JP2010278902A - 放送信号送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上り回線でもハイビジョン方式の映像を容易に、かつ安価に伝送できることで、臨場感や没入感が得られる映像を取材先から加入者宅まで配信することが可能な放送信号送信装置を提供する。
【解決手段】放送信号送信装置１は、映像信号をＭＰＥＧ−２信号にエンコードしてＭＰＥＧ−２ＴＳとするＭＰＥＧ−２ＨＤエンコーダ部２１と、音声信号をＭＰＥＧ−２ＡＡＣにエンコードしてＭＰＥＧ−２ＴＳとするＭＰＥＧ−２ＡＡＣエンコーダ部２２と、これらの信号を多重するＴＳ多重化部２３と、下り回線より低い周波数帯域（９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚ）であって、上り回線で使用される周波数帯域（１０ＭＨｚから５５ＭＨｚ）で誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブされた信号のＯＦＤＭ変調信号に変調するＯＦＤＭ変調部３１と、ＯＦＤＭ変調部３１からの変調信号を、周波数を変更せずにＣＡＴＶの上り回線へ送出する送信部３２とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＡＴＶ（Common Antenna Television）の上り回線を利用して、映像や音声を伝送する放送信号送信装置に関するものである。

ＣＡＴＶでは、放送設備が設置されている放送局から家庭や職場などの各加入者宅までケーブルが敷設され、このケーブルにより映像や音声が伝送されている。最近では、映像として、ハイビジョン映像も配信されるようになってきている。

例えば、特許文献１には、ＣＡＴＶで配信されるハイビジョン映像を受信するためのデジタルテレビ受像機が記載されている。この特許文献１に記載のデジタルテレビ受信機の番組選択装置は、伝送路から配信される信号の中から伝送チャンネルを選局して選択チャンネル信号として出力するチューナと、選択チャンネル信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式に対応して伝送路復調して、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）のトランスポートストリームに復号する伝送路復調器と、ＭＰＥＧのトランスポートストリームから番組配列情報を抽出し制御部に出力するとともに、制御部の指示する映像及び画像の番組要素情報を抽出するＭＰＥＧ分離器と、ＭＰＥＧ分離器の抽出した番組要素情報をそれぞれ映像及び音声信号に復号し、表示・出力回路へ送り出すＭＰＥＧ復号器とを備えたものである。

ＣＡＴＶでは、ケーブルを利用して放送局からの映像・音声を伝送するだけでなく、加入者宅とインターネットをつなぐ伝送路としても活用されている。加入者が視聴する映像の配信は下り回線だけが使用される。一方、インターネットの通信では、下り回線と上り回線の両方が使用されるが、大容量のデータ伝送が必要な下りに比べ、上りのデータ量は少ないため、下り回線が９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでの幅広い周波数帯域に対し、上り回線では１０ＭＨｚから５５ＭＨｚ程度の周波数帯域が割り当てられている。

インターネットに利用される上り回線ではあるが、現地取材を行うような場合には映像や音声の伝送に利用されることがある。この場合には、カメラを現場へ持ち込み、カメラを放送信号送信装置に接続し、放送信号送信装置を現場の近くに配線されたケーブルに接続して、映像を放送局まで伝送する。このように現場から放送局まで伝送される映像は、上り回線が利用される。従来はハイビジョン方式と比較して画質が粗いが、ＭＰＥＧ−２方式でエンコードを行うとことで６Ｍｂｐｓで伝送できるスタンダード方式では、使用周波数帯域幅が２ＭＨｚ程度で伝送できる１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）が変調方式として採用されている。

