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受信装置 - 独立行政法人通信総合研究所
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発明の名称 受信装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−258699(P2003−258699A)
公開日 平成15年9月12日(2003.9.12)
出願番号 特願2002−58275(P2002−58275)
出願日 平成14年3月5日(2002.3.5)
代理人 【識別番号】100103827
【弁理士】
【氏名又は名称】平岡 憲一 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5K014
5K061
5K072
【Fターム(参考)】
5K014 AA01 BA05 CA06 HA10 
5K061 AA03 AA04 BB07 BB10 CC46 FF16 JJ07
5K072 AA24 BB04 BB14 BB22 DD02 DD04 DD17 EE06 EE24 GG06 GG12 GG13 GG37
発明者 大川 貢
要約 課題
通信を行う衛星を順次切り替えながら使用する場合に、受信情報の遮断を回避し、視聴者に支障なくディジタルTV放送等のサービスを提供できるようにすること。

解決手段
同一内容の情報がある時間遅延して送信されている複数の衛星No1、No2からの信号を切替えて受信するアンテナ21と、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段23aと、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段24aと、該バッファ手段24aの制御を行う制御手段26aとを備え、前記制御手段26aは、前記アンテナ21の衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ手段24aに蓄積した前記ある時間遅延された情報から再構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】同一内容の情報がある時間遅延して送信されている複数の衛星からの信号を切替えて受信するアンテナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ手段に蓄積した前記ある時間遅延された情報から再構成することを特徴とした受信装置。
【請求項2】現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている複数の衛星からの信号を切替えて受信するアンテナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ手段に蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成することを特徴とした受信装置。
【請求項3】現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている衛星からの信号を受信するアンテナと、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段と、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段と、該バッファ手段の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記衛星からの情報欠落を、前記バッファ手段に蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成することを特徴とした受信装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、準天頂衛星である8の字衛星を用いたディジタルTV放送サービス等における衛星ハンドオーバによる情報遮断を回避できるようにした受信装置に関する。
【0002】8の字衛星計画では、24時間を3機の衛星で8時間毎に交代でサービスする。そのため、8時間毎に地上局は、追尾衛星を変更しなければならない。その時、アンテナ指向方向を追尾する場合、追尾衛星を切り替える(ハンドオーバ)数秒間の間、受信情報の遮断が起こる。視聴者に支障なくディジタルTV放送サービスを提供するためには、この受信情報の遮断を回避する必要がある。
【0003】
【従来の技術】従来、通信・放送分野の衛星といえば静止衛星が使われてきた。また、近年イリジウム等の多数の周回衛星を用いるシステムの有効性が明らかになり、多くの周回衛星システムが計画されている。これら静止衛星と周回衛星の中間に位置する新しい衛星システムとして準天頂衛星が注目されている。
【0004】準天頂衛星とは、最低3機の衛星からなる衛星群で、地上のある地点から見た場合、3機のうちいずれか1機がほぼ真上にあるという特徴をもつ衛星システムである。準天頂衛星システムの代表的な例は、旧ソ連で実用されていたモルニア衛星がある。この衛星の軌道は、軌道傾斜角が約63.4度で軌道離心率の大きな楕円軌道で、高緯度地域で高い仰角を確保するために用いられていた。また、最近では日本のような中緯度地域に適応可能な準天頂衛星システムがいくつか提案されている。このうち基本形とも言えるものに8の字衛星システムがある。8の字衛星の軌道は、軌道半径と離心率を変えることなく静止軌道を45度傾斜させた軌道であり、正確にいうと傾斜同期軌道である。従って、軌道高度は静止衛星と同じ( 35786km)である。この衛星の地表面における衛星直下点の軌跡は、赤道上のある点を中心に南北に8の字の軌跡を描くことから8の字衛星と呼ばれる。衛星は地球の自転と同期して1日で軌道を1周回する。このような軌道では、長楕円軌道のモルニア軌道で問題となるバンアレン帯を通過することがないため、衛星搭載機器の放射線劣化が少なくて済む利点がある。
