JPH11177951A - 双方向伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの伝送帯域のみを用いて双方向に動画像
を伝送できる双方向伝送装置を提供する。 【解決手段】 移動局と基地局で交互に送信と受信を切
り換えて１つの帯域を用い動画像を双方向に伝送する双
方向伝送装置において、連続的に入力される動画像の情
報符号を一旦記憶しておくバッファメモリと、該バッフ
ァメモリに情報符号を連続的に入力し、送信タイミング
に合わせて間欠的に読み出すように送受信のタイミング
を制御する制御手段を設けることにより、送信時間と受
信時間を複数の時間比率に切り換えることができるた
め、１つの伝送帯域のみを用いて双方向に動画像を伝送
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像あるいは準
動画像(以下、単に動画像と記す)の情報符号を、１つの
伝送帯を用いて時間的に交互に送信と受信を切り換えて
双方向に伝送する双方向伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像信号の地上伝送用として、ＦＭ方
式のアナログＦＰＵ(Field Pick Up）通信装置(以下、
通信装置と略す)が広く普及している。ところで、ＦＰ
Ｕなどの移動無線あるいは半固定無線の用途では、カメ
ラ等が設定されている移動局から放送センタ等の基地局
に伝送する主信号の動画像が、正しく伝送されているか
どうかを確認するため、基地局で受信した動画像を再び
移動局に返送するためのリターン信号の要求が強く、実
際に、双方向に動画像を伝送できるＦＰＵが製作され利
用されている。この双方向伝送装置は、図７に示す様に
主信号を伝送する伝送帯域１に対して周波数が充分離れ
た第２の伝送帯域２を用意し、この第２の伝送帯域２を
利用して、リターン信号を移動局側に送り返すものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＦＰＵのよ
うな無線装置ではマルチパスフェージングによる劣化が
生じるため、アンテナの設置場所や方向等を選ぶのに専
門的な知識や経験と調査が必要になる。 しかも、フェ
ージングが生じる位置や方向は、用いる搬送波の周波数
によって変化する。そのため、従来の双方向伝送装置の
ように、周波数が異なる２つの伝送帯域を使用する場
合、２つの伝送帯域の信号が同時に良好になる場所を選
ぶ必要があるが、このような場所を選択するのは非常に
難しい。特にＦＰＵなどのような移動無線あるいは半固
定無線の用途では、移動が多いため、移動する度に一
々、上記の設置場所の選定作業と調整作業を繰り返さな
ければならず、使い勝手が悪い。また、従来の双方向伝
送装置を使用する場合、２つの伝送帯域を確保する必要
があるが、近年は伝送帯域が不足ぎみで、必要な伝送帯
域を確保するのが困難になりつつある。これらの点に鑑
み、本発明の第１の目的は、良好な伝送が可能なアンテ
ナ設置場所の選定範囲が広がるとともに、設置場所の選
定作業と調整作業が容易で使い勝手が良い、双方向伝送
装置を提供することにある。また第２の目的は、双方向
伝送と一方向伝送を状況に応じて容易に切り替えられ
る、使い勝手が良好な双方向伝送装置を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の伝送装置は、時間的に連続して入力
される動画像あるいは準動画像等の情報符号を、１つの
伝送帯域を用いて時間的に交互に送信と受信を切り換え
て双方向に伝送するディジタル方式の双方向伝送装置で
あって、送信信号は、前もって定める所定周期Ｔｆであ
る１フレーム周期毎に少なくとも１シンボル以上の信号
のないＮＵＬＬシンボルを連続して挿入された構造を持
ち、送信と受信の切り換えが上記１フレーム周期Ｔｆで
繰り返され、当該双方向伝送装置の一つの伝送装置の送
信回路部は、上記周期Ｔｆの内の送信時間Ｔtx(≦Ｔｆ)
を複数の送信時間値の中から選択して設定し、当該設定
された送信時間値Ｔtxを表す信号を出力する送信時間設
定手段と、入力された上記情報符号あるいは入力された
後に所定の信号処理の施された上記情報符号を記憶する
送信用のバッファメモリと、当該送信回路部に上記情報
符号を読み込むべき速さ(情報符号レート)を上記周期Ｔ
ｆと上記送信時間Ｔtxの比率から算出し、該算出した情
報符号レートで上記情報符号を上記送信回路部に連続的
に入力させるように制御する第１の制御信号と、上記送
信用のバッファメモリに記憶された情報符号を上記送信
時間Ｔtxのタイミングで読み出すように制御する第２の
制御信号と、送信と受信の切り換えを制御する送受制御
信号を出力する送信タイミング／入力レート制御手段と
を有し、上記伝送装置の受信回路部は、上記送信回路部
で設定した上記送信時間Ｔtxと前もって定める最大伝送
距離に対応した受信時間Ｔrx(≦Ｔｆ)を算出し、該算出
した受信時間値Ｔrxを表す信号を出力する受信時間算出
手段か、受信信号から検出した受信時間Ｔrxを表す信号
を出力する受信時間検出手段のいずれか一方の手段と、
受信され復調された情報符号を記憶する受信用のバッフ
ァメモリと、上記受信回路部から出力すべき情報符号レ
ートを上記周期Ｔｆと上記受信時間Ｔrxの比率から算出
し、当該情報符号を算出した上記情報符号レートで上記
受信回路部から連続的に出力させるように制御する第３
の制御信号を出力する出力レート制御手段を有すること
を特徴とする双方向伝送装置である。

