(57)【要約】【課題】複数チャンネルを一括処理する放送波中継装置においても、個々のチャンネルの放送休止を正確に検出して安定性の高い放送中継を実現可能にする。【解決手段】制御部８は、ＡＧＣ３からの制御信号をもとに第１の記憶部９に記憶される第１のＬＵＴを参照して、ダウンコンバータ２での変換効率や可変利得制御器３の利得の影響を取り除き、第１の電力測定器５で測定される各チャンネルの合計電力から複数チャンネルの合計入力電力を求める。第２の電力測定器７は、チャンネル分割部６により分割された各チャンネルの信号の入力電力（相対値）を測定し、制御部８に入力する。制御部８は、上記補正された各チャンネルの合計電力と各チャンネルの信号の入力電力（相対値）をもとに各チャンネルの入力電力を算出し、入力電力が第２の記憶部１０に記憶される各チャンネルのスケルチの設定値より小さいと判定されたチャンネルを放送休止とし、そのチャンネルの信号の出力を停止する。【選択図】      図１
2008078806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）によるデジタル放送波の中継送信をする中継装置であって、
前記デジタル放送波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号レベルを調整する利得制御手段と、
前記利得制御手段から出力される受信信号を前記複数の周波数チャンネルの信号に分割する分割手段と、
前記分割された複数の周波数チャンネルの信号出力をそれぞれ選択的にオン／オフする選択出力手段と、
前記選択出力手段から出力される信号をそれぞれ補償する補償手段と、
前記補償手段から出力される周波数チャンネル毎の信号を合成する合成手段と、
前記合成された信号を送信する送信アンテナと、
前記利得制御手段から出力される複数の周波数チャンネルの信号全体の電力レベルを測定する第１の電力測定手段と、
前記分割手段により分割された複数の周波数チャンネルの各信号の電力レベルの相対値をそれぞれ測定する第２の電力測定手段と、
前記第２の電力測定手段により測定された各信号の電力レベルの相対値と、前記第１の電力測定手段により測定された信号全体の電力レベルとに基づいて、前記複数の周波数チャンネル毎の電力レベルをそれぞれ求め、前記求められた電力レベルに基づいて前記選択出力手段を制御する制御手段と
を具備し、
前記制御手段は、前記求められた電力レベルが閾値より小さいと判定された周波数チャンネルについては前記選択出力手段により出力をオフにすることを特徴とする放送波中継装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の電力測定手段により測定される複数の周波数チャンネルの信号全体の電力レベルに基づいて前記利得制御手段を制御することをさらに特徴とする請求項１記載の放送波中継装置。
【請求項３】
前記第１の電力測定手段は、前記利得制御手段から出力される複数の周波数チャンネルの信号全体の電力レベルを一定時間間隔で測定し、
第２の電力測定手段は、前記分割手段により分割された複数の周波数チャンネルの各信号の電力レベルの相対値をそれぞれ一定時間間隔で測定し、
前記制御手段は、前記第２の電力測定手段により測定された各信号の電力レベルの相対値と、前記第１の電力測定手段により測定された信号全体の電力レベルとに基づいて、前記複数の周波数チャンネル毎に電力レベルをそれぞれ一定時間間隔で求め、前記求められた電力レベルが所定回数以上連続して閾値より小さいと判定された周波数チャンネルについては前記選択出力手段により出力をオフにすることを特徴とする請求項１記載の放送波中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式による放送波中継に係わり、特に、複数チャンネルの信号を同時に中継する放送波中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＯＦＤＭデジタル信号の中継においては、受信アンテナで受信されたＯＦＤＭデジタル信号は、まず、特定周波数の中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号にダウンコンバートされ、バンドパスフィルタ等を通過して不要波が除去される。その後、再び無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）にアップコンバートされ、所要の出力レベルに電力増幅されたのち送信アンテナから送信されている。
