(57)【要約】【課題】ＤＲｏＦ方式での信号の伝送において光伝送区間における伝送レートを削減すること。【解決手段】伝送システムは、入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、を備える圧縮処理装置と、前記圧縮処理装置から入力された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理部を備える伸張処理装置と、を備える。【選択図】図１
2018133711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムであって、
前記圧縮処理装置は、
入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、
クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、
非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、
を備え、
前記伸張処理装置は、
前記圧縮処理装置から入力された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理部、
を備える伝送システム。
【請求項２】
圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムであって、
前記圧縮処理装置は、
周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離部と、
前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換部と、
前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、
クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、
前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、
前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化部と、
を備え、
前記伸張処理装置は、
前記圧縮処理装置から入力された時分割多重された信号に対して、前記チャネルごとに信号分離する分離部と、
前記チャネルごとに信号分離された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理部と、
前記チャネルごとの前記信号を、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ周波数変換する第２周波数変換部と、
周波数変換された前記チャネルごとの前記信号を周波数多重する周波数多重化部と、
を備える伝送システム。
【請求項３】
前記圧縮処理装置は、
前記間引き処理において発生する固定遅延量だけ信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部から出力された信号と前記間引き処理部から出力された信号とに基づいて、量子化誤差を最小にする非線形変換処理における非線形パラメータを算出する最適化処理部と、
をさらに備え、
前記最適化処理部は、入力信号又はクリップレベルの変更に対して、前記量子化誤差を最小にするように前記非線形パラメータを算出し、
前記非線形変換処理部は、前記最適化処理部によって算出された前記非線形パラメータに基づいて前記非線形変換処理を行い、
前記非線形逆変換処理部は、前記最適化処理部によって算出された前記非線形パラメータに基づいて前記逆変換を行う
請求項１又は請求項２に記載の伝送システム。
【請求項４】
圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムのコンピュータによる伝送方法であって、
クリップ処理部が、入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理ステップと、
非線形変換処理部が、クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理ステップと、
間引き処理部が、非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理ステップと、
非線形逆変換処理部が、前記圧縮処理装置から入力された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理ステップと、
を有する伝送方法。
【請求項５】
圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムのコンピュータによる伝送方法であって、
チャネル分離部が、周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離ステップと、
第１周波数変換部が、前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換ステップと、
クリップ処理部が、前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理ステップと、
非線形変換処理部が、クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理ステップと、
間引き処理部が、前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理ステップと、
多重化部が、前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化ステップと、
分離部が、前記圧縮処理装置から入力された時分割多重された信号に対して、前記チャネルごとに信号分離する分離ステップと、
非線形逆変換処理部が、前記チャネルごとに信号分離された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理ステップと、
第２周波数変換部が、前記チャネルごとの前記信号を、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ周波数変換する第２周波数変換ステップと、
周波数多重化部が、周波数変換された前記チャネルごとの前記信号を周波数多重する周波数多重化ステップと、
を有する伝送方法。
【請求項６】
入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、
クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、
非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、
を備える圧縮処理装置。
【請求項７】
周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離部と、
前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換部と、
前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、
クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、
前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、
前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化部と、
