(57)【要約】【課題】デジタル放送信号の系を切り替える際に、それぞれの系の信号品質を適切に監視し、切替出力の信号品質を良好に維持する。【解決手段】１系、２系それぞれの入力ＯＦＤＭ信号の遅延差及び位相差を検出し（１１１）、送出系の信号を基準に待機系の信号の遅延及び位相を調整し（１０２，１０６）、常時同一タイミングとなるようにする。一方、各系の入力ＯＦＤＭ信号のある一定の誤り率が得られるノイズの量を指標として信号品質を監視し（１０８，１０９）、送出状態の系の品質が待機状態の系の品質を下回ったとき、系の切り替えを実行する（１１０）。切り替えには、シームレス切替器（１０４）を用いて、送出系と待機系を所定の割合で増減してクロスオーバーさせながら加算出力する。これにより、瞬断なく、出力レベルも一定に維持した状態で切替出力することができ、出力信号の品質を良好に維持することができる。【選択図】　　図１
2004096468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に受信した複数系統のデジタル放送信号を選択的に切り替えて送出する中継放送波切替装置において、
前記複数系統それぞれに伝送されるデジタル放送信号の受信品質を監視する監視手段と、
この監視手段の監視結果に基づいて送出系統の切替時点を判定する切替判定手段と、
前記複数系統のデジタル放送信号について互いの遅延差及び位相差を検出する検出手段と、
この手段で検出された遅延差及び位相差に基づいて、送出中の系統のデジタル放送信号に他の系統のデジタル放送信号の遅延及び位相を一致させる調整手段と、
この手段による調整後の各系統のデジタル放送信号を取り込み、前記品質判定手段の判定結果に基づいて送出系統の切り替えを行う切替手段とを具備し、
前記切替手段には、切替時に切替元の信号を減衰させながら切替先の信号を増大させてシームレスに切り替える切替器を用いることを特徴とする中継放送波切替装置。
【請求項２】
前記監視手段は、前記複数系統を分岐させ、その分岐経路にノイズ信号を重畳して受信信号の誤り率を測定し、その測定結果をデジタル放送信号の受信品質を評価値として出力することを特徴とする請求項１記載の中継放送波切替装置。
【請求項３】
前記デジタル放送信号はＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号であり、前記検出手段及び調整手段は、前記ＯＦＤＭ信号を直交復調後の信号について遅延差及び位相差の検出、調整を行い、再度直交変調して前記切替手段へ送出することを特徴とする請求項１記載の中継放送波切替装置。
【請求項４】
前記監視手段は、前記ＯＦＤＭ信号の直交復調後の信号について受信品質を監視することを特徴とする請求項３記載の中継放送波切替装置。
【請求項５】
前記切替判定手段は、前記監視手段の監視結果から、送出中の系統の受信品質と待機中の系統の受信品質とを比較し、送出中の系統の品質が待機中の系統の品質を下回った時点を切替時点と判定することを特徴とする請求項１記載の中継放送波切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個別に受信した複数系統のデジタル放送信号を品質劣化具合に応じて選択的に切り替えて送出する中継放送波切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上波の放送システムにあっては、放送サービスエリアの拡大及び難視聴地域の解消を目的として、中継局が設置されている。中継局では、放送波を直接受信した信号またはＴＴＬ（放送番組中継回線）などの専用回線で受信した放送信号を、再度送信機へ入力して送信している。受信系は通常複数系統あり、使用している系統の受信信号の品質が何らかの原因により劣化して、放送に使用できない状態になった場合には、直ちに他の系統へ切り替わるようになっている。
【０００３】
現行のアナログ放送中継局では、使用中の伝送系の受信信号レベルを監視し、そのレベルが下がった場合に、予備の伝送系の受信信号レベルが十分高いことを確認した後、その伝送系へ切り替える手法をとっている。各伝送系の入力信号間の遅延及び位相調整については、おおよそ合わせておくだけで、実際の放送において大きな問題になるような障害は発生していない。
【０００４】
