(57)【要約】【課題】有効な周波数帯域幅を増加させることなく、情報伝送容量の増加を図ることが可能であり、特に地上波ＵＨＤ放送に適した放送信号の送受信システムおよび送受信方法を提供する。【解決手段】送信装置１は、放送信号を２つの部分信号に分割する分割手段１１と、所定の中心周波数を中心とする周波数帯域において、第１の部分信号を第１の偏波で送信する第１の送信手段１２と、前記周波数帯域において、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信する第２の送信手段１３とを備える。受信装置２は、第１の偏波で送信される第１の部分信号を受信する第１の受信手段２１と、第２の偏波で送信される第２の部分信号を受信する第２の受信手段２２と、両部分信号を結合して分割前の放送信号を得る結合手段２３とを備える。そのうえで、前記周波数帯域を前記中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上デジタルテレビジョン放送の放送信号を送信する送信装置（１）と、該放送信号を受信する受信装置（２）とを含む送受信システムであって、
送信装置（１）は、
放送信号を２つの部分信号に分割する分割手段（１１）と、
所定の中心周波数を中心とする周波数帯域において、第１の部分信号を第１の偏波で送信する第１の送信手段（１２）と、
前記周波数帯域において、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信する第２の送信手段（１３）とを備えており、
受信装置（２）は、
第１の偏波で送信される第１の部分信号を受信する第１の受信手段（２１）と、
第２の偏波で送信される第２の部分信号を受信する第２の受信手段（２２）と、
両部分信号を結合して分割前の放送信号を得る結合手段（２３）とを備えており、
前記周波数帯域が前記中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定されていることを特徴とする送受信システム。
【請求項２】
前記放送信号が、ＵＨＤ（Ultra High Definition）放送の放送信号である請求項１に記載の送受信システム。
【請求項３】
送信装置（１）が、前記周波数帯域と重ならない別の周波数帯域において、ＨＤ（High  Definition）放送を含む別の放送信号を送信する第３の送信手段（１０）を備えており、
受信装置（２）が、第３の送信手段（１０）から送信される別の放送信号を受信する第３の受信手段（２０）を備えている請求項２に記載の送受信システム。
【請求項４】
各部分信号の送受信に係る前記周波数帯域が、２０７．５〜２２２ＭＨｚの範囲内に設定されている請求項１から３のいずれかひとつに記載の送受信システム。
【請求項５】
地上デジタルテレビジョン放送の放送信号を送信する送信装置（１）と、該放送信号を受信する受信装置（２）とによって実行される送受信方法であって、
送信装置（１）が放送信号を２つの部分信号に分割するステップと、
所定の中心周波数を中心とする周波数帯域において、第１の部分信号を第１の偏波で送信するとともに、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信するステップと、
受信装置（２）が、第１の偏波で送信される第１の部分信号と、第２の偏波で送信される第２の部分信号とを受信するステップと、
両部分信号を結合して分割前の放送信号を得るステップとを含み、
前記周波数帯域が前記中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定されていることを特徴とする送受信方法。
【請求項６】
前記放送信号が、ＵＨＤ（Ultra High Definition）放送の放送信号である請求項５に記載の送受信方法。
【請求項７】
送信装置（１）が、前記周波数帯域と重ならない別の周波数帯域において、ＨＤ（High  Definition）放送を含む別の放送信号を送信するステップと、
受信装置（２）が、ＨＤ放送を含む別の放送信号を受信するステップとをさらに含む請求項６に記載の送受信方法。
【請求項８】
各部分信号の送受信に係る前記周波数帯域が、２０７．５〜２２２ＭＨｚの範囲内に設定されている請求項５から７のいずれかひとつに記載の送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上デジタルテレビジョン放送の放送信号の送受信システムおよび送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式においては、各チャンネルが占有する約６ＭＨｚ幅の周波数帯域を、セグメントと呼ばれる１３個の帯域に分割して利用している。このうち１個のセグメント（１３個のセグメントの中心すなわち周波数の低い方から７番目のセグメント）が、携帯電話やカーナビゲーションなどの移動端末機を受信対象とする簡易放送（いわゆるワンセグ放送）に用いられ、残りの１２個のセグメントが、据え置き型のテレビ受像機を受信対象とするＨＤ（High  Definition）放送に用いられている。
