(57)【要約】【課題】  各送信装置からの送信波出力タイミングを同期させるために、予め中継送信装置の遅延時間を各中継送信装置毎に取得したり、各遅延時間データを伝送する必要がなく、また、ＧＰＳ、ＪＪＹ等の基準クロックを必要としない単一周波数網の地上ディジタル放送を提供する。【解決手段】  本発明の地上ディジタル放送システムは、基幹局のＴＳデータ信号送信装置１と基幹局用送信装置２、中継局の中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎを備え、ＴＳデータ信号送信装置１、基幹局用送信装置２、及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎは、双方向のＴＳデータ信号伝送路Ｌf0〜Ｌrnで結合され、各送信装置２及びＲ１〜Ｒｎは分岐器Ｄf1〜ＤrnからＴＳデータ信号の往路と復路の信号を分岐して伝送に要する遅延時間を検出し、ＴＳデータ信号を該検出した遅延時間だけ遅延して送信波として出力するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基幹局と複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する単一周波数網地上ディジタル放送システムにおいて、
前記基幹局はＴＳデータ信号送信装置と基幹局用送信装置を備え、
前記複数の中継局はそれぞれ中継送信装置を備え、
前記ＴＳデータ信号送信装置、前記基幹局用送信装置、及び前記各中継送信装置は、ＴＳデータ信号送信伝送路及びＴＳデータ信号戻り伝送路で結合され、
前記ＴＳデータ信号送信装置から送信されたＴＳデータ信号が前記ＴＳデータ信号送信伝送路を伝搬して前記基幹局から最も遠くに離れた中継局に備わる折り返し処理装置で折り返され、該折り返された前記ＴＳデータ信号が前記ＴＳデータ信号戻り伝送路を伝搬して前記ＴＳデータ信号送信装置に戻されるように構成され、
前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路から前記ＴＳデータ信号を入力して前記折り返し処理装置までの往路及び復路の伝送に要する遅延時間を検出し、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号を該検出した遅延時間の１／２の時間だけ遅延して送信波として出力するように構成した単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項２】
前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置のそれぞれの間の前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、双方向同じ遅延時間の双方向伝送路であることを特徴とする請求項１に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項３】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、伝送路の終端までの遅延時間が異なる複数の伝送路に分岐されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項４】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、伝送路の途中に備わる分岐装置により分岐され、
前記分岐装置は分岐された各伝送路の終端までの遅延時間が同一になるように遅延時間要素を介して前記各伝送路を分岐することを特徴とする請求項３に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項５】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、前記ＴＳデータ信号送信装置に備わる分岐装置により分岐され、
前記分岐装置は分岐された各伝送路の終端までの遅延時間が同一になるように遅延時間要素を介して前記各伝送路を分岐することを特徴とする請求項３に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項６】
前記ＴＳデータ信号のＴＳデータは、前記ＴＳデータ信号送信装置から伝送路終端までの往路及び復路の伝送に要する時間である時間差データΔＴ0又はその１／２の時間差データΔＴ0／２と、送信波の送信タイミングを任意に遅延させるための遅延時間設定データβを含み、
前記各中継送信装置は、前記各中継送信装置から前記折り返し処理装置までの往路及び復路の伝送に要する遅延時間ΔＴaを検出するとともに前記時間差データΔＴ0又はその１／２の時間差データΔＴ0／２と前記遅延時間設定データβを受信し、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号をβ−（ΔＴ0−ΔＴａ）／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項７】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、同一光ファイバーケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項８】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、光波長分割多重にて信号が伝送される一本の光ファイバーケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項９】
前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路と前記ＴＳデータ信号戻り伝送路の両方から前記ＴＳデータ信号を入力して時間差を検出し伝送路の終端までの遅延時間を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項１０】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路を複数の伝送路に分岐する場合、各分岐伝送路のうち分岐伝送路の往路及び復路の伝送に要する遅延時間が一番大きい遅延時間から各分岐伝送路の往路及び復路の伝送に要する遅延時間を差し引き、その１／２の遅延時間を有する遅延回路を前記ＴＳデータ信号送信伝送路に挿入することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項１１】
前記ＴＳデータ信号送信伝送路を複数の伝送路に分岐する場合、分岐された前記各分岐伝送路の終端に折り返し処理時間が同じ折り返し処理装置を使用することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項１２】
前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号送信伝送路の信号と前記ＴＳデータ信号戻り伝送路の信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波を出力することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項１３】
基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する単一周波数網の地上ディジタル放送システムにおいて、
前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、
前記各送信装置は、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした単一周波数網地上ディジタル放送システム。
【請求項１４】
基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式において、
前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、
前記各送信装置は、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式。
【請求項１５】
基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式において、
前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、
前記基幹局の送信装置は、前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号に基づき前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差ΔＴ0を検出し、
