特開 2016-134744 衛星放送システム、受信機、送信機、受信方法および送信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-134744(P2016-134744A)

(43)【公開日】2016年7月25日

(54)【発明の名称】衛星放送システム、受信機、送信機、受信方法および送信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/155 20060101AFI20160627BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/155

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-7962(P2015-7962)

(22)【出願日】2015年1月19日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度総務省「次世代衛星放送システムのための周波数有効利用促進技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100163511

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 啓太

(72)【発明者】

【氏名】長坂 正史

(72)【発明者】

【氏名】亀井 雅

(72)【発明者】

【氏名】中澤 進

(72)【発明者】

【氏名】田中 祥次

【テーマコード（参考）】

5K072

【Ｆターム（参考）】

5K072AA03

5K072BB14

5K072BB22

5K072CC02

5K072CC05

5K072DD02

5K072DD05

5K072FF11

5K072GG02

5K072GG06

(57)【要約】

【課題】放送衛星の放射パターンの制御による受信エラーの発生を低減する。
【解決手段】本発明に係る衛星放送システム１は、位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星２０と、放送衛星の放射パターンを制御する送信機１２と、放送波を受信する受信アンテナ３１の受信信号から基準信号を生成し、生成した基準信号の位相に基づき受信信号を復調する受信機３２と、を備え、送信機１２は、放送衛星の放射パターンを切り替える場合、切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成し、受信機３２は、送信機１２が作成した位相情報および切替予告信号を取得し、取得した切替予告信号に示されるタイミングで、取得した位相情報に基づき、受信アンテナ３１の受信信号または基準信号の位相を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星と、
前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機と、
前記放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から基準信号を生成し、該生成した基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機と、を備え、
前記送信機は、前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成し、
前記受信機は、前記送信機が作成した前記位相情報および前記切替予告信号を取得し、該取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御することを特徴とする衛星放送システム。

【請求項2】

放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から得られる基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機であって、
前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機が生成した、切り替え後の放射パターンに対応する、放送波の受信地域における受信信号の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを取得し、該取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御する位相制御部を有することを特徴とする受信機。

【請求項3】

請求項２記載の受信機において、
前記受信アンテナの受信信号に対して前記基準信号を用いて直交復調を行う直交復調回路と、
前記直交復調回路による直交復調により生成されたＩＱ信号に基づき、前記基準信号を生成するキャリア再生回路と、を有し、
前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記キャリア再生回路に前記基準信号の位相を制御させることを特徴とする受信機。

【請求項4】

請求項２記載の受信機において、
前記受信アンテナの受信信号を増幅する高周波増幅部と、
選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器と、
前記高周波増幅部により増幅された信号と前記局部発振信号とを合成するミキサとを有し、
前記高周波増幅部には、前記受信信号の位相をシフトさせる移相器が設けられ、
前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記移相器による前記受信信号の位相のシフト量を制御することを特徴とする受信機。

【請求項5】

請求項２記載の受信機において、
前記受信アンテナの受信信号を増幅する高周波増幅部と、
選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器と、
前記局部発振器から出力された局部発振信号の位相をシフトさせる移相器と、
前記高周波増幅部により増幅された信号と前記移相器によりシフトされた局部発振信号とを合成するミキサとを有し、
前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記移相器による前記局部発振信号の位相のシフト量を制御することを特徴とする受信機。

【請求項6】

請求項２から５のいずれか１項に記載の受信機において、
前記切替予告信号および前記位相情報をそれぞれ、前記放送衛星を経由して、または、前記放送衛星を経由しない、所定の通信路を介して取得することを特徴とする受信機。

【請求項7】

位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星の放射パターンを制御する送信機であって、
前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成する制御部と、
前記制御部が作成した位相情報および切替予告信号をそれぞれ、前記放送衛星に送信し、または、前記放送衛星を経由しない所定の通信路を介して、前記放送波を復調する受信機に送信する通信部と、
を有することを特徴とする送信機。

【請求項8】

請求項７記載の送信機において、
前記制御部は、前記放送衛星の放射パターンを切り替えるよりも規定時間だけ前に前記切替予告信号を前記通信部に送信させることを特徴とする送信機。

【請求項9】

放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から得られる基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機における受信方法であって、
前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機が生成した、切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを取得するステップと、
前記取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御するステップと、
を含む受信方法。