ところで、日本の地上放送では、現行のアナログ放送からＯＦＤＭ変調方式によるデジタル放送への移行が決定され、その実現に向けて種々の開発が進められている。ここで、デジタル放送では、複数の伝送系の中継放送波を選択的に切り替えて送信する際に、以下の問題を改善することが要望されている。
【０００５】
まず、ＯＦＤＭ信号は帯域内の周波数特性が平坦であるため、仮に信号を受信していない場合でも、受信部のＡＧＣ（自動利得制御）などでノイズ成分が盛り上がり、ＯＦＤＭ信号に見えてしまう場合がある。このため、受信信号のレベルで信号の品質劣化を監視することは困難であり、従来のアナログ放送における中継放送波切り替えのための品質監視技術を利用することはできない。
【０００６】
特に、ＯＦＤＭ信号では、伝送系の切り替えの際に一瞬でも無信号の期間が存在すると、切替出力の信号に不連続が生じ、送信信号の品質が大きく劣化してしまう。また、各伝送系の信号間の遅延及び位相が少しでもずれていると、切り替えの前後で信号に不連続が生じてしまい、切替出力の信号品質が劣化してしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、地上波デジタル放送の開始に向けて、デジタル放送信号の中継局において、中継放送波切替装置で伝送系の切り替えを行う場合に、信号品質を劣化させないようにすることが要望されている。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、デジタル放送信号の伝送系を切り替える際に、それぞれの伝送系の信号品質を適切に監視し、しかも切替出力の信号品質を良好に維持することのできる中継放送波切替装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、個別に受信した複数系統のデジタル放送信号を選択的に切り替えて送出する中継放送波切替装置において、前記複数系統それぞれに伝送されるデジタル放送信号の受信品質を監視する監視手段と、この監視手段の監視結果に基づいて送出系統の切替時点を判定する切替判定手段と、前記複数系統のデジタル放送信号について互いの遅延差及び位相差を検出する検出手段と、この手段で検出された遅延差及び位相差に基づいて、送出中の系統のデジタル放送信号に他の系統のデジタル放送信号の遅延及び位相を一致させる調整手段と、この手段による調整後の各系統のデジタル放送信号を取り込み、前記品質判定手段の判定結果に基づいて送出系統の切り替えを行う切替手段とを具備し、前記切替手段には、切替時に切替元の信号を減衰させながら切替先の信号を増大させてシームレスに切り替える切替器を用いることを特徴とする。
【００１０】
上記構成による中継放送波切替装置では、各系統に入力されたデジタル放送信号の受信品質を監視し、その監視結果に基づいて送出系統の切替時点を判定する。一方で、各系統のデジタル放送信号について互いの遅延差及び位相差を検出し、検出された遅延差及び位相差に基づいて、送出中の系統のデジタル放送信号に他の系統のデジタル放送信号の遅延及び位相を一致させておく。系の切替にはシームレス切替器を用い、切替元の信号を減衰させながら切替先の信号を増大させ、出力の瞬断をなくし、かつ出力レベルを一定に維持させる。このように、瞬断のおそれがなく、また出力レベルも一定に維持されるため、出力信号の品質を良好に維持することが可能となる。
【００１１】
上記構成において、前記監視手段は、前記複数系統を分岐させ、その分岐経路にノイズ信号を重畳して受信信号の誤り率を測定し、その測定結果をデジタル放送信号の受信品質を評価値として出力することを特徴とする。
【００１２】
また、前記デジタル放送信号はＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号であり、前記検出手段及び調整手段は、前記ＯＦＤＭ信号を直交復調後の信号について遅延差及び位相差の検出、調整を行い、再度直交変調して前記切替手段へ送出することを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記監視手段は、前記ＯＦＤＭ信号の直交復調後の信号について受信品質を監視することを特徴とする。
【００１４】