を備える圧縮処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送システム、伝送方法、及び圧縮処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨ（Fiber-To-The-Home；光ファイバーによる家庭向けのデータ通信サービス）におけるＤＴＴ（Digital Terrestrial Television；地上デジタル放送）信号を伝送する伝送方式の１つとして、ＤＲｏＦ（Digitized Radio over Fiber；光ファイバー無線）方式がある。ＤＲｏＦ方式は、地上デジタル放送受信用アンテナによって受信した無線信号であるＲＦ（Radio frequency；高周波）のＤＴＴ信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換し、変換された信号を視聴端末設置場所へ光伝送する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図８に、地上デジタル放送を視聴する場合おける、２種類の視聴方法を示す。２種類の視聴方法とは、図示するように、１つは、視聴端末設置場所において無線信号であるＤＴＴ信号を直接受信して視聴する通常の視聴方法（図８、（Ａ））であり、もう１つは、事業者ビルにおいて受信したＤＴＴ信号を光デジタルネットワーク（以下、「光デジタルＮＷ」と称する）を介して視聴端末設置場所へ伝送するＤＲｏＦ方式を用いた視聴方法（図８、（Ｂ））である。
【０００４】
ＤＲｏＦ方式を用いた視聴方法（図８、（Ｂ））の場合、事業者ビルの地上デジタル放送受信用アンテナ６１によって受信されたＤＴＴ信号は、当該事業者ビルに設置されたＤＲｏＦ送信機１５によってＡ／Ｄ変換等のデジタル化処理が施された後、光デジタルＮＷ５０を介して視聴端末設置場所へ伝送される。視聴端末設置場所にはＤＲｏＦ受信機２５が設置されており、デジタル化されたＤＴＴ信号は当該ＤＲｏＦ受信機２５によってアナログ形式の信号に復調され、視聴端末２９−２へ出力される。通常の視聴方法の場合において視聴端末２９−１に入力される信号（図８における「ＤＴＴ信号Ａ」）と、ＤＲｏＦ方式を利用して視聴する場合において視聴端末２９−２に入力される信号（図８における「地上デジタル放送信号Ｂ」）とは、同様のＲＦ信号である。
【０００５】
図９に、従来のＤＲｏＦ方式による伝送システム２の構成を示す。図示するように、伝送システム２は、ＤＲｏＦ送信機１５と、ＤＲｏＦ受信機２５と、光デジタルＮＷ５０と、を含んで構成される。ＤＲｏＦ送信機１５は、周波数変換部１６と、Ａ／Ｄ変換部１７と、フレーム処理部１８と、を含んで構成される。また、図示するように、ＤＲｏＦ受信機２５は、デフレーム処理部２６と、Ｄ／Ａ変換部２７と、周波数変換部２８と、を含んで構成される。また、図示するように、ＤＲｏＦ送信機１５とＤＲｏＦ受信機２５とは、光デジタルＮＷ５０によって通信接続される。
【０００６】
ＤＲｏＦ方式では、ＤＲｏＦ送信機１５は、地上デジタル放送受信用アンテナ６１によって受信されたＲＦのＤＴＴ信号に対して、周波数変換部１６により周波数変換を行い、Ａ／Ｄ変換部１７によりＡ／Ｄ変換を行い、フレーム処理部１８によりフレーム処理を行う。そして、ＤＲｏＦ送信機１５は、デジタル化されたＤＴＴ信号を、光デジタルＮＷ５０を介してＤＲｏＦ受信機２５へデジタル伝送する。
【０００７】
ＤＲｏＦ受信機２５は、ＤＲｏＦ送信機１５からデジタル伝送されたデジタル化されたＤＴＴ信号に対して、デフレーム処理部２６によりデフレーム処理を行い、Ｄ／Ａ変換部２７によりＤ／Ａ（Digital to Analog)変換を行い、周波数変換部２８により元の周波数帯域へ周波数変換を行う。そして、ＤＲｏＦ受信機２５は、元の周波数帯域へ変換されたＤＴＴ信号を視聴端末２９−２へ出力する。
このように、テレビ受像機等の視聴端末２９−２には、ＤＲｏＦ方式を用いた視聴方法（図８、（Ｂ））の場合であっても、通常の視聴方法（図８、（Ａ））の場合に入力されるＲＦ信号と同様なＲＦ信号が入力される。
【０００８】
また、日本における地上デジタル放送は、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）方式を用いてＤＴＴ信号の伝送を行っている（非特許文献２参照）。このＩＳＤＢ−Ｔ方式の特徴の１つとして、周波数帯域の有効利用を目的として、キャリア間干渉のない最小の周波数間隔の周波数分割多重が可能なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing；直交周波数分割多重）方式が採用されている点が挙げられる。ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１（２．２版）に定められた標準規格によれば、このＯＦＤＭ方式では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）を行い、１チャネルあたり５６１７のサブキャリアを周波数多重しているため、信号のＰＡＰＲ（Power Architecture Platform Reference；ピーク対平均電力比）が、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation；直交振幅変調）などのシングルキャリア変調信号と比較して大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５６１８５９１号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】A. Nirmalathas et al., “Digitized RF Transmission over Fiber”, IEEE Microwave Magazine, vol.10, pp.75-81, 2009
【非特許文献２】M. Takada and M. Saito, “Transmission System for ISDB-T” Proceedings of the IEEE, vol.94, No.1, pp.251-256, 2006
【非特許文献３】R. W. Bauml et al., "Reducing the Peak-to-Average Power Ratio of Multicarrier Modulation by Selected Mapping", Electronics letters, vol.32, pp.2056-2057, 1996
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＤＲｏＦ方式では無線信号であるＲＦの時間軸信号に対してＡ／Ｄ変換を行うことから、サンプリングや量子化処理により信号の伝送レートは増大する。本発明が対象とするＤＴＴ信号では、周波数帯域６０ＭＨｚの１０チャネル分のＤＴＴ信号に一括でＡ／Ｄ変換を施す場合、仮にサンプリング周波数１２０ＭＨｚ、量子化数１５ｂｉｔとすると、その伝送レートは１．８Ｇｂｐｓとなる。これは、１０チャネル分合計のＴＳ（Transport Stream）での伝送レート１６８．５Ｍｂｐｓと比べて１０倍以上の伝送レートとなる。従って、ＤＲｏＦ方式は、ＴＳを直接ベースバンド信号で伝送するときに比べて、ネットワークへの要求速度が大幅に高くなり、経済性を低下させる場合がある。そのため、ＤＴＴ信号をＤＲｏＦ伝送する場合には、大幅な伝送レートの削減が求められる。そして、伝送レートの削減ためには、伝送レートを決定するパラメータの一つである、Ａ／Ｄ変換時やＤ／Ａ変換時の量子化数を、極力低減させる必要がある。
【００１２】
量子化数を低減させる手法の１つとして、時間軸領域において信号の振幅をクリップした後に量子化するクリッピング手法がある（特許文献１参照）。クリッピング手法では、一定値以上の信号の振幅をクリップすることにより、信号のダイナミックレンジを小さくし、量子化誤差を小さくすることにより、信号のＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio；信号対雑音比）を向上させ、結果として所要量子化数が低減される。一方、ＤＴＴ信号はＯＦＤＭ方式が用いられ多数のサブキャリアにより構成されるため、当該ＤＴＴ信号の瞬時電圧の統計的性質はガウス分布に従うことが知られている（非文献文献３参照）。
