JP3959446B2

JP3959446B2 - デジタル伝送装置の伝送状態表示方法

Info

Publication number: JP3959446B2
Application number: JP2003314933A
Authority: JP
Inventors: 英樹鈴木
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2023-09-08
Also published as: JP2005086386A

Description

本発明は、デジタル伝送装置に関し、特に、デジタル伝送装置のデジタル信号を空間伝送した場合の伝送状態表示方法に関するものである。

近年、ディジタル放送等では、例えば、変調方式としてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調方式が使用される。このＯＦＤＭ変調方式とは、マルチキャリア変調方式の一種で、多数のディジタル変調波を加え合わせたものである。このときの各キャリアの変調方式にはＱＰＳＫ(Quaternary Phase Shift Keying：４相位相偏移変調)方式等が用いられ、合成波であるＯＦＤＭ信号を得ることができる。なお、このＯＦＤＭ変調方式は、日本のデジタル放送の標準規格（以下、ARIB STD-B33と称する）として定められている。また、このＯＦＤＭ信号は、所定の信号単位から構成され、この信号単位シンボルは、例えば有効サンプル１０２４サンプルにガードインターバルデータ４８サンプルを付加した１０７２サンプルのシンボル８９４組に、６組の同期シンボルを付加した、全９００シンボルからなるフレームと呼ぶストリーム単位の繰返しで構成される。

図６は、このＯＦＤＭ変調方式を用いた送受信装置の概略構成を示すブロック図である。図６（ａ）は、送信装置であって、入力端子６０１に印加された映像データは、符号化部６０２で、伝送形態に合わせた符号化が行われ、ＯＦＤＭ変調部６０３に供給される。ＯＦＤＭ変調部６０３では、ARIB STD-B33で定められた所定のＯＦＤＭ変調信号に変換され、アップコンバータ６０４で増幅、周波数変換され、高周波の伝送信号として、アンテナ６０５から送信される。なお、高周波の伝送信号としては、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯（ＧＨｚ帯）が使用される。

図６（ｂ）は、受信装置であって、送信装置から送られてくるＯＦＤＭ変調信号をアンテナ６０６で受信し、ダウンコンバータ６０７で、ベースバンド信号に変換され、ＯＦＤＭ復調部６０８でＯＦＤＭ復号され、復号化部６０９で元の送信データに復号され、出力端子６１０から復号された映像データが得られる。なお、この映像データは、適宜信号処理され、モニタに表示したり、あるいは、デジタルＦＰＵ（Field Pick-up Unit）の場合には、再度、必要な信号処理を施し、別の場所に伝送されることは言うまでもない。

而して、デジタル伝送装置（デジタルＦＰＵ装置を含む。）では、送信装置から受信装置に対して例えば、映像データを空間伝送した時、雨による影響、地形、ビル等の建物の状況等の電波の伝送路の状態で、受信入力電界が弱くなったり、伝送路での反射などによるマルチパスの影響等により、ＢＥＲ（Bit Error Rate）特性が理論値より悪くなる。従って、例えば、マラソン中継等の移動しながらの電波伝送にデジタル伝送装置を用いる場合、受信側のアンテナを移動中の中継車等の送信アンテナに正確に向け、強い電波を受ける方向調整作業が必要となる。この方向調整作業を容易化するため、入力電界の強さやＢＥＲ特性を表示する方法が取られている。例えば、デジタル伝送システム及び伝送状態表示方法（例えば、特許文献１参照）がある。以下、これら入力電界の強さやＢＥＲ特性等を表示する方法について図７および図８を用いて説明する。

