JP2013219467A - 無線伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】伝送系の異常発生に際しても送信側監視データ喪失の虞がない無線伝送システムを提供すること。
【解決手段】映像データＴＳに監視用データを多重化して送信機Ｔから受信機Ｒに伝送し、受信機Ｒ側で送信側監視データと受信側監視データの双方を監視することにより、受信機Ｒ側で送信機Ｔの異常が監視できるようにした監視システムにおいて、送信機Ｔに記憶装置ＦＭを設け、送信機Ｔから受信機Ｒまでの伝送系に障害が発生したら、そのときの送信側監視データを記憶装置ＦＭに記憶し、障害復旧後、記憶装置ＦＭから読み出した送信側監視データを受信機Ｒに伝送するようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像信号中継用の無線伝送システムに係り、特に映像信号の野外中継に好適なディジタル方式の無線伝送システムに関する。

近年、映像信号の伝送には、ほとんどの場合、ディジタル方式を用いるのが一般的で、このため、従来からＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式やＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式などの多値ディジタル変調方式による伝送が広く用いられている。
そして、これを用いたＦＰＵ(Field Pickup Unit)と呼称されている伝送システムによれば、電波伝播条件がかなり変化しても安定した中継伝送が容易に保持できるので、テレビジョン放送の野外中継に好適なシステムとして従来から重用されている。

ところで、このようなディジタル映像信号の中継に使用される伝送システムの場合、一般的には送信側機器と受信側機器が所望の伝送系、例えば無線伝送系を介して結ばれているが、このとき信頼性保持の見地から異常の発生にいち早く対応できるようにするのが望ましく、このためにはシステムの動作を常時監視する必要がある。
そこで、従来から、送信側機器と受信側機器の動作を常時モニタするようにしたシステムが知られている。

ここで、図６(a)は、映像データの中継に使用される無線伝送システムの一例をイメージしたブロック図で、この場合、送信機Ｔは中継路の送信側に配置され、受信機Ｒは受信側に配置されている。
そして、送信機Ｔは無線中継すべき映像データを、例えばマイクロ波帯の周波数の搬送波に乗せ、アンテナから電波として送信し、受信機Ｒは、送信側から到来した電波をアンテナで受信し、受信した信号から映像データを復調して放送局に至る映像信号ラインに出力し、これにより中継動作が得られるようにしている。

このとき、送信機Ｔと受信機Ｒには、センサや検出回路などからなる各種の検出部が設けられ、これにより入力信号レベル、送信レベル、受信レベル、機器の温度など、送信機Ｔと受信機Ｒの動作状態を表す各種の情報からなる動作状態データが取得できるようにしてあり、その上で、送信機Ｔには信号線Ｌ１を介して監視装置Ｍ１を接続し、受信機Ｒには信号線Ｌ２を介して監視装置Ｍ２を接続し、夫々上記した動作状態データを取り込み、これを各々監視装置Ｍ１、Ｍ２においてモニタし、異常の発生が認知できるようにしている。

しかしながら、この図６(a)の監視システムの場合、例えば送信機Ｔに何らかの異常が現れ、それを表す送信側監視データが動作検出部から与えられたとき、折悪しく図６(b)に示すように、送信機Ｔと監視装置Ｍ１の間の監視データの伝送系(信号線Ｌ１を含む)にも異常が生じていたとすると、この場合、監視装置Ｍ１では監視データが取得されなくなって送信機Ｔの監視ができなくなってしまう。
これに対しては、送信機Ｔと監視装置Ｍ１の間の監視データの伝送系を二重系にするなど、多重化構成する方法があり、これによれば監視不能になる確率はかなり低く抑えられるが、この場合、コストの上昇が隘路になる。

ここで、図７は、送信機Ｔのモニタについても、受信側に設けた監視装置ＭＣにより、受信機Ｒの監視と一緒に行えるようにした無線伝送システムの一例をイメージした場合で、送信機Ｔでは、そこにある検出部から送信側機器の動作状態を監視データとして取り込み、それを、このとき送信機Ｔから送信すべき映像データに重畳して受信機Ｒに伝送する。
そして受信側では、受信データから送信側監視データを分離し、自身の受信側監視データと共に監視装置ＭＣに取り込み、機器の動作状況を解析し、解析結果をディスプレイＤに表示すると共に、異常が検知された場合、異常発生を表示し、警報が与えられるようにする。