前記各中継局の送信装置は、前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号に基づき前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差ΔＴａを検出し、
前記基幹局は、前記検出した基幹局の送信装置における時間差ΔＴ0又はΔＴ0／２のデータと送信波の送信タイミングを任意に遅延させるための遅延時間設定データβを前記ＴＳデータ信号に重畳して各中継局の送信装置に送信し、
前記中継局の送信装置は前記基幹局から送信された時間差のデータと、前記検出した各中継局の送信装置での時間差から前記基幹局と前記中継局の伝送に要する遅延時間（ΔＴ0−ΔＴａ）／２を求め、
前記基幹局から送信された前記遅延時間設定データβから前記基幹局と前記中継局の伝送に要する遅延時間（ΔＴ0−ΔＴａ）／２を差し引いた時間β−（ΔＴ0−ΔＴａ）／２だけ遅延して、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を送信波として出力することを特徴とした地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式。
【請求項１６】
基幹局と、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網における送信装置において、
前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした送信装置。
【請求項１７】
基幹局と、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網における送信装置において、
前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２に任意の遅延時間αを加算して遅延し送信波として出力することを特徴とした送信装置。
【請求項１８】
前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差を検出する時間差検出部と、
前記往路のＴＳデータ信号を前記時間差検出部で検出された時間差の１／２の時間又は前記時間差の１／２＋αだけ遅延して送信波として出力する手段を備えたことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の送信装置。
【請求項１９】
前記双方向伝送路から往路及び復路のＴＳデータ信号を分岐する分岐器と、
前記分岐器からの前記往路及び復路のＴＳデータ信号により前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差を検出する時間差検出部と、
前記往路のＴＳデータ信号を前記時間差検出部で検出された時間差の１／２の時間又は前記時間差の１／２＋αだけ遅延して送信波として出力する手段を備えたことを特徴とする請求項１６又は請求項１８に記載の送信装置。
【請求項２０】
前記ＴＳデータ信号をＩＦ信号で伝送することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム、又は請求項１４乃至請求項１５のいずれか一項に記載の地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式、又は請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式による単一周波数網地上ディジタル放送システム、その同期方式、及び送信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上ディジタル放送の単一周波数網（ＳＦＮ）の同期方式、及びその送信装置を実現するために、規格としてＡＲＩＢ、ＳＴＤ−Ｂ３１の付属「第４章  同期化運用ガイドライン」、「第５章  ＳＴＬ／ＴＴＬへの信号伝送手段」に、完全同期方法、従属同期方法、リファレンス同期方法、ＩＦ伝送方法が示されている。
【０００３】
地上ディジタル放送の単一周波数網では、基幹局と各中継局の送信装置から送信する送信波の周波数を合わせるとともに、送信波の出力タイミングを一致させる必要がある。
上記同期方式において、基幹局と各中継局の送信装置から送信する送信波の周波数を合わせる方法は、ＧＰＳ、ＪＪＹ等の基準周波数を使う種々の方法が提案されている。
また、基幹局と各中継局の各送信装置から送信する送信波の出力タイミングを一致させる方法については下記方法が提案されている。
【０００４】
まず、１つの方法として従属同期方法がある。この従属同期方法は、基幹局及び中継局の各送信装置からの送信波の出力タイミングを同期させるために、基幹局から各中継局までの遅延時間を各中継局毎に予め測定し、送信波の出力タイミングを一致させる中継送信装置毎の遅延時間データを算出しておき、ＴＳデータ信号に中継送信装置毎の遅延時間データを付加して基幹局から各中継局に伝送し、各中継局では伝送された遅延時間データを使って遅延した送信波を中継送信装置から出力し、送信波の出力タイミングを一致させるようにしている。この従属同期方法は、予め中継送信装置の遅延時間を各中継送信装置毎に取得し、取得したこれら遅延時間データを各中継局に伝送する必要がある。
【０００５】
また、２つめの方法としてリファレンス同期方法がある。このリファレンス同期方法は、ＴＳデータ信号送信端におけるＴＳデータに、送信タイミングを同期させるためのＧＰＳ、ＪＪＹ等の秒パルスとの相対時間情報のデータを基幹局から中継局に伝送し、中継送信装置ではＴＳデータ信号に重畳された相対時間データと、中継送信装置でのＧＰＳ、ＪＪＹ等の秒パルスとの相対時間を比較し送信タイミングを一致させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
地上ディジタル放送の単一周波数網の、基幹局と各中継局の各送信装置から送信する送信波の出力タイミングを一致させる従来技術には下記問題がある。
【０００７】
まず、１つの方法としての上記従属同期方法は、予め中継送信装置の遅延時間を各中継送信装置毎に取得し、各遅延時間データを伝送する必要がある。したがって、この従属同期方法は、予め中継送信装置の遅延時間を各中継送信装置毎に取得し、取得したこれら遅延時間データを各中継局に伝送する必要があるとともに、中継局を増設した場合など変更が生じた場合、遅延時間を測定し直さなければならないという問題がある。
【０００８】
また、２つめの方法としての上記リファレンス同期方法は、ＧＰＳ、ＪＪＹ等の基準タイミングが必要であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、これら課題を解決し、地上ディジタル放送の単一周波数網のＴＳデータ信号伝送に、光ファイバーや同軸伝送路を利用した場合、リファレンス同期方法における中継送信装置にＧＰＳ、ＪＪＹ等の秒パルスなど基準となる時間を得る手段なしで従属同期方法の各中継送信装置の遅延時間情報を取得し、また、各中継送信装置で設定する各遅延時間情報を伝送することなしで地上ディジタル放送の単一周波数網を完全同期方式で実現し、単一周波数発生と送信タイミングを自動的に一致させる方式を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る本発明の要旨は、基幹局と複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する単一周波数網地上ディジタル放送システムにおいて、前記基幹局はＴＳデータ信号送信装置と基幹局用送信装置を備え、前記複数の中継局はそれぞれ中継送信装置を備え、前記ＴＳデータ信号送信装置、前記基幹局用送信装置、及び前記各中継送信装置は、ＴＳデータ信号送信伝送路及びＴＳデータ信号戻り伝送路で結合され、前記ＴＳデータ信号送信装置から送信されたＴＳデータ信号が前記ＴＳデータ信号送信伝送路を伝搬して前記基幹局から最も遠くに離れた中継局に備わる折り返し処理装置で折り返され、該折り返された前記ＴＳデータ信号が前記ＴＳデータ信号戻り伝送路を伝搬して前記ＴＳデータ信号送信装置に戻されるように構成され、前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路から前記ＴＳデータ信号を入力して前記折り返し処理装置までの往路及び復路の伝送に要する遅延時間を検出し、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号を該検出した遅延時間の１／２の時間だけ遅延して送信波として出力するように構成した単