地上デジタル放送ＳＦＮ中継の検討について Study of S.F.N． Network on the Digital Terrestrial Broadcastiong 電波伝搬シミュレーションシステム「エリアかくべえ」における検討方法－ S t u d y o f o n e m e t h o d o n t h e S i m ul a t i o n S y s t e m “ A RE A K A K U B E H “ －岡本義信 Yoshinobu OKAMOTO 近藤寿志田中 Hisashi KONDO (株 ) 中国放送聡 Satoshi TANAKA エム・ディー・エス（株） Chuguku Broadcasting Co.,Ltd ＭＤＳ C o . , L td I t i s im p o r t a n t p lo b l e m t o c o n s i d e r t h e o p t i m u m S . F .N . n e t w o r k o n t h e d i g i ta l t e r r e s t r i a l b r o a d c a s t i n g b u t it w i ll r e q ui r e a g re a t d e a l o f l ab o r an d a l o t o f ti m e T h i s p a p e r d i s c r i b e a b o u t o n e me t h o d o n t h e el ec t r o m a g n e t i c w a v e p r o p a g a ti o n s i m u l a ti o n s y s t e m “ AREAKAKUBEH” . 1．はじめにこのたび電波伝搬シミュレーション・システムのルート図を作成し、同時に遅延に関する数値を設定する方式を取っている。『エリアかくべえ』において、デジタル・テレビ用のＳＦＮ対応システムの第 1 バージョンを開発したので、その概要を紹介する。今回のバージョンは、例えば県域エリアを一つ設定し、その中に多数のＳＦＮ送信所を配備した場合の、ＳＦＮ可能地点及び妨害が発生する地点を色別で識別する事ができる。第２バージョン以後では、各送信所毎のサービスエリアを設定し、各々について検討できるものにするが、この場合は、各々のサービスエリアを記憶するデーターベースの形式を定める必要が有り現在検討中である。またＳＦＮ同士の妨害検討や単独局とＳＦＮの妨害関係についても検討可能なシステムを構築する予定である。２．ルート図の作成本システムでは、まず全ての送信所及び中継回線 F i g . １ S e l e ct i o n o f i n ve s t i ga t e ar e a Fig.１の日本地図からＳＦＮの送信所がある地域を選択すると、その地域内のＳＦＮ対象送信所の一覧表が現われ Fi g . ２の表で演奏所からその送信所までの中継ルートを設定する。 F i g. ３ L i s t of d e la y ti m e Fi g . ２ L is t o f re l a y r o u t e この時または以後に、各送信所と中継所の伝送遅延（給電線による遅延）、機器遅延（機器類による遅延）及び調整遅延（遅延装置による遅延設定値）などを入力する。伝搬路による遅延は自動的に計算し枠内に記入される。この表を Fi g . ３に示す。この入力が完了すると Fig.４のルート図が描かれる。各中継所及び各送信所に関する設定一覧表をＣＳＶ形式で出力すれば、 Table. １のようにエクセルなどの表計算ソフトで、整理して見ることがで F i g. ４ R e l a y r o u te きる。 S　F　N　グループ登録一覧表地点ＮＥ伝搬 1 8 5 .7 第 1　中継所ホ－ム宇根山中継所度分秒 34 32 52 133 4 33 伝送機器調整 0 0 0 計算式山頂Ｌｃ使用する最終送信所名 400910大竹 H O ME 400024千代田 H O ME 400049可部 H O ME 400047佐東 H O ME 400029大柿 H O ME 400002広島 T SS 400020呉 H O ME 400914呉広 H O ME 400063黒瀬 H O ME 400022西条 H O ME 400021三次 H O ME 400023竹原 H O ME 400044西城 H O ME 400532三原 H O ME 400004尾道 H O ME 400530府中 H O ME 400557福山西 H O ME 400531福山 H O ME 福山石鎚山中継所Ａ’ 未使用 .0 0 秒 0 0 合計 1 8 5 .7 Ｃ’ ﾎﾞﾀﾝ :4 地点ＮＥ伝搬 0 第 2　中継所ＲＣＣ本社演奏所度分秒 34 23 57 132 27 51 伝送機器調整 0 0 0 .0 0秒 0 0 合計 0 地点ＮＥ伝搬 3 8 .7 度 34 132 伝送 0 第 3　中継所絵下山デジタル中継所分秒 18 52 32 18 機器調整 0 0 .0 0 秒 0 0 合計 3 8 .7 反射係数ﾎﾞﾀﾝ :既定値伝搬伝送 1 0 4 .5 1 2 4 .8 7 7 .5 65 6 5 .2 0 .6 3 5 .4 47 42 7 6 .9 1 1 8 .2 130 2 7 9 .3 1 6 5 .5 7 8 .8 2 3 .6 9 4 .6 1 4 .9 8 1 .4 機器 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T ab l e. １調整 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 合計 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 4 .5 1 2 