ところで、上記した、ＦＰＵの場合、映像と音声をＭＰＥＧ処理により圧縮したＴＳ(Transport Stream：トランスポート ストリーム)と呼ばれる周知の形式の信号をディジタル映像データの伝送に用いている。
そこで、このＴＳ信号に送信側監視データを重畳させ、送信側から受信側に伝送するようにした無線伝送システムがあり、以下、このシステムの一例について、図８により説明する。
まず、この図８のシステムも、基本的には図７のシステムと同じで、送信機Ｔについての監視も、受信側に設けた監視装置ＭＣ(図７)により、受信機Ｒの監視と並行して共通に行えるようにした場合の無線伝送システムである。

そして、この図８の場合、左側にある送信機Ｔには、映像・監視データ重畳部として機能するマルチプレクサＭＵＸ１が設けられ、これにより送信側状態データがＴＳ信号形式の映像データＴＳに重畳された形で送信されるようになっている。
このとき送信機Ｔには、変調回路や高周波電力増幅回路など、一般的な送信機と同様な各種の回路機器が備えられているが、これらについては周知のことなので、図示してない。
次に、同じく図８において、右側にある受信機Ｒでは、映像・監視データ分離部として機能するデマルチプレクサＤＥＭＵＸ１を用い、受信された映像データＴＳから送信側状態データを分離し、受信機Ｒ自体の受信側状態データと共に夫々送信側監視データと受信側監視データとして監視装置ＭＣ(図７)に供給するようになっている。

詳しく説明すると、まず、送信機Ｔにおいて、演算装置ＣＰＵ１は、送信側の機器(主として送信機Ｔの機器)の温度、電圧、電流、信号状態など、動作状態を表す各種の情報を取り込み、監視データに加工してマルチプレクサＭＵＸ１の一方の入力に供給する。
このときマルチプレクサＭＵＸ１の他方の入力には、テレビカメラなど、外部にある所望の映像信号源から中継用の映像データＴＳが供給されている。
従って、このマルチプレクサＭＵＸ１では、図９に示すように、映像データＴＳの１ストリーム毎に１単位分の監視データが挿入されてゆき、この結果、映像(データ)と監視(データ)が交互に並んだ形で重畳された信号ＴＳがマルチプレクサＭＵＸ１から出力され、これが送信機Ｔの変調部に供給されることになる。

次に、受信機Ｒでは、図１０に示すように、復調部からデマルチプレクサＤＥＭＵＸ１にＴＳ信号が供給され、ここで映像データＴＳと監視データが分離されて出力される。
そして、この映像データＴＳは、中継信号として中継ラインに出力され、他方、監視用のデータ(監視データ)は演算装置ＣＰＵ２に入力され、送信側監視データに加工された上、受信側監視データと共に監視装置ＭＣ(図７)に供給され、監視に供されることになる。
なお、この受信機Ｒにおいても、図示してないが、高周波増幅回路や入力信号処理回路、各種のフィルタ、映像信号増幅回路など、一般的な受信機と同様な各種の回路機器が備えられているのは言うまでもない。

従って、この図８に示した無線伝送システムによれば、監視装置ＭＣによる一箇所での監視により、受信側は勿論、送信側での異常についても遠隔監視でき、送信側の監視装置が不要になり、監視データ伝送用の信号線も不要になるのでコスト面で有利な上、送信側の信号線の異常による監視機能の喪失に備える必要もない。

ここで、このような伝送システムに関連する従来技術としては、例えば特許文献１、２、３の開示を挙げることが出来る。

特開平９−３７３０６号公報 特開平９−３３１３００号公報 特開２００７−２１５０６６号公報

上記従来技術は、送信側から受信側に至る伝送系の異常発生に配慮がされておらず、当該伝送系に障害が発生した場合、送信側の監視に齟齬が生じてしまうので、システムの信頼性保持に問題があった。
送信機から受信機までの中継伝送動作に何等かの異常が発生した場合、従来技術では、送信機側から受信機側に伝送されている画像データの伝送が途絶えてしまうのは勿論、送信側監視データも途絶えてしまう。
従って、このとき送信側で異常が発生した場合、その異常の内容を表している送信側監視データが全て喪失してしまうことになる。