特開２００１−１３６４４４号公報

地上波放送のデジタル化、ハイビジョン化に伴い中継現地からの映像をハイビジョン方式とすることが要望されている。ハイビジョン方式で伝送する場合に、例えば、映像のエンコードをＭＰＥＧ−２としても１５Ｍｂｐｓ程度が必要であり、１６ＱＡＭで変調すると、使用周波数帯域幅として６ＭＨｚが必要となる。ＣＡＴＶの上り回線は、前述したように１０ＭＨｚから５５ＭＨｚが使用され、元々周波数帯域の幅が狭い上に、より低い帯域である１０ＭＨｚから２０ＭＨｚ程度までは、アマチュア無線やトラック無線などの雑音が混入しやすい周波数帯域でもあるため、伝送用としては適さないため使用されていない。

映像の符号化を圧縮率の高いＨ．２６４とすることで使用周波数帯域幅を２ＭＨｚ〜３ＭＨｚとすることができ、占有周波数帯域を削減させることも可能であるが、Ｈ．２６４のエンコーダ装置は高価である。また、取材先でＨ．２６４のエンコーダ装置と１６ＱＡＭの２台を設置することになるので使い勝手が悪い。その上、ＣＡＴＶ放送のＨＥ（ヘッドエンド）では、受信したデータを、デジタルテレビ受信機で受信できる形式に変更する必要がある。デジタルテレビ受信機は、ＭＰＥＧ−２形式でなければならない。そのための装置も高価となる。

ハイビジョン方式は、スタンダード方式と比べ、高精細であるため現場での取材による映像は、現場の雰囲気をそのまま加入者へ伝えることができるので、上り回線でもハイビジョン方式の映像を容易に、かつ安価に伝送できる新たな放送信号送信装置の開発が望まれている。

そこで本発明は、上り回線でもハイビジョン方式の映像を容易に、かつ安価に伝送できることで、臨場感や没入感が得られる映像を取材先から加入者宅まで配信することが可能な放送信号送信装置を提供することを目的とする。

本発明の放送信号送信装置は、ＭＰＥＧ方式でエンコードされた映像信号と音声信号とを多重し、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム（以下、ＭＰＥＧ−２ＴＳと称す。）信号として出力するエンコーダ部と、前記エンコーダ部からのＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、ＣＡＴＶの下り回線で使用される周波数帯域より低い周波数帯域であって、上り回線で使用される周波数帯域で誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブされた信号のＯＦＤＭ変調信号に変調し、前記ＣＡＴＶの上り回線へ送出するＯＦＤＭ変調送信部とを備えたことを特徴とする。

本発明の放送信号送信装置では、エンコーダ部によりＭＰＥＧ方式でエンコードされた映像信号および音声信号をＭＰＥＧ−２ＴＳ信号として出力し、このＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、ＯＦＤＭ変調送信部によりＣＡＴＶの上り回線で使用される周波数帯域の周波数に、誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブすると共にＯＦＤＭ変調して、ＣＡＴＶの上り回線へ送出する。この構成により、アマチュア無線やトラック無線などが発するスプリアス妨害波が混入しやすい周波数帯域を使用するＣＡＴＶの上り回線であっても、ハイビジョン方式の放送信号を、変調方式をＯＦＤＭ変調とすることで、誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブの処理がスプリアス妨害波に対して有効になり耐スプリアス妨害性の高いハイビジョン方式の映像を上り回線を使って伝送することができる。

前記ＯＦＤＭ変調送信部は、前記エンコーダ部からのＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブすると共に、前記上り回線で使用される周波数帯域のＯＦＤＭ変調信号に変調するＯＦＤＭ変調部と、前記ＯＦＤＭ変調部からのＯＦＤＭ変調信号を、周波数を変更せずに前記ＣＡＴＶの上り回線へ送出する送信部とを備えるのが望ましい。ＯＦＤＭ変調部が上り回線で使用される周波数帯域のＯＦＤＭ変調信号とすることで、送信部はＯＦＤＭ変調信号の周波数を上り回線で使用される周波数帯域に合わせて変換することなく上り回線へ放送信号を送出することができるので、送信部の回路を簡素化することができる。

