(57)【要約】【課題】末端Ｃ／Ｎを満足して設備投資効果が最大となる最適な性能配分を設計する設計手法を確立することができる最適Ｃ／Ｎ設計配分機、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムおよび最適Ｃ／Ｎ設計配分方法を提供する。【解決手段】最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行うものであって、入力手段３と、出力単価コスト凡関数設定手段５と、出力世帯数凡関数設定手段７と、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９と、性能指数曲線算出手段１１と、最適配分曲線算出手段１３と、性能配分算出手段１５と、を備える。【選択図】図１
2007110433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行う最適Ｃ／Ｎ設計配分機であって、
前記中継局の出力と、前記親局から前記末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、前記末端Ｃ／Ｎの値とを入力する入力手段と、
１つの前記中継局におけるコストを単価コストとし、前記入力手段で入力された中継局の出力と設備性能とに基づいて、前記出力と前記単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する出力単価コスト凡関数設定手段と、
この出力単価コスト凡関数設定手段で設定された出力単価コスト凡関数と、前記入力手段で入力された中継局の出力および世帯数とに基づいて、前記出力と前記世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定する出力世帯数凡関数設定手段と、
前記出力世帯数凡関数設定手段で設定された出力世帯数凡関数に基づいて、前記中継局の出力の配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出するＣ／Ｎ配分曲線算出手段と、
このＣ／Ｎ配分曲線算出手段で算出された基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、前記中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の曲線を算出する性能指数曲線算出手段と、
この性能指数曲線算出手段で算出された性能指数曲線が、前記末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出する最適配分曲線算出手段と、
この最適配分曲線算出手段で算出された最適配分曲線と、前記出力世帯数凡関数とに基づいて、前記中継局の性能配分と、前記中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める性能配分算出手段と、
を備えることを特徴とする最適Ｃ／Ｎ設計配分機。
【請求項２】
地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行うために、コンピュータを、
前記中継局の出力と、前記親局から前記末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、前記末端Ｃ／Ｎの値とを入力する入力手段、
１つの前記中継局におけるコストを単価コストとし、前記入力手段で入力された中継局の出力と設備性能とに基づいて、前記出力と前記単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する出力単価コスト凡関数設定手段、
この出力単価コスト凡関数設定手段で設定された出力単価コスト凡関数と、前記入力手段で入力された中継局の出力および世帯数とに基づいて、前記出力と前記世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定する出力世帯数凡関数設定手段、
前記出力世帯数凡関数設定手段で設定された出力世帯数凡関数に基づいて、前記中継局の出力の配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出するＣ／Ｎ配分曲線算出手段、
このＣ／Ｎ配分曲線算出手段で算出された基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、前記中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の曲線を算出する性能指数曲線算出手段、
この性能指数曲線算出手段で算出された性能指数曲線が、前記末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出する最適配分曲線算出手段、
この最適配分曲線算出手段で算出された最適配分曲線と、前記出力世帯数凡関数とに基づいて、前記中継局の性能配分と、前記中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める性能配分算出手段、
として機能させることを特徴とする最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラム。
