(57)【要約】【課題】受信する放送波の周波数変動の影響が軽減された中継信号を送信する。【解決手段】入力信号を受信する受信部１０と、入力信号に基づいて変調信号を生成する変調部２０と、入力信号に同期した第１クロックを生成する第１クロック生成部３０と、発振信号を生成する発振部４０と、発振信号に基づいて第２クロックを生成する第２クロック生成部５０と、第１クロックと第２クロックとの周波数差を検出し、検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する補正周波数算出部６０と、補正周波数に基づいて変調信号の周波数を補正して送信信号を生成し、生成した送信信号を送信する送信部７０と、を備える。【選択図】図１
2015053656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を受信する受信部と、
前記入力信号に基づいて変調信号を生成する変調部と、
前記入力信号に同期した第１クロックを生成する第１クロック生成部と、
発振信号を生成する発振部と、
前記発振信号に基づいて第２クロックを生成する第２クロック生成部と、
前記第１クロックと前記第２クロックとの周波数差を検出し、検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する補正周波数算出部と、
前記補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成し、生成した前記送信信号を送信する送信部と、
を備える中継装置。
【請求項２】
正常動作時の前記第１クロックの周波数である第１周波数と、前記第２クロックの周波数である第２周波数とを記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正周波数算出部は、前記第１周波数と前記第２周波数との差分である差分周波数を算出し、算出した前記差分周波数と検出した前記周波数差とに基づいて、前記補正周波数を算出する、
請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
正常動作時の前記第１クロックの周波数である第１周波数と、前記第２クロックの周波数である第２周波数との差分周波数を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正周波数算出部は、前記記憶部に記憶された前記差分周波数と、検出した前記周波数差とに基づいて、前記補正周波数を算出する、
請求項１に記載の中継装置。
【請求項４】
前記補正周波数算出部が算出した前記補正周波数を平均化した平均化補正周波数を算出する平均化処理部をさらに備え、
前記送信部は、前記平均化補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項５】
前記発振部は、ＧＰＳ信号に同期した前記発振信号を生成するルビジウム発振器を有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の中継装置。
【請求項６】
入力信号を受信する手順と、
前記入力信号に基づいて変調信号を生成する手順と、
前記入力信号に同期した第１クロックを生成する手順と、
発振信号に基づいて第２クロックを生成する手順と、
前記第１クロックと前記第２クロックとの周波数差を検出する手順と、
検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する手順と、
前記補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成する手順と、
生成した前記送信信号を送信する手順と、
を備える中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放送波を中継する中継装置及び中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送システムにおいては、主局が送信した放送波が届かない地域においても放送を視聴できるように、主局から受信した放送波を増幅してから送信する中継局が設けられている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電波を受信する端末が複数の中継局から放送波を受信した場合、それぞれの中継局が放送波を送信するタイミングの同期がとれていないと、同じ放送波を異なるタイミングで受信することになってしまう。そこで、地上デジタル放送システムにおいては、主局に設けられた基準発振源のクロック周波数を通信網全体に分配して同期をとる従属同期方式が用いられている。
【０００５】
図３は、地上デジタル放送システムの概略構成を示す図である。地上デジタル放送システムにおいては、主局となる各放送局２に、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛星５の電波に同期したＲｂ発振器（ルビジウム発振器）が基準発振源として設けられている。各放送局２からは、基準発振源が出力する発振信号に同期した放送波が、ＳＴＬ（Studio Transmitter Link）により送信局３に送信される。送信局３は、受信した放送波をＴＴＬ（Transmitter Transmitter Link）により各中継局（図３における中継局１−１、中継局１−２）に送信し、各中継局は、受信した放送波を他の中継局や受信端末に送信する。