【０００３】
これらは、中継されるチャンネル毎に別々の系統を持っており、複数チャンネルを中継する中継局においては、チャンネル毎に送受信装置が存在していた。そのため、複数チャンネルを一括処理できる中継装置が提案されている。これにより、中継局の省スペース化や省電力化が実現している。
【０００４】
また、一般に放送波中継では、放送休止か否かは親局からの放送波の有無のみで判断する必要がある。このため、放送波中継装置においてはスケルチ値を設定し、受信信号の電力レベルがこの値を下回る場合に、親局が放送を休止したものと判定することで、中継送信を休止していた。中継される周波数チャンネル毎に別々の系統が用意されている放送波中継装置においては、各系統には１チャンネルの信号のみが入力するため、各系統の受信信号の電力レベルをそれぞれモニタリングしていた。
【０００５】
なお、衛星に搭載される衛星搭載中継器において、降雨減衰等による信号の劣化を抑制するために、各チャンネルの受信信号の受信レベルまたは誤り率を判定し、この判定結果に基づいて復調信号を選択する手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００６−５０２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、複数チャンネルを一括して処理するマルチチャンネル用の放送波中継装置においては、可変利得制御器（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）により複数チャンネルの合計電力に対して利得調整を行って入力電力を一定にするために、ＡＧＣの制御電圧の情報だけでは、各チャンネルの電力を正確に把握することができない。このため、ある１チャンネルが放送休止になっても、それを認識することができずノイズを増幅して送信してしまうというおそれがある。
【０００７】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、放送休止を正確に検出して安定性の高い放送中継を実現可能にする放送波中継装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためにこの発明に係わる放送波中継装置は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）によるデジタル放送波の中継送信をする中継装置であって、前記デジタル放送波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号レベルを調整する利得制御手段と、前記利得制御手段から出力される受信信号を前記複数の周波数チャンネルの信号に分割する分割手段と、前記分割された複数の周波数チャンネルの信号出力をそれぞれ選択的にオン／オフする選択出力手段と、前記選択出力手段から出力される信号をそれぞれ補償する補償手段と、前記補償手段から出力される周波数チャンネル毎の信号を合成する合成手段と、前記合成された信号を送信する送信アンテナと、前記利得制御手段から出力される複数の周波数チャンネルの信号全体の電力レベルを測定する第１の電力測定手段と、前記分割手段により分割された複数の周波数チャンネルの各信号の電力レベルの相対値をそれぞれ測定する第２の電力測定手段と、前記第２の電力測定手段により測定された各信号の電力レベルの相対値と、前記第１の電力測定手段により測定された信号全体の電力レベルとに基づいて、前記複数の周波数チャンネル毎の電力レベルをそれぞれ求め、前記求められた電力レベルに基づいて前記選択出力手段を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記電力レベルが閾値より小さいと判定された周波数チャンネルについては放送休止として前記選択出力手段により出力をオフにすることを特徴とする。
【０００９】
上記構成による放送波中継装置では、複数チャンネルを一括して処理する放送波中継装置においても、各チャンネルにスケルチの設定値を設定し、その設定値に基づいてチャンネル毎に放送波を送信／停止の制御が可能となる。このように、放送休止のチャンネルの出力をオフにすることで不要なノイズを放射させることなく、安定性の高い放送中継を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
したがってこの発明によれば、放送休止を正確に検出して安定性の高い放送中継を実現可能にする放送波中継装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
