JP2011172187A - 送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信に用いるアンテナで、無線信号の送信を継続しながら、付近の無線帯域またはチャンネルの使用状況を検出して、送信チャンネルを設定することができる送信装置を目的とする。
【解決手段】 地上デジタル放送信号を無線で受信可能な移動端末装置へ、移動しながら無線信号を送信する送信装置Ｔｘであって、無線信号を送信するアンテナ１４を有する。アンテナ１４から無線信号を送信する送信モードと、アンテナで電波を受信する受信モードとを切り替えて、アンテナで受信された電波のうち、指定されたチャンネルを検波し、検波されなかったチャンネルを送信チャンネルに設定する。また、送信モードと受信モードとの切り替えを、乱数を用いてランダムなタイミングで行うよう間隔を決定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、無線信号を用いて映像データを送信する送信装置の送信チャンネルの選択に関する。

地上デジタル放送が開始されたことにより、これに関連した様々な新しい事業形態やサービスが登場し、その一つとして、携帯電話を用いたものがある。地上デジタル放送の１つのチャンネル帯域は、１３のセグメントに分けられ、携帯電話などの移動端末装置で受信するための低解像度の放送に１つのセグメントを割り当て、その１つのセグメント（通称、ワンセグ。）を用いることにより、移動端末装置は地上デジタル放送信号を受信する。

近年では、発売される多くの移動端末装置にワンセグ受信機能が備えられ、これを利用した各種サービスが検討されている。例えば、デパートなどの商業施設の中だけに、館内情報を配信したり、大学などの構内にのみ情報を配信したりするものである。このような地域限定の情報をワンセグを用いて配信し、ワンセグ受信が可能な移動端末装置で受信する放送は、エリアワンセグと呼ばれる。

上記エリアワンセグの応用は、各種サービスにて検討されているが、それらは何れも、放送信号を無線で送信する装置は、一度設置したらその位置は固定されているものである。しかし、今後は、送信側の装置も移動しながら放送信号を送信する形態も登場すると考えられる。例えば、旅行ガイドや工場見学の説明員などの説明を行う人が、その付帯情報として、エリアワンセグの放送信号を用いて、説明対象者へ映像データ等を送信する場合がある。このような場合、送信側の装置が移動するため、このようなシステムを使用する付近で提供されている無線通信を行う既存のシステムに対して、混信を与える虞がある。

送信側の装置が固定されている場合であっても、他のシステムに対する混信の可能性はあるが、送信側の装置を設置する際に、その周囲の無線帯域やチャンネルの使用状況を検出し、その付近で使用されていない無線帯域やチャンネルを用いて送信するように設定を行うようにしている。しかしながら、送信側の装置が移動する場合は、その移動に伴って周囲の無線帯域やチャンネルの利用状況が変化するため、無線帯域やチャンネルを固定すると、他の無線通信を行うシステムへ影響を及ぼす。これは、上記のような送信側の装置が移動可能なシステムが、付近で複数使用されている場合も、互いのシステムへ影響を及ぼす。そのため、送信側の装置が移動可能なものである場合、付近の無線通信を行うシステムへ影響を及ぼさない無線帯域やチャンネルを送信に用いるため、付近の無線帯域やチャンネルの使用状況を、送信を継続しながら検出する必要がある。

上記のような固定された送信側の装置は、例えば、特許文献１に記載された再送信装置がある。

特開２００６−１９７６１２号公報

しかしながら、例えば、特許文献１に示すような継続して信号の放送を行う無線送信装置は、送信に用いるアンテナで、その送信を継続しながら付近の無線帯域やチャンネルの使用状況を検出することができないという問題がある。