【請求項３】
地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行う最適Ｃ／Ｎ設計配分方法であって、
前記中継局の出力と、前記親局から前記末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、前記末端Ｃ／Ｎの値とを入力する入力ステップと、
１つの前記中継局におけるコストを単価コストとし、前記入力ステップにて入力された中継局の出力と設備性能とに基づいて、前記出力と前記単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する出力単価コスト凡関数設定ステップと、
この出力単価コスト凡関数設定ステップにて設定された出力単価コスト凡関数と、前記入力ステップにて入力された中継局の出力および世帯数とに基づいて、前記出力と前記世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定する出力世帯数凡関数設定ステップと、
前記出力世帯数凡関数設定ステップにて設定された出力世帯数凡関数に基づいて、前記中継局の出力の配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出するＣ／Ｎ配分曲線算出ステップと、
このＣ／Ｎ配分曲線算出ステップにて算出された基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、前記中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の曲線を算出する性能指数曲線算出ステップと、
この性能指数曲線算出ステップにて算出された性能指数曲線が、前記末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出する最適配分曲線算出ステップと、
この最適配分曲線算出ステップにて算出された最適配分曲線と、前記出力世帯数凡関数とに基づいて、前記中継局の性能配分と、前記中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める性能配分算出ステップと、
を含むことを特徴とする最適Ｃ／Ｎ設計配分方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上デジタル放送における放送設備の最適Ｃ／Ｎの設計配分を行う最適Ｃ／Ｎ設計配分機、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムおよび最適Ｃ／Ｎ設計配分方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上デジタル放送において、ＳＦＮ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：単一周波数ネットワーク）による送信ネットワークを、多段の放送設備となる親局、中継局および末端局から構築しようとした場合、一般にプログラム（番組等）の伝送手段として、ＳＴＬ（Ｓｔｕｄｉｏ  ｔｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｌｉｎｋ）またはＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｔｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｌｉｎｋ）が使用されている。
【０００３】
ＳＴＬまたはＴＴＬでは、プログラムをＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）伝送方式で伝送する場合、当該プログラムが伝送される信号が再生されるため、Ｃ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ／Ｎｏｉｓｅ）劣化が加算されないが、プログラムをＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）伝送方式で伝送する場合、親局から中継局、中継局から末端局へと多段中継することにより、段を負うごとにＣ／Ｎ劣化が加算されるという特性がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
このため、地上デジタル放送のＳＦＮによる送信ネットワークでは、親局および中継局（上位局）から末端局まで、ネットワーク全体を１つのシステムとして、Ｃ／Ｎを設計配分することが重要となる。従来、このＣ／Ｎを設計配分する仕方は、所望の末端Ｃ／Ｎを満足すると共に、多段の放送設備への設備投資効果が最も経済的になるように、各段ごとに最適な性能配分を、経験則に沿って（「理論的」且つ「定性的」の反対語として「経験則」を使用しています）行うものであった。そして、このＣ／Ｎを設計配分する仕方によっては、ネットワーク全体の設備投資額が大きく左右されることになる。
