JP6065558B2 - Ｆｐｕ装置、復調信号制御方法 - Google Patents

Description

本発明はＦＰＵ装置、復調信号制御方法に関する。

近年、テレビジョン中継等の無線中継にＦＰＵ（Field Pickup Unit）装置が使用されている。当該ＦＰＵ装置は、アンテナから受信した受信信号をデジタル復調、またはアナログ復調し、伝送モードの切り替えに応じて復調したデジタル信号又はアナログ信号のいずれか一方を出力する。

ＦＰＵ装置は、使用中の伝送モード、すなわちアナログモードであるかデジタルモードであるか、に応じて出力信号を切り替える。なお、デジタルモードにおいては、変調帯域幅の種類と周波数配置の種類が３つある。当該種類は、（Ａ）フルモード、（Ｂ）アッパーモード、（Ｃ）ローワーモードである。

各モードを図３に示す。図３Ａは、使用可能なチャンネル幅の全てを使用するフルモードの周波数特性を示す図である。図３Ｂは、使用可能なチャンネル幅の上側（周波数が高い側）を使用するアッパーモードの周波数特性を示す図である。図３Ｃは、使用可能なチャンネル幅の下側（周波数が低い側）を使用するローワーモードの周波数特性を示す図である。なお、アッパーモードとローワーモードを総称してハーフモードとも呼称する。

特開２０１２−１５７４６号公報

上述のようにＦＰＵ装置では、伝送モードに応じて出力信号を制御している。一般的にＦＰＵ装置の管理者（ユーザ）は、手動で伝送モードの設定を行う。換言すると、ＦＰＵ装置は、信号送信元の装置と同じ設定を手動で合わせる必要があった。設定を合わせるために、ＦＰＵ装置の管理者（ユーザ）は、装置運用前にあらかじめ伝送モードを決定しておく等の作業を行う必要があった。また、ＦＰＵ装置の管理者（ユーザ）が設定ミス等を犯すことにより、ＦＰＵ装置は、適切にデータを受信できないという問題があった。さらに、ＦＰＵ装置の管理者（ユーザ）は、装置運用の知識やノウハウを習得する必要があった。

なお、特許文献１には、占有帯域が毎回同じとは限らない受信波を復調する受信装置が開示されている。しかしながら、特許文献１には、上述の伝送モードの設定に関する示唆、教示がない。

すなわち、ＦＰＵ装置において伝送モードを自動的に識別できないため、種々の問題が生じていた。

本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、伝送モードを自動的に識別することができるＦＰＵ装置、及び復調信号制御方法を提供することを主たる目的とする。

本発明にかかるＦＰＵ装置の一態様は、
受信信号に基づくＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号にフーリエ変換を行って算出した周波数特性を基に前記受信信号の伝送モードを算出する自動判定部と、
前記ＩＦ信号をデジタル復調した第１復調信号を出力するデジタル復調部と、
前記ＩＦ信号をアナログ復調した第２復調信号を出力するアナログ復調部と、
前記伝送モードに基づいて、前記第１復調信号と前記第２復調信号を選択的に出力する出力部と、
を有するものである。

本発明にかかる復調信号制御方法の一態様は、
受信信号に基づくＩＦ信号をベースバンド信号に変換するステップと、
前記ベースバンド信号にフーリエ変換を行って算出した周波数特性を基に前記受信信号の伝送モードを算出するステップと、
前記ＩＦ信号をデジタル復調した第１復調信号を出力するステップと、
前記ＩＦ信号をアナログ復調した第２復調信号を出力するステップと、
前記伝送モードに基づいて、前記第１復調信号と前記第２復調信号を選択的に出力するステップと、
を有するものである。