図７は、図６（ｂ）に示すデジタル受信装置のダウンコンバータ６０７の一部、ＯＦＤＭ復調部６０８および復号化部６０９について、ＯＦＤＭ信号の復調を行なう受信側処理部７０１のブロック構成図を示す。入力端子７０２には、ベースバンドに周波数変換されたＯＦＤＭ信号が入力される。このＯＦＤＭ信号は、ＡＧＣ（Automatic Gain control）部７０３に入力され、ここで、受け取った信号レベルを適正レベルに修正する制御信号Ｓａを発生し、入力信号を適正なレベルに変更する。ＡＧＣ部７０３にて適正レベルとなったＯＦＤＭ信号は、直交復調処理部７０４に入力される。

直交復調処理部７０４では、ＯＦＤＭ信号の直交信号成分（Ｑ信号）と同相信号成分（Ｉ成分）から直交復調器７０５によって、電圧制御発振器７０６から出力される周波数Ｆcのキャリア信号により復調した出力を実数部信号として取り出し、キャリア信号を９０°移相して復調した出力を虚数部信号として取り出すものである。そして、これら実数部と虚数部の各復調アナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器７０７によりディジタル信号に変換し、実数部信号Ｒと虚数部信号Ｉを出力し、ＦＦＴ部７０８に印加する。

同期検出＆相関部７０９は、受信した実数部信号Ｒと虚数部信号ＩからＯＦＤＭ信号のフレームの区切りを探索し、フレームの基準パルスＦＳＴrを出力するとともに相関出力Ｓｃを出力する。

ＦＦＴ部７０８は、基準パルスＦＳＴrに基づいてシンボルを区切り、フーリエ変換を行うことでＯＦＤＭ復調を行い、データＲfとＩfを出力する。

復号化部７１０は、例えばＲＯＭテーブル手法にて、データＲfとＩfを識別し、データＤを算出する。

伝送路復号化部７１１は、逆インターリーブ処理、エネルギー逆拡散処理、エラー訂正処理等を行い、連続したディジタルデータDout、エラー訂正処理状況であるＢＥＲ状態を示す信号Ｓｂおよび受信側クロック信号ＣＫ_ＲＸを出力する。ディジタルデータDoutは、必要により適宜信号処理されて、映像データとして使用される。なお、ＦＳＴ補正部７１２は、基準パルスＦＳＴrを基準に各シンボルの正確な切替わりタイミングの位相ずれを算出し、受信側の基準クロックＣＫｒの補正信号ＶＣを出力し、受信側のフレーム位相を伝送データに一致させる。７１３は、クロック発生器で受信側サンプルレートとなる基準クロックＣＫｒを発生する。

次に、制御信号Ｓａ、相関出力ＳｃおよびＢＥＲ状態を示す信号Ｓｂを用いて入力電界の強さやＢＥＲ特性等を表示する方法について図８を用いて説明する。図８(ａ)に伝送状態映像変換部８０１の一例を示す。図８(ａ)において、制御信号Ｓａは、入力端子８０２を介して電界強度−映像変換部８０５に入力される。電界強度−映像変換部８０５の出力は、映像統合部８０８に入力される。

ＢＥＲ状態を示す信号Ｓｂは、入力端子８０３を介してＢＥＲ状態−映像変換部８０６に入力される。ＢＥＲ状態−映像変換部８０６の出力は、映像統合部８０８に入力される。

相関出力ＳｃおよびＦＳＴrは、入力端子８０４および８１０を介してゴースト状態−映像変換部８０７に入力される。ゴースト状態−映像変換部８０７の出力は、映像統合部８０８に入力される。

映像統合部８０８からの同期信号C.SYNCは、電界強度−映像変換部８０５、ＢＥＲ状態−映像変換部８０６、ゴースト状態−映像変換部８０７の同期入力端子に接続される。そして映像統合部８０８からは、伝送状態表示映像信号が出力され、モニタ８０９に印加される。即ち、電界強度−映像変換部８０５、ＢＥＲ状態−映像変換部８０６、ゴースト状態−映像変換部８０７は、同期信号C.SYNC入力に従い、各々の状態を示す信号をそれぞれ映像信号に変換する。その結果、映像統合部８０８では、映像化されたこれらの信号を統合し、映像用の同期信号を付加した伝送状態表示映像信号を生成し、モニタ８０９に伝送状態を表示する。

