｆ部２２は、入力されたＳＤＩ信号に、必要な処理を施し、出力されるＳＤＩ信号は、フィールド毎に受信状態情報と本線映像が交互に出力される多重信号として受信装置２４より出力される。
図５は、受信状態情報が多重されて、フィールド毎に交互に表示される場合を示す画面の一実施例である。即ち、奇数フィールドで本線信号の映像（○印）が表示され、偶数フィールドで受信状態情報（△印）が表示される。
なお、偶数フィールドで本線信号の映像で、奇数フィールドで受信状態情報出あっても良い。

上述の、図３若しくは図４の実施例によれば、本線信号の映像と受信状態状態の映像の両方をモニタリングすることが可能となる。

１：送信装置、 ２：送信制御部、 ３：Ｉ／Ｆ部、 ４：画像符号化部、 ５：デジタル変調部、 ６：符号化部、 ７：直交変調部、 ８：送信高周波部、 ９：周波数変換部、 １０：電力増幅部、 １１：送信アンテナ、 １２：伝送路、 １３：受信装置、 １４：受信アンテナ、 １５：受信高周波部、 １６：周波数変換部、 １７：受信制御部、 １８：復調部、 １９：直交復調部、 ２０：復号化部、 ２１：画像復号化部、 ２２：Ｉ／Ｆ部、２３：受信状態情報抽出部、 ２４：受信装置、 ２５：受信制御部、２６：受信状態情報抽出部、 ２７：受信状態情報多重部、 ２８：Ｓ／Ｐ変換部、 ２９：信号選択回路、 ３０：Ｐ／Ｓ変換部、 ３１：外部端子、 ３２：フレームメモリ（ Odd ）、 ３３：フレームメモリ（ Even ）。

Claims (1)

1. デジタル変復調を用いて映像信号を送信装置から受信装置に無線伝送するデジタル無線伝送システムの受信装置において、
   アンテナを介して前記送信装置からの映像信号を受信しＩＦ信号に返還して出力する受信高周波波部と、前記ＩＦ信号から映像信号を出力する受信制御部とで構成された受信装置であって、
   前記受信制御部は、前記ＩＦ信号を復調する復調部と、前記復調された信号を復号する画像復号化部と、前記復調された信号から受信状態情報を抽出する受信状態情報抽出部と、前記復号された信号と前記抽出された受信状態情報とを多重する受信状態情報多重部と、を備えたことを特徴とする受信装置。

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