【０００５】また本発明の第２の伝送装置は、時間的に
連続して入力される動画像あるいは準動画像等の情報符
号を、１つの伝送帯域を用いて時間的に交互に送信と受
信を切り換えて双方向に伝送するディジタル方式の双方
向伝送装置であって、送信信号は、前もって定める所定
周期Ｔｆである１フレーム周期毎に少なくとも１シンボ
ル以上の信号のないＮＵＬＬシンボルを連続して挿入さ
れた構造を持ち、送信と受信の切り換えが上記１フレー
ム周期Ｔｆで繰り返され、当該双方向伝送装置の１つの
伝送装置の受信回路部は、上記周期Ｔｆの内の受信時間
Ｔrx(≦Ｔｆ)を複数の受信時間値の中から選択して設定
し、当該設定された受信時間値Ｔrxを表す信号を出力す
る受信時間設定手段か、受信信号から検出した受信時間
Ｔrxを表す信号を出力する受信時間検出手段のいずれか
一方の手段と、上記周期Ｔｆで繰り返し受信される受信
信号の最後の信号の終端のタイミングを検出し、該最後
の信号の終端のタイミングを最終タイミング信号として
出力する同期再生回路と、受信され復調された情報符号
を記憶する受信用のバッファメモリと、当該受信回路部
から出力すべき情報符号レートを上記周期Ｔｆと上記受
信時間Ｔrxの比率から算出し、当該情報符号を算出した
上記情報符号レートで当該受信回路部から連続的に出力
させるように制御する第３の制御信号を出力する出力レ
ート制御手段を有し、上記伝送装置の送信回路部は、上
記周期Ｔｆの内の送信時間Ｔtx(≦Ｔｆ)を複数の送信時
間値の中から選択して設定し、当該設定された送信時間
値Ｔtxを表す信号を出力する送信時間設定手段か、上記
受信時間検出手段から出力される受信時間Ｔrxを表す信
号と前もって定める最大伝送距離から送信時間Ｔtx(＜
Ｔｆ−Ｔrx)を算出し、該算出した送信時間値Ｔtxを表
す信号を出力する送信時間算出手段のいずれか一方の手
段と、入力された上記情報符号あるいは入力された後に
所定の信号処理の施された上記情報符号を記憶する送信
用のバッファメモリと、当該送信回路部に上記情報符号
を読み込むべき速さ(情報符号レート)を上記周期Ｔｆと
上記送信時間Ｔtxの比率から算出し、該算出した情報符
号レートで上記情報符号を上記送信回路部に連続的に入
力させるように制御する第１の制御信号と、上記受信回
路部の同期再生回路から出力される上記最終タイミング
信号の後の所定期間内に送信を開始するよう上記送信用
のバッファメモリに記憶されている情報符号を読み出す
ように制御する第２の制御信号と、送信と受信の切り換
えを制御する送受制御信号を出力する送信タイミング／
入力レート制御手段とを有することを特徴とする双方向
伝送装置である。

【０００６】また本発明の第３の伝送装置は、時間的に
連続して入力される動画像あるいは準動画像等の情報符
号を、１つの伝送帯域を用いて時間的に交互に送信と受
信を切り換えて双方向に伝送するディジタル方式の双方
向伝送装置であって、一方の伝送装置側(局)に上記本発
明の第１の伝送装置を用い、他方の伝送装置側(局)に上
記本発明の第２の伝送装置を用いることを特徴とする双
方向伝送装置である。

【０００７】また本発明の第４の伝送装置は、上記本発
明の第３の伝送装置を用いた双方向伝送装置であって、
その伝送方式は互いに直交する複数本の搬送波(キャリ
ア)を用いて情報符号を伝送する直交周波数分割多重変
調方式(ＯＦＤＭ方式)であり、該ＯＦＤＭ方式のＯＦＤ
Ｍ信号は、前もって定める所定のシンボル数Ｎfで構成
される１フレーム周期毎に、Ｎ0シンボル数(Ｎ0 は１以
上の整数)のＮＵＬＬシンボルを同期シンボルとして連
続して挿入された信号であり、一方の伝送装置の送信時
間設定手段は、送信信号に挿入されるＮＵＬＬシンボル
の数Ｎ0a(１≦Ｎ0a＜Ｎｆ)を複数のシンボル数の中から
選択して設定し、当該設定されたシンボル数Ｎ0aを表す
信号を出力するＮＵＬＬシンボル数設定手段であり、他
方の伝送装置の送信時間設定手段は、送信信号に挿入さ
れるＮＵＬＬシンボルの数Ｎ0b(＞Ｎｆ−Ｎ0a)を上記シ
ンボル数Ｎ0aに応じたシンボル数の中から選択して設定
し、当該設定されたシンボル数Ｎ0bを表す信号を出力す
るＮＵＬＬシンボル数設定手段であり、他方の伝送装置
の送信時間算出手段は、上記シンボル数Ｎ0aと前もって
定める最大伝送距離からＮ0b＞Ｎｆ−Ｎ0aを満たすシン
ボル数Ｎ0bを算出して算出値Ｎ0bを表す信号を出力する
ＮＵＬＬシンボル数算出手段であることを特徴とする双
方向伝送装置である。

【０００８】また本発明の第５の伝送装置は、上記本発
明の第３または第４の伝送装置を用いた双方向伝送装置
であって、上記他方の伝送装置の送信タイミング／入力
レート制御手段は、上記同期再生回路が出力する最終タ
イミング信号を受け、当該最終タイミング信号が示す時
間位置が前もって定める所定フレーム数以上の期間、そ
れまでの正しいタイミング位置に対して前もって定める
所定範囲内にない場合、送信状態と受信状態を切り換え
る送受切換スイッチを、受信状態に固定するか、ＮＵＬ
Ｌシンボルを出力し続けるように制御する手段であるこ
とを特徴とする双方向伝送装置である。

【０００９】その結果、本発明による双方向伝送装置で
は、１つの伝送帯域のみを用いて双方向の伝送を実行す
ることができ、確保が困難な余計な伝送帯域を用意する
必要がなくなり、双方向伝送装置の使用が容易になる効
果が得られる。また、１つの伝送帯域に対してのみ最適
になる場所を探せばよく、アンテナの設置場所の選定作
業と調整作業が容易で使い勝手が良好になる効果が得ら
れる。更に、１つの伝送帯域のみを使用して双方向の伝
送を行う場合、定期的に送信と受信を切り換えるため、
間欠的に符号を伝送することになる。この間欠的な送信
時間に合わせて情報符号、例えば動画像情報符号を伝送
装置に入力しようとすると、ＭＰＥＧ２等の動画像圧縮
装置で実施する動画像の符号化の制御が不安定になり、
画質が安定しなかったり発生する符号量が多くなり過ぎ
て破綻をきたすなどの問題が生じる。