【非特許文献１】「番組中継デジタル回線の技術的条件」の「デジタル方式のＳＴＬ／ＴＴＬの技術的条件」  平成１３年  情報通信審議会答申  別紙  諮問第１１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に末端Ｃ／Ｎを満足させる多段の性能配分には、経験則に沿ったものであったため、何通りもの性能配分が存在し、いずれの性能配分が最も経済的となるかを理論的且つ定性的に示すことができない、つまり、末端Ｃ／Ｎを満足して設備投資効果が最大となる最適な性能配分を設計する設計手法が確立されていないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、末端Ｃ／Ｎを満足して設備投資効果が最大となる最適な性能配分を設計する設計手法を確立することができる最適Ｃ／Ｎ設計配分機、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムおよび最適Ｃ／Ｎ設計配分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】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行う最適Ｃ／Ｎ設計配分機であって、入力手段と、出力単価コスト凡関数設定手段と、出力世帯数凡関数設定手段と、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段と、性能指数曲線算出手段と、最適配分曲線算出手段と、性能配分算出手段と、を備える構成とした。
【０００８】
かかる構成によれば、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、入力手段によって、中継局の出力と、親局から末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、末端Ｃ／Ｎとを入力する。続いて、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、出力単価コスト凡関数設定手段によって、１つの中継局におけるコストを単価コストとし、入力手段で入力された中継局の出力と設備性能とに基づいて、出力と単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、出力世帯数凡関数設定手段によって、出力単価コスト凡関数設定手段で設定された出力単価コスト凡関数と、入力手段で入力された中継局の出力および世帯数とに基づいて、出力と世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定する。
【０００９】
そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段によって、出力世帯数凡関数設定手段で設定された出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の基本配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、性能指数曲線算出手段によって、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段で算出された基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の曲線を算出する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、最適配分曲線算出手段によって、性能指数曲線算出手段で算出された性能指数曲線が、末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機は、性能配分算出手段によって、最適配分曲線算出手段で算出された最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分と、中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める。
【００１０】
請求項２に記載の最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムは、地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行うために、コンピュータを、入力手段、出力単価コスト凡関数設定手段、出力世帯数凡関数設定手段、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段、性能指数曲線算出手段、最適配分曲線算出手段、性能配分算出手段、として機能させる構成とした。
【００１１】
