(57)【要約】【課題】従来の無線伝送装置では、送信出力レベルを切り替えることにより一時的に無信号となり、信号に連続性が無くなるという問題があった。符号圧縮したデータストリーム伝送においては、信号の欠落により連続性がなくなった場合、復調時に再同期処理が必要になり、信号の切断時間以上に復調画像や音声が途切れてしまう問題が発生する。【解決手段】無線伝送装置において、位置情報識別機能を持ち、デジタル変調方式を用いた無線伝送装置において、送受信装置間の距離を計算し、計算結果を用いて送信出力を連続的に可変可能とする機能を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報識別機能を持ち、デジタル変調方式を用いた無線伝送装置において、送受信装置間の距離を計算し、計算結果を用いて送信出力を連続的に可変可能とする機能を有する無線伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線伝送装置に係り、特に、受信装置の受信レベルが所定範囲になるように送信機の送信出力を制御する無線伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線伝送装置、例えば、テレビ放送においては、ニュース報道やマラソン中継など中継現場から放送局にテレビジョン信号を伝送するために、ＦＰＵ（Field Pickup
Unit）と呼ばれる可搬型の中継装置やＴＳＬ(Transmitter Studio Link)と呼ばれる伝送装置が用いられ、画像や音声などのデータが送受信される。上記ＦＰＵなどの移動可能な無線伝送装置では、データを送受信する際、いくつか固定の送信出力を選択して送信することが可能となっており、受信機で復調する際十分な受信レベルが得られるように、送信機の送信出力レベルの切り替えを、可変抵抗器などによるパワー調整や、スイッチ切り替えによりパワー選択して行っている。
【０００３】
送信出力レベルの選択基準となる受信入力レベルは、伝送距離に応じて変化するため、送信機と受信機との間が近距離の場合は、送信機からの出力レベルを小さく、遠距離の場合は、送信機からの出力レベルを大きくする。これら送信出力レベルの切り替えや伝送距離の変化による受信入力レベルの変化を吸収するため、受信機では自動ゲイン制御（以下、ＡＧＣという）にて一定の信号レベルにしてから復調処理を行っていた。従来の無線伝送装置としてのＦＰＵでは、送信出力は送信制御部からの遠隔操作、あるいは送信高周波部において設定可能である。例えば、０．１Ｗ、０．５Ｗ、１Ｗといった具合に幾つかの出力に切り替え選択が可能である。
【０００４】
また、上記ＦＰＵの場合、送信機のオペレータが送信出力のレベルを把握可能とするため、装置の操作面に設けた表示器上に、送信出力レベルの選択内容を表示している。送信制御部と高周波部を備えたＦＰＵの場合、本線ＩＦ（中間周波数）信号に重畳した制御・監視用の通信回線を使用し、制御信号を送信制御部から高周波部に伝送して遠隔操作を行う。設定内容は装置パネル面の液晶表示器（以下ＬＣＤという）などに表示される。
【０００５】
このような従来技術として、特開２００４−１２０１０９号（特許文献１）に開示された無線通信システムがある。この特許文献１に開示された無線通信システムは、受信機の受信電界強度レベルから相手局までの距離を演算し、また、ＧＰＳより得られた自局と相手局の位置情報で受信電界強度レベルから得られた距離を補正するようにして、移動局間の距離に応じた送信出力になるように、送信部に備わる数段のアッテネータを、ＯＮ／ＯＦＦ制御部からの信号で制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術では、送信出力レベルを切り替えることにより一時的に無信号となり、信号に連続性が無くなるという問題があった。符号圧縮したデータストリーム伝送においては、信号の欠落により連続性がなくなった場合、復調時に再同期処理が必要になり、信号の切断時間以上に復調画像や音声が途切れてしまう問題が発生する。