JP4755512B2

JP4755512B2 - 中継装置および放送システム

Info

Publication number: JP4755512B2
Application number: JP2006079149A
Authority: JP
Inventors: 豊治間瀬
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-03-22
Also published as: JP2007258940A

Description

本発明は、移動体に搭載される中継装置、および当該中継装置を適用した放送システムに関する。

トンネルに無線信号を放射するための誘導線アンテナを設け、車両に中継装置を搭載した放送システムが知られている。車両に搭載された中継装置は、誘導線アンテナから放射された無線信号を車両の外側から受信し車両の内側に中継送信する。これによって、車両がトンネルを走行している場合であっても、車両内の放送受信装置は良好に無線信号を受信することができる。

特開平２−７９６３０号公報

この放送システムにおいては、車両がトンネルの外側に出ると、中継装置はトンネルの外側に設けられている放送局から送信された無線信号を中継送信する。しかし、中継装置から送信された無線信号は、車両の内側に放射される他、その一部が車両の外側に漏洩し放射される。これによって、トンネルの外側かつ車両の外側に存在する放送受信装置では、放送局から直接送信された無線信号に車両の外側に漏洩して放射された無線信号が干渉し、受信品質が劣化するという問題が生じる。同様に、車両の内側に存在する放送受信装置では、放送局から直接送信された無線信号に車両の内側に中継装置によって送信された無線信号が干渉し、受信品質が劣化するという問題が生じる。この問題は、放送局が送信する無線信号の周波数と中継装置が送信する無線信号の周波数とを一致させた場合には特に顕著となる。

本発明は、このような課題に対してなされたものであり、車両に搭載され、車両の内側または外側に存在する放送受信装置の受信品質を無線信号の干渉によって劣化させることのない中継装置、およびそのような中継装置を適用した放送システムを提供する。

本発明は、移動体に搭載される中継装置であって、
放送信号を含む無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる信号を出力する受信部と、前記受信部から出力された信号を無線信号によって前記移動体の内側に送信する送信部と、放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が送信する無線信号に含まれるパイロット情報が、前記受信部から出力された信号に含まれるか否かを判定するパイロット検出部と、前記パイロット情報が含まれないと前記パイロット検出部が判定したときに、前記送信部による無線信号の送信を停止させる停止部と、を備え、前記再放送装置は、前記放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域に無線信号を送信し、前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする。

また、本発明は、移動体に搭載される中継装置であって、信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域であって当該放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が送信した無線信号が到来する領域の外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、を備え、前記判定部は、前記移動体の位置を測定する測位部と、地図データを記憶する地図データ記憶部と、前記測位部によって測定された位置および前記地図データに基づいて、前記移動体が前記領域の外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、を備え、前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする。また、本発明は、移動体に搭載される中継装置であって、信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が設けられ、中継送信された無線信号が内側に到来するトンネルの外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、を備え、前記判定部は、前記移動体に設けられる気圧センサと、前記気圧センサの測定結果に基づいて、前記移動体が前記トンネルの外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、を備え、前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする。また、本発明は、移動体に搭載される中継装置であって、信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が設けられ、中継送信された無線信号が内側に到来するトンネルの外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、を備え、前記判定部は、トンネルの壁に向けて光を放射する発光部と、トンネルの壁で反射した光を受光する受光部と、前記受光部で受光された光の強度に基づいて、前記移動体が前記トンネルの外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、を備え、前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする。

また、前記中継装置と、前記放送局と、前記再放送装置と、を含むことにより放送システムを構成することができる。

本発明によれば、放送受信装置において複数の無線信号が受信され、これらの相互間の干渉によって受信品質を劣化させることのない中継装置、および放送システムを実現することができる。

図１に本発明の第１の実施形態に係る放送システムの構成を示す。放送システムは、放送局１０、減衰領域中継装置１２−１、漏洩ケーブル１４、鉄道車両１６、車内中継装置１８−１、放送受信装置２０Ａおよび２０Ｂを備えて構成される。

