JP7228481B2 - デジタル放送送信装置及びデジタル放送送信システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、デジタル放送送信装置及びデジタル放送送信システムに関する。

次世代地上波デジタル放送用送信設備では、偏波ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）による大容量伝送技術を用いることが検討されている。
偏波ＭＩＭＯとは，水平（Ｈ）と垂直（Ｖ）の両方の偏波を同時に利用し，それぞれの偏波で異なる信号を伝送することにより，伝送できる情報量を２倍とする技術である。

偏波ＭＩＭＯを用いた地上デジタル放送用送信設備においては、変調器から出力された水平偏波（以下、Ｈ偏波）及び垂直偏波（以下、Ｖ偏波）の中間周波数信号（以下、ＩＦ［Intermediate Frequency］信号）が出力される。
Ｈ偏波のＩＦ信号は、Ｈ偏波送信用の送信機に入力され、Ｖ偏波のＩＦ信号は、Ｖ偏波送信用の送信機に入力される。

そして、Ｈ偏波送信用の送信機は、Ｈ偏波のＩＦ信号を高周波信号（以下、ＲＦ［Radio Frequency］信号に変換して、複数の並列接続された電力増幅器（ＰＡ：preamp）により増幅し、合成器により複数の電力増幅器の出力を合成してＨ偏波用のアンテナから送出する。

同様にＶ偏波送信用の送信機は、Ｖ偏波のＩＦ信号をＲＦ信号に変換して、複数の並列接続された電力増幅器により増幅し、合成器により複数の電力増幅器の出力を合成してＶ偏波用のアンテナから送出する。

特開昭５９－１６９２２７号公報 特開２００２－１９８８３１号公報 特開２０１４－１７９７９０号公報

ところで、ＭＩＭＯ偏波の受信側を考慮した場合、Ｈ偏波とＶ偏波の受信レベルが異なった場合、受信側で正しく信号を受信できないという問題が発生する。

つまり、送信側からこの問題を考えた場合、送信機に実装された電力増幅器が一台故障した場合、放送エリアが狭まるのに加えて、Ｈ偏波とＶ偏波の送信レベルが異なってしまうこととなるため、受信側では正しく信号を受信できない状態となるということである。
そこで、地上デジタル放送用送信設備において、系統の冗長化を検討することが必要となる。

単純には、Ｈ偏波送信用の送信機及びＶ偏波送信用の送信機をそれぞれ１台ずつ備えた地上デジタル放送用送信設備においては、Ｈ偏波送信用の送信機及びＶ偏波送信用にそれぞれ冗長用の送信機を設けることが考えられる。

したがって、送信機の４台並列システムを構成することとなり、冗長化前と比較して、
装置コストが高くなってしまうとともに、装置の設置面積も増大してしまうと言う問題点があった。

そこで、本実施形態の目的は、信頼性を確保しつつ、装置コスト及び設置面積の増加を抑制することが可能なデジタル放送送信装置及びデジタル放送送信システムを提供することにある。

実施形態のデジタル放送送信装置は、偏波ＭＩＭＯを用いてデジタル放送を行うデジタル放送送信装置であって、水平偏波を用いて送信を行う第１送信機と、垂直偏波を用いて送信を行う第２送信機と、水平偏波あるいは垂直偏波を用いて送信を行う第３送信機と、切替制御信号に基づいて、第１送信機を水平偏波送信用アンテナに接続可能であり、第２送信機を垂直偏波送信用アンテナに接続可能であり、第３送信機を水平偏波送信用アンテナあるいは垂直偏波送信用アンテナに接続可能な接続切替装置と、第１送信機あるいは第２送信機のいずれかを対象として当該対象となる送信機に代えて第３送信機を用いることが必要となった場合に、切替制御信号により接続切替装置を制御して、第３送信機を水平偏波送信用アンテナあるいは垂直偏波送信用アンテナのうち、対象の送信機が接続されていた送信用アンテナに接続して、対象の送信機と同じ偏波を用いて動作させる制御部と、を備え、第１送信機は、垂直偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成され、第２送信機は、水平偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成されており、接続切替装置は、切替制御信号に基づいて、第１送信機及び第２送信機を水平偏波送信用アンテナ及び垂直偏波送信用アンテナに排他的に接続可能とされており、第１送信機、第２送信機及び第３送信機のうち、何れか一つの送信機を水平偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか他の一つの送信機を垂直偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか残りの一つの送信機を冗長用の送信機として機能させる。

