JP5018485B2 - 筐体分離型送信装置及び分離型送信装置における送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、分離された各構成部が通信ケーブルを介して接続された筐体分離型送信装置に関する。

ＦＰＵ（Field Pick-up Unit：地上無線中継装置）装置は、放送を目的として撮影された映像等を取材現場から放送スタジオ等へ伝達するための移動無線設備であり、ＦＰＵ送信装置及びＦＰＵ受信装置によって構成されている。
ＦＰＵ送信装置は、通常、撮影カメラ、送信アンテナとともに配置され、撮影カメラによって撮影された映像信号等を当該ＦＰＵ送信装置から送信アンテナを介しＦＰＵ受信装置に無線送信するものである。
ＦＰＵ受信装置は、放送スタジオやＦＰＵ受信基地局に設置され、ＦＰＵ送信装置によって中継現場から送信された映像・音声信号を受信する装置である。

この種のＦＰＵ装置の一例が特許文献１に開示されている。
特許文献１に記載されているＦＰＵ受信装置は、高周波部と制御部とが同軸ケーブルを介して接続されており、いわゆる筐体分離型構造となっている。具体的には、制御部は、例えばＴＶ中継車の中や放送局の社屋内に設置されるもので、高周波部は、アンテナに直結して電波を発射するために、ＴＶ中継車のポールの塔頂部分やビルの屋上など、電波受信点まで極力見通せるような高い場所に設置されるようになっており、高周波部と制御部は、同軸ケーブル等の伝送手段を介して接続されるようになっている。このような筐体分離型の構造は、ＦＰＵ送信装置においても同様である。
このように、ＦＰＵ装置は、通常、送信装置、受信装置とも、それぞれ２筐体に分離されており、これがＦＰＵ装置の構造上の特徴にもなっている。

図５は、特許文献１に開示されている２筐体分離型のＦＰＵ送信装置の一般的な構成を示すブロック図である。
同図に示すとおり、２筐体分離型ＦＰＵ送信装置は、送信制御部１ａが対象となる映像・音声をＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波）信号にデジタル変調し、送信高周波部２ａがこのＩＦ信号をＳＨＦ（Super High Frequency：センチ波）信号に変換して送信する構成となっている。
具体的には、送信制御部１ａでは、入力された映像・音声信号をエンコーダ１１ａによって符号・圧縮化した後、デジタル変調器１２ａによってＩＦ信号に変換（デジタル変調）される。

デジタル変調して得られたＩＦ信号は、ＩＦ増幅器１３ａによって所定レベルまで増幅され、分波・合成器１４ａを通り、同軸ケーブル３ａを介して送信高周波部２ａに出力される。
送信高周波部２ａでは、送信制御部１ａからの入力信号が分波・合成器２１ａによって分波処理され、ＩＦ信号が抽出される。
抽出されたＩＦ信号は、ＩＦ ＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）増幅器２２ａによって増幅された後、周波数変換器２３ａによってＳＨＦ信号に変換される。
そして、ＳＨＦ信号は、ＳＨＦ電力増幅器２４ａによって所定レベルまで増幅された上で、図示しないＦＰＵ受信装置に向け送信されることとなる。

上述のように、ＦＰＵ送信装置においては、ＳＨＦ信号を搬送波に利用して無線送信が行われるのが一般的である。
しかし、低Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise Power Ratio：搬送波対雑音電力比）のままＳＨＦ信号変換やＳＨＦ電力増幅が行われると、サイドローブ特性やＩＭ特性に応じてノイズも増大し伝送品質が悪化することとなる。
そこで、ＳＨＦ出力を伴うＦＰＵ送信装置においては、所定のＣ／Ｎが規定され、この規定Ｃ／Ｎを確保することによって一定の伝送品質が保証されるようになっている。
このため、ＦＰＵ送信装置において高周波部と制御部を接続する同軸ケーブルについても、Ｃ／Ｎすなわち伝送品質を良好にするためには、できる限りケーブル長を短めに設定することが望ましい。