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項２に係る本発明の要旨は、前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置のそれぞれの間の前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、双方向同じ遅延時間の双方向伝送路であることを特徴とする請求項１に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項３に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、伝送路の終端までの遅延時間が異なる複数の伝送路に分岐されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項４に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、伝送路の途中に備わる分岐装置により分岐され、前記分岐装置は分岐された各伝送路の終端までの遅延時間が同一になるように遅延時間要素を介して前記各伝送路を分岐することを特徴とする請求項３に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項５に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路は、前記ＴＳデータ信号送信装置に備わる分岐装置により分岐され、前記分岐装置は分岐された各伝送路の終端までの遅延時間が同一になるように遅延時間要素を介して前記各伝送路を分岐することを特徴とする請求項３に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項６に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号のＴＳデータは、前記ＴＳデータ信号送信装置から伝送路終端までの往路及び復路の伝送に要する時間である時間差データΔＴ0又はその１／２の時間差データΔＴ0／２と、送信波の送信タイミングを任意に遅延させるための遅延時間設定データβを含み、前記各中継送信装置は、前記各中継送信装置から前記折り返し処理装置までの往路及び復路の伝送に要する遅延時間ΔＴaを検出するとともに前記時間差データΔＴ0又はその１／２の時間差データΔＴ0／２と前記遅延時間設定データβを受信し、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号をβ−（ΔＴ0−ΔＴａ）／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項７に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、同一光ファイバーケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項８に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路及び前記ＴＳデータ信号戻り伝送路は、光波長分割多重にて信号が伝送される一本の光ファイバーケーブルで構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項９に係る本発明の要旨は、前記基幹局用送信装置及び前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路と前記ＴＳデータ信号戻り伝送路の両方から前記ＴＳデータ信号を入力して時間差を検出し伝送路の終端までの遅延時間を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項１０に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路を複数の伝送路に分岐する場合、各分岐伝送路のうち分岐伝送路の往路及び復路の伝送に要する遅延時間が一番大きい遅延時間から各分岐伝送路の往路及び復路の伝送に要する遅延時間を差し引き、その１／２の遅延時間を有する遅延回路を前記ＴＳデータ信号送信伝送路に挿入することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項１１に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路を複数の伝送路に分岐する場合、分岐された前記各分岐伝送路の終端に折り返し処理時間が同じ折り返し処理装置を使用することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項１２に係る本発明の要旨は、前記各中継送信装置は、前記ＴＳデータ信号送信伝送路から受信した前記ＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号送信伝送路の信号と前記ＴＳデータ信号戻り伝送路の信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波を出力することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項１３に係る本発明の要旨は、基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する単一周波数網の地上ディジタル放送システムにおいて、前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、前記各送信装置は、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした単一周波数網地上ディジタル放送システムに存する。
また、請求項１４に係る本発明の要旨は、基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式において、前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、前記各送信装置は、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式に存する。
また、請求項１５に係る本発明の要旨は、基幹局と、ＴＳデータ信号伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局の各送信装置から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式において、前記ＴＳデータ信号伝送路は、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で構成され、前記基幹局の送信装置は、前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号に基づき前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差ΔＴ0を検出し、前記各中継局の送信装置は、前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号に基づき前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差ΔＴａを検出し、前記基幹局は、前記検出した基幹局の送信装置における時間差ΔＴ0又はΔＴ0／２のデータと送信波の送信タイミングを任意に遅延させるための遅延時間設定データβを前記ＴＳデータ信号に重畳して各中継局の送信装置に送信し、前記中継局の送信装置は前記基幹局から送信された時間差のデータと、前記検出した各中継局の送信装置での時間差から前記基幹局と前記中継局の伝送に要する遅延時間（ΔＴ0−ΔＴａ）／２を求め、前記基幹局から送信された前記遅延時間設定データβから前記基幹局と前記中継局の伝送に要する遅延時間（ΔＴ0−ΔＴａ）／２を差し引いた時間β−（ΔＴ0−ΔＴａ）／２だけ遅延して、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を送信波として出力することを特徴とした地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式に存する。
また、請求項１６に係る本発明の要旨は、基幹局と、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網における送信装置において、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２だけ遅延して送信波として出力することを特徴とした送信装置に存する。
