(57)【要約】 【課題】  無線電波の入力電界強度が、検波出力が得られる程度に十分なレベルを有する場合、或いは低レベルの場合であっても、より信頼性の高いデジタル無線伝送システムとし得る入力電界強度表示方法及びその回路を提供することを目的とするものである。【解決手段】  送信側からの無線電波を受信し、周波数変換器３からＡＧＣ増幅器４を経た信号を復調器５にて復調するデジタル受信機における入力電界強度表示方法であって、ＡＧＣ増幅器４の後段における受信レベルが所定限界値であるか否かを判定して切換制御信号を出力し、該受信レベルが所定限界値を超えている場合、ＡＧＣ増幅器４のレベル検波出力を入力電界強度とし、該受信レベルが所定限界値以下である場合、予め定められた換算値による推定値を入力電界強度として出力し表示する入力電界強度表示方法及びその回路である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側からの無線電波を受信し、周波数変換手段から可変増幅手段を経た信号を復調手段にて復調するデジタル受信機における入力電界強度表示方法であって、
前記可変増幅手段の後段における受信レベルが所定限界値であるか否かを判定して切換制御信号を出力し、該受信レベルが所定限界値を超えている場合、該可変増幅手段のレベル検波出力を入力電界強度とし、該受信レベルが所定限界値以下である場合、予め定められた換算値による推定値を出力し、入力電界強度として表示することを特徴とする入力電界強度表示方法。
【請求項２】
前記所定限界値が、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい値であることを特徴とする請求項１に記載の入力電界強度表示方法。
【請求項３】
送信側からの無線電波を受信し、受信電波の入力電界強度を表示する入力電界強度表示回路であって、
受信した無線電波を増幅し、周波数変換を行う周波数変換手段と、
該周波数変換手段の出力が定レベルになるように増幅する可変増幅手段と、
該可変増幅手段を制御する利得制御手段と、
該利得制御手段より受信電界強度を算出する算出手段と、
該算出手段の出力が所定限界値であるか否かを検出する限界値判定手段と、
前記可変増幅手段の出力を直交復調する直交復調手段と、
該直交復調手段の出力の相関を演算する相関演算手段と、
該相関演算手段の出力より入力電界強度を推定する推定手段と、
前記限界値判定手段に基づいて前記算出手段の出力と前記推定手段の出力との何れかを選択的に出力する切り換え手段と、
を備えることを特徴とする入力電界強度表示回路。
【請求項４】
前記推定手段が、前もって推定した換算データテーブルより換算して入力電界強度を推定することを特徴とする請求項３に記載の入力電界強度表示回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル受信機における入力電界強度或いは推定した入力電界強度を表示する入力電界強度表示方法及びその回路に関し、詳しくは、無線伝送システムにおけるアンテナの方向調整等に有用であり、送信された映像信号等を受信して入力電界強度を検出し、或いは信号レベルが低い場合、入力電界強度を推定して表示する入力電界強度表示方法及びその回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スポーツ等の実況中継では、テレビカメラで撮影した信号をＦＰＵ（Field Pick-up Unit）装置により、マイクロ波を利用して中継現場から中継車へ映像伝送をする伝送技術が活用されている。従来のＦＰＵ送信機は、映像信号や音声信号を変調し、さらに周波数変換を行って、無線電波として送信する。ＦＰＵ受信機は、受信した無線電波の入力電界強度をレベルメータ等で確認しながら、受信レベルが最高値となるようにアンテナの方向調整を行って、良好な映像を復調するようにしている。
【０００３】
従来のアナログＦＰＵ送信機では、映像信号を周波数変調して送信していたが、近年のデジタル技術の進歩に伴って、ＱＰＳＫ（直交位相変調）、ＱＡＭ（直交変調）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）などのデジタル変調技術によるデジタルＦＰＵ受信機が使用されている。デジタルＦＰＵ受信機はアナログＦＰＵ受信機と異なり、理論上、復調可能な入力電界強度はアナログＦＰＵ受信機よりも遙かに低く、即ち、信号レベルが雑音レベルより低くても入力信号を識別して復調することができる。