JP4067401B2 - 信号伝送システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル伝送装置の伝送状態を可視化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル伝送装置の変調方式として、ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式や、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が用いられ始めている。
このディジタル伝送装置の全体構成を図８に示し、以下、詳細に説明をする。ここで伝送されるデータは、映像や音声信号をＭＰＥＧ処理で圧縮したトランスポートストリーム(以後ＴＳと呼ぶ)等である。
数年前は、アナログＦＭによる変調方法で、映像や音声信号を伝送していた。アナログＦＭは、受信電界レベルによって映像や音声信号のＳ／Ｎが変化する。伝送路の状況によって受信電界レベルの変化する、マラソン中継等の移動体伝送においては、中継された映像信号が、ノイズや乱れの多い品位の低い信号となり易かった。
デジタル伝送では、情報をデジタル化し、かつ、エラー訂正処理を併用する。そのため、受信電界レベルが変化する状況でも、エラー訂正が働く範囲内であれば、同一品位の映像を伝送できる。 しかしながら、受信電界レベルが限界値を下回る状態にまで低下するとエラー訂正不能となり、画像伝送も不可能となる。この限界は、後述の識別判定処理の信号状態により、ある程度把握可能である。
例えば、伝送容量が６０Ｍｂｐｓと大きく、６４ＱＡＭモードであれば、限界Ｃ／Ｎは２７ｄＢ程度であり、受信電界レベルの限界は、約−７０ｄＢｍ以上が必要になる。伝送容量が３５Ｍｂｐｓと小さく、１６ＱＡＭ２モードであれば、限界Ｃ／Ｎは１８ｄＢ程度であり、受信電界レベルの限界は約−８０ｄＢｍ以上で映像を伝送できる。
【０００３】
図８において、映像信号入力は、ＭＰＥＧエンコーダ１に入力され圧縮データＴＳとなる。圧縮データＴＳは、変調モードを決めるマッピング回路２により、２次元のデータＤｍとなる。
データＤｍは、変調部(ＭＯＤ)３により変調され、例えば、１３０ＭＨｚ帯の中間周波信号であるＤｍｏｄとなり、送信高周波部(Ｔｈ)４−１へ送られる。
送信高周波部(Ｔｈ)４−１は、中間周波信号Ｄｍｏｄをマイクロ波帯の信号に周波数変換し、電力増幅してアンテナ４−２から送信する。
伝送路５を経由し受信用アンテナ６−１に届いた電波は、受信高周波部(Ｒｈ)６−２に入力される。 受信高周波部(Ｒｈ)６−２は、微弱な信号を増幅して、１３０ＭＨｚ帯の中間周波信号Ｄｄｅｍに変換する。
このＤｄｅｍ信号は、復調部(ＤＥＭ)７により、時間タイミング再生や周波数再生が行われ、２次元のデータＤｄとなる。データＤｄは識別判定器８に送られ再生圧縮データＴＳｒに戻される。再生圧縮データＴＳｒは、ＭＰＥＧデコーダ９に入力され、映像信号に伸張される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで伝送状態や同期再生状態の良否を把握するため、通常は復調部(ＤＥＭ)７の出力Ｄｄ(Ｉ，Ｑ)を、オシロスコープ１０’のＸ−Ｙ入力に接続して、観測する。伝送路の状態が良ければ、受信信号の各マッピング点(信号点)は、図９のように小さく纏まる。 しかし、伝送状態が悪いと、各マッピング点は図１０のように大きく散らばる。
伝送路５の状態は、常に一定ではなく、伝送路途中にある、川や海または水田の水位等によって時々刻々変化する。従って、デジタル伝送の回線状況の変化を観測できるよう長時間保存することは、オシロスコープでは困難である。
また、オシロスコープのＸ軸の周波数応答は通常１ＭＨｚ未満であり、高速な信号点変化には追従できないため、通常は観測用に専用の間引きした信号を用意しなければならない。