このとき受信側では、送信側監視データが受信されなくなったことから、伝送系も含めて送信側機器に何等かの異常が発生したこと自体については、とにかく検出は可能である。
ここで、異常が発生した場合、その発生だけの報知であっても有意義なことは言うまでもない。
しかし、この場合、異常回復に如何に迅速且つ的確に対処できるかが更に重要であり、このためには、とにかく異常発生の原因解明が先決で、それにはどのような異常が発生したのかを知る必要がある。

しかるに従来技術においては、伝送系の異常発生に際して送信側監視データが全て喪失してしまうので、以後の原因解明が不可能になり、この結果、システムの信頼性保持に問題が生じてしまうのである。
本発明の目的は、中継伝送動作の異常発生に際しても送信側監視データが喪失する虞がない無線伝送システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、送信側機器の状態を取得して送信側監視データとし、当該送信側監視データをＴＳ信号からなる映像データに多重化して受信側に伝送し、送信側の異常監視を受信側で行うようにした無線伝送システムにおいて、前記伝送システムの伝送系における障害の発生を前記送信側において検知する検知手段と、前記送信側監視データを記憶する記憶手段と、前記検知手段により前記障害の発生が検知されたとき、前記送信側監視データを前記記憶手段に記憶させ、前記障害が復旧したとき、前記記憶手段に記憶した前記送信側監視データを前記ＴＳ信号からなる映像データに多重化して受信側に伝送させる演算手段とが備えられるようにしたものである。

本発明によれば、中継伝送に障害が発生した場合でも、送信側の機器状態の取得を継続させ、取得した機器状態を記憶するようにしているので、中継動作に障害が現れた場合でも、送信側機器の異常発生についての原因解明が可能になる。
また、この場合、伝送系の機能が回復されることにより、記憶した機器状態が自動的に受信側に伝送されるので、本発明によれば、送信側機器の異常発生についての原因解明が受信側で常に確実に可能になる。

本発明による無線伝送システムの一実施の形態を示すブロック図である。 本発明による無線伝送システムの一実施の形態における送信側の処理を示すフローチャートである。 本発明による無線伝送システムの一実施の形態における送信側のデータの説明図である。 本発明による無線伝送システムの一実施の形態における受信側の処理を示すフローチャートである。 本発明による無線伝送システムの一実施の形態における受信側のデータの説明図である。 従来技術による無線伝送システムの第１の例を示すブロック図である。 従来技術による無線伝送システムの第２の例を示すブロック図である。 従来技術による無線伝送システムの第３の例を示す詳細ブロック図である。 第３の従来技術におけるデータの説明図である。 第３の従来技術における別のデータの説明図である。

以下、本発明に係る無線伝送システムについて、図示の実施の形態を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態で、図において、ＦＭは記憶装置で、その他、送信機Ｔの構成は、記憶装置ＦＭが設けられていることを除けば、基本的には図８で説明した従来技術の場合と同じで、図１のマルチプレクサＭＵＸは図８のマルチプレクサＭＵＸ１に対応し、演算装置ＣＰＵは、処理の内容が異なるだけで、これもハード的には従来技術の演算装置ＣＰＵ１と同じである。
また、図１の受信機Ｒは、演算装置ＣＰＵ２による処理の内容が異なるだけで、ハード的には図８の受信機Ｒと同じである。

そこで、この図１の実施形態においても、監視データをＴＳ信号に重畳させて送信側から受信側に伝送させ、これにより送信機Ｔについての監視も、受信側に設けた監視装置ＭＣ(図７)により、受信機Ｒの監視と並行して共通に行えるようにした無線伝送システムとして機能する。
このとき、記憶装置ＦＭは、例えば所望の記憶容量を備えたフラッシュＲＯＭからなり、演算装置ＣＰＵの制御のもとで、当該演算装置ＣＰＵから与えられるデータを記憶保持し、必要に応じて記憶保持してあるデータを読み出して出力する働きをする。

次に、図２は、送信機Ｔの演算装置ＣＰＵによる処理を示すフローチャートで、システムの立ち上げにより処理が開始され、その後、映像データＴＳの１ストリーム毎に繰り返し実行され、これにより送信機Ｔにおける監視動作、すなわち、送信側での情報の取得と記録及び出力の各動作が得られるように制御する。
そこで、以下、この図２のフローチャートにより、送信機Ｔにおける監視動作について説明する。
まず、処理が開始されたら、最初に装置状態の取得と監視データの生成を行う(Ｓ１)。そして、この後、伝送系の障害が検知されたか否かを判断する(Ｓ２)。