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３６５０６号公報（明細書全文、図面全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアナログＦＰＵ受信機では、ＩＦ（Intermediate Frequency）帯の中間周波増幅器における検波出力であるＡＧＣ電圧（自動利得制御電圧）より、入力信号の受信電界強度を検出しており、信号成分の方が常にノイズ成分より十分に大きくないと復調することができないために、ＳＮ比（ＣＮ比：搬送波対雑音の電圧比）が常にプラスであるという前提で入力電界強度を検出していた。無線伝送システムにおけるアンテナの方向調整は、ＡＧＣ電圧により入力電界強度を測定し、受信電界強度メータを駆動していたが、信号成分がノイズ成分と略同等の場合、従来の入力電界強度測定回路では対応できない。このような従来の回路では、ＳＮ比（ＣＮ比）がある程度（例えば１０ｄＢ）大きくないとアンテナの方向調整が困難であり、従来の入力電界強度測定回路では、受信電界強度メータが使用できないという問題点を有していた。
【０００６】
ところで、デジタルＦＰＵ受信機は、信号成分がノイズ成分と略同等のレベルであったとしても、受信信号を識別して復調することが可能である。デジタルＦＰＵ受信機では、この領域の信号レベルを、上述のような従来のアナログＦＰＵ受信機の入力電界強度測定回路を使用したとしても出力を得ることができないことになり、新たな回路を必要としていた。
【０００７】
本出願人は、上記課題を解決すべく、特願２００４−１８３５３４号において低レベルの入力電界強度であっても対応可能な入力電界強度推定回路を提案した。この回路では、入力電界強度が低レベルの場合に有効であるが、移動中継に用いられるデジタルＦＰＵ受信機では、環境条件の変化によりＳＮ比（ＣＮ比）が大きく変動することがあり、例えば、アナログＦＰＵ受信機が受信するのに十分な入力電界強度を有する場合、上記入力電界強度推定回路では測定限界に達して入力電界強度を正確に表示することができない。入力電界強度が十分な場合は、デジタルＦＰＵ受信機であっても、従来のアナログＦＰＵ受信機で使用していた入力電界強度測定回路を使用することが可能である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、無線電波の入力電界強度が、検波出力が得られる程度に十分なレベルを有する場合、或いは低レベルの場合であっても、より信頼性の高いデジタル無線伝送システムとし得る入力電界強度表示方法及びその回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を達成したものであり、請求項１の発明は、送信側からの無線電波を受信し、周波数変換手段から可変増幅手段を経た信号を復調手段にて復調するデジタル受信機における入力電界強度表示方法であって、
前記可変増幅手段の後段における受信レベルが所定限界値であるか否かを判定して切換制御信号を出力し、該受信レベルが所定限界値を超えている場合、該可変増幅手段のレベル検波出力を入力電界強度とし、該受信レベルが所定限界値以下である場合、予め定められた換算値による推定値を出力し、入力電界強度として表示することを特徴とする入力電界強度表示方法である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記所定限界値が、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい値であることを特徴とする請求項１に記載の入力電界強度表示方法である。
【００１１】
また、請求項３の発明は、送信側からの無線電波を受信し、受信電波の入力電界強度を表示する入力電界強度表示回路であって、
受信した無線電波を増幅し、周波数変換を行う周波数変換手段と、
該周波数変換手段の出力が定レベルになるように増幅する可変増幅手段と、
該可変増幅手段を制御する利得制御手段と、
該利得制御手段より受信電界強度を算出する算出手段と、
該算出手段の出力が所定限界値であるか否かを検出する限界値判定手段と、
前記可変増幅手段の出力を直交復調する直交復調手段と、
該直交復調手段の出力の相関を演算する相関演算手段と、
該相関演算手段の出力より入力電界強度を推定する推定手段と、
前記限界値判定手段に基づいて前記算出手段の出力と前記推定手段の出力との何れがを選択的に出力する切り換え手段と、
を備えることを特徴とする入力電界強度表示回路である。
【００１２】
また、請求項４の発明は、前記推定手段が、前もって推定した換算データテーブルより換算して入力電界強度を推定することを特徴とする請求項３に記載の入力電界強度表示回路である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明では、送信側からの無線電波を受信し、周波数変換手段から可変増幅手段を経た信号を復調手段にて復調するデジタル受信機における入力電界強度表示方法であって、