図８(ｂ)は、モニタ８０９に表示される伝送状態表示画面を模式的に表示したものである。図８(ｂ)において、ゴースト状態映像は、棒グラフあるいは折れ線グラフ状の相関出力波形映像に時間目盛とガード期間の範囲とを対応付け表示画面の左側に表示される。またＢＥＲ状態映像は、画面の右上に中程度のサイズのドットブロックとして表示され、電界強度映像は、画面の右下に小ドットを積み重ねたブロックを数列、配置したものとして表示される。これらは、伝送状態に応じて、表示される波形、ブロック数が変化する。なお、これらの伝送状態映像の表示の更新は、受信・復号される映像信号の更新周期に依存して変化することは勿論である。なお、図８（ｂ）においては、ＢＥＲ状態および電界強度は、大きさを表す映像として表示したが、数値として表示することも可能である。

また、携帯電話装置（例えば、特許文献２参照）には、ビットエラーレートと受信電界強度に基づいて基地局を切替える技術が記載されている。

特開２００１−３３９７４３号公報

特開２００３−１５２６１８号公報

従来の技術では、空間を伝送する画像データの実際の受信入力電界値およびＢＥＲ値を表示しており、利用者は、これら２つの情報から伝送状態の良し悪しを判断しているため、画像データの伝送状態の良し悪しの判断があいまいになる。また、経験の違いにより受信状態の判断が左右され、重要なニュース等の伝送途中で、放送が中断する等の問題が発生する場合がある。

本発明の目的は、画像データの伝送状態の良し悪しが定量的に判断できるデジタル伝送装置の伝送状態表示方法を提供することにある。

本発明のデジタル伝送装置の伝送状態表示方法は、映像データを受信するステップと、上記映像データから受信入力電界値およびＢＥＲ（bit error rate）値を検出するステップと、前もってメモリに記録された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データを読み出すステップと、上記受信入力電界値および上記ＢＥＲ値と上記メモリから読み出された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データとを比較するステップおよび上記比較結果を表示するステップから構成される。

また、本発明のデジタル伝送装置の伝送状態表示方法において、上記メモリに記録された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データは、上記デジタル伝送装置の送受信装置を有線回線で接続され、測定された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データである。

更に、本発明のデジタル伝送装置の伝送状態表示方法において、上記メモリに記録された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データは、上記デジタル伝送装置の送受信装置を有線回線で接続された場合のシミュレーションデータである。

本発明によれば画像データが実際に空間伝送した時の受信入力電界値およびその時得られるＢＥＲ値を定量的に確認することができるため、利用者の判断や経験の差による誤差がなくなり、伝送状態の良し悪しの判断がし易くなるという極めて優れた特徴を有する。

以下本発明の一実施例について図１を用いて説明する。図１は、本発明のデジタル伝送装置の伝送状態表示方法を説明するためのデジタル受信装置の概略ブロック構成を示す図である。図１において、１０１は、データ処理部、１０２は、ＲＯＭ等のメモリ装置、１０３は、モニタ等の表示部である。なお、図６（ｂ）と同じものには、同じ符号が付されている。

