JP6542739B2 - 永続的マイグレーションが可能な放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に地上デジタル放送において、現行放送から次世代放送に移行（マイグレーション）する際に、円滑な移行を可能とする放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置に関する。

我が国においては、２００３年に地上デジタル放送が開始されたが、視聴者側の受像器の準備に時間がかかることを考慮し、アナログ放送の停波は２０１１年（一部を除く）とされた。このように、現行放送から次世代放送への移行の際には、長期に亘って両方式を併存させることが必要となる。

アナログ放送から地上デジタル放送への移行の際には、各テレビ局がアナログ用のチャンネルと地上デジタル放送用のチャンネルを確保することができた。従って、両放送の併存時期には、アナログ用チャンネルでのアナログ放送を継続しつつ、地上デジタル放送用のチャンネルで地上デジタル放送を開始した。

現時点では、現行のＩＳＤＢ−Ｔ方式による地上デジタル放送に代わる放送として、いわゆる４Ｋ又は８Ｋと呼ばれる超高精細な画質を有するテレビ放送への移行が検討さている。海外においても、ＤＶＢ−Ｔ２やＡＴＳＣ３．０といった規格も提案されており、これらはＵＨＤＴＶ（Ultra High Definition Television、超高精細テレビ）を意識したものとなっている。

一方で、現在の我が国のテレビ放送用のチャンネルは、アナログ放送の停波の後、アナログ放送用のチャンネルを国に返還したことにより、各テレビ局毎に次世代放送用のチャンネルを確保できない状況となっている。また、現時点では数年前にアナログ放送を終了した状態であり、さらに次世代の放送に移行するとなれば、現行放送の視聴者の保護が必要となる。

このような状況において、特許文献１では、テレビ局数よりも少ないチャンネルに、画質を落として高度に圧縮した次世代放送を割り当て、次世代ＴＶパーキングチャンネルとして放送する技術が開示されている。当該方式によれば、現行の地上デジタル放送と同時に次世代テレビ放送も送信することができるため、少ないチャンネルで現行放送と次世代放送の移行期間に対応することができるとされている。

また、特許文献２には、テレビ信号を第１の偏波の信号と第２の偏波の信号として偏波ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送を行うシステムが開示されている。具体的には、テレビジョン放送システムの送信装置が、水平偏波のアンテナと垂直偏波のアンテナとを使用し、偏波ＭＩＭＯ方式を用いて放送波を送信し、受信装置が、水平偏波のアンテナと垂直偏波のアンテナとを使用し、固定用サービスの信号を受信および復号する受信装置となっている。

当該システムを用いて、一つ前の世代の放送を水平偏波で発信し、次世代の放送を垂直偏波で発信することにより、放送の世代の交代がアンテナの設置されている向きを変更するのみで対応できるため、アンテナを置き換えるのに比較すれば容易であり、移行期間を短くすることができるとしている。

特開２０１６−１６３２７３号公報 特開２０１６−０７６７８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術における次世代ＴＶパーキングチャンネルでは、次世代放送、即ち４Ｋ或いは８Ｋ放送用の信号であっても、現状の放送と同等かそれ以下の画質に変換されるため、次世代の放送であるにもかかわらず、超高精細な画質で視聴することができないという不都合がある。

また、特許文献２に記載の技術では、視聴者に垂直偏波と水平偏波が受信可能なアンテナを設置させる必要がある。アンテナの設置は、受像器の買い換えのように、機器を買い換えればよいというものではなく、専門の業者に工事を依頼しなければならないため、視聴者にとっては負担が大きい。

本発明は、上記不都合を解消するために、放送者側が新たにチャンネルを増やす必要がなく、視聴者に極力負担をかけない移行を可能とする放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、永続的なマイグレーションが可能な放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置を提供することにある。

本発明の放送用信号の送信方法は、複数の放送チャンネル毎に特定の周波数帯域が割り当てられ、前記複数の放送チャンネルの内の１の放送チャンネルにおいて放送用の信号を送信する方法において、前記１の放送チャンネルに割り当てられた周波数帯域で送信される放送信号を少なくとも２つの出力レベルに分け、第１出力レベルにおいて第１の放送信号を送信し、前記第１出力レベルと分離可能な第２出力レベルであって前記第１の放送信号とは異なる方式の第２の放送信号を送信するものであり、前記第１の放送信号が現行の受像器で受信可能な放送信号であり、前記第１の放送信号が停波となり、次世代の放送信号に切り替わるときは、前記第１の放送信号に前記次世代の放送信号を割り当て、前記第２の放送信号にさらに次世代の放送信号を割り当てることにより、永続的なマイグレーションを可能とする放送用信号の送信方法である。