本発明では、伝送モードを自動的に識別することができるＦＰＵ装置、及び復調信号制御方法を提供することができる。

実施の形態１にかかるＦＰＵ装置１の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかる自動判定部３３０の構成を示すブロック図である。 伝送モードがデジタルモード（フルモード）である場合の周波数特性を示す図である。 伝送モードがデジタルモード（アッパーモード）である場合の周波数特性を示す図である。 伝送モードがデジタルモード（ローワーモード）である場合の周波数特性を示す図である。 伝送モードがアナログモードである場合の周波数特性を示す図である。 伝送モードがアナログモードである場合の周波数特性を示す図である。 伝送モードがアナログモードである場合の周波数特性を示す図である。 実施の形態２にかかるＦＰＵ装置１の構成を示すブロック図である。 実施の形態２にかかるデジタル復調部３１０及び自動判定部３３０の構成を示すブロック図である。 実施の形態２にかかるデジタル復調部３１０及び自動判定部３３０の構成を示すブロック図である。 本発明にかかるＦＰＵ装置１の構成を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるＦＰＵ（Field Pickup Unit）装置の構成を示すブロック図である。ＦＰＵ装置１は、アンテナ１０と、高周波数信号処理部２０と、ベースバンド信号処理部３０と、を備える。

アンテナ１０は、任意の放送局等からの送信信号を受信する。アンテナ１０は、受信した信号（以下、受信信号と記載する。）を高周波数信号処理部２０に入力する。ここで、受信信号は、デジタル変調信号、アナログ変調信号、またはこれら以外の信号となる。

高周波数信号処理部２０は、アンテナ１０から入力された受信信号を中間周波数信号（以下の説明では、ＩＦ(Intermediate Frequency)信号と記載する）に変換する。当該変換処理は、一般的なＦＰＵ装置内において行われる変換処理と同等であればよい。高周波数信号処理部２０は、ＩＦ信号をベースバンド信号処理部３０（デジタル復調部３１０、アナログ復調部３２０、自動判定部３３０）に入力する。

ベースバンド信号処理部３０は、デジタル復調部３１０と、アナログ復調部３２０と、自動判定部３３０と、出力部３４０と、を含む。ベースバンド信号処理部３０は、入力されたＩＦ信号を映像／音声視聴に利用可能な復調信号に変換し、任意の装置に出力する。以下、ベースバンド信号処理部３０の各処理部の動作について説明する。

デジタル復調部３１０は、デジタル復調の動作許可を示す動作制御信号（後述）がコントロール部３４１から入力された場合に以下の処理を行う。デジタル復調部３１０は、ＩＦ信号に対してデジタル信号用の復調処理を行う。デジタル復調部３１０は、復調後の信号（第１復調信号）を出力部３４０に供給する。デジタル復調部３１０が行う復調処理は、一般的なＦＰＵ装置において行われるデジタル復調処理と同等であればよい。

アナログ復調部３２０は、アナログ復調の動作許可を示す動作制御信号（後述）がコントロール部３４１から入力された場合に以下の処理を行う。アナログ復調部３２０は、ＩＦ信号に対してアナログ信号用の復調処理を行う。アナログ復調部３２０は、復調後の信号（第２復調信号）を出力部３４０に供給する。アナログ復調部３２０が行う復調処理は、一般的なＦＰＵ装置において行われるアナログ復調処理と同等であればよい。

自動判定部３３０は、ＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、当該ベースバンド信号に離散フーリエ変換を行うことにより周波数特性を算出し、当該周波数特性に応じて受信信号の伝送モードを決定する。自動判定部３３０は、決定した伝送モードを出力部３４０に通知する。自動判定部３３０の詳細な構成及び処理は、図２を参照して後述する。

出力部３４０は、コントロール部３４１と、切替部３４２と、を備える。コントロール部３４１は、自動判定部３３０が算出した伝送モードに応じて動作制御信号をデジタル復調部３１０及びアナログ復調部３２０に出力する。動作制御信号とは、例えば１（ハイ）／０（ロウ）の２値を持つデジタル信号である。動作制御信号は、１（ハイ）の場合にデジタル復調部３１０の動作を許可するとともにアナログ復調部３２０の動作を禁止し、０（ロウ）の場合にデジタル復調部３１０の動作を禁止するとともにアナログ復調部３２０の動作を許可する。なお、動作制御信号の極性（ハイ／ロウ）は任意である。また動作制御信号は、２値を持つデジタル信号でなくてもよい。