而して、まず、本発明では、図６で説明した送受信装置の間で、理想的な入力電界の減衰やＢＥＲ（Bit Error Rate）値を求める。これら理想的な入力電界の減衰やＢＥＲ値を求める方法として、その一実施例を図２により説明する。図２において、２０１は、送信装置Ｔｘ、２０２は、受信装置Ｒｘであり、これら送受信装置Ｔｘ、Ｒｘは、可変減衰器（ＡＴＴ）２０３を介して有線回線、例えば、同軸ケーブル２０４で接続されている。このような構成で、実測するための条件は、まず、送信装置２０１は、映像データの伝送レートをＨＲ（High Rate）例えば、６５Ｍbit/sec、ＭＲ（Middle Rate）例えば、５２Ｍbit/secおよびＬＲ（Low Rate）例えば、３９Ｍbit/secに切替えて伝送できる機能を有している。また、送信装置２０１の送信出力は、０．５Ｗである。可変減衰器２０３は、受信装置２０２に入力される受信入力電界を１ｄＢずつ変化できる可変減衰器である。受信装置２０２は、具体的には、図１に示すような構成になっている。このような構成で映像データを送受信し、実測した結果を図３に示す。

図３は、横軸は、受信入力電界（ｄＢｍ）、縦軸は、ＢＥＲ値を示し、送信装置２０１の送信出力は、０．５Ｗ一定とし、映像データの伝送レートを先ずＨＲ（６５Ｍbit/sec）に設定し、可変減衰器２０３を１ｄＢずつ変化させて計測した場合、直線ＨＲで示す受信入力電界―ＢＥＲ特性が得られる。なお、○、□、△の記号は、それぞれ３回の実測値を示す。次に、映像データの伝送レートをＭＲ（５２Ｍbit/sec）として、ＨＲと同様に計測すると、直線ＭＲで示す受信入力電界―ＢＥＲ特性が得られる。同様に映像データの伝送レートをＬＲ（３９Ｍbit/sec）として、ＨＲと同様に計測すると、直線ＬＲで示す受信入力電界―ＢＥＲ特性が得られる。この図３で得られた受信入力電界―ＢＥＲ特性は、伝送路が、有線回線、例えば同軸ケーブルの伝送路であるため、実際に送受信装置間を画像データが空間伝送した時のように減衰とか、建物等の反射を受けないので、理想的な受信入力電界―ＢＥＲ特性となる。従って、図２の装置構成で得られる受信入力電界―ＢＥＲ特性を測定データとして、図１に示すＲＯＭのようなメモリ１０２に記録する。なお、このような図２に示される装置構成で実測した図３に示すような測定データを理想的な測定データと呼ぶことにする。

なお、図２に示す送受信装置は、同軸ケーブル等の有線回線を使用しており、実測できる距離は、数十メートルからせいぜい２００メートル程度である。しかし、実際の送受信装置の設置間隔は、数百メートルから数キロメートルの空間伝送であるので、理想的な測定データも距離に応じた補正を行う必要の有ることは言うまでもない。また、上述した理想的な測定データは、図２に示す送受信装置により実測する方法について説明したが、同軸ケーブル等の有線回線は、その減衰量等は、長さに応じて予め理論的に明らかにされているので、理想的な測定データは、シミュレーション等で理論的に求めることも可能であり、この理論的な受信入力電界―ＢＥＲ特性データを理想的な測定データとしてメモリ１０２に記録しておくことで、同様の効果を得ることができることは言うまでもない。

次に、本発明の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、送受信装置は、実際に映像データを伝送する位置に設置される。また、受信装置は、ＦＰＵ装置で構成される場合もある。図４において、ステップ４０１では、送信装置から例えば、ＭＲ（５２Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）の映像データをアンテナ６０６で受信する。

ステップ４０２では、受信入力電界値を検出する。即ち、ダウンコンバータ６０７では、例えば、図７で説明したようにＯＦＤＭ信号の信号レベルを適正なレベルに修正するための制御信号Ｓａを出力するが、この制御信号Ｓａは、受信入力電界値に関係するので、この制御信号Ｓａを検出し、データ処理部１０１に入力する。