従来のクリッピング手法では、クリッピング後に量子化間隔が均一な線形量子化を行っているため、瞬時電圧の統計的性質を考慮した量子化方法とはなっていない（特許文献１参照）。そのため、従来のクリッピング手法では、更なる量子化数の低減には限界があり、大幅な伝送レートの削減が難しいという課題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＤＲｏＦ方式での信号の伝送において光伝送区間における伝送レートを削減する伝送システム、伝送方法、及び圧縮処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムであって、前記圧縮処理装置は、入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、を備え、前記伸張処理装置は、前記圧縮処理装置から入力された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理部、を備える伝送システムである。
【００１５】
本発明の一態様は、圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムであって、前記圧縮処理装置は、周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離部と、前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換部と、前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化部と、を備え、前記伸張処理装置は、前記圧縮処理装置から入力された時分割多重された信号に対して、前記チャネルごとに信号分離する分離部と、前記チャネルごとに信号分離された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理部と、前記チャネルごとの前記信号を、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ周波数変換する第２周波数変換部と、周波数変換された前記チャネルごとの前記信号を周波数多重する周波数多重化部と、を備える伝送システムである。
【００１６】
本発明の一態様は、上記の伝送システムであって、前記圧縮処理装置は、前記間引き処理において発生する固定遅延量だけ信号を遅延させる遅延部と、前記遅延部から出力された信号と前記間引き処理部から出力された信号とに基づいて、量子化誤差を最小にする非線形変換処理における非線形パラメータを算出する最適化処理部と、をさらに備え、前記最適化処理部は、入力信号又はクリップレベルの変更に対して、前記量子化誤差を最小にするように前記非線形パラメータを算出し、前記非線形変換処理部は、前記最適化処理部によって算出された前記非線形パラメータに基づいて前記非線形変換処理を行い、前記非線形逆変換処理部は、前記最適化処理部によって算出された前記非線形パラメータに基づいて前記逆変換を行うである。
【００１７】
本発明の一態様は、圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムのコンピュータによる伝送方法であって、クリップ処理部が、入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理ステップと、非線形変換処理部が、クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理ステップと、間引き処理部が、非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理ステップと、非線形逆変換処理部が、前記圧縮処理装置から入力された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理ステップと、を有する伝送方法である。
【００１８】
本発明の一態様は、圧縮処理装置と伸張処理装置とを有する伝送システムのコンピュータによる伝送方法であって、チャネル分離部が、周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離ステップと、第１周波数変換部が、前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換ステップと、クリップ処理部が、前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理ステップと、非線形変換処理部が、クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理ステップと、間引き処理部が、前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理ステップと、多重化部が、前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化ステップと、分離部が、前記圧縮処理装置から入力された時分割多重された信号に対して、前記チャネルごとに信号分離する分離ステップと、非線形逆変換処理部が、前記チャネルごとに信号分離された信号に対して、前記非線形関数の逆変換関数を用いて逆変換を行う非線形逆変換処理ステップと、第２周波数変換部が、前記チャネルごとの前記信号を、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ周波数変換する第２周波数変換ステップと、周波数多重化部が、周波数変換された前記チャネルごとの前記信号を周波数多重する周波数多重化ステップと、を有する伝送方法である。
【００１９】
本発明の一態様は、入力された信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、クリップされた前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、非線形変換された前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、を備える圧縮処理装置である。
【００２０】
本発明の一態様は、周波数多重された信号をチャネルごとに分離するチャネル分離部と、前記チャネルごとに分離された前記信号を、ＩＦ帯域からベースバンド帯域へ周波数変換する第１周波数変換部と、前記チャネルごとの前記信号の振幅を所定値でクリップするクリップ処理部と、クリップされた前記チャネルごとの前記信号を非線形関数により非線形変換処理を行う非線形変換処理部と、前記非線形変換処理がなされた前記チャネルごとの前記信号の量子化数を低減する間引き処理を行う間引き処理部と、前記間引き処理がなされた前記チャネルごとの前記信号を時分割多重する多重化部と、を備える圧縮処理装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＤＲｏＦ方式での信号の伝送において光伝送区間における伝送レートを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１による信号処理過程における信号の周波数配置を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る伝送システム１による信号処理過程における信号の周波数配置を示す概略図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【図８】地上デジタル放送を視聴する場合における通常の視聴方法とＤＲｏＦ方式を用いた視聴方法とを示す概略図である。