かかる構成によれば、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムは、入力手段によって、中継局の出力と、親局から末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、末端Ｃ／Ｎとを入力し、出力単価コスト凡関数設定手段によって、１つの中継局におけるコストを単価コストとし、中継局の出力と設備性能とに基づいて、出力と単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムは、出力世帯数凡関数設定手段によって、出力単価コスト凡関数と、中継局の出力および世帯数とに基づいて、出力と世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定し、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段によって、出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の基本配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムは、性能指数曲線算出手段によって、基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の曲線を算出し、最適配分曲線算出手段によって、性能指数曲線が、末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出し、性能配分算出手段によって、最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分と、中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める。
【００１２】
請求項３に記載の最適Ｃ／Ｎ設計配分方法は、地上デジタル放送ＳＦＮネットワークにおいて、親局から中継局を介して末端に設置される末端局の末端Ｃ／Ｎを満たすように、前記親局と前記中継局と前記末端局との性能配分を行う最適Ｃ／Ｎ設計配分方法であって、入力ステップと、出力単価コスト凡関数設定ステップと、出力世帯数凡関数設定ステップと、Ｃ／Ｎ配分曲線算出ステップと、性能指数曲線算出ステップと、最適配分曲線算出ステップと、性能配分算出ステップと、を含む手順とした。
【００１３】
かかる手順によれば、最適Ｃ／Ｎ設計配分方法は、入力ステップにおいて、中継局の出力と、親局から末端局までのプログラムの伝送方式と、当該中継局の設備性能と、当該中継局からの電波を受信する世帯の数である世帯数と、末端Ｃ／Ｎとを入力し、出力単価コスト凡関数設定ステップにおいて、１つの中継局におけるコストを単価コストとし、中継局の出力と設備性能とに基づいて、出力と単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定する。続いて、最適Ｃ／Ｎ設計配分方法は、出力世帯数凡関数設定ステップにおいて、出力単価コスト凡関数と、中継局の出力および世帯数とに基づいて、出力と世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分方法は、Ｃ／Ｎ配分曲線算出ステップにおいて、出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の基本配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出し、性能指数曲線算出ステップにおいて、基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の基本曲線を算出する。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分方法は、最適配分曲線算出ステップにおいて、性能指数基本曲線が、末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出し、性能配分算出ステップにおいて、最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分と、中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求める。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２、３に記載の発明によれば、中継局の出力と単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定し、中継局の出力と世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定し、この出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の基本配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出し、基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の基本曲線を算出する。そして、性能指数基本曲線が、末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出し、この最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分と、中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求めているので、末端Ｃ／Ｎを満足して設備投資効果が最大となる最適な性能配分を設計する設計手法を確立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈最適Ｃ／Ｎ設計配分機の構成〉
