JP4336972B2

JP4336972B2 - 送受信システム、送信装置、受信装置、送信装置切替方法、位相補正方法、及びそのプログラム

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Publication number: JP4336972B2
Application number: JP2004097426A
Authority: JP
Inventors: 慎二渡辺; 実平井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005286674A

Description

本発明は送受信システムに関し、特に、現用系のＳＴＬ／ＴＴＬ装置と予備系のＳＴＬ／ＴＴＬ装置とをシームレスに切替え、更に、受信データの位相のずれを補正する技術に関する。

一般に、ＳＴＬ／ＴＴＬ（Studio Transmitter Link/Transmitter Transmitter Link）装置は、現用系の送信装置と予備系の送信装置とを有し、現用系の送信装置に障害が発生した場合、予備系の送信装置に切り替わるよう構成されている。

従来の送信装置の構成を図７に、従来の受信装置の構成を図８に示す。また、従来の構成における現用系と予備系とを切り替える時の受信信号の位相を図９に示す。

図７において、７０１，７０２はＳＴＬ／ＴＴＬ装置（送信装置）であり、一方が現用系の送信装置である時は、もう一方が予備系の送信装置となる。７１，７３は、入力信号を符号化し、変調してＩＦ（中間周波数）信号を出力する変調部である。７２，７４は、変調部７１，７３からのＩＦ信号をＲＦ（無線周波数）信号に変換する周波数変換部である。７５は、制御部７６からの切替制御信号に従い、送信装置７０１及び送信装置７０２が出力するＲＦ信号の内のどちらか一方のＲＦ信号を選択して出力する切換部である。７６は、送信装置７０１，７０２に対して現用系、又は予備系の制御を行なう、即ち、送信装置７０１と送信装置７０２とを切り替えるための切替基準信号を出力する制御部である。

図８は、送信装置が出力したＲＦ信号を受信する受信装置の復調部である。尚、受信したＲＦ信号は周波数変換部でＩＦ信号にされ、このＩＦ信号が復調部に入力される。

図８において、８０１は復調部である。８１は入力されたＩＦ信号をベースバンド信号に変換する周波数変換部である。８２はベースバンド信号に変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。８３はデジタル変換された信号の周波数誤差（位相誤差）を補正するＡＰＣ（Auto Phase Control）部である。８４は周波数誤差（位相誤差）を補正された信号の波形等化を行なう等化部である。８５は等化後の信号を復号して、ＴＳ（Transport Stream）及びフレーム同期信号（Ｆ＿ｓｙｎｃ）を生成する復号部である。８６は、ＡＰＣ後の信号から同期の再生を行なう同期再生部である。

従来の構成においては、現用系の送信装置と予備系の送信装置とを切り替えるタイミングは任意であったため、図９（ａ）のように有効データの位置で切り替わる場合があった。そのため、信号位相のずれが有効データ上に発生し、エラーが発生していた。

また、従来の構成において、切替による信号位相のずれを瞬時に補正する位相補正部がなかった。そのため、切り替え直後の受信信号の位相は図９の（ｃ）のようになっており、図９（ａ）のＡの時点の位相は図９の（ｄ）のようになっており、図９（ａ）のＢの時点の位相は図９の（ｅ）のようになっている。このように、信号位相のずれが正常に補正されるまでには、基準信号期間より長い時間がかかっていた。そのため、仮に切替位置が基準信号期間内にあったとしても、信号位相のずれの影響が有効データにまで及んでしまっており、エラーが発生し、現用系と予備系とをシームレスに切り替えることができない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、現用系の送信装置と予備系の送信装置との切替時の信号の不連続点の影響を低減する技術を提供することにある。