特開２００７−０８８７３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているようなＦＰＵ送信装置は、その性質上、送信制御部はＴＶ中継車の中や放送局の社屋内などに配置され、送信高周波部はＴＶ中継車のポールの塔頂やビルの屋上などに配置されるのが一般的である。
すなわち、本来、送信制御部と送信高周波部とは相当の距離を経て設置されるものであり、むしろ同軸ケーブルを長く敷設しなければならないことの方が多い。
このため、特許文献１に記載されているようなＦＰＵ送信装置において、規定Ｃ／Ｎを考慮せずケーブル長を長くして送信制御部及び送信高周波部を配置すると伝送品質を損ねることとなり、他方、規定Ｃ／Ｎを遵守するためケーブル長を短くすると送信制御部及び送信高周波部の配置場所に苦慮することとなり、二律背反を生ずる問題となっていた。

本発明の目的は、上述した課題である各構成部間のケーブル長の問題と伝送品質の問題とをともに解決する筐体分離型送信装置、高周波装置、送信制御方法及び送信制御プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の筐体分離型送信装置は、入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置であって、前記第二構成部が、伝送手段を介して前記第一構成部から入力されたデジタル変調信号をデジタル復調する手段と、前記デジタル復調された信号を再度デジタル変調する手段と、前記デジタル再変調された信号を所定周波数の信号に変換して外部に送信する手段と、を備える構成としてある。

また、本発明の高周波装置は、入力信号をデジタル変調する制御装置と所定の伝送手段を介して接続され、そのデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する高周波装置であって、伝送手段を介して前記制御装置からデジタル変調された信号を受信する手段と、受信した前記信号をデジタル復調する手段と、前記デジタル復調された信号を再度デジタル変調する手段と、前記デジタル再変調された信号を所定周波数の信号に変換して外部に送信する手段と、を備える構成としてある。

また、本発明の送信制御方法は、入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置における送信制御方法であって、前記第一構成部から、伝送手段を介して前記第二構成部にデジタル変調した前記信号を送信するステップと、前記第二構成部において、伝送手段を介して前記第二構成部に入力されたデジタル変調信号をデジタル復調するステップと、前記デジタル復調された信号を再度デジタル変調するステップと、前記デジタル再変調された信号を所定周波数の信号に変換して外部に送信するステップと、を備える方法としてある。

さらに、本発明の送信制御プログラムは、入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置における送信制御プログラムであって、前記筐体分離型送信装置を構成するコンピュータを、伝送手段を介して前記第一構成部から入力されたデジタル変調信号をデジタル復調する手段、前記デジタル復調された信号を再度デジタル変調する手段、前記デジタル再変調された信号を所定周波数の信号に変換して外部に送信する手段、として機能させるためのプログラムとしてある。

本発明の筐体分離型送信装置によれば、伝送手段を介して接続される各構成部間における所要Ｃ／Ｎが、ＳＨＦ出力信号の所要Ｃ／Ｎに制限されず、第二構成部で受信される信号の所要Ｃ／Ｎを低く設定することができる。
従って、良好な伝送品質を維持しつつ、各構成部間のケーブル長を従来よりも長く設定することが可能である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
ここで、以下に示す本発明の一実施形態に係る２筐体分離型デジタルＦＰＵ送信装置は、プログラム（ソフトウェア）の命令によりコンピュータで実行される処理，手段，機能によって実現される。プログラムは、コンピュータの各構成要素に指令を送り、以下に示すような所定の処理・機能を行わせる。すなわち、本発明に係る筐体分離型送信装置における各処理・手段は、プログラムとコンピュータとが協働した具体的手段によって実現される。
なお、プログラムの全部又は一部は、例えば、磁気ディスク，光ディスク，半導体メモリ，その他任意のコンピュータで読取り可能な記録媒体により提供され、記録媒体から読み出されたプログラムがコンピュータにインストールされて実行される。また、プログラムは、記録媒体を介さず、通信回線を通じて直接にコンピュータにロードし実行することもできる。

図１は、本発明の筐体分離型送信装置の一実施形態を示すブロック図である。
また、図２は、図１に示す筐体分離型送信装置の一実施形態に係る２筐体分離型デジタルＦＰＵ送信装置（以下、ＦＰＵ送信装置という。）の具体的構成を示すブロック図である。
図１に示す通り、本発明の筐体分離型送信装置は、入力信号をデジタル変調する第一構成部１と、第一構成部１によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部２とを備えており、第一構成部１と第二構成部２とが所定の伝送手段３を介して接続される構成となっている。
より具体的には、図２に示すとおり、本実施形態に係る筐体分離型送信装置は、２筐体分離型のデジタルＦＰＵ送信装置であって、送信制御部（第一構成部）１及び送信高周波部（第二構成部）２、及び送信制御部１と送信高周波部２を接続する同軸ケーブル（伝送手段）３によって構成される。
以下に、本実施形態のＦＰＵ送信装置の主な構成部である送信制御部１及び送信高周波部２について詳細に説明する。