【請求項10】

位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星の放射パターンを制御する送信機における送信方法であって、
前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成するステップと、
前記作成した位相情報および切替予告信号をそれぞれ、前記放送衛星に送信し、または、前記放送衛星を経由しない所定の通信路を介して前記放送波を復調する受信機に送信するステップと、
を含む送信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衛星放送システム、受信機、送信機、受信方法および送信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

２１ＧＨｚ帯（２１．４〜２２．０ＧＨｚ）の周波数を用いた衛星放送システム（２１ＧＨｚ帯衛星放送システム）が検討されている。一般に、２１ＧＨｚ帯衛星放送システムでは、現行の１２ＧＨｚ帯衛星放送システムと比べて降雨による電波の減衰（降雨減衰）が大きいため、十分なサービス時間率を確保できない場合があるという問題がある。

【0003】

そこで、放射パターンを切り替え可能なアレー給電イメージングリフレクタアンテナを送信アンテナとして放送衛星に搭載し、日本全国を均一の電力で照射しつつ、降雨減衰が生じる地域には、増力した電力を照射する（増力ビームを形成する）技術（降雨減衰補償技術）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

【0004】

また、特許文献１では、放送衛星の放射パターンの切り替えにより、放送波の受信機への過入力が生じるのを防ぐための技術が検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−２７４６４０号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】長坂ほか、“２１ＧＨｚ帯放送衛星用アレー給電イメージングリフレクタアンテナ実験モデル”、映情学技報、Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．３７、ｐｐ．１７−２０、２０１２年９月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般に、デジタル衛星放送波の変調には位相変調が用いられる。位相変調された信号の復調には、位相の基準となる信号（基準信号）が必要であり、基準信号は、受信した放送波から生成される。この技術は、キャリア再生と称され、現行の１２ＧＨｚ帯衛星放送システムなどでも実用化されている。ただし、基準信号の生成は、放送波または放送波に含まれるＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が正しく復調されていることが前提となる。

【0008】

上述したように、２１ＧＨｚ帯衛星放送システムでは、放射パターンを切り替えることが検討されている。ここで、放射パターンの切り替えの際に、受信機の受信信号の位相が変化することがある。

【0009】

図６は、放送衛星の放射パターンの一例を示す図であり、図６（ａ）は全国に均一に電力が放射される放射パターン（全国均一パターン）を示し、図６（ｂ）は大阪に向けて増力ビームが形成される放射パターン（大阪増力パターン）を示す。また、図７は、各受信地域で受信される放送波（受信信号）の位相分布を示す図であり、図７（ａ）は全国均一パターンにおける位相分布を示し、図７（ｂ）は大阪増力パターンにおける位相分布を示す。

【0010】

放射パターンが全国均一パターンから大阪増力パターンに切り替えられると、図７に示すように、東京では、受信信号の位相が、約１５８．７度から１６７．２度に約８．５度変化している。このように、放送衛星の放射パターンが切り替えられると、受信地域によっては、受信信号の位相が離散的に変化してしまう。受信信号の位相が離散的に変化すると、受信機において放送波またはＴＭＣＣを正しく復調できず、キャリア再生を行うことができない。そのため、受信エラーが発生してしまうという問題がある。

【0011】

特許文献１に開示されている技術は、増力ビームの形成による過入力を防ぐための技術であり、放射パターンの切り替えによる受信信号の位相の変化に対応するものではない。

【0012】

本発明の目的は、上述した課題を解決し、放送衛星の放射パターンの制御による受信エラーの発生を低減することができる衛星放送システム、受信機、送信機、受信方法および送信方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するため、本発明に係る衛星放送システムは、位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星と、前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機と、前記放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から基準信号を生成し、該生成した基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機と、を備え、前記送信機は、前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成し、前記受信機は、前記送信機が作成した前記位相情報および前記切替予告信号を取得し、該取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御する。

【0014】

また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信機は、放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から得られる基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機であって、前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機が生成した、切り替え後の放射パターンに対応する、放送波の受信地域における受信信号の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを取得し、該取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御する位相制御部を有する。

【0015】

また、本発明に係る受信機において、前記受信アンテナの受信信号に対して前記基準信号を用いて直交復調を行う直交復調回路と、前記直交復調回路による直交復調により生成されたＩＱ信号に基づき、前記基準信号を生成するキャリア再生回路と、を有し、前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記キャリア再生回路に前記基準信号の位相を制御させることが好ましい。

