JP2008199219A - 放送波中継装置及び放送波中継装置の監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】送信アンテナから受信アンテナへの回り込み波を容易に検出でき、発振を防止して周囲への悪影響や機器の損傷を防止する放送波中継装置を提供する。
【解決手段】受信した地上デジタル放送波をＲＦ入力端子２１よりバンドパスフィルタ２２等を介して受信変換部２４へ入力し、中間周波信号に変換する。この中間周波信号を中間周波増幅器２８等により増幅してパイロット信号発生回路３５から出力されるパイロット信号と混合し、送信変換部２９により受信チャンネルと同じ周波数の送信信号に変換し、バンドパスフィルタ３２等を介して出力端子３３から送信アンテナへ出力し、対象エリアに向けて送信する。一方、パイロット信号検出回路３６は、受信変換部２４の出力信号中に送信アンテナから受信側に回り込むパイロット信号を検出し、パイロット信号を検出すると、スケルチ回路３１の出力動作を停止すると共にアラーム表示部３７により警報表示を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地上波デジタル放送を中継する放送波中継装置及び放送波中継装置の監視システムに関する。

地上波デジタル放送は、変調方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を使用し、また、送信周波数としてＵＨＦ帯の周波数を使用している。ＵＨＦ帯等の高い周波数の電波は、回折が殆どなく、高いビルや山などの障害物があると電波が遮られてしまい、サービスエリアの一部に電波を受信し難い地域を生じる。

このような難視聴地域を無くすため、あるいは遠方の地域に放送電波を届けるため、一般に図５に示すようにビルの屋上や山の頂上等に放送波中継装置１１を設置し、親局１０からの電波を受信アンテナ１２で受信し、増幅した後、送信アンテナ１３により難視聴地域あるいは次の中継局等の対象エリア１４へ向けて再送信している。

地上波デジタル放送における放送波中継装置１１は、一般に親局と同じ周波数で放送する単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single Frequency Network）を用いている。この場合、放送波中継装置１１において、中継する信号の遅延時間をある一定時間内（ガード・インターバル内）に収めることにより、親局１０の送信波と同一のチャンネル（同一の周波数）を使用して中継を行なった場合においても、ゴースト等の障害が発生することはない。上記単一周波数ネットワークは、親局と同じ周波数を使用するので、周波数利用効率が良いという特徴がある。

また、本発明に関連する公知技術として、ビル内や室内等のテレビ電波が届きにくい場所に受信用アンテナを設置し、放送局から送信される地上デジタルテレビ放送を受信して増幅装置により増幅し、前記増幅装置により増幅された信号を放送局からの電波が届きにくい室内に設置した再送信用アンテナにより再送信するようにした室内再送信装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１２８７２０号公報

上記単一周波数ネットワークは、周波数利用効率が良いという大きな特徴があるが、受信波と送信波が同一であることから、図６に示すように放送波中継装置１１の送信アンテナ１３から出力される送信波が回り込み波１５となって受信アンテナ１２に回り込み、信号品質の劣化を引き起こしたり、ループ発振したりするという問題がある。

このため単一周波数ネットワークによる放送波中継装置１１を設置する場合、従来では予め放送波中継装置１１の入出力間のアイソレーションが充分とれるかどうかを検討したり、常時異常が発生しないことを監視したりする必要があった。

また、放送波中継装置により放送波を中継する際、対象エリアに受信障害が発生した場合、次の２つの場合が考えられる。

（１）中継装置に達するまでの信号が劣化
（２）中継装置の機器に何らかの異常があるのか
通常、これらの情報は機器自身に表示機能を有し、有線や電話等のネットワークを使用して遠隔地にその情報を伝達している。

しかし、放送波中継装置は、例えば山の上など電波条件の良い所に設置される場合が多く、特に簡易の中継局ではその設置場所の条件により、有線や電話等のネットワークを使用することが難しい場合が多い。このため上記ネットワークに代わる監視情報の伝達手段が望まれている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、送信アンテナから受信アンテナへの回り込み波を容易に検出でき、発振を防止して周囲への悪影響や機器の損傷を確実に防ぐことができる放送波中継装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、中継装置の動作状態を遠隔地点にて容易に監視することができる放送波中継装置の監視システムを提供することを目的とする。