【００１０】しかし、本発明では、送信用のバッファメ
モリを設け、動画像情報符号等からなる情報符号を送信
タイミングと入力レート制御手段の制御の下に連続的に
読み込み、一旦このバッファメモリに蓄える。 あるい
は、連続的に読み込んで所定の信号処理を施した情報符
号を、一旦このバッファメモリに蓄える。 そして、送
信時間のタイミングに合わせて改めて間欠的に読み出す
ように動作させる。そのため、１つの伝送帯域のみを用
いた双方向伝送装置においても動画像情報符号をほぼ一
定の速さで入力させることができ、動画像の符号化動作
を安定させることができる効果が得られる。また、同様
に間欠的に受信され復調された情報符号は、一旦受信用
のバッファメモリに蓄積され、出力レート制御手段の制
御の下にほぼ一定の速さの連続的な動画像情報符号に変
換して出力することができるので、動画像の復号化の動
作を安定させることができる効果が得られる。

【００１１】さらに、送信時間を段階的に選択して設定
できるため、伝送したい動画像情報符号レートの大きさ
に応じ、伝送装置を流動的に使用することができる効果
が得られる。 例えば、Ｔtx＝Ｔｆ，Ｔrx＝０のモード
に設定するだけで伝送レートが大きな一方向の伝送装置
として使用することが可能になり、高画質の動画像を伝
送することができるようになる効果が得られる。また、
同じ伝送装置において、Ｔtx＜Ｔｆ，０＜Ｔrx＜Ｔｆ−
Ｔtxのモードに設定するだけで双方向の伝送が可能にな
り、リターン信号の返送ができるようになる効果が得ら
れる。また、本発明の第１の伝送装置では、送信時間設
定手段により送信時間を規定することができるので、双
方向伝送装置全体の上りと下りの伝送比率を規定できる
効果が得られる。

【００１２】また、第２の伝送装置では、送信時間を、
受信信号から検出した受信時間Ｔrxを用いて算出した送
信時間Ｔtxに設定して伝送することができ、そのタイミ
ングも周期Ｔｆで繰り返される受信信号の最後の信号が
受信された直後に送信を開始するように制御される。
そのため、上りと下りの信号の伝送レートと送信タイミ
ングは自動的に調整され、使い勝手が良好になる効果が
得られる。また、第３の伝送装置では、一方の局に第１
の伝送装置を用い双方向伝送装置全体の上りと下りの伝
送比率を規定し、他方の局は第２の伝送装置を用いてい
るため、第１の伝送装置で規定した伝送比率に応じた送
信時間に自動的に制御させることができる。 そのた
め、使い勝手の良い双方向伝送装置を構成することがで
きる効果が得られる。

【００１３】また、第４の伝送装置では、同期シンボル
の１つとして、信号の無いＮＵＬＬ(ヌル)シンボルを有
するＯＦＤＭ変調方式を用いている。 そのため、挿入
するＮＵＬＬシンボルの数を増減することで、上りと下
りの伝送比率を容易に変更することが可能になる。ま
た、この伝送装置では、伝送比率を変更しても同期再生
回路の基本的な構成と手順は変更する必要が無い。 し
かも、シンボル周波数やサンプリング周波数などの基本
的なクロックの周波数は不変であり、受信信号が途絶え
ている期間は単に前のクロック周波数を維持しているだ
けで同期を保持することができる。また、ＯＦＤＭ方式
を用いると、１シンボルの周期Ｔｓは、シングルキャリ
ア方式を用いる場合より数百倍長くなる。 そのため、
受信信号が途絶えている間に、シングルキャリア方式で
は致命的となって同期がはずれてしまう位相ずれ、例え
ば、数百ｎ sec程度の位相ずれが生じても、ＯＦＤＭ方
式では問題なく同期を維持することができる。そのた
め、受信の開始の度に再度の同期引き込み動作を実施し
たり余分な同期引き込み時間を設ける必要が無く、双方
向伝送時においても、高い伝送レートを維持できる効果
が得られる。また、第５の伝送装置を用いると、既に装
置を使用している状態でも、容易に伝送比率を変更で
き、使い勝手が良好になる効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の双方向伝送装置の
第１の実施例を説明する。移動局の伝送装置の回路構造
を図１に、基地局の伝送装置の回路構造を図２に示す。
図１と図２には、信号源も含めた移動局と基地局のシス
テム構成を模式的に示した。図１の送信回路部４のＮＵ
ＬＬ(ヌル)シンボル数設定回路(送信時間設定手段)４−
１は双方向伝送の伝送比率を設定する回路であり、双方
向伝送用のＮＵＬＬシンボル数Ｎ0a≒Ｎf／４と一方向
伝送用のＮＵＬＬシンボル数Ｎ0a'＝１の内の一方を選
択するモードスイッチを有する回路である。ここで、Ｎ
f は、前もって定められる、１フレーム周期当りのシン
ボル数である。初めにモードスイッチを一方向伝送モー
ドに設定した場合の動作を説明する。このモードにおい
ては、ＮＵＬＬシンボル数設定回路４−１からは、全て
の時間を主信号の伝送時間Ｔtx(＝Ｔf：１フレーム周
期）として用い、リターン信号を伝送しないことを示
す、データＮ0a'＝１が出力される。移動局にあるカメ
ラ等の映像装置からは時間的に連続なアナログのテレビ
信号(主信号)が出力される。

