JP2013009253A - 受信装置および受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】１台のアンテナで受信不可能な状況が発生した場合にも、他のアンテナで継続して受信し、素材信号を破綻させることなく運用する受信装置および受信システム。
【解決手段】複数の旋回可能な回転受信アンテナと、複数の第１の受信部と、複数の第１の受信部から出力された信号のいずれかを選択して出力する素材切替部と、回転受信アンテナの旋回角度を検出し、旋回角度に応じて素材切替部が出力する信号を切り替え制御する制御部とを備えた受信装置であって、素材切替部が現在出力している素材の電波を受信している回転受信アンテナの旋回角度が、受信可能角度範囲外となる前の所定の角度となった場合には、他の回転受信アンテナが受信している素材の電波の出力に切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動体と固定局間で無線伝送する受信装置および受信システムに関わり、特に、固定局の受信アンテナの制御に関する。

従来の伝送システムの一例を図１によって説明する。図１は、従来の伝送システムの一例のマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図である。図１のマイクロ受信基地局システムは、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）を用いた基地局間の固定無線伝送を含む。１１は移動送信体Ａの移動に伴って移動する送信点Ａ、１２は基地局、１３は本社、１４は移動送信体Ｂの移動に伴って移動する送信点Ｂ、１５はネットワークである。また、送信点Ａ１１の移動送信体Ａにおいて、１１−１は送信部、１１−２はアンテナである。同様に送信点Ｂ１４の移動送信体Ｂにおいて、１４−１は送信部、１４−２はアンテナである。また、基地局１２において、１２−１は回転受信アンテナ、１２−２は受信部、１２−３は送信部、１２−４は被制御端局、１２−５は変復調部、１２−６は固定アンテナである。さらに、本社１３において、１３−１は固定アンテナ、１３−２は受信部、１３−３は回転受信アンテナ、１３−４は受信部、１３−５は復号部、１３−６は情報生成部、１３−７は情報編集部、１３−８は変復調部、１３−９は制御端末、１３−１０は操作端末、１３−１１はＡＲＣＮＥＴ（Attached Resource Computer NETwork）等のネットワークである。なお、移動送信体は、例えば、ヘリコプターや中継車等である。また、ネットワーク１５は、例えば、専用回線またはＶＰＮ（Virtual Private Network）である。なお、基地局１２において、被制御端局１２−４は、基地局１２の他の機器と図示しない伝送線にて接続されている。

図１において、送信点Ａ１１の位置にある移動送信体Ａ、および送信点Ｂ１４の位置にある移動送信体Ｂから本社１３へ素材（データ）を伝送する場合について説明する。なお、伝送される素材は、例えば、放送に使用する映像等の素材である。
送信点Ａ１１から本社１３までは、素材を直接通信できない遠距離にある。従って、送信点Ａ１１の移動送信体Ａから伝送される素材は、基地局１２が中継して本社１３へ無線伝送される。
まず送信点Ａ１１の移動送信体Ａの送信部１１−１は、素材を無線伝送可能なマイクロ波信号に変換し、アンテナ１１−２からの電波として送信する。ここで送信部１１−１は、ＳＤＩ（Serial Digital Interface）信号を、ＦＰＵの伝送に用いられる固定長のパケット形式のフレームフォーマットであるＴＳ（Transport Stream）信号に符号化し、それを中間周波信号に変調後、マイクロ波帯の信号に周波数変換して、アンテナ１１−２に出力する機能を有する。

基地局１２の回転受信アンテナ１２−１は、アンテナ１１−２から送信された電波を受信し、受信部１２−２に出力する。ここで受信部１２−２は、マイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、ＳＤＩ信号へ復号し、送信部１２−３に出力する機能を有する。ただし、基地局１２内の受信部１２−２では、最低限、信号劣化のないＴＳ信号に変換する機能があれば良い。
送信部１２−３は、入力されたＴＳ信号を固定アンテナ１２−６から電波として送信する。受信部１２−２と同様、基地局１２内の送信部１２−３は、最低限ＴＳ信号をマイクロ波帯に変換する機能があれば良い。

本社１３の固定アンテナ１３−１は、基地局１２から送信された電波を受信し、受信部１３−２に出力する。
受信部１３−２に入力された信号は、その後、受信部１３−２と復号部１３−５によってＳＤＩ信号へ復号され、本線に出力される。
また、本社１３から近距離にある送信点Ｂ１４の移動送信体Ｂの送信部１４−２は、素材を無線伝送可能なマイクロ波信号に変換し、アンテナ１４−２から電波として送信する。送信された素材の電波は、直接本社１３の回転受信アンテナ１３−３で受信され、受信部１３−４、復号部１３−５によって復号され、本線へ送られる。

図１の伝送システムを用いた無線伝送では、基地局１２において送信点Ａ１１からの電波を効率よく受信することが重要となる。つまり、送信点Ａ１１の位置によって、基地局１２内の回転受信アンテナ１２−１の方向を変える必要がある。そのため、マイクロ波を受信する基地局１２では、回転受信アンテナ１２−１は、本社１３からの遠隔制御により回転（追尾）が可能な回転架台を備えている。