また、請求項１７に係る本発明の要旨は、基幹局と、前記基幹局から送信されたＴＳデータ信号を前記基幹局から最も遠い中継局で折り返して戻す双方向伝送路で前記基幹局に結合された複数の中継局を備え、前記基幹局と前記複数の中継局から送信波の送信タイミングを一致させて出力する地上ディジタル放送の単一周波数網における送信装置において、前記ＴＳデータ信号伝送路の往路のＴＳデータ信号を前記ＴＳデータ信号伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差の１／２に任意の遅延時間αを加算して遅延し送信波として出力することを特徴とした送信装置に存する。
また、請求項１８に係る本発明の要旨は、前記双方向伝送路の往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差を検出する時間差検出部と、前記往路のＴＳデータ信号を前記時間差検出部で検出された時間差の１／２の時間又は前記時間差の１／２＋αだけ遅延して送信波として出力する手段を備えたことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の送信装置に存する。
また、請求項１９に係る本発明の要旨は、前記双方向伝送路から往路及び復路のＴＳデータ信号を分岐する分岐器と、前記分岐器からの前記往路及び復路のＴＳデータ信号により前記往路及び復路のＴＳデータ信号の時間差を検出する時間差検出部と、前記往路のＴＳデータ信号を前記時間差検出部で検出された時間差の１／２の時間又は前記時間差の１／２＋αだけ遅延して送信波として出力する手段を備えたことを特徴とする請求項１６又は請求項１８に記載の送信装置に存する。
また、請求項２０に係る本発明の要旨は、前記ＴＳデータ信号をＩＦ信号で伝送することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の単一周波数網地上ディジタル放送システム、又は請求項１４乃至請求項１５のいずれか一項に記載の地上ディジタル放送の単一周波数網の同期方式、又は請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載の送信装置に存する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基幹局および複数の中継局の各送信装置を双方向伝送路で結合し、各送信装置でＴＳデータの伝送に要する遅延時間を検出して、各送信装置の送信波が同期して出力されるように構成される。したがって、基幹局および複数の中継局の各送信装置から送信波を出力するときの出力タイミングを、予め中継送信装置の遅延時間を各中継送信装置毎に取得することなしに同期させることができる。また、基幹局および複数の中継局の各送信装置から送信波を出力するときの出力タイミングを、ＧＰＳ、ＪＪＹ等の基準クロックなしで同期させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明では、地上ディジタル放送の単一周波数網（ＳＦＮ）の同期方式を実現するにあたり、基幹局から中継局にＴＳデータ信号を送信するとともに、最も遠い中継局からＴＳデータ信号を折り返し、基幹局に戻すようにしている。そして、ＴＳデータ信号が伝送路を伝送するときの遅延時間を検出し、各中継局では検出されたこの遅延時間を考慮して送信タイミングを一致させ、基幹局用送信装置、及び各中継送信装置のアンテナから同期した送信波を出力するという基本的な考えに基づいている。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による単一周波数網地上ディジタル放送システムの具体的な実施形態を示したものである。
図１における地上ディジタル放送システムは、ＴＳ（Transport Stream）データ（ＭＰＥＧ  ＴＳ信号）を受信し、このＴＳデータ信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex；直交周波数分割多重）変調して電波として送信する基幹局と、この基幹局からのＴＳデータ信号を受信してＯＦＤＭ変調し、このＯＦＤＭ変調された信号を基幹局に同期させて電波として送信する複数の中継局を備えている。
【００１４】
図１において、１は基幹局に備わるＴＳ（Transport Stream）データ信号送信装置を示す。２はＴＳデータ信号送信装置１とともに基幹局に備わる基幹局用送信装置であり、ＯＦＤＭ変調器を備えている。
【００１５】
また、基幹局から送信されたＴＳデータ信号を受信し、基幹局用送信装置２と同期したＴＳデータ信号を電波として送信する中継局が複数設けられている。この各中継局にはＯＦＤＭ変調器を備えた中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎが設けられている。Ｒ１は基幹局に一番近い１番目の中継局の中継送信装置である。Ｒ２は基幹局に２番目に近い中継局の中継送信装置である。以下複数の中継局が存在し、Ｒｎは基幹局から一番遠いｎ番目の中継局の中継送信装置を示している。基幹局と中継局は光ファイバーケーブル、あるいは同軸ケーブルなどを用いた伝送路で接続され、基幹局から中継局にＴＳデータ信号が送信される。
【００１６】
そして各中継局ではＴＳデータ信号送信伝送路の途中から分岐器でＴＳデータ信号を分岐して受信するようになっている。Ｄf1はＴＳデータ信号送信伝送路から中継送信装置Ｒ１へＴＳデータ信号を分岐する分岐器であり、Ｄf2はＴＳデータ信号送信伝送路から中継送信装置Ｒ２へＴＳデータ信号を分岐する分岐器であり、Ｄf3はＴＳデータ信号送信伝送路から中継送信装置Ｒ３へデータ信号を分岐する分岐器であり、ＤfnはＴＳデータ信号送信伝送路から中継送信装置Ｒｎへデータ信号を分岐する分岐器である。
【００１７】
また、ＴＳデータ信号は、最も遠い中継局から折り返され、基幹局に戻される。この戻り伝送路において、ＤrｎはＴＳデータ信号戻り伝送路から中継送信装置ＲｎへＴＳデータ信号を分岐する分岐器であり、Ｄr3はＴＳデータ信号戻り伝送路から中継送信装置Ｒ３へデータ信号を分岐する分岐器であり、Ｄr2はＴＳデータ信号戻り伝送路から中継送信装置Ｒ２へデータ信号を分岐する分岐器であり、Ｄr1はＴＳデータ信号戻り伝送路から中継送信装置Ｒ１へデータ信号を分岐する分岐器である。
【００１８】
これら各分岐器Ｄf1〜Ｄfn、Ｄr1〜Ｄrｎは中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎの筐体内に収納された一体構成であってもよい。例えば分岐器Ｄf1、Ｄr1を中継送信装置Ｒ１の筐体内に収納し、分岐器Ｄf2、Ｄr2を中継送信装置Ｒ２の筐体内に収納し、分岐器Ｄf3、Ｄr3を中継送信装置Ｒ３の筐体内に収納し、分岐器Ｄfn、Ｄrnを中継送信装置Ｒｎの筐体内に収納する。分岐器を中継送信装置の筐体内に収納された構成とすれば、分岐器と中継送信装置を一体として作ることができ、また分岐器と中継送信装置の間の距離を短くでき有利である。
【００１９】
基幹局に対し最も遠い中継局からＴＳデータ信号を折り返し、基幹局に戻すため、伝送路終端の端末に折り返し処理装置３を設けている。分岐器Ｄfnから分岐器Ｄrnまでの伝送路終端の端末では処理時間ΔＴxの折り返し処理装置３が挿入され、ＴＳデータ信号送信伝送路Ｌfnと、折り返し処理装置３の伝送路Ｌｘと、ＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌrnとにより、分岐器Ｄfnから分岐器Ｄrnまでの折り返し伝送路が構成されている。
【００２０】
この折り返し処理装置３は基幹局に対し最も遠い中継局の中継送信装置Ｒｎの筐体内に収納することもできる。折り返し処理装置３を中継送信装置Ｒｎの筐体内に収納された構成とすれば、折り返し処理装置３と中継送信装置Ｒｎを一体として作ることができ、また折り返し処理装置３と中継送信装置Ｒｎの間の距離を短くでき有利である。
【００２１】
基幹局用送信装置２は、図２で示したように、時間差検出部２０、遅延／ＯＦＤＭ変調器２１、周波数変換器２２、アンテナ２３を備えている。また、ＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号の伝送ビットクロック、基幹局用送信装置２の遅延／ＯＦＤＭ変調器２１、周波数変換器２２は、ＰＬＬなどを用い基準クロック発振器４で発生した基準クロック８によって同期がとられている。
【００２２】
ＴＳデータ信号送信装置１は、ＴＳデータ信号送信端５からＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0にＴＳデータ信号を送出し、それと同時に基幹局用送信装置２へもＴＳデータ信号７を出力する。
【００２３】