【００１５】このテレビ信号は、図１に示す画像符号化
装置３に入力され、ＭＰＥＧ２などの良く知られた画像
圧縮技術によって符号化される。そして、双方向伝送装
置の送信タイミング／入力レート制御回路４−２から出
力されるクロック信号(第１の制御信号)４−２１に同期
して、図３（ａ）のように画像符号化装置３から連続的
に動画像情報符号が出力される。この時、送信タイミン
グ／入力レート制御回路４−２ではＮＵＬＬシンボル数
設定回路４−１から出力される一方向伝送用のＮＵＬＬ
シンボル数 Ｎ0a'＝１を表す信号を用いて一方向伝送モ
ードで伝送できる符号レートを算出し、算出した符号レ
ートと同じ周波数のクロック信号(第１の制御信号)を出
力する。従って画像符号化装置３からは、一方向伝送モ
ードで伝送できるレートの画像符号が連続的に出力され
ることになる。また、画像符号化装置３で発生する符号
量は、第１の制御信号の周波数と同じ符号レートになる
ように制御される。

【００１６】画像符号化装置３から連続的に読み出され
た動画像情報符号は主信号用の送信回路部４に入力さ
れ、訂正符号化回路４−３で誤り訂正符号(伝送する情
報符号)に変換された後、バッファメモリ４−４に一旦
蓄積される。一旦蓄積された情報符号は、同じ送信タイ
ミング／入力レート制御回路４−２による制御の下に、
図３（ｂ）のように、後段で挿入される同期シンボル部
分が抜けた間欠的な信号タイミングで高速に読み出さ
れ、ＯＦＤＭ変調回路４−５で変調された後、同期挿入
回路４−６に入力される。

【００１７】同期挿入回路４−６では、図３（ｃ）のよ
うに、図３（ｂ）の信号の中の信号がない部分に、以下
の４つの同期シンボルを挿入する。 １）信号のないＮＵＬＬシンボル。 ２）シンボルの位相を検出する際に用いるＳＷＥＥＰ
(スイープ)シンボル。 ３）初期の同期引き込みにおいて、搬送波周波数のずれ
量を検出する際に用いるＣＷシンボル。 ４）ＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase Shift
Keying:差動４相位相偏移変調)等の差動符号の基準信
号を与えるＲＥＦ(リファレンス)シンボル。 この内のＮＵＬＬシンボル４−４１は、初期の同期引き
込みの際にＳＷＥＥＰシンボル等の他の同期シンボル４
−４２の位置を示すために挿入されるものであり、信号
を全く送信しない特殊なシンボルである。同期挿入回路
４−６から出力された信号は、アップコンバータ４−７
と送受切換スイッチ５を通してアンテナ６から送信され
る。

【００１８】一方、図２の基地局のアンテナ７で受信さ
れた信号は、送受切換スイッチ８とダウンコンバータ９
−１を通して同期再生回路９−２とＯＦＤＭ復調回路９
−４に入力される。この内の同期再生回路９−２では、
図３の（ｄ）の受信信号に挿入されている同期シンボル
を用いてＯＦＤＭの復調で用いるサンプリングクロック
とシンボルの位相を再生する。すなわち、まず受信信号
のパワーが急激に低下する時点の検出によってＮＵＬＬ
シンボルの開始タイミングを検出する。 その後のパワ
ーが急激に増加する時点の検出によってＮＵＬＬシンボ
ルの終わりのタイミング、すなわち、ＳＷＥＥＰシンボ
ルの開始タイミングを検出することができる。サンプリ
ングクロックとシンボルの位相は、このＳＷＥＥＰシン
ボルを用いて再生して出力する。 この時、同時にＮＵ
ＬＬシンボルの開始タイミングと終りのタイミングを表
すＮＵＬＬタイミング信号を出力する。キャリア周波数
は、ＣＷシンボルと、ＯＦＤＭ信号から情報符号を復調
する際に検出される搬送波周波数のずれ量を用いて、Ｖ
ＣＯを制御して再生する。

【００１９】受信時間検出回路９−３は、同期再生回路
９−２から出力されるＮＵＬＬタイミング信号を基に受
信時間Ｔrxを検出し、その受信時間を表すＮＵＬＬシン
ボル数のデータＮ0a'＝１を出力する。ＯＦＤＭ復調回
路９−４では、受信したＯＦＤＭ信号から同期シンボル
部分を除いた、図３（ｅ）の間欠的な情報符号を復調
し、バッファメモリ９−５に一旦蓄積する。出力レート
制御回路９−６は、受信時間検出回路９−３から出力さ
れたデータＮ0a’を用いて復調される動画像情報符号レ
ートを算出し、この算出された符号レートの動画像情報
符号が、誤り訂正回路９−７から連続的に出力されるよ
うに制御する第２の制御信号９−６１を出力する。 そ
して、バッファメモリ９−５からの情報符号の読み出し
タイミングを制御する。

【００２０】バッファメモリ９−５に一旦蓄積された情
報符号は、該第２の制御信号による制御の下に順次読み
出され、誤り訂正回路９−７で符号の誤りを訂正された
後、算出された動画像情報符号レートと同じ周波数を持
つクロック信号と共に、図３（ｆ）のように連続的でほ
ぼ一定の周波数の動画像情報符号として出力される。基
地局の双方向伝送装置で復調され出力された動画像情報
符号は、図２の画像復号化装置１０に入力され、連続的
なアナログ映像信号に戻される。この一連の動作によっ
て、時間的に途切れのない連続的な主信号のアナログ映
像信号を得ることができる。 以上が、一方向伝送モー
ドに設定した場合の動作である。

【００２１】次に、モードスイッチを双方向伝送モード
に設定した場合の動作を説明する。移動局から基地局へ
伝送する主信号に対する処理手順は、基本的には一方向
伝送の場合と変わらない。 図１の同期挿入回路４−６
で挿入するＮＵＬＬシンボル数が、Ｎ0a'＝１からＮ0a
≒Ｎf／４に変り、それに伴って動画像情報符号レート
が変化するだけである。このモードにおいては、図１の
ＮＵＬＬシンボル数設定回路４−１から双方向伝送モー
ドにおける主信号の伝送時間Ｔtxを表す、ＮＵＬＬシン
ボル数のデータＮ0a≒Ｎf／４が出力される。送信タイ
ミング／入力レート制御回路４−２は、ＮＵＬＬシンボ
ル数設定回路４−１から出力されるデータＮ0aを用い双
方向伝送モードの主信号で伝送できる符号レートを算出
し、算出した符号レートと同じ周波数のクロック信号４
−２１(第１の制御信号)を出力する。この第１の制御信
号による制御の下に、画像符号化装置３から連続的に読
み出された図４（ａ）の動画像情報符号は、訂正符号化
回路４−３を通してバッファメモリ４−４に一旦蓄積さ
れる。