図１は、第１実施形態のデジタル放送送信システムの概要構成ブロック図である。 図２は、送信機であるＨ偏波送信機の概要構成ブロック図である。 図３は、第２実施形態のデジタル放送送信システムの概要構成ブロック図である。

［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態のデジタル放送送信システムの概要構成ブロック図である。
図１中においては、送信機をＴＸと表記する。
デジタル放送送信システム１０は、変調器１１、中間周波数（ＩＦ）切替器１２、Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４、Ｖ偏波送信機１５、切替器１６、アンテナ１７、ダミー負荷１８、切替器１９、アンテナ２０及びコントローラ２１を備えている。

変調器１１は、図示しない音声信号及び映像信号を所定のキャリア信号で変調してＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩ及びＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩとして、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩをＨ偏波送信機１３及び中間周波数（ＩＦ）切替器１２に出力する。また変調器１１は、ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩを中間周波数（ＩＦ）切替器１２及びＶ偏波送信機１５に出力する。

中間周波数（ＩＦ）切替器１２は、切替制御信号ＣＳＷ１に基づいて、入力されたＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩあるいはＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩのいずれか一方をＨ／Ｖ偏波共用送信機１４に出力する。
Ｈ偏波送信機１３は、入力されたＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩを増幅して増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩとして切替器１９に出力する。

Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４は、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩが入力された場合には、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩを増幅して増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩとして切替器１９に出力する。また、ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩが入力された場合には、ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩを増幅して増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩとして切替器１９に出力する。

Ｖ偏波送信機１５は、入力されたＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩを増幅して増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩとして切替器１６に出力する。
切替器１６は、切替制御信号ＣＳＷ２に基づいて、Ｖ偏波送信機１５の出力した増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩあるいは切替器１９の出力のいずれか一方をＶ偏波送信用のアンテナ１７に出力して送信し、あるいは、ダミー負荷１８に出力する。

切替器１９は、切替制御信号ＣＳＷ３に基づいて、Ｈ偏波送信機１３が出力した増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩ、あるいは、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４が出力した増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩ及び増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩのうちいずれか一方を、切替器１６あるいはＨ偏波送信用のアンテナ２０に出力する。

コントローラ２１は、中間周波数（ＩＦ）切替器１２、Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４、Ｖ偏波送信機１５、切替器１６及び切替器１９を制御する。
具体的には、コントローラ２１は、Ｈ偏波送信機１３の出力である増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩに対応する検知信号ＳＤ３に基づいてＨ偏波送信機１３の動作状態を監視するとともに、制御信号ＣＣ１を出力してＨ偏波送信機１３を制御する。

また、コントローラ２１は、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の出力である増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩあるいは増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩに対応する検知信号ＳＤ２に基づいてＨ／Ｖ偏波共用送信機１４の動作状態を監視するとともに、制御信号ＣＣ２を出力してＨ／Ｖ偏波共用送信機１４を制御する。

また、コントローラ２１は、Ｖ偏波送信機１５の出力である増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩに対応する検知信号ＳＤ１に基づいてＶ偏波送信機１５の動作状態を監視するとともに、制御信号ＣＣ３を出力してＶ偏波送信機１５を制御する。

さらにコントローラ２１は、Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４及びＶ偏波送信機１５の動作状態あるいは所定の制御手順に基づいて、切替制御信号ＣＳＷ１～ＣＳＷ３を用いて、中間周波数（ＩＦ）切替器１２、切替器１６及び切替器１９を制御する。

ここで、Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４及びＶ偏波送信機１５の詳細構成について説明する。
Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４及びＶ偏波送信機１５は、送信機としては同様の構成であるので、ここでは、Ｈ偏波送信機１３を例として説明する。