ステップ４０３では、ＢＥＲ（Bit Error Rate）状態を表すＳｂを復号部６０９で検出し、復号部６０９からデータ処理部１０１に入力する。

ステップ４０４では、メモリ１０２から事前に書き込んである図３に示すデータから直線ＭＲに相当するデータをデータ処理部１０１に読み込む。

ステップ４０５では、ダウンコンバータ６０７からの制御信号Ｓａから受信入力電界値を算出し、ＢＥＲ（Bit Error Rate）状態を表すＳｂとメモリ１０２からの受信入力電界―ＢＥＲ特性データを比較する。例えば、上述したステップ４０２および４０３で検出された受信入力電界がー７７ｄＢｍ、ＢＥＲが５×１０^−７とすると、実測データは、図３における点Ｐで示すデータとなる。従って、このＰ点のデータと理想的な測定データである直線ＭＲとをデータ処理部１０１で比較すると、ＢＥＲが５×１０^−７であるなら受信入力電界は、―７９ｄＢｍであるはずであるが、２ｄＢ劣化していることになる。

ステップ４０６では、ステップ４０５の比較結果を表示部１０３に表示するステップで、本実施例では、図５に示すように表示部１０３に２ｄＢが表示される。なお、本実施例では、差分値のみ示してあるが、受信入力電界強度、ＢＥＲおよび理想的な測定データを同時に表示できる等種々の表示方法が選択できることは言うまでもない。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、従来のように受信中の映像データの受信入力電界強度やＢＥＲの表示のみではなく、前もって伝送路の減衰や建物の反射等のない、所謂、理想的な実測データとの比較を行ない、また、その結果を表示する方法である。従って、操作者は、熟練者である必要は無く、容易に受信装置の映像データの受信状況が把握でき、良し悪しを視覚的に、また、定量的に把握できる。その結果、例えば、映像データの伝送ルートあるいはＦＰＵ装置の設置位置の良し悪しを経験によらず判定することが可能となる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデジタル伝送装置の伝送状態表示方法の実施例に限定されるものではなく、上記以外のデジタル伝送装置の伝送状態表示方法に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の実施例の概略構成を示すブロック図である。本発明の理想的な測定データを測定する送受信装置の一実施例を説明するためのブロック図である。本発明に使用する受信入力電界―ＢＥＲ特性データを示す図である。本発明の動作を説明するためのフローチャートを示す。本発明の一実施例の比較結果を示す図である。従来の送受信装置の概略構成を示す図である。従来の受信装置の受信側処理部のブロック構成を示す図である。従来の映像データの伝送状態を説明するための図である。

符号の説明

１０１：データ処理部、１０２：メモリ、１０３：表示部、２０１：送信装置、２０２：受信装置、２０３：減衰器、２０４：有線回線、４０１：映像データ受信、４０２：受信入力電界値検出、４０３：ＢＥＲ値検出、４０４：メモリから読出、４０５：比較値算出、４０６：表示、６０６：アンテナ、７０７：ダウンコンバータ、６０８：ＯＦＤＭ復調部、６０９：復号部、６１０：映像出力端子。

Claims

デジタル伝送装置の伝送状態表示方法において、映像データを受信するステップと、上記映像データから受信入力電界値およびＢＥＲ（bit error rate）値を検出するステップと、前もってメモリに記録された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データを読み出すステップと、上記受信入力電界値および上記ＢＥＲ値と上記メモリから読み出された受信入力電界値―ＢＥＲ値特性データとを比較するステップおよび上記比較結果を表示するステップからなることを特徴とするデジタル伝送装置の伝送状態表示方法。
映像データを受信する映像データ受信部と、上記受信した映像データから受信入力電界値を検出する受信入力電界検出部と、ＢＥＲ（ｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅ）値を検出するＢＥＲ検出部と、前もって受信入力電界値−ＢＥＲ値特性データが記憶されたメモリ部と、検出した上記受信入力電界値及び上記ＢＥＲ値と、上記メモリ部に記憶されている上記受信入力電界値−ＢＥＲ値特性データとを比較するデータ処理部と、上記データ処理部での比較結果を表示する表示部とを有することを特徴とするデジタル伝送装置。