【0016】

また、本発明に係る受信機において、前記受信アンテナの受信信号を増幅する高周波増幅部と、選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器と、前記高周波増幅部により増幅された信号と前記局部発振信号とを合成するミキサとを有し、前記高周波増幅部には、前記受信信号の位相をシフトさせる移相器が設けられ、前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記移相器による前記受信信号の位相のシフト量を制御することが好ましい。

【0017】

また、本発明に係る受信機において、前記受信アンテナの受信信号を増幅する高周波増幅部と、選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器と、前記局部発振器から出力された局部発振信号の位相をシフトさせる移相器と、前記高周波増幅部により増幅された信号と前記移相器によりシフトされた局部発振信号とを合成するミキサとを有し、前記位相制御部は、前記位相情報に基づき、前記移相器による前記局部発振信号の位相のシフト量を制御することが好ましい。

【0018】

また、本発明に係る受信機において、前記切替予告信号および前記位相情報をそれぞれ、前記放送衛星を経由して、または、前記放送衛星を経由しない、所定の通信路を介して取得することが好ましい。

【0019】

また、上記課題を解決するため、本発明に係る送信機は、位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星の放射パターンを制御する送信機であって、前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成する制御部と、前記制御部が作成した位相情報および切替予告信号をそれぞれ、前記放送衛星に送信し、または、前記放送衛星を経由しない所定の通信路を介して、前記放送波を復調する受信機に送信する通信部と、を有する。

【0020】

また、本発明に係る送信機において、前記制御部は、前記放送衛星の放射パターンを切り替えるよりも規定時間だけ前に前記切替予告情報を前記通信部に送信させることが好ましい。

【0021】

また、上記課題を解決するため、本発明に係る受信方法は、放送衛星から放射された放送波を受信する受信アンテナの受信信号から得られる基準信号の位相に基づき前記受信信号を復調する受信機における受信方法であって、前記放送衛星の放射パターンを制御する送信機が生成した、切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを取得するステップと、前記取得した切替予告信号に示されるタイミングで、前記取得した位相情報に基づき、前記受信アンテナの受信信号または前記基準信号の位相を制御するステップと、を含む。

【0022】

また、上記課題を解決するため、本発明に係る送信方法は、位相変調された放送波を中継し放射する放送衛星の放射パターンを制御する送信機における送信方法であって、前記放送衛星の放射パターンを切り替える場合、該切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、前記放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成するステップと、前記作成した位相情報および切替予告信号をそれぞれ、前記放送衛星に送信し、または、前記放送衛星を経由しない所定の通信路を介して前記放送波を復調する受信機に送信するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る衛星放送システム、受信機、送信機、受信方法および送信方法によれば、上述した課題を解決し、放送衛星の放射パターンの制御による受信エラーの発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る衛星放送システムの構成を示す図である。

【図2】図１に示す放送衛星が備えるアレー給電イメージングリフレクタアンテナの概略構成を示す図である。

【図3】図１に示す受信機の要部構成の一例を示す図である。

【図4】図１に示す受信機の要部構成の他の一例を示す図である。

【図5】図１に示す受信機の要部構成の他の一例を示す図である。

【図6】放送衛星の放射パターンの一例を示す図である。

【図7】受信信号の位相分布の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態について説明する。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態に係る衛星放送システム１の構成を示す図である。

【0027】

図１に示す衛星放送システム１は、送信システム１０と、放送衛星２０と、受信システム３０とを備える。

【0028】

送信システム１０は、放送衛星２０の動作を制御するコマンド信号を放送衛星２０に送信する。また、送信システム１０は、映像信号、音声信号、受信システム３０に対する制御信号などを多重して変調し、放送波として放送衛星２０に送信する。放送波の変調には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ），ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ），８ＰＳＫなどの位相変調が用いられる。

【0029】

放送衛星２０は、送信システム１０から送信されてきたコマンド信号に従い動作する。また、放送衛星２０は、送信システム１０から送信されてきた映像信号、音声信号、制御信号などを含む放送波を受信し、周波数変換及び増幅を行い、地球（サービスエリア）に向けて放射する。

