JP4783724B2

JP4783724B2 - 地上デジタル放送用ｔｓ切替器及び方法

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Publication number: JP4783724B2
Application number: JP2006356301A
Authority: JP
Inventors: 研一村山
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: JP2008167301A

Description

本発明は、地上デジタル放送用のＴＳ（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｔｒｅａｍ）切替技術に関する。

従来、地上デジタル放送用のＴＳ信号を切り替えるＴＳ切替器は、信号のタイミングが完全に一致している２つのＴＳ信号を入力し、一方のＴＳ信号から他方のＴＳ信号への切り替えを行っていた（非特許文献１を参照）。図５（１）は、従来の地上デジタル放送用ＴＳ切替器をＳＴＬ／ＴＴＬ（ＳｔｕｄｉｏｔｏＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＬｉｎｋ／ＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｔｏＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＬｉｎｋ）において使用する場合の全体構成を示すブロック図である。この例は、地上デジタル放送用ＴＳ切替器１００が、ＳＴＬ受信装置１２０−１からの信号及びＳＴＬ受信装置１２０−２からの信号を切り替えるものである。

ＳＴＬ受信装置１２０−１，２は、同一のアンテナ１１０を介して２分配されたマイクロ波をそれぞれ受信し、放送ＴＳ信号を生成する。ＴＳ切替器１００は、ＳＴＬ受信装置１２０−１，１２０−２から放送ＴＳ信号をそれぞれ入力し、これらの信号のうちのいずれかの信号を選択して切り替える。ＯＦＤＭ変調器１３０は、ＴＳ切替器１００により選択して切り替えられた放送ＴＳ信号を入力し、ＯＦＤＭ変調を行う。このＯＦＤＭ変調処理はフレーム単位で行われることから、ＯＦＤＭ変調器１３０は、フレーム毎に、所定の１フレームデータ量を１フレーム期間内に有しているか否かを判断して管理し、所定の１フレームデータ量よりも少ないかもしくは多い場合にはリセットを行い、処理途中のデータを一旦廃棄し、改めてフレームの先頭から変調処理（再引き込み）を行う。

図５（１）に示した構成において、ＳＴＬ受信装置１２０−１，１２０−２により出力されるそれぞれの放送ＴＳ信号は、そのタイミング及び内容が完全に一致している。したがって、ＴＳ切替器１００により信号切り替えが行われた場合であっても、切り替え前の放送ＴＳ信号と切り替え後の放送ＴＳ信号との間のフレーム構造が連続していることから、ＯＦＤＭ変調器１３０はリセットされることがなく、放送サービスに影響を与えることがなかった。

しかしながら、最近の技術動向として、ＦＰＵ（ＦｉｅｌｄＰｉｃｋ−ｕｐＵｎｉｔ）を用いて放送ＴＳを伝送することが可能になってきている。図５（２）は、従来の地上デジタル放送用ＴＳ切替器をＳＴＬ／ＴＴＬにおいて使用する場合の全体構成を示すブロック図であり、ＳＴＬ／ＴＴＬのバックアップとしてＦＰＵ等のバックアップ受信装置を用いる構成を示している。この例は、地上デジタル放送用ＴＳ切替器１００が、ＳＴＬ受信装置１５０からの放送ＴＳ信号及びバックアップ受信装置１６０からの放送ＴＳ信号を切り替えるものである。尚、図５（２）は、ＦＰＵを例にしたバックアップ回線を示しているが、光回線、放送波中継等によるバックアップ回線であってもよい。

ＳＴＬ受信装置１５０は、アンテナ１４０−１を介してマイクロ波を受信し、主信号である放送ＴＳ信号を生成する。バックアップ受信装置１６０は、アンテナ１４０−１とは異なるアンテナ１４０−２を介してマイクロ波を受信し、副信号である放送ＴＳ信号を生成する。ＴＳ切替器１００は、ＳＴＬ受信装置１５０から主信号の放送ＴＳ信号を入力し、バックアップ受信装置１６０から副信号の放送ＴＳ信号を入力し、主信号及び副信号のうちのいずれかの信号を選択して切り替える。ＯＦＤＭ変調器１７０は、ＴＳ切替器１００により選択して切り替えられた信号を入力し、ＯＦＤＭ変調を行う。