前記ＯＦＤＭ変調部が、前記ＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を逆フーリエ変換した後の被直交変調信号を、前記上り回線で使用される周波数帯域に含まれる周波数の信号により直交変調する直交変調部を備えることにより、ＭＰＥＧ−２ＴＳにエンコードされた映像信号および音声信号をＯＦＤＭ変調すると同時に、上り回線で使用される周波数帯域の変調信号を得ることができる。

本発明の放送信号送信装置は、ＭＰＥＧ方式でエンコードされた映像信号および音声信号によるＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブされた信号のＯＦＤＭ変調信号とすることにより、耐スプリアス妨害性が向上し、スプリアス妨害波の多い上り回線へデータ量が多いハイビジョン方式のＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を伝送することができるので、Ｈ．２６４のエンコード装置を準備することなく中継現地からハイビジョン方式の映像を伝送することができる。従って、本発明の放送信号送信装置は、上り回線でもハイビジョン方式の映像を容易に、かつ安価に伝送できることで、臨場感や没入感が得られる映像を取材先から加入者宅まで配信することが可能である。

ＣＡＴＶの放送設備を説明するための概略図である。 図１に示すＣＡＴＶの放送設備の放送信号送信装置の構成を示すブロック部である。 図２に示す放送信号送信装置１のＯＦＤＭ変調部の構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係る放送信号送信装置を、図面に基づいて説明する。図１は、ＣＡＴＶの放送設備を説明するための概略図である。なお、図１においてはインターネットへ接続するための設備や、敷設ケーブルＣ中に配置された伝送信号を増幅する中継装置は省略している。

図１に示すように、ＣＡＴＶ放送のＨＥ（ヘッドエンド）１０には、衛星回線用放送設備１１と、地上波用放送設備１２と、自局で制作した番組や放送番組の再編成を行った番組を放送するための自主放送設備１３と、これらの設備からの放送信号を選択したり、重畳させて多重化したりする多重化装置１４とを備えている。これらは下り回線用の設備である。

現地取材を行う際には、ビデオカメラ１５が接続された放送信号送信装置１を、近くの敷設ケーブルＣに接続する。そして、ＨＥ１０側では、放送信号送信装置１からの放送信号を受信する放送信号受信装置１６が設けられている。放送信号受信装置１６は自主放送用設備１３に接続されている。放送信号送信装置１は、上り回線を使用する。

本実施の形態では、下り回線が９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用し、上り回線が１０ＭＨｚから５５ＭＨｚの周波数帯域を使用している。

次に、本実施の形態に係る放送信号送信装置１を、図２に基づいて説明する。図２は、図１に示すＣＡＴＶの放送設備の放送信号送信装置１の構成を示すブロック部である。
放送信号送信装置１は、エンコード部２と、ＯＦＤＭ変調送信部３と、インターカム接続部４とを備えている。

エンコーダ部２は、ＭＰＥＧ−２ＨＤエンコーダ部２１、ＭＰＥＧ−２ＡＡＣエンコーダ部２１、ＴＳ（トランスポートストリーム）多重化部２３とで構成される。
ＭＰＥＧ−２ＨＤエンコーダ部２１は、映像信号をＭＰＥＧ−２でエンコードしてＭＰＥＧ−２ＴＳ信号として出力するエンコーダ部である。本実施の形態では、ＭＰＥＧ−２ＨＤエンコーダ部２は、コネクタＣ１から入力されたデジタル化されたハイビジョン映像信号を、もしくはコネクタＣ２から入力されたコンポジットの映像信号をＭＰＥＧ−２にエンコードする機能を備えている。
ＭＰＥＧ−２ＡＡＣエンコーダ部２２は、コネクタＣ３から入力された平衡音声信号を、もしくはコネクタＣ４から入力された不平衡音声信号をＭＰＥＧ−２ＡＡＣにエンコードし、ＭＰＥＧ−２ＴＳ信号として出力する機能を備えている。
ＴＳ多重化部２３は、映像信号がエンコードされたＭＰＥＧ−２ＴＳ信号と音声信号がエンコードされたＭＰＥＧ−２ＴＳ信号とを多重化する機能を備えている。