図２は、送信機であるＨ偏波送信機の概要構成ブロック図である。
Ｈ偏波送信機１３は、大別すると、励振器３１、分配器３２、ｎ個（ｎは、２以上の整数）の並列接続された電力増幅器（図２中、ＰＡと表記）３３－１～３３－ｎ、合成器３４及びフィルタ３５を備えている。以下の説明においては、電力増幅器３３－１～３３－ｎを識別する必要がない場合には、電力増幅器３３と表記するものとする。

励振器３１は、制御信号ＣＣ１に基づくコントローラ２１の制御下で、入力されたＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩを中間周波（ＩＦ）信号から高周波（ＲＦ）に周波数変換する。
分配器３２は、入力された高周波（ＲＦ）信号をｎ個に分配して、電力増幅器３３－１～３３－ｎにそれぞれ出力する。このとき、コントローラ２１は、制御信号ＣＣ１を出力して、電力増幅器３３－１～３３－ｎのうち所望の増幅率に相当するｍ個（ｍ：１～ｎ）の電力増幅器３３を動作状態（増幅状態）として増幅動作を行わせ、それらの出力信号を合成器３４に出力させる。

合成器３４は、動作状態にあるｍ個の電力増幅器３３の出力を合成して、フィルタ３５に出力する。
フィルタ３５は、入力された高周波（ＲＦ）信号のフィルタリングを行って高周波（ＲＦ）信号［Ｈ偏波］ＡＳＨＩとして切替器１９に出力する。

切替器１６及び切替器１９は、無停波切替器あるいは同軸切替器（停波切替）として構成可能であるが、ここでは、無停波切替器として構成する場合の動作について説明する。
切替器１６は、Ｖ偏波送信機１５が接続された第１入力端子Ｔｉ１と、切替器１９の第１出力端子Ｔｏ１１が接続された第２入力端子Ｔｉ２と、アンテナ（Ｖ偏波）１７側に接続された第１出力端子Ｔｏ１及びダミー負荷１８側に接続された第２出力端子Ｔｏ２を備え、コントローラ２１からの切替制御信号ＣＳＷ２により切替がなされる。

切替器１９は、大別すると、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４が接続された第１入力端子Ｔｉ１１と、Ｈ偏波送信機１３が接続された第２入力端子Ｔｉ１２と、切替器１６の第２入力端子Ｔｉ２に接続された第１出力端子Ｔｏ１１及びアンテナ（Ｈ偏波）２０側に接続された第２出力端子Ｔｏ１２を備え、コントローラ２１からの切替制御信号ＣＳＷ３により切替がなされる。

切替器１６及び切替器１９の動作については同様であるが、ここでは、理解の容易のため、まず切替器１９を無停波切替器として構成する場合を例として動作例を説明する。
まず、コントローラ２１は、Ｈ偏波送信機１３の出力である増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩに対応する検知信号ＳＤ３に基づいて、増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩの位相を検出する。

これと並行してコントローラ２１は、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の出力である増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩに対応する検知信号ＳＤ２に基づいて、増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩの位相を検出する。

続いて、コントローラ２１は、増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩの位相と、増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩの位相と、の位相差を検出する。

そしてコントローラ２１は、得られた位相差に基づいて、Ｈ偏波送信機１３の励振器３１に制御信号ＣＣ１を出力して位相制御を行い、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の励振器３１に制御信号ＣＣ２を出力して位相制御を行い、位相を合わせる。

その後、位相が一致すると、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ３により切替を行う。
このように制御を行うことで、Ｈ偏波送信機１３とＨ／Ｖ偏波共用送信機１４とを無停波で切り替える事が可能となる。
以上の説明は、切替器１９の場合を例として説明したが、切替器１６の場合には、切替器１９における検知信号ＳＤ２及び検知信号ＳＤ３に代えて、切替器１９の第１出力端子Ｔｏ１１の出力信号（Ｈ偏波送信機１３あるいはＨ／Ｖ偏波共用送信機１４の出力信号）に対応する検知信号及びＶ偏波送信機１５の出力である増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩに対応する検知信号ＳＤ１に基づいてコントローラ２１が制御を行うことで、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４とＶ偏波送信機１５とを無停波で切り替える事が可能となる。