放送局１０は、テレビ放送番組等の情報を無線信号に含ませて放送送信を行う。トンネル２２の外側かつ鉄道車両１６の外側に存在する放送受信装置２０Ｂは、放送局１０から送信された無線信号ＷＳ１を受信し、無線信号ＷＳ１に含まれるテレビ放送番組等の情報を再生する。放送局１０から送信された無線信号ＷＳ１またはＷＳ２は、トンネル２２の内側への伝搬が妨げられている。

図２（ａ）に減衰領域中継装置１２−１の構成を示す。減衰領域中継装置１２−１は、受信アンテナ２４、受信部２６、パイロット信号挿入部２８、送信部３０、送信アンテナ接続端子３２を備えて構成される。受信アンテナ２４は、トンネル２２の外側に設けられる。受信部２６、パイロット信号挿入部２８および送信部３０は、トンネル２２の内側に設けられてもよいし、トンネル２２の外側に設けられてもよい。送信アンテナ接続端子３２は、トンネル２２の内側または開口端に設けられる。

受信部２６は、受信アンテナ２４を介して放送局１０から送信された無線信号ＷＳ２を受信し、増幅、中間周波数帯の信号への変換、不要な信号の低減等を行ってパイロット信号挿入部２８に出力する。

図３（ａ）に受信部２６が出力する信号の周波数スペクトラムの例を示す。横軸は周波数を、縦軸は振幅を示す。図３（ａ）の例では、受信部２６が出力する信号には、それぞれチャネル周波数帯域Ｃｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３、およびＣｈ５が割り当てられた放送信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ５が含まれる。放送信号の数および放送信号の周波数間隔は任意であり、放送システムの設計仕様に応じて決定される。

パイロット信号挿入部２８は、隣接するチャネル周波数帯域の境界の周波数の信号をパイロット信号Ｐとして受信部２６が出力する信号に加え送信部３０に出力する。図３（ｂ）にパイロット信号挿入部２８が出力する信号の周波数スペクトラムの例を示す。図３（ｂ）の例では、チャネル周波数帯域Ｃｈ２とチャネル周波数帯域Ｃｈ３との間の周波数ｆｐに正弦波のパイロット信号Ｐが挿入されている。

送信部３０は、パイロット信号挿入部２８が出力した信号を無線周波数帯の信号に変換し、増幅して送信アンテナ接続端子３２に出力する。

漏洩ケーブル１４は、減衰領域中継装置１２−１の送信アンテナ接続端子３２に接続され、その延伸方向がトンネル２２の延伸方向と一致するように設置される。トンネル２２の長さが短い場合には、漏洩ケーブル１４に代えてダイポールアンテナ、ホーンアンテナ等を適用することも可能である。漏洩ケーブル１４としては、同軸ケーブルの外皮導体にスロットを設けたものが好適である。また、送信する無線信号の周波数に応じて、導波管にスロットを設けた漏洩導波管を適用してもよい。漏洩ケーブル１４は無線信号をトンネル２２の延伸方向に伝送しつつ無線信号ＷＳ３を送信する。

図２（ｂ）に車内中継装置１８−１の構成を示す。車内中継装置１８−１は、受信アンテナ３４、受信部３６、パイロット信号検出部３８、送信部４０、送信アンテナ４２を備えて構成される。受信アンテナ３４は、鉄道車両１６の外側に設けられる。受信部３６、パイロット信号検出部３８および送信部４０は、鉄道車両１６の内側に設けられてもよいし、鉄道車両１６の外側に設けられてもよい。また、送信アンテナ４２は鉄道車両１６の内側に設けられる。

受信部３６は、受信アンテナ３４を介して漏洩ケーブル１４から送信された無線信号ＷＳ３を受信し、増幅、中間周波数帯の信号への変換、不要な信号の低減等を行ってパイロット信号検出部３８および送信部４０に出力する。パイロット信号検出部３８は、受信部３６が出力する信号にパイロット信号Ｐが含まれているか否かを判定する。そして、パイロット信号Ｐが含まれていないと判定した場合には、送信部４０の動作を停止するための停止指令情報Ｓを送信部４０に出力する。