以下、従来の回転送信アンテナの方向を変えるための遠隔制御について説明する。
本社１３の受信部１３−２は、入力されたマイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、復号部１３−５および情報生成部１３−６に出力する。情報生成部１３−６は、入力された中間周波数帯の信号からＴＳ信号と支援データを分離し、分離した支援データを情報編集部１３−７に出力する。なお、支援データには、受信アンテナの方向調整を行うための情報も含まれている。情報編集部１３−７は、入力された支援データを編集し、ネットワーク１３−１１を介して操作端末１３−１０に送信する。操作端末１３−１０は、入力された支援データを表示部に表示する。
また、操作端末１３−１０は、入力された支援データから、回転受信アンテナ１２−１の回転架台を回転させてアンテナ方向を制御するための制御パケットを、ネットワーク１３−１１を介して制御端局１３−９に送信する。
制御端局１３−９は、受信した制御パケットをシリアル信号に変換し、変復調部１３−８に出力する。ここで、ネットワーク１３−１１に複数の操作端末、複数の制御端局をつなげ、それぞれの機器ＩＤによって送信相手や受信相手を特定し送受信が可能であることはもちろんである。
変復調部１３−８は、シリアル信号をさらに変調し（例えば、アナログ信号に変調し）、ネットワーク１５を介して基地局１２の変復調部１２−５に送信する。

基地局１２の変復調部１２−５は、本社１３の変復調部１３−８からネットワーク１５を介して送信されたアナログ信号を、シリアル信号に復調後、被制御端局１２−４に出力する。被制御端局１２−４は、その制御信号（制御パケット）を解読し、図示しない制御線を介して回転受信アンテナ１２−１の制御を行う。
なお、回転受信アンテナ１２−１の角度等の情報は、回転受信アンテナの監視信号として、図示しない制御線を介して被制御端局１２−４に出力されている。被制御端局１２−４は、その情報（回転受信アンテナの監視信号）をシリアル信号として変復調部１２−５に出力し、変復調部１２−５は、例えばアナログ信号に変調し、ネットワーク１５を介して、本社１３に送信する。
本社１３内の変復調部１３−８は、受信した監視信号をシリアル信号へ復調し、制御端局１３−９に出力する。制御端局１３−９は、入力されたシリアル信号を解読し、監視パケットをネットワーク１３−１１を介して操作端末１３−１０に送信する。
操作端末１３−１０は、ネットワーク１３−１１を介して監視パケットを受信し、操作端末１３−１０のディスプレイ上に情報として表示する。
以上のようにして、基地局１２内の回転受信アンテナ１２−１の方向を制御監視することができる。

さらに、上述の伝送システム（マイクロ受信基地局システム）では、基地局１２に設置された受信部１２−２や送信部１２−３における受信レベル若しくは送信レベル、送受信チャンネル（周波数帯）、変調方式、送信出力、復号方式、また例えば、信号切替器の接点選択、信号多重／分離装置の信号入力／出力選択などは、上述の回転受信アンテナ装置１２−１の制御監視と同様であり、操作端末１３−１０、制御端局１３−９、および被制御端局１２−５と、制御装置（受信部１２−２や送信部１２−３）間の一連の信号伝達によって制御監視することができる。

また、送信点Ｂ１４からの素材伝送のように、基地局１２を通さず、本社１３に直接送信する場合には、操作端末１３−１０、制御端局１３−９、制御装置間の信号伝達経路を用いて、本社１３に存在する回転受信アンテナ装置１３−３や受信部１３−４などの装置に対し制御監視を行う。

また当該システムでは、回転受信アンテナの方向調整を行うための、より詳細な情報の提供として、回転受信アンテナ１２−１の後段の受信部１２−２、および回転受信アンテナ１３−３の後段の受信部１３−４における受信周波数や変調方式などの伝送パラメータを含むＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）情報、受信電界レベル（ＢＬ値）、余裕度（Margin Degree）、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio）、遅延プロファイル、コンスタレーションなどの支援データをＴＳ信号に重畳させて本社へ伝送し、情報生成部１３−６によってＴＳ信号と分離し、情報編集部１３−７によって編集し、操作端末１３−１０のディスプレイ上に表示させる。

特開２００２−０７７０２５号公報

これら従来のシステムにおいて、旋回可能な受信アンテナ（回転受信アンテナ）を用いて、回転受信アンテナの方向を調整して、移動送信体に回転受信アンテナを向ける受信方式を追尾方式と称する。この追尾方式には、例えばアンテナの異なる位置に具備された複数の受信部の受信電界の差分から、当該移動送信体の方向を導出し追尾する電界追尾方式や、移動送信体に具備されたＧＰＳ（Global Positioning System）受信部からのＧＰＳ位置情報を取得し追尾するＧＰＳ追尾方式等がある。

従来は、単独のアンテナを用いて追尾する方法を採用していた。その理由は、当該アンテナの設置場所が、例えば山頂や、ビルの屋上等、周辺から見通しの良い場所になっており、水平方向に３６０°回転可能なので、アンテナを回転させ目的の方向に向けることで、周囲３６０°のいずれの方向からも受信可能であった。
しかし近年、超高層建造物等の建造物では、建造物の中段付近にアンテナが設置されるようになってきた。このため、少なくとも一方向を当該建造物により電波が遮蔽されてしまうような形で設置されるケースが多くなってきている。その一例を、図２によって説明する。図２は、回転受信アンテナの受信角度が限定される一例を示す模式図である。図２は、回転受信アンテナが設置された高さでの水平断面図を示す。
図２において、建造物２１の四辺にそれぞれ１台の回転受信アンテナ２２−１〜２２−４が設置されている。回転受信アンテナ２２−１が電波を受信できる角度範囲は、受信可能角度範囲２３に示すように、建造物２１によって制限されている。他の回転受信アンテナ２２−２〜２２−４も同様である。従って、それぞれの回転受信アンテナ２２−１〜２２−４は、障害物がなければ、３６０°回転可能であるとしても、建造物２１に邪魔されて、全周３６０°のすべての角度範囲の電波を受信できない。