【図９】従来のＤＲｏＦ方式による伝送システム２の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
本発明は、ＤＲｏＦ（Digital Radio on Fiber）方式での信号の伝送における送信装置（ＤＲｏＦ送信機）において送信信号である地上デジタル放送（ＤＴＴ；Digital Terrestrial Television）信号の伝送レートを圧縮して当該ＤＴＴ信号の光伝送を行い、受信装置（ＤＲｏＦ受信機）において伝送レートを伸張することにより、光伝送区間における伝送レートを削減させるものである。
【００２４】
ＤＲｏＦ送信機は、送信信号を時間軸領域においてクリップ処理することにより、信号のＰＡＰＲ（ピーク対平均電力比）を低減させ、クリップした信号を非線形変換した後、量子化数を低減する間引き処理を行うことにより、伝送レートを削減する。また、ＤＲｏＦ受信機は、ＤＲｏＦ送信機によって行われた非線形変換の逆変換を行う非線形逆変換処理を行うことにより、伸張処理を行う。
【００２５】
本発明では、まず、ＤＲｏＦ送信機において、ＤＴＴ信号の振幅を所定の電圧値でクリップし、信号のＰＡＰＲを低減する。クリップしたＤＴＴ信号に対して、非線形変換を実施した後に線形量子化することによって、非線形量子化を実施する。この非線形量子化では、ＤＴＴ信号の瞬時電圧の統計的性質がガウス分布であることを考慮し、振幅の中心領域を密に、振幅の中心から離れた領域を疎に、量子化する。
【００２６】
これにより、クリッピング手法と非線形量子化手法とを組み合わせることで、信号のダイナミックレンジを小さくし、量子化誤差を小さくすることにより、信号のＳＮＲを向上させ、結果として所要量子化数を低減することが可能となる。所要量子化数を低減することにより、光伝送区間における伝送レートが削減される。
そして、ＤＲｏＦ受信機において、伝送区間（以下、「光デジタルＮＷ」ともいう）を介して伝送されたＤＴＴ信号に対して非線形変換の逆変換が行うことにより、圧縮された信号を伸張する。
【００２７】
以下に、本発明の信号変換処理を、ＤＲｏＦ送信機１０、及びＤＲｏＦ受信機２０へ適用した場合の伝送システム１の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１の構成を示すブロック図である。また、図２は、本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１による信号処理過程における信号の周波数配置を示す概略図である。
【００２８】
図１に図示するように、伝送システム１は、ＤＲｏＦ送信機１０と、ＤＲｏＦ受信機２０と、光デジタルＮＷ５０と、を含んで構成される。ＤＲｏＦ送信機１０とＤＲｏＦ受信機２０とは、光デジタルＮＷ５０を介して通信接続されている。ＤＲｏＦ送信機１０は、周波数変換部１１と、高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２と、圧縮処理部１３と、を含んで構成される。また、ＤＲｏＦ受信機２０は、伸張処理部２１と、Ｄ／Ａ変換部２２と、周波数変換部２３と、を含んで構成される。
【００２９】
ＤＲｏＦ送信機１０の周波数変換部１１には、地上デジタル放送受信用アンテナ６１によって受信された、Ｎチャネル周波数多重されたＤＴＴ信号が入力される。入力されるＤＴＴ信号は、図２（１）に示すように、ＲＦ信号である。入力されたＤＴＴ信号は周波数変換部１１により、ＲＦ（高周波）から図２（２）に示すようなＩＦ（Intermediate Frequency；中間周波数）へ周波数変換される。ＩＦへ周波数変換されたＤＴＴ信号は、高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２に入力され、デジタル化される。デジタル化されたＤＴＴ信号は、圧縮処理部１３に入力され、クリップ処理や非線形量子化がなされることによって伝送レートが削減された後、光デジタルＮＷ５０へ伝送される。
【００３０】
光デジタルＮＷ５０へ伝送されたデジタル化されたＤＴＴ信号は、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１へ入力され、伸張される。伸張されたＤＴＴ信号は、Ｄ／Ａ変換部２２へ入力され、アナログ化される。アナログ化されたＤＴＴ信号は、周波数変換部２３へ入力され、ＩＦからＲＦへ周波数変換される。ＲＦへ周波数変換されたＤＴＴ信号は、同軸配線等を経由して、視聴端末２９−２（例えば、テレビ受像機）へ送信される。
【００３１】
周波数変換部２３へ入力されるＤＴＴ信号のスペクトル、及び周波数変換部２３から視聴端末２９−２へ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、それぞれ図２（３）、及び図２（４）に示す。図２（３）は、ＩＦ信号のスペクトルを表し、図２（４）は、ＲＦ信号のスペクトルを表す。
【００３２】
第１の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法は、上述したように、Ｎチャネル多重されたＤＴＴ信号に対して、ＤＲｏＦ送信機１０において圧縮処理を行って伝送レートを削減し、ＤＲｏＦ受信機２０において伸張処理を行う信号変換方法である。
以下、第１の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【００３３】
図示するように、図３は、図１に示した伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３、及びＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１の機能構成をさらに詳細に示したものである。以下、第１の実施形態に係る圧縮処理部１３及び伸張処理部２１を、それぞれ圧縮処理部１３ａ及び伸張処理部２１ａと記載する。
【００３４】
図示するように、圧縮処理部１３ａ（圧縮処理装置）は、クリップ処理部１３２ａと、非線形変換処理部１３４ａと、間引き処理部１３５ａと、を含んで構成される。また、伸張処理部２１ａ（伸張処理装置）は、非線形逆変換処理部２１１ａを含んで構成される。
【００３５】
クリップ処理部１３２ａは、図１に示した高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２から入力されたＤＴＴ信号の振幅を、所定の閾値（所定値）において一括でクリップする（所定の閾値を超えた値をその閾値に置換する）クリップ処理を行う。クリップ処理部１３２ａは、クリップ処理したＤＴＴ信号を、非線形変換処理部１３４ａへ出力する。
【００３６】
非線形変換処理部１３４ａは、入力されたＤＴＴ信号を、非線形関数により非線形変換する。非線形変換処理部１３４ａは、非線形変換したＤＴＴ信号を、間引き処理部１３５ａへ出力する。
【００３７】
非線形変換関数とは、例えば、以下の式（１）に示す非線形関数ｕである。
【００３８】
ｕ（ｓ）＝ｓｇｎ（ｓ）ｌｏｇ（１＋β｜ｓ｜）／ｌｏｇ（１＋β）  ・・・式（１）
［−Ａｍａｘ≦ｓ≦Ａｍａｘ］
【００３９】
ここで、ｓは入力信号であり、Ａｍａｘはクリッピング電圧値である。また、βは非線形パラメータであり、所定の定数である。
【００４０】
このように、本実施形態に係る伝送システム１は、ＤＴＴ信号の瞬時電圧のガウス分布の裾にあたる電圧値を、クリップ処理により除いたうえで非線形処理を施すことよって、ＳＮＲの向上を図ることができる。
【００４１】
間引き処理部１３５ａは、入力されたＤＴＴ信号を、量子化数を低減する間引き処理を行うことにより圧縮する。間引き処理部１３５ａにより量子化数が低減されることによって、伝送レートが削減される。間引き処理部１３５ａは、圧縮したＤＴＴ信号を、光デジタルＮＷ５０を介して、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１ａの非線形逆変換処理部２１１ａへ伝送する。