送信部４０は、パイロット信号検出部３８から停止指令情報Ｓが出力されていないときは、受信部３６が出力した信号を無線周波数帯の信号に変換し、増幅して送信アンテナ４２を介して送信する。一方、パイロット信号検出部３８から停止指令情報Ｓが出力されているときは、送信部４０は信号の出力を停止する。

鉄道車両１６の内側に存在する放送受信装置２０Ａは、車内中継装置１８−１の送信アンテナ４２から送信された無線信号ＷＳ４を受信し、無線信号ＷＳ４に含まれるテレビ放送番組等の情報を再生する。

このような構成によれば、鉄道車両１６がトンネル２２を走行しているときには、放送局１０から送信された無線信号ＷＳ２は、減衰領域中継装置１２−１、漏洩ケーブル１４、および車内中継装置１８−１を介して放送受信装置２０Ａで無線信号ＷＳ４として受信される。これによって、放送受信装置２０Ａでは良好に情報を再生することができる。

鉄道車両１６が図１の矢印Ａｒの方向に走行してトンネル２２の外側に出た場合、車内中継装置１８−１は、漏洩ケーブル１４から送信された無線信号ＷＳ３を十分な強度を以て受信することが不可能となる。その結果、パイロット信号検出部３８は、受信部３６が出力する信号にパイロット信号Ｐが含まれていないと判定し、停止指令情報Ｓを送信部４０に出力する。これによって、送信部４０は信号の出力を停止するため、車内中継装置１８−１が放送局１０から送信された無線信号ＷＳ１を中継送信することが回避される。

本実施形態に係る車内中継装置１８−１は、それを搭載する鉄道車両１６がトンネル２２の外側を走行しているときには送信部４０による信号の出力を停止するため、車内中継装置１８−１から送信され鉄道車両１６から漏洩して無線信号ＷＳ５が放射されることがなくなる。これによって、トンネル２２の外側かつ鉄道車両１６の外側に存在する放送受信装置２０Ｂは、放送局１０から直接送信された無線信号ＷＳ１を良好に受信することができる。同様に、鉄道車両１６の内側に存在する放送受信装置２０Ａは、放送局１０から直接送信された無線信号ＷＳ１を良好に受信することができる。

本実施形態に係る放送システムのこのような効果により、放送局１０が送信する無線信号の周波数、減衰領域中継装置１２−１が送受信する無線信号の周波数、および車内中継装置１８−１が送受信する無線信号の周波数を同一とし、周波数の有効利用を図ることができる。

なお、上記の説明では、漏洩ケーブル１４が鉄道のトンネル２２に設けられ、車内中継装置１８−１が鉄道車両１６に搭載されるものとした。しかし、これは一つの例であり、自動車、船舶、磁気浮上式移動体等の移動体が通過するトンネルに漏洩ケーブル等のアンテナを設け、これらの移動体に車内中継装置１８−１を搭載する構成とすることも可能である。

また、上記の説明では、放送局１０から送信された無線信号の到来が妨げられる領域の１つの例としてトンネル２２の内側の領域をとりあげた。放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域としては、トンネルの他、例えば、山岳、建造物等により放送局から送信された無線信号が減衰して到来する領域が考えられる。このような場合、放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域に、減衰領域中継装置１２−１が無線信号を送信するための漏洩ケーブル等のアンテナを設ける構成とすればよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る放送システムについて説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る減衰領域中継装置１２−１の代わりに、図４（ａ）に示す減衰領域中継装置１２−２を適用する。また、第１の実施形態に係る車内中継装置１８−１の代わりに、図４（ｂ）に示す車内中継装置１８−２を適用する。

減衰領域中継装置１２−２は、受信アンテナ２４、受信部２６、送信部３０、送信アンテナ接続端子３２を備えて構成される。減衰領域中継装置１２−２は、減衰領域中継装置１２−１からパイロット信号挿入部２８を取り除いて短絡した構成を有し、受信した無線信号にパイロット信号Ｐを挿入せずに中継送信を行う。