切替部３４２は、受信信号の伝送モードに応じて、デジタル復調部３１０からの出力信号とアナログ復調部３２０からの出力信号を切り替えて任意の装置に出力する。

なお、上述の説明では出力部３４０は、デジタル復調部３１０と、アナログ復調部３２０の動作の許可／禁止を制御したが、必ずしもこれに限られない。たとえば、デジタル復調部３１０及びアナログ復調部３２０は、常時復調処理を行う。出力部３４０は、自動判定部３３０が算出した伝送モードに応じて、いずれか一方（デジタル復調部３１０の出力信号（第１復調信号）、アナログ復調部３２０の出力信号（第２復調部））を選択して出力してもよい。すなわち、出力部３４０は、伝送モードに応じてデジタル復調部３１０の出力信号とアナログ復調部３２０の出力信号を選択的に出力できる構成であれば良い。

続いて、自動判定部３３０の詳細な構成について説明する。図２は、本実施の形態にかかる自動判定部３３０の構成を示すブロック図である。自動判定部３３０は、周波数変換部３３１と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換）部３３２と、解析部３３３と、判定部３３４と、を含む。

周波数変換部３３１は、高周波数信号処理部２０から入力されたＩＦ信号をベースバンド信号に変換する。当該変換は、一般的なベースバンド信号処理を行う装置において行われる処理と同等であればよい。周波数変換部３３１は、変換したベースバンド信号をＦＦＴ部３３２に供給する。

ＦＦＴ部３３２は、入力されたベースバンド信号に対して高速フーリエ変換を行い、周波数特性を算出する。ＦＦＴ部３３２は、算出した周波数特性を解析部３３３に供給する。周波数特性とは、図３に示すように横軸に周波数、縦軸に信号レベル（たとえばｄＢで表現可能）を取る形式で表現可能な情報である。

解析部３３３は、デジタル周波数解析部３３３１と、アナログ周波数解析部３３３２と、を備える。デジタル周波数解析部３３３１及びアナログ周波数解析部３３３２は、周波数特性を基に受信信号の伝送モードを算出する。算出方法について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、伝送モードがデジタルモードである場合の周波数特性を示す図である。図３Ａは、上述のフルモードの場合の周波数特性を示す。フルモードの場合（図３Ａ）、理想的には、全ての周波数帯において信号レベルが高くなる。図３Ｂは、アッパーモードの場合の周波数特性を示す。アッパーモードの場合（図３Ｂ）、理想的には、使用可能な周波数幅の上側（周波数が高い側）のみ信号レベルが高くなる。図３Ｃは、ローワーモードの場合の周波数特性を示す。ローワーモードの場合（図３Ｃ）、理想的には、使用可能な周波数幅の下側（周波数が低い側）のみ信号レベルが高くなる。

デジタル周波数解析部３３３１は、図３に示す信号レベルパターンを検出する。たとえば、デジタル周波数解析部３３３１は、ほぼ全ての周波数において一定値以上の信号レベルを検出した場合、伝送モードがデジタルモードのフルモードであると判定する（図３Ａ）。同様にデジタル周波数解析部３３３１は、使用可能な周波数幅の中心周波数よりも上側（周波数の高い側）でのみ一定値以上の信号レベルを検出した場合、伝送モードがデジタルモードのアッパーモードであると判定する（図３Ｂ）。デジタル周波数解析部３３３１は、使用可能な周波数幅の中心周波数よりも下側（周波数の低い側）でのみ一定値以上の信号レベルを検出した場合、伝送モードがデジタルモードのローワーモードであると判定する（図３Ｃ）。