4 .8 7 7 .5 65 6 5 .2 0 .6 3 5 .4 47 42 7 6 .9 1 1 8 .2 130 2 7 9 .3 1 6 5 .5 7 8 .8 2 3 .6 9 4 .6 1 4 .9 8 1 .4 遅延総計 ER P (W ) 回線名垂直指向水平指向ｻｰﾋﾞｽｴﾘｱ中 1 4 3 .3 4 .9 S F N _0 0 3_大大竹竹ﾇﾙ 0 °大竹 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 1 6 3 .6 7 3 S F N _0 0 3_千千代代田田ﾇﾙ千代田 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 1 1 6 .2 3 .2 S F N _0 0 3_可可部部ﾇﾙ 0 °可部 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 1 0 3 .8 3 8 S F N _0 0 3_佐佐東東ﾇﾙ 0 °佐東 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 1 0 3 .9 3 3 S F N _0 0 3_大H柿 O M E 大柿H O M E 大柿S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 3 9 .4 1 6 2 0 0 S F N _0 0 3_共デ同ジ実タ験ル発デ喜ジ山タル発S喜F 山 N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 7 4 .2 8 3 S F N _0 0 3_呉H O M E 呉 V H O M E 呉 H S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 8 5 .7 3 .8 S F N _0 0 3_呉呉広広ﾇﾙ 0 °呉広 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 8 0 .8 9 .3 S F N _0 0 3_黒黒瀬瀬ﾇﾙ 0 °黒瀬 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 1 1 5 .6 5 .6 S F N _0 0 3_西H条 O M E 西条H O M E 西条S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 3 4 2 .6 1 3 5 S F N _0 0 3_三H次 O M E 三次H O M E 三次S F N _0 0 1_広N島 o.1県全域N o .3 3 5 4 .4 1 4 0 S F N _0 0 3_竹H原 O M E 竹原H O M E 竹原S F N _0 0 1_広N島 o.1県全域N o .3 31 8 5 .6 S F N _0 0 3_西H条 O M E 西条H O M E 西条S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 2 0 4 .3 5 .4 S F N _0 0 3_三三原原ﾇﾙ 0 °三原 S F N _0 0 1_広N島 o.3県全域N o .2 3 0 3 .2 7 4 0 S F N _0 0 3_尾H道 O M E 尾道H O M E 尾道S F N _0 0 1_広N島 o.1県全域N o .3 3 2 9 .3 3 2 S F N _0 0 3_府H中 O M E 府中H O M E 府中S F N _0 0 1_広N島 o.0県全域N o .1 31 9 8 .9 S F N _0 0 3_福福山山西西ﾇﾙ福山西 S F N _0 0 1_広N島 o.1県全域N o .3 3 2 0 .7 1 6 5 S F N _0 0 3_福H山 OM 蔵E王福山H O M E 福山S F N _0 0 1_広N島 o.0県全域N o .1 3 0 5 .8 0 S F N _0 0 3_福無山指石向鎚性山無デ利ジ得タル無S指F 向 N _0 0 1_広N島 o.1県全域N o .3 L is t o f t r a ns m i s s i on s i te になるように変更すると F i g . 7， 8 のようになる。３ .ＳＦＮ計算例ＳＦＮでは当然のことながら周波数が同じであるため、従来型の多チャンネル使用のアナログ放送とは考え方が異なる。一例として、当局の主要送信所１８局のみで県内をほぼ網羅する組み合わせを考え、アナログ・ここで F ig . ５と７の灰色部分は可視聴最低電界に達していない地点を示す。 Fig.６と８の地点の色付けは、所要 D/U を満足できず、所要 D/ U に対して不足する D / U 値をマイナスのマージンとして色分けで示している。テレビの場合と同様の水平・垂直パターンを使用垂直指向性の改善によって、無駄な不要電波がし、送信出力を１０分の１にしてＳＦＮを構築す抑制され、なお且つ、ＳＦＮも構築し易くなってると F ig . ５，６のようになる。いることが良く分かる次に、すべての送信所の垂直パターンを Fi g . Fig.９に垂直指向性の変更例を示す。９に示すように、水平方向が上部のヌルポイント F i g . 5 S. F . N .a r e a (b e f o r e i m p r ov e m e nt o f t h e v e rt i c a l d i r ec t i v e t y） F i g . 6 In t e r fe r a n ce a r e a (b e f o re i m pr o v e m e nt of t h e v e rt i c a l di r e c ti v e t y) F i g . 