この場合、１台のアンテナだけでは、受信可能角度範囲が限定されてしまう。例えば、移動送信体が当該建造物の周りを１回転するような場合には、１台のアンテナだけでは、受信不可能となる状況が発生する。現状では、当該建造物に別設置された別のアンテナにユーザが切り替える措置をとっているが、当然切り替える操作の間は素材信号が停止（破綻）している。さらに、近年の建造物の高層化傾向を考えると、今後このような状況は増加すると考えられる。

本発明の目的は、上記の問題に鑑み、１台のアンテナにおいて電波の受信が不可能な状況が発生した場合にも、他のアンテナを用いて継続して受信し、素材信号を破綻させることなく運用可能な伝送システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、移動送信体から送信される素材の電波を追尾して受信するための複数の旋回可能な回転受信アンテナと、当該回転受信アンテナそれぞれの受信した電波を所定の周波数帯の信号に変換する複数の第１の受信部と、当該複数の第１の受信部から出力された信号のいずれかを選択して出力する素材切替部と、前記回転受信アンテナの旋回角度を検出し、旋回角度に応じて前記素材切替部が出力する信号を切り替え制御する制御部とを備えた受信装置であって、
前記制御部は、前記素材切替部が現在出力している素材の電波を受信している回転受信アンテナの旋回角度が、受信可能角度範囲外となる前の所定の角度となった場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している前記素材の電波の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御するものである。

また上記目的を達成するために、本発明の受信システムは、移動送信体から送信される素材の電波を追尾して受信するための複数の旋回可能な回転受信アンテナと、当該回転受信アンテナそれぞれの受信した電波を所定の周波数帯の信号に変換する複数の第１の受信部と、当該複数の第１の受信部から出力された信号のいずれかを選択して出力する素材切替部と、当該素材切替部が出力した信号を無線伝送可能な形式に変換する送信部と、当該送信部が変換した信号を送信する第１の固定アンテナと、前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを検出し、検出した旋回角度および受信レベルに応じて前記素材切替部が出力する信号を切り替え制御する制御部とを有する受信装置、および、前記第１の固定アンテナから送信された電波を受信する第２の固定アンテナと、当該第２の固定アンテナが受信した信号をＴＳ信号に変換して出力する第２の受信部と、当該ＴＳ信号を本線信号として出力する復号部とを有する固定局を備え、前記受信装置の前記制御部は、検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを当該ＴＳ信号に重畳するＴＳ重畳部、並びに前記検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルをネットワークに送信する第１変復調部を具備し、少なくとも、前記検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを当該ＴＳ信号を介して前記固定局に送信するか、または前記ネットワークを介して前記固定局に送信とするか、の一方を行う受信システムであって、前記受信装置の前記制御部は、前記素材切替部が現在出力している素材の電波を受信している回転受信アンテナの旋回角度が、受信可能角度範囲外となる前の所定の角度となった場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している素材の電波の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御するものである。

また、上記本発明の受信システムにおいて、前記固定局は、さらに、前記第２の受信部が出力するＴＳ信号から支援データを分離する情報生成部と、当該支援データを編集する情報編集部と、該編集された支援データから受信レベルを監視し、所定のレベル以下に低下した場合には制御信号を出力する制御端末と、該制御信号を変調して前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する第２変復調部とを具備し、前記受信装置の前記第１変復調部は、さらに、前記ネットワークから送信された前記制御信号を受信し、前記受信装置の前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記素材切替部が現在出力している素材の電波の受信状態評価値が所定のレベル以下に低下した場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している前記素材の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御するものである。

本発明によれば、１台のアンテナにおいて電波の受信が不可能な状況が発生した場合にも、他のアンテナを用いて継続して受信し、素材信号を破綻させることなく運用することが可能となる。

従来の伝送システムの一例のマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図である。 回転受信アンテナの受信角度が限定される一例を示す模式図である。 本発明の受信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の受信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の受信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の受信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明の受信システムの回転受信アンテナの一実施例を説明するための図である。 本発明の受信システムの回転受信アンテナの動作の一実施例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。また、各図の説明において、従来の技術を説明した図１と図２を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。

本発明の一実施例を図３と図８によって説明する。図３は、本発明の受信システムの一実施例で、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）を用いた基地局間の固定無線伝送を含むマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図である。図３の実施例は、本発明に係る複数架台による基地局内シームレス信号切り替えシステムの一実施例である。従来例で説明した図１の基地局１２に、回転受信アンテナ１２−１と同様に遠隔制御により回転が可能な回転架台を備えた回転受信アンテナ３２−１、および当該アンテナ３２−１に接続する受信部３２−２を増設し、受信部１２−２および３２−２双方より伝送される素材信号をシームレスに切り替え可能な素材切替部３２−９を設けた。また、回転受信アンテナ１２−１と３２−１、受信部１２−２と３２−２、および素材切替部３２−９は、それぞれ被制御端局１２−４と接続している（図示しない）。
図３および後述する図４〜図６等の本発明の受信システムでは、図１の従来例で説明した伝送システムの受信システムと同様に、電界追尾方式やＧＰＳ追尾方式等による追尾が行われている。また、少なくとも２つ以上の回転受信アンテナが連動して同一の移動送信体を自動追尾する。ただし、図３では、２組の回転受信アンテナ１２−１および３２−１、並びに受信部１２−２および３２−２以外の回転受信アンテナと受信部を省略している。また、基地局３２において、被制御端局１２−４は、基地局３２の他の機器と図示しない伝送線にて接続されている。
なお、移動送信体は、例えば、ヘリコプターや中継車等である。また、図１と同様に、本社内の通信は、ＡＲＣＮＥＴ等のネットワーク１３−１１で行い、屋外通信のためのネットワーク１５は、例えば、専用回線またはＶＰＮである。