以上説明したようにオシロスコープを用いた伝送状態や、同期再生状態の良否観測方法では、記録保存に難があり、表示の応答速度等に限界がある。
本発明はこれらの欠点を除去し、デジタル伝送状態の表示を、安定かつ最低限の信号接続数で行うことのできる装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、デジタル変調方式により変調された伝送信号を送受信する信号伝送システムにおいて、受信装置側に、伝送信号を受信復調した信号から当該伝送信号の伝送状態を検出し、映像化して２次元表示する伝送状態表示装置を具備した信号伝送システムである。
また、伝送状態表示装置は、受信復調した信号の信号点配置状態を検出し、映像化して２次元表示するものである。
また、伝送状態表示装置は、受信復調した信号の変化の有無を検知する手段と、該検知手段で変化を検知した期間は伝送状態表示のための信号収集処理を停止し、変化を検知しない期間に収集した信号から信号点配置状態を検出する手段と、映像化して２次元表示する手段を有するものである。
また、信号変化検知手段は、信号変化を検知した期間と、信号収集期間が一致した場合、当該信号収集タイミングを変更する手段を有するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１に、本発明の受信状態を２次元表示する表示部の一実施例の構成を示し、詳細に説明する。 ここで、伝送装置全体の構成は、図８と同様であり、図８のオシロスコープ１０'の部分に本発明のコンスタレーション（信号点配置）表示部１０を接続したものである。
復調部（ＤＥＭ）７からのＤｄ信号であるＩ、Ｑデータは、Ａ／Ｄ変換器１１ｉと１１ｑに入力される。Ａ／Ｄ変換器１１ｉと１１ｑの出力は、書き込み部１３と変化点検出器１２ｉと１２ｑに入力される。 変化点検出器１２ｉと１２ｑの出力は、書き込み部１３に入力される。
書き込み部１３のアドレス出力、データ出力、書き込みイネーブル（ＷＥ）出力は、コントロール部１６に入力される。 初期化部１４のアドレス出力、データ出力、ＷＥ出力は、コントロール部１６に入力される。読出し表示部１５のアドレス出力、読出しイネーブル（ＲＥ）出力は、コントロール部１６に入力される。
コントロール部１６は、入力される映像信号に基づき、書き込み部１３、初期化部１４、読出し部１５に、動作を許可するイネーブル（ＥＮ）信号を出力する。また書き込み部１３、初期化部１４、読出し部１５のアドレス出力、データ出力、コントロール信号であるＷＥやＲＥを、メモリ１７ａとメモリ１７ｂに切換え選択して出力する。更にメモリから読出したデータを加算器１６ｂに出力する。
【０００７】
図４に書き込み部１３の構成を示す。 Ｉ信号とＱ信号は、合成器１３−１により、表示空間の２次元アドレスに変換される。なお、ＷＥ発生器１３−２からのＳ１パルスによって、その変換結果はホールドされる。 ゲート１３−３は、Ｉ変化点とＱ変化点の論理和をとったパルスｈ１(図３の▲２▼に対応)を作成する。Ｉ信号とＱ信号の変化点タイミングを示すパルスｈ１は、ゲート１３−４とゲート１３−５に接続される。 ゲート１３−４は、ＷＥパルスの源であり、パルスｈ１がＷＥ発生器１３−２からのＷ１パルス(図３の▲３▼に対応)の発生タイミングと一致している場合には、ＷＥをＯＦＦする。 ゲート１３−５は、同様にＷＥパルスの源であり、パルスｈ１がＷ１パルスと一致している場合には、ＷＥ発生のタイミングを変更するため、ＥＮを一時ＯＦＦにする。また書き込み部１３はデータＨを常に出力する。 結果的に、Ｉ，Ｑの値に応じたメモリ空間にレベル“Ｈ”のデータが書き込まれる。 ＷＥ発生器１３−２は、ＥＮ入力に応じて、動作もしくは停止する。
【０００８】
書き込み部１３の動作を図３を用いて詳細に説明する。 受信・復調した復調部(ＤＥＭ)７の出力であるＩ，Ｑ値は、８サンプル周期で変化するものとする。また、Ｉ，Ｑ値は、４，１０，１６，…，(６ｎ＋４)番目のサンプルパルス、即ち、６サンプル周期のタイミングで書き込み部１３に取り込まれるものとする。Ｉ，Ｑ値の変化するタイミングを“ｈｅｎｋａ”で示す。