また、前記切替判定手段は、前記監視手段の監視結果から、送出中の系統の受信品質と待機中の系統の受信品質とを比較し、送出中の系統の品質が待機中の系統の品質を下回った時点を切替時点と判定することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る中継放送波切替装置の構成を示すブロック図である。図１において、１系入力、２系入力には、それぞれ個別に受信した、ＯＦＤＭ方式によるデジタル放送信号が供給される。１系入力のＯＦＤＭ信号は、直交復調部１０１で複素形式のベースバンド信号に復調され、遅延・位相調整部１０２で遅延・位相の調整を受けた後、直交変調部１０３で再びＯＦＤＭ信号に戻されてシームレス切替器１０４に供給される。同様に、２系入力のＯＦＤＭ信号は、直交復調部１０５で複素形式のベースバンド信号に復調され、遅延・位相調整部１０６で遅延・位相の調整を受けた後、直交変調部１０７で再びＯＦＤＭ信号に戻されてシームレス切替器１０４に供給される。
【００１７】
一方、１系、２系にそれぞれ入力されたＯＦＤＭ信号は本線系から分岐され、信号品質監視部１０８、１０９に供給される。各信号品質監視部１０８、１０９は、入力信号においてある一定の誤り率が得られるノイズの量を指標に品質を監視して、その劣化の度合いを評価するもので、各信号品質監視部１０８、１０９から出力される評価値は信号切替判定部１１０に供給される。
【００１８】
上記信号切替判定部１１０は、１系及び２系の信号品質評価値の比較結果からいずれの系を送出系に接続するかを決定し、信号切替の時点を判定するもので、その結果は切替制御信号としてシームレス切替器１０４に供給されると共に、遅延・位相検出部１１１に供給される。
【００１９】
また、１系、２系それぞれの直交復調後の信号は、本線系から分岐されて遅延・位相検出部１１１に供給される。この遅延・位相検出部１１１は、１系、２系それぞれの直交復調信号の相互相関をとり、信号間の遅延差及び位相差を検出し、検出結果を信号切替判定部１１０の判定結果に基づいて待機状態にある系の遅延・位相調整部１０２または１０６に送出する。これによって、待機状態にある系のデジタル放送信号は、送出状態にある系のデジタル放送信号と遅延・位相が一致するように調整される。
【００２０】
上記のシステム構成による切替装置において、各主要部の具体的な構成を説明する。
【００２１】
図２は、上記信号品質監視部１０８、１０９の具体的な構成を示すブロック図である。これらの信号品質監視部１０８、１０９は、図２に示すように、ノイズ信号源２０１で発生されるノイズ信号を混合器２０２で分岐経路に乗せ、測定器２０３で受信信号の誤り率を測定し、その測定結果を信号品質の評価値として出力する構成となっている。すなわち、ここで用いる信号品質監視の手法では、ＯＦＤＭ信号の伝送路にノイズ信号を乗せた状態でＣ／Ｎ比を見ることでＯＦＤＭ信号においてある一定の誤り率が得られるノイズの量を判別し、その比率から劣化の度合いを検出するようにしている。
【００２２】
図３は、上記信号切替判定部１１０の具体的な処理手順を示すフローチャートである。ここでは、初期状態で１系が選択されているものとする。まず、ステップＳ１において、信号品質監視部１０８、１０９から１系、２系それぞれの品質評価値を取り込み、両者を比較する。このとき、１系の品質評価値が２系の品質評価値を下回った場合には、ステップＳ２において、２系を選択するように切替制御信号を出力する。次に、ステップＳ３において、１系、２系それぞれの信号品質評価値を比較し、２系の品質評価値が１系の品質評価値を下回った場合には、ステップＳ４において、１系を選択するように切替制御信号を出力する。以後、ステップＳ１からＳ４を繰り返し実行する。
【００２３】
図４は、上記シームレス切替器１０４の具体的な構成を示すブロック図である。このシームレス切替器１０４は、図４に示すように、１系直交変調部１０３、２系直交変調部１０４からのＯＦＤＭ信号をそれぞれ可変アッテネータ３０１、３０２を介して加算器３０３に入力し、信号切替判定部１１０からの切替制御信号をクロスオーバー制御器３０４に入力する。
【００２４】
このクロスオーバー制御器３０４は、切替制御信号によって１系から２系に切り替えるように指示されたとき、１系の可変アッテネータ３０１の抵抗値を実質０から無限大に増大させて１系出力を減衰させながら、２系の可変アッテネータ３０２の抵抗値を実質無限大から０に減少させて２系出力を増大させる。逆に、切替制御信号が２系から１系に切り替えるように指示しているとき、２系の可変アッテネータ３０２の抵抗値を実質０から無限大に増大させて２系出力を減衰させながら、１系の可変アッテネータ３０１の抵抗値を実質無限大から０に減少させて１系出力を増大させる。尚、その抵抗値の増減の割合は、直線的でも指数的でもよい。
【００２５】