次にデジタル放送送信システム１０の動作を説明する。
以下の説明においては、通常時には、Ｈ偏波送信機１３及びＶ偏波送信機１５を用い、Ｈ偏波送信機１３あるいはＶ偏波送信機１５のいずれか一方のメンテナンス時あるいは故障時にＨ／Ｖ偏波共用送信機１４を用いる場合を例として説明するが、これに限られるものではない。

［１．１］通常時の動作
通常時においては、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ２により、切替器１６の入力をＶ偏波送信機１５側とし、出力をアンテナ１７側とする。

同様に、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ３により、切替器１９の入力をＨ偏波送信機１３側とし、出力をアンテナ２０側とする。

このとき変調器１１は、図示しない音声信号及び映像信号を所定のキャリア信号で変調してＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩ及びＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩを生成し、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩをＨ偏波送信機１３に出力し、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩ及びＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩをＩＦ切替器１２に出力し、ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩをＶ偏波送信機１５に出力する。

Ｈ偏波送信機１３の分配器３２は、入力されたＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩをｎ個に分配して、Ｈ偏波送信機１３の電力増幅器３３－１～３３－ｎにそれぞれ出力する。

これにより電力増幅器３３－１～３３－ｎのうち、コントローラ２１が出力した制御信号ＣＣ１に基づいて動作対象とされたｍ個の電力増幅器３３は、増幅動作を行い、出力信号をそれぞれ合成器３４に出力する。
合成器３４は、動作状態にあるｍ個の電力増幅器３３の出力を合成して、増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩとして切替器１９の第２入力端子Ｔｉ１２に出力する。

このとき、切替器１９は、Ｈ偏波送信機１３の合成器３４の出力を第２出力端子Ｔｏ１２、すなわち、アンテナ２０側に接続する。

これにより、切替器１９は、Ｈ偏波送信機１３から入力された増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩをアンテナ２０から送出させ、アンテナ２０からは、Ｈ偏波の送信信号が放送電波として送出される。

一方、Ｖ偏波送信機１５の分配器３２は、入力されたＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩをｎ個に分配して、Ｖ偏波送信機１５の電力増幅器３３－１～３３－ｎにそれぞれ出力する。
これにより電力増幅器３３－１～３３－ｎのうち、コントローラ２１が出力した制御信号ＣＣ３に基づいて動作対象とされたｍ個の電力増幅器３３は、増幅動作を行い、出力信号をそれぞれ合成器３４に出力する。

合成器３４は、動作状態にあるｍ個の電力増幅器３３の出力を合成して、増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩとして切替器１６の第１入力端子Ｔｉ１に出力する。

このとき、切替器１６の出力切替器４３は、Ｖ偏波送信機１５の合成器３４の出力を第１出力端子Ｔｏ１、すなわち、アンテナ１７側に接続する。

これにより、切替器１６は、Ｖ偏波送信機１５から入力された増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩをアンテナ１７から送出させ、アンテナ１７からは、Ｖ偏波の送信信号が放送電波として送出される。

［１．２］送信機故障時の動作
次にＨ偏波送信機１３あるいはＶ偏波送信機１５のいずれかが故障した場合の動作について説明する。

Ｈ偏波送信機１３あるいはＶ偏波送信機１５のいずれかが故障した場合には、当該故障した送信機に代えて、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４を用い、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４を故障した送信機が接続されていたアンテナに接続するだけで、基本的には同様であるので、以下の説明においては、Ｖ偏波送信機１５が故障した場合を例として説明する。

コントローラ２１は、Ｖ偏波送信機１５が故障したことを検出した場合においては、切替制御信号ＣＳＷ２により、切替器１６の第１入力端子Ｔｉ１側を遮断し、第２入力端子Ｔｉ２側を第１出力端子Ｔｏ１に接続する。
同様に、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ３により、切替器１９を制御し、第１入力端子Ｔｉ１１側を第１出力端子Ｔｏ１１側に接続する。

このとき変調器１１は、図示しない音声信号及び映像信号を所定のキャリア信号で変調してＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩ及びＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩを生成し、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩをＨ偏波送信機１３に出力し、ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩ及びＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩをＩＦ切替器１２に出力している。

そこで、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ１により、出力をＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩ側に切り替える。
この結果、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４には、ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩが入力されることとなる。

Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の分配器３２は、入力されたＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩをｎ個に分配して、電力増幅器３３－１～３３－ｎにそれぞれ出力する。

これにより電力増幅器３３－１～３３－ｎのうち、コントローラ２１が出力した制御信号ＣＣ１に基づいて動作対象とされたｍ個の電力増幅器３３は、増幅動作を行い、出力信号をそれぞれ合成器３４に出力する。

Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の合成器３４は、動作状態にあるｍ個の電力増幅器３３の出力を合成して、増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩとして切替器１９の第１入力端子Ｔｉ１１に出力する。

このとき、切替器１９は、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の合成器３４の出力を第１出力端子Ｔｏ１１、すなわち、切替器１６側に接続する。
すなわち、切替器１９は、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の合成器３４の出力である増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩを切替器１６に送出させる。

このとき、切替器１６は、切替器１９の出力を第１出力端子Ｔｏ１、すなわち、アンテナ１７側に接続し、アンテナ１７からは、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４の合成器３４の出力に対応するＶ偏波の送信信号が放送電波として送出される。

これらの結果、アンテナ２０からは、正常に動作しているＨ偏波送信機１３から出力された増幅ＩＦ信号（Ｈ偏波）ＡＳＨＩに対応する偏波の送信信号が放送電波として送出され、アンテナ１７からは、故障したＶ偏波送信機１５に代わって動作しているＨ／Ｖ偏波共用送信機１４から出力された増幅ＩＦ信号（Ｖ偏波）ＡＳＶＩに対応する偏波の送信信号が放送電波として送出されることとなり、デジタル放送送信システム１０は、正常な動作を継続することが可能となる。

［１．３］送信機メンテナンス時の動作
送信機メンテナンス時には、メンテナンス対象の送信機（Ｈ偏波送信機１３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４あるいはＶ偏波送信機１５のいずれか）を切替器１６及び切替器１９のうち必要な切替器を介して当該メンテナンス対象の送信機をダミー負荷１８に接続して、メンテナンスを行うことが可能である。

［１．４］第１実施形態の効果
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、Ｈ偏波及びＶ偏波のいずれも送信可能なＨ／Ｖ偏波共用送信機１４を冗長構成として追加し、Ｈ偏波送信機１３あるいはＶ偏波送信機１５が故障した場合には、当該故障した送信機に代えてＨ／Ｖ偏波共用送信機１４を対応するアンテナに接続して動作させることにより、装置コスト及び装置設置面積の増大を抑制しつつ、故障した送信機による送信中断等の影響を低減することが可能となる。

［２］第２実施形態
図３は、第２実施形態のデジタル放送送信システムの概要構成ブロック図である。
図３において、図１と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
デジタル放送送信システム１０Ａは、大別すると、変調器１１、ＩＦ切替器１２と同様の機能を有するＩＦ切替器５１～５３、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４と同様の機能を有する送信機５４～５６、切替器５７、５８、６０、ダミー負荷５９、アンテナ１７及びアンテナ２０を備えている。

上記構成において、切替器５７及び切替器６０は、第１実施形態の切替器１９と同様の構成であり、切替器５８は、第１実施形態の切替器１６と同様の構成である。
本第２実施形態のデジタル放送システム１０Ａの詳細動作は、第１実施形態と同様であるので、理解の容易のため、概要動作を説明する。

本第２実施形態においては、第１実施形態と異なり、送信機５４～５６は、Ｈ／Ｖ偏波共用送信機１４と同様の動作を行えるので、いずれもＨ偏波送信機あるいはＶ偏波送信機として動作可能である。

従って、通常使用時には、以下の様な組合せで使用が可能である。
（１）送信機５４をＨ偏波送信機として機能させ、送信機５５をＶ偏波送信機として機能させ、送信機５６を冗長用の送信機送信機として機能させる組合せ。
（２）送信機５４をＶ偏波送信機として機能させ、送信機５５をＨ偏波送信機として機能させ、送信機５６を冗長用の送信機として機能させる組合せ。
（３）送信機５４をＨ偏波送信機として機能させ、送信機５５を冗長用の送信機として機能させ、送信機５６をＶ偏波送信機として機能させる組合せ。
（４）送信機５４をＶ偏波送信機として機能させ、送信機５５を冗長用の送信機として機能させ、送信機５６をＨ偏波送信機として機能させる組合せ。
（５）送信機５４を冗長用の送信機として機能させ、送信機５５をＨ偏波送信機として機能させ、送信機５６をＶ偏波送信機として機能させる組合せ。
（６）送信機５４を冗長用の送信機として機能させ、送信機５５をＶ偏波送信機として機能させ、送信機５６をＨ偏波送信機として機能させる組合せ。