【００４２】
非線形逆変換処理部２１１ａは、入力されたＤＴＴ信号を、上述した式（１）の逆変換関数によって逆変換し、図１に示したＤ／Ａ変換部２２へ出力する。この逆変換が、伸張処理となる。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法は、第１の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法に加え、入力信号の多重チャネル数の変更やそれに伴うクリップレベルの変更に対して量子化誤差を最小にするように、非線形変換処理において用いる非線形パラメータを自動的に最適化する信号変換方法である。
【００４４】
以下、第２の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【００４５】
図示するように、図４は、図１に示した伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３、及びＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１の機能構成をさらに詳細に示したものである。以下、第２の実施形態に係る圧縮処理部１３及び伸張処理部２１を、それぞれ圧縮処理部１３ｂ及び伸張処理部２１ｂと記載する。
【００４６】
図示するように、圧縮処理部１３ｂは、クリップ処理部１３２ｂと、非線形変換処理部１３４ｂと、間引き処理部１３５ｂと、遅延部１３６ｂと、最適化処理部１３７ｂと、を含んで構成される。また、伸張処理部２１ｂは、非線形逆変換処理部２１１ｂを含んで構成される。
【００４７】
クリップ処理部１３２ｂは、図１に示した高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２から入力されたＤＴＴ信号の振幅を、所定の閾値において一括でクリップするクリップ処理を行う。クリップ処理部１３２ｂは、クリップ処理したＤＴＴ信号を、非線形変換処理部１３４ｂへ出力する。
【００４８】
非線形変換処理部１３４ｂは、入力されたＤＴＴ信号を、上述した非線形関数ｕ（式（１））により非線形変換する。非線形変換処理部１３４ｂは、非線形変換したＤＴＴ信号を、間引き処理部１３５ｂ、及び遅延部１３６ｂへ出力する。
【００４９】
間引き処理部１３５ｂは、入力されたＤＴＴ信号を、量子化数を低減する間引き処理を行うことにより圧縮する。間引き処理部１３５ｂは、圧縮したＤＴＴ信号を最適化処理部１３７ｂへ出力する。また、間引き処理部１３５ｂは、圧縮したＤＴＴ信号を、光デジタルＮＷ５０を介して、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１ａの非線形逆変換処理部２１１ａへ伝送する。
【００５０】
遅延部１３６ｂは、入力されたＤＴＴ信号に基づいて、間引き処理に発生する固定遅延量分を遅延させる。遅延部１３６ｂは、ＤＴＴ信号を最適化処理部１３７ｂへ出力する。
【００５１】
最適化処理部１３７ｂは、間引き処理部１３５ｂ及び遅延部１３６ｂからそれぞれ入力される２つの信号に対して、電力値の差分（量子化誤差電力値）が最小となるような非線形パラメータβを算出する。最適化処理部１３７ｂは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、非線形変換処理部１３４ｂへ出力する。
【００５２】
また、最適化処理部１３７ｂは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、光デジタルＮＷ５０を介して、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１ｂの非線形逆変換処理部２１１ｂへ伝送する。これは、入力信号の多重チャネル数の変更やクリップレベルの変更により信号振幅の確率分布も変化することによって最適な非線形パラメータβが変化し、非線形パラメータβの再設定が必要となるためである。
【００５３】
非線形変換処理部１３４ｂは、入力された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定して、ＤＴＴ信号を間引き処理部１３５ｂへ出力する。
ＤＲｏＦ送信機１０は、上述した最適化処理を複数回繰り返すことにより、非線形パラメータを最適化する。本実施形態に係る伝送システム１は、最適化された非線形パラメータを用いることによって間引き処理部１３５ｂにおいて発生する量子化誤差を小さくするため、最適化処理を行わない場合と比べて、ＳＮＲの向上を図ることができる。これにより、本実施形態に係る伝送システム１によれば、必要となる量子化数が低減されることによって、伝送レートが削減される。
【００５４】
非線形逆変換処理部２１１ｂは、伝送された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定し、非線形変換処理部１３４ｂによる非線形変換処理に対して、非線形逆変換処理を行い、伝送されたＤＴＴ信号を伸張する。非線形逆変換処理部２１１ｂは、伸張したＤＴＴ信号を、図１に示したＤ／Ａ変換部２２へ出力する。
【００５５】
なお、光デジタルＮＷ５０を介した制御情報の送受信は、例えば、ＤＴＴ信号におけるガードバンド等の空き周波数帯域を利用した周波数多重によって実現することができる。
【００５６】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法は、第１の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法に加え、入力信号の多重チャネル数の変更やそれに伴うクリップレベルの変更に対して量子化誤差を最小にするように、非線形変換処理において用いる非線形パラメータを、各チャネル単位で、自動的に最適化する信号変換装置である。
【００５７】
以下、第３の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。また、図６は、本発明の第３の実施形態に係る伝送システム１による信号処理過程における信号の周波数配置を示す概略図である。
【００５８】
図示するように、図５は、図１に示した伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３、及びＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１の機能構成をさらに詳細に示したものである。以下、第３の実施形態に係る圧縮処理部１３及び伸張処理部２１を、それぞれ圧縮処理部１３ｃ及び伸張処理部２１ｃと記載する。
【００５９】
図示するように、圧縮処理部１３ｃは、チャネル分離部１３０ｃと、第１周波数変換部１３１ｃ−１〜第１周波数変換部１３１ｃ−ｎと、クリップ処理部１３２ｃ−１〜クリップ処理部１３２ｃ−ｎと、非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎと、間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎと、遅延部１３６ｃ−１〜遅延部１３６ｃ−ｎと、最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎと、多重化部１３８ｃと、を含んで構成される。
【００６０】
また、伸張処理部２１ｃは、分離部２１０ｃと、非線形逆変換処理部２１１ｃ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｃ−ｎと、第２周波数変換部２１２ｃ−１〜第２周波数変換部２１２ｃ−ｎと、周波数多重化部２１３ｃと、を含んで構成される。
【００６１】