前記可変増幅手段の後段における受信レベルが所定限界値であるか否かを判定して切換制御信号を出力し、該受信レベルが所定限界値を超えている場合、該可変増幅手段のレベル検波出力を入力電界強度とし、該受信レベルが所定限界値以下である場合、予め定められた換算値による推定値を出力し、入力電界強度として表示することを特徴とする入力電界強度表示方法であるので、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい値であっても受信レベルから入力電界強度を表示し、デジタル受信機における復調性能に応じた入力電界強度を表示できる利点があり、無論、受信レベルが雑音電圧に対して検波出力を得るのに十分なレベルを有する場合、切換制御手段により、可変増幅手段における検波出力に自動的に切り換えて出力し、入力電界強度を表示することができ、幅広い範囲の入力電界強度レベルに対応することができる利点がある。
【００１４】
また、請求項２の発明では、前記所定限界値が、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい値であることを特徴とする請求項１に記載の入力電界強度表示方法であるので、従来の検波回路により検出可能な受信レベルでは、可変増幅手段の検波出力を出力し、検波回路では検波できない受信レベルでは、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい領域に移行したものと判断し、復調器の映像信号等の信号レベルにより、入力電界強度を推定することができる。デジタル受信機では、信号成分と雑音成分のレベルが略等しい領域に移行し、信号レベルが雑音レベルより低くなったとしても映像信号を認識し復調可能であり、信号レベルを表示して、デジタル受信機の受信性能に対応することができる利点がある。
【００１５】
また、請求項３の発明では、送信側からの無線電波を受信し、受信電波の入力電界強度を表示する入力電界強度表示回路であって、
受信した無線電波を増幅し、周波数変換を行う周波数変換手段と、
該周波数変換手段の出力が定レベルになるように増幅する可変増幅手段と、
該可変増幅手段を制御する利得制御手段と、
該利得制御手段より受信電界強度を算出する算出手段と、
該算出手段の出力が所定限界値であるか否かを検出する限界値判定手段と、
前記可変増幅手段の出力を直交復調する直交復調手段と、
該記直交復調手段の出力の相関を演算する相関演算手段と、
該相関演算手段の出力より入力電界強度を推定する推定手段と、
前記限界値判定手段に基づいて前記算出手段の出力と前記推定手段の出力との何れがを選択的に出力する切り換え手段と、
を備えることを特徴とする入力電界強度表示回路であるので、通常の入力電界強度の場合には、ＩＦ帯域の中間周波増幅段である可変増幅手段（ＡＧＣ電圧）より得られる受信電界強度を入力電界強度とし、低レベルの入力電界強度の場合、相関演算手段による出力に基づいて、入力電界強度を推定する推定手段の出力（推定値）による推定入力電界強度を得ることができ、入力電界強度のレベルに依存することなく、受信メータを使用することができる効果を有する。また、デジタルＦＰＵ受信機に入力電界強度表示回路を備えることにより、入力電界強度の変動に左右されることなく、常に受信電界強度メータを駆動することができ、マイクロ波中継におけるアンテナの方向調整が確実になし得るので、移動中継における無線伝送の信頼性を高める効果を有する。
【００１６】
また、請求項４の発明では、前記推定手段が、前もって推定した換算データテーブルより換算して入力電界強度を推定することを特徴とする請求項３に記載の入力電界強度表示回路であるので、換算テーブルより推定することによりコンパクトに回路を構成する効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る入力電界強度表示方法及びその回路の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は、本実施形態の入力電界強度表示回路を備えるデジタル受信機のブロック図であり、図２は本実施形態の動作をタイムチャートで説明するための図である。
【００１８】