当該方法によれば、第１の放送信号と第２の放送信号が，特定の周波数帯域で同時に送信されるため、第２の放送信号を送信するために、別個に周波数帯域（チャンネル）を用意する必要がない。ここで、現行とは、本発明の実施時点において、標準の放送方式となっている放送であり、現時点ではＩＳＤＢ−Ｔ方式が該当する。なお、本発明においては、後述するように、第２の放送信号の他に第ｎ（ｎは３以上の整数）の放送信号を含んでいてもよい。

また、第１の放送信号が現行の受像器で受信可能であるため、現行の受像器を所有している視聴者は、新規にアンテナ等を購入することなく放送を視聴することが可能となる。一方で、第２の放送信号も同時に送信されているため、第２の放送信号を受信可能な受像器を所有している視聴者であれば、この第２の放送信号により送信される放送内容を見ることが可能となる。

また、本発明の放送用信号の送信方法においては、前記第１出力レベルが、現行の放送信号の出力レベルと同一或いは高出力であり、且つ、前記第２の放送信号がノイズレベルとなるように、前記第２出力レベルに対して所定の搬送波対ノイズ比を満たす高い出力であることが好ましい。

当該送信方法によれば、第１出力レベルを現行の放送信号と同一或いは高出力としているので、現行の受像器を所有している受信者が、確実に第１の放送信号を受信することができる。なお、搬送波対ノイズ比は、必要に応じてＣ／Ｎと省略する。

また、本発明の放送用信号の送信方法においては、前記第２出力レベルの前記第２の放送信号に加えて、第ｎ（ｎは３以上の整数）出力レベルの第ｎの放送信号を送信するものであり、前記第ｎ出力レベルは、前記第１出力レベル及び前記第２出力レベルと分離可能であることが好ましい。

当該方法によれば、第ｎの放送信号、即ち、第２の放送以降の第３又は第４等の放送信号も同時に送信することが可能となるため、例えば、現行放送に替えて放送される次世代の放送方式が複数ある場合にも対応することが可能となる。

また、本発明の放送用信号の送信方法においては、前記第１の放送信号が停波となり、次世代の放送信号に切り替わるときは、前記第１の放送信号に前記次世代の放送信号を割り当て、前記第２の放送信号にさらに次世代の放送信号を割り当てることにより、永続的なマイグレーションを可能としている。このように、本発明の放送用信号の送信方法によれば、現行の放送信号用の周波数帯を増やすことなく、簡易且つ円滑に永続的マイグレーションを行うことが可能となる。

また、本発明の放送用信号の処理方法は、放送用信号を受信して、表示手段に画像を供給する信号処理方法であって、前記第１の放送信号及び前記第２の放送信号とを受信し、前記表示手段が前記第２の放送信号が表示可能か否かを判定し、前記第２の放送信号が表示可能であれば、前記第２の放送信号を前記表示手段に送信し、前記第２の放送信号が表示不可能であれば、前記第１の放送信号を前記表示手段に送信することを特徴とする。

当該信号の処理方法によれば、第２の放送信号が受信可能であれば、第２の放送信号を表示手段に表示させることができ、表示不可能であれば、第１の放送信号を表示手段に表示させることができる。これにより、第２の放送信号が受信可能になった際に、速やかに第ｎの放送信号を視聴することができる。また、第２の放送信号が受信不可能な間は、第１の放送信号を視聴することができるので、視聴者は確実に放送内容を視聴することができる。

また、本発明の放送用信号の処理方法においては、前記第２の放送信号が表示可能であれば、前記第１の放送信号をキャンセルし、前記第２の放送信号を前記表示手段に送信するが好ましい。また、前記第１の放送信号のキャンセルは、前記第１の放送信号に対して、出力レベルを相殺する信号を合成することで実現可能である。当該信号処理により、確実に第２の放送信号を視聴することが可能となる。

本実施形態の放送用信号の送信装置を含む放送システムの概要を示す説明図。 送信所内の機能的構成を示す説明図。 合成装置によって合成された放送信号の模式図。 ４Ｋ放送対応の受像器の機能的構成を示す説明図。 ２Ｋ放送用受像器の機能的構成を示す説明図。 第２の実施形態の放送システムの概要を示す説明図。 送信所及び中継局からの信号の状態を示す説明図。 第３の実施形態の放送システムの概要を示す説明図。 第３の実施形態における送信所内の機能的構成を示す説明図。 第３の実施形態における合成装置によって合成された放送信号の模式図。 ４Ｋ及び８Ｋ放送対応の受像器の機能的構成を示す説明図。

次に、図１〜図１１を参照して、本発明の実施形態である放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置について説明する。