図１は、最適Ｃ／Ｎ設計配分機のブロック図である。この図１に示すように、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、地上デジタル放送のＳＦＮによる送信ネットワークを、多段の放送設備（親局、中継局および末端局）によって構築する際に、末端局のＣ／Ｎである末端Ｃ／Ｎを満足すると共に、設備投資効果が最大となる最適な性能配分（ｄＢの配分）を行うものであって、入力手段３と、出力単価コスト凡関数設定手段５と、出力世帯数凡関数設定手段７と、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９と、性能指数曲線算出手段１１と、最適配分曲線算出手段１３と、性能配分算出手段１５とを備えている。
【００１６】
この最適Ｃ／Ｎ設計配分機１では、放送設備の設備投資効果を大きく左右する要素である、出力（パワー）とコストとの関係、性能とコストとの関係および出力と世帯数との関係が関数を用いて定義されている。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、一世帯当たりのコストを算出するために全世帯数コスト（つまり、放送設備の総費用）を表す凡関数（Ｃcost（Ｃ／ＮのＣと区別するためにＣcostとしています）＝ｆ（ｓ，Ｐ））を求める。そして、この凡関数Ｃcostと所望の末端Ｃ／Ｎとから一世帯当たりのコストを最小にする理論的な条件を求めている。なお、凡関数Ｃcostにおいて、ｓは性能指数、Ｐは出力（Ｗ；ワット）を示している。
【００１７】
そして、この最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、一世帯当たりのコストを最小にする理論的な条件を元に、最適Ｃ／Ｎ設計における各段の性能配分を定性的に取り扱うことができ、この定性的な取り扱いにより、多段の放送設備によって地上デジタル放送のＳＦＮによる送信ネットワークを構築する場合に、当該ネットワークの性能配分を最適に設計することができる。
【００１８】
入力手段３は、放送設備の中の、親局（最上位局）と末端局との間に介在している多段の中継局の出力Ｐ（Ｗ）と、プログラム（番組等）の伝送方式（ＩＦ伝送方式＝１、または、ＴＳ伝送方式＝０）と、当該中継局の設備性能（性能指数ｓの関数）（ｄＢ）と、当該中継局から電波を受信する世帯の数である世帯数（戸数）と、所望の末端Ｃ／Ｎとを入力するものである。
【００１９】
この入力手段３により、当該機１の利用者である放送事業者が、必要な情報を入力するだけで、簡単に、設備投資効果が最大となる（世帯数当たりのコストを最小にする）性能配分と、中継局のＣ／Ｎの値である中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとの計算を当該機１に行わせることができる。
【００２０】
なお、設備性能は、出力Ｐのように、コストの変数として直接には関数化できないので、性能指数ｓなる物理量によって、２sとなるコスト比例係数として表すこととする。つまり、ここでは、性能指数ｓが２倍になれば、コストは４倍になり、性能指数ｓが３倍になれば、コストが８倍になることになる。
【００２１】
また、中継局に設置される放送設備は、一般的にデジタル機器であり、このデジタル機器の性能、すなわち設備性能は、すべての劣化要因を包含する単体Ｃ／Ｎによって決定されることになる。そこで、性能指数ｓは、例えば、単体Ｃ／Ｎが１０ｄＢ向上するごとに、コストが倍々となるように、次に示す数式（１）のように定義される。
ｓ＝ｌｏｇ（Ｃ／Ｎ）−ｌｏｇ（Ｃ／Ｎ0）＝ｌｏｇ（Ｃ／Ｎ）−３      ・・・数式（１）
この数式（１）において、基準とする設備性能をＣ／Ｎ0としている。ただし、性能指数ｓの定義はこれに限定されず、実際の単価コスト＠に合わせて定義すればよい。
【００２２】
出力単価コスト凡関数設定手段５は、１つの中継局におけるコストを単価コスト＠（円）とし、入力手段３で入力された中継局の出力Ｐ（Ｗ）および設備性能（性能指数ｓの関数）（ｄＢ）とに基づいて、出力Ｐ（Ｗ）と単価コスト＠（円）との関係を示す出力単価コスト凡関数を設定するものである。つまり、単価コスト＠を出力Ｐの関数として表すものである。
【００２３】
例えば、出力Ｐの平方根を√Ｐとすると、１つの中継局に設置される放送設備の基本部が単価コスト＠に占める割合を定数ｋfとし、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）部（放送設備の基本部以外部分）が単価コスト＠に占める割合を定数ｋp（＝１−ｋf）とする。そうすると、全世帯数コストＣcostは、次に示す数式（２）のように定義される。
Ｃcost≒＠・２s・（ｋf＋ｋp・√Ｐ）      ・・・数式（２）
なお、ここでは、この数式（２）が出力単価コスト凡関数を示している。
【００２４】
また、この出力単価コスト凡関数（出力と単価コストとの関係を示す関数）を図３に示す。この図３では、横軸に出力Ｐ（Ｗ）の値、縦軸にコスト（ｄＢ）の値をとっており、１Ｗの単価コスト＠＝１とし、また、ｋｆ＝０．６、ｋｐ＝０．４とした場合の全世帯数コストＣcostを、単体Ｃ／Ｎが３０ｄＢ、３５ｄＢ、４０ｄＢ、４５ｄＢの４パターンについて示している。なお、実際の全世帯数コストＣcostは図３のように分布している。