【０００３】
また、データ伝送速度の向上などを目的として、周波数が同一で互いに直交する２つの偏波（垂直偏波と水平偏波）にそれぞれ異なる情報を乗せて伝送する偏波多重を行うことは、特許文献１に開示されている。特許文献１には、一方の偏波で現行のＨＤ放送およびワンセグ放送を行い、これに直交する他方の偏波で超高解像度のＵＨＤ（Ultra High Definition）放送（４Ｋ放送や８Ｋ放送）を行うことが示唆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１４８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の送受信方法のように、各チャンネルの占有帯域（約６ＭＨｚ幅）で偏波多重放送を行うと、各放送局に割り当てられる占有帯域を広げることなく、ＨＤ放送に係る放送信号とワンセグ放送に係る放送信号とＵＨＤ放送に係る放送信号という、計三者の放送信号を合わせて放送することが可能となる。しかし、現在普及している多くの受信装置（移動端末機・テレビ受像機）は、周波数が同一の垂直偏波と水平偏波を区別して受信することは不可能であるため、上記の送受信方法でＵＨＤ放送を追加すると、混信が生じて、ＵＨＤ放送を視聴できないばかりか、現行のＨＤ放送あるいはワンセグ放送を視聴することも困難となる。このため、現況においては、地上波ＵＨＤ放送については、その試験放送も実施されていないというのが実情である。
【０００６】
そこで本発明者は、現在は使われていない周波数帯域、より具体的な例としては、ＶＨＦ帯における高帯域を使って地上波ＵＨＤ放送の試験方法を実施することを考えた。しかし、ＶＨＦ帯における高帯域の周波数帯域幅は１４．５ＭＨｚしかなく、上記の特許文献１のような６ＭＨｚの伝送帯域幅の片偏波を使ってＵＨＤ放送を行う方法では、当該周波数帯域を２つのチャンネルにしか割り当てることができない。
【０００７】
本発明は、以上のような従来の送受信方法の抱える問題を解決するためになされたものであり、有効な周波数帯域幅を増加させることなく、情報伝送容量の増加を図ることが可能であり、特に地上波ＵＨＤ放送に適した放送信号の送受信システムおよび送受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る送受信システムは、地上デジタルテレビジョン放送の放送信号を送信する送信装置１と、該放送信号を受信する受信装置２とを含む。送信装置１は、放送信号を２つの部分信号に分割する分割手段１１と、所定の中心周波数を中心とする周波数帯域において、第１の部分信号を第１の偏波で送信する第１の送信手段１２と、前記周波数帯域において、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信する第２の送信手段１３とを備える。受信装置２は、第１の偏波で送信される第１の部分信号を受信する第１の受信手段２１と、第２の偏波で送信される第２の部分信号を受信する第２の受信手段２２と、両部分信号を結合して分割前の放送信号を得る結合手段２３とを備える。そして、前記周波数帯域が前記中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
前記放送信号はＵＨＤ（Ultra High Definition）放送の放送信号である。
【００１０】
送信装置１が、前記周波数帯域と重ならない別の周波数帯域において、ＨＤ（High  Definition）放送を含む別の放送信号を送信する第３の送信手段１０を備えており、受信装置２が、第３の送信手段１０から送信される別の放送信号を受信する第３の受信手段２０を備えている。
【００１１】
各部分信号の送受信に係る前記周波数帯域が２０７．５〜２２２ＭＨｚの範囲内に設定されている。
【００１２】
本発明に係る送受信方法は、地上デジタルテレビジョン放送の放送信号を送信する送信装置１と、該放送信号を受信する受信装置２とによって実行される。送信装置１が放送信号を２つの部分信号に分割するステップと、所定の中心周波数を中心とする周波数帯域において、第１の部分信号を第１の偏波で送信するとともに、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信するステップとを含む。さらに、受信装置２が、第１の偏波で送信される第１の部分信号と、第２の偏波で送信される第２の部分信号とを受信するステップと、両部分信号を結合して分割前の放送信号を得るステップとを含む。そして、前記周波数帯域が前記中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