図１は、本実施形態の放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置を実現する放送システム１の概要を示す説明図である。図１に示すように、テレビ放送用の電波は、送信所２からサービスエリア３に向けて送信される。

本実施形態では、本発明の第１の放送信号として、現行のＩＳＤＢ−Ｔ方式の地上デジタル放送（以下必要に応じて「２Ｋ放送」と省略する。）の信号と、第ｎ（ｎ＝２）の放送信号として、次世代方式のテレビ放送である４Ｋと呼ばれる超高精細な画質を有するテレビ放送（以下必要に応じて「４Ｋ放送」と省略する。）が送信されている。

送信所２においては、図２に示すように、２Ｋ放送の２Ｋ信号処理装置６と、４Ｋ放送の４Ｋ信号処理装置７と、これらの放送信号を合成する合成装置８と、合成装置８で合成された放送信号を送信する送信装置９が設けられている。送信装置９からは、アンテナ１０を介してサービスエリア３に放送用信号が送信される。

図３は、合成装置８によって合成された放送信号の模式図である。図３において、縦軸は信号レベルであり、横軸は周波数又は時間を示している。横軸が周波数の場合、信号の幅は放送チャンネル毎に割り当てられた周波数帯域を示すものとなる。横軸が時間の場合、放送信号が送信装置９によって送信される状態を時系列で示すものとなる。

本実施形態では、図３に示すように、第１の放送信号として、２Ｋ放送信号１１が第１出力レベル（図中「１ｓｔ」）で送信されている。本実施形態において、第１出力レベルは１ＭＷに設定されている。なお、現行のＩＳＤＢ−Ｔ方式の地上デジタル放送は、出力レベルが１０ｋＷであるので、２Ｋ放送信号１１は現行放送の出力レベルに対して２０ｄＢ（デシベル）高い出力となっている。

一方、４Ｋ放送信号１２は、図３に示すように、第１出力レベルよりも低い出力である第２出力レベル（図中「２ｎｄ」）で送信されている。この第２出力レベルは、第１出力レベルよりも所定の搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を満たす低い出力となるように１０ｋＷに設定されている。即ち、本実施形態では、搬送波対ノイズ比を満たすレベル差を２０ｄＢに設定している。

また、図１に示すように、サービスエリア３には、視聴者が所有するテレビジョン受像器が存在する。受像器４ａは２Ｋ放送のみを受信可能な受像器であり、受像器４ｂは２Ｋ放送及び４Ｋ放送を受信可能な受像器である。

次に、図４を参照して、次世代の４Ｋ放送対応の受像器４ｂについて説明する。受像器４ｂは、２Ｋ放送及び４Ｋ放送を受信可能な受像器である。本実施形態のように、既に４Ｋ放送もなされている場合、受像器４ｂ側で４Ｋ放送を選択して後述するディスプレイ１９に映像を映すように設定されている。

図４に示すように、受像器４ｂは、アンテナ１４から送られる信号を復調する高周波復調装置１５と、２Ｋ信号復号装置１６と、信号相殺装置１７と、４Ｋ信号復号装置１８とを備えている。高周波復調装置１５と、２Ｋ信号復号装置１６は、現行の受像器において用いられている装置であるため、詳細な説明は省略する。

４Ｋ信号復号装置１８は、高周波復調装置１５及び信号相殺装置１７から送られる４Ｋ信号をディスプレイ１９に表示可能に復号する装置である。この４Ｋ信号復号装置１８は、本実施形態ではＡＴＳＣ３．０方式を採用しており、変調方式は２５６ＱＡＭ、符号化率は１０／１５となっている。

信号相殺装置１７は、受像器側で４Ｋ放送を選択する設定になっている場合、高周波復調装置１５から送られる信号に対して、２Ｋ信号復号装置１６によって復号された信号の位相を反転させて高周波復調装置１５から出力された信号から２Ｋ放送用の信号を相殺する装置である。

これらの各装置は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置）及び各種画像処理用プロセッサ等の演算装置、メモリ及びハードディスク等の記憶装置、各種インターフェース等のハードウエアとこれらのハードウエアで実行されるソフトウエアを有している。本発明の表示手段であるディスプレイ１９は、液晶パネル等で形成され映像を映し出すディスプレイパネルと、音声を出力するスピーカ（いずれも図示省略）等を有している。

次に、本実施形態における放送システム１における放送用信号の送信方法について説明する。テレビ放送では、公共放送及び民放の各テレビ局が番組製作を行い、その番組及びＣＭ等を放送している。各テレビ局にはそれぞれ放送用電波を送信する際の周波数帯域が設定されている。