車内中継装置１８−２は、受信アンテナ３４、受信部３６、送信停止判定部４４、送信部４０、送信アンテナ４２を備えて構成される。

受信部３６は、受信アンテナ３４を介して漏洩ケーブル１４から送信された無線信号ＷＳ３を受信し、増幅、中間周波数帯の信号への変換、不要な信号の低減等を行って送信部４０に出力する。送信停止判定部４４は、信号を送信すべき区間を車内中継装置１８−２を搭載する鉄道車両１６が走行しているか否かを判定する。そして、信号を送信すべき区間を走行していないものと判定した場合には、送信部４０の動作を停止するための停止指令情報Ｓを送信部４０に出力する。

送信部４０は、送信停止判定部４４から停止指令情報Ｓが出力されていないときは、受信部３６が出力した信号を無線周波数帯の信号に変換し、増幅して送信アンテナ４２を介して送信する。一方、送信停止判定部４４から停止指令情報Ｓが出力されているときは、送信部４０は信号の出力を停止する。

図５（ａ）に、送信停止判定部４４の第１の実施例に係る送信停止判定部４４Ａの構成を示す。送信停止判定部４４Ａは、衛星測位部４６、ジャイロ測位部４８、地図データ記憶部５０、領域判定部５２を備えて構成される。衛星測位部４６としては、ＧＰＳ受信機等、衛星から送信された信号を受信して測位を行う装置を適用することが好適である。衛星測位部４６は、所定の時間間隔で車内中継装置１８−２が存在する地球における位置を測定し、その測定値を位置情報として領域判定部５２に出力する。

ジャイロ測位部４８は、ある基準の位置から車内中継装置１８−２が移動した方向および距離を測定し、測定値を移動ベクトルとして領域判定部５２に出力する。ジャイロ測位部４８としては、鉄道車両１６の移動による車内中継装置１８−２の加速度を測定する加速度計、鉄道車両１６の移動による車内中継装置１８−２の速度を測定する速度計、ある基準の位置から鉄道車両１６が移動した距離を測定する距離計等を適用することが好適である。

地図データ記憶部５０は、鉄道車両１６が走行する地域の地図データを記憶する。その地図データは、減衰領域中継装置１２−２および漏洩ケーブル１４が設置されている区間に関する情報を含む。

領域判定部５２は、衛星測位部４６から所定の時間間隔で位置情報を取得すると共に、当該位置情報を基準の位置としてジャイロ測位部４８に出力する。領域判定部５２は、ジャイロ測位部４８から基準の位置に対して算出された移動ベクトルを取得する。

領域判定部５２は、地図データ記憶部５０が記憶する地図データと、基準の位置と、基準の位置に対する移動ベクトルとに基づいて、車内中継装置１８−２を搭載する鉄道車両１６が漏洩ケーブル１４が設置されている区間を走行しているか否かを判定する。そして、漏洩ケーブル１４が設置されている区間を走行していないものと判定した場合には停止指令情報Ｓを出力する。

図５（ｂ）に、送信停止判定部４４の第２の実施例に係る送信停止判定部４４Ｂの構成を示す。この実施例は、放送局１０から送信された無線信号の到来が妨げられる領域がトンネルである場合に好適である。送信停止判定部４４Ｂは、気圧センサ５４、領域判定部５６を備えて構成される。気圧センサ５４は、鉄道車両１６の内側に設けられる。気圧センサ５４は鉄道車両１６の内側の気圧を測定し、その測定値を領域判定部５６に出力する。領域判定部５６は、気圧センサ５４が出力する測定値の変化に基づいて、車内中継装置１８−２を搭載する鉄道車両１６がトンネル２２を走行しているか否かを判定する。そして、トンネル２２を走行していないものと判定した場合には停止指令情報Ｓを出力する。

図６（ｂ）に、送信停止判定部４４の第３の実施例に係る送信停止判定部４４Ｃの構成を示す。この実施例は、放送局１０から送信された無線信号の到来が妨げられる領域がトンネルである場合に好適である。送信停止判定部４４Ｃは、発光部５８、受光部６０、領域判定部６２を備えて構成される。発光部５８および受光部６０は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、鉄道車両１６の天井板６６の鉄道車両１６の外側の面に設けられる。図６（ｂ）に示すように、鉄道車両１６がトンネル２２を走行しているときには、発光部５８が放射した光はトンネル２２の天井６４で反射して受光部６０で受光される。受光部６０は受光した光の強度を測定し、測定値を領域判定部６２に出力する。領域判定部６２は、受光部６０が出力する測定値に基づいて、車内中継装置１８−２を搭載する鉄道車両１６がトンネル２２を走行しているか否かを判定する。そして、トンネル２２を走行していないものと判定した場合には停止指令情報Ｓを出力する。