基地局３２の回転受信アンテナ１２−１は、移動送信体（図８の移動送信体８１）から送信された素材の電波を受信し、受信部１２−２に出力する。受信部１２−２は、マイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、ＳＤＩ信号へ復号し、素材切替器３２−９に出力する。また同様に、基地局３２の回転受信アンテナ３２−１は、当該移動送信体（図８の移動送信体８１）から送信された素材の電波を受信し、受信部３２−２に出力する。受信部３２−２は、マイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、ＳＤＩ信号へ復号し、素材切替器３２−９に出力する。ただし、基地局３２内の受信部１２−２および３２−２では、最低限信号劣化のないＴＳ信号に変換する機能があれば良い。

素材切替器３２−９は、被制御端局１２−４の制御に基づいて制御され、今、受信部１２−２から入力された回転受信アンテナ１２−１が受信した信号による素材のＴＳ信号を、送信部１２−３に出力している。
送信部１２−３は、入力されたＴＳ信号を固定アンテナ１２−６から電波として送信する。受信部１２−２と同様、基地局１２内の送信部１２−３は、最低限ＴＳ信号をマイクロ波帯に変換する機能があれば良い。
本社１３の固定アンテナ１３−１は、基地局３２から送信された電波を受信し、受信部１３−２に出力する。
受信部１３−２は、入力されたマイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、復号部１３−５および情報生成部１３−６に出力する。復号部１３−５は、入力された信号をＳＤＩ信号に復号し、本線に送信する。

情報生成部１３−６は、入力された中間周波数帯の信号からＴＳ信号と支援データを分離し、分離した支援データを情報編集部１３−７に出力する。支援データには、受信アンテナの方向調整を行うための情報も含まれている。情報編集部１３−７は、入力された支援データを編集し、ネットワーク１３−１１を介して操作端末１３−１０に送信する。操作端末１３−１０は、入力された支援データを表示部に表示する。
また、操作端末１３−１０は、入力された支援データから、回転受信アンテナ１２−１の回転架台を回転させてアンテナ方向を制御するための制御パケットを、ネットワーク１３−１１を介して制御端局１３−９に送信する。この時、回転受信アンテナ１２−１および３２−１それぞれの方向調整の他に、初期設定（動作開始時）としてどちらの回転受信アンテナからの受信信号を素材切替部３２−９が選択して出力するかを、支援データに基づいて決定して制御パケットに含める。
制御端局１３−９は、受信した制御パケットをシリアル信号に変換し、変復調部１３−８に出力する。
変復調部１３−８は、シリアル信号をさらに変調し（例えば、アナログ信号に変調し）、ネットワーク１５を介して基地局１２の変復調部１２−５に送信する。

基地局１２の変復調部１２−５は、ネットワーク１５を介して受信したアナログ信号をシリアル信号に復調して、被制御端局１２−４に出力する。被制御端局１２−４は、変復調部１２−５から入力された制御信号（制御パケット）を解読し、回転受信アンテナ１２−１および３２−１の回転制御を行う。また被制御端局１２−４は素材切替部３２−９を制御し、素材切替部３２−９が初期設定時または動作開始時にどちらの回転受信アンテナからの受信信号を選択して出力させる。
なお、回転（旋回）制御は、水平方向のパン角の角度情報について説明するが、チルト角方向にも実行されている。

なお、回転受信アンテナ１２−１の水平方向の向き（旋回角度）を示す角度θ等の情報は、回転受信アンテナの監視信号として、被制御端局１２−４に出力されている。同様に、基地局１２を監視制御している被制御端局１２−４には、受信部１２−２および３２−２から監視信号が送られ、被制御端局１２−４は、監視信号から、例えば受信電界強度（受信レベル）等を検出している。被制御端局１２−４は、その情報（回転受信アンテナの監視信号）をシリアル信号として変復調部１２−５に出力し、変復調部１２−５は、例えばアナログ信号に変調し、ネットワーク１５を介して、本社１３に送信する。
本社１３内の変復調部１３−８は、受信した監視信号をシリアル信号へ復調し、制御端局１３−９に出力する。制御端局１３−９は、入力されたシリアル信号を解読し、監視パケットをネットワーク１３−１１を介して操作端末１３−１０に送信する。
操作端末１３−１０は、ネットワーク１３−１１を介して監視パケットを受信し、操作端末１３−１０のディスプレイ上に情報として表示する。
以上のようにして、初期設定後または動作開始後には、基地局１２内の回転受信アンテナ１２−１および３２−１の制御監視（追尾または方向調整）、および素材切替部３２−９での受信信号の切り替えが可能である。

この受信システム（マイクロ受信基地局システム）では、基地局１２に設置された受信部１２−２や送信部１２−３における受信レベルや送信レベル、送受信チャンネル（周波数帯）、変調方式、送信出力、復号方式、また例えば、信号切替器の接点選択、信号多重／分離装置の信号入力／出力選択などは、上述の回転受信アンテナ装置１２−１の制御監視と同様に制御でき、操作端末１３−１０、制御端局１３−９、および被制御端局１２−５と、制御装置（受信部１２−２、３２−２、素材切替部３２−９、送信部１２−３）間の一連の信号伝達によって制御監視することができる。