【0030】

放送衛星２０は、例えば、上述したアレー給電イメージングリフレクタアンテナを備えており、放射パターンを切り替え可能である。

【0031】

図２は、アレー給電イメージングリフレクタアンテナ２１の概略構成を示す図である。図２に示すアレー給電イメージングリフレクタアンテナ２１は、配列された複数の（図２では３１個の）ホーンアンテナ２２と、給電回路２３と、副反射鏡２４と、主反射鏡２５とを有する。なお、ホーンアンテナ２２の数は一例である。

【0032】

複数のホーンアンテナ２２はそれぞれ、給電回路２３から給電されて、電波を放射する。各ホーンアンテナ２２から放射された電波は空間で合成され、例えば、開口径が０．２４ｍの副反射鏡２４で反射される。副反射鏡２４で反射された電波は、例えば、開口径が１．８ｍの主反射鏡２５で反射されてサービスエリアに放射される。図２に示すアレー給電イメージングリフレクタアンテナ２１において、各ホーンアンテナ２２の出力の位相を制御することで、放射パターンを切り替えることができる。

【0033】

図１を再び参照すると、受信システム３０は、放送衛星２０から放射された放送波を受信し、キャリア再生を行って、映像信号および音声信号を再生する。また、受信システム３０は、受信信号に含まれる制御信号に従い動作する。

【0034】

次に、送信システム１０および受信システム３０の構成について説明する。なお、放送衛星２０は、送信システム１０の制御に従い、放送波を放射するための構成を有し、そのような構成は当業者によく知られているため、説明を省略する。

【0035】

まず、送信システム１０の構成について説明する。

【0036】

図１に示す送信システム１０は、送信アンテナ１１と、送信機１２とを有する。

【0037】

送信アンテナ１１は、コマンド信号と放送波とを放送衛星２０に送信する。放送波は、映像信号、音声信号、受信システム３０に対する制御信号などを多重し変調したものである。

【0038】

送信機１２は、通常、衛星事業者により管理される地上送信機である。送信機１２は、送信アンテナ１１を介して放送衛星２０と通信可能である。また、送信機１２は、後述する受信システム３０の受信機３２と、放送衛星２０を経由しない通信を介して、通信可能であってもよい。送信機１２は、通信部１３と、制御部１４とを有する。

【0039】

通信部１３は、送信アンテナ１１を介して、放送衛星２０と通信可能であり、コマンド信号、映像信号、音声信号、受信システム３０に対する制御信号などを放送衛星２０に送信する。また、通信部１３は、放送衛星２０を経由しない、インターネットなどの所定の通信路を介して、受信システム３０と通信可能であってもよい。

【0040】

制御部１４は、送信機１２全体の動作を制御する。例えば、制御部１４は、コマンド信号、映像信号、音声信号、受信システム３０に対する制御信号など生成する。そして、制御部１４は、生成したコマンド信号、映像信号、音声信号などを、通信部１３に放送衛星２０へ送信させる。また、制御部１４は、通信部１３に、生成した制御信号を放送衛星２０へ送信させ、あるいは、放送衛星２０を経由しない所定の通信路を介して受信システム３０へ送信させる。コマンド信号としては、例えば、放射パターンの切り替えを指示する信号がある。また、本実施形態においては、切り替え後の放射パターンに対応する、放送波の受信地域における受信信号の位相に関する位相情報や、放送衛星２０の放射パターンの切り替えタイミングを示す切替予告信号などが、受信システム３０に対する制御信号として受信システム３０に送信される。

【0041】

次に、受信システム３０の構成について説明する。

【0042】

図１に示す受信システム３０は、受信アンテナ３１と、受信機３２とを有する。

【0043】

受信アンテナ３１は、放送衛星２０から放射された放送波を受信する。

【0044】

受信機３２は、受信アンテナ３１の受信信号（放送波）から基準信号を生成し（キャリア再生）、生成した基準信号の位相を基準として、受信信号を復調し、映像信号、音声信号などを復号可能とする。また、受信機３２は、放送衛星２０を介して、あるいは、放送衛星２０を経由しない通信路を介して、位相情報および切替予告信号を取得する。そして、受信機３２は、取得した切替予告信号に示される放射パターンの切り替えタイミングで、取得した位相情報に基づき、受信アンテナ３１の受信信号または基準信号の位相を制御する。