7 S. F . N .a r e a (a f t e r im p r o ve m e n t o f t h e v e rt i c a l d i r ec t i v i t y） F i g . 8 In t e r fe r a n ce a r e a (a f t e r i m p ro v e m e n t o f t h e v e r ti c a l d ir e c t iv e t y ) F i g . 9 Ex a m p le f o r i m p r o ve m e n t o f th e v e r ti c a l d i r e ct i v e t y 従来のアナログテレビでは、垂直パターンの水平より上部はピークを中心に反転した垂直パター表と、仮の指向性を準備しているが、いずれも変更可能である。ンで考えていたが、ＳＦＮでは、水平方向及び水平より上部の電界が重要となるため、詳しく垂直パターンを調べ、今回は仮に上部のヌルポイントが水平方向になるようにチルトを掛けてみた。アンテナメーカーの話によると、ヌルフィルインが掛けられたアンテナの場合、一般にピークより上部に大きなヌルが発生する場合が多いが、まれに、ピークの上下共にヌルフィルインが掛かる場合も有るそうなので、垂直パターンの水平面より上部の指向性については、注意が必要である。 Fig.９の場合は、仮に作ったもので、実現可能とは限らないものである。 F i g .1 0 H or i z on t a l d ir e c t iv i t y ４ .受信アンテナの指向性ＳＦＮでは受信アンテナによる指向性を考慮しないと実現が難しい。この指向特性については、電通技審の答申のものを使うが、将来、受信電界によって指向特性を変えた方が現実的と判断されることも予想されるので、 Fig. １０のような設定 o f re c e i vi n g a n t e n n a ５ .交差偏波の識別ＳＦＮでは交差偏波を巧みに使うことが求められる。この場合、受信アンテナの主ビーム方向の交差偏波識別度を以下の表で設定できる。しかし、交差偏波は、受信アンテナの方向によって異なるため、交差偏波識別指向特性が必要に様々な改善を実施するツールとして、 F i g . 14 の妨なる。これも電通技審の答申のものを使うが、将害波一覧表、 F i g.1 5 の妨害状況立体表示、 F i g .1 6 来その他の特性が必要になった場合の対応も可能。のＯＫ人口、ＮＧ人口一覧表、などがある。７ -１ .問題地点の発見 F i g . 1 1 O r t h og n a l w a v e p ol a r i za t i o n ６ .ＳＦＮの基本設定ＳＦＮ特有の設定としてガードインターバル、シンボル長、同一プログラムの場合の再現回数、などがある。その他に、コンピュター・シミュレーション上の設定などを F i g .1 2 の設定表に入力する。 ① メッシュデーターと計算ピッチについては初めは荒く、次第に詳細に検討していくと時間の節約になる。 ② 計算式については、申請書類の場合は郵政方式で実施するが、その他の計算方式も採用 F i g . 1 3 I n t e rf e r a nc e a r e a Fig.13 に妨害が認められる地図を紹介する。 D/U マージンがマイナスで指定してあることから、色がついている地点の D/U が不足していることを表す。この地点にカーソルを合わせクリックすると F i g .1 4 の表が現れ、全ての妨害局からの電 F i g . 1 4 L i s t o f i nt e r f e r an c e si t e 界その他のデーターを見ることができる。また同時に、 F i g. 1 5 - 1 に示す、妨害波がどの方向からどんな大きさで飛んでくるか、その波の遅 F i g . 1 2 E x a m pl e o f D / U できる。７ .詳細な検討送信アンテナの指向性、送信電力、偏波などの延状態はガードインターバルの内側か外側か、遅延は進みか遅れかなどが一目でわかる立体表示画面が現れる。この表示は F ig ． 1 5 -2 の制御が可能なため実に使い易い。状態を人口で比較することができる。８．計算の要領計算を開始するには F i g . 17 の設定が必要となり、ガードインターバル長、シンボル長、及び同一プログラムの場合のシンボル繰り返し可能回数などを設定し、メッシュデーターと計算ピッチを F i g . 1 5 -1 3 D d i s p la y （ a l l s t a ti o n ） F i g . 1 5 -2 3 D d i s p la y ( I n t er f e r an c e st a t i o n ) ７ -２ .人口の検討 D / U 表示の画面で人口を表示させると、 F ig . 1 6 F i g .1 7 P ro p a ty o f c al c u l at i o n に示す人口一覧表を見ることができる。この人口算出要領は本学会１９９９年冬季大会予稿集に述べてある。この表には視聴可能なＯＫ人口、妨害を受けるＮＧ人口及び一括サービスエリア（今回は県域）内の総人口を見ることができるため、妨害の改善上手に選びながら、繰り返し検討を重ねる。９．むすびＳＦＮを構築する場合、送信アンテナの垂直面の指向性が極めて重要であることから、送信アンテナの３次元パターンを簡単に計算できる新たなシステムが必要であることを痛感している。１０．今後の検討冒頭に説明したように、今回のバージョンは第一段階のもので今後引き続き一層検討し易いシステムに成長させていく所存である。全送信所及び全中継所の最適遅延量を自動的に計算できるシステムや最初に改善すべき障害局の自動抽出システムなども視野に入れている。 F i g . 1 6 C a l u cu l a t io n o f po p u l at i o n http://kakube.rcc.ne.jp