第１の発明に係る放送波中継装置は、親局から送信される地上デジタル放送波を受信し、前記親局と同じ周波数を用いて再送信する放送波中継装置において、
前記地上デジタル放送波に影響を与えない周波数帯域においてパイロット信号を発生するパイロット信号発生回路と、前記パイロット信号発生回路から出力されるパイロット信号を受信信号に付加して再送信する再送信手段と、受信信号から送信波の受信側への回り込みにより混入する前記パイロット信号の有無を検出するパイロット信号検出回路と、前記パイロット信号検出回路によりパイロット信号が検出された際に異常信号を出力する手段とを具備することを特徴とする。

第２の発明に係る放送波中継装置の監視システムは、親局から送信される地上デジタル放送波を受信し、前記親局と同じ周波数を用いて再送信する放送波中継装置において、
前記地上デジタル放送波に影響を与えない周波数帯域においてパイロット信号を発生するパイロット信号発生回路と、中継装置内部の動作状態を監視する状態監視部と、前記状態監視部により動作異常が検出された際、異常内容を示すコードにより前記パイロット信号発生回路で発生するパイロット信号を変調する手段と、前記パイロット信号発生回路から出力されるパイロット信号を受信信号に付加して再送信する再送信手段と、前記再送信手段により再送信される放送波を受信し、該放送波中に含まれるパイロット信号を検出して中継装置の動作状態を監視するモニタ装置とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、放送波中継装置により中継する放送波にパイロット信号を付加して再送信し、内部に設けたパイロット信号検出回路により受信信号中にパイロット信号が混入しているか否かを検出することで、送信側から受信側への回り込み波を容易に検出でき、発振を防止して周囲への悪影響や機器の損傷等を防止することができる。

また、放送波中継装置により中継する放送波に機器の動作状態を示すパイロット信号を付加して再送信し、受信エリアに設けたモニタ装置により上記再送信波を受信してパイロット信号を検出することにより、放送波中継装置の動作状態を遠隔地点にて容易に監視することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る地上波デジタル放送における放送波中継装置の１チャンネル分の構成を示すブロック図である。放送波中継装置全体では、図１に示す回路がｎチャンネル分設けられる。

図１において、２１はＲＦ入力端子で、受信アンテナ（図示せず）で受信した地上デジタル放送波が入力される。上記ＲＦ入力端子２１に入力された信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２を介して高周波増幅器２３に入力される。上記バンドパスフィルタ２２は、地上波デジタル放送、例えば４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ−ＴＶ帯域中の任意チャンネル（帯域６ＭＨｚ）を選択して出力する。

上記高周波増幅器２３で増幅された信号は、受信変換部２４へ送られて例えば３７ＭＨｚの中間周波信号に変換される。上記受信変換部２４には、局部発振器２５から例えばｆ_０（受信周波数）＋３７ＭＨｚの局部発振信号Ｌｏが入力される。受信変換部２４は、受信信号ｆ_０と局部発振信号Ｌｏとを混合して差の信号、すなわち「Ｌｏ−ｆ_０＝３７（ＭＨｚ）」の信号を中間周波信号として出力する。この受信変換部２４から出力される中間周波信号は、中間周波増幅器２６、バンドパスフィルタ２７及び中間周波増幅器２８を介して送信変換部２９へ送られる。上記バンドパスフィルタ２７は、上記中間周波数に変換された信号を選択する。

上記送信変換部２９には、局部発振器２５から局部発振信号Ｌｏが入力される。送信変換部２９は、中間周波信号と局部発振器２５の局部発振信号Ｌｏとを混合し、中間周波信号を受信信号と同じ周波数ｆ_０の送信信号に変換する。この送信変換部２９から出力される周波数ｆ_０の送信信号は、高周波増幅器３０で増幅された後、スケルチ回路３１及びバンドパスフィルタ３２を介して出力端子３３から送信アンテナへ送られる。

また、上記送信変換部２９の入力側にはパイロット信号発生回路３５が設けられると共に、受信変換部２４の出力側にパイロット信号検出回路３６が設けられる。このパイロット信号検出回路３６の検出信号は、スケルチ回路３１の制御端子及びアラーム表示部３７に入力されると共に、アラーム端子３８より外部へ出力される。

上記パイロット信号発生回路３５は、特定周波数のパイロット信号を発生し、例えば中間周波増幅器２８で増幅された中間周波信号に付加する。上記パイロット信号は、例えば１物理チャンネルに割り当てられる放送帯域６ＭＨｚのうち、地上波デジタル放送による占有帯域５．６ＭＨｚを除く場所に発生させる。