各テレビ局で製作された番組は、送信所２において、放送用信号１３として信号処理装置に送られる。本実施形態では、図２に示すように、信号処理装置が２Ｋ信号処理装置６と４Ｋ信号処理装置７の２台の装置から構成されている。

２Ｋ信号処理装置６においては、放送用信号１３が２Ｋ放送用の信号として処理される。この２Ｋ放送信号１１は、図３に示すように、出力レベルを第１出力レベルとしている。一方、４Ｋ信号処理装置７では、放送用信号１３が４Ｋ放送用の信号として処理される。この４Ｋ放送信号１２は、図３に示すように、出力レベルを第２出力レベルとしている。

このように、２Ｋ信号処理装置６及び４Ｋ信号処理装置７において処理された放送用信号は、合成装置８で合成される。具体的には、図３に示すように、各テレビ局に割り当てられた周波数帯域（チャンネル）において、各放送用信号の出力レベルに応じて生成された２Ｋ放送信号１１及び４Ｋ放送信号１２を重畳する。ここで、各放送用信号のスペックは以下の表１の通りとなる。

２Ｋ放送においては、変調方式を６４ＱＡＭとしており、この場合一般的には所要Ｃ／Ｎは２０．１ｄＢであるが、本実施形態では近似値の２０．０ｄＢとしている。４Ｋ放送においては、ここでは例としてＡＴＳＣ３．０方式で変調方式を２５６ＱＡＭとしており、所要Ｃ／Ｎは１７．５ｄＢとなるが、本実施形態では２０．０ｄＢとしている。

合成装置８によって合成された信号は、図２に示すように、送信装置９によって送信所２のアンテナ１０から送信される。図１に示すように、出力レベルの高い第１出力レベルの信号は、サービスエリア３及び図１に点線で示す領域３’まで送信される。一方、現行放送の出力レベルと同一の出力レベルで送信される第２出力レベルの信号は、現行放送と同一のエリアに送信される。

上述のように、放送用信号を出力レベルで分けた上で重畳して送信する方式は、一般にＬＤＭ（Layer Division Multiplexing）方式と呼ばれている。本実施形態では、このＬＤＭ方式を利用して、２Ｋ放送信号１１と４Ｋ放送信号１２を同一の周波数帯域で送信することにより、チャンネル数を増やすことなく現行の放送と次世代の放送を同時に送信している。

次に、受像器４ａ及び４ｂを用いて放送用信号を受信して視聴者が放送内容を視聴する際の作動について図４及び図５を参照して説明する。図５に示すように、受像器４ａは、現時点で標準の放送形態となっている２Ｋ放送のみを受信可能な受像器である。

受像器４ａは、図５に示すように、アンテナ１４と、高周波復調装置１５と、２Ｋ信号復号装置１６と、ディスプレイ１９とを備えている。高周波復調装置１５及び２Ｋ信号復号装置１６は、受像器４ｂと同様に、現状の受像器において用いられている装置であるため、詳細な説明は省略する。

受像器４ａにおいては、送信所２から送信された信号をアンテナ１４で受信すると、高周波復調装置１５によって、受信された信号を２Ｋ信号復号装置１６で復号可能な信号に変換する。

このとき、図３に示すように、高周波復調装置１５で復調された信号には、第１出力レベルの２Ｋ放送信号１１と、第２出力レベルの４Ｋ放送信号１２が含まれている。しかしながら、４Ｋ放送信号１２は、２Ｋ放送信号１１と比較すると、出力レベルで２０ｄＢ以上の差がある。

このため、受像器４ａの２Ｋ信号復号装置１６においては、第２出力レベルの４Ｋ放送信号１２はノイズレベルと判断される。従って、２Ｋ信号復号装置１６においては、高周波復調装置１５から送信されてきた信号には２Ｋ放送信号１１のみがあるものと判断され、２Ｋ放送信号１１のみが復号されてディスプレイ１９に送信される。

このように、現状の２Ｋ放送用信号のみを処理可能な受像器４ａであっても、本実施形態の放送システム１において、現行の放送方法と同様に、継続してテレビ放送を受信することができる。

受像器４ｂは、２Ｋ放送及び４Ｋ放送を受信可能な受像器である。しかしながら、既に４Ｋ放送がいわゆる地上デジタル放送の枠内で送信されている場合、受像器４ｂでは４Ｋ放送を視聴するように設定される。これは、受像器４ｂが自動的に設定してもよく、視聴者が設定できるようにしてもよい。

受像器４ｂにおいては、図４に示すように、送信所２から送信された信号をアンテナ１４で受信すると、高周波復調装置１５により信号が復調される。復調された信号は、２Ｋ信号復号装置１６に送信され、２Ｋ放送信号１１に復号化される。