そこで、本発明は、送信に用いるアンテナで、無線信号の送信を継続しながら、付近の無線帯域またはチャンネルの使用状況を検出して、送信チャンネルを設定することができる送信装置を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による送信装置は、地上デジタル放送信号を無線で受信可能な移動端末装置へ、無線信号を送信する送信装置であって、前記無線信号を送信するアンテナと、前記アンテナから前記無線信号を送信する送信モードと、前記アンテナで電波を受信する受信モードとを切り替える送受切り替え手段と、前記アンテナで受信された電波のうち、指定されたチャンネルを検波する検波手段と、前記検波手段により検波されなかったチャンネルを送信チャンネルに設定する送信チャンネル設定手段と、前記送信モードと前記受信モードとの切り替えを、乱数を用いてランダムなタイミングで行うよう間隔を決定する間隔決定手段とを有することを特徴とする。

本発明による送信装置によれば、送信に用いるアンテナで、無線信号の送信を継続しながら、付近の無線帯域またはチャンネルの使用状況を検出して、送信チャンネルを設定することができる。

本発明の一実施の形態に係る送信装置の配置関係を示す図。 本発明の一実施の形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。 図２の制御回路が行う処理の機能ブロックを示す図。 図２の送信装置が起動時に行う送信チャンネル設定の、起動からチャンネル設定完了までの処理を説明するための図。 図２の送信装置が起動時に行う送信チャンネル設定の処理手順を示すフローチャート。 図２の送信装置が無線信号の送信を継続中に行う送信チャンネル設定の処理を説明するための図。 図２の送信装置が無線信号の送信を継続中に行う送信チャンネル設定の処理手順を示すフローチャート。 図７に示す送信継続中に行う送信チャンネル設定の処理を開始するタイミングを決定する処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す送信装置の配置関係を示す図である。
送信装置Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３は、ワンセグ放送の無線帯域を使用して、送信装置Ｔｘ（Ｔｘ１〜Ｔｘ３を総称してＴｘと表記する。）の付近の１または複数の受信装置へ向けて、映像などのデータを送信するものであり、共通の機能を備えた装置である。この送信装置Ｔｘは、地上デジタル放送の放送信号が無線で送信されているエリアＡ０に位置している。送信装置Ｔｘを所持するユーザが移動するに伴ってその位置が変化するが、図１は、ある時刻の配置を示したものである。

送信装置Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３が送信する無線信号が届く範囲である送信エリアは、それぞれ楕円形で示される送信エリアＡ１、Ａ２、Ａ３内である。送信エリアＡ１、Ａ２、Ａ３内に受信装置が存在する場合、その受信装置は、送信装置Ｔｘから送信される無線信号を受信して、映像等を再生することができる。図１に示すように、送信エリアＡ１〜Ａ３は、一部が互いに重複しているため、送信装置Ｔｘ１〜Ｔｘ３は、同じ無線チャンネルを使用すると干渉により互いに影響を及ぼす。そのため、送信エリアが重複する場合は、互いに異なる無線チャンネルを使用する必要がある。また、送信装置Ｔｘ１〜Ｔｘ３は、地上デジタル放送のエリアＡ０内に配置しているため、エリアＡ０で使用中の無線チャンネルを避ける必要がある。

送信装置Ｔｘが使用する無線チャンネルは、上記のように、無線信号を送信する他のシステムに影響を及ぼさないように設定しなくてはならなく、このような影響を及ぼさない送信装置について、以下に詳述する。

図２は、本発明の一実施の形態を示す送信装置の構成を示すブロック図である。
送信装置Ｔｘは、変調回路１１、増幅回路１２、アンテナ切替器１３、アンテナ１４、増幅回路１５、検波回路１６、および、制御回路１７を有する。

変調回路１１は、入力されたデータをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調などのデジタル変調および出力周波数帯へアップコンバートを行うものである。出力周波数は、制御回路１７から出力される送信周波数制御信号Ｃ１に基づき設定する。

増幅回路１２は、変調回路１１から出力された信号を所定の出力電力値まで増幅するものである。増幅回路１２は、制御回路１７から出力される増幅器制御信号Ｃ２に基づいた出力電力値まで増幅を行う。