図５（２）に示した構成において、ＳＴＬ受信装置１５０により出力される主信号とバックアップ受信装置１６０により出力される副信号とは、そのタイミング及び内容が必ずしも一致しているとは限らない。したがって、ＴＳ切替器１００により信号切り替えが行われた場合には、切り替え前の放送ＴＳ信号と切り替え後の放送ＴＳ信号との間のフレーム構造が不連続になることから、ＯＦＤＭ変調器１３０はリセットされてしまい、放送サービスに影響を与えてしまうという問題があった。すなわち、ＯＦＤＭ変調器１３０は、リセットに伴い前述のように再引き込みを行うことから、放送ＴＳ信号を円滑に切り替えることができず、受信装置において受信信号が乱れてしまい、放送断時間が長くなってしまう（１０秒程度の放送断時間になってしまう）という問題があった。

高橋秋廣他、「地上デジタル放送用送信設備共通仕様書」、全国デジタル送信設備検討会、２００２年５月１０日発行、ｐ．１１２

このように、放送ＴＳ信号の伝送方法の技術開発が進展するに連れて、従来のＳＴＬ／ＴＴＬ以外に、ＦＰＵ、光回線等の迂回ルートがバックアップ回線として確保できるようになってきている。しかしながら、図５に示した従来のＴＳ切替器１００では、前述のように、バックアップ回線に対応することができない。

そこで、本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放送ＴＳ信号を円滑に切り替えることが可能な地上デジタル放送用ＴＳ切替器及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、地上デジタル放送の送信装置において、本発明による、ＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を主信号と副信号との間で切り替えを行う地上デジタル放送用ＴＳ切替器は、主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれる制御信号に基づいて、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成すると共に、入力した主信号及び副信号のフレームが偶数フレームか奇数フレームかを示す識別情報を抽出するタイミング検出回路と、前記フレームパルス及び前記識別情報に基づいて、主信号と副信号との間における同じ偶数フレームまたは同じ奇数フレームの位相差を算出するタイミング差算出回路と、前記位相差に基づいて主信号と副信号とのフレームタイミングが一致するように、主信号または副信号を遅延させる遅延回路と、ＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を、前記遅延させた主信号または副信号に切り替える切替回路とを備えたことを特徴とする。

また、本発明による地上デジタル放送用ＴＳ切替器は、前記遅延回路を、切替回路に入力される主信号及び副信号のぞれぞれの系統のうち、いずれか一方もしくは両方の系統に備えたことを特徴とする。

また、本発明による地上デジタル放送用ＴＳ切替器は、前記タイミング検出回路は、主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれるISDB-T_informationを前記制御信号として、該ISDB-T_informationに含まれるframe_head_packet_flagを検出して前記フレームパルスを生成すると共に、前記ISDB-T_informationに含まれるframe_indicatorを前記識別情報として抽出する、ことを特徴とする。

また、本発明による地上デジタル放送用ＴＳ切替器は、前記主信号の系統の回線をＳＴＬ／ＴＴＬとし、前記副信号の系統の回線を、ＦＰＵを用いた回線、光回線のうちのいずれかの回線であることを特徴とする。

また、本発明による地上デジタル放送用切替方法は、ＯＦＤＭ変調するための主信号及び副信号の放送ＴＳ信号を入力し、これらの信号のうちのいずれか一方の放送ＴＳ信号を選択して切り替える地上デジタル放送用ＴＳ切替方法において、主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれる制御信号に基づいて、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成すると共に、入力した主信号及び副信号のフレームが偶数フレームか奇数フレームかを示す識別情報を抽出するステップと、前記フレームパルス及び前記識別情報に基づいて、主信号と副信号との間における同じ偶数フレームまたは同じ奇数フレームの位相差を算出するステップと、前記算出した位相差に基づいて主信号と副信号とのフレームタイミングが一致するように、主信号または副信号を遅延させるステップと、前記遅延させた主信号または副信号を選択してＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を切り替えるステップとを有することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、放送ＴＳ信号の切り替えの際に、そのフレーム構造が不連続になることがなく、放送ＴＳ信号を円滑に切り替えることができる。これにより、後段のＯＦＤＭ変調器はリセットされないから、受信装置において受信信号が乱れる時間を最小限に抑えることができ、放送が長時間切断されるという問題を解決することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態による地上デジタル放送用ＴＳ切替器の構成を示すブロック図、及び信号のタイミングを示す図である。このＴＳ切替器１は、主信号である放送ＴＳ信号のタイミングを検出する信号タイミング検出回路２−１、副信号である放送ＴＳ信号のタイミングを検出する信号タイミング検出回路２−２、主信号と副信号との間のフレームタイミング差を算出するフレームタイミング差算出回路３、副信号のタイミングを主信号に合わせるために、フレームタイミング差に応じて副信号を遅延させる遅延回路４、及び、主信号及び副信号を切り替える切替回路５を備えている。