【００２２】バッファメモリ４−４に蓄積された情報符
号は、送信タイミング／入力レート制御回路４−２の第
１の制御信号による制御の下に、データＮ0a＋３シンボ
ルの同期シンボル部分が抜けた、間欠的なシンボルタイ
ミングで高速に読み出され、ＯＦＤＭ変調回路４−５で
変調された後、同期挿入回路４−６に入力される。すな
わち、同期挿入回路４−６に入力される信号は、一方向
伝送モードの場合と異なり、図４（ｂ）の様に４シンボ
ル以上の複数シンボルの信号が抜けた波形になる。同期
挿入回路４−６では、図４（ｃ）の様に、信号がない部
分に同期シンボルを挿入する。 ただし、挿入する同期
シンボルの内のＳＷＥＥＰシンボル，ＣＷシンボル，Ｒ
ＥＦシンボルは一方向伝送モードの場合と同様である
が、ＮＵＬＬシンボルは、一方向伝送モードにおけるＮ
ＵＬＬシンボル(１シンボル)の他に、更にＮ0a−１個の
ＮＵＬＬシンボルを追加した波形にする。そして、同期
挿入回路４−６から出力された信号は、アップコンバー
タ４−７と送受切換スイッチ５を通してアンテナ６から
送信される。

【００２３】一方、図２の基地局のアンテナ７で受信さ
れた図４（ｄ）に示す受信信号は、送受切換スイッチ８
とダウンコンバータ９−１を通して、同期再生回路９−
２とＯＦＤＭ復調回路９−４に入力される。ここで、同
期再生回路９−２での同期の再生は一方向伝送モードの
場合と同様に実行される。 双方向伝送モードの場合、
ＮＵＬＬシンボルの数は一方向伝送モードの場合より多
いが、ＮＵＬＬシンボルの開始タイミングを検出できれ
ば、後は一方向伝送モードと同様に実行できる。受信時
間検出回路９−３は、同期検出回路９−２から出力され
るＮＵＬＬタイミング信号を基に受信時間Ｔrxを検出
し、その受信時間を表すＮＵＬＬシンボル数のデータＮ
0aを出力する。ＯＦＤＭ復調回路９−４において復調さ
れた図４（ｅ）の情報符号は、一方向伝送モードの場合
と同様、データＮ0aに基づいて、図４（ｆ）の連続的な
動画像情報符号に変換され、画像復号化装置１０にて更
に連続的なアナログ映像信号に戻されて出力される。

【００２４】ところで、双方向伝送モードでは、新たに
リターン信号の制御が必要になる。そこで、リターン信
号用送信回路部１２の送信時間算出回路１２−１では、
受信時間検出回路９−３から出力される主信号のデータ
Ｎ0aと、前もって定められた最大伝送距離情報とに基づ
き、リターン信号に割り当てることができる送信時間Ｔ
tx(＜Ｔf−Ｔrx)と、この送信時間に対応するＮＵＬＬ
シンボル数Ｎ0b＝Ｎf−Ｎ0a＋Ｎp（Ｎpは伝搬時間に相
当するシンボル数）を算出する。 そして、送信時間Ｔ
txを表すデータＮ0bを出力する。送信タイミング／入力
レート制御回路１２−２では、このデータＮ0bを基に、
リターン信号の伝送レートを算出し、算出した当該伝送
レートの動画像情報符号をリターン信号用の画像符号化
装置１１から読み出してバッファメモリ１２−４に蓄積
する。この一連の動作は、図１の主信号用送信回路４の
場合と同様にして実施される。また送信タイミング／入
力レート制御回路１２−２からは、送信と受信の切り替
えタイミングを制御する送受制御信号が出力されてい
る。そこで、送信タイミング／入力レート制御回路１２
−２は、以上の動作と並行して、同期再生回路９−２か
ら出力されるＮＵＬＬシンボルの開始タイミング信号を
受け、この開始タイミング信号に同期して送受制御信号
を送信モードに変換する。

【００２５】この動作は、更に具体的には以下のように
行われる。この双方向伝送装置の電源投入直後、リター
ン信号の送信を開始する前に、受信している主信号の同
期信号を用いて、まず送信タイミング／入力レート制御
回路１２−２内の送信開始タイミング信号生成用のカウ
ンタの同期を確保しておく。同期検出回路９−２から入
力されるＮＵＬＬシンボルの開始タイミング信号は、こ
の同期確保と維持のために用いる。 送信・受信の切り
替えは、このカウンタで生成される送受制御信号によっ
て制御される。そして、ＮＵＬＬシンボルの開始タイミ
ング信号に同期して送信モードに変化した送受制御信号
は、送受切換スイッチ８に入力される。これにより、リ
ターン信号用送信回路部１２は、直ちに送信モードに切
り替わり、ＳＷＥＥＰシンボルから始まるリターン信号
の送信を開始する。ここで、バッファメモリ１２−４か
ら情報符号を読み出した後、同期シンボルを挿入して送
受切換スイッチ８に信号が出力されるまでに一定の遅れ
が生じる。しかし、送信開始タイミング信号生成用のカ
ウンタは前もって同期が確保されているので、送信タイ
ミング／入力レート制御回路１２−２から出力され、バ
ッファメモリ１２−４を制御する第３の制御信号１２−
２１に、この遅延時間を見込んでおくことによって、主
信号のＮＵＬＬシンボルの開始直後（情報シンボルの終
了直後）に、リターン信号の送信を開始するように制御
することができる。