【0005】3機の衛星を用いた場合、3つの軌道の傾斜角は全て同じで、赤道を北向きに横切る点は、120度の間隔で均等に配置される。3機の衛星を同じ軌道上に配置すれば、少なくとも1機が日本上空付近にあることになる。通信を行う衛星を順次切り替えながら使用することにより、日本のような中緯度地域で70度以上の高仰角を確保することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、3機の衛星で8時間毎に交代でサービスするため、8時間毎に地上局は、追尾衛星を変更しなければならない。その時、アンテナ指向方向を追尾する場合、追尾衛星を切り替える数秒間の間、受信情報の遮断が起こる問題があった。
【0007】本発明は上記問題点の解決を図り、通信を行う衛星を順次切り替えながら使用する場合に、受信情報の遮断を回避し、視聴者に支障なくディジタルTV放送等のサービスを提供できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明図である。図1中、21はアンテナ、22aは受信部、23aは復調・誤り訂正復号手段、24aはバッファ手段、25aはアンテナ制御手段、26aは制御手段である。
【0009】本発明は、前記従来の課題を解決するため次のような手段を有する。
【0010】(1):同一内容の情報がある時間遅延して送信されている複数の衛星No1、No2からの信号を切替えて受信するアンテナ21と、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段23aと、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段24aと、該バッファ手段24aの制御を行う制御手段26aとを備え、前記制御手段26aは、前記アンテナ21の衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ手段24aに蓄積した前記ある時間遅延された情報から再構成する。このため、追尾する衛星の切替え(ハンドオーバ)に対して有効であり、また、同一情報に対して同一番組を再放送しないため総合の所要情報速度は増加しない。
【0011】(2):現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている複数の衛星No1、No2からの信号を切替えて受信するアンテナ21と、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段23aと、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段24aと、該バッファ手段24aの制御を行う制御手段26aとを備え、前記制御手段26aは、前記アンテナ21の衛星切替え時の情報欠落を、前記バッファ手段24aに蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成する。このため、衛星追尾の切替え(ハンドオーバ)に対する情報欠落を再構成でき、また、何回、衛星切替えを繰り返しても、バッファ手段24aをリセットする必要はなく、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要としない。
【0012】(3):現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている衛星No1、No2からの信号を受信するアンテナ21と、該受信した信号を復調と誤り訂正復号する復調・誤り訂正復号手段23aと、該復調と誤り訂正復号した信号を一定時間分蓄積するバッファ手段24aと、該バッファ手段24aの制御を行う制御手段26aとを備え、前記制御手段26aは、前記衛星No1、No2からの情報欠落を、前記バッファ手段24aに蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成する。このため、衛星追尾の切替え(ハンドオーバ)に対してのみでなく、準天頂衛星システムにおいても残留するシャドウイングによる受信電波の遮断に対しても有効であり、また、何回、衛星切替え(シャドウイングによる遮断)を繰り返しても、バッファ手段24aをリセットする必要はなく、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要としない。
【0013】
【発明の実施の形態】(1):再放送を利用しない情報蓄積受信の説明a)装置構成の説明図2は本発明の実施の形態における再放送を利用しない情報蓄積受信(送信)の説明図である。図2において、送信局には、2機の送信アンテナ11、12、送信機13、14、変調&誤り訂正符号化装置15が設けてある。
【0014】送信アンテナ11、12は、衛星No1と衛星No2に同時に送信が可能であるが、衛星No2には衛星No1よりΔt遅延した情報を送信するものである。なお、送信アンテナ追尾切替えと受信アンテナ追尾切替えのタイミング同期が可能であれば、1機の送信機と送信アンテナで対応することができる(必ずしも2機の送信設備は必要としない)。送信機13、14は、それぞれ大電力増幅器HPA、送信用周波数変換器UP−CONVを備えるものである。変調&誤り訂正符号化装置15は、MPEG−TS(ある単位の画像情報)の変調と誤り訂正符号化を行うものであり、送信機14へは送信機13よりΔt遅延した情報を出力するものである。