例えば図２に示すように地上波デジタル放送が使用しているＯＦＤＭ信号において、放送帯域６ＭＨｚのうち、ＯＦＤＭの占有帯域５．６ＭＨｚより所定周波数低い所、すなわちＯＦＤＭ信号の歪成分の影響を受け難い所にパイロット信号Ｐａを発生させる。具体的には、中間周波帯域の中心周波数を３７．１５ＭＨｚとすると、中間周波帯域より少し低い３４．２ＭＨｚの周波数でパイロット信号Ｐａを発生させる。このパイロット信号Ｐａは送出するＯＦＤＭ信号に比較して充分に低いレベルにセットし、送出に用いる増幅器やＴＶ受信機において影響がないように配慮する。また、上記パイロット信号発生回路３５は、パイロット信号に例えばチャンネル情報や機器情報等を含む特定のコードで例えばＱＰＳＫ等の変調方式を用いて変調し、自分の機器の回り込みか否かの判別ができるようにする。

上記パイロット信号発生回路３５で発生したパイロット信号は、中間周波増幅器２８から出力される中間周波信号と混合され、送信変換部２９で送信周波数ｆ_０に変換された後、高周波増幅器３０、スケルチ回路３１及びバンドパスフィルタ３２を介して出力端子３３から送信アンテナへ送られる。

一方、パイロット信号検出回路３６は、受信変換部２４で中間周波信号に変換された信号中に回り込みによる自機のパイロット信号が含まれているかどうかを検出し、パイロット信号を検出した場合は、スケルチ回路３１を動作させて送信信号の出力を停止すると共にアラーム表示部３７を駆動して異常の発生を表示し、更にアラーム端子３８からアラーム信号を出力する。このアラーム端子３８には、必要に応じて回り込みの発生状態を監視するモニタ装置が伝送線路を介して接続される。

上記パイロット信号検出回路３６は、例えば図３に示すようにパイロット信号を選択するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１、パイロット信号を検波する検波回路４２、変調コードの内容を判別する判別回路４３により構成される。この判別回路４３は、パイロット信号の変調コードから受信チャンネルや自機のパイロット信号かどうか等を判別する。

上記の構成において、受信アンテナで受信された地上波デジタル放送波は、ＲＦ入力端子２１に入力され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２２により所定チャンネルの信号が選択されて高周波増幅器２３により増幅される。この高周波増幅器２３で増幅された所定チャンネルの信号は、受信変換部２４へ送られて局部発振器２５から出力される局部発振信号Ｌｏと混合され、中間周波信号に変換される。この中間周波信号は、中間周波増幅器２６で増幅され、バンドパスフィルタ２７を介して中間周波増幅器２８に入力される。この中間周波増幅器２８で増幅された中間周波信号は、パイロット信号発生回路３５から出力されるパイロット信号と混合されて送信変換部２９に入力される。

上記送信変換部２９は、上記入力信号を局部発振器２５の局部発振信号Ｌｏと混合し、受信チャンネルと同じ周波数ｆ_０の送信信号に変換する。この送信変換部２９から出力されるパイロット信号を含む送信信号は、高周波増幅器３０で増幅された後、スケルチ回路３１及びバンドパスフィルタ３２を介して出力端子３３から送信アンテナへ送られ、この送信アンテナから対象エリアに向けて送信される。

一方、パイロット信号検出回路３６は、受信変換部２４で中間周波信号に変換された受信信号中に、送信アンテナから受信アンテナに回り込んだパイロット信号が含まれているかどうかの検出動作を行なう。受信信号中にパイロット信号が含まれていなければ、パイロット信号検出回路３６からパイロット検出信号は出力されず、スケルチ回路３１は正常動作を行なう。また、アラーム表示部３７によるアラーム表示も行なわれない。

上記受信変換部２４の出力信号中に自機のパイロット信号が含まれている場合は、パイロット信号検出回路３６からパイロット検出信号が出力され、スケルチ回路３１の制御端子及びアラーム表示部３７へ送られる。これによりスケルチ回路３１は出力動作を停止し、アラーム表示部３７は回り込みの発生を示すアラーム表示を行なう。

上記アラーム表示部３７によるアラーム表示が行なわれた場合、管理者がアンテナの設置位置や間隔等の調整や機器の利得調整等を行なうことにより、回り込み波による発振を防止して周囲への悪影響や機器の損傷等を防止することができる。