【００２６】また、バッファメモリ１２−４から出力さ
れた情報符号は、ＮＵＬＬシンボルの数が、Ｎ0aからＮ
0bに変わった点を除けば、図１の主信号の場合と同じ処
理を施されて送受切換スイッチ８とアンテナ７を通して
返送される。図５は基地局で受信した主信号と送信する
リターン信号のタイミングを模式的に示したものであ
り、図５の（ａ）が受信した主信号の信号波形、図５
（ｂ）が送信するリターン信号の信号波形である。一
方、図１の移動局では、主信号の情報シンボルの送信を
終了して、ＮＵＬＬシンボルに入った直後あるいは一定
時間後に、送信タイミング／入力レート制御回路４−２
から出力される送受制御信号により、送受切換スイッチ
５が受信状態に切り替わり、リターン信号の到着を待
つ。そして、アンテナ６にて受信されたリターン信号
は、受信状態にある送受切換スイッチ５を通ってリター
ン信号用受信回路部１３に入力され、図２の主信号と同
様の処理により復調され、連続的な動画像情報符号に変
換されて、画像復号化装置１４でアナログ映像信号に戻
されて出力される。

【００２７】このように本実施例では、１つの伝送帯域
のみを用いて双方向の動画像伝送を実行するため、確保
が困難な余計な伝送帯域を用意する必要がなく、また２
つの伝送帯域を用いる従来の伝送装置に比べてアンテナ
の設置場所の選定と調整作業が容易な、使い勝手の良い
双方向伝送装置が得られる。また、送信時間と受信時間
が間欠的になるにも関わらず、動画像情報符号は、時間
的に連続して入出力されるので、動画像情報符号化の制
御が不安定になって画質が不安定になったり、発生する
符号量が多くなり過ぎて破綻をきたすなどの問題が生じ
ない、良好な双方向伝送装置を得ることができる。さら
に、一方向伝送と双方向伝送を容易に切り替えることが
できるので、伝送装置を使用方法・使用状況に合わせて
流動的に使い分けることができ、使い勝手の良い動画像
伝送装置が得られる。また、主信号を受信する基地局の
伝送装置の伝送比率は受信した主信号の受信時間によっ
て自動的に制御される。 そのため、基地局でも同時に
設定を変えるなどの手間が不要で、使い勝手の良い双方
向伝送装置を得ることができる。

【００２８】さらには、一台の装置を一方向伝送と双方
向伝送とに切り替えて使用するにも関わらず、同期再生
のための基本的な回路構成や手順は変更する必要が無
い。しかも、シンボル周波数やサンプリング周波数など
の基本的なクロックの周波数も同一でよい。 そのため
余計な回路の追加がほとんど不要で、小さな回路規模に
より、双方向伝送装置を構成することができる。また、
ＯＦＤＭ方式を用いているため、フェージングに強い双
方向伝送が可能になる。なお、上記第１の実施例では伝
送比率を一方向伝送モードと双方向伝送モードの２つの
モードでのみ変更する場合について説明した。 しか
し、これは、挿入するＮＵＬＬシンボル数を変えるだけ
で、２段階以上の複数の段階のモードで、切り替えるよ
うにできるのは明らかである。また、上記第１の実施例
の図２の基地局の伝送装置では、リターン信号の送信時
間を主信号の受信時間から自動的に算出する場合を説明
した。しかし、移動局の伝送装置と同様に、送信時間設
定回路(あるいはＮＵＬＬシンボル数設定回路)を設け、
この回路でリターン信号の送信時間を設定するようにし
ても良いことは明らかである。

【００２９】また、上記第１の実施例で既に双方向伝送
を実行している場合、移動局で伝送比率を変更して、図
６（ａ）の破線のように、主信号の送信時間を長くする
と、基地局で受信する主信号の一部が、変更前のモード
での制御に従って、送信中である図６（ｂ）のリターン
信号の送信時間に重なり、受信できなくなる。そのた
め、正しいＮＵＬＬシンボルの開始タイミングを検出で
きず、検出した開始タイミング位置が正しい位置から大
幅にずれてしまう不具合が生じる。そこで、図２の送信
タイミング／入力レート制御回路１２−２では、前もっ
て定めた所定のフレーム数以上の期間、ＮＵＬＬシンボ
ルの開始点が、それまでの正しい開始点位置から前もっ
て定めた所定の範囲内にないときは、一時的に送受切換
スイッチ８を受信モードに固定してリターン信号の送信
を中止し、主信号の新たな受信時間ＴrxとＮＵＬＬシン
ボル開始点の同期を確保した後、再びリターン信号の送
信を開始するように制御するのが望ましい。以上、動画
像情報符号を伝送する場合について説明したが、伝送し
たい符号が動画像情報符号と同様の時間的に連続な符号
列を伝送する場合にも、同様に適用できるのはいうまで
もない。

【００３０】本発明はＯＦＤＭ方式を用いることによっ
て大きな効果が得られる。しかし、シングルキャリア方
式の場合においても、搬送波等の同期信号を発生する回
路に周波数安定度の高い回路を用いることにより、同様
の効果を得ることができることは、いうまでもない。ま
た、上記第１の実施例ではバッファメモリを訂正符号化
回路の後段、あるいは誤り訂正回路の前段に設けたが、
送信回路部においては変調回路より前の段、受信回路部
においては復調回路の後の段にあれば、その位置は任意
であるのはいうまでもない。また、上記第１の実施例で
は、移動局のリターン信号用受信回路部１３に受信時間
検出回路を用いたが、主信号用送信回路部４のＮＵＬＬ
シンボル数設定回路４−１から送信時間に関するデータ
Ｎ0aを受けてリターン信号の受信時間を算出する受信時
間算出手段に置き換えても良い。また、上記第１の実施
例では、送信を開始するタイミングをＮＵＬＬシンボル
の開始タイミング信号を基に発生させた。 しかし、Ｓ
ＷＥＥＰシンボルの開始時間等、受信信号の最後の信号
の終端のタイミングを再生できる信号であれば、他の信
号を用いても良いのは明らかである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
１つの伝送帯域のみを用いて、主信号とリターン信号を
伝送できる。 そのため、余計な伝送帯域も合わせて確
保する必要がなくなり、双方向伝送装置を使用しやすく
なる効果が得られる。 また、一方向伝送と双方向伝送
を２段階以上、複数の段階で容易に切り替えて使用でき
る、使い勝手の良い双方向伝送装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双方向伝送装置の移動局の第１の実施
例のブロック構成図。