また、本発明が解決しようとする課題は、切替時に発生する信号の位相ずれを瞬時に補正する技術を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の発明は、データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置と、前記送信装置から送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置とを有する送受信システムであって、前記送信装置は、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が前記受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第２の発明は、前記第１の発明において、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段を有することを特徴とする。
上記課題を解決するための第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記受信装置は、受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、前記位相補正された受信データを復号する復号手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第４の発明は、データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置であって、前記送信装置は、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段とを有することを特徴とする。
上記課題を解決するための第５の発明は、上記第４の発明において、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段を有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第６の発明は、送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置であって、前記受信装置は、現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、前記位相補正された受信データを復号する復号手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第７の発明は、現用系の送信装置と予備系の送信装置とを切替える送信装置切替方法であって、現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とが出力する実データの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データと実データとの間に基準信号を挿入して符号化し、送信データを生成する送信データ生成ステップと、前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成ステップと、前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替ステップとを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第８の発明は、上記第７の発明において、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力ステップを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第９の発明は、受信データの位相を補正する位相補正方法であって、現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出する検出ステップと、前記受信データの位相のずれが検出されると、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正ステップと、前記位相補正された受信データを復号する復号ステップとを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第１０の発明は、データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記送信装置を、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段として機能させることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１１の発明は、上記第１０の発明において、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段として機能させることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１２の発明は、送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記受信装置を、現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、前記位相補正された受信データを復号する復号手段として機能させることを特徴とする。

本発明によると、データ構成上の基準信号を利用し、この信号の位置で切り替えるように制御しているので、有効データへの影響を低減させることができる。

更に、本発明によると、受信装置にて切替時の信号の不連続を瞬時に補正することにより、有効な信号への影響を無くすことができ、シームレス切替ができる。

本発明は、送信側で、現用系送信装置と予備系の送信装置とを切替えるタイミングを有効データと有効データとの間の基準信号位置で行うことを示す切替基準信号を生成し、この切替基準信号に基づいて現用系送信装置と予備系の送信装置とを切替える。

更に、受信装置側で、受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号をもとに位相の不連続を補正する。

本発明の構成を図１、図２、図３に示す。

図１は、本発明における送信装置（ＳＴＬ／ＴＴＬ装置）のブロック図である。

図１において、送信装置１０１，１０２は、一方が現用系の送信装置である時は、もう一方が予備系の送信装置となる。

続いて、送信装置１０１，１０２の各部について説明する。

変調部１，３は、入力信号であるＴＳ（Transport Stream）信号を符号化及び変調して、図４（ａ）に示すように、有効データ（実データ）と有効データ（実データ）との間に基準信号が挿入されたデータ構成である中間周波数帯の信号（以下、ＩＦ信号）を出力する。又、変調部１，３は、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、出力信号の内容及び位相が同じになるためのフレーム基準信号を、変調部１と変調部３との間で受け渡しており、このフレーム基準信号に基づいて、変調部１，３が出力するＩＦ信号の信号内容と遅延時間が同一になるように調整する。又、変調部１，３は、現用系と予備系との切替動作が、基準信号が送信装置１０１，１０２から後述する受信装置２０１に送信されている間に行われるような切替基準信号を生成して制御部６に出力する。

周波数変換部２，４は、変調部１，３からのＩＦ信号をマイクロ波帯の信号（以下、ＲＦ信号）に変換して出力する。又、周波数変換部２，４は、出力信号の周波数を同じにするためのローカル基準信号を、周波数変換部２と周波数変換部４との間で受け渡しており、このローカル基準信号に基づいて位相を調整してＲＦ信号を出力する。

切替部５は、送信装置１０１，１０２からのＲＦ信号のうち、後述する制御部６からの切替制御信号に従ってどちらか一方のＲＦ信号を選択し、切替基準信号に従って切替える。

制御部６は、送信装置１０１が出力するＲＦ信号と、送信装置１０２が出力するＲＦ信号とのうち、どちらの送信装置の出力ＲＦ信号を選択して出力するかを示す切替制御信号を切替部５に出力する。又、切替制御信号で示した送信装置からの切替基準信号を切替部５に出力する。

尚、上述した切替部５は、制御部６からの切替制御信号に従ってＲＦ信号を選択して、切替基準信号に従って切替えているが、この構成に限るものではない。即ち、制御部６において、切替基準信号の切替タイミングにあわせて切替制御信号を生成して切替部５に出力し、切替部５はこの切替制御信号を受信すると即座に切替える構成であっても良い。