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、送信出力レベルを切り替える際、復調画像や音声が途切れてしまうことのない無線伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線伝送装置は、位置情報識別機能を持ち、デジタル変調方式を用いた無線伝送装置において、送受信装置間の距離を計算し、計算結果を用いて送信出力を連続的に可変可能とする機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、送信出力レベルを切り替える際、復調画像や音声が途切れてしまうことのない無線伝送装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】送信機と受信機の位置関係による、送信出力の設定を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線伝送装置の機能構成図である。
【図３】送信機と受信機間の距離に対する送信出力の特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
以下、図を参照して本発明による実施の形態の無線伝送装置について説明する。
【００１３】
図１により、移動送信機と固定受信機の距離と送信出力の関係を説明する。図１（ａ）は送信機Ｔと受信機Ｒ１、Ｒ２の位置関係を示し、そのときの送信出力レベルを図１（ｂ）の上段（従来技術に対応）と下段（本発明に対応）、及び図１（ｂ）下段のＡ部詳細を（ｃ）に示す。
【００１４】
図１（ａ）において、移動送信機Ｔは図中左から右へ移動し、伝送信号はまず受信機Ｒ１、次に受信機Ｒ２で受信される。受信機Ｒ１、Ｒ２はそれぞれＡＧＣ動作範囲により受信可能エリアが限られており、不感地域を出さないように受信エリアの重複がある。受信機Ｒ１、Ｒ２は、受信信号を別回路にて本局Ｒ０に送信し、本局Ｒ０で適切な受信信号に切替選択される。
移動送信機Ｔでは送受信機Ｒ１、Ｒ２間の距離に応じて送信出力レベルを替える必要があり、仮に、受信機周囲の内円を送信機０．５Ｗ出力圏、外円を１Ｗ出力圏とする。
送信出力を１Ｗとした移動送信機Ｔが受信機Ｒ１、Ｒ２に対して移動するに従い、受信機Ｒ１の受信入力レベルは上昇していく。受信入力レベルの変化はＡＧＣにて吸収するが、一定以上の入力が有るとＡＧＣの動作範囲を超え、復調動作に影響が出る。これを避けるため、送信出力はｘａの地点で送信出力を０．５Ｗに低下させる。
その後、受信機Ｒ１から遠ざかるに従い受信入力レベルは減少し、或る距離以上離れたｘｂの地点で送信出力を１Ｗとする。ここで、受信機Ｒ１、Ｒ２では同時に受信しており、次第に受信機Ｒ２に近づく。その後は、受信機Ｒ１時と同様に送信出力の切り替えを行う。
【００１５】
以上の送信出力動作を示したのが、図１（ｂ）であり、上段が従来技術によるもの、下段が本発明の実施形態によるものである。図１（ｂ）の上段の従来技術では、送信出力の切り替え時に信号の切断が発生するのに対し、図１（ｂ）の下段の本発明の実施形態による無線伝送装置では、送信出力の切り替えが不要であり、信号の切断は発生しない。図１（ｂ）の下段における送信出力の変移を、Ａ部についてその詳細を図１（ｃ）に示しており、後述するように、実際には移動送信機と受信機間の距離の計算周期での階段状の変移となるが、距離計算中においても電力増幅部ＰＡの制御電圧は実質的に連続に保持されており、送信出力が切断されることはない。
【００１６】
無線伝送装置である移動送信機Ｔの構成を図２により説明する。
移動中継において、送信点で撮影した映像や音声のデータをデジタル変調方式を用いてＦＰＵにより送信する場合、信号のインターフェースやデジタル信号処理を施す送信制御部１、及びマイクロ波にて無線出力する送信高周波部２を用いる。
伝送信号は、限られた帯域内で無線伝送を行うため、エンコーダ３を使用して素材信号のデータ量を圧縮する。
移動送信機Ｔにおいては送信点の地図上の位置情報が必要になることがある。例えば、マラソン中継などで映像を反映しているランナーの位置を画面上に地図表示することが挙げられるが、そのため、ＧＰＳ装置４を使用して送信機の位置情報を得ている。
