(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＰネットワーク網を用いたＨＦデータ放送システムを提供する。【解決手段】データ放送システムは、周波数帯としてＨＦ帯を用い、複数の周波数で放送可能なデータ送信装置有する複数の放送拠点と、複数の放送拠点へメッセージを引き渡す制御装置を有する中央拠点と、受信装置を有し、移動可能な受信局と、を備える。中央拠点は、ＩＰネットワーク網を利用して、複数の放送拠点に前記メッセージを引き渡す。各放送拠点はメッセージを時間軸上で一致させて放送する。受信局は、複数の放送拠点の複数の周波数での放送によるメッセージをダイバーシティ受信する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯としてＨＦ帯を用い、複数の周波数で放送可能なデータ送信装置有する複数の放送拠点と、
前記複数の放送拠点へメッセージを引き渡す制御装置を有する中央拠点と、
受信装置を有し、移動可能な受信局と、
を備え、
前記中央拠点は、ＩＰネットワーク網を利用して、前記複数の放送拠点に前記メッセージを引き渡すことが可能であり、
前記各放送拠点は、前記メッセージを時間軸上で一致させて放送することが可能であり、
前記受信局は、前記複数の放送拠点の複数の周波数での放送によるメッセージをダイバーシティ受信可能であるデータ放送システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記中央拠点は、さらに遅延時間測定装置を備え、
前記中央拠点および各放送拠点は、さらにＧＰＳを備え、
前記中央拠点および前記各放送拠点間で前記ＧＰＳを使用して時刻同期を取り、
前記中央拠点は、定期的に前記中央拠点から前記各放送拠点までの遅延時間を測定し、前記測定した遅延時間の最大値を保持し、
前記中央拠点は、前記中央拠点から前記各放送拠点へ伝送するメッセージに制御情報として、放送開始時刻情報を付加し、前記放送開始時刻情報には、前記遅延時間の最大値分を加算した時刻を設定し、前記各放送拠点へ伝送するデータ放送システム。
【請求項３】
周波数帯としてＨＦ帯を用い、複数の周波数で放送可能なデータ送信装置有する複数の放送拠点と、
前記複数の放送拠点へメッセージを引き渡す制御装置を有する中央拠点と、
受信装置を有し、移動可能な受信局と、
を備え、
前記受信局の行動予定または位置情報を活用することにより、前記受信局に対して最適な、各放送拠点からの放送周波数や変調方式、誤り訂正方式を前記中央拠点からの指示で変更することができるデータ放送システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記中央拠点は、ＩＰネットワーク網を利用して、前記複数の放送拠点に前記メッセージを引き渡すことが可能であり、
前記各放送拠点は、前記メッセージを時間軸上で一致させて放送することが可能であり、
前記受信局は、前記複数の放送拠点の複数の周波数での放送によるメッセージをダイバーシティ受信可能であるデータ放送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はデータ放送システムに関し、例えば、周波数帯としてＨＦ帯（短波帯）を用いるデータ放送システム（以下、ＨＦデータ放送システムという。）に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＨＦ帯（周波数３〜３０ＭＨｚ）は、一般的に電離層伝搬を利用して通信を行う。この電離層伝搬を利用することにより、見通し外の長距離通信を可能としているが、電離層は季節や時間帯及び、太陽活動等に影響を受けるため、季節や時間帯によって目的とする通信エリアをカバーできる周波数が変化する。
近年、インタネットの普及により各省庁、自治体、企業はインタネット、イントラネットといったＩＰネットワーク網を整備している。ＩＰネットワーク網を用いた地上デジタル放送システムについては、例えば、特開２０１１−２３９０５７号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者らは通信回線にＩＰネットワーク網を用いたＨＦデータ放送システムについて検討した結果、次の問題があることを見出した。
ＨＦ帯の電波伝搬特性から、ＨＦデータ放送システムは、複数の周波数の電波を複数の放送拠点から放送することによって、季節や時間帯によって変化する通信エリアに対応することができる。
複数の周波数と複数の放送拠点から放送されるデータ（以降、メッセージと呼ぶ。）を同時受信し、その中から正しい情報を選択するダイバーシティ受信を行うためには、複数の放送拠点から複数の周波数で放送されるメッセージを時間軸上で合わせてやる必要がある。
しかし、中央拠点と各放送拠点を結ぶ通信回線として、ＩＰネットワーク網に統合すると、その時の通信量によって遅延時間の変化、ゆらぎが発生し、複数の放送拠点から複数の周波数で放送されるメッセージを時間軸上で合わせることが困難である。
本開示の課題は、ＩＰネットワーク網を用いたＨＦデータ放送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、データ放送システムは、周波数帯としてＨＦ帯を用い、複数の周波数で放送可能なデータ送信装置有する複数の放送拠点と、前記複数の放送拠点へメッセージを引き渡す制御装置を有する中央拠点と、受信装置を有し、移動可能な受信局と、を備える。前記中央拠点は、ＩＰネットワーク網を利用して、前記複数の放送拠点に前記メッセージを引き渡すことが可能である。前記各放送拠点は前記メッセージを時間軸上で一致させて放送することが可能である。前記受信局は、前記複数の放送拠点の複数の周波数での放送によるメッセージをダイバーシティ受信可能である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、ＨＦデータ放送システムにＩＰネットワーク網を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】比較例に係るＨＦデータ放送システムの構成を説明するための図である。