ここで、受像器４ｂは、４Ｋ放送を視聴するように設定されているため、２Ｋ信号復号装置１６で復号化された信号はディスプレイ１９には送信されず、信号相殺装置１７に送信される。信号相殺装置１７では、２Ｋ信号復号装置１６で復号された２Ｋ放送用信号の位相を反転させ、高周波復調装置１５から出力された信号から２Ｋ放送用の信号を相殺する。

当該処理により、信号相殺装置１７から出力される信号には、４Ｋ放送用信号１３のみが残ることになる。４Ｋ信号復号装置１８は、信号相殺装置１７から出力された信号を受け取り、受け取った信号を表示手段であるディスプレイ１９で表示可能な信号に復号する。これにより、受像器４ｂで４Ｋ放送が視聴可能となる。

ところで、本実施形態の放送システム１の運用下においては、一定期間の運用がなされると、現行の２Ｋ放送から次世代の４Ｋ放送への移行が行われることになる。その際には、第１出力レベルで送信されている信号を、２Ｋ放送信号１１から４Ｋ放送用信号１３に変更する。また、第２出力レベルで送信されている信号については、その時点で次世代の放送方式が決まっていれば、その次世代の放送方式の信号に変更する。

このように、本実施形態の放送用信号の送信方法及び送信装置によれば、従来のように放送用信号の世代交代の度毎にテレビ局数のチャンネルを増加させることなく、次世代の放送方式への移行、即ちマイグレーションが可能となる。また、当該放送システム１によれば、さらに次世代の放送方式に移行する際にも同様の方法で移行が可能であるので、永続的なマイグレーションが実現できる。

また、視聴者は、現行の受像器を使い続ける場合であっても、アンテナの交換等を必要とすることなく、現行の放送が停波となるまでその受像器を使い続けることができる。また、移行期間中に受像器を買い換える際には、アンテナの設定変更等を必要とすることなく、次世代放送対応の受像器を購入すればよいだけので、視聴者に過度の負担を強いることがない。

なお、上記実施形態においては、２Ｋ放送信号１１の第１出力レベルは、現行の地上デジタル放送の出力レベルよりも高い。このため、現行の受像器において受信信号が飽和となる場合があるが、この場合は、受像器側で入力レベルの調節を行うか、受像器の信号入力端子とアンテナ線との間に、信号を減衰させるアダプタ等の機器を介在させてもよい。

また、２Ｋ放送信号１１の電波が、本来送信されるべきエリアであるサービスエリア３を超えて、図１におけるエリア３’まで送信されないように２Ｋ放送信号１１に強い指向性を持たせてもよい。

また、上記実施形態においては、送信所２について、地上波放送局の送信所を例にして説明したが、これに限らず、いわゆるケーブルテレビを利用してもよい。また、送信所２を、インターネット等のネットワークを利用した番組配信技術を用いて実現してもよい。

また、例えば放送用信号を演奏が行われている場所から送信所に送信する際に用いられるＳＴＬ(Studio to Transmitter Link)や、ＦＰＵ(Field Pickup Unit)と呼ばれる無線中継伝送装置において、上記送信方法を用いてもよい。さらに、３．９Ｇや５Ｇと呼ばれる時代通信モバイル伝送路や、ＷｉＦｉ等の無線ＬＡＮの伝送路、さらには４００Ｇｂｐｓ級の次世代光伝送路においても上記送信方法を用いることができる。

次に、本発明の第２の実施形態である放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置を実現する放送システム２１について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第２の実施形態の放送用信号の送信方法、送信用信号の処理方法及び送信装置を実現する放送システム２１の概要を示す説明図である。

図６に示すように、テレビ放送用の電波は、送信所２２からサービスエリア３及び３ａに向けて送信される。本実施形態においても、本発明の第１の放送信号は２Ｋ放送信号１１であり、第２の放送信号は４Ｋ放送信号１２である。

本実施形態において、第１出力レベルは１０ｋＷに設定されている。この第１出力レベルで送信される２Ｋ放送信号１１は、図６において、現行放送のサービスエリアと同じサービスエリア３に送信されている。

一方で、第２出力レベルは０．１ｋＷに設定されている。この第２出力レベルで送信される４Ｋ放送信号１２は、図６に示すように、送信所２２から送信されるサービスエリアが、２Ｋ放送のサービスエリア３よりも狭いサービスエリア３ａとなっている。