【0045】

次に、本実施形態に係る衛星放送システム１の動作について説明する。

【0046】

まず、送信システム１０では、制御部１４は、放送衛星２０の放射パターンを切り替える場合、切り替え後の放射パターンに対応する、放送波の受信地域における受信信号の位相を計算する。なお、このような計算には、既存のシミュレーション方法を用いることができる。制御部１４は、計算結果に基づき、切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報を生成する。また、制御部１４は、放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号を生成する。

【0047】

次に、制御部１４は、生成した位相情報を放送波に多重して、通信部１３に放送衛星２０へ送信させ、あるいは、通信部１３に、放送衛星２０を経由しない所定の通信路を介して生成した位相情報を受信システム３０へ送信させる。放送衛星２０を介して位相情報が送信される場合には、その位相情報は日本全国に均一に送信される。一方、放送衛星２０を介さない、所定の通信路を介して位相情報が送信される場合には、制御部１４は、地域単位で位相情報を送信するようにしてもよい。

【0048】

また、制御部１４は、生成した切替予告信号を制御信号として放送波に多重し、通信部１３に放送衛星２０へ送信させる。ここで、制御部１４は、実際の放射パターンの切り替えよりも規定時間（規定フレーム数分）だけ前に切替予告信号が放送衛星２０により送信されるようにする。なお、制御部１４は、放送衛星２０を経由しない所定の通信路を介して、切替予告信号を通信部１３に受信機３２へ送信させてもよい。

【0049】

次に、制御部１４は、放射パターンの切り替えを指示する信号をコマンド信号として通信部１３に放送衛星２０へ送信させる。

【0050】

受信システム３０では、受信アンテナ３１は、放送衛星２０から放射された放送波を受信する。

【0051】

受信機３２は、受信アンテナ３１の受信信号（放送波）に含まれる切替予告信号を取得する。また、受信機３２は、受信信号に含まれる、あるいは、所定の通信路を介して送信機１２から送信されてきた位相情報を取得する。

【0052】

そして、受信機３２は、取得した切替予告信号に示されるタイミングで、取得した位相情報に基づき、受信アンテナ３１の受信信号または基準信号の位相を制御する。具体的には、受信機３２は、位相情報に示される、受信機３２の設置地域に対応する位相に基づき、受信信号または基準信号の位相を制御する。こうすることで、放送衛星の放射パターンの変更後も、受信信号と基準信号とで位相同期を保つことができる。そのため、受信機３２は、放射パターンの切り替え後も、受信信号の復調（映像データ、音声データの復号）が可能となり、受信エラーが発生する可能性を低減することができる。なお、位相情報として全国の地域別位相を一律に全受信機３２に送信した場合においても、受信機３２は、受信機３２の設置時の郵便番号登録などにより、設置地域を把握して、当該地域の位置を認識することができる。また、所定の通信路を介して、受信機３２別にそれぞれの設置地域の位相情報を送信してもよい。

【0053】

次に、受信機３２の具体的な回路構成例について説明する。

【0054】

図３は、受信機３２の回路構成の一例を示す図である。

【0055】

図３に示す受信機３２は、高周波回路３０１と、ミキサ３０２，３０３と、Ａ／Ｄ変換器３０４，３０５と、ルートロールオフフィルタ３０６，３０７と、信号処理部３０８と、クロック生成回路３０９と、キャリア再生回路３１０と、９０°移相器３１１と、メモリ３１２と、位相制御部３１３とを有する。

【0056】

受信アンテナ３１の受信信号は、高周波回路３０１に入力される。

【0057】

高周波回路３０１は、受信アンテナ３１の受信信号から、選択された放送局に対応する周波数の信号を増幅してミキサ３０２，３０３に出力する。

【0058】

ミキサ３０２は、高周波回路３０１の出力信号と後述するキャリア再生回路３１０から出力された基準信号とを混合してＡ／Ｄ変換器３０４に出力する。

【0059】

ミキサ３０３は、高周波回路３０１の出力信号とキャリア再生回路３１０から出力された基準信号の位相が９０°移相器３１１により９０°シフトされた信号とを混合してＡ／Ｄ変換器３０５に出力する。

【0060】

ミキサ３０２，３０３および９０°移相器３１１は、変調信号（高周波回路３０１の出力信号）を、直交する２つの信号（基準信号および基準信号の位相が９０°シフトされた信号）それぞれと混合して、Ｉ成分（同相成分）の信号およびＱ成分（直交成分）の信号を生成する直交変調を行う直交復調回路３１４を構成する。