アンテナ切替器１３は、無線信号をアンテナ１４から送信する場合（送信モード）と、アンテナ１４で無線信号を受信する場合（受信モード）とで、送信側の増幅回路１２と受信側の増幅回路１５との接続を切り替えるものである。アンテナ切替器１３は、制御回路１７から出力される送受制御信号Ｃ３に基づき送受信の切り替えを行う。

増幅回路１５は、アンテナ１４で受信しアンテナ切替器１３を介して入力される無線信号を検波可能な信号レベルまで増幅を行うものである。

検波回路１６は、増幅回路１５で増幅された無線信号をダウンコンバートし、帯域通過フィルタ等を用いて特定のチャンネルの周波数帯信号を検出し、検出の有無の情報を受信情報信号Ｃ４として制御回路１７へ出力する。検波回路１６は、制御回路１７から出力される受信周波数制御信号Ｃ５に基づいて、受信する周波数を変更する。なお、この検波回路１６では、チャンネルの信号の有無を検出しているが、検波回路１６の代わりに復調回路を設け、チャンネルの信号処理可能な周波数までダウンコンバートし、ＯＦＤＭ復調等のデジタル復調を行い、復調した信号またはそれに含まれるチャンネルの情報を制御回路１７へ出力するようにしてもよい。

制御回路１７は、変調回路１１に対し送信周波数を指示する送信周波数制御信号Ｃ１を出力し、増幅回路１２に対し送信モードの場合と受信モードの場合とで増幅レベルを変更する等のために増幅レベルを指示する増幅器制御信号Ｃ２を出力し、アンテナ切替器１３に対し送信または受信を切り替えるために、増幅回路１２と増幅回路１５との間のどちらかと接続するように指示する送受制御信号Ｃ３を出力し、検波回路１６に対し受信する周波数帯を指示する受信周波数制御信号Ｃ５をそれぞれ出力するものである。また、制御回路１７は、受信周波数制御信号Ｃ５により指示した周波数帯での信号の検出の有無に係る情報である受信情報信号Ｃ４を検波回路１６から受信する。

また、制御回路１７は、図３に示すように、乱数発生手段１７１、間隔決定手段１７２、および、送信チャンネル設定手段１７３の機能を備える。

制御回路１７は、送信装置Ｔｘの付近の他のシステムへ影響を及ぼさない送信周波数帯のチャンネルを設定するための送信チャンネル設定処理を送信チャンネル設定手段１７３により行う。このとき、いくつかのタイミングで送信モードから受信モードへの切り替えを行う。送信装置Ｔｘは、ユーザの移動に伴って位置が変化したり、周囲の状況が変化する場合もあることから、適宜受信モードへ切り替える必要がある。このタイミングは、受信モードが終了してから時間ｘ秒後に受信モードへ切り替えるというものであるが、この時間間隔ｘは、一定でなくランダムになるよう間隔決定手段１７２により、時間間隔ｘを決定する。間隔決定手段１７２は、乱数発生手段１７１を用いて乱数を発生させ、発生させた乱数に対応して時間間隔ｘを決定する。この時間間隔ｘをランダムにすることで、付近に送信装置Ｔｘが存在する場合、自らの送信装置Ｔｘの受信モードへ切り替えるタイミングと、他の送信装置Ｔｘの受信モードへ切り替えるタイミングとをずらすことができ、他の送信装置Ｔｘが使用する周波数帯と異なる周波数帯を使用することができる。

なお、この乱数は、ある一定回数（例えば１０回）毎の時間間隔ｘの平均時間が常に同程度になるようにすれば、受信モードへの切り替えが頻発して送信に妨害を与えたり、受信モードへ長時間切り替えなかったことによる周囲の状況変化に対応できなかったりなどの状況を回避することができ、送信モードから受信モードへの切り替えを適切なタイミングにすることができる。