【００２５】
この図３では、出力単価コスト凡関数が右上がりになる。つまり、出力を増加させれば、設備性能をそれに比例して増加し、さらに、全世帯数コストＣcostは増加することになる。
図１に戻って最適Ｃ／Ｎ設計配分機１の構成の説明を続ける。
【００２６】
出力世帯数凡関数設定手段７は、出力単価コスト凡関数設定手段５で設定された出力単価コスト凡関数と、入力手段３で入力された中継局の出力Ｐ（Ｗ）と世帯数（戸数）とに基づいて、出力Ｐ（Ｗ）と世帯数（戸数）との関係を示す出力世帯数凡関数を設定するものである。
【００２７】
つまり、数式（２）を使って、出力Ｐ（Ｗ）と世帯数当たりのコストとの関係を表すため、例えば、世帯数が出力Ｐ（Ｗ）に比例するものとすれば、変数「出力Ｐ」とパラメータ「性能指数ｓ」に対する１世帯当たりのコストＣHome（全世帯数コストＣcostを全世帯数Ｈｏｍｅで除算したもの）は、次に示す数式（３）のように定義される。
ＣHome＝Ｃcost／Ｈｏｍｅ＝＠・２s・（ｋf＋ｋp・√Ｐ）／Ｐ      ・・・数式（３）
【００２８】
この出力世帯数凡関数設定手段７で出力世帯数凡関数を設定する理由について簡単に述べておくと、当該機１を利用する放送事業者、すなわち、プログラム（番組）を放送する側にとって、多段の放送設備を設ける際に重要となるのは投資効率であり、この投資効率は「１世帯当たりのコストを如何に低減するか」にあるからである。
【００２９】
そこで、図３に示した出力単価コスト凡関数を使用して、さらに、出力世帯数凡関数（出力と世帯数との関係）を求めている。ここで、求めた出力世帯数凡関数（出力と１世帯当たりのコスト）を図４に示す。この図４では、横軸に出力Ｐ（Ｗ）の値、縦軸にコスト（ｄＢ）の値をとっている。なお、出力世帯数凡関数を求める際に、入力手段３から入力された世帯数を用いており、この世帯数は、中継局からの電波を受信する世帯の数であり、電波を受信するサービスエリアを単純化して求めたものである。それゆえ、出力世帯数凡関数は、世帯数がサービスエリアの面積に比例し、同面積が出力Ｐに比例するものとみなして、１世帯当たりのコストは、数式（３）に示したように出力Ｐの関数として表すことができる。
【００３０】
この図４では、図３に比べて、出力世帯数凡関数が右下がりになる。つまり、出力を増加させればさせるほど（世帯数を増加させればさせるほど）、設備性能は低下してもよいということになる。すなわち、この図４より、１世帯当たりのコストを低減するには、上位局（多段の中継局の中で親局に近い中継局）ほど高性能に、下位局（多段の中継局の中で親局から遠い中継局）ほど低性能にする「グレード配分」とすればよいことになる。このグレード配分とは、各段の中継局に配分するＣ／Ｎを、上位局ほど多く配分して、下位局ほど少なく配分することである。ただし、末端局の所望の末端Ｃ／Ｎを満たさなくてはならないので、Ｃ／Ｎを最適にグレード配分するには、何通りか選択肢が存在し、そこから選択しなければならない。
【００３１】
図１に戻る。Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９は、出力世帯数凡関数設定手段７で設定された出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の配分（グレード配分）を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出するものである。この基本Ｃ／Ｎ配分曲線（例として、後記する図８「Ｏｐｔ」）は、出力世帯数凡関数により、Ｃ／Ｎを各中継局に配分する際に、上位局（多段の中継局の中で親局に近い中継局）ほど高性能に、下位局多段の中継局の中で親局から遠い中継局）ほど低性能にするグレード配分するためのものである。
【００３２】
グレード配分するために、多段の中継局の中で１世帯当たりのコストが低くなる中継局、つまり、中継局の中で低コストになる上位局が、高出力な上位局ほど高性能になることを示す出力世帯数凡関数と、多段の中継局の中で１世帯当たりのコストが高くなる中継局、つまり、中継局の中で高コストになる下位局が、低出力な下位局ほど低性能になることを示す出力世帯数凡関数とを、滑らかに結ぶ２次曲線を、基本Ｃ／Ｎ配分曲線として決定すればよいことになる。
【００３３】
この２次曲線を決定すれば、定性化された連続的な、中継局の出力のグレード配分を与えることになる。この定性化された連続的な、中継局の出力のグレード配分は、次に示す数式（４）によって与えられる。
【００３４】
ｄ2ｓ／ｄＰ2＝ｃｏｎｓｔ＜０、且つ、ｄｓ／ｄＰ｜p=pmax＝Ａ      ・・・数式（４）
この数式（４）において、Ｐｍａｘは親局の出力である。この数式（４）によって与えられる条件から基本Ｃ／Ｎ配分曲線を決定するに当たって、一般に親局ＴＴＬ入力のＣ／Ｎは親局ＴＴＬ単体のＣ／Ｎ（性能）に比べ遙かに良好であるので、事実上、Ａ＝０とみなして、単に、ｄ2ｓ／ｄＰ2＝ｃｏｎｓｔ＜０を満足させることになる。
【００３５】