このような場合、１６番目のサンプルパルスタイミングでは、“ｈｅｎｋａ”とサンプルパルスのタイミングが一致してしまう。 そのため、この１６番目のサンプル点で、Ｉ，Ｑ値の取り込みを行うと、本来は図９の正規の信号点イから別の正規の信号点ロに過渡的に移動しつつある軌跡の中間点の値を取り込んでしまうことになる。このような軌跡の中間点を多数取り込むと、受信状態が良いのにもかかわらず、図１０のように信号点が散乱した状態に見えてしまう。
そこで、本発明では、“ｈｅｎｋａ”とサンプルパルスのタイミングが一致するサンプル点でのＩ，Ｑ値の取り込みを休止する。 更に、次回のサンプルタイミングも変化点に当る確率が高いため、サンプルパルスの発生タイミングを変更する。そして、上記タイミングが一致しないサンプル点のＩ，Ｑ値は、そのまま書き込み部１３に取り込む。
【０００９】
図５に変化点検出器１２ｉ，１２ｑの構成を示す。 入力信号Ｉ（Ｑ）はラッチ１２−１に入力される。ラッチ１２−１の出力は、ラッチ１２−２と減算器１２−３に入力される。ラッチ１２−２の出力は、減算器１２−３のもう一方に入力される。減算器１２−３の出力、つまり、入力の微分信号は絶対値化器１２−４に入力され、正負の成分を絶対値化する。 絶対値化器１２−４の出力は判定器１２−５に入力され、基準値Ｔｈ以上の成分を変化分とみなして、出力される。即ち、Ｔｈ以上の変化を持つ信号期間に“ｈｅｎｋａ”を示すパルス（図３の（２））が出力される。
図６に初期化部１４の構成を示す。アドレス発生器１４−１とＷＥ発生器１４−２は、ＥＮ入力に応じて動作もしくは停止する。 アドレス発生器１４−１はＥＮ入力に対応するアドレスを出力する。ＷＥ発生器１４−２はＥＮ入力に対応するＷＥを出力する。またデータとしては“Ｌ”を出力する。 全体的な動作としては、ＥＮ入力に従い、アドレス発生器１４−１に応じたメモリアドレス空間にデータ“Ｌ”を書き込む。 具体的には、コンスタレーションを累積した表示空間を黒とする形で初期化する。
【００１０】
次に、コントロール部１６の動作を、図２を用いて詳細に説明する。
まず、入力された映像信号からフレーム周期のタイミングとしてＦパルスを内部で生成する。 そして、そのＦパルスに応じて、２面のメモリ１７ａ，１７ｂに対して、表示(読出し)、消去(初期化)、コンスタレーション書き込み(書き込み)を行なう。 具体的には、メモリ１７ａが表示(読出し)、消去(初期化)の場合、メモリ１７ｂはコンスタレーション書き込み(書き込み)とする。
・フレーム１のフィールド１前半：メモリ１７ａの偶数アドレス読出し
・フレーム１のフィールド１後半：メモリ１７ａの偶数アドレス消去
・フレーム１のフィールド２前半：メモリ１７ａの奇数アドレス読出し
・フレーム１のフィールド２後半：メモリ１７ａの奇数アドレス消去
・フレーム２のフィールド１：メモリ１７ａへＩ，Ｑ信号対応アドレスに書込み
・フレーム２のフィールド２：メモリ１７ａへＩ，Ｑ信号対応アドレスに書込み
・フレーム３のフィールド１前半：メモリ１７ａの偶数アドレス読出し
・フレーム３のフィールド１後半：メモリ１７ａの偶数アドレス消去
以後、上記動作の繰り返し。
【００１１】
逆に、メモリ１７ｂが、表示（読出し）、消去（初期化）の場合、メモリ１７ａはコンスタレーション書き込み（書き込み）とする。
・フレーム１のフィールド１：メモリ１７ｂへＩ，Ｑ信号対応アドレスに書込み
・フレーム１のフィールド２：メモリ１７ｂへＩ，Ｑ信号対応アドレスに書込み
・フレーム２のフィールド１前半：メモリ１７ｂの偶数アドレス読出し
・フレーム２のフィールド１後半：メモリ１７ｂの偶数アドレス消去
・フレーム２のフィールド２前半：メモリ１７ｂの奇数アドレス読出し
・フレーム２のフィールド２後半：メモリ１７ｂの奇数アドレス消去