また、第２の実施形態では、サービスエリア３とサービスエリア３ａとの格差を解消するために、サービスエリア３の外側に複数の中継局２３ａ〜２３ｈを配置している。各中継局２３ａ〜２３ｈのサービスエリアは、中継局２３ａ〜２３ｈの設置されている位置に応じて、サービスエリア３とサービスエリア３ａとの間のエリアがカバーできるような信号の種類及び出力となるように調整されている。

送信所２２には、図２に示すように、上記実施形態と同様の２Ｋ放送の２Ｋ信号処理装置６と、４Ｋ放送の４Ｋ信号処理装置７と、これらの放送信号を合成する合成装置８と、合成装置８で合成された放送信号を送信する送信装置９と、アンテナ１０とを備えている。また、信号の重畳の状態も、図３に示す模式図と同様となっている。

また、図６に示すように、各サービスエリアには、視聴者が所有するテレビジョン受像器が存在する。中継局２３ｃのエリアに存在する受像器４ａは、２Ｋ放送のみを受信可能な受像器である。中継局２３ｅのエリアに存在する受像器４ｂは、２Ｋ放送及び４Ｋ放送を受信可能な受像器である。

次に、第２の実施形態の放送システム２１における放送用信号の送信方法について説明する。各テレビ局で製作された番組は、図２に示すように、送信所２２において放送用信号１３として信号処理装置に送られる。

２Ｋ信号処理装置６においては放送用信号１３が２Ｋ放送用の信号として処理され、４Ｋ信号処理装置７では放送用信号１３が４Ｋ放送用の信号として処理され、合成装置８で合成される。

合成装置８によって合成された信号は、図２に示すように、送信装置９によって送信所２２のアンテナ１０からサービスエリアに送信される。出力レベルの高い第１出力レベルの信号は、図６に示すように、広域のサービスエリア３まで送信される。一方、出力レベルの低い第２出力レベルの信号は、狭いサービスエリア３ａに送信されるに止まる。

本実施形態においては、中継局２３ａ〜２３ｈによって、サービスエリア３ａの外側のエリアに放送用信号を送信している。中継局２３ａ〜２３ｈにおいては、図７に示すように、各中継局２３ａ〜２３ｈの距離における２Ｋ放送信号１１と４Ｋ放送信号１２との所要Ｃ／Ｎを確保できないため（図中の点線で示す「ＮＧ」）、２Ｋ放送信号１１と４Ｋ放送信号１２の両方の信号の増幅を行っている。中継局２３ａ〜２３ｈでは、このように２Ｋ放送信号１１も増幅を行うことで、サービスエリア内のすべての領域において、２Ｋ放送信号１１と４Ｋ放送信号１２とのＣ／Ｎを２０ｄＢ以上としている。

次に、受像器４ａ，４ｂを用いて放送用信号を受信して視聴者が放送内容を視聴する際の作動について説明する。図５に示すように、受像器４ａは、現時点で標準の放送形態となっている２Ｋ放送のみを受信可能な受像器である。また、図４に示すように、受像器４ｂは、２Ｋ放送に加えて４Ｋ放送も受信可能な受像器である。

受像器４ａは、図６に示すように、サービスエリア３ａの外側で、中継局２３ｃのサービスエリア内のエリアにある。受像器４ａにおいては、中継局２３ｃから送信された信号をアンテナ１４で受信すると、高周波復調装置１５によって、受信された信号を２Ｋ信号復号装置１６で復号可能な信号に変換する。

このとき、図７に示すように、高周波復調装置１５で復調された信号には、第１出力レベルの２Ｋ放送信号１１と、第２出力レベルの４Ｋ放送信号１２が含まれている。しかしながら、４Ｋ放送信号１２は、２Ｋ放送信号１１と比較すると、ノイズレベルと判断される。従って、２Ｋ信号復号装置１６においては、高周波復調装置１５から送信されてきた信号には２Ｋ放送信号１１のみがあるものと判断され、２Ｋ放送信号１１のみが復号されてディスプレイ１９に送信される。

このように、現状の２Ｋ放送用信号のみを処理可能な受像器４ａであっても、本実施形態の放送システム２１において、現行の放送方法と同様に、継続してテレビ放送を受信することができる。

受像器４ｂは、２Ｋ放送及び４Ｋ放送を受信可能な受像器である。受像器４ｂは、図６に示すように、サービスエリア３ａの外側で、中継局２３ｅのサービスエリア内にある。この受像器４ｂにおいては、図４に示すように、送信所２から送信された信号をアンテナ１４で受信すると、高周波復調装置１５により信号が復調され、信号相殺装置１７に送信されて、高周波復調装置１５から出力された信号から２Ｋ放送用の信号が相殺される。また、４Ｋ信号復号装置１８で、信号相殺装置１７から出力された信号をディスプレイ１９で表示可能な信号に復号する。これにより、受像器４ｂで４Ｋ放送が視聴可能となる。