性能指数曲線算出手段１１は、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９で算出された基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って中継局の設備性能を指数として表した性能指数ｓの関数を当てはめ、性能指数曲線を算出するものである。この性能指数曲線算出手段１１によって、性能指数曲線を算出する場合、性能指数ｓが次に示す数式（５）によって与えられる。
ｓ＝ａ・（ｌｏｇＰ−３）2＋ｃ      ・・・数式（５）
ａ、ｃは任意の定数である。
【００３６】
そして、例えば、親局の出力を１ｋＷ、５段接続（連続する中継局の数が５）、末端局の出力を１Ｗとすると、親局の性能指数ｓを“１．５”、末端局の性能指数ｓを“０”となるように数式（５）の定数ａ、ｃを定める。そうすると、定数ａ、ｃは、次に示す数式（６）のようになる。
ｃ＝１．５、ａ＝−ｃ／９      ・・・数式（６）
これによって、出力Ｐと性能指数ｓとの最適な関係が得られる。この最適な関係が性能指数曲線として表される。当該性能指数曲線を図５に示す。この図５では、横軸に出力Ｐを、縦軸に性能指数ｓを取ったものを示している。この図５は、親局を最高性能、末端局を最低性能とする場合の性能指数曲線を示している。なお、図５に示した性能指数曲線は、一例であり、数式（５）において、ａが任意の定数であるので、ａの値次第では、性能指数曲線は自在に描かれることになる。
【００３７】
図１に戻る。最適配分曲線算出手段１３は、性能指数曲線算出手段１１で算出された性能指数曲線が所望の末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数ｓの関数（数式（５）参照）に含まれている定数（ａ，ｃ）を定めた最適配分曲線を算出するものである。この最適配分曲線算出手段１３では、数式（５）によって与えられる性能指数ｓの関数に含まれている定数ａを定め、末端Ｃ／Ｎを満足するような最適配分曲線を、次に示す数式（７）によって求めている。
【００３８】
【数１】
2007110433.tif 000003
【００３９】
この数式（７）において、Ｃ／Ｎ１は１段目の中継局の設備性能であり、Ｃ／Ｎｅｔｘは、末端局の放送設備の単体の設備性能の値であり、ｋは段数を示している。また、Ｘは各段のＣ／Ｎの劣化量を一律化した値であり、乗数γは当該劣化量を非線形加算するための非線形指数係数である。つまり、末端Ｃ／Ｎは、各段で累積した雑音の合計と、末端局の放送設備自体の雑音との合計によって決定される。
【００４０】
なお、ここで、最適配分曲線から各段の中継局の中継Ｃ／Ｎを求める際に、各段のＣ／Ｎの劣化量が非線形に変化するので、この非線形性による相互変調積（Ｉｎｔｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＩＭという）の影響を受ける。このＩＭを、Ｃ／Ｎの劣化量の加算をするように単純に電力換算すると、Ｃ／Ｎ≒ＩＭ−２ｄＢ（ＩＭのＣ／Ｎ換算近似式）となる。そこで、数式（７）では、γ（非線形指数係数）を用いることにより、ＩＭをＣ／Ｎに換算して、正確に加算している。なお、各段のＩＭ同士には、幾分の相関があり、γによる修正は、ＩＭに起因する等価なＣ／Ｎの加算が、電力加算と電圧加算との中間になるための修正である。また、一般にγの値は１．３〜１．５程度になる。
【００４１】
性能配分算出手段１５は、最適配分曲線算出手段１３で算出された最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分（ｄＢ）と、中継Ｃ／Ｎと、１世帯当たりのコストとを算出するものである。つまり、この性能配分算出手段１５は、最適配分曲線を、図４に示した出力世帯数凡関数を示す曲線に重ねることで、これらの曲線の交点となる現実的な性能を選択して、中継局の性能配分（ｄＢ）と、中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを算出している。この算出結果を図６に示す。
【００４２】
この図６において、中継局の設備性能は、最適配分曲線（Ｏｐｔ（ｐ））に沿った離散値（○印）を選択すればよい。ちなみに、図６では、親局は最も高性能の設備性能を有しており、末端局は最も低性能の設備性能を有しているとして、中継局の設備性能を段階的に図示している。この最適配分曲線に沿った離散値は、多段の中継局に対し、ミニマムコスト与える中継Ｃ／Ｎの配分であり、最適Ｃ／Ｎ配分を実現することになる。
【００４３】
また、この図６に示したように、親局から末端局まで多段の中継局を介した多段ネットワークの出力は、例えば、１ｋＷ−１００Ｗ−３０Ｗ−１０Ｗ−３Ｗ−１Ｗのように減少するとは限らず、１ｋＷ−３０Ｗ−３０Ｗ−１０Ｗ−１Ｗ−１Ｗといったように親局から中継局に連続する際に顕著に出力が低下し、連続する中継局では出力が変化しない等、段階的に減少することが一般的である。このような場合でも、図７に示すように、最適配分曲線に代えてグラフ上に複数（ここでは２本）の近似直線を引けば、各段の中継局の中継Ｃ／Ｎを求めることができる。
【００４４】
例えば、１段目の中継局の出力が１００Ｗではなく、３０Ｗであり、２段目の中継局の出力も３０Ｗである場合には、近似直線を１００Ｗのところをそのまま通過し、３０Ｗのところで設備性能に換算して３ｄＢだけ階段状に下げた２本の近似直線を平行に引けばよい。
【００４５】