次に、上述した送信装置から送信される信号を受信する受信装置について説明する。

図２は、受信装置の構成図である。

周波数変換部２１は受信したＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。

復調部２２はＩＦ信号を復調及び復号し、ＴＳ（Transport Stream），ＣＬＫ（クロック信号），Ｆ＿ｓｙｎｃ（フレーム同期信号）を出力する。

続いて、受信装置２０１の復調部２２について説明する。

図３は、復調部２２の構成図である。
周波数変換部３１は、ＩＦ信号をベースバンド信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換部３２は、周波数変換部３１から出力されたベースバンド信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。

ＡＰＣ部３３は、周波数誤差（位相誤差）を補正する。

位相補正部３４は受信信号に含まれる基準信号をもとに位相の不連続を補正する。

等化部３５は受信信号の波形等化を行なう。

復号部３６は等化部３５で等化された信号を復号しＴＳ及びＦ＿ｓｙｎｃを生成する。

同期再生部３７は、位相補正後の信号から同期の再生を行なう。

続いて、本発明における送信装置１０１，１０２の動作を図１、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。尚、図４は本発明における送信装置１０１，１０２の出力信号の位相を表す。また、図５は本発明における現用系と予備系との切替タイミング及び切替時の信号位相を表す。

変調部１，３は、有効データ（実データ）と有効データ（実データ）との間に基準信号を挿入する。

更に、変調部１，３は、フレーム基準信号に基づいて、出力信号の内容及び位相を同じにする。

ローカル基準信号に基づいて、出力信号の周波数を同じにする。

また、変調部１，３は、現用系と予備系との切替動作が基準信号が送信装置１０１，１０２から後述する受信装置２０１に送信されている間に行われるよう、図５（ａ）に示すような、切替基準信号を制御部６に出力する。

制御部６では、どちらの送信装置の出力ＲＦ信号を選択するかを示す切替制御信号を切替部５に出力し、更に切替制御信号で示した送信装置からの切替基準信号を切替部５に出力する。

切換部５は、制御部６からの切替制御信号と切替基準信号とに従い現用系と予備系との切替を行なう。

次に、受信装置２０１の動作について説明する。

上述した送信装置から出力された信号を受信すると、その受信した信号は周波数変換部２１にてＩＦ信号に変換される。

そして、復調部２２にて復調及び復号処理されＴＳ、ＣＬＫ、Ｆ＿ｓｙｎｃとして出力される。

続いて、受信装置の詳細な動作について説明する。

信号を受信すると、周波数変換部３１にてベースバンド信号に変換される。

ベースバンド信号に変換された信号は、Ａ／Ｄ変換部３２にてデジタル信号に変換される。

デジタル信号に変換された信号は、ＡＰＣ部３３にて周波数誤差が補正され、更に位相補正部３４にて位相が確定される。

位相が確定された信号は、等価部３５及び同期再生部３７とに入力される。

等化部３５に入力された信号は波形等化される。

復号部３６にてＴＳ信号に復号され出力される。また、復号部３６では、復号したＴＳ信号からＦ＿ｓｙｎｃを再生し出力する。

一方、同期再生部３７に入力された信号に基づき、ＣＬＫの再生が行われる。更に、入力信号に基づき周波数補正データの生成等が行なわれる。

次に、現用系と予備系とを切り替える動作について説明する。ここでは送信装置１０１から送信装置１０２に切り替わる時を例に説明する。更に、送信装置１０１と送信装置１０２との間の信号位相は、ずれているものとする。

送信装置１０１と送信装置１０２との間での切替は、変調部１から出力される切替基準信号に従い、データ構成内の基準信号の位置で行われる。

切り替わる前に受信装置が受信する信号の位相は図５（ｂ）のように正常であるが、今、送信機１０２の位相は送信機１０１に対してずれているため、切替直後の受信信号の位相は図５（ｃ）のようにずれる。このずれは位相補正部３４にて位相検出期間内において瞬時に検出して補正される。補正後の受信信号位相は図５（ｄ）のように正常になる。これらの切替・位相検出・補正動作はすべて１つの基準信号内で完結するため、有効データには全く影響しない。従って、シームレスの切替を実現することができる。