この時、移動送信体との距離に対して、各回転受信アンテナ１２−１の設置位置と３２−１の設置位置間の距離が十分に小さければ、各回転受信アンテナ１２−１および３２−１からみた移動送信体への角度（アンテナ方向）は、ほぼ等しいと考えることができる。つまり、移動送信体が、一方の回転受信アンテナに照準を合わせて送信している場合にも、他方の回転受信アンテナでも、間に障害物がなければ、十分に電波を受信可能である。
また、例えば、各回転受信アンテナが全く異なる位置に設置されている場合においては、移動送信体が各々のアンテナにそれぞれ照準を合わせ（例えば周波数を別の周波数にするなどして）同時に送信することによって、それぞれの回転受信アンテナで同時に受信することが可能となる。これら、複数のアンテナが同時に同一の信号（電波）を受信している場合において、図３の実施例では、一方の回転受信アンテナ１２−１が旋回不可能または電波の受信が不可能のどちらか一方となり受信映像信号が破綻し正常受信不可能となる状況を考える。この時、他方の回転受信アンテナ３２−１では、その後想定される移動送信体の移動方向に十分旋回可能でかつ電波の受信が可能であり受信映像信号が破綻を起こさず正常受信が可能とする。

当該システムでは、回転受信アンテナ１２−１がまだ旋回可能な範囲では、受信部１２−２および受信部３２−２は、どちらも、回転受信アンテナが受信した信号を受信し、素材切替部３２−９に出力している。つまり、素材切替部３２−９は、入力信号レベルは異なるが、全く同一の信号が２素材伝送されてきていることが分かる。
この状況において、もし素材切替部３２−９が、後に旋回不可能または電波の受信が不可能となる回転受信アンテナに接続する受信部の信号を出力としていた場合には、旋回が不可能な状態若しくは電波の受信が不可能な状態の少なくともどちらか一方の状態となった瞬間に受信映像信号が破綻する。

本発明の一実施例では、このような状況（破綻）を回避するため、例えば図３において、予め認識している各回転受信アンテナの旋回可能範囲の角度限界θｏｕｔに到達する前の（一定の角度余裕を考慮した）所定の角度θｔｈを被制御端局１２−４に予め登録し、アンテナ角度を被制御端局１２−４により周知の技術で監視し、当該回転受信アンテナが登録された角度に到達した時に、システム内の被制御端局１２−４によって、連動するもう一方の回転受信アンテナに接続する受信部の信号に自動的に切り替える。または、当該回転受信アンテナが登録された角度に到達した時に、素材切替部が現在出力している素材の電波と他の回転受信アンテナが受信している素材の電波との合成ダイバーシチ受信の信号に自動的に切り替える。
合成ダイバーシチは、誤り訂正符号と受信電波の最大比合成ダイバーシチ受信を有機的に結合した符号合成ダイバーシチ受信が好ましいが、受信電波の選択合成、等利得合成、最大比合成等、他の合成ダイバーシチでも効果を発揮する。このように、合成ダイバーシチを行う回転受信アンテナを自動的に切り替えても良い。
このとき、切り替えに伴うショック（映像破綻）が懸念されるが、シームレスな切り替え機能を具備する素材切替部として、当該素材切替部が、多少の期間内をＦＳ機能（フレーム同期）および信号のバッファリング機能により破綻無しに処理することでシームレスな切り替えを実現する。

図８は、本発明の受信システムの回転受信アンテナの動作の一実施例を説明するための図である。２１は建造物、１２−１、１２−２、２２−３および２２−４は基地局１２の回転受信アンテナ、２３−１は回転受信アンテナ１２−１の旋回可能範囲（受信可能範囲）、２３−２は回転受信アンテナ１２−２の旋回可能範囲、２４は複数の回転受信アンテナで受信可能な共通受信可能角度範囲、８１は時刻ｔ０での移動送信体の位置、８２は時刻ｔ１での移動送信体の位置、８３は時刻ｔ２での移動送信体の位置、８８は時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に移動送信体が位置８１から位置８２まで移動した軌跡、８９は時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に移動送信体が位置８２から位置８３までが移動した軌跡、８１−１と８２−１は回転受信アンテナ１２−１の向き（旋回角度）を示す矢印、８１−２と８２−２は回転受信アンテナ３２−１の向き（旋回角度）を示す矢印、８１−３と８２−３は回転受信アンテナ２２−３の向き（旋回角度）を示す矢印、８１−４と８２−４は回転受信アンテナ２２−４の向き（旋回角度）を示す矢印である。説明の都合上、回転受信アンテナ１２−１の向き（旋回角度）を示す矢印８１−１は、回転受信アンテナ１２−１の初期化時の向き（旋回角度）と同じ（角度θ＝０［°］）としている。また、８５は回転受信アンテナ１２−１の旋回可能範囲の角度限界までの角度θｏｕｔ、８４は矢印８１−１と矢印８２−１間の角度で、角度限界θｏｕｔに到達する前の（一定の角度余裕を考慮した）予め登録された所定の角度θｔｈである。

図８において、建造物２１の四辺には、図２と同様に、回転受信アンテナ１２−１、３２−１、２２−３、および２２−４が設けられ、それぞれの回転受信アンテナは、時刻ｔ０には、移動送信体の位置８１の方向（矢印８１−１、８１−２、８１−３、および８１−４）を向いている。この位置８１にある移動送信体が送信する素材は、時刻ｔ０現在、回転受信アンテナ１２−１が受信している素材の電波が基地局１２から本社１３に送信され、本線信号となっている（図３参照。）。そして、時刻ｔ１には、移動送信体は、位置８２に移動している。さらに移動送信体は、時刻ｔ３には、位置８３に移動し、さらにその延長軌道上を移動すると旋回可能範囲２３−１から外れ、回転受信アンテナ１２−１では受信できない。
そこで、図３と図８の実施例では、予め認識している各回転受信アンテナの旋回可能範囲の角度限界θｏｕｔに到達する前の（一定の角度余裕を考慮した）所定の角度θｔｈを予め登録し、アンテナ角度を被制御端局１２−４により周知の技術で監視し、当該回転受信アンテナが登録された角度に到達した時に、システム内の被制御端局１２−４によって、自動的にもう一方の回転受信アンテナに接続する受信部の信号に自動的に切り替える。