図１のデジタル受信機は、送信側より送られる無線電波を受信する受信アンテナ１の受信電波を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）２と、低雑音増幅器２の信号を中間周波数（ＩＦ）に変換する周波数変換器（Ｄ／Ｃ：ダウンコンバータ）３と、周波数変換器３からの中間周波信号の出力レベルを一定にするように利得制御信号により負帰還を掛けるＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプ４と、ＡＧＣアンプ４の出力信号を復調する復調器５とから構成され、復調された映像信号などが出力端子６から出力される。なお、利得制御信号は、一般的に中間周波信号をレベル検波した検波出力であり、この検波出力が制御電圧として出力される。中間周波信号は、ＡＧＣアンプ４の出力段或いは復調器５の入力段の何れでもよい。
【００１９】
本実施形態の入力電界強度表示回路は上記デジタル受信機に設けられており、図１を参照して説明する。入力電界強度表示回路は、受信レベル検出手段Ａと受信レベル推定手段Ｂと、入力電界強度のレベルが所定限界値であるか否かを判定し、受信レベル検出手段Ａと受信レベル推定手段Ｂの出力の何れかを選択するための切換信号を出力する限界値判定部（限界値判定手段）９と、受信レベル検出手段Ａと受信レベル推定手段Ｂとの出力の何れかを選択する切換器１４とから構成される。切換器１４は限界値判定部９の切換制御信号により切り換え制御され、切換器１４からの出力はＤ／Ａ変換器１５にてデジタル値に変換され、受信レベルメータ（受信電界強度メータ）１６に入力される。
【００２０】
受信レベル検出手段Ａは、復調器５の入力段から分配した出力を検波して得られる利得制御電圧（利得制御信号）により入力電界強度を算出する受信電界強度算出部７と、受信電界強度算出部７の受信電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器８とからなり、Ａ／Ｄ変換器８の出力は切換器１４に入力されるとともに、限界値判定部９に入力される。また、受信レベル推定手段Ｂは、ＡＧＣアンプの出力を復調する直交復調部１０と、直交復調部１０の直交復調したＩＱ信号（出力信号）における相関値を計算する相関演算部１１と、相関演算結果の所定周期毎に最大値の平均を出力する最大値検出部１２と、相関最大値から受信レベルを推定する受信レベル推定部１３とからなり、受信レベル推定部１３の出力は切換器１４に入力される。
【００２１】
受信レベル推定部１３では、最大値検出部１２の結果より前もって測定した演算データテーブルから受信レベルに応じた入力電界強度を推定する。また、アナログＦＰＵにおける受信電界強度の限界値は、一般に−９０ｄＢｍである。従って、受信レベルが、−９０ｄＢｍ以下であると限界値判定部（限界値判定手段）９が判定すれば、受信レベル推定手段Ｂの出力、即ち、受信レベル推定部１３による推定値が切換器１４から出力される。また、限界値判定部（限界値判定手段）９が受信レベルを−９０ｄＢｍ以上であると判定すれば、受信レベル検出手段Ａの出力が切換器１４を通して出力される。なお、受信電界強度の限界値は、概ね周波数変換器３における検波出力が得られる限界値に設定すればよい。
【００２２】
さらに、本実施形態の動作について図１及び図２を参照して説明する。受信した無線電波は、低雑音増幅器２で増幅し、低雑音増幅器２で増幅した信号は周波数変換器３で中間周波信号に周波数変換され、定レベルになるようにＡＧＣアンプ４で増幅される。ＡＧＣアンプ４の出力は、復調器５に入力されて復調されるとともに、復調器５の入力段から分配された出力が受信レベル検出手段Ａに入力される。一方、ＡＧＣアンプ４から分配された出力は受信レベル推定手段Ｂに入力される。
【００２３】
受信レベル検出手段Ａの出力（デジタル値）は、受信電界強度に対応する出力であり、限界値判定部９に入力される。限界値判定部９では、このＡＧＣアンプ４の利得制御電圧が所定限界値（−９０ｄＢｍ）であるか否かを判定する。或いは、限界値判定部９は、受信レベル検出手段Ａの出力が所定限界値以上であるか否か（以下であるか否か）を判定する。限界値判定部９は、受信電界強度が所定限界値より大きい場合、切換制御信号により切換器１４を切り換え制御し、受信レベル推定手段Ａの出力を切換器１４から出力する。また、受信電界強度が所定限界値より小さい場合、限界値判定部９は、切換制御信号により切換器１４を切り換え制御し、受信レベル推定部１３の出力を切換器１４から出力する。なお、ＡＧＣアンプ４の利得制御電圧は、ＡＧＣアンプ４の検波出力や復調器５の入力段から分配した出力の検波出力を利用し、限界値判定部９では、デジタル値に変換された制御電圧と所定限界値とを比較し判定する。
【００２４】
続いて、受信レベル推定手段Ｂにおける相関演算について、図２（ａ）〜（ｅ）のタイムチャートを参照して説明する。なお、図２は本実施形態における動作を説明する図である。デジタルＦＰＵ受信機の周波数変換器３の出力が、ＯＦＤＭ信号（直交周波数分割多重信号）である場合について説明する。