【0015】図3は再放送を利用しない情報蓄積受信(受信)の説明図である。図3において、受信局の受信装置には、衛星追尾(切替え)可能な1機のアンテナ21、RF受信部22、復調&誤り訂正復号化装置23、バッファメモリ24、アンテナ制御装置25、バッファ掃出し制御装置26が設けてある。
【0016】アンテナ21は、衛星からの電波信号を受信するものである。RF受信部22は、低雑音増幅器LNAと受信用周波数変換器DOWN−CONVを備えるものである。復調&誤り訂正復号化装置23は、受信した信号の復調と誤り訂正復号化を行うものである。バッファメモリ24は、受信信号をある時間分蓄積するためのものである。アンテナ制御装置25は、衛星の追尾、切替えの制御等を行うものである。バッファ掃出し制御装置26は、誤り訂正情報とアンテナ切替えのタイミング信号等を用いてバッファメモリ24に蓄積された情報の掃出しの制御を行うものである。
【0017】b)動作説明同一衛星に対する送信信号に時間軸上の再放送、即ちタイムダイバーシティは行わない。衛星切替えが必要となる時間帯では、図2に示すように、衛星No1及び衛星No2には、同一内容の番組がΔt秒シフトして送信される。図3に示すように、受信側では、衛星切替え時刻になると、アンテナ指向方向を衛星No1から衛星No2に変更する。
【0018】この変更の間、受信信号が途絶えるため、バッファメモリ24に蓄積してある衛星No1からの信号を再生する。バッファメモリ24に蓄積した情報を掃き出すタイミングは、アンテナ制御装置25のアンテナ切替えのタイミング信号と復調&誤り訂正復号化装置23の誤り訂正情報を用いて導出する。元々衛星No1で受信した信号は、バッファメモリ24の許す範囲内で遅延して再生しているが、切替えを繰り返すとこの許容範囲が小さくなるため、何回か衛星切替えを繰り返した後は、リセットする必要がある。
【0019】図4はフレーム単位の時系列信号による動作説明図である。以下、図4の■〜■に従って、フレーム(ある時間単位の情報)単位の時系列信号による動作を説明する。
【0020】■:送信局が衛星No1に送信する情報であり、フレーム0、フレーム1、フレーム2、フレーム3、・・・が示されている。なお、各フレームには、制御情報とMPEG−TSを含むものである。
【0021】■:送信局が衛星No2に送信する情報であり、衛星No1の情報と同一内容の情報がΔt秒シフト(ここでは3フレーム分遅延)して送信されている。
【0022】■:受信装置(受信局)での受信アンテナ追尾切替え(衛星No1及び衛星No2)にかかった時間Δt’秒が示されている。
【0023】■:バッファメモリ24に蓄積される情報を示している。衛星No1から受信した情報は、受信アンテナ追尾切替えでフレーム0以降のフレーム1とフレーム2の2フレーム分が欠落している。しかし、衛星No2から受信した情報は、3フレーム分遅延しているため、衛星No1で欠落したフレーム1、フレーム2はバッファメモリ24に蓄積されていることになる。
【0024】■:バッファ掃出し制御装置26は、衛星No1で欠落した情報を衛星No2から受信した情報で補完し、バッファメモリ24からは、情報欠落のない再構築されたフレーム系列が出力されることになる。
【0025】このように、衛星切替えによって、衛星No1から受信したフレーム1とフレーム2の情報が欠落したが、Δt秒遅延して受信された衛星No2からのフレーム1とフレーム2で補完してフレーム系列を再構成することができる。このため、追尾衛星の切替え(ハンドオーバ)に対して有効である。また、同一情報に対して同一番組を再放送しないため総合の所要情報速度は増加しない。
【0026】なお、上記のように追尾衛星の切替えに対して有効であるが、シャドウイングによる受信電波の遮断(瞬断)に対して対応していない。また、何回か切替えを繰り返した後は、バッファメモリ24の許容範囲に対応してリセットする必要がある。更に、送信アンテナを1機のみ使用する場合は、送受信アンテナ間において衛星No1から衛星No2への切替えタイミングの同期をとる必要がある等の短所がある。
【0027】(2):再放送を利用する情報蓄積受信の説明a)装置構成の説明図5は再放送を利用する情報蓄積受信(送信)の説明図である。図5において、送信局には、1機の送信アンテナ11、送信機13、変調&誤り訂正符号化装置15、パケット化装置16、多重化装置17が設けてある。
【0028】送信アンテナ11は、衛星を追尾し、衛星切替え時に、アンテナ指向方向を衛星No1から衛星No2に変更するものである。送信機13は、大電力増幅器HPA、送信用周波数変換器UP−CONVを備えるものである。変調&誤り訂正符号化装置15は、MPEG−TS(ある時間単位の画像情報)を多重化及びパケット化した信号の変調と誤り訂正符号化を行うものである。パケット化装置16は、情報を一定の形式のフレームに整えて、アドレス・データなどの制御に必要なデータを付加するものである。多重化装置17は、Δt秒遅延した(再放送を含む)複数のMPEG−TSを多重化するものである。
【0029】図6は再放送を利用する情報蓄積受信(受信)の説明図である。図6において、受信局の受信装置には、衛星追尾(切替え)可能な1機のアンテナ21、RF受信部22、復調&誤り訂正復号化装置23、バッファメモリ24、優良パケット取り出し部27、MPEG−TSの再構成部28、誤り検査部29が設けてある。