また、上記パイロット信号検出回路３６から出力されるパイロット検出信号は、アラーム端子３８から出力され、伝送線路を介してモニタ装置へ送られるので、遠隔地点において回り込み発生の有無をモニタすることができる。この場合、パイロット信号を特定のコードで変調しておくことにより、どの放送波中継装置のどのチャンネルで回り込みが発生したか等の回り込み発生状態を遠隔地点において確認することができる。

上記実施形態で示したように放送波中継装置により中継する放送波にパイロット信号を付加して再送信し、内部に設けたパイロット信号検出回路３６により受信信号中にパイロット信号が混入しているか否かを検出することにより、送信側から受信側への回り込み波を容易に検出でき、発振を防止して周囲への悪影響や機器の損傷等を防止することができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る放送波中継装置の構成を示すブロック図である。この第２実施形態では、図４に示すように上記第１実施形態に示した放送波中継装置において、例えば受信変換部２４の出力信号レベルを検出する第１のレベル検出部５１、スケルチ回路３１の出力信号レベルを検出する第２のレベル検出部５２、及び局部発振器２５の発振状態を検出する発振状態検出部５３を設け、上記各検出部５１〜５３の検出信号を状態監視部５４に入力し、また、パイロット信号検出回路３６の出力信号をスケルチ回路３１の制御端子及び状態監視部５４へ入力している。上記状態監視部５４は、上記各検出部５１〜５３の検出信号により機器の動作状態を監視すると共に、パイロット信号検出回路３６の検出信号により送信アンテナから受信アンテナへの信号の回り込みを監視する。

また、上記状態監視部５４は、例えば放送波中継装置を識別するための機器情報、受信チャンネルを示すチャンネル情報及び上記監視情報等からなるコードによって、パイロット信号発生回路３５で発生するパイロット信号を例えばＱＰＳＫ等の変調方式により変調する。すなわち、状態監視部５４は、機器が正常の場合には機器情報及びチャンネル情報からなるコードによってパイロット信号を変調し、各検出部５１〜５３の検出信号によって機器の異常を検出した場合、あるいはパイロット信号検出回路３６からのパイロット検出信号によって送信信号の回り込みを検出した場合には、機器情報及びチャンネル情報と共に異常状態を示すコードによってパイロット信号を変調する。このパイロット信号は、第１実施形態で示したように１物理チャンネルに割り当てられる放送帯域６ＭＨｚのうち、地上デジタル放送による占有帯域５．６ＭＨｚを除く場所、あるいはその他の帯域で発生させる。

また、上記状態監視部５４は、各検出部５１〜５３の検出信号によって機器の異常を検出した場合、あるいはパイロット信号検出回路３６からのパイロット検出信号によって送信波の回り込みを検出した場合には、アラーム発生部５５によりアラームを発生し、アラーム表示部３７を駆動して異常の発生を表示する。また、上記パイロット信号検出回路３６からパイロット検出信号が出力された場合には、スケルチ回路３１が動作して送信信号の出力を停止する。

また、受信エリア（対象エリア）には、上記放送波中継装置で中継された地上デジタル放送波を受信する受信端末をモニタ装置として設け、このモニタ装置により放送波に含まれるパイロット信号を検出し、このパイロット信号を変調しているコード内容を判別して放送波中継装置の状態を監視する。

その他の構成は、第１実施形態と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

上記第２実施形態において、状態監視部５４は、第１のレベル検出部５１、第２のレベル検出部５２及び発振状態検出部５３から送られてくる信号に基づいて各部の動作状態を監視すると共に、パイロット信号検出回路３６から送られてくるパイロット検出信号により信号の回り込みの有無を監視している。上記状態監視部５４は、機器が正常の場合には機器情報及びチャンネル情報からなるコードによってパイロット信号を変調し、各検出部５１〜５３の検出信号によって機器の異常を検出した場合、あるいはパイロット信号検出回路３６からのパイロット検出信号によって送信信号の回り込みを検出した場合には、機器情報及びチャンネル情報と共に異常状態を示すコードによってパイロット信号発生回路３５から出力されるパイロット信号をコード変調する。

上記パイロット信号発生回路３５から出力されるパイロット信号は、中間周波増幅器２８から出力される中間周波信号と混合されて送信変換部２９に入力される。送信変換部２９は、上記入力信号を受信チャンネルと同じ周波数ｆ_０の送信信号に変換し、高周波増幅器３０、スケルチ回路３１及びバンドパスフィルタ３２を介して出力端子３３から送信アンテナへ出力し、この送信アンテナから対象エリアに向けて送信する。