【図２】比較例に係るＨＦデータ放送システムの中央拠点と放送拠点の関係を説明するための図である。
【図３】実施例１に係るＨＦデータ放送システムの構成を説明するための図である。
【図４】実施例２に係るＨＦデータ放送システムの構成（指示前）を説明するための図である。
【図５】実施例２に係るＨＦデータ放送システムの構成（指示後）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。
【０００９】
まず、本願発明者らが検討した技術（比較例）について図１および図２を用いて説明する。比較例のＨＦ放送システム１Ｒは、メッセージを生成する中央拠点１０と中央拠点１０から送出されるメッセージを放送する複数の放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと放送拠点から放送されるメッセージを受信する受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄで構成される。各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは複数の周波数の電波でメッセージを放送する。中央拠点１０はメッセージを生成、送出する制御装置を備える。放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは複数の周波数を放送可能なデータ送信装置を備える。受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは複数の周波数のメッセージを同時受信（ダイバーシティ受信）可能な受信装置を備える。例えば、放送拠点２０Ａはｆ１、ｆ２、ｆ３の周波数の電波で放送し、放送拠点２０Ｂはｆ４、ｆ５、ｆ６の周波数の電波で放送し、放送拠点２０Ｃはｆ７、ｆ８、ｆ９の周波数の電波で放送する。また、例えば、中央拠点１０は東京都、放送拠点２０Ａは北海道、放送拠点２０Ｂは神奈川県、放送拠点２０Ｃは沖縄県に位置する。例えば、受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは船舶や航空機等の放送拠点から長距離に位置する移動体である。
ＨＦ放送システム１Ｒでは、メッセージを生成する中央拠点１０と各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ間の伝送路に専用回線４０Ｒを使用することで伝送遅延を固定化し、図２に示すように、固定遅延に合わせて中央拠点１０から放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃへのメッセージ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの送出タイミングを調整して送出することによって、各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから放送するメッセージ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが同時刻に放送することができる。
【００１０】
本願発明者らはＨＦ放送システム１Ｒの通信回線４０ＲをインタネットやイントラネットといったＩＰネットワーク網に統合することを検討した。
遅延が固定化されていた専用回線に対し、ＩＰネットワーク網は、その時の通信量によって遅延時間の変化、ゆらぎが発生する。通信回線をＩＰネットワーク化するためには、遅延時間の変化や、ゆらぎを吸収し、各放送拠点からのメッセージの放送を時間軸上で一致させなければならない。
【００１１】
また、ＨＦ放送システム１Ｒでは放送する周波数、放送拠点を固定化している。十分な周波数リソースを持つシステムであれば、季節、時間により変化する通信エリアに対応することは可能であるが、長距離通信が可能なＨＦ帯の周波数は、地球規模で割当が行われるため、潤沢に周波数リソースを確保することは現実的には困難であり、期待する通信エリアに対応できないという問題がある。
【実施例１】
【００１２】
第一の実施例（実施例１）に係るＨＦデータ放送システムについて図３を用いて説明する。実施例１に係るＨＦデータ放送システム１Ａは、ＨＦデータ放送システム１Ｒの通信回線を専用回線４０ＲからＩＰネットワーク網４０に代えたシステムである。そのために、以下のことを行ってメッセージの放送を時間軸上で一致させている。
（１）時刻同期
中央拠点１０及び、各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ間でＧＰＳ（Global Positioning System）またはＮＴＰ（Network Time Protocol）を使用して時刻同期を取る。ＧＰＳを使用する場合は、中央拠点１０および各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０ＣはＧＰＳ６０によって時刻を得る。ＮＴＰを使用する場合は、ＩＰネットワーク網４０にＮＴＰサーバ７０を接続して、中央拠点１０および各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは時刻を得る。
（２）遅延時間測定
中央拠点１０から定期的に各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃまでの遅延時間を測定する機能を中央拠点１０に備える。また、中央拠点１０は測定した遅延時間の最大値を保持する。
（３）放送開始時刻情報の付加
中央拠点１０から各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０ＣへＩＰネットワーク網４０を介して伝送するメッセージに制御情報として、放送開始時刻情報を付加する。この放送開始時刻情報には、上記（２）で取得した遅延時間の最大値分を加算した時刻を設定し、中央拠点１０が各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃへ伝送する。
【００１３】