これにより、ＤＥＭ７からのＩ，Ｑ信号の値は対応するメモリアドレス空間に変換され、メモリ１７ａもしくはメモリ１７ｂにレベル“Ｈ”が書き込まれる。各メモリは、読出し期間において、相当するメモリアドレスは、レベル“Ｈ”が読み出される。対応しないメモリアドレスの内容は、“Ｌ”のままとなる。読出し完了後に行われる消去（初期化）は、読出しに対応するアドレス空間に、“Ｌ”を書き込むことで、マッピング点の累積内容を初期化する。
【００１２】
図７に読出し表示部１５の構成を示す。アドレス発生器１５−１とＲＥ発生器１５−２の動作は、ＥＮ入力に応じて動作もしくは停止する。 アドレス発生器１５−１は表示画面に応じたアドレスを出力する。ＲＥ発生器１５−２はＲＥを出力する。 全体的な動作としては、ＥＮ入力に従い、表示用のアドレス発生器１５−１に応じたメモリアドレス空間のデータを読み出す。即ち、コンスタレーションを累積した表示空間を、表示用の走査線タイミングに応じて出力する。
読み出されたコンスタレーションの空間は、加算器１６ｂによって、映像信号に重畳表示される。 このように、表示信号が映像信号形態であるので、ＶＨＳデッキ等を用いれば、２時間に及ぶコンスタレーションの記録も安価に行える。
【００１３】
また、書き込みに関しても、帯域制限が無いため、従来のオシロスコープ等で生じるような表示が歪む等の問題も無い。
なお、前述の説明は、２次元のＩ，Ｑデータの表示についてのみで説明したが、本発明は、重畳される映像信号に、遅延プロファイルや、ビットエラー、入力電界に関連した情報、伝送装置の同期状態、ＭＰＥＧコーデックの伸張状態が含まれた映像でも良い。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｉ信号とＱ信号のみの接続だけで、入力信号の変化タイミングを避けた伝送状態表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における受信側の伝送状態表示部の一実施例の構成を示すブロック図
【図２】本発明の書き込み、消去、読出しの動作を説明するタイミング図
【図３】本発明の検出変化点と書き込み処理の動作を説明するタイミング図
【図４】本発明の書き込み部の一実施例の構成を示すブロック図
【図５】本発明の変化点検出部の一実施例の構成を示すブロック図
【図６】本発明の初期化部の構成一実施例の構成を示すブロック図
【図７】本発明の読出し部の構成一実施例の構成を示すブロック図
【図８】一般的なデジタル伝送装置の全体構成を示すブロック図
【図９】良好なデジタル伝送状態における、信号点形態を示す模式図
【図１０】かなり不良なデジタル伝送状態における、信号点形態を示す模式図

Claims (3)

1. デジタル変調方式により変調された伝送信号を送受信する信号伝送システムにおいて、受信装置側に、上記伝送信号を受信復調した信号から当該伝送信号の伝送状態を検出し、映像化して２次元表示する伝送状態表示装置を具備し、上記伝送状態表示装置は、上記受信復調した信号の変化の有無を検知する信号変化検知手段と、該信号変化検知手段で上記信号の変化を検知した期間は、伝送状態表示のための信号収集処理を停止し、上記信号変化検知手段で上記信号の変化を検知しない期間に上記信号収集処理した信号から信号点配置状態を検出する手段と、上記検出された信号点配置状態を映像化して２次元表示する手段を有することを特徴とする信号伝送システム。
2. 請求項１記載の信号伝送システムにおいて、上記信号変化検知手段は、上記受信復調した信号の変化を検知した期間と、上記信号収集処理の期間が一致した場合、当該信号収集処理のタイミングを変更する手段を有することを特徴とする信号伝送システム。
3. 請求項１記載の信号伝送システムにおいて、上記信号変化検知手段は、所定の閾値を有し、該閾値を越える期間を上記受信復調した信号の変化期間としたことを特徴とする信号伝送システム。

Images