このように、第２の実施形態の放送用信号の送信方法及び送信装置によれば、第１出力レベルを、現行の地上デジタル放送と同一にした場合であっても、次世代の放送方式へのマイグレーションが可能となる。

なお、第２の実施形態においては、中継局２３ａ〜２３ｈについて、地上波放送局の送信所を例にして説明したが、これに限らず、衛星を利用してサービスエリア３及び３ａ間の格差を解消してもよく、いわゆるケーブルテレビを利用した番組配信ネットワークとしてもよい。また、インターネット等のネットワークを利用した番組配信技術を用いて上記送信方法を実現してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態の放送システム３１について、図８〜図１１を参照して説明する。第３の実施形態は、現行の放送としての２Ｋ放送と、次世代の放送としての４Ｋ放送に加えて、さらに８Ｋ放送を同時に送信する放送用信号の送信方法、送信装置及び受信装置である。即ち、本発明における第ｎが第３の場合である。

図８は、第３の実施形態における送信所３２及び中継局３３ａ〜３３ｈを示す概要図である。図８に示すように、テレビ放送用の電波は、送信所３２からサービスエリア３及び３ａに向けて送信される。このサービスエリア３及び３ａは、上記各実施形態と同様の広さとなっている。

各テレビ局で製作された番組は、送信所３２において、放送用信号１３として信号処理装置に送られる。本実施形態では、図８に示すように、信号処理装置が２Ｋ信号処理装置６と４Ｋ信号処理装置７、さらに８Ｋ信号処理装置３４の３台の装置から構成されている。

２Ｋ信号処理装置６及び４Ｋ信号処理装置７は、上記実施形態と同様の構成である。８Ｋ信号処理装置３４は、例えば多重化方式等の次世代の信号処理方式を用いることができる。

第３の実施形態における放送方式と出力レベルを表に表すと以下の通りとなる。本実施形態では、２Ｋ放送信号４１が、第１出力レベル（図１０中「１ｓｔ」）であり、現行の放送レベルよりも２０．０ｄＢ高い１ＭＷに設定されている。また、４Ｋ放送信号４２が、第２出力レベル（図１０中「２ｎｄ」）であり、現行の放送レベルと同じ１０ｋＷに設定されている。さらに、８Ｋ放送信号４３が、第３出力レベル（図１０中「３ｒｄ」）であり、０．１ｋＷに設定されている。

このように、本実施形態では、第１出力レベルの２Ｋ放送信号４１が、現状の２Ｋ放送用信号よりも２０．０ｄＢ出力が高いため、２Ｋ放送信号４１が送信される範囲は、図８において点線で示す範囲のエリア３’となる。

次に、第３の実施形態の受信装置である受像器４ｃについて、図１１を参照して説明する。受像器４ｃにおいて、上記実施形態の受像器４ｂと同様の構成は、上記実施形態と同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

受像器４ｃは、アンテナ１４からの放送用信号を受信する高周波復調装置１５と、２Ｋ信号復号装置１６と、信号相殺装置１７と、４Ｋ信号復号装置１８と、ディスプレイ１９を有している。また、受像器４ｃは、これらの構成に加えて、信号相殺装置３５と、８Ｋ信号復号装置３６とを有している。

受像器４ｃは、図示しない制御装置によって、ディスプレイ１９が２Ｋ放送対応か、４Ｋ放送対応か、８Ｋ放送対応かを識別し、これらの放送のうち、どの放送を受信するか決定する手段を有している。

第３の実施形態の放送システム３１は、上記構成であるので、送信所３２から図８に示す放送用信号４１〜４３が送信されると、２Ｋ放送信号４１は、出力レベルが高いため、図８におけるエリア３’まで送信される。この場合も、サービスエリア３の外側の視聴者の所有する受像器に混信を起こさせないよう対処する。

第３の実施形態によれば、現行の２Ｋ放送信号４１の他に、４Ｋ放送信号４２及び８Ｋ放送信号４３も送信されている。従って、視聴者は、放送システム３１に対応した４Ｋ放送信号４２又は８Ｋ放送信号４３を受信可能な受像器を購入すれば、直ちに次世代の放送を視聴することができる。

ここで、受像器４ｃが８Ｋ放送信号４３を受信する場合について説明する。高周波復調装置１５によって、放送用信号が受信されると、受像器４ｃは、２Ｋ信号復号装置１６によって復号された放送用信号を用いて、信号相殺装置１７によって２Ｋ放送信号をキャンセルする。次に、４Ｋ信号復号装置１８によって復号された放送用信号を用いて、信号相殺装置３５によって４Ｋ放送信号をキャンセルする。