［送信制御部１］
送信制御部１は、本発明の第一構成部となるものであって、対象となる入力信号である映像・音声信号をデジタル変調してＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換するものであり、エンコーダ１１，デジタル変調器１２，ＩＦ増幅器１３及び分波・合成器１４を備えている。
エンコーダ１１は、入力した映像・音声信号を符号化・圧縮するものであり、本発明の符号化手段を構成するものである。
具体的には、ＭＰＥＧ−２、Ｈ．２６４等といった各種規格に対応するものとなっている。

デジタル変調器１２は、符号化・圧縮された信号に対してデジタル変調処理を施し、所定のＩＦ信号を得るものであり、本発明の第一変調手段を構成する。
具体的には、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等の各種デジタル変調方式に対応するものである。

ＩＦ増幅器１３は、デジタル変調器１２を通して得た変調後のＩＦ信号を所定レベルまで増幅させるものである。
分波・合成器１４は、変調後のＩＦ信号とＤＣ電圧とによって所定の合成信号を生成するものであり、本発明の合成手段を構成する。
なお、分波・合成器１４によって生成された合成信号は、同軸ケーブル３を介して送信高周波部２に出力される。

［送信高周波部２］
送信高周波部２は、本発明の第二構成部（高周波装置）を構成するものであり、送信制御部２からの変調ＩＦ信号をＳＨＦ信号に変換した上で、図示しないアンテナを介してＦＰＵ受信装置に送信するようになっている。
具体的には、送信高周波部２は、分波・合成器２１，ＩＦ ＡＧＣ増幅器２２，周波数変換器２３，ＳＨＦ電力増幅器２４，デジタル復調器２５及びデジタル変調器２５を備えている。
分波・合成器２１は、送信制御部２からの合成信号を分波してＩＦ信号を抽出するものであり、本発明の分波手段を構成する。
ＩＦ ＡＧＣ増幅器２２は、ＡＧＣ（自動利得調整）機能付きの増幅回路であり、抽出したＩＦ信号を所定レベルまで自動的に増幅するものである。

デジタル復調器２５は、ＩＦ ＡＧＣ増幅器２２からのＩＦ信号を一旦デジタル復調し、映像・音声信号に係るデジタルデータを得るものであり、本発明の復調手段を構成する。
デジタル変調器２６は、復調された後のデジタルデータを再びデジタル変調してＩＦ信号を得るものであり、本発明の第二変調手段を構成する。
これは、送信高周波部２においてデジタル復調後、再度デジタル変調を行うことによりＣ／Ｎを改善することができるようになっている。

このように、送信高周波部２においてデジタル復調後、再度デジタル変調を行うことによりＣ／Ｎを改善することができ、これによって、送信制御部１と送信高周波部２とを接続する同軸ケーブル３を従来よりも長くすることが可能となっている。
Ｃ／Ｎと同軸ケーブル３のケーブル長の関係については、後に更に詳述する（図４参照）。

周波数変換器２３は、デジタル変調器２６によって再変調された後のＩＦ信号をＳＨＦ信号に変換するものであり、本発明の周波数変換手段を構成する。
ＳＨＦ電力増幅器２４は、ＳＨＦ信号を所定レベルまで増幅するものであり、増幅されたＳＨＦ信号は図示しないアンテナを介してＦＰＵ受信装置に送信されることとなる。

次に、以上のような構成からなる本実施形態に係るＦＰＵ送信装置におけるＣ／Ｎと同軸ケーブル３のケーブル長の関係について、図４に示すグラフ（特性図）を参照しつつ説明する。
図４は、本実施形態に係るＦＰＵ送信装置の送信高周波部における到達ＩＦ信号レベルとＣ／Ｎとの関係（即ち、ＩＦ ＡＧＣ増幅器２２の入出力特性）を示した特性図である。
同図において、（１）はＳＨＦ出力信号の規定Ｃ／Ｎ値を示すものであり、（２）はデジタル変調方式の所要Ｃ／Ｎ値を示すものである。
また、同図において、（ｂ）は（１）に対応する送信高周波部２の到達ＩＦ信号レベルであり、（ａ）は（２）に対応する送信高周波部２の到達ＩＦ信号レベルを示したものである。