ＯＦＤＭ変調送信部３は、ＯＦＤＭ変調部３１と送信部３２から構成されている。ＯＦＤＭ変調部３１は、ＴＳ多重化部２３からのＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、誤り訂正のための符号化、時間インタリーブ、周波数インタリーブなどの各種処理を行い、ＯＦＤＭ変調してＯＦＤＭ変調信号として出力する機能を備えている。送信部３２は、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ変調信号を、周波数変換を行うことなく増幅を行ってＣＡＴＶの上り回線へコネクタＣ５を介して出力すると共に、コネクタＣ６を介してモニタ装置へ出力する機能を備えている。
インターカム接続部４は、ＨＥ１０との音声によるやり取りに使用されるインターカム５を接続することができる。

ここで、ＯＦＤＭ変調部３１について、図３に基づいて詳細に説明する。図３は、図２に示す放送信号送信装置１のＯＦＤＭ変調部の構成を示すブロック図である。
ＯＦＤＭ変調部３１に入力されるＭＰＥＧ−２ＴＳにエンコードされた信号は、まず、入力信号の多重化を行うＴＳ再多重化部３１０１に入力される。ＴＳ再多重化部３１０１から出力された信号は、リードソロモン符号による誤り訂正符号を付与する外符号化部３１０２に入力される。外符号化部３１０２から出力された信号は、階層分割部３１０３により階層（レイヤー）に分割される。

階層分割部３１０３により各階層に分割された信号は、それぞれ内符号化・変調部３１０４ａ〜３１０４ｃにより構成される並列処理部にて、遅延補正、インタリーブ、畳み込み符号化（誤り訂正のための符号化）、サブキャリア変調される。そして、階層合成部３１０５により各階層の信号が合成される。
次に、階層合成部３１０５からの信号は、時間インタリーブ部３１０６により時間軸上でのデータの並び替えが行われる。また、時間インタリーブ部３１０６により時間インタリーブされた信号は、次の周波数インタリーブ部３１０７により周波数軸上でのデータの並び替えが行われる。

ＯＦＤＭフレーム構成部３１０８では、周波数インタリーブ部３１０７からの周波数インタリーブされた信号に、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号部３１０９からのＴＭＣＣ信号により受信装置に対する制御情報を付加し、パイロット信号部３１１０からのパイロット信号により同期再生用情報を付加するなどして、ＯＦＤＭフレーム構成するものである。

ＯＦＤＭフレーム構成部３１０８からの信号は、ＩＦＦＴ部３１１１によりＩＦＦＴ（逆フーリエ）変換され、ガードインターバル付加部３１１２によりガードインターバルが付加され、ＩデータおよびＱデータが出力される。ＩデータおよびＱデータは、アップサンプリング部３１１３ａ，３１１３ｂによりアップサンプリングされた後、内蔵のＬＰＦ（Low-pass filter）により高周波域のエイリアス信号が除去される。

アップサンプリング部３１１３ａ，３１１３ｂからの信号は、直交変調部３１１４により直交変調される。直交変調部３１１４は、ＳＩＮ信号と、ＳＩＮ信号との位相差がπ／２となるＣＯＳ信号とを生成するＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）部３１１４ａと、アップサンプリングされたＩデータにＳＩＮ信号を乗算する乗算器３１１４ｂと、アップサンプリングされたＩデータにＣＯＳ信号を乗算する乗算器３１１４ｃと、乗算器３１１４ｂ，３１１４ｃからの信号を加算する加算器３１３ｄとを備えている。