ＴＳデータ信号送信端５とＴＳデータ信号戻り端６から基幹局用送信装置２の時間差検出部２０に入力されるＴＳデータ信号は、もともと同じ信号であるが、ＴＳデータ信号はＴＳデータ信号送信端５からＴＳデータ信号送信伝送路終端の折り返し処理装置３まで伝送され、更に折り返し処理装置３で折り返されてＴＳデータ信号戻り端６まで戻ってくるため、信号に遅延が生じている。時間差検出部２０はＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号送信端５とＴＳデータ信号戻り端６からのＴＳデータ信号をＴＳデータ信号検出ライン９、１０を通して入力し、ＴＳデータ信号送信装置１と折り返し処理装置３の間の往復に要した遅延時間ΔＴ0を検出し、時間差信号２４として遅延／ＯＦＤＭ変調器２１へ出力する。
【００２４】
遅延／ＯＦＤＭ変調器２１は、基準クロック発振器４で発生した基準クロック８と、ＴＳデータ信号７と、時間差検出部２０で検出した時間差信号２４を入力し、時間差検出部２０で検出された時間差信号２４に基づきＴＳデータ信号７のタイミングを遅延させ、更にＯＦＤＭ変調を施して周波数変換器２２へ出力する。周波数変換器２２は遅延／ＯＦＤＭ変調器２１からの信号を周波数変換してアンテナ２３から電波として送信する。
【００２５】
また、図３に示すように、中継送信装置Ｒ１は、時間差検出部３０、ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部３１、遅延／ＯＦＤＭ変調器３３、周波数変換器３４、アンテナ３５を備えている。
【００２６】
時間差検出部３０は、上記時間差検出部２０と同様に、分岐器Ｄf1と分岐器Ｄr1からのＴＳデータ信号をＴＳデータ信号検出ライン１１、１２を通して入力し、分岐器Ｄf1（Ｄr1）から折り返し処理装置３の間の往復に要した遅延時間ΔＴ1を検出し、時間差信号３６として遅延／ＯＦＤＭ変調器３３へ出力する。
【００２７】
ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部３１は分岐器Ｄf1からＴＳデータ信号を入力し、ＴＳデータ信号のビットクロックからＰＬＬなどを用いた同期キャリア発振器で基準クロックを再生し、再生した再生基準クロック３７を遅延／ＯＦＤＭ変調器３３と周波数変換器３４に出力する。各中継送信装置で受信されたＴＳデータ信号は、基準クロック発振器４で発生した基準クロック８によって同期が取られている伝送ビットクロックとなっているので、基準クロックを再生することができるのである。遅延／ＯＦＤＭ変調器３３、周波数変換器３４は、ＰＬＬなどを用いて再生基準クロック３７により同期がとられる。
また、ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部３１は、分岐器Ｄf1から入力したＴＳデータ信号をＴＳデータ信号３８として遅延／ＯＦＤＭ変調器３３に出力する。
【００２８】
遅延／ＯＦＤＭ変調器３３は、ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部３１からの再生基準クロック３７、ＴＳデータ信号３８、及び時間差検出部３０で検出されたＴＳデータ信号の時間差信号３６に基づき、ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部３１からのＴＳデータ信号３８を遅延させ、更にＯＦＤＭ変調を施して周波数変換器３４へ出力する。周波数変換器３４は遅延／ＯＦＤＭ変調器３３からの信号を周波数変換してアンテナ３５から基幹局用送信装置に同期させた送信波としてアンテナ３５から出力する。
【００２９】
以下、中継送信装置Ｒ１と同様の構成を持つ中継送信装置Ｒ２〜Ｒｎが伝送路終端の折り返し処理装置３までの間に複数備わっている。そして、各中継送信装置Ｒ２〜Ｒｎは分岐器Ｄf2〜Ｄfn,Ｄr2〜ＤrnからのＴＳデータ信号をＴＳデータ信号検出ライン１３〜１８を通して入力し、入力されたＴＳデータ信号から各遅延時間（時間差）ΔＴ2〜ΔＴnを検出し、この時間差に基づき分岐器Ｄf2〜Ｄfnより入力されたＴＳデータ信号を遅延させて基幹局用送信装置に同期させた送信波としてアンテナ３５から出力する。
【００３０】
即ち、基幹局用送信装置２と各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎは、各時間差検出部２０、３０で検出された時間差信号２４、３６に基づき伝送時間を考慮して、各送信装置の送信タイミングが一致するように受信したＴＳデータ信号７、３８を遅延させ、各送信装置のアンテナから電波として送信するようにしているので、各送信装置のアンテナ２３、３５から送信される信号の送信タイミングを全て一致させることができるのである。
【００３１】
なお、ＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0〜ＬfnとＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌr0〜Ｌrnを光ファイバーで構成する場合、光ファイバーケーブルは複数の光ファイバーを容易に同一の光ファイバーケーブル内に束として収容することができるので、ＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0〜ＬfnとＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌr0〜Ｌrnを同一光ファイバーケーブルで構成することができる。又、光ファイバーケーブルは一本の光ファイバーケーブルで光波長分割多重にて複数の信号を伝送できるので、ＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0〜ＬfnとＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌr0〜Ｌrnを一本の光ファイバーケーブルで構成することができる。
【００３２】
次に図４を参照して、各送信装置のアンテナから送信される信号の送信タイミングを一致させることができる点について詳細に説明する。
図４において、左端がＴＳデータ信号送信端５、ＴＳデータ信号戻り端６があるＴＳデータ信号送信装置１側（基幹局側）を示しており、右端が折り返し処理装置３側（伝送路終端側）を示している。
【００３３】
t0、t1、t2、・・・tn、tx、t'n、・・・t'2、t'1、t'0は、ＴＳデータ信号が伝送されるときの基幹局用送信装置２と各中継送信装置における到達時間を示し、t0、t1、t2、・・・tnは往路であるＴＳデータ信号送信伝送路上の到達時間、t'n、・・・t'2、t'1、t'0は復路であるＴＳデータ信号戻り伝送路上の各到達時間、また、txは折り返し処理装置3への到達時間を示している。
即ち、t0、t'0はＴＳデータ信号送信装置１（又は、基幹局用送信装置２）での各到達時間、t1、t'1は中継送信装置Ｒ１での各到達時間、t2、t'2は中継送信装置Ｒ２での各到達時間、tn、t'nは中継送信装置Ｒｎでの各到達時間を示している。
【００３４】
ＴＳデータ信号は時刻t0でＴＳデータ信号送信端５から送信されると、時刻t1で分岐器Ｄf1に達し、時刻t2で分岐器Ｄf2に達し、時刻tnで分岐器Ｄfnに達する。分岐器Ｄfnから折り返し処理装置３を通り分岐器Ｄrnに達するまで時間ΔＴｎを要した後、ＴＳデータ信号はＴＳデータ信号戻り端６に向かって戻ってくる。時刻t'nで分岐器Ｄrnを発したＴＳデータ信号は時刻t'2で分岐器Ｄr2に達し、時刻t'1で分岐器Ｄr1に達し、時刻t'0でＴＳデータ信号戻り端６に達する。
【００３５】
図１におけるＴＳデータ信号送信端５から分岐器Ｄf1までのＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0、及び分岐器Ｄr1からＴＳデータ信号戻り端６までのＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌr0は、ともに同じ図４における遅延時間Ｔ０の双方向伝送路であり、図１における分岐器Ｄr1から分岐器Ｄr2までのＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf1、及び分岐器Ｄr2から分岐器Ｄr1までのＴＳデータ信号送信伝送路Ｌr1はともに同じ図４における遅延時間Ｔ１の双方向伝送路であり、以下同様に、各中継送信装置間の分岐器間に同じ遅延時間の双方向伝送路を使用する。Ｔ０、Ｔ１、・・・Ｔｎのそれぞれは異なる値でもよい。
【００３６】