図１は本発明の第１の実施形態に係わる放送波中継装置の構成を示すブロック図である。この放送波中継装置は、受信アンテナ１と、ダウンコンバータ２と、可変利得制御器（ＡＧＣ）３と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４と、第１の電力測定器５と、チャンネル分割部６と、第２の電力測定器７（７−１〜７−Ｎ）と、制御部８と、第１の記憶部９と、第２の記憶部１０と、スイッチ１１（１１−１〜１１−Ｎ）と、補償回路１２（１２−１〜１２−Ｎ）と、チャンネル合成部１３と、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１４は、アップコンバータ１５と、送信アンテナ１６とを備える。
【００１２】
上記構成における放送波中継装置の動作を説明する。  
受信アンテナ１により受信された無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）のＯＦＤＭ信号は、ダウンコンバータ２により、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）に周波数変換される。ＩＦ帯に変換された複数チャンネルの合成信号は、ＡＧＣ３を介して合成電力が一定となるように信号レベルが調整されたのち、Ａ／Ｄ変換器４によりベースバンドデジタル信号に変換される。
【００１３】
このベースバンドデジタル信号は、第１の電力測定器５に分配供給される。第１の電力測定器５は、供給されたベースバンドデジタル信号の入力電力を表す受信信号強度表示信号（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定し、制御部８に入力する。制御部８は、Ａ／Ｄ変換器４への入力電力を一定にするようにＡＧＣ３の利得を制御する。
【００１４】
チャンネル分割部６は、Ａ／Ｄ変換器４から出力されるベースバンドデジタル信号を周波数チャンネル毎の信号にそれぞれ分割してスイッチ１１にそれぞれ供給する。この分割処理には、一般的に高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）やチャンネル選択フィルタなどが用いられる。また、チャンネル分割部６により分割された各周波数チャンネルの信号は、それぞれ第２の電力測定器７に分配され、第２の電力測定器７において各周波数チャンネルの信号のＲＳＳＩが測定される。制御部８は、この第２の電力測定器７により測定された各周波数チャンネルの信号のＲＳＳＩと、上記第１の電力測定器５により測定された複数の周波数チャンネルのＲＳＳＩとに基づいて、放送信号の有無を判定し、この判定結果に基づいて各スイッチ１１に対し出力の選択を指示する制御信号を送信する。
【００１５】
各スイッチ１１は、制御部８から送信された制御信号をもとに選択された信号のみを補償回路１２に出力するように切り替える。補償回路１２は、各周波数チャンネルの信号に対し、隣接チャンネルの信号成分の除去、波形の等化、等化判定やＣ／ＮリセットといったＣ／Ｎ比の改善を行い、中継局からの送信信号としての十分な品質の確保を行う。
【００１６】
チャンネル合成部１３は、チャンネル毎に分割された信号の合成を行う。Ｄ／Ａ変換器１４は、チャンネル合成部１３で合成された複数チャンネル分の送信信号をアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は、アップコンバータ１５にてＲＦ帯のＯＦＤＭ信号に変換されたのち、送信アンテナ１６より送信される。
【００１７】
次に、上記構成の放送波中継装置の処理方法について説明する。図２は、制御部８の処理手順とその処理内容を示すフローチャートである。  
一括処理する複数チャンネルの各振幅をＡｉ（ｉ＝１，Ｎ）とすると、第１の電力測定器５では、所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換器４から出力されるデジタル信号の２乗の時間平均を取り、その事件平均をもとにＡＧＣ３の制御信号を制御することにより、Ａ／Ｄ変換器４への入力電力を一定にすることが可能となる。あるサンプリングタイミングにおける信号の振幅をＳmとし、Ｍ個でサンプリング平均を取るものとすると、Ａ／Ｄ変換器４への入力電力Ｐｉｎは（式１）のように表すことができる。
【００１８】
【数１】
2008078806.tif 000003
【００１９】