本実施の形態では、ＤＤＳ部３１１４ａからの信号の周波数を、上り回線で使用される周波数帯域１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚに含まれる所定周波数としている。ＤＤＳ部３１１４ａから上り回線で使用される周波数帯域１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚに含まれる周波数のＳＩＮ信号とＣＯＳ信号とを出力して、アップサンプリング部３１１３ａ，３１１３ｂからの被直交変調信号を、乗算器３１１４ｂ，３１１４ｂおよび加算器３１１４ｄにより直交変調することで、サブキャリアが上り回線で使用される周波数帯域に含まれるＯＦＤＭ方式によるＯＦＤＭ変調信号を得ることができる。
従って、直交変調部３１１４により直交変調されたＯＦＤＭ変調信号は、送信部３２で変調信号の周波数を変更することなく、上り回線へ送信することができる。

このように、スタンダード方式と比較して使用周波数帯域幅が広くなるハイビジョン方式のＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、ＯＦＤＭ変調部３１により誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブされた信号のＯＦＤＭ変調信号に変調することで、耐スプリアス妨害性が高い変調信号とすることができる。これにより、映像および音声を上り回線を使って伝送することができるので、アマチュア無線やトラック無線などが発するスプリアス妨害波が混入しやすい周波数帯域を使用するＣＡＴＶの上り回線であっても、上り回線を使って伝送することができる。従って、放送信号送信装置１は、上り回線でも、圧縮率は高いが高価なＨ．２６４によるエンコード装置を使用する必要がないので、ハイビジョン方式の映像を容易に、かつ安価に伝送できる。

また、放送信号送信装置１は、ＭＰＥＧ−２ＴＳ信号に、ＯＦＤＭ変調部３１の外符号化部３１０２によりリードソロモン符号による誤り訂正符号が付与され、内符号化・変調部３１０４ａ〜３１０４ｃにより畳み込み符号化されることで、ホワイトノイズのような広帯域に一様な強度で発生するノイズに対しても、耐ノイズ性の更なる向上が図られているので、ノイズ混入により伝送品質が悪化しても、ノイズの少ないハイビジョン方式の映像を上り回線を使って伝送することができる。

また、敷設ケーブルＣのそれぞれの箇所に設けられた中継装置は、下り回線や上り回線が使用する周波数帯域に合わせた仕様で設計されているが、放送信号送信装置１がハイビジョン方式の中継放送用の信号を、上り回線の周波数帯域に合わせて送信するので、中継装置を取り替えることなく、既存のものがそのまま流用できる。

更に、ＯＦＤＭ変調部３１の直交変調部３１１４が、上り回線で使用される周波数帯域に含まれる周波数の信号により直交変調するので、映像信号をＯＦＤＭ変調すると同時に、上り回線で使用される周波数帯域に含まれる周波数の変調信号を得ることができる。

なお、本実施の形態では、エンコードされた映像信号および音声信号を、ＯＦＤＭ変調部３１により上り回線で使用される周波数帯域の周波数に変調しているため、送信部７は変調信号の周波数を変換することなく増幅するだけで上り回線に出力しているが、ＯＦＤＭ変調送信部３として上り回線で使用される周波数帯域の放送信号が出力できればよいので、例えば、ＯＦＤＭ変調部が上り回線で使用される周波数帯域より高い周波数に変調し、送信部が変調信号の周波数を上り回線で使用される周波数帯域に変換することも可能である。

これは、送信部において周波数変換を行う局部発振周波数が中継放送用の周波数に近いと、局部発振周波数の漏洩信号および送信部で乗算された後のＯＦＤＭ変調信号のイメージ信号が中継放送用周波数近傍に発生し、これら不要な信号を除去するために高性能なフィルタが必要になるためである。従って、ＯＦＤＭ変調部が上り回線で使用される周波数帯域より高い周波数に変調し、送信部が変調信号の周波数を上り回線で使用される周波数帯域に変換することで、ＬＰＦとして緩慢な特性のものを採用することができる。