なお、図３と図８の実施例に加え、片方の回転受信アンテナ１２−１に接続する受信部１２−２の受信状態が、例えば、フェージング等によって悪化してしまう状況を考える。ここでの受信状態とは、例えば受信電界レベル、マージンレベル、ＢＥＲ、ＭＥＲ、遅延プロファイルの算出評価値、コンスタレーションの評価値等、種種の評価手法を適用する。この時、もう一方の回転受信アンテナ３２−１に接続する受信部３２−２の受信状態は、良好であるとする。当該システムにおいて、受信部１２−２が所定の受信レベルを維持している場合には、回転受信アンテナ１２−１および３２−１を介して、受信部１２−２および受信部３２−２は、両者共、信号（素材）を受信している。そして、素材切替部３２−９には、受信部１２−２と受信部３２−２の両者から同じ信号が入力されてきている。
この状況において、もし素材切替部３２−９の出力が、後刻、状態悪化する受信部１２−２の信号であった場合には、受信信号が一定レベルＬｆ以上悪化した（一定レベルＬｆ以下に低下した）瞬間に信号が破綻して、素材の再生ができなくなってしまう。

本発明では、この状況を回避するため、例えば図３において、予め認識している各受信部１２−２および３２−２の受信設定に応じた当該受信状態評価指標における所定の（破綻レベルより多少余裕のレベルＬｍを考慮した）レベルを被制御端局１２−４に予め登録しておく。即ち、予め、受信部１２−２および３２−２に入力される受信信号が所定のレベルＬｔ（ただし、Ｌｔ＝Ｌｆ＋Ｌｍである）を被制御端局１２−４に予め登録する。
そして、被制御端局１２−４は、素材切替部３２−９の出力となっている受信部１２−２（アンテナは、回転受信アンテナ１２−１）が予め登録されたレベルＬｔ以下に低下した時には、素材切替部３２−９を制御して、自動的にもう一方の受信部３２−２の信号にシームレスに切り替える。なお、切り替え可能な回転受信アンテナおよび受信部の組み合わせが２式以上ある場合には、信号レベルの高い回転受信アンテナおよび受信部の方に切り替える。

この結果、破綻が発生する前に、被制御端局１２−４が素材切替部３２−９を制御して、破綻の発生する恐れのない信号レベルの高い回転受信アンテナおよび受信部にシームレスに切り替えることができる。

本発明の別の実施例を、図４によって説明する。図４は、本発明の受信システムの一実施例で、ＦＰＵを用いた基地局間の固定無線伝送を含むマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図であって、本発明に係る複数架台による本社側シームレス信号切り替えシステム例である。
基地局４２は、回転受信アンテナ１２−１、受信部１２−２、送信部１２−３、および送信用の固定アンテナ１２−６と、回転受信アンテナ３２−１、受信部３２−２、送信部４２−３、および送信用の固定アンテナ４２−６と、被制御端局１２−４と、変復調部１２−５とを備える。また、本社４３は、受信用の固定アンテナ１３−１および受信部１３−２と、受信用の固定アンテナ４３−１および受信部４３−２と、素材切替部４３−４および復号部１３−５とを備える。なお、図４の実施例において、本社４３では、情報生成部１３−６、情報編集部１３−７、変復調部１３−８、制御端局１３−９、操作端末１３−１０、ネットワーク１３−１１を省略し、図示していない。

図４に示すように、移動送信体から伝送される素材を、回転受信アンテナ１２−１と４２−１は、それぞれ受信し、それぞれ、受信部１２−２と３２−２に出力する。
受信部１２−２と３２−２は、それぞれ、マイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、さらにＳＤＩ信号へ復号し、送信部１２−３、４２−３に出力する。ただし、基地局４２内の受信部１２−２、３２−２では、最低限信号劣化のないＴＳ信号へ変換する機能があれば良い。
送信部１２−３と４２−３は、それぞれ、入力されたＴＳ信号を固定アンテナ１２−６または４２−６から電波として送信する。受信部１２−２および３２−２と同様、基地局１２内の送信部１２−３および３２−３は、最低限ＴＳ信号をマイクロ波帯へ変換する機能があれば良い。
本社４３の固定アンテナ１３−１および４３−１は、それぞれ、基地局４２から送信された電波を受信し、受信部１３−２、４３−２に出力する。受信部１３−２、４３−２は、入力されたマイクロ波帯の信号をそれぞれ、中間周波数帯の信号に周波数変換し、素材切替部４３−４に出力する。
素材切替部４３−４は、図示しない制御端局１３−９の制御により、自動的にもう一方の受信部１３−２または４３−２のいずれかの信号にシームレスに切り替える。なお、切り替え可能な基地局４２の回転受信アンテナ−受信部−送信部−固定アンテナ、および本社４３の固定アンテナ−受信部、の組み合わせが２式以上ある場合には、信号レベルの高い回転受信アンテナの方に切り替える。素材切替部４３−４から出力された信号は、復号部１３−５に入力され、ＳＤＩ信号へ復号され、本線へ送られる。