【図２】本発明の双方向伝送装置の基地局の第１の実施
例のブロック構成図。

【図３】本発明の一方向伝送モード時の信号の説明図。

【図４】本発明の双方向伝送モード時の主信号の説明
図。

【図５】本発明の双方向伝送モード時のリターン信号の
説明図。

【図６】本発明の双方向伝送モード時に伝送比率を変更
する際の説明図。

【図７】従来の双方向伝送装置における伝送帯域を説明
する図。

【符号の説明】

３，１１：画像符号化装置、４：主信号用送信回路部、
４−１：ＮＵＬＬシンボル数設定回路、４−２，１２−
２：送信タイミング／入力レート制御回路、４−３：訂
正符号化回路、４−４，９−５，１２−４：バッファメ
モリ、４−５：ＯＦＤＭ変調回路、４−６：同期挿入回
路、４−７：アップコンバータ、５，８：送受切り換え
スイッチ、６，７：アンテナ、９：主信号用受信回路
部、９−１：ダウンコンバータ、９−２：同期再生回
路、９−３：受信時間検出回路、９−４：ＯＦＤＭ復調
回路、９−６：出力レート制御回路、９−７：誤り訂正
回路、１０：画像復号化装置、１２：リターン信号用送
信回路部、１２−１送信時間算出回路、４−４１：ＮＵ
ＬＬシンボル、４−４２：ＮＵＬＬシンボル以外の同期
シンボル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 信夫 東京都小平市御幸町32番地 日立電子株式 会社小金井工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間的に連続して入力される動画像ある
   いは準動画像等の情報符号を、１つの伝送帯域を用いて
   時間的に交互に送信と受信を切り換えて双方向に伝送す
   るディジタル方式の双方向伝送装置であって、送信信号
   は、前もって定める所定周期Ｔｆである１フレーム周期
   毎に少なくとも１シンボル以上の信号のないＮＵＬＬシ
   ンボルを連続して挿入された構造を持ち、送信と受信の
   切り換えが上記１フレーム周期Ｔｆで繰り返され、当該
   双方向伝送装置の一つの伝送装置の送信回路部は、上記
   周期Ｔｆの内の送信時間Ｔtx(≦Ｔｆ)を複数の送信時間
   値の中から選択して設定し、当該設定された送信時間値
   Ｔtxを表す信号を出力する送信時間設定手段と、入力さ
   れた上記情報符号あるいは入力された後に所定の信号処
   理の施された上記情報符号を記憶する送信用のバッファ
   メモリと、当該送信回路部に上記情報符号を読み込むべ
   き速さ(情報符号レート)を上記周期Ｔｆと上記送信時間
   Ｔtxの比率から算出し、該算出した情報符号レートで上
   記情報符号を上記送信回路部に連続的に入力させるよう
   に制御する第１の制御信号と、上記送信用のバッファメ
   モリに記憶された情報符号を上記送信時間Ｔtxのタイミ
   ングで読み出すように制御する第２の制御信号と、送信
   と受信の切り換えを制御する送受制御信号を出力する送
   信タイミング／入力レート制御手段とを有し、上記伝送
   装置の受信回路部は、上記送信回路部で設定した上記送
   信時間Ｔtxと前もって定める最大伝送距離に対応した受
   信時間Ｔrx(≦Ｔｆ)を算出し、該算出した受信時間値Ｔ
   rxを表す信号を出力する受信時間算出手段か、受信信号
   から検出した受信時間Ｔrxを表す信号を出力する受信時
   間検出手段のいずれか一方の手段と、受信され復調され
   た情報符号を記憶する受信用のバッファメモリと、上記
   受信回路部から出力すべき情報符号レートを上記周期Ｔ
   ｆと上記受信時間Ｔrxの比率から算出し、当該情報符号
   を算出した上記情報符号レートで上記受信回路部から連
   続的に出力させるように制御する第３の制御信号を出力
   する出力レート制御手段を有することを特徴とする双方
   向伝送装置。
2. 【請求項２】 時間的に連続して入力される動画像ある
   いは準動画像等の情報符号を、１つの伝送帯域を用いて
   時間的に交互に送信と受信を切り換えて双方向に伝送す
   るディジタル方式の双方向伝送装置であって、送信信号
   は、前もって定める所定周期Ｔｆである１フレーム周期
   毎に少なくとも１シンボル以上の信号のないＮＵＬＬシ
   ンボルを連続して挿入された構造を持ち、送信と受信の
   切り換えが上記１フレーム周期Ｔｆで繰り返され、当該
   双方向伝送装置の１つの伝送装置の受信回路部は、上記
   周期Ｔｆの内の受信時間Ｔrx(≦Ｔｆ)を複数の受信時間
   値の中から選択して設定し、当該設定された受信時間値
   Ｔrxを表す信号を出力する受信時間設定手段か、受信信
   号から検出した受信時間Ｔrxを表す信号を出力する受信
   時間検出手段のいずれか一方の手段と、上記周期Ｔｆで
   繰り返し受信される受信信号の最後の信号の終端のタイ
   ミングを検出し、該最後の信号の終端のタイミングを最
   終タイミング信号として出力する同期再生回路と、受信
   され復調された情報符号を記憶する受信用のバッファメ
   モリと、当該受信回路部から出力すべき情報符号レート
   を上記周期Ｔｆと上記受信時間Ｔrxの比率から算出し、
   当該情報符号を算出した上記情報符号レートで当該受信
   回路部から連続的に出力させるように制御する第３の制
   御信号を出力する出力レート制御手段を有し、上記伝送
   装置の送信回路部は、上記周期Ｔｆの内の送信時間Ｔtx
   (≦Ｔｆ)を複数の送信時間値の中から選択して設定し、
   当該設定された送信時間値Ｔtxを表す信号を出力する送
   信時間設定手段か、上記受信時間検出手段から出力され
   る受信時間Ｔrxを表す信号と前もって定める最大伝送距
   離から送信時間Ｔtx(＜Ｔｆ−Ｔrx)を算出し、該算出し