チャネル分離部１３０ｃは、図１に示した高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２から入力されたＮチャネル分のＤＴＴ信号を、チャネルごとに周波数分離する。チャネル分離部１３０ｃは、周波数分離したＤＴＴ信号を、第１周波数変換部１３１ｃ−１〜第１周波数変換部１３１ｃ−ｎへそれぞれ出力する。
【００６２】
チャネル分離部１３０ｃに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、図６（１）に示す。また、第１周波数変換部１３１ｃ−１、第１周波数変換部１３１ｃ−２、及び第１周波数変換部１３１ｃ−ｎに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、それぞれ図６（２）、図６（３）、及び図６（４）に示す。また、第１周波数変換部１３１ｃ−１、第１周波数変換部１３１ｃ−２、及び第１周波数変換部１３１ｃ−ｎから、クリップ処理部１３２ｃ−１、クリップ処理部１３２ｃ−２、及びクリップ処理部１３２ｃ−ｎへそれぞれ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、それぞれ図６（５）、図６（６）、及び図６（７）に示す。
【００６３】
第１周波数変換部１３１ｃ−１〜第１周波数変換部１３１ｃ−ｎは、ＩＦの周波数帯域からベースバンド信号へ、チャネルごとにそれぞれ周波数変換する。そして、第１周波数変換部１３１ｃ−１〜第１周波数変換部１３１ｃ−ｎは、周波数変換したＤＴＴ信号を、クリップ処理部１３２ｃ−１〜１３２ｃ−ｎへそれぞれ出力する。
【００６４】
クリップ処理部１３２ｃ−１〜１３２ｃ−ｎは、それぞれ、ＤＴＴ信号の振幅を所定の信号電圧値にクリップするクリップ処理を行う。クリップ処理部１３２ｃ−１〜１３２ｃ−ｎは、クリップ処理したＤＴＴ信号を、非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００６５】
非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号を、上述した非線形関数ｕ（式（１））により、それぞれ非線形変換する。非線形変換処理部１３４ｃは、非線形変換したＤＴＴ信号一部を間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎへ、及び非線形変換したＤＴＴ信号一部を遅延部１３６ｃ−１〜遅延部１３６ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００６６】
間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎは、それぞれ、入力されたＤＴＴ信号を、量子化数を低減する間引き処理を行うことにより圧縮する。間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎは、圧縮したＤＴＴ信号の一部を最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。また、間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎは、圧縮したＤＴＴ信号の一部を多重化部１３８ｃへ、それぞれ出力する。
【００６７】
遅延部１３６ｃ−１〜遅延部１３６ｃ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号に基づいて、間引き処理に発生する固定遅延量分を遅延させる。遅延部１３６ｃ−１〜遅延部１３６ｃ−ｎは、ＤＴＴ信号を最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００６８】
最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎは、間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎ及び遅延部１３６ｃ−１〜遅延部１３６ｃ−ｎからそれぞれ入力される２つの信号に対して、電力値の差分（量子化誤差電力値）が最小となるような非線形パラメータβを算出する。最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。また、最適化処理部１３７ｃ−１〜最適化処理部１３７ｃ−ｎは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、多重化部１３８ｃへ、それぞれ出力する。
【００６９】
非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎは、入力された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定して、ＤＴＴ信号を間引き処理部１３５ｃ−１〜間引き処理部１３５ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
ＤＲｏＦ送信機１０は、上述した最適化処理を複数回繰り返すことにより、非線形パラメータを最適化する。
【００７０】
多重化部１３８ｃは、入力されたチャネルごとのＤＴＴ信号を、時分割多重方式により多重化し、光デジタルＮＷ５０を介して、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１ｃの分離部２１０ｃへ伝送する。
【００７１】
分離部２１０ｃは、時分割多重されたＤＴＴ信号を、チャネルごとに分離（信号分離）する。分離部２１０ｃは、チャネルごとに分離したＤＴＴ信号を、非線形逆変換処理部２１１ｃ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００７２】
非線形逆変換処理部２１１ｃ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｃ−ｎは、それぞれ、伝送された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定し、非線形変換処理部１３４ｃ−１〜非線形変換処理部１３４ｃ−ｎによる非線形変換処理に対して、それぞれ非線形逆変換処理を行い、伝送されたＤＴＴ信号を伸張する。非線形逆変換処理部２１１ｃ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｃ−ｎは、伸張したＤＴＴ信号を、第２周波数変換部２１２ｃ−１〜第２周波数変換部２１２ｃ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００７３】
第２周波数変換部２１２ｃ−１〜第２周波数変換部２１２ｃ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号に対し、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ、チャネルごとにそれぞれ周波数変換する。そして、第２周波数変換部２１２ｃ−１〜第２周波数変換部２１２ｃ−ｎは、周波数変換したＤＴＴ信号を、周波数多重化部２１３ｃへそれぞれ出力する。
【００７４】
周波数多重化部２１３ｃは、入力されたＤＴＴ信号を周波数多重し、図１に示したＤ／Ａ変換部２２へ出力する。
【００７５】
第２周波数変換部２１２ｃ−１、第２周波数変換部２１２ｃ−２、及び第２周波数変換部２１２ｃ−ｎに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、それぞれ図６（８）、図６（９）、及び図６（１０）に示す。また、第２周波数変換部２１２ｃ−１、第２周波数変換部２１２ｃ−２、及び第２周波数変換部２１２ｃ−ｎから、周波数多重化部２１３ｃへ、それぞれ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、それぞれ図６（１１）、図６（１２）、及び図６（１３）に示す。また、周波数多重化部２１３ｃから図１に示すＤ／Ａ変換部２２へ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルを、図６（１４）に示す。