図４の実施例のように、基地局４２側に送信部４２−３と送信固定アンテナ４２−６、本社４３側に受信固定アンテナ４３−１と受信部４３−２を備えることにより、素材切替部４３−４を本社４３側に移行させるようにしても良い。
即ち、実施例１と同様に、図４において、予め認識している各回転受信アンテナの旋回可能範囲の角度限界θｏｕｔに到達する前の（一定の角度余裕を考慮した）所定の角度θｔｈを被制御端局１２−４に予め登録し、アンテナ角度を被制御端局１２−４により周知の技術で監視し、当該回転受信アンテナが登録された角度に到達した時に、システム内の被制御端局１２−４によって、自動的にもう一方の回転受信アンテナに接続する受信部の信号に自動的に切り替える。
なお、素材切替部４３−４の制御は、例えば、被制御端局１２−４が、切り替え前の送信部１２−３のＴＳストリームに付加する支援データに、出力信号に切り替え終了コマンドの添付させ、次に切り替える送信部４２−３のＴＳストリームに付加する支援データに、出力信号に切り替え開始コマンドの添付させる。本社４３では、素材切替部４３−４がそのコマンドを受信して、シームレスにその出力を切り替える。

図４において、さらに、実施例３に加え、実施例２を実施することで、受信状態が、フェージング等によって悪化してしまう状況についても対処できる。

本発明の別の実施例を、図５によって説明する。図５は、本発明の受信システムの一実施例で、ＦＰＵを用いた基地局間の固定無線伝送を含むマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図であって、本発明に係るＳＤＩ信号でのシームレス切り替えシステム例である。
図４の実施例において、素材切替部４３−４が、本社４３の受信部１３−２の出力と４３−２の出力と復号部１３−５の間に設けられていたのに対し、図５の実施例は、回転受信アンテナの角度情報によって、切り替える素材切替部５３−４が、本社４３の復号部１３−５および５３−５の後段に設けられているものである。また、回転受信アンテナの角度情報に加え、実施例２を実施することで、受信状態が、フェージング等によって悪化してしまう状況についても対処できる。
図５の実施例のように、シームレスな切り替え信号については、前述した図３〜図４の実施例のように、ＴＳ信号の時点で行う以外にも、図５に示すように、復号部１２−５または５３−５の出力後のＳＤＩ信号の状態で行うことも可能である。

本発明の別の実施例を、図６によって説明する。図６は、本発明の受信システムの一実施例で、ＦＰＵを用いた基地局間の固定無線伝送を含むマイクロ受信基地局システムの構成を示すブロック図であって、本発明に係るＩＰ及び光回線を用いたシステム例である。
図６の基地局６２において、回転受信アンテナ１２−１および３２−１、受信部３２−１および３２−２、被制御端局１２−４、並びに変復調部１２−５の動作は、図３乃至図５と同様である。また、図６の本社６３において、復号部１３−５および５３−５から後段の動作は、図５と同様である。図６は、図５の実施例と異なり、基地局から本社に送信するデータを光通信で行うものである。
例えば、受信部１２−２は、回転受信アンテナ１２−１の素材の信号をマイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、ＳＤＩ信号へ復号し、ＩＰ変換部６２−３１に出力する。ＩＰ変換部６２−３１は、入力された信号をＩＰ変換して、光変換部６２−６に出力する。また、受信部３２−２は、回転受信アンテナ３２−１の素材の信号をマイクロ波帯の信号を中間周波数帯の信号に周波数変換し、ＴＳ信号に復調し、ＳＤＩ信号へ復号し、ＩＰ変換部６２−３２に出力する。ＩＰ変換部６２−３２は、入力されたＴＳ信号をＩＰ変換して、光変換部６２−６に出力する。

光変換部６２−６は、入力された信号を光変換して、光ケーブルを介して本社６３の光変換部６３−１に送信する。光変換部６３−１は、受信した光データを電気信号に変換して、該当するＩＰ変換部６３−２１または６３−２２に出力する。ＩＰ変換部６３−２１は、入力された信号をＴＳ進法に変換して復号部１３−５に出力する。復号部１３−５は、入力された信号をＳＤＩ信号に変換して素材切替部５３−４に出力する。同様に、ＩＰ変換部６３−２２は、入力された信号をＴＳ進法に変換して復号部５３−５に出力する。復号部５３−５は、入力された信号をＳＤＩ信号に変換して素材切替部５３−４に出力する。
素材切替部５３−４の動作は、図５の実施例と同様であるので説明を省略する。

図６に示したように、基地局と本社間の信号伝送形態は、ＩＰ変換部及び、光変換部を通じてＴＳ信号、または基地局内でデコードしたＳＤＩ信号を伝送する形式等様々な形態に適応できる。勿論、ＩＰ網を通じた形態、またはＴＳ，ＳＤＩ信号を直接光に変換するような形態でも構わない。

図７は、本発明の受信システムの回転受信アンテナの一実施例を説明するための図である。図４や図８では、建造物２１の四辺に回転受信アンテナを設けた例を示したが、図７の実施例のように、建造物２１のコーナー部に回転受信アンテナ２２−１および２２−４を配置した。このよう配置したことにより、１つの回転受信アンテナの受信可能角度範囲が広がり、設置する回転受信アンテナの数を減らすことができる。その上、制御も容易になる。

また、図４および図８の本発明の実施例では、建造物の断面が四角形であった。しかし、四角形である必要はなく、５角形以上の多角形でも良い。また円形や３角形でも良い。またさらに、回転受信アンテナを各辺に設ける必要もなく、コーナに設ける必要もない。本発明の回転受信アンテナの配置の条件は、少なくとも２台以上の回転受信アンテナで１つの移動送信体からの素材の電波を受信できるように、配置することである。例えば、円形の水平断面を有する建造物の４箇所に回転受信アンテナを設置しても良い。また例えば、３角形の水平断面を有する建造物の３箇所に回転受信アンテナを設置しても良い。