次に、図４乃至図７を参照して、送信装置Ｔｘの動作を説明する。

図４は、送信装置Ｔｘが電源を投入された後、すなわち起動時に行う送信チャンネル設定の、起動からチャンネル設定完了までの処理を説明するための図であり、図５は、起動時に行う送信チャンネル設定の処理を示すフローチャートである。

図４では、送信装置Ｔｘは、チャンネル１（ＣＨ−１）を使用して送信される他からの電波が届き、チャンネル２（ＣＨ−２）を使用して送信される他からの電波が届かないエリアに位置している場合の例を示している。

送信装置Ｔｘの電源が投入されると、電源が投入された直後は、送信装置Ｔｘからの送信出力は無く、受信モードとなるように、アンテナ切替器１３に対して送受制御信号Ｃ３を出力して受信側の増幅回路１５と接続するよう指示する。また、空いているチャンネルを探すために、候補のチャンネルを順に検波を試す。まずは、チャンネル１が空いているか否かの判断処理を行う（ステップＳ１１）。制御回路１７は、増幅器１２に対しては、増幅率を最低（図３中では、「ＯＦＦ」と表記している。）になるよう指示する増幅器制御信号Ｃ２を出力する。そして、検波回路１６に対しては、受信周波数制御信号Ｃ５により、チャンネル１を受信するよう指示する。このとき、検波回路１６はチャンネル１の検波処理を行っているため、制御回路１７へ出力する受信情報Ｃ４は、チャンネル１の電波の有無が「不明」を示す。

検波回路１６がチャンネル１の検波処理が行うと、チャンネル１の電波の有無が判断される。図４に示す他からの電波状況では、他からチャンネル１の電波が送信されているため、チャンネル１の電波が送信されていることを検出し、チャンネル１が使用されていることを示す受信情報信号Ｃ４を制御回路１７へ出力する。

もし、チャンネル１の電波が他から送信されていなければ（図５のステップＳ１１でＮＯ）、制御回路１７は、変調回路１１に対しては、送信チャンネルをチャンネル１に設定することを指示する送信周波数制御信号Ｃ１を出力し、送信チャンネルをチャンネル１に設定する（図５のステップＳ１６）。送信チャンネルの設定するための制御回路１７の処理は、後述する。

図４の例では、チャンネル１の電波が他から送信されていたため、次にチャンネル２の電波が送信装置Ｔｘの付近で使用されているか否かを判断するために、チャンネル２の電波が他から送信されているか否かの判断処理を行う（ステップ１２）。制御回路１７は、増幅器１２に対しては、増幅率を最低になるよう指示する増幅器制御信号Ｃ２を出力し続ける。そして、検波回路１６に対しては、受信周波数制御信号Ｃ５により、チャンネル２を受信するよう指示する。このとき、検波回路１６はチャンネル２の検波処理を行っているため、制御回路１７へ出力する受信情報Ｃ４は、チャンネル１の電波の有無が「不明」を示す。

検波回路１６がチャンネル２の検波処理が行うと、チャンネル２の電波の有無が判断される。図４に示す他からの電波状況では、他からチャンネル２の電波が送信されていないため、チャンネル２の電波が送信されていないことを検出し、チャンネル２が使用されていないことを示す受信情報信号Ｃ４を制御回路１７へ出力する。

チャンネル２の電波が他から送信されていないため（図５のステップＳ１２でＮＯ）、送信チャンネルをチャンネル２に設定するため、制御回路１７は、変調回路１１に対しては、送信チャンネルをチャンネル２に設定することを指示する送信周波数制御信号Ｃ１を出力し送信チャンネルの設定を行う（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の送信チャンネルの設定は、制御回路１７が、アンテナ切替器１３に対して、送信側の増幅回路１２と接続するよう切り替えを指示する送受制御信号Ｃ３を出力し、増幅器１２に対しては、送信電力値へ信号を増幅することを指示する増幅器制御信号Ｃ２を出力する。変調回路１１に対して出力する送信周波数制御信号Ｃ１は、ステップＳ１２において、送信チャンネルをチャンネル２にするよう指示済であるため、継続して送信周波数制御信号Ｃ１を出力し続ける。