一方、受信エリアに設けられたモニタ装置は、受信した放送波のパイロット信号を検出し、その変調コードを判別することにより放送波中継装置の状態を監視しており、必要に応じて上記監視情報を例えば有線あるいは電話等の別のネットワークにより更に遠隔地にある監視センター等に伝達する。

上記モニタ装置は、上記パイロット信号により異常を検知した場合にはアラーム表示等を行なうと共に、遠隔地点にある監視センター等にネットワークを介して異常の発生を報知する。

従って、放送波中継装置の対象エリアに受信障害が発生した場合、上記の監視結果から、親局から中継装置に達するまでの信号が劣化したのか、あるいは中継装置の機器に何らかの異常があるのか等を確実に判断でき、適切な対策を講じることができる。

上記第２実施形態によれば、放送波中継装置が例えば山の上など、有線や電話等のネットワークを使うことが難しい場所に設置される場合であっても、送信信号に付加したパイロット信号を利用して中継装置の監視情報を遠隔地点に確実に伝達でき、これにより適切な対策を講じることができる。

なお、上記第１及び第２実施形態では、パイロット信号を１物理チャンネルに割り当てられる放送帯域６ＭＨｚのうち、地上デジタル放送による占有帯域５．６ＭＨｚを除く場所に発生させるようにしたが、その他の帯域に発生させるようにしても良い。

また、上記第１及び第２実施形態では、中継装置にスケルチ回路３１を設け、回り込みによるパイロット信号を検出した際に送信信号の出力を停止するようにしたが、スケルチ回路３１に代えてレベル調整回路を設け、パイロット信号検出回路３６の検出信号により上記レベル調整回路を調整して出力レベルを自動的に絞るようにしても良い。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の第１実施形態に係る放送波中継装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるＯＦＤＭ信号とパイロット信号との関係を示す図である。 同実施形態におけるパイロット信号検出回路の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る放送波中継装置の構成を示すブロック図である。 従来における放送局に対する放送波中継装置の設置関係を示す図である。 放送波中継装置における送信波の受信側への回り込みを示す図である。

符号の説明

１０…親局、１１…放送波中継装置、１２…受信アンテナ、１３…送信アンテナ、１４…対象エリア、１５…回り込み波、２１…ＲＦ入力端子、２２…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２３…高周波増幅器、２４…受信変換部、２５…局部発振器、２６…中間周波増幅器、２７…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２８…中間周波増幅器、２９…送信変換部、３０…高周波増幅器、３１…スケルチ回路、３２…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３３…出力端子、３５…パイロット信号発生回路、３６…パイロット信号検出回路、３７…アラーム表示部、３８…アラーム端子、４１…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、４２…検波回路、４３…判別回路、５１…第１のレベル検出部、５２…第２のレベル検出部、５３…発振状態検出部、５４…状態監視部、５５…アラーム発生部

Claims (2)

1. 親局から送信される地上デジタル放送波を受信し、前記親局と同じ周波数を用いて再送信する放送波中継装置において、
   前記地上デジタル放送波に影響を与えない周波数帯域においてパイロット信号を発生するパイロット信号発生回路と、前記パイロット信号発生回路から出力されるパイロット信号を受信信号に付加して再送信する再送信手段と、受信信号から送信波の受信側への回り込みにより混入する前記パイロット信号の有無を検出するパイロット信号検出回路と、前記パイロット信号検出回路によりパイロット信号が検出された際に異常信号を出力する手段とを具備することを特徴とする放送波中継装置。
2. 親局から送信される地上デジタル放送波を受信し、前記親局と同じ周波数を用いて再送信する放送波中継装置において、
   前記地上デジタル放送波に影響を与えない周波数帯域においてパイロット信号を発生するパイロット信号発生回路と、中継装置内部の動作状態を監視する状態監視部と、前記状態監視部により動作異常が検出された際、異常内容を示すコードにより前記パイロット信号発生回路で発生するパイロット信号を変調する手段と、前記パイロット信号発生回路から出力されるパイロット信号を受信信号に付加して再送信する再送信手段と、前記再送信手段により再送信される放送波を受信し、該放送波中に含まれるパイロット信号を検出して中継装置の動作状態を監視するモニタ装置とを具備することを特徴とする放送波中継装置の監視システム。

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