この図に示すように、従来は、ＳＨＦ信号出力を伴う送信高周波部２における到達ＩＦ信号レベルは、少なくとも（ｂ）を確保しなければならず、（ａ）の到達信号レベルでは伝送品質を確保することができなかった。
しかしながら、本実施形態のように送信高周波部２に到達されたＩＦ信号をデジタル復調し、再度デジタル変調を行うことにより、Ｃ／Ｎが改善されるため、あたかも許容Ｃ／Ｎを拡張できるような効果を得ることができる。

具体的には、送信高周波部２におけるＩＦ ＡＧＣ増幅器２２の出力側のＣ／Ｎは、送信制御部１の出力点におけるＣ／Ｎまで改善され、その結果、同軸ケーブル３を介する以前のＣ／Ｎに回復されることとなる。
従って、仮に、ケーブル長Ｘｍの同軸ケーブルが接続され、この場合の送信高周波部２への到達ＩＦ信号レベルが（ａ）であったとした場合、対応するＣ／Ｎ（２）は、（３）のレベル、すなわち、同軸ケーブル３を介する以前のレベルまで改善され、規定Ｃ／Ｎを満たすこととなる。
このため、実質的には、（ａ）の到達信号レベルのＸｍの同軸ケーブル３を使用できることになり、伝送品質を損なうことなく、同軸ケーブル３のケーブル長を長く確保できることになる。

次に、以上のような構成からなる本実施形態のＦＰＵ送信装置における動作手順について図３を参照しながら説明する。
図３は、本実施形態に係るＦＰＵ送信装置における動作手順を示したシーケンス図である。
同図に示すように、送信制御部１では、まず、エンコーダ１１が、対象となる映像・音声信号を符号・圧縮する（Ｓ１）。
次に、デジタル変調器１２が、符号・圧縮された信号を所定のＩＦ信号に変調する（Ｓ２）。
引き続き、ＩＦ増幅器１３は、ＩＦ信号を所定レベルまで増幅する（Ｓ３）。
そして、分波・合成器１４は、増幅されたＩＦ信号と所定電圧とを合成し（Ｓ４）、同軸ケーブル３を介して送信高周波部２に合成信号を出力する（Ｓ５）。

これを受け、送信高周波部２では、分波・合成器２１が、同軸ケーブル３を介して入力された合成信号を分波して、ＩＦ信号を抽出する（Ｓ６）。
次に、ＩＦ ＡＧＣ増幅器２２が、抽出したＩＦ信号を一定レベルまで増幅する（Ｓ７）。
ここで、デジタル復調器２５は、ＩＦ信号を一旦元のデジタルデータに復調する（Ｓ８）。

そして、デジタル変調器２６によって復調されたデジタルデータを再度デジタル変調し、ＩＦ信号を得る（Ｓ９）。
次に、周波数変換器２３は、デジタル変調によって得たＩＦ信号をＳＨＦ信号に変換する（Ｓ１０）。
最後に、ＳＨＦ電力増幅器２４は、ＳＨＦ信号を所定レベルまで増幅し（Ｓ１１）、増幅されたＳＨＦ信号は、図示しないアンテナを介してＦＰＵ受信装置に出力される（Ｓ１２）。

以上説明したように、本実施形態のＦＰＵ送信装置によれば、同軸ケーブル３を介して送信制御部１と送信高周波部２とが接続されており、送信高周波部２にはデジタル復調器２５とデジタル変調器２６とを新たに搭載するようにしている。
そして、送信高周波部２においては、デジタル復調器２５が送信制御部２からのＩＦ信号を一旦デジタルデータにデジタル復調し、引き続きデジタル変調器２６がそのデジタルデータをデジタル変調するようにしている。
これにより、Ｃ／Ｎが改善され、送信高周波部２における到達信号レベルが所定値より低くても一定の伝送品質を確保することができる。
すなわち、本実施形態に係るＦＰＵ送信装置によれば、映像音声の品質を一定に維持しつつ、各部間を接続するケーブルを従来よりも長く設定することが可能となり、利便性及び信頼性に優れた伝送システムを提供することが可能となる。