上記（１）（２）（３）によって、中央拠点と各放送拠点は時刻を一致させることができ、ＩＰネットワーク網で発生する遅延、ゆらぎを吸収した放送開始時刻情報に従い、放送を開始することで、各放送拠点からのメッセージの放送を時間軸上で一致させることができる。ＨＦデータ放送システム１Ａは、伝送路に専用回線を用いなくてもＨＦデータ放送システム１Ｒと同等のシステムを構築することができる。専用回線は通信事業者から借り上げるのが一般的で回線借用料の負担が大きいが、専用回線を廃止し、既設のＩＰネットワーク網に通信回線を収容できるため、回線借用料の削減による経済的効果も得られる。
【実施例２】
【００１４】
第二の実施例（実施例２）に係るＨＦデータ放送システムについて図４および図５を用いて説明する。実施例２に係るＨＦデータ放送システム１Ｂは、ＨＦデータ放送システム１Ａと基本的に同じシステムである。ただし、以下の機能を備える。
限られた周波数リソースと放送拠点を最適に活用するために、受信局の行動予定を情報ソースとして利用する。すなわち、中央拠点１０は、各受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの行動予定（位置情報）を元に、電波伝搬シミュレーションを実施し、各受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに対する最適な放送拠点、放送周波数、変調方式、誤り訂正方式の組合せを受信局の行動予定に従い時系列に導出する。また、位置情報を得る手段としては、行動予定以外に受信局が民間の船舶であればＡＩＳ（Automatic Identification System）情報、航空機であればＡＤＳ−Ｂ（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast）情報を情報ソースとして利用してもよい。
【００１５】
最適な放送拠点、放送周波数、変調方式、誤り訂正方式を導出する例を以下に示す。
（１）最適な放送拠点、放送周波数
当該日時（季節・時間）における各受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ間の全ての組合せの２点間の電波伝搬シミュレーションを行い、時間毎の最高使用可能周波数（ＭＵＦ）、最低使用可能周波数（ＬＵＦ）、最適使用可能周波数（ＦＯＴ）を導き出す。上記から放送拠点と放送周波数の組合せを導出する。
（２）最適な変調方式、誤り訂正方式
また、同様に各受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと各放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ間の全ての組合せの２点間の電波伝搬シミュレーションを行い、時間毎のＳＮＲ（signal-noise ratio）を導き出す。上記からＳＮＲを満足する変調方式、誤り訂正方式の組合せを導出する。
【００１６】
図４に示すように、受信局３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは全ての放送拠点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからのｆ１〜ｆ９の周波数の全てが受信可能で、受信局３０Ｄが放送拠点２０Ｃからのｆ１の周波数のみが受信可能というシミュレーション結果が得られた場合は、放送拠点２０Ｃから、ｆ１の周波数で放送を行うように、中央拠点１０から放送拠点２０Ａ，２０Ｃに指示を出す。その結果、図５に示すように、放送拠点２０Ａからｆ７、ｆ２、ｆ３の周波数で放送し、放送拠点２０Ｃからｆ１、ｆ８、ｆ９の周波数で放送する形となっている。これにより、放送拠点２０Ｃからのｆ１の周波数のみが受信可能な受信局３０Ｄが放送を受信することができるようになる。なお、放送拠点２０Ｂから放送される周波数の変更はない。
【００１７】
各放送拠点はソフトウエア無線機を備えることが好ましい。これにより、放送周波数や変調方式、誤り訂正方式等のデータ送信装置の機能がダイナミックに変更することができる。
【００１８】
受信局の行動予定とＨＦ帯電波伝搬シミュレーションを組み合わせることによって、受信局の位置に対して最適な放送拠点と周波数の組合せを導出し、変更できるシステムを提供することによって、有限な周波数リソースと放送拠点であっても、期待する通信エリアに対応することができる。また、季節、時間で変動するＨＦ帯の電波伝搬特性に柔軟に対応して通信相手である受信局に対して最適な通信を提供することが可能となり、システムの可用性を高めることができる。
【００１９】
受信局の位置情報を活用する本発明の応用例として、放送するメッセージの種別として、全受信局宛、個別受信局宛がある場合において、シミュレーションの結果として、ある受信局がどの周波数でも受信できない時間帯に当該受信局宛のメッセージがある場合は、当該受信局が受信可能な時間帯までメッセージを保持して、放送することも可能である。また、全受信局宛メッセージを受信できない時間帯がある受信局が存在することがシミュレーションの結果として得られた場合、当該受信局に対して、受信できる時間帯にメッセージを再送して放送することも可能である。
【００２０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｒ・・・ＨＦデータ放送システム
１０・・・中央拠点
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・・放送拠点
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ・・・受信局
４０・・・ＩＰネットワーク網
４０Ｒ・・・専用回線
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ・・・メッセージ
６０・・・ＧＰＳ
７０・・・ＮＴＰサーバ
【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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