このように、圧縮処理部１３ｃへ入力されたＤＴＴ信号のスペクトルと同一のスペクトルが、伸張処理部２１ｃから出力される。
【００７６】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。
第１乃至第３の実施形態に係る伝送システム１においては、図１に示すように、圧縮処理部１３による信号変換を実施する前に、高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部１２により高ｂｉｔＡ／Ｄ変換を行う。そのため、圧縮処理部１３による信号変換は、デジタル信号処理である。一方、第４の実施形態に係る伝送システム１においては、ＤＲｏＦ送信機１０は、高ｂｉｔＡ／Ｄ変換処理を行わない。そのため、本実施形態においては、圧縮処理部１３へのＤＴＴ信号の入力はアナログ入力である。
【００７７】
以下、第４の実施形態に係る伝送システム１による信号変換方法について、図面を参照しながら説明する。図７は、本発明の第４の実施形態に係る伝送システム１の構成の一部を示すブロック図である。
【００７８】
図示するように、図７は、図１に示した伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３、及びＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１の機能構成をさらに詳細に示したものである。但し、上述したように、本実施形態においては、ＤＲｏＦ送信機１０は、高ｂｉｔＡ／Ｄ変換処理を行わない。
以下、第４の実施形態に係る圧縮処理部１３及び伸張処理部２１を、それぞれ圧縮処理部１３ｄ及び伸張処理部２１ｄと記載する。
【００７９】
図示するように、圧縮処理部１３ｄは、チャネル分離部１３０ｄと、第１周波数変換部１３１ｄ−１〜第１周波数変換部１３１ｄ−ｎと、クリップ処理部１３２ｄ−１〜クリップ処理部１３２ｄ−ｎと、Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−１〜Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−ｎと、非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎと、間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎと、遅延部１３６ｄ−１〜遅延部１３６ｄ−ｎと、最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎと、多重化部１３８ｄと、を含んで構成される。
【００８０】
また、伸張処理部２１ｄは、分離部２１０ｄと、非線形逆変換処理部２１１ｄ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｄ−ｎと、第２周波数変換部２１２ｄ−１〜第２周波数変換部２１２ｄ−ｎと、周波数多重化部２１３ｄと、を含んで構成される。
【００８１】
チャネル分離部１３０ｄは、周波数変換部１１から入力されたＮチャネル分のＤＴＴ信号（デジタル化処理されていないアナログ信号）を、チャネルごとに周波数分離する。チャネル分離部１３０ｄは、周波数分離したＤＴＴ信号を、第１周波数変換部１３１ｄ−１〜第１周波数変換部１３１ｄ−ｎへそれぞれ出力する。
【００８２】
なお、第３の実施形態と同様に、チャネル分離部１３０ｄに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、図６（１）に示すスペクトルである。また、第１周波数変換部１３１ｄ−１、第１周波数変換部１３１ｄ−２、及び第１周波数変換部１３１ｄ−ｎに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、それぞれ図６（２）、図６（３）、及び図６（４）に示すスペクトルである。また、第１周波数変換部１３１ｄ−１、第１周波数変換部１３１ｄ−２、及び第１周波数変換部１３１ｄ−ｎから、クリップ処理部１３２ｄ−１、クリップ処理部１３２ｄ−２、及びクリップ処理部１３２ｄ−ｎへそれぞれ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、それぞれ図６（５）、図６（６）、及び図６（７）に示すスペクトルである。
【００８３】
第１周波数変換部１３１ｄ−１〜第１周波数変換部１３１ｄ−ｎは、ＩＦの周波数帯域からベースバンド信号へ、チャネルごとにそれぞれ周波数変換する。そして、第１周波数変換部１３１ｄ−１〜第１周波数変換部１３１ｄ−ｎは、周波数変換したＤＴＴ信号を、クリップ処理部１３２ｄ−１〜１３２ｄ−ｎへそれぞれ出力する。
【００８４】
クリップ処理部１３２ｄ−１〜１３２ｄ−ｎは、それぞれ、ＤＴＴ信号の振幅を所定の信号電圧値にクリップするクリップ処理を行う。クリップ処理部１３２ｃ−１〜１３２ｃ−ｎは、クリップ処理したＤＴＴ信号を、Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−１〜Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００８５】
Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−１〜Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号を、アナログ信号からデジタル信号へ、それぞれ信号変換する。Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−１〜Ａ／Ｄ変換部１３３ｄ−ｎは、デジタル信号へ信号変換したＤＴＴ信号を、非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００８６】
なお、Ａ／Ｄ変換処理は、１チャネルごとのＤＴＴ信号に対して実施されるため、１０チャネルまとめてＡ／Ｄ変換処理を行う場合と比べて、Ａ／Ｄ変換器の所要量子化数やサンプリング周波数を低減することができる。
【００８７】
非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号を、上述した非線形関数ｕ（式（１））により、それぞれ非線形変換する。非線形変換処理部１３４ｄは、非線形変換したＤＴＴ信号の一部を間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎへ、及び非線形変換したＤＴＴ信号の一部を遅延部１３６ｄ−１〜遅延部１３６ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００８８】
間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎは、それぞれ、入力されたＤＴＴ信号を、量子化数を低減する間引き処理を行うことにより圧縮する。間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎは、圧縮したＤＴＴ信号の一部を最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎへそれぞれ出力する。また、間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎは、圧縮したＤＴＴ信号の一部を多重化部１３８ｄへそれぞれ出力する。
【００８９】
遅延部１３６ｄ−１〜遅延部１３６ｄ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号に基づいて、間引き処理に発生する固定遅延量分を遅延させる。遅延部１３６ｄ−１〜遅延部１３６ｄ−ｎは、ＤＴＴ信号を最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００９０】