ＧＰＳ装置４からの位置情報は、送信制御部１にて素材信号と共に、多重部１１により多重処理して伝送される。多重信号は信号処理部１２で誤り訂正符号化などの信号処理を施し、デジタル変調部１３でＱＡＭやＯＦＤＭといったデジタル変調をした後、ＩＦ変調部１４で中間周波数帯の信号（以下ＩＦ信号）に変換される。送信高周波部２では、周波数変換部２１で無線伝送のためのマイクロ波帯などに周波数変換をし、電力増幅器（以下ＰＡ）２２にて送信出力を得てアンテナ３４から無線伝送をする。
送信制御部１から遠隔操作を行う場合、信号合成部３２でＩＦ変調部１４からの本線ＩＦ信号に通信部１５の信号を重畳し、制御・監視用の通信回線を使用し、送信高周波部２に伝送する。
設定内容はＣＰＵ１８などを用いて装置パネル面のＬＣＤなどの表示器１６、２４にて表示される。
受信機Ｒ１、Ｒ２では、アンテナ３５でアンテナ３４からの送信信号を受信し、受信信号はＡＧＣにて一定レベルにした後、復調動作が実施される。
本実施形態の構成では、エンコーダ３は送信機と別構成にしているが、移動送信機Ｔに内蔵する構成が可能である。
【００１７】
次に、送信出力の設定方法を示す。
まず、受信入力レベルＰｉは、送信出力Ｐｏ、伝播路自由空間損失Ｌ、送信機のアンテナゲインＧｔ、受信機のアンテナゲインＧｒにより、下の（１）式により決定される。自由空間損失Ｌは、無線の周波数ｆと伝送距離ｒにより決定される。
Ｐｉ＝Ｐｏ−Ｌ（ｆ，ｒ）−Ｇｔ−Ｇｒ    ・・・・・・・（１）
ここで、無線周波数及びアンテナゲインは決まった値となることから、一定の受信レベルを得るための送信出力は、伝送距離ｒによって決定される。
【００１８】
ＧＰＳ装置４にて検出した移動送信機Ｔの位置情報を用いて、距離算出部５は移動送信機Ｔと受信機Ｒ１、Ｒ２間の伝送距離ｒを算出する。
ｒ＝√{（ｘ２−ｘ１）２＋（ｙ２−ｙ１）２}    ・・・・・（２）
ここで、ｘ１、ｙ１は、移動送信機Ｔの位置情報である経度ｘ１及び緯度ｙ１であり、ｘ２、ｙ２は、受信機Ｒ１又はＲ２の位置情報である経度ｘ２及び緯度ｙ２である（受信機Ｒ１又はＲ２は固定受信であるためｘ２、ｙ２は既知である）。
【００１９】
演算結果をフリップフロップ（ＦＦ）６にて保持することにより、演算中は常に前の演算結果を参照した状態とする。移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離から送信出力は一意に決定されるため、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離に対応した演算値ｒと送信出力Ｐｏの変換テーブルをメモリ７に設定しておく。例えば、演算された距離ｒをアドレスとしてメモリ７から読み出したデータを送信出力Ｐｏとする。
メモリ７から読み出された送信出力Ｐｏは、送信部１５、信号合成部３２、信号分岐部３３、通信部３４を介してＤ／Ａ変換器８にてアナログ電圧に変換される。そして、このアナログ電圧に基づき電力増幅器制御部２５は送信出力を制御する制御電圧を生成し電力増幅器（ＰＡ）２２に供給する。これにより電力増幅器（ＰＡ）２２は、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離に基づき送信出力を制御することができる。
【００２０】
ここで、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離の計算周期は、ＧＰＳデータの更新速度にもよるが、一般に移動送信機Ｔの移動速度は受信機Ｒ１、Ｒ２のＡＧＣ応答速度に比較して非常に遅く、距離の変化による受信入力レベルの変動は緩やかである。そのため、変動を吸収するための送信電力を制御する移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離の演算は数秒程度の更新で問題ない。
【００２１】
上述のように、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離ｒの算出結果を電力増幅器（ＰＡ）２２の制御電圧値Ｐｏとすることにより、連続した送信出力制御が可能となり、データの切断を回避できる。
【００２２】
次に、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離ｒの計算と送信出力制御の例を示す。