前記放送信号はＵＨＤ（Ultra High Definition）放送の放送信号である。
【００１４】
送信装置１が、前記周波数帯域と重ならない別の周波数帯域において、ＨＤ（High  Definition）放送を含む別の放送信号を送信するステップと、受信装置２が、ＨＤ放送を含む別の放送信号を受信するステップとをさらに含む。
【００１５】
各部分信号の送受信に係る前記周波数帯域が２０７．５〜２２２ＭＨｚの範囲内に設定されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る放送信号の送受信システムおよび送受信方法においては、放送信号を２つの部分信号に分割し、第１の部分信号を第１の偏波で送信するとともに、第２の部分信号を第１の偏波に直交する第２の偏波で送信し、これら２つの部分信号をそれぞれ受信して結合することにより、分割前の放送信号を得るようにした。このように２つの偏波を使って２つの部分信号を同時に送信するようにしていると、単位周波数あたりの伝送容量を現在の地上デジタルテレビジョン放送に比べて倍増させることができる。加えて、本発明においては、両部分信号の送信に係る周波数帯域を中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定したので、各放送局の放送信号（両部分信号）が占有する周波数帯域を、現在の地上デジタルテレビジョン放送における各放送局の占有帯域（６ＭＨｚ）の半分以下（３ＭＨｚ以下）にすることができる。以上より、本発明に係る送受信システムおよび送受信方法によれば、有効な周波数帯域幅を増加させることなく、情報伝送容量の増加を図ることができる。
【００１７】
ＵＨＤ放送の放送信号の送受信に本発明を適用すると、各放送局は現在の地上デジタルテレビジョン放送の半分以下の占有帯域で、ＵＨＤ放送の放送信号を送信することが可能となる。つまり、地上波ＵＨＤ放送を開始するにあたって各放送局に割り当てる周波数帯域を小さくすることができるので、より多くのチャンネルの当該地上波ＵＨＤ放送の実現に寄与できる。
【００１８】
送信装置１が、地上波ＵＨＤ放送の送信に係る周波数帯域と重ならない別の周波数帯域において、ＨＤ放送を含む別の放送信号を送信するようにしていると、受信装置２は地上波ＵＨＤ放送の放送信号とＨＤ放送の放送信号とを異なる周波数帯域で受信することができるので、両放送信号の混信が生じることを防ぐことができる。したがって、一つの受信装置２を使って、ＵＨＤ放送とＨＤ放送の両放送を視聴することが可能となる。
【００１９】
ＶＨＦ帯における高帯域（２０７．５〜２２２ＭＨｚ）は、現時点において使われていない空きの周波数帯域となっている。従って、各部分信号の送受信に係る周波数帯域を当該高帯域の範囲内に設定すると、空きの周波数帯域を有効に利用して各部分信号すなわち放送信号の送受信を行うことができる。地上波ＵＨＤ放送の試験放送を行うこともできる。なお、当該高帯域の幅は１４．５ＭＨｚであり、また、本発明における各放送局の占有帯域は３ＭＨｚ以内であるから、上記の高帯域を４つ以上の放送局に割り当てることが可能となる。さらに、当該高帯域で放送信号（各部分信号）を送受信すると、ＵＨＦ帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）で放送信号を送受信する現在の地上デジタルテレビジョン放送との間で、混信の問題が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係る送受信システムおよび送受信方法を示すブロック図である。
【図２】地上デジタルテレビジョン放送のＩＳＤＢ−Ｔ方式の放送波の１チャンネル分のデータ構造を模式的に示す図である。
【図３】地上波ＵＨＤ放送の各チャンネルの周波数配列を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施例）  図１から図３に、本発明の実施例に係る送受信システムおよび送受信方法を示す。図１に示すように、本実施例に係る送受信システムは、放送波の送信所に設定される送信装置１と、一般家庭などに設置される据え置き型のテレビ受像機（受信装置）２・３と、スマートフォンやカーナビゲーションなどの移動端末機４とを含む。なお、当該送信所は、放送波を生成し送信する親局であってもよいし、親局によって送信された（または他の中継局によって中継された）放送波を中継する中継局であってもよい。
【００２２】
送信装置１は、現行の地上デジタルテレビジョン放送のＩＳＤＢ−Ｔ方式に準拠した放送波を送信するＨＤ送信アンテナ（第３の送信手段）１０と、ＵＨＤ放送の放送信号を２つの部分信号に分割する分割部（分割手段）１１と、該部分信号を送信する第１偏波ＵＨＤ送信アンテナ（第１の送信手段）１２および第２偏波ＵＨＤ送信アンテナ（第２の送信手段）１３とを備える。