例えば、（１）の組合せで用いる場合には、コントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ１１によりＩＦ切替器５１の出力をＩＦ信号（Ｈ偏波）ＳＨＩとし、切替制御信号ＣＳＷ１２によりＩＦ切替器５２の出力をＩＦ信号（Ｖ偏波）ＳＶＩとし、切替制御信号ＣＳＷ１４により切替器５７において送信機５４を切替器６０側に接続し、送信機５５を切替器５８側に接続する。

さらにコントローラ２１は、切替制御信号ＣＳＷ１５により切替器５８の切替器５７側を切替器６０側に接続し、切替制御信号ＣＳＷ１６により切替器６０の切替器５７側をアンテナ２０側に接続し、切替器５８側をアンテナ１７側に接続する。
（２）～（６）の場合も同様である。

また、故障時には、故障した送信機に代えて、冗長用の送信機を故障した送信機が接続されていたアンテナに接続すればよい。
さらにメンテナンス時には、メンテナンス対象の送信機に代えて、冗長用の送信機を故障した送信機が接続されていたアンテナに接続し、メンテナンス対象の送信機を切替器５８を介してダミー負荷５９に接続するようにすればよい。

上記構成において、デジタル放送送信システム１０Ａの長期運用の観点からは、送信機５４～５６の稼働率を同じにするため、冗長用の送信機を固定せず、所定の周期あるいいは設置後の稼働時間に応じて交代させるようにするのが好ましい。

［２．１］第２実施形態の効果
以上の説明のように、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果と同様の効果に加えて、デジタル放送送信システムの長期運用を図ることが可能となる。

［３］実施形態の変形例
以上の説明においては、変調器１１については、冗長化構成の対象としていなかったが、変調器１１についても冗長化構成を採ることが可能である。
このような構成を採ることにより、より一層の信頼性の向上が図れる。

本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１は、送信機の監視及び制御の信頼性を高めるためにＰＬＤ（Programmable Logic Device）や、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の高信頼性の装置を用いている。

しかしながら、信頼性が確保できるのであれば、本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１として、ＭＰＵ等の制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成を用いるように構成することも可能である。

本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、メモリカード等の半導体記憶装置、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態のデジタル放送送信システムのコントローラ２１のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ デジタル放送送信システム
１１ 変調器
１２ 中間周波数（ＩＦ）切替器（接続切替装置）
１３ Ｈ偏波送信機（第１送信機）
１４ Ｈ／Ｖ偏波共用送信機（第３送信機）
１５ Ｖ偏波送信機（第２送信機）
１６ 切替器（接続切替装置）
１７ アンテナ（垂直偏波送信用アンテナ）
１８ ダミー負荷
１９ 切替器（接続切替装置）
２０ アンテナ（水平偏波送信用アンテナ）
２１ コントローラ（制御部）
３１ 励振器
３２ 分配器
３３－１～３３－ｎ 電力増幅器
３４ 合成器
３５ フィルタ
５１～５３ 中間周波数（ＩＦ）切替器（接続切替装置）
５４ 送信機（第１送信機～第３送信機）
５５ 送信機（第１送信機～第３送信機）
５６ 送信機（第１送信機～第３送信機）
５７、５８、６０ 切替器（接続切替装置）
５９ ダミー負荷

Claims (5)