送信出力Ｐｏとレギュレータ制御電圧、つまりＤ／Ａ変換器８の出力は比例関係にあり、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離を基に（２）式で算出した計算値ｒからＤ／Ａ変換器８に与えるデータを変換テーブルとしてメモリ７に記憶させておく。
【００２３】
仮に、８００ＭＨｚ帯の伝送で送信アンテナのゲインをＧｔ＝＋４ｂＢｍ、受信アンテナのゲインをＧｒ＝＋１０ｂＢｍとした場合、障害物の無い伝送路で受信電力Ｐｉ＝−５０ｄＢｍを得るための送信出力Ｐｉと、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離ｒとの関係は、図３に示すとおりである。移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２の位置座標（経度ｘ及び緯度ｙ）を用いて（２）式で算出した距離データｒをメモリ７の呼び出しアドレスとする。
【００２４】
例えば、移動送信機Ｔの位置（経度及び緯度）を、東経１３９度４６分１．５秒、北緯３５度４０分５２．０秒、受信機Ｒ１の位置（経度及び緯度）を、東経１３９度４５分４７．４秒、北緯３５度４０分３０．３秒とする。
上記位置情報は６０進数であり、計算を考慮し１０進数に変換した場合、移動送信機Ｔの緯度は３５．６８１１１１１であり、経度はオフセット９０度を加味し、１３９．７６７０８３である。更に、本データを整数部７ビット、小数部１７ビットの２４ビット長データと捉え、小数部をビットシフトして整数２４ビットのデータとする。シフトして結果は緯度４６７６７９５、経度は６５２３０７１である。
同様にして受信機Ｒ１の位置情報は緯度４６７６００５、経度６５２２５５８である。
【００２５】
移動送信機Ｔと受信機Ｒ１間の距離ｒは（２）式より、√{（４６７６７９５−４６７６００５）２＋（６５２３０７１−６５２２５５８）２}＝９４２が得られる。
本計算結果より、変換テーブルより得られる送信出力は約０．２９Ｗに制御される。上記計算では、緯度、経度を０．１秒単位、距離にして３ｍ以下の精度で算出しており、受信入力レベルへの影響を無視できる程度の分解能を有している。
【００２６】
次に、送信出力の表示方法を示す。
上記演算後は電力増幅器（ＰＡ）２２を制御するのと同時に、演算結果によりメモリ７から送信出力Ｐｏを読み出す。得られた送信出力ＰｏはＣＰＵ１８などを用いて装置パネルのＬＣＤなどの表示器１６、２４に表示させる。これにより、リアルタイムに送信出力値を把握することが可能となる。
【００２７】
以上説明した実施の形態を纏めると、無線伝送装置は、位置情報識別機能を持ち、デジタル変調方式を用いた無線伝送装置において、送受信装置間の距離を計算し、計算結果を用いて送信出力を連続的に可変可能とする機能を有することを特徴としている。
また、上記無線伝送装置は、送受信装置間距離の計算結果から送信出力値を表示する機能を有するようにしてもよい。
【００２８】
以上、上記本発明の実施の形態によれば、従来は可変抵抗器などによるパワー調整や、スイッチ切り替えによりパワー選択していたものを、移動送信機Ｔと受信機Ｒ１又はＲ２間の距離の計算結果により得られた電圧値で送信電力を制御することにより、連続したパワー制御が可能となり、受信機においては従来より安定した受信入力レベルを得ることが可能となり、データの瞬断を回避することが可能となる。また、逐次変動する送信出力レベルをリアルタイムに表示することが可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・送信制御部
２・・・送信高周波部
３・・・エンコーダ
４・・・ＧＰＳ装置
５・・・距離算出部
６・・・フリップフロップ（ＦＦ）
７・・・メモリ
８・・・Ｄ／Ａ変換器
１１・・・多重部
１２・・・信号処理部
１３・・・デジタル変調部
１４・・・ＩＦ変調部
１５・・・通信部
１６、２４・・・表示器
１８・・・ＣＰＵ
２１・・・周波数変換部
２２・・・電力増幅器
３２・・・信号合成部
３３・・・信号分岐部
Ｒ０・・・本局
Ｒ１、Ｒ２・・・受信機
Ｔ・・・移動送信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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