【００２３】
図２にＩＳＤＢ−Ｔ方式の放送波の１チャンネル分のデータ構造を模式的に示す。ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、１チャンネルは１３個のセグメントに分割されており、１番目のセグメントが移動端末機４向けの放送サービスを提供するためのセグメント（すなわち「ワンセグ」用のセグメント）であり、２番目〜１３番目のセグメントがＨＤ放送用のセグメントとなっている。なお、上記構成からなる放送波は、４７０〜７１０ＭＨｚのＵＨＦ帯すなわち２４０ＭＨｚを４０分割してなるものであり、６ＭＨｚの周波数帯域を占有する。ＨＤ送信アンテナ１０から送信される上記放送波は、テレビ受像機２・３が備えるＨＤ受信アンテナ（第３の受信手段）２０・３０と、移動端末機４が備えるワンセグ受信アンテナ４０とにより受信される。テレビ受像機２・３ではＨＤ放送を、移動端末機４ではワンセグ放送を、それぞれ視聴することができる。
【００２４】
図３は、ＵＨＤの放送波のデータ構造を模式的に示す図である。１チャンネルのＵＨＤの放送波の周波数帯域は、中心周波数±１．５ＭＨｚ以下に設定されており、ここでは３ＭＨｚに設定されている。各チャンネルの放送波は、第１の偏波である水平偏波で送信される第１の部分信号と、第２の偏波である垂直偏波で送信される第２の部分信号とで構成される。本実施例におけるＵＨＤの放送波は、ＶＨＦ帯における高帯域（２０７．５〜２２２ＭＨｚ）内に設定されており、当該周波数帯域内に４つのチャンネルが設定されている。以上のような構成からなるＵＨＤの放送波は、第１偏波ＵＨＤ送信アンテナ１２および第２偏波ＵＨＤ送信アンテナ１３により送信される。より具体的には、第１偏波ＵＨＤ送信アンテナ１２は第１の部分信号を水平偏波で送信し、第２偏波ＵＨＤ送信アンテナ１３は第２の部分信号を垂直偏波で送信する。
【００２５】
一部のテレビ受像機２は、ＨＤ受信アンテナ２０に加えて、第１偏波ＵＨＤ送信アンテナ１２から水平偏波で送信される第１の部分信号を受信可能な第１偏波ＵＨＤ受信アンテナ（第１の受信手段）２１と、第２偏波ＵＨＤ送信アンテナ１３から垂直偏波で送信される第２の部分信号を受信可能な第２偏波ＵＨＤ受信アンテナ（第２の受信手段）２２と、両部分信号を結合してＵＨＤ放送の放送信号を得る結合部（結合手段）２３とを備える。従って、当該テレビ受像機２では、ＨＤ放送に加えてＵＨＤ放送を視聴することができる。
【００２６】
図３に示すように、水平偏波で送信される第１の部分信号の中心周波数および周波数帯域と、垂直偏波で送信される第２の部分信号の中心周波数および周波数帯域とはそれぞれ同一である。このように同一の中心周波数および周波数帯域で２つの部分信号を同時に送信すると、単位周波数あたりの伝送容量は、ＨＤ送信アンテナ１０から送信されるＨＤ放送等の放送信号の２倍となる。上記のように本実施例では、各放送局の部分信号が占有する周波数帯域は３ＭＨｚ（中心周波数±１．５ＭＨｚ）に設定されており、当該周波数帯域は、ＨＤ放送等の放送信号の占有帯域（６ＭＨｚ）の半分であるが、水平偏波に加えて垂直偏波を用いて送信を行うことで、単位周波数あたりの情報伝送容量を倍増させることができる。したがって、ＨＤ放送等の放送信号と同等の伝送速度で、各部分信号すなわちＵＨＤ放送の放送信号を送信することができる。
【００２７】
加えて、ＵＨＤ放送に係る各部分信号の送受信用の周波数帯域として、現在は使われていないＶＨＦ帯における高帯域（２０７．５〜２２２ＭＨｚ）を用いたので、ＵＨＦ帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）を利用するＨＤ放送およびワンセグ放送の放送信号との間で、混信の問題が生じることはない。当該ＶＨＦ帯における高帯域を用いることで、地上波ＵＨＤ放送の放送試験も支障なく実施できる。また、当該高帯域の幅は１４．５ＭＨｚであり、また、１チャンネルの占有帯域は３ＭＨｚであるから、上記高帯域を４つのチャンネルに割り当てることが可能であり、従来形態に比べてより多くの放送局にチャンネルを割り当てることができる点でも優れている。
【００２８】
１  送信装置
２  受信装置（テレビ受像機）
１０  第３の送信手段（ＨＤ送信アンテナ）
１１  分割手段（分割部）
１２  第１の送信手段（第１偏波ＵＨＤ送信アンテナ）
１３  第２の送信手段（第２偏波ＵＨＤ送信アンテナ）
２０  第３の受信手段（ＨＤ受信アンテナ）
２１  第１の受信手段（第１偏波ＵＨＤ受信アンテナ）
２２  第２の受信手段（第２偏波ＵＨＤ受信アンテナ）
２３  結合手段（結合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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