【０００６】
図４は、中継局に設けられた従来の中継装置２００の概略構成を示す図である。中継装置２００は、受信部１１０、変調部１２０、送信部１３０、発振部１４０及び移相部１５０を備える。中継装置２００においては、受信部１１０が、送信局３から送信された放送波を受信した後に信号を抽出し、変調部１２において、発振部１４０が出力する発振信号により、抽出した信号を変調してから送信部１３０を介して送信する。発振部１４０と変調部１２０との間には、移相部１５０が設けられている。移相部１５０が、発振部１４０が出力する発振信号の位相を、受信した放送波の位相に基づいて調整することにより、放送波に同期した送信信号が生成される。
【０００７】
ところが、従来の中継装置２００においては、送信部１３０から送信される信号の周波数は、放送波の周波数に追従する。したがって、送信局３の不具合や、送信局３と中継局１との間の回線の不具合等により中継装置２００が受信する放送波の周波数が変動すると、送信部１３０が送信する信号の周波数も変動してしまう。その結果、中継局１の後段の中継局や受信端末４に悪影響を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、受信する放送波の周波数変動の影響が軽減された中継信号を送信できる中継装置及び中継方法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】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る中継装置は、入力信号を受信する受信部と、前記入力信号に基づいて変調信号を生成する変調部と、前記入力信号に同期した第１クロックを生成する第１クロック生成部と、発振信号を生成する発振部と、前記発振信号に基づいて第２クロックを生成する第２クロック生成部と、前記第１クロックと前記第２クロックとの周波数差を検出し、検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する補正周波数算出部と、前記補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成し、生成した前記送信信号を送信する送信部と、を備える。前記発振部は、例えば、ＧＰＳ信号に同期した前記発振信号を生成するルビジウム発振器を有する。
【００１０】
上記の中継装置は、例えば、正常動作時の前記第１クロックの周波数である第１周波数と、前記第２クロックの周波数である第２周波数とを記憶する記憶部をさらに備え、前記補正周波数算出部は、前記第１周波数と前記第２周波数との差分である差分周波数を算出し、算出した前記差分周波数と検出した前記周波数差とに基づいて、前記補正周波数を算出する。
【００１１】
上記の中継装置は、正常動作時の前記第１クロックの周波数である第１周波数と、前記第２クロックの周波数である第２周波数との差分周波数を記憶する記憶部をさらに備え、前記補正周波数算出部は、前記記憶部に記憶された前記差分周波数と、検出した前記周波数差とに基づいて、前記補正周波数を算出してもよい。
【００１２】
また、上記の中継装置は、前記補正周波数算出部が算出した前記補正周波数を平均化した平均化補正周波数を算出する平均化処理部をさらに備え、前記送信部は、前記平均化補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成してもよい。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る中継方法は、入力信号を受信する手順と、前記入力信号に基づいて変調信号を生成する手順と、前記入力信号に同期した第１クロックを生成する手順と、発振信号に基づいて第２クロックを生成する手順と、前記第１クロックと前記第２クロックとの周波数差を検出する手順と、検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する手順と、前記補正周波数に基づいて前記変調信号の周波数を補正して送信信号を生成する手順と、生成した前記送信信号を送信する手順と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受信する放送波の周波数変動の影響が軽減された中継信号を送信することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る中継装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る中継装置の構成を示す図である。
【図３】地上デジタル放送システムの概略構成を示す図である。
【図４】中継局に設けられた従来の中継装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る中継装置１００の構成を示す図である。
中継装置１００は、受信部１０、変調部２０、第１クロック生成部３０、発振部４０、第２クロック生成部５０、補正周波数算出部６０、及び送信部７０を備える。以下、中継装置１００の各部の機能と動作について説明する。
【００１７】
受信部１０は、送信局３から送信される放送波に含まれる入力信号を受信する。具体的には、受信部１０は、送信局３から送信されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信し、ＴＳ（Transport Stream）信号とクロック信号とを抽出する。ＴＳ信号は変調部２０に入力され、クロック信号は第１クロック生成部３０に入力される。ここで、受信部１０が抽出したクロック信号の周波数をｆ０とする。本実施形態においては、正常動作時のｆ０を８１２６９８４．１２７Ｈｚであるものとする。