上記加算器３０３は、１系及び２系の各可変アッテネータ３０１、３０２からのＯＦＤＭ信号を加算して出力する。切替時において、上記可変アッテネータ３０１、３０２の増減の割合が互いに同じであるため、加算器３０３の出力レベルは一定に維持される。
【００２６】
すなわち、上記構成による中継放送波切替装置では、１系及び２系それぞれに入力されたＯＦＤＭ信号を直交復調によるベースバンド領域で遅延差及び位相差が検出され、送出状態にある系統の信号を基準に待機状態にある系統の信号の遅延及び位相が調整され、常時同一タイミングとなるように制御される。一方、各系統の入力ＯＦＤＭ信号においてある一定の誤り率が得られるノイズの量を指標として信号品質を監視し、送出状態の系の品質評価値が待機状態の系の品質評価値を下回ったとき、系の切り替えを実行する。切り替えには、シームレス切替器１０４を用いて、送出系と待機系を所定の割合で増減してクロスオーバーさせながら加算出力するようにしているので、瞬断のおそれはなく、また出力レベルも一定に維持されるため、出力信号の品質を良好に維持することができる。
【００２７】
誤り率の測定は、通常受信した信号を元の信号と比較するか、誤り訂正後のデータを正しいデータと仮定して訂正前後のデータを比較し、誤り数を数えることにより行うが、以下の方法でも判定が可能である。地上デジタル放送では、ＭＰＥＧ２で定義されているＴＳ（トランスポートストリーム）信号が使用されている。そこでは、受信時の誤り訂正の過程で、リードソロモン復号後のデータに誤りが含まれる時に立てられるフラグ（リードソロモンエラーインジケータ）が定義されている。そのフラグを監視することにより、ビット誤り率を測定するよりも容易に、受信信号の誤り率を測定することが可能である。
【００２８】
したがって、上記実施形態の構成によれば、個別に受信されたＯＦＤＭ信号の伝送系を切り替える際に、それぞれの伝送系の信号品質を適切に監視することができ、しかもタイミングを揃えて瞬断することなく一定レベルで切替出力することから、切替出力の信号品質を良好に維持することができる。
【００２９】
尚、上記実施形態では、信号品質監視を直交復調前の信号によって行うようにしたが、図５に示すように、直交復調部１０１、１０５の出力をそれぞれ信号品質監視部１０８、１０９に入力し、ベースバンドのＩＱ信号によって監視するようにしてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態は、入力２系統の場合について説明したが、さらに多数の系統を有する場合でも同様に実施可能である。
【００３１】
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、デジタル放送信号の伝送系を切り替える際に、それぞれの伝送系の信号品質を適切に監視し、しかも切替出力の信号品質を良好に維持することのできる中継放送波切替装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である中継放送波切替装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の信号品質監視部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態の信号切替判定部の具体的な処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態のシームレス切替器の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】本発明の他の実施形態である中継放送波切替装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１、１０５…直交復調部
１０２、１０６…遅延・位相調整部
１０３、１０７…直交変調部
１０４…シームレス切替器
１０８、１０９…信号品質監視部
１１０…信号切替判定部
１１１…遅延・位相検出部
２０１…ノイズ信号源
２０２…混合器
２０３…測定器
３０１、３０２…可変アッテネータ
３０３…加算器
３０４…クロスオーバー制御器
【図１】
2004096468.tif 000003
【図２】
2004096468.tif 000004
【図３】
2004096468.tif 000005
【図４】
2004096468.tif 000006
【図５】
2004096468.tif 000007