基幹局用送信装置２はＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号送信端５、ＴＳデータ信号戻り端６からのＴＳデータ信号を受信する。また、中継送信装置Ｒ１では分岐器Ｄf1とＤr1からのＴＳデータ信号を受信する。また、中継送信装置Ｒ２では分岐器Ｄf2とＤr2からのＴＳデータ信号を受信する。以下同様にして、中継送信装置Ｒｎでは分岐器ＤfnとＤrnからの信号を受信する。
【００３７】
ＴＳデータ信号送信装置１から送信されたＴＳデータ信号は、ＴＳデータ信号送信伝送路Ｌr0・・・Ｌrnを順次伝搬し、折り返し処理装置３で折り返され、ＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌrn・・・Ｌr0を順次伝搬して戻ってくる。戻りのＴＳデータ信号は送信されたＴＳデータ信号が戻ってくるので往復の信号内容が同じである。したがって、ＴＳデータ信号送信端５の信号とＴＳデータ信号戻り端６の両方の信号を基幹局用送信装置２の時間差検出部２０で受信して比較することにより、ＴＳデータ信号送信端５からＴＳデータ信号戻り端６までの伝送に要した遅延時間である時間差ΔＴ0を、ΔＴ0＝t'0−t0として容易に取得できる。
【００３８】
また、中継送信装置Ｒ１ではＴＳデータ信号送信伝送路とＴＳデータ信号戻り伝送路の両方のＴＳデータ信号を分岐器Ｄf1とＤr1で分岐して時間差検出部３０に入力する。分岐器Ｄf1とＤr1から入力されたＴＳデータ信号は信号内容が同じことからこれら信号を比較し、分岐器Ｄf1から分岐器Ｄr1までの伝送に要した遅延時間である時間差ΔＴ1を、ΔＴ1＝t'1−t1として容易に取得できる。以下、同様に中継送信装置ＲｎではＴＳデータ信号送信伝送路とＴＳデータ信号戻り伝送路の両方のＴＳデータ信号を分岐器ＤfnとＤrnで分岐してＴＳデータ信号伝送路とＴＳデータ信号戻り伝送路の両方の信号を時間差検出部３０で受信し、信号内容が同じことから、分岐器ＤfnからＤrnまでの伝送に要した時間差ΔＴnをΔＴn＝t'n−tnとして容易に取得できる。
【００３９】
基幹局用送信装置２におけるＴＳデータ信号の往復に要する時間は、基幹局用送信装置２から折り返し処理装置３までの遅延時間の往復分でＴＳデータ信号送信端５からＴＳデータ信号戻り端６までの伝送に要した遅延時間である時間差ΔＴ0である。同様に、各中継送信装置Ｒ１〜ＲｎにおけるＴＳデータ信号の往復に要する時間ΔＴ1〜ΔＴnは、各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎから折り返し処理装置３までの遅延時間の往復分である。ここで、ＴＳデータ信号送信端５から分岐器Ｄf1までのＴＳデータ信号送信伝送路Ｌf0、及び分岐器Ｄr1からＴＳデータ信号戻り端６までのＴＳデータ信号戻り伝送路Ｌr0に遅延時間が同じＴ0の双方向伝送路を使用し、また、各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎのそれぞれの中継送信装置間で往復の遅延時間が同じ双方向伝送路を使用しているので、基幹局用送信装置２及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎのそれぞれの送信装置から伝送路終端までの遅延時間は、それぞれの送信装置における時間差ΔＴ0〜ΔＴnの１／２となる。
【００４０】
即ち、中継送信装置Ｒ１における伝送路の往復に要する遅延時間である時間差ΔＴ1は、中継送信装置Ｒ１から折り返し処理装置３までの遅延時間の往復分であり、また、各中継送信装置間の分岐器間に同じ遅延時間の双方向伝送路を使用しているので、時間差ΔＴ1の１／２が中継送信装置Ｒ１から伝送路終端までの遅延時間となる。
【００４１】
また、中継送信装置Ｒ２における伝送路の往復に要する遅延時間である時間差ΔＴ2は、中継送信装置Ｒ２から折り返し処理装置３までの遅延時間の往復分であり、また、各中継送信装置間の分岐器間に同じ遅延時間の双方向伝送路を使用しているので、時間差ΔＴ2の１／２が中継送信装置Ｒ２から伝送路終端までの遅延時間となる。
【００４２】
以下同様に、中継送信装置Ｒｎにおける伝送路の往復に要する遅延時間である時間差ΔＴnは、中継送信装置Ｒｎから折り返し処理装置３までの遅延時間の往復分であり、また、各中継送信装置間の分岐器間に同じ遅延時間の双方向伝送路を使用しているので、時間差ΔＴnの１／２が中継送信装置Ｒｎから伝送路終端までの遅延時間となる。
【００４３】
したがって、基幹局用送信装置２、及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎにおいて、ＴＳデータ信号送信端５及び分岐器Ｄf1〜Ｄfnから入力されたＴＳデータ信号を、これら各送信装置の時間差検出部２０、３０で得られた時間差ΔＴ0、ΔＴ1、ΔＴ2、・・・、ΔＴnの１／２だけ遅延させて送信波として出力するようにすれば、基幹局用送信装置２、及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎのアンテナ２３、３５からは全てｔ0に対してΔＴ0／２だけ遅延した同一タイミングで送信波が同期して出力される。
【００４４】
即ち、基幹局用送信装置２ではt0＋ΔＴ0／２のタイミングで送信波を出力し、中継送信装置Ｒ１ではt1＋ΔＴ1／２のタイミングで送信波を出力し、中継送信装置Ｒ２ではt2＋ΔＴ2／２のタイミングで送信波を出力し、中継送信装置Ｒｎではtn＋ΔＴn／２のタイミングで送信波を出力すると、送信波出力タイミングは基幹局用送信装置２はt0＋ΔＴ0／２、中継送信装置Ｒ１はt0＋Ｔ0＋ΔＴ１／２、中継送信装置Ｒ２はt0＋Ｔ0＋Ｔ１＋ΔＴ２／２、・・・、中継送信装置Ｒｎはt0＋Ｔ0＋Ｔ１＋・・・＋Ｔ（ｎ−１）＋ΔＴｎ／２であり、基幹局用送信装置２、及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎから同一タイミングで送信波が出力され、全てt0に対してΔＴ0／２だけ遅延した同一タイミングで送信波が同期して出力されることとなる。このタイミングはＴＳデータ信号が折り返し処理装置３に到達する遅延時間ｔxでもある。なお、t0に対してΔＴ0／２＋αだけ遅延した同一タイミングで送信波を出力してもよい。即ちt0＝t0＋αであり、ここで、αは基幹局用送信装置２及び各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎに共通の任意の時間として設定する。
【００４５】
以上のように、各送信装置の送信波の出力タイミングは同期を取ることができる。また、送信波の周波数に関してみると、基幹局、中継局の各送信装置は基準クロックで全て同期が取られており送信信号波の中心周波数を一致させることができる。
即ち、ＴＳデータ信号送信装置１はＴＳデータ伝送のデータのビットクロックを基準クロックに同期しており、基幹局用送信装置の変調装置、周波数変換装置は基準クロックにＰＬＬなどを用いて同期しており、また、各中継送信装置ではＴＳデータ信号伝送路のデータのビットクロックからＰＬＬなどを用いた同期キャリア発振器で基準クロックを再生し、この再生した基準クロックにＰＬＬなどを用いて同期している。結果、全ての送信装置が基準クロックに同期し、全ての中継送信装置の送信信号波の中心周波数は一致する。
【００４６】
以上のように、従来のリファレンス同期方法におけるＧＰＳ、ＪＪＹ等の秒パルスなどを使用する中継送信装置や従属同期方法における各中継送信装置では、基準となる時間を得る手段を必要としたり、遅延時間情報を取得、固定遅延時間情報を伝送する必要があったが、本発明の上記実施の形態で説明したように、基準となる時間を得る手段を必要とせず、遅延時間情報を取得、固定遅延時間情報を伝送する必要もなく、地上波ディジタル放送の単一周波数網を完全同期方法で実現し、単一周波数発生と送信タイミングを自動的に一致させることができ、単一周波数網が構築できる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
次に、基幹局から各中継局へＴＳデータ信号を伝送する場合、ＴＳデータ信号伝送路の途中から、伝送路終端までの遅延時間の異なる複数の伝送路に分岐する実施の形態について説明する。
【００４８】
ＴＳデータ信号伝送路の伝送路終端までの遅延時間の異なる複数の伝送路に分岐する場合、本実施の形態では、遅延時間が少ない伝送路に遅延時間要素を挿入して、分岐後の伝送路の遅延時間を各伝送路終端において一致させ、各中継送信装置の送信タイミングを各伝送路の終端での折り返しタイミングｔxに合わせるように遅延させて送信するようにし、全ての送信装置の送信タイミングを同期させるようにしたものである。
【００４９】
図５は２つの伝送路に分岐する場合の実施の形態を示したものであるが、３つ以上に分岐する場合ついても同様に考えることができる。
図５において、５０はＴＳデータ信号伝送路を２つのＴＳデータ信号送信伝送路に分岐するための分岐装置である。図６に分岐装置５０の構成を示す。