【0030】アンテナ21は、衛星からの電波信号を受信するものである。RF受信部22は、低雑音増幅器LNAと受信用周波数変換器DOWN−CONVを備えるものである。復調&誤り訂正復号化装置23は、受信した信号の復調と誤り訂正復号化を行うものである。バッファメモリ24は、受信信号を蓄積するためのものである。優良パケット取り出し部27は、バッファメモリ24から優良パケット取り出すものである。MPEG−TSの再構成部28は、欠落した情報を補完しMPEG−TSを再構成するものである。誤り検査部29は、復調&誤り訂正復号化装置23からの誤り信号により優良パケットを選択するものである。
【0031】b)動作説明同一衛星に対する送信信号に時間軸上の再放送、即ちタイムダイバーシティを行う。Δt秒遅延した(再放送を含む)複数のMPEG−TSを多重化・パケット化して送信するために、送信のアンテナ指向方向を衛星No1から衛星No2に切替えた時においても再放送分のMPEG−TS2が補完するため情報の不連続は起こらない。このため、前記(1)で説明した再放送を利用しない情報蓄積受信のように衛星No2にΔt秒シフトした番組を送信する必要はない。
【0032】また、受信側においても、受信アンテナの指向方向を衛星No1から衛星No2に切替えた時に起こる受信信号の遮断に対して、受信機のバッファメモリ24に貯えられた優良パケットの中から再放送分のMPEG−TS2を取り出し、連続した情報(MPEG−TS)を再構成することができる。
【0033】図7は再放送を利用する情報蓄積受信の動作説明図である。以下、図7の■〜■に従って、再放送を利用する情報蓄積受信の動作を説明する。
【0034】■:衛星No1と衛星No2にΔt秒遅延した(再放送を含む)複数のMPEG−TSを多重化・パケット化して送信する。ここでは、パケット0、パケット1、パケット2、・・・と送信するものとする。例えば、パケット0には、MPEG−TSフレームが含まれている。このMPEG−TSフレームには、本放送がMPEG−TS1とすると再放送分(Δt秒遅延再放送分)のMPEG−TS2(例えば、MPEG−TS1の3パケット分遅延した情報)、MPEG−TS3、・・・が含まれている。
【0035】■:受信装置(受信局)での受信アンテナ追尾切替え(衛星No1から衛星No2)にかかった時間又はシャドウイング(衛星からの信号の遮へい)のΔt’秒が示されている。
【0036】■:バッファメモリ24に蓄積される情報は、衛星No1と衛星No2から受信した情報は、受信アンテナ追尾切替えでパケット0以降のパケット1とパケット2の2パケット分が欠落している。優良パケット取り出し部27が取り出す優良パケットは、パケット0、パケット3、パケット4、・・・となる。しかし、欠落した情報は、パケット3以降に再放送として含まれている。
【0037】■:例えば、バッファメモリ24内の優良パケットであるパケット0からMPEG−TS1を取り出しているとすると、欠落したパケット1とパケット2分の情報をパケット4とパケット5からそれぞれΔt秒(3パケット分)遅延して再放送されたMPEG−TS2を取り出して補完することができる。これにより、MPEG−TS系列の再構築を行うことができる。
【0038】このように、衛星追尾の切替え(ハンドオーバ)に対してのみでなく、準天頂衛星システムにおいても残留するシャドウイングによる受信電波の遮断に対しても有効である。また、何回、衛星切替え(シャドウイングによる遮断)を繰り返しても、バッファメモリ24をリセットする必要はない。更に、アンテナ切替えのタイミング信号を必要としない等の長所がある。
【0039】しかし、同一番組を時間シフトして再放送するために総合の情報速度が増加してしまう。1回の再放送では、所定情報速度は2倍、2回の再放送では3倍となる(スループットの低下)。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、次のような効果がある。
【0041】(1):同一内容の情報がある時間遅延して送信されている複数の衛星からの信号を切替えて受信するアンテナを備え、制御手段で、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠落を、バッファ手段に蓄積した前記ある時間遅延された情報から再構成するため、追尾する衛星の切替え(ハンドオーバ)に対して有効であり、また、同一情報に対して同一番組を再放送しないため総合の所要情報速度は増加しない。
【0042】(2):現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている複数の衛星からの信号を切替えて受信するアンテナを備え、制御手段で、前記アンテナの衛星切替え時の情報欠落を、バッファ手段に蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成するため、衛星追尾の切替え(ハンドオーバ)に対する情報欠落を再構成でき、また、何回、衛星切替えを繰り返しても、バッファ手段をリセットする必要はなく、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要としない。
【0043】(3):現在の情報とある時間遅延した情報とが多重化されて送信されている衛星からの信号を受信するアンテナを備え、制御手段で、前記衛星からの情報欠落を、バッファ手段に蓄積した前記多重化されたある時間遅延された情報から再構成するため、衛星追尾の切替え(ハンドオーバ)に対してのみでなく、準天頂衛星システムにおいても残留するシャドウイングによる受信電波の遮断に対しても有効であり、また、何回、衛星切替え(シャドウイングによる遮断)を繰り返しても、バッファ手段をリセットする必要はなく、更に、アンテナ切替えのタイミング信号も必要としない。




 

 


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