【００１８】
変調部２０は、受信部１０から入力された信号に基づいて変調信号を生成する。具体的には、変調部２０は、受信部１０から入力されたＴＳ信号を、発振部４０から入力される発振信号に基づいて変調する。変調部２０は、変調後の変調信号を、補正周波数算出部６０及び送信部７０に入力する。
【００１９】
第１クロック生成部３０は、位相比較器３１、ループフィルタ３２及び第１発振器３３を有する。第１発振器３３は、例えば電圧制御発振器であり、位相比較器３１、ループフィルタ３２及び第１発振器３３によりＰＬＬ回路が構成されている。第１クロック生成部３０は、当該ＰＬＬ回路により、入力信号に同期した第１クロックを生成する。
【００２０】
具体的には、第１クロック生成部３０は、受信部１０において抽出された周波数ｆ０のクロック信号に同期した、周波数ｆ１の第１クロック信号を生成する。第１クロック生成部３０は、生成した第１クロック信号を補正周波数算出部６０に入力する。本実施形態においては、正常動作時のｆ１を４０００００００．０００Ｈｚ（４０ＭＨｚ）であるものとする。
【００２１】
発振部４０は、ＧＰＳ衛星５から受信するＧＰＳ信号に同期した発振信号を生成する。発振部４０は、ルビジウム発振器が出力する発振信号を基準発振信号として用いることにより、周波数精度が高いＧＰＳ信号に同期し、かつ安定した発振信号を生成することができる。発振部４０は、生成した発振信号を変調部２０に入力するとともに、第２クロック生成部５０に入力する。
【００２２】
第２クロック生成部５０は、位相比較器５１、ループフィルタ５２及び第２発振器５３を有する。第２発振器５３は、例えば電圧制御発振器であり、位相比較器５１、ループフィルタ５２及び第２発振器５３によりＰＬＬ回路が構成されている。第２クロック生成部５０は、当該ＰＬＬ回路により、発振部４０から入力される発振信号に基づいて第２クロックを生成する。
【００２３】
具体的には、第２クロック生成部５０は、発振部４０において生成された発振信号に同期した、周波数ｆ２の第２クロック信号を生成する。第２クロック生成部５０は、生成した第２クロック信号を補正周波数算出部６０に入力する。本実施形態においては、ｆ２を３８８８００００．０００Ｈｚ（３８．８８ＭＨｚ）であるものとする。
【００２４】
補正周波数算出部６０は、第１クロック信号と第２クロック信号との周波数差を検出する。すなわち、補正周波数算出部６０は、第１クロック信号の周波数ｆ１と、第２クロック信号の周波数ｆ２とを測定し、周波数差Ａ＝ｆ１−ｆ２を算出する。
【００２５】
例えば、入力信号の周波数ｆ０に変動が生じたことにより、第１クロック信号の周波数ｆ１が、本来の周波数と異なる４００００００４．０００Ｈｚになっている場合、補正周波数算出部６０は、周波数差Ａを４００００００４．０００−３８８８００００．０００＝１１２０００４．０００Ｈｚと算出する。
【００２６】
補正周波数算出部６０は、検出した周波数差Ａに基づいて、入力信号の周波数ｆ０を補正した補正周波数を決定する。以下、補正周波数算出部６０が補正周波数を決定する手順を説明する。
【００２７】
補正周波数算出部６０は、例えばメモリやレジスタ等から構成される記憶部に、正常動作時の第１クロックの周波数である第１周波数ｆｓ１と、第２クロックの周波数である第２周波数ｆｓ２とを記憶している。本実施形態においては、ｆｓ１＝４０００００００．０００Ｈｚ、ｆｓ２＝３８８８００００．０００Ｈｚである。
【００２８】
補正周波数算出部６０は、記憶部からｆｓ１及びｆｓ２を読み出して、正常動作時の第１周波数ｆｓ１と第２周波数ｆｓ２との差分である差分周波数Ａｓを算出する。すなわち、補正周波数算出部６０は、差分周波数Ａｓを４０００００００．０００Ｈｚ−３８８８００００．０００Ｈｚ＝１１２００００．０００Ｈｚと算出する。
【００２９】
続いて、補正周波数算出部６０は、差分周波数Ａｓと周波数差Ａとに基づいて、補正周波数を決定する。具体的には、補正周波数算出部６０は、正常動作時の差分周波数Ａｓ＝１１２００００．０００Ｈｚと、補正周波数算出部６０が検出した周波数差Ａ＝１１２０００４．０００Ｈｚとの差分値をΔＡ＝Ａｓ−Ａ＝４．０００Ｈｚと算出する。
【００３０】
補正周波数算出部６０は、正常動作時の差分周波数Ａｓと補正周波数算出部６０が検出した周波数差Ａとの差分値ΔＡを、正常動作時の第１クロック信号の周波数ｆｓ１で割ることにより、本来の周波数に対する周波数ずれ量の割合である補正率ｒを算出する。例えば、補正周波数算出部６０は、正常動作時のｆｓ１＝４０００００００．０００Ｈｚに対するΔＡ＝４．０００Ｈｚの割合を算出することにより、補正率ｒを＋０．１ｐｐｍであるとする。
【００３１】
続いて、補正周波数算出部６０は、変調部２０から入力を受けた変調信号の周波数にｒ／（１＋ｒ）を乗算することにより、変調信号の周波数に生じている周波数ずれを補正するための補正周波数Δｆを算出する。例えば、変調信号の周波数が４８００００００．４８０Ｈｚである場合、補正周波数算出部６０は、Δｆ＝４８０００００４．８００Ｈｚ×（０．００００００１／１．００００００１）＝４．８Ｈｚと算出する。
【００３２】