【0061】

Ａ／Ｄ変換器３０４は、ミキサ３０２から出力されたアナログ信号（Ｉ信号）をデジタル信号に変換して、ルートロールオフフィルタ３０６に出力する。

【0062】

Ａ／Ｄ変換器３０５は、ミキサ３０３から出力されたアナログ信号（Ｑ信号）をデジタル信号に変換して、ルートロールオフフィルタ３０７に出力する。

【0063】

ルートロールオフフィルタ３０６は、Ａ／Ｄ変換器３０４の出力信号に対してフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理後の信号を、信号処理部３０８、クロック生成回路３０９およびキャリア再生回路３１０に出力する。

【0064】

ルートロールオフフィルタ３０７は、Ａ／Ｄ変換器３０５の出力信号に対してフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理後の信号を、信号処理部３０８、クロック生成回路３０９およびキャリア再生回路３１０に出力する。

【0065】

信号処理部３０８は、ルートロールオフフィルタ３０６，３０７の出力信号（ＩＱ信号）のシンボル判定を行い、その判定値に基づき信号処理を行う。信号処理部３０８は、放送波に切替予告信号が含まれていた場合には、切替予告信号を位相制御部３１３に出力する。また、信号処理部３０８は、放送波に位相情報が含まれていた場合には、位相情報をメモリ３１２に記憶させる。

【0066】

クロック生成回路３０９は、ルートロールオフフィルタ３０７，３０８の出力信号（ＩＱ信号）から、Ａ／Ｄ変換器３０４，３０５のサンプリング周期を規定するクロック信号を生成し、Ａ／Ｄ変換器３０４，３０５に出力する。

【0067】

キャリア再生回路３１０は、ルートロールオフフィルタ３０７，３０８の出力信号から、直交復調回路３１４が直交復調を行うための基準信号を生成し、ミキサ３０２および９０°移相器３１１に出力する。

【0068】

９０°移相器３１１は、キャリア再生回路３１０から出力された基準信号の位相を９０°シフトさせて、ミキサ３０３に出力する。

【0069】

メモリ３１２は、信号処理部３０８から位相情報が出力された場合には、その位相情報を記憶する。また、メモリ３１２は、放送衛星２０を経由しない通信路で送信機１２から位相情報が送信されてきた場合には、その位相情報を記憶する。

【0070】

位相制御部３１３は、信号処理部３０８から切替予告信号が出力されると、メモリ３１２に記憶されている位相情報を読み出す。そして、位相制御部３１３は、切替予告信号に示されるタイミングで、メモリ３１２から読み出した位相情報に基づき、放射パターンの切り替えに伴う受信信号の位相の変化に基準信号の位相が追従するように、キャリア再生回路３１０に基準信号の位相を制御させる。こうすることで、放送衛星２０の放射パターンが切り替えられても、受信信号と基準信号との位相同期を確保することができる。

【0071】

図３においては、キャリア再生回路３１０を制御することで、受信信号と基準信号との位相同期を確保する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、受信アンテナ３１と直交復調回路３１４との間に設けられた高周波回路３０１に、受信信号と基準信号との位相同期を確保するための構成を設けてもよい。

【0072】

図４は、受信機３２の構成の他の一例を示す図である。なお、図４は、図３における高周波回路３０１に対応する構成をより具体的に示したものである。

【0073】

図４に示す受信機３２は、アンプ４０１，４０３，４０６，４０７と、移相器４０２と、局部発振器４０４と、ミキサ４０５と、復調回路４０８と、メモリ４０９と、位相制御部４１０とを有する。

【0074】

受信アンテナ３１の受信信号は、アンプ４０１に入力される。

【0075】

アンプ４０１は、受信アンテナ３１の受信信号を増幅して、移相器４０２に出力する。

【0076】

移相器４０２は、アンプ４０１の出力信号（受信アンテナ３１の受信信号）の位相をシフトして、アンプ４０３に出力する。移相器４０２による位相のシフト量は可変であり、後述する位相制御部４１０により制御される。