【００５０】
分岐装置５０により、ＴＳデータ信号送信伝送路はＬfa0〜Ｌfan、Ｌra0〜Ｌranからなる第１のＴＳデータ信号分岐伝送路と、Ｌfb0〜Ｌfbn、Ｌrb0〜Ｌrbnからなる第２のＴＳデータ信号分岐伝送路に分岐される。
【００５１】
いま、第１のＴＳデータ信号分岐伝送路は、複数の中継送信装置Ｒa1〜Ｒanと、これら複数の中継送信装置Ｒa1〜ＲanにＴＳデータ信号を分岐する分岐器Ｄfa1〜Ｄfan、Ｄra1〜Ｄranと、伝送路終端の端末である折り返し処理装置５５が設けられている。そして各送信装置間の伝送路は、分岐装置５０から分岐器Ｄfa1、及び分岐装置５０から分岐器Ｄra1間の往復伝送路を遅延時間が同じＴa0の双方向伝送路、次の分岐器Ｄfa1、Ｄra1から次の分岐器Ｄfa2、Ｄra2までの間の往復伝送路を遅延時間が同じＴa1の双方向伝送路、・・・というように、遅延時間Ｔa0〜Ｔanの双方向伝送路で構成されている。
【００５２】
また、分岐装置５０に接続された上記第２のＴＳデータ信号分岐伝送路には、複数の中継送信装置Ｒb1〜Ｒbnと、これら複数の中継送信装置Ｒb1〜ＲbnにＴＳデータ信号を分岐する分岐器Ｄfb1〜Ｄfbn、Ｄrb1〜Ｄrbnと、伝送路終端の端末である折り返し処理装置５６が設けられている。そして各送信装置間の伝送路は、分岐装置５０から分岐器Ｄfｂ1、及び分岐装置５０から分岐器Ｄrｂ1間の往復伝送路を遅延時間が同じＴｂ０の双方向伝送路、次の分岐器Ｄfb1、Ｄrb1から次の分岐器Ｄfb2、Ｄrb2までの間の往復伝送路を遅延時間が同じＴb1の双方向伝送路、・・・というように、遅延時間Ｔb0〜Ｔbnの双方向伝送路で構成されている。
【００５３】
ここで、Ｔa0〜Ｔan、Ｔb0〜Ｔbnは異なる値でも良い。また、折り返し処理装置５５と５６は同じ構成の折り返し処理装置を使用することができる。各中継送信装置Ｒa1〜Ｒan、Ｒb1〜Ｒbnは、第１の実施の形態で説明したＲ１〜Ｒｎの構成と同様で、図３で示した構成となっている。
【００５４】
各中継送信装置Ｒa1〜Ｒan、Ｒb1〜Ｒbnは、それぞれ分岐器Ｄfa1〜Ｄfan、Ｄra1〜Ｄran、Ｄfb1〜Ｄfbn、Ｄrb1〜ＤrbnからＴＳデータ信号検出ライン６０〜７１をとおしてＴＳデータ信号を時間差検出部３０に入力することにより、各分岐伝送路のＴＳデータ信号送信伝送路の信号とＴＳデータ信号戻り伝送路の信号の時間差を取得する。
【００５５】
第１のＴＳデータ信号分岐伝送路の分岐装置５０から伝送路終端までの往復に要する遅延時間ΔＴa0は、分岐装置５０から折り返し処理装置５５までの遅延時間の往復分２＊（Ｔa0＋Ｔa1＋Ｔa2＋・・・＋Ｔan）と、折り返し処理装置５５での折り返し処理時間ΔＴｘの合計であり、ΔＴa0＝２＊（Ｔa0＋Ｔa1＋Ｔa2＋・・・＋Ｔan）＋ΔＴxとなる。
【００５６】
第２のＴＳデータ送信分岐伝送路の分岐装置５０から伝送路終端までの往復に要する遅延時間ΔＴb0は、分岐装置５０から折り返し処理装置５６までの遅延時間の往復分２＊（Ｔb0＋Ｔb1＋Ｔb2＋・・・＋Ｔbn）と、折り返し処理装置５５での折り返し処理時間ΔＴxの合計であり、ΔＴb0＝２＊（Ｔb0＋Ｔb1＋Ｔb2＋・・・＋Ｔbn）＋ΔＴxとなる。
上記は３つ以上の伝送路に分岐する場合も同様に考えることができる。
【００５７】
いま、遅延時間ΔＴa0、遅延時間ΔＴb0などの分岐装置５０における遅延時間うち一番大きい遅延時間から、それよりも小さな遅延時間を差し引いた値の１／２の値を求め、遅延時間の少ない分岐伝送路にその求めた時間だけ遅延する遅延要素を挿入してＴＳデータ信号を伝送する。例えば、一番大きい遅延時間をΔＴa0とすると、一番大きい遅延時間ΔＴa0と各分岐伝送路の遅延時間ΔＴb0との差の１／２時間、即ち（ΔＴa0−ΔＴb0）／２の時間だけ遅延して、遅延時間の少ない分岐伝送路にＴＳデータ信号を伝送する。
【００５８】
ここで、（ΔＴa0−ΔＴb0）／２は、
（ΔＴa0−ΔＴb0）／２＝[{２＊（Ｔa0＋Ｔa1＋Ｔa2＋・・・＋Ｔan）＋ΔＴx}−{２＊（Ｔb0＋Ｔb1＋Ｔb2＋・・・＋Ｔbn）＋ΔＴx}]／２＝（Ｔa0＋Ｔa1＋Ｔa2＋・・・＋Ｔan）−（Ｔb0＋Ｔb1＋Ｔb2＋・・・＋Ｔbn）
と求められる。
【００５９】
この値は、第１と第２のＴＳデータ信号分岐伝送路の遅延時間の分岐装置から伝送路終端までの差であるから、分岐装置５０において遅延時間の少ない分岐伝送路に（ΔＴa0−ΔＴb0）／２の遅延時間要素を挿入することにより、第１と第２のＴＳデータ信号分岐伝送路の伝送路終端での到達時間ｔxを同じにすることができる。
【００６０】
分岐装置５０は、図６に示すように、遅延時間が一番大きいΔＴa0である第１のＴＳデータ信号分岐伝送路は遅延時間要素なしで分岐して端子５１、５２に接続され、遅延時間の少ないΔＴb0である第２のＴＳデータ信号分岐伝送路は、ＴＳデータ信号送信伝送路に遅延時間（ΔＴa0−ΔＴb0）／２の遅延回路７５が挿入されて端子５３に接続される。そして、一番大きい遅延時間ΔＴa0を有する第１のＴＳデータ信号分岐伝送路からのＴＳデータの戻り信号が分岐装置５０を介してＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号戻り端６に戻される。遅延時間の少ない遅延時間ΔＴb0を有する第２のＴＳデータ信号分岐伝送路からのＴＳデータの戻り信号は分岐装置５０で終端される。
【００６１】
したがって、ＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号送信端５から送信されたＴＳデータ信号が分岐装置５０を介して第１のＴＳデータ信号分岐伝送路の折り返し処理装置５５で折り返され、分岐装置５０を介してＴＳデータ信号送信装置１のＴＳデータ信号戻り端６まで戻る。この第１のＴＳデータ信号分岐伝送路は分岐装置５０で遅延時間要素が挿入されないので、第１の実施の形態の伝送状態と同じになり、基幹局用送信装置２及び各中継送信装置のアンテナからの信号送信タイミングに対し同様に考えることができる。
【００６２】
即ち、基幹局用送信装置２ではＴＳデータ信号送信端５とＴＳデータ信号戻り端６からＴＳデータ信号の遅延時間ΔＴ0を取得でき、中継送信装置Ｒ１では分岐器Ｄf1とＤr1から入力されたＴＳデータ信号からＴＳデータ信号の遅延時間ΔＴ1を取得でき、中継送信装置Ｒa1ではＤfa1とＤra1から入力されたＴＳデータ信号からＴＳデータ信号の遅延時間ΔＴa1を取得でき、以下同様に第１のＴＳデータ信号送信分岐伝送路の各中継送信装置の遅延時間ΔＴa2〜ΔＴanを取得できる。そして第１の実施の形態と同様に各中継送信装置Ｒ１、Ｒa1〜Ｒanは、分岐器Ｄf1〜Ｄfanから得たＴＳデータ信号を各中継送信装置において検出された時間差ΔＴ0〜ΔＴanの１／２だけ遅延して送信すれば、各中継送信装置の送信タイミングは基幹局用送信装置２の送信タイミングに同期させることができる。
【００６３】
次に、第２のＴＳデータ信号分岐伝送路の各中継送信装置の送信タイミングを考える。分岐装置５０には遅延時間（ΔＴa0−ΔＴb0）／２の遅延回路７５が挿入されているので、ＴＳデータ信号は、第２のＴＳデータ信号分岐伝送路の折り返し処理装置５６に、第１のＴＳデータ信号送信分岐伝送路の折り返し処理装置５５と同時刻ｔxに到達する。したがって第１のＴＳデータ信号分岐伝送路での各中継送信装置の送信タイミングを折り返し処理装置５５での折り返しタイミングｔxに合わせるように遅延させて送信するようにしたのと同じく、第２のＴＳデータ信号分岐伝送路での各中継送信装置の送信タイミングを折り返し処理装置５６での折り返しタイミングｔxに合わせるように遅延させて送信すると、全ての中継送信装置の送信タイミングを同期させることができる。即ち、分岐器Ｄfｂ1〜Ｄfｂnから得たＴＳデータ信号を各中継送信装置において遅延時間ΔＴb1〜ΔＴbnの１／２だけ遅延して送信すれば、第２のＴＳデータ信号送信分岐伝送路の各中継送信装置の送信タイミングは、基幹局用送信装置２、中継送信装置Ｒ１，及び第１のＴＳデータ信号分岐伝送路の各中継送信装置の全てに同期させることができる。
【００６４】
この点について更に説明する。
第２のＴＳデータ信号分岐伝送路の各中継送信装置の送信波の出力タイミングは、〔ＴＳデータ信号送信端５から各中継送信装置間のデータ伝送時間の遅延時間〕＋〔該当する中継送信装置で検出された時間差の１／２〕となる。ここで、基幹局用送信装置２で検出された時間差をΔＴ0、基幹局から該当の中継送信装置間までのデータ伝送時間の遅延時間をδとすると、〔各中継送信装置からＴＳデータ信号伝送路の伝送路終端のデータ伝送の遅延時間〕はΔＴ0／２−δであり、〔該当する中継送信装置で検出された時間差〕は〔基幹局用送信装置２で検出された時間差ΔＴ0〕−〔基幹局から該当の中継送信装置までのデータ伝送時間の往路及び復路の合計遅延時間２δ〕であるから、中継送信装置の送信波の出力タイミングは、δ＋（ΔＴ0−２δ）／２＝ΔT0／２となる。即ち、各中継送信装置の送信波の出力タイミングは、基幹局用送信装置２での送信波出力と同じ出力タイミングとなり、全てΔT0／２の同一タイミングで出力される。このタイミングは、折り返し処理装置５６での折り返しタイミングｔxでもある。