このときの障害発生の検知には、例えば送信機Ｔの最終段にある高周波電力増幅部からアンテナに供給されている高周波電力のレベルを監視し、電力レベルが予め設定してある判定レベル以下になったら、伝送系の障害発生が検知されたものと判断すれば良い。但し、この方法に限るものではない。
そして、このＳ２の判定処理において、まず、結果がＴrue(真)、つまり伝送系に障害発生が検知されたときは、このとき取得されている装置状態を記憶装置ＦＭに格納し(Ｓ３)、この後、そのまま処理を終了する。

しかして、Ｓ２の判定処理の結果がＦalse(否)であったら、次に、障害復帰後、いまだに送信未了のままのデータが記憶装置ＦＭに存在するか否かを判断する(Ｓ４)。
そして、この判定処理Ｓ４において、まず、結果がＴrue(真)、つまり伝送障害復旧後にもかかわらず送信未了のままのデータが記憶装置ＦＭに残っていた場合は、監視情報に記憶装置のデータを付加し(Ｓ５)、次いで監視情報と映像データを多重化して送信し(Ｓ６)、この後、処理を終了する。
しかして、この判定処理Ｓ４の結果がＦalse(否)であったら、直ちに処理Ｓ５に進み、監視情報に記憶装置ＦＭのデータを付加して処理を終了する。

ここで、この図２のフローチャートによる処理が実行された場合に得られる動作について説明する。
まず、このフローチャートでは、処理Ｓ２から処理Ｓ３に移行した場合が設定されていることから、伝送系に障害が発生した場合、そのときに検出された装置状態は、伝送されなかったことにより喪失されてしまうのではなく、障害が発生した時点でリアルタイムに記憶装置ＦＭに格納され、保存されることになる。

次に、処理Ｓ２から処理Ｓ４と処理Ｓ５を経て処理Ｓ６に移行した場合の処理が設定されていることから、伝送系の異常が回復されたとき、記憶装置ＦＭに残っていた装置状態が監視データとしてマルチプレクサＭＵＸに供給されるようになり、この結果、後で説明するように、このときの監視データも監視２として映像信号ＴＳに多重化され、更に、処理Ｓ２から処理Ｓ４を経た後、直ちに処理Ｓ６に移行した場合が設定されていることから、このときリアルタイムで取得されている装置状態による監視データは監視１としてマルチプレクサＭＵＸに供給され、映像信号ＴＳに多重化されることになる。

そうすると、この場合のマルチプレクサＭＵＸにおけるデータの流れは、図３に示すようになる。
まず、伝送系に障害が発生していないとき、マルチプレクサＭＵＸに入力される監視用データは、監視１、すなわちリアルタイムで取得されている装置状態による監視データだけになっている。
次に、伝送系に障害が発生し、その後、回復したとき、マルチプレクサＭＵＸに入力される監視用データは、監視２、すなわち伝送系に障害が発生してから回復するまでの間に取得された装置状態による監視データになり、その後、監視１、すなわちリアルタイムで取得されている装置状態による監視データになる。

ここで、伝送系に障害が発生した場合、言うまでもなく、送信側から受信側にはデータが伝送されない。
従って、従来技術の場合、伝送系に障害が発生している期間に取得した装置状態は伝送されることなく、そのまま失われてしまって何も残らない。
一方、この実施形態においては、この場合、処理Ｓ３が実行されるので、伝送系に障害が発生している期間中も装置状態が取得され記憶装置ＦＭに記憶保存される。そして、この保存されている障害期間中の装置状態は、この後、伝送系の障害が除かれ伝送機能が回復したとき、処理Ｓ５と処理Ｓ６の実行により自動的に読み出され、ＴＳデータに多重化して送信されることになる。

次に、図４は、受信機Ｒの演算装置ＣＰＵ２による処理を示すフローチャートで、これもシステムの立ち上げにより処理を開始し、この後、所望の周期で繰り返し実行され、これにより受信機Ｒにおける監視動作が得られるように制御する。
そこで、以下、この図４のフローチャートにより、受信機Ｒにおける監視動作について説明する。このとき、デマルチプレクサＤＥＭＵＸ１におけるデータの流れは、図５に示すようになる。
ここで、いま、図４のフローチャートによる処理が開始されたら、まず、データが受信されないか否かを判断する(Ｓ１０)。