【００２５】
シンボル分の１ＯＦＤＭ信号は、図２（ａ），（ｂ）に示したように、ガードインバータ部分（ガード期間）と有効シンボル部分（有効シンボル期間）からなる。ガードインターバル部分は、図２（ｃ）に示したように、矢印で表したものが同一データを示しており、通常、ＯＦＤＭ信号のガードインターバル部分は有効シンボルの所定部分（後半部分）をコピーして各シンボルの先頭部分に付与している。図２（ｄ）は図２（ｃ）を１有効シンボル区間遅延した遅延信号である。
【００２６】
図２（ｅ）は、相関演算部１１及び最大値検出部１２による演算結果を示し、図２（ｃ）のガードインターバル部分（有効シンボルの所定部分）と図２（ｄ）の遅延信号（遅延した同一有効シンボルの所定部分）とにより相関演算した結果である。図２（ｅ）において、ガードインターバル部分は有効シンボルのコピーなので相関レベルは大きくなる。相関演算結果は、入力信号の雑音レベルが小さいと演算結果が大となり、雑音レベルが大きいと演算結果（信号レベル）の値が小さくなる。従って、この演算結果から入力信号の雑音レベルを換算し、入力信号の電力換算を行う。図２（ｅ）のレベルＬ１，Ｌ２及びＬ３が相関演算結果であり、最大値検出部１２により相関演算結果から最大電力（レベルＬ１）を検出し、レベルＬ１のとき、入力電力が最大電力となる。受信レベル推定回路１３では、この最大電力により、入力電界強度を換算した推定値を出力する。
【００２７】
この換算には、図３の曲線カーブが使用され、同図の横軸が相関最大値（８ビットのデジタル値）を示し、縦軸が入力電界強度（ｄＢ）を示し、相関最大値から入力電界強度（推定値）を換算する。この曲線カーブを構成する各データがメモリに書き込まれて換算データテーブルとし、この換算データテーブルに基づいて、相関最大値から入力電界強度（推定値）を換算することができる。無論、図３の曲線カーブを関数として相関最大値から入力電界強度を換算するようにしてもよい。
【００２８】
なお、上記実施形態では、直交復調器の入力としてＯＦＤＭ信号を例示して説明したが、本願出願人による特願２００４−１８３５３４号にも開示したように、ＱＡＭ等の信号に対しても、信号レベルが雑音レベルと等しいか、或いは信号レベルが雑音レベルより小さい場合、ＱＡＭ信号の信号レベルを入力電界強度と見なして入力電界強度を表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の活用例としては、ＦＰＵ装置におけるデジタル受信機のアンテナ方向制御に有用であり、受信レベル表示装置として活用することができるとともに、デジタル無線伝送システムにおけるスイッチング卓（スイッチャー）として有効であり、例えば複数の移動中継局からの映像信号等を受信し、スイッチング卓にて、番組を制作する編集作業に有効なアンテナ方向制御や受信状態等の情報を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の入力電界強度表示回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の動作を説明するための説明図であり、（ａ）はＯＦＤＭ波のシンボル信号区間を示すタイムチャートであり、（ｂ）はその概略の構成を示すタイムチャートであり、（ｃ）はガードインターバル部分を示し、（ｄ）は遅延信号を示し、（ｅ）は相関演算結果を示している。
【図３】相関最大値と入力電界強度と関係の曲線データを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  アンテナ
２  低雑音増幅器（ＬＮＡ）
３  ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）（周波数変換手段）
４  ＡＧＣ増幅器（可変増幅手段）
５  復調器（復調手段）
６  出力端子
７  受信電界強度算出部
８  Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）
９  限界値判定部（限界値判定手段）
１０  直交復調部（直交復調手段）
１１  相関演算部（相関演算手段）
１２  最大値検出部
１３  受信レベル推定部（推定手段）
１４  切換器（切り換え手段）
１５  Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）
１６  受信レベルメータ
Ａ  受信レベル検出手段
Ｂ  受信レベル推定手段
【図１】
2006067047.tif 000003
【図２】
2006067047.tif 000004
【図３】
2006067047.tif 000005