【００６５】
同様に他の中継送信装置の送信波の出力タイミングも基幹局用送信装置２での送信波出力と同じタイミングΔT0／２（＝ｔx）で出力される。
従って、基幹局用送信装置２び各中継送信装置Ｒ１，Ｒa1〜Ｒan,Ｒb1〜Ｒbnが基幹局用送信装置２での時間差データΔＴ0の１／２の時間差、即ちＴＳデータ信号送信端５から伝送路終端の折り返し処理装置５５、又は５６までのＴＳデータ信号伝送時間ｔxに一致したタイミングで送信波を出力できる。
【００６６】
以上は２つの伝送路に分岐する場合を詳細に説明したが、図７は３つ以上に分岐する場合の、分岐装置５０の構成を示したものである。一番大きな遅延時間ｔｎを有する分岐回路は遅延時間要素を入れないで分岐するようになっており、これより小さい遅延時間ｔｍ、ｔｐなどの分岐回路は、遅延時間ｔｎ−ｔｍ、ｔｎ−ｔｐの遅延回路７６、７７を挿入して分岐するようになっている。このような構成の分岐装置５０で分岐すれば、各分岐伝送路の終端にある折り返し処理装置８５、８６、８７にＴＳデータ信号が全て同時刻ｔxに到達するようになる。したがって上記で説明したと同じように各中継送信装置の送信タイミングを決めることにより、全ての送信装置は同期して送信波を出力することができる。
【００６７】
以上、第２の実施の形態によれば、基幹局用送信装置２は、ＴＳデータ信号送信端５とＴＳデータ信号戻り端の時間差の１／２だけ遅延して送信波を出力し、各中継送信装置は中継送信装置で取得したＴＳデータ信号送信伝送路とＴＳデータ信号戻り伝送路の時間差ΔＴa1〜ΔＴan、ΔＴb1〜ΔＴbnの１／２だけ遅延して送信波を出力すれば、全ての送信装置の送信を同期させることができる。なお、第１の実施の形態と同様にα分を各中継送信装置共通に遅らせることもできる。
【００６８】
基幹局のＴＳデータ信号送信装置１に上記の分岐装置５０の機能を備えれば、基幹局から複数のＴＳデータ信号送信伝送路に伝送する場合も各中継送信装置は送信タイミングを一致して送信波を出力することができる。
【００６９】
本実施の形態においても、基幹局、中継局の全ての送信装置の送信波の出力タイミングは同期を取ることができ、また、全ての送信装置は基準クロックで同期が取られており送信信号波の中心周波数を一致させることができる。
【００７０】
以上本実施の形態によれば、ＴＳデータ信号伝送路の伝送路終端までの遅延時間の異なる複数の伝送路に分岐する場合においても、リファレンス同期方法におけるＧＰＳ、ＪＪＹ等の秒パルスなど中継送信装置に基準となる時間を得る手段なしで、従属同期方法における各中継送信装置の遅延時間情報を取得、固定遅延時間情報を伝送することなしで、地上波ディジタル放送の単一周波数網を完全同期方法で実現し、単一周波数発生と送信タイミングを自動的に一致させることができ、単一周波数網が構築できる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
本実施の形態では、ＴＳデータ信号送信端５からのＴＳデータ信号送信タイミングｔ０に対し、任意の時間βだけ遅延した送信波を、基幹局用送信装置２及び各中継送信装置から同期して出力するものである。
【００７２】
上記時間β、及びＴＳデータ信号の戻り遅延時間から基幹局側で取得した時間差ΔＴ0又はΔＴ0／２は、ＴＳデータ信号送信端５からＴＳデータ信号に重畳して送出され、各中継局ではこのデータを受信して各中継送信装置Ｒ１〜Ｒｎ、Ｒa1〜Ｒan、Ｒb1〜Ｒbnなどからの出力タイミングを基幹局用送信装置２の出力タイミングに同期させる。
【００７３】
時間βや時間差ΔＴ0又はΔＴ0／２をＴＳデータ信号に重畳させる多重方法は、規格「ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１  付属」、第５章の「５．５  放送ＴＳ伝送時に必要となる付加情報」に従い、放送ＴＳデータ信号のＩＩＰ（ISDB-T Information Packet）のsynchronization informationやmaximum delayをＴＳデータ信号送信端時間差データに利用したり、変調送信データに無効なデータパケットとして多重することができる。
【００７４】
各中継送信装置は、ＴＳデータ信号送信端５から伝送されたＴＳデータ信号より時間βとΔＴ0又はΔＴ0／２を抽出する。また、各中継送信装置においてＴＳデータ信号送信伝送路とＴＳデータ信号戻り伝送路から時間差ΔＴaを取得する。
【００７５】
ＴＳデータ信号より抽出されたΔＴ0と取得した時間差ΔＴaから求められる時間差ΔＴ0−ΔＴａは、ＴＳデータ信号送信端５から該当する中継送信装置に分岐する分岐器の間の往復分の時間であり、（ΔＴ0−ΔＴａ）／２は、ＴＳデータ信号送信端５から中継送信装置間の遅延時間である。
【００７６】
各中継送信装置は、時間βから（ΔＴ0−ΔＴａ）／２を差し引いた時間β−（ΔＴ0−ΔＴａ）／２だけ遅延して送信波出力すれば、ＴＳデータ信号送信端５の送信波と同じ時間に一致した送信波を出力できる。βは固定値でも良い。
【００７７】
本実施の形態によれば、各中継局では基幹局側から伝送された任意の時間βをもとに、この時間βだけ遅延して送信波を同期して出力することができる。
【００７８】
以上、本実施の形態によれば、ＴＳデータ信号送信端５からのＴＳデータ信号送信タイミングｔ０に対し、任意の時間βだけ遅延した送信波を、基幹局用送信装置２及び各中継送信装置から同期して出力することができる。
また、上記実施の形態では基地局と各中継局を結ぶ伝送路にＴＳデータ信号を使って情報を伝送したが、本発明の同期方式の原理はＴＳデータ信号以外の信号においても適用することができる。例えばＩＦ（Intermediate Frequency）信号を使用したシステムにおいても同様に実施することができ、本発明の効果を得ることができる。、
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、地上ディジタル放送の単一周波数網送信波同期システム、道路交通情報システムの単一周波数網送信システム、コミュニティ単一周波数網送信システム（小規模地方単一周波数網放送システム）などに利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明による第１の実施の形態の基幹局用送信装置を示す図である。
【図３】本発明による第１の実施の形態の中継送信装置を示す図である。
【図４】本発明による第１の実施の形態のＴＳデータ信号の伝送状態を説明する図である。
【図５】本発明による第２の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明による第２の実施の形態の分岐装置を示す図である。
【図７】本発明による第２の実施の形態の分岐装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・ＴＳデータ信号送信装置
２・・・基幹局用送信装置
３、５５、５６、８５、８６、８７・・・折り返し処理装置
４・・・基準クロック発振器
５・・・ＴＳデータ信号送信端
６・・・ＴＳデータ信号戻り端
７、３８・・・ＴＳデータ信号
８・・・基準クロック
９〜１８、６０〜７１・・・ＴＳデータ信号検出ライン
２０、３０・・・時間差検出部
２１、３３・・・遅延／ＯＦＤＭ変調器
２２、３４・・・周波数変換器
２３、３５・・・アンテナ
２４、３６・・・時間差信号
３１・・・ＴＳデータ抽出／ＴＳデータ抽出用基準クロック再生部
３７・・・再生基準クロック
５０・・・分岐装置
５１、５３・・・分岐装置のＴＳデータ信号送信端子
５２、５４・・・分岐装置のＴＳデータ信号戻り端子
５７、５８、Ｌｘ・・・折り返し処理装置の伝送路
７５、７６、７７・・・遅延回路
Ｒ１〜Ｒｎ、Ｒa1〜Ｒan、Ｒb1〜Ｒbn・・・中継送信装置
Ｌf0〜Ｌfｎ、Ｌfa0〜Ｌfaｎ、Ｌfb0〜Ｌfbｎ・・・ＴＳデータ信号送信伝送路
Ｌr0〜Ｌrｎ、Ｌra0〜Ｌraｎ、Ｌrb0〜Ｌrbｎ・・・ＴＳデータ信号戻り伝送路
Ｄf1〜Ｄfn、Ｄr1〜Ｄrn、Ｄfa1〜Ｄfan、Ｄrb1〜Ｄrbn・・・分岐器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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