なお、送信装置Ｔｘから無線信号を出力している間は、受信モードによる検波処理が行われていないため、検波回路１６から制御回路１７へ出力される受信情報信号Ｃ５は、「不明」を示す。

もし、ステップＳ１２でＹＥＳの場合は、チャンネル３について、電波が送信されているか否かを判断し（ステップＳ１３）、チャンネル３の電波が送信されている場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、チャンネル４について電波が送信されているか否かを判断する（ステップＳ１４）。チャンネル４の電波が送信されている場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）は、チャンネル５について電波が送信されているか否かを判断する（ステップＳ１５）。チャンネル５についても電波が送信されている場合は、この送信装置Ｔｘが用いる候補のチャンネル全てが使用できないため、送信チャンネルを設定せずに終了する。ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５において、その判断対象のチャンネルの電波が送信されていないと判断されれば、そのチャンネルを送信チャンネルに設定する（ステップＳ１６）。このようにして、送信装置Ｔｘの起動時に、送信チャンネルを設定する。

図６は、送信装置Ｔｘから無線信号の送信を継続中に行う送信チャンネル設定の処理を説明するための図であり、図７は、無線信号の送信を継続中に受信モードになった場合の処理を示すフローチャートである。

ここでは、図４の場合と同様に、チャンネル１（ＣＨ−１）を使用して送信される他からの電波が届き、チャンネル２（ＣＨ−２）を使用して送信される他からの電波が届かないエリアに位置している場合の例を示している。そのため、図５の処理動作により、送信装置Ｔｘの送信チャンネルは、チャンネル２に設定されている。また、受信周波数制御信号Ｃ５は、チャンネル２を示している。そして、受信情報信号Ｃ４は、送信中のため「不明」を示している。

制御回路１７の送信チャンネル設定手段１７３により、受信モードへ移行すると、現在送信チャンネルに設定されているチャンネルの電波が、他から送信されているか否かを判断する（ステップＳ２１）。現在送信チャンネルに設定されているチャンネルの電波が、他から送信されていないと判断した場合（ステップＳ２１でＮＯ）には、送信チャンネルを変更せずに、受信モードを終了する。ステップＳ２１において、現在送信チャンネルに設定されているチャンネルの電波が、他から送信されていると判断した場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）には、図５に示す、電源投入時と同様の処理動作を行って送信チャンネルを決定し（ステップＳ２２）、受信モードを終了する。

次に、図８を参照して、送信継続中に、図７に示す受信モード処理へ移行するタイミングを決定する処理について説明する。

送信継続中に受信モード処理へ移行するタイミングは、制御回路１７内の間隔決定手段１７２により決定される。まず、乱数発生手段１７１に乱数を発生させ（ステップＳ３１）、発生させた乱数に対応した時間ｘ秒後に受信モードへ移行すると決定する（ステップＳ３２）。この時間ｘ秒は、受信モードから送信モードへ移行したタイミングから計測する。そのため、この時間ｘは、受信モードから送信モードへ移行する前に決定しておく。なお、時間ｘは、乱数発生手段１７１から発生した乱数の数値を時間ｘとするようにしても、乱数と時間ｘが取り得る値とを関連付けし、乱数に関連付けされた値を時間ｘとするようにしてもよい。

このとき、乱数発生手段１７１が発生する乱数を、ある一定期間中の時間ｘの平均値が一定になるように制限しておくことにより、受信モードへの切り替えが頻発して送信に妨害を与えたり、受信モードへ長時間切り替えなかったことによる周囲の状況変化に対応できなかったりなどの状況を回避することができ、送信モードから受信モードへの切り替えを適切なタイミングにすることができる。