図２は、図１に示したＴＳ切替器１による遅延調整処理を説明するフローチャート図であり、図３は、図１に示したＴＳ切替器１による遅延調整処理を説明するタイミングチャート図である。図１において、ＴＳ切替器１の信号タイミング検出回路２−１は、主信号である放送ＴＳ信号を入力し、放送ＴＳ信号中の制御信号であるＩＳＤＢ−Ｔ＿ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるｆｒａｍｅ＿ｈｅａｄ＿ｐａｃｋｅｔ＿ｆｌａｇを検出し、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成する。そして、同じＩＳＤＢ−Ｔ＿ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに含まれるｆｒａｍｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒを検出し、入力した放送ＴＳ信号のフレームが偶数フレーム（ｗ０）であるかまたは奇数フレーム（ｗ１）であるかを示す識別情報を抽出する。また、信号タイミング検出回路２−１は、生成したフレームパルス、及び抽出した識別情報をフレームタイミング差算出回路３に出力する。ここで、ｆｒａｍｅ＿ｈｅａｄ＿ｐａｃｋｅｔ＿ｆｌａｇはフレームの先頭を識別するためのフラグであり、ｆｒａｍｅ＿ｉｎｄｉｃａｔｏｒは偶数フレーム及び奇数フレームを識別するためのフラグである。尚、これらの制御信号の詳細については、以下の文献を参照されたい。
社団法人電波産業会、「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３１１．５版」、ｐ９６−９７

信号タイミング検出回路２−２は、副信号である放送ＴＳ信号を入力し、信号タイミング検出回路２−１と同様に、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成し、入力した放送ＴＳ信号のフレームが偶数フレーム（ｗ０）及び奇数フレーム（ｗ１）のうちのいずれかであるかを示す識別信号を抽出する。また、信号タイミング検出回路２−２は、生成したフレームパルス、及び抽出した識別情報をフレームタイミング差算出回路３に出力する。

フレームタイミング差算出回路３は、信号タイミング検出回路２−１から主信号におけるフレームパルス及び識別情報を入力し、信号タイミング検出回路２−２から副信号におけるフレームパルス及び識別情報を入力し、主信号及び副信号のＯＦＤＭフレーム位置を比較する（ステップＳ２０１）。具体的には、フレームタイミング差算出回路３は、識別情報から同じ偶数フレームを特定し、そのときのそれぞれのフレームパルスのタイミングから、主信号と副信号との間の偶数フレームにおける位相差を算出する。同様に、識別情報から同じ奇数フレームを特定し、そのときのそれぞれのフレームパルスのタイミングから、主信号と副信号との間の奇数フレームにおける位相差を算出する。そして、フレームタイミング差算出回路３は、主信号と副信号との間の偶数フレームまたは奇数フレームにおける位相差の遅延時間情報を遅延回路４に出力する。

遅延回路４は、フレームタイミング差算出回路３により算出された位相差の遅延時間情報を入力し、副信号のフレームタイミングを主信号のフレームタイミングに合わせるように、遅延量を調整する（ステップＳ２０２）。具体的には、その位相差に相当する遅延時間が副信号に対する主信号の遅延時間であるとして、副信号の出力タイミングをその遅延時間分だけ遅らせて出力する。これにより、主信号と副信号との間のフレームタイミングが合致する（図３を参照）。

切替回路５は、主信号である放送ＴＳ信号を入力し、遅延回路４により遅延された副信号である放送ＴＳ信号（フレームタイミングが主信号のそれに合致している副信号である放送ＴＳ信号）を入力し、これらの放送ＴＳ信号のうちのいずれかの信号を選択して切り替える。

以上のように、本発明の実施の形態によるＴＳ切替器１によれば、主信号と副信号との間の位相差を算出し、その位相差に相当する遅延時間分だけ副信号を遅延させるようにした。これにより、主信号が副信号よりも遅延している場合には、副信号のフレームタイミングを主信号のフレームタイミングに合わせることができるから、切替回路５は、フレームタイミングの合った主信号及び副信号を切り替えることができる。したがって、放送ＴＳ信号の切り替えの際に、切り替え前の放送ＴＳ信号と切り替え後の放送ＴＳ信号との間のフレーム構造が連続することになるから、円滑な切り替えができ、後段のＯＦＤＭ変調器はリセットされることなく、放送サービスに影響を与えることもない。つまり、図示しない受信装置において受信信号が乱れる時間を最小限に抑えることができるから、放送が長時間切断されることのない連続した放送サービスを提供することができる。