最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎは、間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎ及び遅延部１３６ｄ−１〜遅延部１３６ｄ−ｎからそれぞれ入力される２つの信号に対して、電力値の差分（量子化誤差電力値）が最小となるような非線形パラメータβを算出する。最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。また、最適化処理部１３７ｄ−１〜最適化処理部１３７ｄ−ｎは、当該非線形パラメータβに基づく制御情報を、多重化部１３８ｄへ、それぞれ出力する。
【００９１】
非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎは、入力された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定して、ＤＴＴ信号を、間引き処理部１３５ｄ−１〜間引き処理部１３５ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
ＤＲｏＦ送信機１０は、上述した最適化処理を複数回繰り返すことにより、非線形パラメータを最適化する。
【００９２】
多重化部１３８ｄは、入力されたチャネルごとのＤＴＴ信号を、時分割多重方式により多重化し、光デジタルＮＷ５０を介して、ＤＲｏＦ受信機２０の伸張処理部２１ｄの分離部２１０ｄへ伝送する。
【００９３】
分離部２１０ｄは、時分割多重されたＤＴＴ信号を、チャネルごとに分離する。分離部２１０ｄは、チャネルごとに分離したＤＴＴ信号を、非線形逆変換処理部２１１ｄ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００９４】
非線形逆変換処理部２１１ｄ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｄ−ｎは、それぞれ、伝送された制御情報に基づいて非線形パラメータβを再設定し、非線形変換処理部１３４ｄ−１〜非線形変換処理部１３４ｄ−ｎによる非線形変換処理に対して、それぞれ非線形逆変換処理を行い、伝送されたＤＴＴ信号を伸張する。非線形逆変換処理部２１１ｄ−１〜非線形逆変換処理部２１１ｄ−ｎは、伸張したＤＴＴ信号を、第２周波数変換部２１２ｄ−１〜第２周波数変換部２１２ｄ−ｎへ、それぞれ出力する。
【００９５】
第２周波数変換部２１２ｄ−１〜第２周波数変換部２１２ｄ−ｎは、入力されたＤＴＴ信号に対し、ベースバンド帯域からＩＦ帯域へ、チャネルごとにそれぞれ周波数変換する。そして、第２周波数変換部２１２ｄ−１〜第２周波数変換部２１２ｄ−ｎは、周波数変換したＤＴＴ信号を、周波数多重化部２１３ｄへそれぞれ出力する。
【００９６】
周波数多重化部２１３ｄは、入力されたＤＴＴ信号を周波数多重し、図１に示したＤ／Ａ変換部２２へ出力する。
【００９７】
なお、第３の実施形態と同様、第２周波数変換部２１２ｄ−１、第２周波数変換部２１２ｄ−２、及び第２周波数変換部２１２ｄ−ｎに入力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、それぞれ図６（８）、図６（９）、及び図６（１０）に示すスペクトルである。また、第２周波数変換部２１２ｄ−１、第２周波数変換部２１２ｄ−２、及び第２周波数変換部２１２ｄ−ｎから、周波数多重化部２１３ｄへ、それぞれ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、それぞれ図６（１１）、図６（１２）、及び図６（１３）に示すスペクトルである。また、周波数多重化部２１３ｄから図１に示すＤ／Ａ変換部２２へ出力されるＤＴＴ信号のスペクトルは、図６（１４）に示すスペクトルである。
このように、圧縮処理部１３ｄへ入力されたＤＴＴ信号のスペクトルと同一のスペクトルが、伸張処理部２１ｄから出力される。
【００９８】
以上説明したように、本発明の第１乃至第４の実施形態に係る伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３は、信号電圧をクリップ処理した後に線形量子化によりデジタル化する従来のクリッピング手法とは異なり、クリップ処理した信号を非線形量子化するため、従来のクリッピング手法よりも量子化誤差を小さくし、ＳＮＲを向上させ、所要量子化数を低減させることができる。
【００９９】
ＤＴＴ信号はＯＦＤＭ方式が用いられ多数のサブキャリアにより構成されるため、当該ＤＴＴ信号の瞬時電圧の統計的性質はガウス分布に従う。従来のクリッピング手法では、クリッピング後に量子化間隔が均一な線形量子化を行っているため、瞬時電圧の統計的性質を考慮した量子化方法とはなっていない。これに対し、本発明の第１乃至第４の実施形態に係る伝送システム１のＤＲｏＦ送信機１０の圧縮処理部１３は、ＤＴＴ信号の瞬時電圧の統計的性質がガウス分布であることを考慮し、確率分布において確率が低い領域の振幅をクリップ処理し、さらに量子化においては、振幅の中心領域を密に、振幅の中心から離れた領域を疎に、量子化する。
【０１００】
このように、クリッピング手法と非線形量子化手法とを組み合わせることにより、ＤＴＴ信号のダイナミックレンジを小さくし、量子化誤差を小さくすることにより、ＤＴＴ信号の伝送におけるＳＮＲを向上させ、結果として所要量子化数を低減させることができる。所要量子化数を低減させることにより、光伝送区間における伝送レートを削減することができる。
【０１０１】
また、信号多重数の増減や、クリッピングレベルの変更に応じて、信号振幅の確率分布が変化することにより、最適な非線形パラメータβの値も変化する。そのため、信号多重数の増減や、クリッピングレベルの変更の度に最適なパラメータ設計を行わなければならない。しかしながら、本発明の第２乃至第４の実施形態に係る伝送システム１を用いることで、非線形パラメータβの再設定をより簡易に実現することが可能になる。
【０１０２】
以上、説明したように、本発明によれば、ＤＲｏＦ方式での信号の伝送において光伝送区間における伝送レートを削減することができる。
【０１０３】
上述した実施形態におけるＤＲｏＦ送信機１０及びＤＲｏＦ受信機２０の少なくとも１部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
【０１０４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・伝送システム、１０・・・ＤＲｏＦ送信機、１１・・・周波数変換部、１２・・・高ｂｉｔＡ／Ｄ変換部、１３・・・圧縮処理部、１５・・・ＤＲｏＦ送信機、１６・・・周波数変換部、１７・・・Ａ／Ｄ変換部、１８・・・フレーム処理部、２０・・・ＤＲｏＦ受信機、２１・・・伸張処理部、２２・・・Ｄ／Ａ変換部、２３・・・周波数変換部、２５・・・ＤＲｏＦ受信機、２６・・・デフレーム処理部、２７・・・Ｄ／Ａ変換部、２８・・・周波数変換部、２９・・・視聴端末、５０・・・光デジタルＮＷ、６０・・・地上デジタル放送送信用アンテナ、６１・・・地上デジタル放送受信用アンテナ、１３０・・・チャネル分離部、１３１・・・第１周波数変換部、１３２・・・クリップ処理部、１３３・・・Ａ／Ｄ変換部、１３４・・・非線形変換処理部、１３５・・・間引き圧縮部、１３６・・・遅延部、１３７・・・最適化処理部、１３８・・・多重化部、２１０・・・分離部、２１１・・・非線形逆変換処理部、２１２・・・第２周波数変換部、２１３・・・周波数多重化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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