さらに、図３〜図８の実施例では、本発明の素材切替部は、回転受信アンテナの受信する素材の電波を、いずれか１台の回転受信アンテナが受信する素材の電波に切り替えている。しかし、共通受信可能範囲が、３台以上の回転受信アンテナに渡っている場合には、本発明の素材切替部を合成ダイバーシチ動作に切り替えるようにしても良い。

またさらに、回転受信アンテナが３台以上設置されている受信システムの場合には、別の移動送信体から送信された素材の電波を受信している手動設定の非連動の回転受信アンテナを切り替え対象から除いて、連動の回転受信アンテナの入力を切り替えるようにしても良い。

上記実施例１〜実施例７によれば、旋回が限定的なアンテナを複数用いることにより、移動体受信においても周囲一帯からの送信電波をシームレスに受信することが可能となる。総じて、本システムの機能性を大幅に拡張させる格別の効果を奏する。

１１：送信点Ａ、 １１−１：送信部、 １１−２：アンテナ、 １２：基地局、 １２−１：回転受信アンテナ、 １２−２：受信部、 １２−３：送信部、 １２−４：被制御端局、 １２−５：変復調部、 １２−６：固定アンテナ、 １３：本社、 １３−１：固定アンテナ、 １３−２：受信部、 １３−３：回転受信アンテナ、 １３−４：受信部、 １３−５：復号部、 １３−６：情報生成部、 １３−７：情報編集部、 １３−８：変復調部、 １３−９：制御端末、 １３−１０：操作端末、 １３−１１：ネットワーク、 １４：送信点Ｂ、 １４−１：送信部、 １４−２：アンテナ、 １５：ネットワーク、 ２１：建造物、 ２２−１〜２２−４：回転受信アンテナ、 ２３：受信可能角度範囲、 ２４：共通受信可能角度範囲、 ３２：基地局、 ３２−１：回転受信アンテナ、 ３２−２：受信部、 ３２−９：素材切替部、 ４２：基地局、 ４２−３：送信部、 ４２−６：固定アンテナ、 ４３：本社、 ４３−１：固定アンテナ、 ４３−２：受信部、 ４３−４：素材切替部。

Claims (3)

1. 移動送信体から送信される素材の電波を追尾して受信するための複数の旋回可能な回転受信アンテナと、当該回転受信アンテナそれぞれの受信した電波を所定の周波数帯の信号に変換する複数の第１の受信部と、当該複数の第１の受信部から出力された信号のいずれかを選択して出力する素材切替部と、前記回転受信アンテナの旋回角度を検出し、旋回角度に応じて前記素材切替部が出力する信号を切り替え制御する制御部とを備えた受信装置であって、
   前記制御部は、前記素材切替部が現在出力している素材の電波を受信している回転受信アンテナの旋回角度が、受信可能角度範囲外となる前の所定の角度となった場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している前記素材の電波の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御することを特徴とする受信装置。
2. 移動送信体から送信される素材の電波を追尾して受信するための複数の旋回可能な回転受信アンテナと、当該回転受信アンテナそれぞれの受信した電波を所定の周波数帯の信号に変換する複数の第１の受信部と、当該複数の第１の受信部から出力された信号のいずれかを選択して出力する素材切替部と、当該素材切替部が出力した信号を無線伝送可能な形式に変換する送信部と、当該送信部が変換した信号を送信する第１の固定アンテナと、前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを検出し、検出した旋回角度および受信レベルに応じて前記素材切替部が出力する信号を切り替え制御する制御部とを有する受信装置、および、前記第１の固定アンテナから送信された電波を受信する第２の固定アンテナと、当該第２の固定アンテナが受信した信号をＴＳ信号に変換して出力する第２の受信部と、当該ＴＳ信号を本線信号として出力する復号部とを有する固定局を備え、
   前記受信装置の前記制御部は、検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを当該ＴＳ信号に重畳するＴＳ重畳部、並びに前記検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルをネットワークに送信する第１変復調部を具備し、少なくとも、前記検出した前記回転受信アンテナの旋回角度および受信レベルを当該ＴＳ信号を介して前記固定局に送信するか、または前記ネットワークを介して前記固定局に送信とするか、の一方を行う受信システムであって、
   前記受信装置の前記制御部は、前記素材切替部が現在出力している素材の電波を受信している回転受信アンテナの旋回角度が、受信可能角度範囲外となる前の所定の角度となった場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している前記素材の電波の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御することを特徴とする受信システム。
3. 請求項２記載の受信システムにおいて、
   前記固定局は、さらに、前記第２の受信部が出力するＴＳ信号から支援データを分離する情報生成部と、当該支援データを編集する情報編集部と、該編集された支援データから受信レベルを監視し、所定のレベル以下に低下した場合には制御信号を出力する制御端末と、該制御信号を変調して前記ネットワークを介して前記受信装置に送信する第２変復調部とを具備し、
   前記受信装置の前記第１変復調部は、さらに、前記ネットワークから送信された前記制御信号を受信し、
   前記受信装置の前記制御部は、前記制御信号に基づいて、前記素材切替部が現在出力している素材の電波の受信状態評価値が所定のレベル以下に低下した場合には、他の回転受信アンテナが受信している前記素材の電波の出力に切り替えるか、または前記素材切替部が現在出力している前記素材の受信と他の回転受信アンテナが受信している前記素材の受信との合成ダイバーシチ受信に切り替えるように前記素材切替部を制御することを特徴とする受信システム。

Images