尚、上記においては、送信機１０１から送信機１０２に切り替わる場合を説明したが、送信機１０２から送信機１０１に切り替わる場合も全く同様の動作をするため、省略する。

本発明における実施例２について説明する。上述した実施例における変調部１，３は切替基準信号を制御部６に出力していたが、本実施例における変調部１，３は切替基準信号を切換部５に出力する構成となっている。

図６は、本実施例における構成図である。尚、上述した構成と同様の構成については同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施例における切換部５は、制御部６からの切替制御信号を受け取った後、変調部１，３からの切替基準信号に従い、切替え動作を行なう。

続いて、本実施例における動作の説明をする。

変調部１，３は、有効データと有効データとの間に基準信号を挿入する。

また、変調部１，３は、現用系と予備系との切替動作が基準信号の位置で行われるよう、図５（ａ）に示すような、切替基準信号を切替部５に出力する。

切替部５は、制御部６から切替制御信号を受け取った後、変調部１，３からの切替基準信号に従い、現用系と予備系との切替を行なう。

本発明における送信装置切替システムの構成図である。本発明における受信装置である。本発明における受信装置の復調部の構成図である。本発明における送信装置の出力信号の位相を表す図である。本発明における現用系と予備系との切替タイミング及び切替時の信号位相を表す図である。本発明における送信装置切替システムの構成図である。従来技術における送信装置切替システムの構成図である。従来技術における受信装置の復調部の構成図である。従来技術における送信装置の出力信号の位相を表す図である。

符号の説明

１，３変調部
２，４周波数変換部
５切替部
６制御部
２１周波数変換部
２２復調部
３１周波数変換部
３２Ａ／Ｄ変換部
３３ＡＰＣ部
３４位相補正部
３５等化部
３６復号部

Claims

データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置と、前記送信装置から送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置とを有する送受信システムであって、
前記送信装置は、
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が前記受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、
前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段と
を有することを特徴とする送受信システム。
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の送受信システム。
前記受信装置は、受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、
前記位相補正された受信データを復号する復号手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の送受信システム。
データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置であって、
前記送信装置は、
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、
前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段と
を有することを特徴とする送信装置。
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段を有することを特徴とする請求項４に記載の送信装置。
送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置であって、
前記受信装置は、
現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、
前記位相補正された受信データを復号する復号手段と
を有することを特徴とする受信装置。
現用系の送信装置と予備系の送信装置とを切替える送信装置切替方法であって、
現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とが出力する実データの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データと実データとの間に基準信号を挿入して符号化し、送信データを生成する送信データ生成ステップと、
前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成ステップと、
前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替ステップと
を有することを特徴とする送信装置切替方法。
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力ステップを有することを特徴とする請求項７に記載の送信装置切替方法。
受信データの位相を補正する位相補正方法であって、
現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出する検出ステップと、
前記受信データの位相のずれが検出されると、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正ステップと、
前記位相補正された受信データを復号する復号ステップと
を有することを特徴とする位相補正方法。
データを符号化して送信する、現用系と予備系とを備えた送信装置のプログラムであって、
前記プログラムは、前記送信装置を、
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて、前記現用系の送信装置の実データと前記予備系の送信装置の実データとの内容及び位相が同一になるように調整し、前記調整された実データ間に基準信号を挿入し、前記基準信号が受信装置に送信されている間に、前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替タイミングの切替基準信号を生成する切替基準信号生成手段と、
前記切替基準信号に基づいて前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置とを切替える切替手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
前記現用系の送信装置と前記予備系の送信装置との間で送受信されるローカル基準信号に基づいて、前記実データ間に前記基準信号が挿入されたデータの位相を調整して出力する出力手段として機能させることを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
送信されたデータを受信して受信データを復号する受信装置のプログラムであって、
前記プログラムは、前記受信装置を、
現用系の送信装置と予備系の送信装置との間で送受信されるフレーム基準信号に基づいて内容及び位相が同一になるように調整された実データ間に基準信号が含まれている受信データの位相のずれを検出し、受信データに含まれる基準信号に基づいて、受信データの位相のずれを補正する位相補正手段と、
前記位相補正された受信データを復号する復号手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。