   た送信時間値Ｔtxを表す信号を出力する送信時間算出手
   段のいずれか一方の手段と、入力された上記情報符号あ
   るいは入力された後に所定の信号処理の施された上記情
   報符号を記憶する送信用のバッファメモリと、当該送信
   回路部に上記情報符号を読み込むべき速さ(情報符号レ
   ート)を上記周期Ｔｆと上記送信時間Ｔtxの比率から算
   出し、該算出した情報符号レートで上記情報符号を上記
   送信回路部に連続的に入力させるように制御する第１の
   制御信号と、上記受信回路部の同期再生回路から出力さ
   れる上記最終タイミング信号の後の所定期間内に送信を
   開始するよう上記送信用のバッファメモリに記憶されて
   いる情報符号を読み出すように制御する第２の制御信号
   と、送信と受信の切り換えを制御する送受制御信号を出
   力する送信タイミング／入力レート制御手段とを有する
   ことを特徴とする双方向伝送装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の双方向伝送装置におい
   て、当該双方向伝送装置におけるもう１つの伝送装置の
   受信回路部は、上記周期Ｔｆの内の受信時間Ｔrx(≦Ｔ
   ｆ)を複数の受信時間値の中から選択して設定し、当該
   設定された受信時間値Ｔrxを表す信号を出力する受信時
   間設定手段か、受信信号から検出した受信時間Ｔrxを表
   す信号を出力する受信時間検出手段のいずれか一方の手
   段と、上記周期Ｔｆで繰り返し受信される受信信号の最
   後の信号の終端のタイミングを検出し、該最後の信号の
   終端のタイミングを最終タイミング信号として出力する
   同期再生回路と、受信され復調された情報符号を記憶す
   る受信用のバッファメモリと、当該受信回路部から出力
   すべき情報符号レートを上記周期Ｔｆと上記受信時間Ｔ
   rxの比率から算出し、当該情報符号を算出した上記情報
   符号レートで当該受信回路部から連続的に出力させるよ
   うに制御する第３の制御信号を出力する出力レート制御
   手段を有し、上記伝送装置の送信回路部は、上記周期Ｔ
   ｆの内の送信時間Ｔtx(≦Ｔｆ)を複数の送信時間値の中
   から選択して設定し、当該設定された送信時間値Ｔtxを
   表す信号を出力する送信時間設定手段か、上記受信時間
   検出手段から出力される受信時間Ｔrxを表す信号と前も
   って定める最大伝送距離から送信時間Ｔtx(＜Ｔｆ−Ｔr
   x)を算出し、該算出した送信時間値Ｔtxを表す信号を出
   力する送信時間算出手段のいずれか一方の手段と、入力
   された上記情報符号あるいは入力された後に所定の信号
   処理の施された上記情報符号を記憶する送信用のバッフ
   ァメモリと、当該送信回路部に上記情報符号を読み込む
   べき速さ(情報符号レート)を上記周期Ｔｆと上記送信時
   間Ｔtxの比率から算出し、該算出した情報符号レートで
   上記情報符号を上記送信回路部に連続的に入力させるよ
   うに制御する第１の制御信号と、上記受信回路部の同期
   再生回路から出力される上記最終タイミング信号の後の
   所定期間内に送信を開始するよう上記送信用のバッファ
   メモリに記憶されている情報符号を読み出すように制御
   する第２の制御信号と、送信と受信の切り換えを制御す
   る送受制御信号を出力する送信タイミング／入力レート
   制御手段とを有することを特徴とする双方向伝送装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の双方向伝送装置におい
   て、その伝送方式は互いに直交する複数本の搬送波(キ
   ャリア)を用いて情報符号を伝送する直交周波数分割多
   重変調方式(ＯＦＤＭ方式)であり、該ＯＦＤＭ方式のＯ
   ＦＤＭ信号は、前もって定める所定のシンボル数Ｎfで
   構成される１フレーム周期毎に、Ｎ0シンボル数(Ｎ0 は
   １以上の整数)のＮＵＬＬシンボルを同期シンボルとし
   て連続して挿入された信号であり、一方の伝送装置の送
   信時間設定手段は、送信信号に挿入されるＮＵＬＬシン
   ボルの数Ｎ0a(１≦Ｎ0a＜Ｎｆ)を複数のシンボル数の中
   から選択して設定し、当該設定されたシンボル数Ｎ0aを
   表す信号を出力するＮＵＬＬシンボル数設定手段であ
   り、他方の伝送装置の送信時間設定手段は、送信信号に
   挿入されるＮＵＬＬシンボルの数Ｎ0b(＞Ｎｆ−Ｎ0a)を
   上記シンボル数Ｎ0aに応じたシンボル数の中から選択し
   て設定し、当該設定されたシンボル数Ｎ0bを表す信号を
   出力するＮＵＬＬシンボル数設定手段であり、他方の伝
   送装置の送信時間算出手段は、上記シンボル数Ｎ0aと前
   もって定める最大伝送距離からＮ0b＞Ｎｆ−Ｎ0aを満た
   すシンボル数Ｎ0bを算出して算出値Ｎ0bを表す信号を出
   力するＮＵＬＬシンボル数算出手段であることを特徴と
   する双方向伝送装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の双方向伝送装
   置において、上記他方の伝送装置の送信タイミング／入
   力レート制御手段は、上記同期再生回路が出力する最終
   タイミング信号を受け、当該最終タイミング信号が示す
   時間位置が前もって定める所定フレーム数以上の期間、
   それまでの正しいタイミング位置に対して前もって定め
   る所定範囲内にない場合、送信状態と受信状態を切り換
   える送受切換スイッチを、受信状態に固定するか、ＮＵ
   ＬＬシンボルを出力し続けるように制御する手段である
   ことを特徴とする双方向伝送装置。