また、受信モード中は、送信が停止されている状態であるため、受信モード処理を行う時間は、ある一定以下の時間にしなくてはならない。ワンセグを受信できる装置の多くは、移動しながら受信を想定しているため、時間インタリーブ方式を併用することにより連続した誤りに対するデータの誤り訂正機能を備えている。このデータの誤り訂正機能により、受信できなかった期間のデータを補間することが可能である。誤り訂正機能は、例えば、２００ｍ／秒のフレームの場合、１ｍ秒程度のデータ欠損であれば、補間可能である。従って、受信モード処理を行う時間の長さは、ワンセグの受信装置が備える誤り訂正機能によって補間可能な時間長となるようにする。

以上述べたように、送信装置Ｔｘは、制御回路１７の指示に基づいてアンテナ切替器１３を送信側と受信側とを切り替えるようにして、送信モードと受信モードを切り替えし、受信モードの間に送信チャンネルに設定するチャンネルの電波を測定している。さらに、その切り替えのタイミングを一定間隔ではなくランダムにしている。これにより、送信に用いるアンテナで、その無線信号の送信を継続しながら、付近の無線帯域またはチャンネルの使用状況を検出して、送信チャンネルを設定することができる。

なお、これらの信号Ｃ１〜Ｃ５のうち、増幅器制御信号Ｃ２は、送信時には所定の送信出力となるように制御し、受信時には、検波への影響を低減するために増幅率を下げるように制御するものであるが、送信時の出力電力が低い場合は、受信時の検波に影響が少ないため、増幅器の制御を行わずに固定の増幅率にしておくことも可能である。

また、アンテナ切替器は、サーキュレータに代え、送信側の増幅器１２の出力を停止させることで、受信モードへ移行するようにしてもよい。

さらに、図５に示す送信チャンネル設定の処理手順においては、空きチャンネルの確認をチャンネルの番号順に行うように説明したが、ランダムに行ってもよい。また、図５に示すシーケンスでは、空きチャンネルが判明した段階で送信チャンネル設定を行うように説明したが、全てのチャンネルについての受信確認を行った後に、送信チャンネルを決定するようにしてもよい。

その他、送信出力の停止は、信号の１シンボル全体であっても、その一部毎であってもよい。そして、送信信号にガードインターバルが設けられている場合には、そのガードインターバルの間に送信出力を停止するようにしてもよい。

Ａ，Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３…エリア、Ｔｘ，Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３…送信装置、Ｃ１…送信周波数制御信号、Ｃ２…増幅器制御信号、Ｃ３…送受制御信号、Ｃ４…受信情報信号、Ｃ５…受信周波数制御信号、１１…変調回路、１２…増幅回路、１３…アンテナ切替器、１４…アンテナ、１５…増幅回路、１６…検波回路、１７…制御回路、１７１…乱数発生手段、１７２…間隔決定手段、１７３…送信チャンネル設定手段。

Claims (3)

1. 地上デジタル放送信号を無線で受信可能な移動端末装置へ、無線信号を送信する送信装置であって、
   前記無線信号を送信するアンテナと、
   前記アンテナから前記無線信号を送信する送信モードと、前記アンテナで電波を受信する受信モードとを切り替える送受切り替え手段と、
   前記アンテナで受信された電波のうち、指定されたチャンネルを検波する検波手段と、
   前記検波手段により検波されなかったチャンネルを送信チャンネルに設定する送信チャンネル設定手段と、
   前記送信モードと前記受信モードとの切り替えを、乱数を用いてランダムなタイミングで行うよう間隔を決定する間隔決定手段と
   を有することを特徴とする送信装置。
2. 前記受信モードの処理を行う時間長は、前記移動端末装置で用いられる誤り訂正機能により訂正が可能なデータ欠損が生じる時間長未満であることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記間隔決定手段が行う前記間隔の決定は、受信モードの処理を行う時間内に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信装置。

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