【0077】

アンプ４０３は、移相器４０２の出力信号を増幅して、ミキサ４０５に出力する。

【0078】

アンプ４０１、移相器４０２およびアンプ４０３は、受信アンテナ３１の受信信号（放送波）を増幅する高周波増幅部４１１を構成する。

【0079】

局部発振器４０４は、選択された局に対応する周波数の局部発振信号をミキサ４０５に出力する。

【0080】

ミキサ４０５は、アンプ４０３の出力信号と局部発振器４０４から出力された局部発振信号とを混合して、アンプ４０６に出力する。

【0081】

局部発振器４０４およびミキサ４０５は、高周波増幅部４１１から出力された高周波を、所望の中間周波数に変換する選局部４１２を構成する。

【0082】

アンプ４０６は、ミキサ４０５の出力信号を増幅して、アンプ４０７に出力する。アンプ４０７は、アンプ４０６の出力信号を増幅して、復調回路４０８に出力する。

【0083】

復調回路４０８は、図３における直交復調回路３１４から後段の構成に対応するものである。ただし、図４においては、高周波回路に受信信号と基準信号との位相同期を確保するための構成を設けた場合を例として説明している。この場合、復調回路４０８は、図３におけるメモリ３１２および位相制御部３１３を含んでいなくてもよい。

【0084】

復調回路４０８は、受信した放送波に切替予告信号が含まれていた場合には、その切替予告信号を位相制御部４１０に出力する。また、復調回路４０８は、放送波に位相情報が含まれていた場合には、その位相情報をメモリ４０９に記憶させる。

【0085】

メモリ４０９は、復調回路４０８から位相情報が出力された場合には、その位相情報を記憶する。また、メモリ４０９は、放送衛星２０を経由しない通信路で送信機１２から位相情報が送信されてきた場合には、その位相情報を記憶する。

【0086】

位相制御部４１０は、復調回路４０８から切替予告信号が出力されると、メモリ４０９に記憶されている位相情報を読み出す。そして、位相制御部４１０は、切替予告信号に示されるタイミングで、メモリ４０９から読み出した位相情報に基づき、移相器４０２による受信信号の位相のシフト量を制御する。具体的には、位相制御部４１０は、放射パターンの切り替えによる受信信号の位相の変化量を相殺するように、移相器４０２による受信信号の位相のシフト量を制御する。こうすることで、受信信号と基準信号との位相同期を確保することができる。

【0087】

図４においては、アンプ４０１とアンプ４０３との間に移相器４０２を設ける例を用いて説明したが、これに限られるものではない。移相器４０２を設ける位置は、受信アンテナ３１からの受信信号の入力端から復調回路４０８までの間であればよい。

【0088】

図５は、受信機３２の構成のさらに別の一例を示す図である。なお、図５において、図４と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0089】

図５に示す受信機３２は、図４に示す受信機３２と比較して、移相器４０２を削除した点と、移相器５０１を追加した点と、位相制御部４１０を位相制御部５０２に変更した点とが異なる。

【0090】

移相器５０１は、局部発振器４０４とミキサ４０５との間に設けられており、局部発振器４０４から出力された局部発振信号の位相をシフトして、ミキサ４０５に出力する。移相器５０１による位相のシフト量は可変である。移相器５０１により位相がシフトされた局部発振信号とアンプ４０３の出力信号とがミキサ４０５で混合されることにより、受信信号の位相がシフトされたことになる。すなわち、局部発振信号の位相をシフトさせることは、受信信号の位相をシフトさせることに対応する。

【0091】

位相制御部５０２は、復調回路４０８から切替予告信号が出力されると、メモリ４０９に記憶されている位相情報を読み出す。そして、位相制御部５０２は、切替予告信号に示されるタイミングで、メモリ４０９から読み出した位相情報に基づき、移相器５０１による局部発振信号の位相のシフト量を制御する。具体的には、位相制御部５０２は、ミキサ４０５による局部発振信号との合成後の信号の位相が基準信号の位相と一致するように、局部発振信号の位相のシフト量を制御する。こうすることで、受信信号と基準信号との位相同期を確保することができる。

【0092】

なお、局部発振器４０４から出力される局部発振信号は無変調信号である。一般に、無変調信号の位相のシフトは、周波数帯域幅を持つ変調信号（受信アンテナ３１の受信信号）の位相をシフトさせる（図４）よりも容易である。そのため、図５に示す受信機３２においては、図４に示す受信機３２よりも回路規模を低減することができる。