また、本発明の実施の形態によるＴＳ切替器１によれば、放送ＴＳ信号中の制御信号から、入力した放送ＴＳ信号のフレームが偶数フレーム（ｗ０）及び奇数フレーム（ｗ１）のうちのいずれかであるかを示す識別情報を抽出し、主信号及び副信号において同じ偶数フレームまたは奇数フレームを特定し、両信号のフレームタイミングが合うようにした。これにより、主信号である放送ＴＳ信号の内容と副信号である放送ＴＳ信号の内容とが完全に一致していない場合であっても、円滑な切り替えができ、放送が長時間切断されることのない連続した放送サービスを提供することができる。

次に、図１の地上デジタル放送用ＴＳ切替器１を用いた実施例について、図４を参照して説明する。図４（１）は、図１に示したＴＳ切替器１をＳＴＬ／ＴＴＬにおいて使用する場合の実施例を示すブロック図であり、ＳＴＬ／ＴＴＬのバックアップとしてＦＰＵ等のバックアップ受信装置３０を用いる構成を示している。この例は、ＴＳ切替器１が、ＳＴＬ受信装置２０からの放送ＴＳ信号及びバックアップ受信装置３０からの放送ＴＳ信号を切り替えるものである。図５（２）に示した従来の構成と本構成とを比較すると、本構成では、図５（２）のＴＳ切替器１００の代わりにＴＳ切替器１を用いている点で相違する。本構成のアンテナ１０−１，１０−２、ＳＴＬ受信装置２０及びバックアップ受信装置３０は、それぞれ図５（２）に示したアンテナ１４０−１，１４０−２、ＳＴＬ受信装置１５０及びバックアップ受信装置１６０に相当し、同等の機能を有する。

図４（１）の構成において、ＳＴＬ受信装置２０により出力される主信号とバックアップ受信装置１６０により出力される副信号とは、そのタイミング及び内容が必ずしも一致しているとは限らないが、ＴＳ切替器１により両信号のフレームミングが一致する。これにより、ＴＳ切替器１により信号切り替えが行われた場合には、切り替え前の放送ＴＳ信号と切り替え後の放送ＴＳ信号との間のフレーム構造が連続することになるから、図示しない後段のＯＦＤＭ変調器はリセットされることがなく、放送サービスに影響を与えることもない。

図４（２）は、図１に示したＴＳ切替器１をＳＴＬ／ＴＴＬにおいて使用する場合の他の実施例を示すブロック図であり、ＳＴＬ／ＴＴＬのバックアップとして光回線５０による光回線受信装置７０を用いる構成を示している。この例は、ＴＳ切替器１が、ＳＴＬ受信装置６０からの放送ＴＳ信号及び光回線受信装置７０からの放送ＴＳ信号を切り替えるものである。図５（２）に示した従来の構成と本構成とを比較すると、本構成では、図５（２）のＴＳ切替器１００の代わりにＴＳ切替器１を用いている点、及び、バックアップ回線がＦＰＵによるものではなく光回線受信装置７０によるものである点で相違する。本構成のアンテナ４０及びＳＴＬ受信装置６０は、ぞれぞれ図５（２）に示したアンテナ１４０−１及びＳＴＬ受信装置１５０に相当し、同等の機能を有する。

図４（２）の構成において、ＳＴＬ受信装置６０により出力される主信号と光回線受信装置７０により出力される副信号とは、そのタイミング及び内容が必ずしも一致しているとは限らないが、ＴＳ切替器１により両信号のフレームミングが一致する。これにより、図４（１）の場合と同様に、ＴＳ切替器１により信号切り替えが行われた場合には、切り替え前の放送ＴＳ信号と切り替え後の放送ＴＳ信号との間のフレーム構造が連続することになるから、図示しない後段のＯＦＤＭ変調器はリセットされることがなく、放送サービスに影響を与えることもない。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図１において、ＴＳ切替器１は、遅延回路４を副信号系統側に備えるようにしたが、副信号系統側ではなく主信号系統側に備えるようにしてもよい。これにより、副信号が主信号よりも遅延している場合には、主信号のフレームタイミングを副信号のフレームタイミングに合わせることができ、切替回路５においてフレームタイミングの合った主信号及び副信号を切り替えることができる。