以上、本発明の筐体分離型送信装置及び分離型送信装置における送信制御方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明の筐体分離型の映像音声送信装置は、デジタルＦＰＵ装置に好ましいものであるが、有線・無線を問わず様々なタイプの伝送装置に広範に利用することができる。
このため、拡張性に優れ、ユーザの利用態様に合わせた様々な伝送システムを実現することも可能である。
また、本発明でデジタル変調・復調される入力信号は、上述した映像信号、音声信号に限定されず、どのような信号であっても対象とすることができる。

本発明は、２筐体分離型デジタルＦＰＵ送信装置に好適に利用することができる。

本発明の筐体分離型送信装置の一実施形態を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＦＰＵ送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＦＰＵ送信装置における動作手順を示したシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係るＦＰＵ送信装置の送信高周波部における到達ＩＦ信号レベルとＣ／Ｎとの特性を示した図である。 従来のＦＰＵ送信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 送信制御部（第一構成部）
２ 送信高周波部（第二構成部）
２２ ＩＦ ＡＧＣ増幅器
２３ 周波数変換器
２４ ＳＨＦ電力増幅器
２５ デジタル復調器
２６ デジタル変調器
３ 同軸ケーブル

Claims (7)

1. 入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置であって、
   前記第一構成部は、
   入力信号を符号化する符号化手段と、
   符号化された前記入力信号をデジタル変調する第一変調手段と、
   前記第一変調手段によってデジタル変調された信号と所定のＤＣ電圧とを合成した合成信号を、前記伝送手段を介して出力する合成手段と、を備え、
   前記第二構成部は、
   前記伝送手段を介して入力された合成信号からデジタル変調された信号を抽出する分波手段と、
   抽出された前記信号をデジタル復調する復調手段と、
   前記デジタル復調された信号をデジタル変調する第二変調手段と、
   前記第二変調手段によってデジタル変調された信号を所定周波数の信号に変換し外部に送信する周波数変換手段と、を備えた
   ことを特徴とする筐体分離型送信装置。
2. 前記周波数変換手段は、
   前記第二変調手段によってデジタル変調された信号をＳＨＦ信号に変換して外部に送信する請求項１記載の筐体分離型送信装置。
3. 前記第一変調手段は、
   前記符号化手段によって符号化された信号を所定のＩＦ信号に基づきデジタル変調する請求項１又は２記載の筐体分離型送信装置。
4. 前記第二変調手段は、
   前記復調手段によってデジタル復調された信号を所定のＩＦ信号に基づきデジタル変調する請求項１乃至３のいずれか一項記載の筐体分離型送信装置。
5. 前記伝送手段が、同軸ケーブルである請求項１乃至４のいずれか一項記載の筐体分離型送信装置。
6. 入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置における送信制御方法であって、
   前記第一構成部において、
   入力信号を符号化する符号化ステップと、
   符号化された前記入力信号をデジタル変調する第一変調ステップと、
   前記第一変調ステップにおいてデジタル変調された信号と所定のＤＣ電圧とを合成した合成信号を、前記伝送手段を介して出力する合成ステップと、を有し、
   前記第二構成部において、
   前記伝送手段を介して入力された合成信号からデジタル変調された信号を抽出する分波ステップと、
   抽出された前記信号をデジタル復調する復調ステップと、
   前記デジタル復調された信号をデジタル変調する第二変調ステップと、
   前記第二変調ステップにおいてデジタル変調された信号を所定周波数の信号に変換し外部に送信する周波数変換ステップと、を有する
   ことを特徴とする送信制御方法。
7. 入力信号をデジタル変調する第一構成部と、前記第一構成部によってデジタル変調された信号を所定信号に変換して外部に送信する第二構成部と、を備え、前記第一構成部と第二構成部とが所定の伝送手段を介して接続される筐体分離型送信装置における送信制御プログラムであって、
   前記第一構成部のコンピュータを、
   入力信号を符号化する符号化手段、
   符号化された前記入力信号をデジタル変調する第一変調手段、及び
   前記第一変調手段によってデジタル変調された信号と所定のＤＣ電圧とを合成した合成信号を、前記伝送手段を介して出力する合成手段、として機能させ、
   前記第二構成部のコンピュータを、
   前記伝送手段を介して入力された合成信号からデジタル変調された信号を抽出する分波手段、
   抽出された前記信号をデジタル復調する復調手段、
   前記デジタル復調された信号をデジタル変調する第二変調手段、及び
   前記第二変調手段によってデジタル変調された信号を所定周波数の信号に変換し外部に送信する周波数変換手段、として機能させる
   ことを特徴とする送信制御プログラム。

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