デジタル周波数解析部３３３１は、デジタルモードを検出した場合、伝送モード（フルモード、アッパーモード、ローワーモード）を出力部３４０に通知する。デジタル周波数解析部３３３１は、デジタルモードの検出ができなかった場合にはデジタルモードではない旨を判定部３３４に通知する。

続いて、図４を参照してアナログモードの検出方法について説明する。図４は、伝送モードがアナログモードである場合の周波数特性の例を示す図である。アナログモードは、映像と音声のＦＭ（Frequency Modulation）変調信号を多重化した信号を更にＦＭ変調した信号を送信する伝送モードである。図４Ａは、全周波数幅におけるアナログモードの周波数特性を示す図である。図４Ｂは、図４Ａに示す周波数特性の中心周波数付近を拡大した周波数特性を示す図である。図４Ｂは、映像期間（水平ブランキング期間＋映像部分）の周波数特性を示す。図４Ｃは、図４Ｂに示す周波数特性の中心周波数付近を更に拡大した周波数特性を示す図である。図４Ｃは、垂直ブランキング期間の周波数特性を示す。

ＦＰＵ装置１の受信する信号（受信信号）は、映像と音声が合わされた信号であるが、その中心周波数帯には映像成分のみを含む。また映像信号は、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）のコンポジット信号である。そのため、映像信号は、ブランキング期間と映像期間を含む。

図４Ｂに示すように、アナログモードでは、中心周波数付近に映像信号が存在する。また図４Ｃに示すように、映像期間の信号レベルは常時変動している。垂直ブランキング期間は、中心周波数帯よりも所定の値だけ低い周波数帯において検出され、その信号レベルが一定値以上となる。アナログ周波数解析部３３３２は、このブランキング期間を検出したか否かに応じてアナログモードであるか否かを判定する。

アナログ周波数解析部３３３２は、使用可能な周波数幅の中心周波数から一定値だけ低い周波数幅の中において一定値以上の信号レベルを検出した場合、ブランキング期間であると判定する。アナログ周波数解析部３３３２は、ブランキング期間を検出した場合にアナログモードであると判定し、ブランキング期間を検出しなかった場合にはアナログモードではないと判定する。そして、アナログ周波数解析部３３３２は、アナログモードであるか否かを判定部３３４に通知する。

判定部３３４は、デジタル周波数解析部３３３１とアナログ周波数解析部３３３２の解析結果を基に最終的に決定した伝送モードを出力部３４０に供給する。詳細には、判定部３３４は、デジタル周波数解析部３３３１からデジタルモードであること、詳細にはフルモード、アッパーモード、ローワーモードのいずれかであることが通知された場合、その通知されたモードを伝送モードとして出力部３４０に通知する。判定部３３４は、アナログ周波数解析部３３３２がアナログモードである旨の通知を行った場合、伝送モードがアナログモードであることを出力部３４０に通知する。判定部３３４は、デジタル周波数解析部３３３１がデジタルモードを検出せず、アナログ周波数解析部３３３２がアナログモードを検出しなかった場合、所定の映像／音声信号ではないことを出力部３４０に通知する。

続いて、本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１の効果について説明する。上述したように本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１は、ベースバンド信号（受信信号を変換した信号）をフーリエ変換して得た周波数特性を基に伝送モードを自動的に算出している。そしてＦＰＵ装置１は、算出した伝送モードに応じて出力信号を自動で切り替えている。これにより、ＦＰＵ装置１の管理者（ユーザ）が伝送モードを明示的に設定する必要がなくなり、設定ミス等を減らすことができる。さらに、ＦＰＵ装置１の管理コストを軽減することができる。換言するとＦＰＵ装置１の取り扱いに詳しくない管理者（ユーザ）であってもＦＰＵ装置１の管理を安全に行うことができる。