また、図８は、性能指数ｓの関数を変化させた場合の最適配分曲線（Ｏｐｔ（ｐ）を繋いだもの）を示したものである。この図８に示すように、性能指数ｓの関数を変化させれば、最適配分曲線（Ｏｐｔ（ｐ））が様々に変化することになる。
【００４６】
この最適Ｃ／Ｎ設計配分機１によれば、出力単価コスト凡関数設定手段５によって、出力と単価コストとの関係を示す出力単価コスト凡関数を設定し、出力世帯数凡関数設定手段７によって、出力と世帯数との関係を示す出力世帯数凡関数を設定し、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９によって、出力世帯数凡関数に基づいて、中継局の出力の基本配分を特定する基本となる基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出し、性能指数曲線算出手段１１によって、基本Ｃ／Ｎ配分曲線に、予め設定した条件に従って、中継局の設備性能を指数として表した性能指数の関数を当てはめ、当該性能指数の基本曲線を算出する。そして、最適配分曲線算出手段１３によって、性能指数基本曲線が、末端Ｃ／Ｎを満たすように、性能指数の関数に含まれている定数を定めた最適配分曲線を算出し、性能分配算出手段１５によって、最適配分曲線と、出力世帯数凡関数とに基づいて、中継局の性能配分と、中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりのコストとを求めているので、末端Ｃ／Ｎを満足して設備投資効果が最大となる最適な性能配分を設計する設計手法を確立することができる。
【００４７】
〈最適Ｃ／Ｎ設計配分機の動作〉
次に、図２に示すフローチャートを参照して、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１の動作について説明する（適宜、図１参照）。
まず、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、入力手段３により、各中継局の出力と、プログラムの伝送方式（ＩＦ伝送方式かＴＳ伝送方式）と、設備性能と、世帯数と、所望の末端Ｃ／Ｎを入力する（ステップＳ１）。
【００４８】
続いて、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、出力単価コスト凡関数設定手段５によって、中継局の出力と設備性能とに基づいて、出力単価コスト凡関数を設定し（ステップＳ２）、出力世帯数凡関数設定手段７によって、出力単価コスト凡関数と中継局の出力と世帯数とに基づいて、出力世帯数凡関数を設定する（ステップＳ３）。
【００４９】
そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段９によって、基本Ｃ／Ｎ配分曲線を算出し（ステップＳ４）、性能指数曲線算出手段１１によって、性能指数曲線を算出する（ステップＳ５）。そして、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１は、最適配分曲線算出手段１３によって、最適配分曲線を算出し（ステップＳ６）、性能配分算出手段１５によって、性能配分と、各中継局の中継Ｃ／Ｎと、一世帯当たりコストとを出力する（ステップＳ７）。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、最適Ｃ／Ｎ設計配分機１として構成したが、当該機１の各構成の処理を、汎用的または特殊なコンピュータ言語で記述した最適Ｃ／Ｎ設計配分プログラムによって実現することも可能である。この場合当該機１と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る最適Ｃ／Ｎ設計配分機のブロック図である。
【図２】図１に示した最適Ｃ／Ｎ設計配分機の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】出力とコストとの関係を示す出力単価コスト凡関数の一例を示した図である。
【図４】出力と１世帯当たりのコストとの関係を示す出力世帯数凡関数の一例を示した図である。
【図５】出力と性能指数との最適な関係を示す性能指数曲線の一例を示した図である。
【図６】最適配分曲線の一例を示した図である。
【図７】最適配分曲線の代わりに近似直線を引いた図である。
【図８】性能指数に含まれる定数を変化させた場合の最適配分曲線の変化を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      最適Ｃ／Ｎ設計配分機
３      入力手段
５      出力単価コスト凡関数設定手段
７      出力世帯数凡関数設定手段
９      Ｃ／Ｎ配分曲線算出手段
１１    性能指数曲線算出手段
１３    最適配分曲線算出手段
１５    性能配分算出手段
【図１】
2007110433.tif 000004
【図２】
2007110433.tif 000005
【図３】
2007110433.tif 000006
【図４】
2007110433.tif 000007
【図５】
2007110433.tif 000008
【図６】
2007110433.tif 000009
【図７】
2007110433.tif 000010
【図８】
2007110433.tif 000011