しかし、送信部として、変調信号の周波数を、上り回線で使用される周波数帯域に変換する必要があるので、回路規模が増大し、装置が大型化すると共にコストアップの要因となる。そこで、本実施の形態では、ＯＦＤＭ変調部３１が上り回線で使用している周波数帯域に含まれる周波数の変調信号とすることで、送信部３２は変調信号の周波数を変更することなく上り回線へ放送信号を送出することができるので、送信部７の回路を簡素化することができ、小型化を図ることができると共にコストを抑制することが可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、放送信号送信装置１が中継放送用としてＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を上り回線へ送出しているが、中継放送用だけでなく、既設のまたは新設のＣＡＴＶの敷設ケーブルを使用してＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を上り回線へ送出する場合には本発明を適用することができる。

また、本実施の形態に係る放送信号送信装置１では、映像信号をＭＰＥＧ−２で、音声信号をＭＰＥＧ−２ＡＡＣでエンコードしているが、ＭＰＥＧ−１やＭＰＥＧ−４などの他のＭＰＥＧ方式とすることもできる。

本発明は、ＣＡＴＶの上り回線を利用して、映像や音声を伝送する放送信号送信装置に
に好適である。

１ 放送信号送信装置
２ エンコード部
２１ ＭＰＥＧ−２ＨＤエンコーダ部
２２ ＭＰＥＧ−２ＡＣＣエンコーダ部
２３ ＴＳ多重化部
３ ＯＦＤＭ変調送信部
３１ ＯＦＤＭ変調部
３１０１ ＴＳ再多重化部
３１０２ 外符号化部
３１０３ 階層分割部
３１０４ａ〜３１０４ｃ 内符号化・変調部
３１０５ 階層合成部
３１０６ 時間インタリーブ部
３１０７ 周波数インタリーブ部
３１０８ ＯＦＤＭフレーム構成部
３１０９ ＴＭＣＣ信号部
３１１０ パイロット信号部
３１１１ ＩＦＦＴ部
３１１２ ガードインターバル付加部
３１１３ａ，３１１３ｂ アップサンプリング部
３１１４ 直交変調部
３１１４ａ ＤＤＳ部
３１１４ｂ，３１１４ｃ 乗算器
３１１４ｄ 加算器
３２ 送信部
４ インターカム接続部
５ インターカム
Ｃ１〜Ｃ６ コネクタ
１０ ＨＥ（ヘッドエンド）
１１ 衛星回線用放送設備
１２ 地上波用放送設備
１３ 自主放送用設備
１４ 多重化装置
１５ビデオカメラ
１６ 放送信号受信装置

Claims (3)

1. ＭＰＥＧ方式でエンコードされた映像信号と音声信号とを多重し、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム（以下、ＭＰＥＧ−２ＴＳと称す。）信号として出力するエンコーダ部と、
   前記エンコーダ部からのＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、ＣＡＴＶの下り回線で使用される周波数帯域より低い周波数帯域であって、上り回線で使用される周波数帯域の周波数で誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブされた信号のＯＦＤＭ変調信号に変調し、前記ＣＡＴＶの上り回線へ送出するＯＦＤＭ変調送信部とを備えたことを特徴とする放送信号送信装置。
2. 前記ＯＦＤＭ変調送信部は、
   前記エンコーダ部からのＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を、誤り訂正のための符号化および周波数インタリーブすると共に、前記上り回線で使用される周波数帯域のＯＦＤＭ変調信号に変調するＯＦＤＭ変調部と、
   前記ＯＦＤＭ変調部からのＯＦＤＭ変調信号を、周波数を変更せずに前記ＣＡＴＶの上り回線へ送出する送信部とを備えた放送信号送信装置。
3. 前記ＯＦＤＭ変調部は、前記ＭＰＥＧ−２ＴＳ信号を逆フーリエ変換した後の被直交変調信号を、前記上り回線で使用される周波数帯域に含まれる周波数の信号により直交変調する直交変調部を備えた請求項１記載の放送信号送信装置。

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