1. 偏波ＭＩＭＯを用いてデジタル放送を行うデジタル放送送信装置であって、
   水平偏波を用いて送信を行う第１送信機と、
   垂直偏波を用いて送信を行う第２送信機と、
   水平偏波あるいは垂直偏波を用いて送信を行う第３送信機と、
   切替制御信号に基づいて、前記第１送信機を水平偏波送信用アンテナに接続可能であり、前記第２送信機を垂直偏波送信用アンテナに接続可能であり、前記第３送信機を前記水平偏波送信用アンテナあるいは前記垂直偏波送信用アンテナに接続可能な接続切替装置と、
   前記第１送信機あるいは前記第２送信機のいずれかを対象として当該対象となる送信機に代えて前記第３送信機を用いることが必要となった場合に、前記切替制御信号により前記接続切替装置を制御して、前記第３送信機を前記水平偏波送信用アンテナあるいは前記垂直偏波送信用アンテナのうち、前記対象の送信機が接続されていた送信用アンテナに接続して、前記対象の送信機と同じ偏波を用いて動作させる制御部と、を備え、
   前記第１送信機は、垂直偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成され、
   前記第２送信機は、水平偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成されており、
   前記接続切替装置は、切替制御信号に基づいて、前記第１送信機及び前記第２送信機を前記水平偏波送信用アンテナ及び前記垂直偏波送信用アンテナに排他的に接続可能とされており、
   前記第１送信機、前記第２送信機及び前記第３送信機のうち、何れか一つの送信機を前記水平偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか他の一つの送信機を前記垂直偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか残りの一つの送信機を冗長用の送信機として機能させる、
   デジタル放送送信装置。
2. 前記第１送信機あるいは前記第２送信機のいずれかを対象として当該対象となる送信機に代えて前記第３送信機を用いることが必要となった場合とは、当該対象となる送信機が故障した場合あるいは当該対象となる送信機のメンテナンスが必要な場合である、
   請求項１に記載のデジタル放送送信装置。
3. 前記第１送信機、前記第２送信機及び前記第３送信機は、入力された中間周波数偏波信号の周波数を高周波に周波数変換して出力する励振器と、
   前記励振器の出力信号をｎ個に分配する分配器と、
   前記分配された前記周波数変換された中間周波数偏波信号がそれぞれ入力され、電力増幅を行って出力するｎ個の電力増幅器と、
   前記ｎ個の電力増幅器の出力を合成する合成器と、
   を備えた請求項１又は請求項２に記載のデジタル放送送信装置。
4. 水平偏波を用いて送信を行う第１送信機と、垂直偏波を用いて送信を行う第２送信機と、水平偏波あるいは垂直偏波を用いて送信を行う第３送信機と、切替制御信号に基づいて、前記第１送信機を水平偏波送信用アンテナに接続可能であり、前記第２送信機を垂直偏波送信用アンテナに接続可能であり、前記第３送信機を前記水平偏波送信用アンテナあるいは前記垂直偏波送信用アンテナに接続可能な接続切替装置と、前記第１送信機あるいは前記第２送信機のいずれかを対象として当該対象となる送信機に代えて前記第３送信機を用いることが必要となった場合に、前記切替制御信号により前記接続切替装置を制御して、前記第３送信機を前記水平偏波送信用アンテナあるいは前記垂直偏波送信用アンテナのうち、前記対象の送信機が接続されていた送信用アンテナに接続して、前記対象の送信機と同じ偏波を用いて動作させる制御部と、を備えたデジタル放送送信装置と、
   放送対象の信号に基づいて変調を行い、中間周波数水平偏波信号を生成して前記水平偏波を用いて送信を行う送信機に出力し、中間周波数垂直偏波信号を生成して前記垂直偏波を用いて送信を行う送信機に出力する変調器と、を備え、
   前記第１送信機は、垂直偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成され、
   前記第２送信機は、水平偏波を用いて送信を行うことも可能な送信機として構成されており、
   前記第１送信機、前記第２送信機及び前記第３送信機のうち、何れか一つの送信機を前記水平偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか他の一つの送信機を前記垂直偏波を用いて送信を行う送信機として機能させ、何れか残りの一つの送信機を冗長用の送信機として機能させる、
   デジタル放送送信システム。
5. 前記変調器を複数備え、いずれか一の変調器により前記中間周波数水平偏波信号及び前記中間周波数垂直偏波信号を出力し、他の変調器を冗長用の変調器として用いる、
   請求項４に記載のデジタル放送送信システム。

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