上述のように、ＦＰＵ装置１は、解析部３３３内に２つの解析部（デジタル周波数解析部３３３１、アナログ周波数解析部３３３２）を持つ。判定部３３４は、この２つの解析部がデジタルモードもアナログモードも検出しなかった場合、所定の映像／音声信号ではない信号を受信したと判定することができる。すなわち、上述のＦＰＵ装置１は、伝送モードの判別とともに、予期しない受信信号を受信したことを認識することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１は、デジタル復調部３１０と自動判定部３３０において処理部を共用することを特徴とする。本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１について実施の形態１と異なる点を以下に説明する。

図５は、本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１の構成を示すブロック図である。当該ＦＰＵ装置１は、図１に示す構成と比べ、高周波数信号処理部２０から自動判定部３３０にＩＦ信号が入力されない点、及びデジタル復調部３１０からフーリエ変換後の周波数特性が自動判定部３３０に供給される点が異なる。以下、図６を参照して当該異なる点を説明する。

図６は、本実施の形態にかかるデジタル復調部３１０と自動判定部３３０の構成を示すブロック図である。デジタル復調部３１０は、周波数変換部３１１と、ＦＦＴ部３１２と、復調部３１３と、を備える。

周波数変換部３１１は、実施の形態１における周波数変換部３３１と対応する。ＦＦＴ部３１２は、実施の形態１における周波数変換部３３２と対応する。復調部３１３は、ＦＦＴ部３１２が算出した周波数特性を用いてデジタル復調処理を行う。さらにＦＦＴ部３１２は、算出した周波数特性を解析部３３３にも供給する。すなわち、デジタル復調部３１０と自動判定部３３０は、周波数変換部３１１とＦＦＴ部３１２を共有している。

なお、図６に示す各処理部の構成は説明の便宜のための構成であり、図７に示す構成と同義である。図７は、自動判定部３３０内に周波数変換部３１１及びＦＦＴ部３１２が存在する構成を示すブロック図である。この場合、ＦＦＴ部３１２は、算出した周波数特性を復調部３１３に供給する。

本実施の形態にかかるＦＰＵ装置１は、デジタル復調部３１０と自動判定部３３０において処理部を共用する。当該構成によってもＦＰＵ装置１の設定ミスの回避や管理コストの低減という効果を奏することができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

最後に改めて本発明にかかるＦＰＵ装置の処理概略及び効果を図８を参照して説明する。図８は、本発明のＦＰＵ装置１の概略構成を示すブロック図である。図示しない高周波数信号処理部２０は、受信信号を変換したＩＦ信号をデジタル復調部３１０、アナログ復調部３２０、及び自動判定部３３０に供給する。

デジタル復調部３１０は、ＩＦ信号に対してデジタル信号用の復調処理を行う。デジタル復調部３１０は、復調後の信号（第１復調信号）を出力部３４０に供給する。アナログ復調部３２０は、ＩＦ信号に対してアナログ信号用の復調処理を行う。アナログ復調部３２０は、復調後の信号（第２復調信号）を出力部３４０に供給する。

自動判定部３３０は、ＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、当該ベースバンド信号に離散フーリエ変換を行うことにより周波数特性を算出する。そして自動判定部３３０は、周波数特性を解析することにより受信信号の伝送モードを算出する。

出力部３４０は、自動判定部３３０が算出した伝送モードに応じて、デジタル復調部３１０の出力信号とアナログ復調部３２０の出力信号を選択的に出力する。

上述の構成により、ＦＰＵ装置１は、自動判定部３３０が算出した伝送モードに応じて出力信号を自動的に切り替える。これにより、ＦＰＵ装置１に対する伝送モードの設定が不要となる。伝送モードの設定が不要となることにより、設定ミスを回避する事、及び管理コストを低減する事が可能となる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ ＦＰＵ装置
１０ アンテナ
２０ 高周波数信号処理部
３０ ベースバンド信号処理部
３１０ デジタル復調部
３１１ 周波数変換部
３１２ ＦＦＴ部
３１３ 復調部
３２０ アナログ復調部
３３０ 自動判定部
３３１ 周波数変換部
３３２ ＦＦＴ部
３３３ 解析部
３３３１ デジタル周波数解析部
３３３２ アナログ周波数解析部
３３４ 判定部
３４０ 出力部
３４１ コントロール部
３４２ 切替部