【0093】

このように本実施形態によれば、送信機１２は、放送衛星２０の放射パターンを切り替える場合、切り替え後の放射パターンに対応する、受信地域で受信される放送波の位相に関する位相情報と、放射パターンを切り替えるタイミングを示す切替予告信号とを作成する。受信システム３０は、送信機１２が生成した位相情報および切替予告信号を取得し、取得した切替予告信号に示されるタイミングで、取得した位相情報に基づき、受信アンテナ３１の受信信号または基準信号の位相を制御する。

【0094】

こうすることで、放射パターンが切り替えられても、受信アンテナ３１の受信信号と基準信号との位相同期を確保することができるので、受信エラーの発生を低減することができる。

【0095】

また、本実施形態によれば、受信機３２は、受信アンテナ３１の受信信号に対して基準信号を用いて直交復調を行う直交復調回路３１４と、直交復調回路３１４による直交復調により生成されたＩＱ信号に基づき、基準信号を生成するキャリア再生回路３１０とを有し、切替予告信号に示されるタイミングで、位相情報に基づき、キャリア再生回路３１０に基準信号の位相を制御させる。

【0096】

こうすることで、放送衛星２０の放射パターンが切り替えられても、基準信号の位相を受信信号の位相に追従させることができる。

【0097】

また、本実施形態によれば、受信機３２は、受信アンテナ３１の受信信号を増幅する高周波増幅部４１１と、選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器４０４と、高周波増幅部４１１により増幅された信号と局部発振信号とを合成するミキサ４０５とを有する。また、本実施形態によれば、高周波増幅部４１１には、受信信号の位相をシフトさせる移相器４０２が設けられ、移相器４０２による受信信号の位相のシフト量を制御する。

【0098】

こうすることで、放送衛星２０の放射パターンが切り替えられても、受信信号の位相を基準信号の位相に追従させることができる。

【0099】

また、本実施形態によれば、受信機３２は、受信アンテナ３１の受信信号を増幅する高周波増幅部４１１と、選択された放送局に対応する周波数の局部発振信号を出力する局部発振器４０４と、局部発振器４０４から出力された局部発振信号の位相をシフトさせる移相器５０１と、高周波増幅部４１１により増幅された信号と移相器５０１により位相がシフトされた局部発振信号とを合成するミキサ４０５とを有し、移相器５０１による局部発振信号の位相のシフト量を制御する。

【0100】

こうすることで、放送衛星２０の放射パターンが切り替えられても、受信信号の位相を基準信号の位相に追従させることができる。さらに、局部発振信号は無変調信号であり、このような無変調信号の位相のシフトは比較的容易である。そのため、受信機３２の回路規模の増大を抑制することができる。

【0101】

また、本実施形態によれば、送信機１２は、放送衛星の放射パターンを切り替えるよりも規定時間だけ前に切替予告信号を送信する。

【0102】

こうすることで、放送衛星２０の放射パターンの切り替え時に確実に、受信信号と基準信号との位相同期を確保することができる。

【0103】

なお、現状では、放送地域の気象情報などに基づき、管理者が放送衛星の運用を判断するのが通常である。しかし、制御部１４が、放送地域の気象情報などを取得し、取得した情報に基づき、自動的に放射パターンの制御の要否を判定するようにしてもよい。

【0104】

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0105】

１ 衛星放送システム
１０ 送信システム
１１ 送信アンテナ
１２ 送信機
１３ 通信部
１４ 制御部
２０ 放送衛星
２１ アレー給電イメージングリフレクタアンテナ
２２ ホーンアンテナ
２３ 給電回路
２４ 副反射鏡
２５ 主反射鏡
３０ 受信システム
３１ 受信アンテナ
３２ 受信機
３０１ 高周波回路
３０２，３０３，４０５ ミキサ
３０４，３０５ Ａ／Ｄ変換器
３０６，３０７ ルートロールオフフィルタ
３０８ 信号処理部
３０９ クロック生成回路
３１０ キャリア再生回路
３１１ ９０°移相器
３１２，４０９ メモリ
３１３，４１０，５０２ 位相制御部
４０１，４０３，４０６，４０７ アンプ
４０２，５０１ 移相器
４０４ 局部発振器
４０８ 復調回路
４１１ 高周波増幅部
４１２ 選局部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】