このとき結果がＴrue(真)、つまり電波が受信されなかった場合は、ここで送信伝送系に障害が発生したことをディスプレイ(図７)に表示し(Ｓ２０)、この後、そのまま処理を終了する。
しかして、Ｓ２０の判定処理の結果がＦalse(否)であったら、次に、受信データの分離と解析を行ない(Ｓ３０)、次いで、分離された監視用データに記憶装置の情報(監視２)が含まれているか否かを判断する(Ｓ４０)。

そして、まず、結果がＴrue(真)、つまり監視用データに記憶装置の情報が含まれていた場合、監視２(記憶装置の情報)の監視用データによる情報をディスプレイに表示し(Ｓ５０)、次いでリアルタイムに取得した監視用データ(監視１)による情報をディスプレイに表示し(Ｓ６０)、その後、処理を終了する。
しかして、判定処理Ｓ４０の結果がＦalse(否)であったら、直ちに処理Ｓ６０に進み、リアルタイムに取得した監視用データ(監視１)による情報をディスプレイに表示した後、処理を終了するのである。

そこで、この図４のフローチャートによる処理が演算装置ＣＰＵ２により実行された場合に得られる動作について説明する。
ここで、まず、この図４のフローチャートでは、処理Ｓ１０から処理Ｓ２０に移行した場合が設定され、ここでデータが受信できなかったことから、伝送系に何等かの障害が発生したことが判り、この結果、とにかく伝送系での障害発生については、受信側で常に確実に認知でき、報知できることになる。

次に、この図４のフローチャートでは、処理Ｓ３０の後、処理Ｓ４０から処理Ｓ５０に移行した場合が設定されていることから、伝送系に障害が発生した場合で、しかもその間に装置状態の取得が行われていた場合、その装置状態が後で受信側において取得できることになり、この結果、如何なる状況においても送信側機器の異常発生についての原因解明が可能になり、従って、この実施形態によれば、伝送システムに対する監視機能を常に確実に維持させることができる。
しかも、処理Ｓ４０の後、何れにしても処理Ｓ６０が必ず実行されるので、リアルタイムに取得した監視用データ(監視１)の取り込みには何等の支障も生ぜず、この結果、常に所望の監視機能が確実に維持できることになる。

従って、この実施形態による効果は次の通りである。
まず、送信側の機器状態を映像データＴＳに重畳して受信側に伝送し、受信側で監視用データを分離して監視が得られるようにしたので、送信側での監視装置とラインが不要にでき、この結果、送信側での監視装置用ラインの異常による影響を受ける虞がないので、監視に信頼性が保てる上、コストの低減も期待できる。
次に、送信側からの信号の途切れにより障害を検出するようにしたので、送信側からの伝送系に異常が発生した場合でも確実に対応し、異常発生が検出できるので、異常監視に疎漏がない。

そして、伝送系の障害発生に際しても送信側の機器状態の取得を継続させ、取得した機器状態を記憶しているので、伝送系に障害が現れた場合でも、送信側機器の異常発生についての原因解明が可能になる。
また、この場合、伝送系の機能が回復されることにより、記憶した機器状態が自動的に受信側に伝送されるので、送信側機器の異常発生についての原因解明が受信側で常に確実に可能になる。

Ｔ 送信機
Ｒ 受信機
ＣＰＵ 演算装置
ＦＭ 記憶装置(フラッシュＲＯＭ)
ＭＵＸ マルチプレクサ(映像・監視データ重畳部)
ＤＥＭＵＸ デマルチプレクサ(映像・監視データ分離部)
Ｓ１〜Ｓ６ 送信側での処理
Ｓ１０〜Ｓ６０ 受信側での処理

Claims (1)

1. 送信側機器の状態を取得して送信側監視データとし、当該送信側監視データをＴＳ信号からなる映像データに多重化して受信側に伝送し、送信側の異常監視を受信側で行うようにした無線伝送システムにおいて、
   前記伝送システムの伝送系における障害の発生を前記送信側において検知する検知手段と、
   前記送信側監視データを記憶する記憶手段と、
   前記検知手段により前記障害の発生が検知されたとき、前記送信側監視データを前記記憶手段に記憶させ、前記障害が復旧したとき、前記記憶手段に記憶した前記送信側監視データを前記ＴＳ信号からなる映像データに多重化して受信側に伝送させる演算手段と
   が備えられていることを特徴とする無線伝送システム。

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