Claims (5)

1. 受信信号に基づくＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号にフーリエ変換を行って算出した周波数特性を基に前記受信信号の伝送モードを算出する自動判定部と、
   前記ＩＦ信号をデジタル復調した第１復調信号を出力するデジタル復調部と、
   前記ＩＦ信号をアナログ復調した第２復調信号を出力するアナログ復調部と、
   前記伝送モードに基づいて、前記第１復調信号と前記第２復調信号を選択的に出力する出力部と、
   を有し、
   前記自動判定部は、
   前記ＩＦ信号を前記ベースバンド信号に変換する周波数変換部と、
   前記ベースバンド信号に対してフーリエ変換を行い、前記周波数特性を算出するＦＦＴ部と、
   前記周波数特性における周波数値と信号レベルとの関係から前記伝送モードを算出する解析部と、を有し、
   前記解析部は、
   自ＦＰＵ装置が扱うことができる全周波数帯域を上下の２つの帯域に分割し、各帯域において一定値以上の信号レベルを検出したか否かに基づいて、前記伝送モードがデジタルモードであるか否かを判定するデジタル周波数解析部と、
   一定の周波数値を中心とした所定周波数幅において一定値以上の信号レベルとなるブランキング期間を検出したか否かに基づいて、前記伝送モードがアナログモードであるか否かを判定するアナログ周波数解析部と、を有する、
   ＦＰＵ装置。
2. 前記デジタル周波数解析部は、
   前記２つの帯域における信号レベルの検出パターンに応じて前記デジタルモードがフルモード、アッパーモード、ローワーモードのいずれであるかを検出する、
   請求項１に記載のＦＰＵ装置。
3. 前記自動判定部は、
   前記デジタル周波数解析部によって前記伝送モードが前記デジタルモードではないと判定され、前記アナログ周波数解析部によって前記伝送モードが前記アナログモードではないと判定された場合、前記受信信号が所定の映像／音声信号ではないと判定する判定部を備える、
   請求項１または請求項２に記載のＦＰＵ装置。
4. 前記ＦＦＴ部の算出した前記周波数特性を前記デジタル復調部における前記第１復調信号の生成に用いる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のＦＰＵ装置。
5. 受信信号に基づくＩＦ信号をベースバンド信号に変換するステップと、
   前記ベースバンド信号にフーリエ変換を行って算出した周波数特性を基に前記受信信号の伝送モードを算出するステップと、
   前記ＩＦ信号をデジタル復調した第１復調信号を出力するステップと、
   前記ＩＦ信号をアナログ復調した第２復調信号を出力するステップと、
   前記伝送モードに基づいて、前記第１復調信号と前記第２復調信号を選択的に出力するステップと、
   を有し、
   前記算出するステップは、
   前記ＩＦ信号を前記ベースバンド信号に変換するステップと、
   前記ベースバンド信号に対してフーリエ変換を行い、前記周波数特性を算出するステップと、
   前記周波数特性における周波数値と信号レベルとの関係から前記伝送モードを算出するステップと、有し、
   前記伝送モードを算出するステップは、
   扱うことができる全周波数帯域を上下の２つの帯域に分割し、各帯域において一定値以上の信号レベルを検出したか否かに基づいて、前記伝送モードがデジタルモードであるか否かを判定し、
   一定の周波数値を中心とした所定周波数幅において一定値以上の信号レベルとなるブランキング期間を検出したか否かに基づいて、前記伝送モードがアナログモードであるか否かを判定すること、を有する、
   復調信号制御方法。

Images