送信部７０は、補正周波数Δｆに基づいて、変調部２０が生成した変調信号の周波数を補正して送信信号を生成し、生成した送信信号を送信する。具体的には、送信部７０は、変調部２０から入力された変調信号から補正周波数を減算することにより変調信号の周波数を補正して生成した送信信号を送信する。例えば、送信部７０は、変調信号が４８０００００４．８００Ｈｚであり、補正信号Δｆが４．８Ｈｚである場合に、４８０００００４．８００Ｈｚ−４．８Ｈｚにより、変調信号を４８００００００．０００Ｈｚに補正してから送信する。送信部７０は、送信信号を所定の高周波信号でミキシングしてから送信してもよい。
【００３３】
以上のとおり、本実施形態に係る中継装置１００によれば、入力信号に同期した第１クロックの周波数と、発振部４０により生成された安定度が高い発振信号に基づいて生成された第２クロックの周波数との周波数差を検出し、検出した周波数差に基づいて補正周波数を算出する。そして、送信部７０は、変調信号の周波数を補正周波数により補正してから送信する。したがって、送信局３から受信した入力信号に周波数変動が発生した場合であっても、周波数変動の影響を後段の中継局や受信端末４に及ぼすことなく、安定した周波数の信号を送信することができる。
【００３４】
なお、以上の説明において、補正周波数算出部６０は、記憶部からｆｓ１及びｆｓ２を読み出して、正常動作時の第１周波数ｆｓ１と第２周波数ｆｓ２との差分である差分周波数Ａｓを算出するものとしたが、補正周波数算出部６０は、正常時の第１周波数ｆｓ１と第２周波数ｆｓ２との差分である差分周波数Ａｓを記憶部に記憶していてもよい。補正周波数算出部６０は、記憶部に記憶された差分周波数Ａｓを読み出して、補正周波数を算出することができる。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態に係る中継装置１００の構成を示す図である。図２に示す中継装置１００は、平均化処理部８０をさらに備える点で、図１に示した中継装置１００と異なり、他の点で同じである。
【００３６】
第１の実施形態に係る中継装置１００において、変調信号が生成されてから補正周波数算出部６０が補正周波数を算出するまでに遅延時間が生じると、補正周波数が算出されたタイミングにおいて送信部７０が送信しようとする変調信号の周波数は、補正周波数の算出に用いた変調信号の周波数と異なる場合がある。このような場合に、補正周波数算出部６０が算出した補正周波数をそのまま用いて変調信号の周波数を補正すると、変調信号の周波数ずれが拡大してしまうことがある。特に、変調信号に一時的な大きな周波数変動が生じた場合、周波数変動が生じた変調信号が送信部７０に入力されるタイミングと、当該変調信号に基づく補正周波数を示す情報が送信部７０に入力されるタイミングとの間にずれがあると、送信信号の安定性が低下する。
【００３７】
そこで、平均化処理部８０は、補正周波数算出部６０が算出した補正周波数を平均化した平均化補正周波数を算出する。具体的には、平均化処理部８０は、補正周波数算出部６０が算出した補正周波数を所定の数だけ蓄積し、蓄積した複数の補正周波数の平均値を算出することにより、平均化補正周波数を算出する。平均化処理部８０は、算出した平均化補正周波数を示す情報を、送信部７０に入力する。
【００３８】
送信部７０は、平均化補正周波数に基づいて、変調部２０が生成した変調信号の周波数を補正して送信信号を生成し、生成した送信信号を送信する。
このようにすることで、変調信号が生成されてから補正周波数算出部６０が補正周波数を算出するまでに遅延が生じたとしても、変調信号の周波数の一時的な変動の影響を受けにくく、安定した状態で周波数を補正することができる。
【００３９】
平均化処理部８０は、所定の期間に算出した平均化補正周波数の平均値と、補正周波数算出部６０が算出した補正周波数との差分値を算出し、差分値に応じた数の補正周波数を平均化することにより平均化補正周波数を算出することができる。例えば、平均化処理部８０は、差分値が所定の値よりも大きい場合に、平均化処理に用いる補正周波数の数を増やすことで、一時的な大きな周波数変動が生じた場合であっても、送信信号の周波数が不安定な状態になることを防止できる。
【００４０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４１】
例えば、上記の実施形態においては、補正周波数算出部６０が、補正周波数の絶対値を算出するものとして説明したが、補正周波数算出部６０が補正周波数の絶対値を算出するために用いられる補正率を算出し、送信部内で補正周波数の絶対値を算出してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  中継局
２  放送局
３  送信局
４  受信端末
５  ＧＰＳ衛星
１０  受信部
２０  変調部
３０  第１クロック生成部
３１  位相比較器
３２  ループフィルタ
３３  第１発振器
４０  発振部
５０  第２クロック生成部
５１  位相比較器
５２  ループフィルタ
５３  第２発振器
６０  補正周波数算出部
７０  送信部
８０  平均化処理部
１００  中継装置
１１０  受信部
１２０  変調部
１３０  送信部
１４０  発振部
１５０  移相部
２００  中継装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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