同様に、副信号系統側の遅延回路４に加えて、主信号系統側にも遅延回路を備えるようにしてもよい。この場合、フレームタイミング差算出回路３は、前記制御信号から主信号と副信号との間の遅延関係を判断し、副信号系統側の遅延回路４は、主信号が副信号よりも遅延しているときに、副信号のフレームタイミングを主信号のフレームタイミングに合わせるように、副信号を遅延させる。これに対し、主信号側の遅延回路は、副信号が主信号よりも遅延しているときに、主信号のフレームタイミングを副信号のフレームタイミングに合わせるように、主信号を遅延させる。これにより、主信号及び副信号のうちのいずれか一方の信号が遅延していた場合であっても、フレームタイミングを合わせることができ、切替回路５においてフレームタイミングの合った主信号及び副信号を切り替えることができる。

また、図５において、副信号系統側の回線としてＦＰＵによる回線及びまたは光回線を用いるようにしたが、これに限定されるものではなく、放送ＴＳ信号を出力するものであればよい。

本発明の実施の形態による地上デジタル放送用ＴＳ切替器の構成を示すブロック図、及び信号のタイミングを示す図である。図１の地上デジタル放送用ＴＳ切替器による遅延調整処理を説明するフローチャート図である。図１の地上デジタル放送用ＴＳ切替器による遅延調整処理を説明するタイミングチャート図である。図１の地上デジタル放送用ＴＳ切替器を用いた実施例を示す図である。従来の地上デジタル放送用ＴＳ切替器をＳＴＬ／ＴＴＬにおいて使用する場合の全体構成を示すブロック図である

符号の説明

１，１００ＴＳ切替器
２信号タイミング検出回路
３フレームタイミング差算出回路
４遅延回路
５切替回路
１０，４０，１１０，１４０アンテナ
２０，６０，１２０，１５０ＳＴＬ受信装置
３０，１６０バックアップ受信装置
５０光回線
７０光回線受信装置
１３０，１７０ＯＦＤＭ変調器

Claims

ＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を主信号と副信号との間で切り替えを行う地上デジタル放送用ＴＳ切替器において、
主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれる制御信号に基づいて、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成すると共に、入力した主信号及び副信号のフレームが偶数フレームか奇数フレームかを示す識別情報を抽出するタイミング検出回路と、
前記フレームパルス及び前記識別情報に基づいて、主信号と副信号との間における同じ偶数フレームまたは同じ奇数フレームの位相差を算出するタイミング差算出回路と、
前記位相差に基づいて主信号と副信号とのフレームタイミングが一致するように、主信号または副信号を遅延させる遅延回路と、
ＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を、前記遅延させた主信号または副信号に切り替える切替回路とを備えたことを特徴とする地上デジタル放送用ＴＳ切替器。
請求項１に記載の地上デジタル放送用ＴＳ切替器において、
前記遅延回路を、前記切替回路に入力される主信号及び副信号のそれぞれの系統のうち、いずれか一方もしくは両方の系統に備えたことを特徴とする地上デジタル放送用ＴＳ切替器。
請求項１または２に記載の地上デジタル放送用ＴＳ切替器において、
前記タイミング検出回路は、主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれるISDB-T_informationを前記制御信号として、該ISDB-T_informationに含まれるframe_head_packet_flagを検出して前記フレームパルスを生成すると共に、前記ISDB-T_informationに含まれるframe_indicatorを前記識別情報として抽出する、ことを特徴とする地上デジタル放送用ＴＳ切替器。
請求項１から３までのいずれか一項に記載の地上デジタル放送用ＴＳ切替器において、
前記主信号の系統の回線をＳＴＬ／ＴＴＬとし、
前記副信号の系統の回線を、ＦＰＵを用いた回線、光回線のうちのいずれかの回線であることを特徴とする地上デジタル放送用ＴＳ切替器。
ＯＦＤＭ変調するための主信号及び副信号の放送ＴＳ信号を入力し、これらの信号のうちのいずれか一方の放送ＴＳ信号を選択して切り替える地上デジタル放送用ＴＳ切替方法において、
主信号及び副信号のそれぞれの放送ＴＳ信号に含まれる制御信号に基づいて、ＯＦＤＭフレームに同期したフレームパルスを生成すると共に、入力した主信号及び副信号のフレームが偶数フレームか奇数フレームかを示す識別情報を抽出するステップと、
前記フレームパルス及び前記識別情報に基づいて、主信号と副信号との間における同じ偶数フレームまたは同じ奇数フレームの位相差を算出するステップと、
前記算出した位相差に基づいて主信号と副信号とのフレームタイミングが一致するように、主信号または副信号を遅延させるステップと、
前記遅延させた主信号または副信号を選択してＯＦＤＭ変調するための放送ＴＳ信号を切り替えるステップとを有することを特徴とする地上デジタル放送用ＴＳ切替方法。