本発明の第２の実施形態に係る放送システムによれば、減衰領域中継装置１２−２が送信する信号にパイロット信号Ｐを挿入する必要がないため、第１の実施形態に係る放送システムに比して構成が簡単になるという利点がある。

本発明の第１の実施形態に係る放送システムの構成を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る減衰領域中継装置および車内中継装置の構成を示す図である。受信部２６が出力する信号の周波数スペクトラムの例、およびパイロット信号挿入部２８が出力する信号の周波数スペクトラムの例を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る減衰領域中継装置および車内中継装置の構成を示す図である。第１の実施例に係る送信停止判定部４４Ａおよび第２の実施例に係る送信停止判定部４４Ｂの構成を示す図である。第３の実施例に係る送信停止判定部４４Ｂの構成を示す図である。

符号の説明

１０放送局、１２−１，１２−２減衰領域中継装置、１４漏洩ケーブル、１６鉄道車両、１８−１，１８−２車内中継装置、２０Ａ，２０Ｂ放送受信装置、２２トンネル、２４，３４受信アンテナ、２６，３６受信部、２８パイロット信号挿入部、３０，４０送信部、３２送信アンテナ接続端子、３８パイロット信号検出部、４２送信アンテナ、４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ送信停止判定部、４６衛星測位部、４８ジャイロ測位部、５０地図データ記憶部、５２，５６，６２領域判定部、５４気圧センサ、５８発光部、６０受光部、６４天井、６６天井板、ＷＳ１〜ＷＳ５無線信号。

Claims

移動体に搭載される中継装置であって、
放送信号を含む無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力された信号を無線信号によって前記移動体の内側に送信する送信部と、
放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が送信する無線信号に含まれるパイロット情報が、前記受信部から出力された信号に含まれるか否かを判定するパイロット検出部と、
前記パイロット情報が含まれないと前記パイロット検出部が判定したときに、前記送信部による無線信号の送信を停止させる停止部と、
を備え、
前記再放送装置は、前記放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域に無線信号を送信し、
前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする中継装置。
移動体に搭載される中継装置であって、
信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、
放送局から送信された無線信号の到来が妨げられる領域であって当該放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が送信した無線信号が到来する領域の外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、
前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、
を備え、
前記判定部は、
前記移動体の位置を測定する測位部と、
地図データを記憶する地図データ記憶部と、
前記測位部によって測定された位置および前記地図データに基づいて、前記移動体が前記領域の外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、
を備え、
前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする中継装置。
移動体に搭載される中継装置であって、
信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、
放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が設けられ、中継送信された無線信号が内側に到来するトンネルの外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、
前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、
を備え、
前記判定部は、
前記移動体に設けられる気圧センサと、
前記気圧センサの測定結果に基づいて、前記移動体が前記トンネルの外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、
を備え、
前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする中継装置。
移動体に搭載される中継装置であって、
信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した信号を前記移動体の内側に無線送信する送信部と、
放送局から無線信号を受信して中継送信する再放送装置が設けられ、中継送信された無線信号が内側に到来するトンネルの外側に前記移動体が存在するか否かを判定する判定部と、
前記移動体が前記領域の外側に存在すると前記判定部が判定したときに、前記受信部が受信した信号の前記送信部による無線送信を停止させる停止部と、
を備え、
前記判定部は、
トンネルの壁に向けて光を放射する発光部と、
トンネルの壁で反射した光を受光する受光部と、
前記受光部で受光された光の強度に基づいて、前記移動体が前記トンネルの外側に存在するか否かを判定する領域判定部と、
を備え、
前記送信部は、前記放送局が送信する無線信号の周波数と同一の周波数の無線信号を送信することを特徴とする中継装置。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の中継装置と、前記放送局と、前記再放送装置と、を含むことを特徴とする放送システム。