当該信号処理により、信号相殺装置３５から送信される信号には、８Ｋ放送信号４３のみが残っている。受像器４ｃは、当該信号について、８Ｋ信号復号装置３６を用いて８Ｋ放送信号４３を復号し、ディスプレイ１９に表示させる。上記一連の作動により、受像器４ｃで次世代放送である８Ｋ放送を視聴することができる。

なお、上記各実施形態においては、所定のＣ／Ｎを２０ｄＢに設定したが、これに限らず、重畳された信号を分離できるのであれば、他の値としてもよい。また、出力レベルについては、上記実施形態では第１出力レベルを１ＭＷ、第２出力レベルを１０ｋＷ等としているが、第１出力レベルを１００ｋＷ、第２出力レベルを１ｋＷにする等、任意の出力とすることができる。

また、上記各実施形態において、信号相殺手段として信号相殺装置１７を例に挙げて説明したが、信号相殺手段としては、これに限らず、例えば２Ｋ放送信号１１に含まれるコードから、第１出力レベルの信号が２Ｋ放送信号１１であることを認識し、第１出力レベルにある信号を消去するようにしてもよい。また、上記実施形態では、受像器内に信号相殺装置１７等の装置を内蔵している例について説明したが、これに限らず、信号相殺装置１７等を有するチューナーという形式でもよい。

１，２１，３１…放送システム、２，２２，３２…送信所、３，３ａ…サービスエリア、２３ａ〜２３ｈ，３３ａ〜３３ｈ…中継局、６…２Ｋ信号処理装置、７…４Ｋ信号処理装置、８…合成装置、９…送信装置、１０…アンテナ、１１…２Ｋ放送信号、１２…４Ｋ放送信号、１３…放送用信号、４ａ〜４ｃ…受像器、１４…アンテナ、１５…高周波復調装置、１６…２Ｋ信号復号装置、１７，３５…信号相殺装置、１８…４Ｋ信号復号装置、１９…ディスプレイ、３６…８Ｋ信号復号装置。

Claims (6)

1. 複数の放送チャンネル毎に特定の周波数帯域が割り当てられ、前記複数の放送チャンネルの内の１の放送チャンネルにおいて放送用の信号を送信する方法において、
   前記１の放送チャンネルに割り当てられた周波数帯域で送信される放送信号を少なくとも２つの出力レベルに分け、
   第１出力レベルにおいて第１の放送信号を送信し、前記第１出力レベルと分離可能な第２出力レベルであって前記第１の放送信号とは異なる方式の第２の放送信号を送信するものであり、
   前記第１の放送信号が現行の受像器で受信可能な放送信号であり、
   前記第１の放送信号が停波となり、次世代の放送信号に切り替わるときは、前記第１の放送信号に前記次世代の放送信号を割り当て、前記第２の放送信号にさらに次世代の放送信号を割り当てることにより、永続的なマイグレーションを可能とする放送用信号の送信方法。
2. 請求項１に記載の放送用信号の送信方法であって、
   前記第１出力レベルが、現行の放送信号の出力レベルと同一或いは高出力であり、且つ、前記第２の放送信号がノイズレベルとなるように、前記第２出力レベルに対して所定の搬送波対ノイズ比を満たす高い出力であることを特徴とする放送用信号の送信方法。
3. 請求項１又は２に記載の放送用信号の送信方法であって、
   前記第２出力レベルの前記第２の放送信号に加えて、第ｎ（ｎは３以上の整数）出力レベルの第ｎの放送信号を送信するものであり、
   前記第ｎ出力レベルは、前記第１出力レベル及び前記第２出力レベルと分離可能であることを特徴とする放送用信号の送信方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の送信方法で送信された放送用信号を受信して、表示手段に画像を供給する信号処理方法であって、
   前記第１の放送信号及び前記第２の放送信号とを受信し、
   前記表示手段が前記第２の放送信号が表示可能か否かを判定し、前記第２の放送信号が表示可能であれば、前記第２の放送信号を前記表示手段に送信し、前記第２の放送信号が表示不可能であれば、前記第１の放送信号を前記表示手段に送信することを特徴とする放送用信号の処理方法。
5. 請求項４に記載の信号処理方法であって、
   前記第２の放送信号が表示可能であれば、前記第１の放送信号をキャンセルし、前記第２の放送信号を前記表示手段に送信することを特徴とする放送用信号の処理方法。
6. 請求項５に記載の信号処理方法であって、
   前記第１の放送信号のキャンセルは、前記第１の放送信号に対して、出力レベルを相殺する信号を合成することを特徴とする放送用信号の処理方法。

Images