また、この入力電力Ｐｉｎは、各チャンネルの合計電力に対応するものであり、（式２）のように表すこともできる。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
しかし、この入力電力Ｐｉｎは、Ａ／Ｄ変換器４への入力電力であり、ダウンコンバータ２での変換効率やＡＧＣ３の利得による影響が補正されていない。そのため、実際にこの放送波中継装置への入力電力を把握するには、ＡＧＣ３の利得を制御する制御信号に、ダウンコンバータ２での変換効率、ＡＧＣ３の利得、及びＡ／Ｄ変換器４の変換効率などを対応付けた補正テーブルが必要である。この補正テーブルは第１の記憶部９に第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look-Up Table）として予め記憶される。
【００２２】
図２において、制御部８は、第１の電力測定器５からＡＧＣ３の制御信号が供給される（ステップＳ２ａ）と、このＡＧＣ３の制御信号と第１の記憶部９に記憶されている第１のＬＵＴとを比較する（ステップＳ２ｂ）。そして、制御部８は、ダウンコンバータ２での変換効率やＡＧＣ３の利得などにより第１の電力測定器５で測定されるＡ／Ｄ変換器４の出力信号の電力測定値を補正する。補正した値を用いて、上記（式１）に基づいて複数チャンネルの合計電力である入力電力Ｐｉｎを算出する（ステップＳ２ｃ）。
【００２３】
次に、制御部８は、ステップＳ２ｄからＳ２ｋにおいて各チャンネルの処理を行う。チャンネル分割部６によりチャンネル毎に分割された信号は、第２の電力測定器７にそれぞれ分配される。第２の電力測定器７は、各チャンネルの信号の平均電力の相対値を算出して制御部８に出力する（ステップＳ２ｆ）。具体的には、第２の電力測定器７の出力信号Ｗｉは、ｉチャンネルのチャンネル分割後の信号強度をＳｉとすると、（式３）のように表される。
【００２４】
【数３】
2008078806.tif 000005
【００２５】
また、Ｎ個の第２の電力測定器７で測定された各チャンネルの電力WｉよりＰｉを求める（ステップＳ２ｇ）。
【００２６】
【数４】
2008078806.tif 000006
【００２７】
制御部８は、この求められたＰｉと、第２の記憶部１０に記憶されている各チャンネルのスケルチの設定値とを比較する（ステップＳ２ｈ）。制御部８は、この比較において入力電力Ｐｉがスケルチの設定値よりも下がっていると判定された場合には、そのチャンネルの信号の送信を休止するためのスイッチ１１をオフにする制御信号を送信する（ステップＳ２ｉ）。一方、上記ステップＳ２ｈの比較において、入力電力Ｐｉがスケルチの設定値以上であると判定された場合には、そのチャンネルの信号がスイッチ１１から補償回路１２に出力される。
【００２８】
また、放送波中継装置の設置場所によっては、海上伝搬によるフェージングや山や建物などによるマルチパスにより、中継局の受信電力が変動することが考えられる。このため、一時の受信電力の値によって放送の開始／休止の判断を行うと、信号の入力電力がスケルチの設定値以下となった原因が、フェージングによるものなのか親局の送信休止によるものか判断することができない。そこで制御部８は、受信電力のモニタリングを定期的に行い、入力電力が第２の記憶部１０に記憶されているチャンネル毎のスケルチの設定値より下回った状態が規定回数以上連続した場合に、上記スイッチ１１に対して出力を停止する制御信号を送信するようにする。
【００２９】
以上述べたように上記実施形態では、制御部８は、ＡＧＣ３からの制御信号をもとに第１の記憶部９に記憶される第１のＬＵＴを参照して、ダウンコンバータ２での変換効率や可変利得制御器３の利得による影響に応じて、第１の電力測定器５で測定される各チャンネルの合計電力を補正する。第２の電力測定器７は、チャンネル分割部６により分割された各チャンネルの信号の入力電力（相対値）を測定し、制御部８に入力する。制御部８は、上記補正された各チャンネルの合計電力と各チャンネルの信号の入力電力（相対値）をもとに各チャンネルの入力電力を算出し、入力電力が第２の記憶部１０に記憶される各チャンネルのスケルチの設定値より小さいと判定されたチャンネルを放送休止とし、そのチャンネルの信号の出力をオフにする制御信号をスイッチ１１に送信する。
【００３０】
したがって上記実施形態によれば、複数チャンネルを一括して処理する放送波中継装置においても、各チャンネルにスケルチの設定値を設定し、その設定値に基づいてチャンネル毎に放送波を送信／停止の制御が可能となる。このように、放送休止のチャンネルの出力をオフにすることで中継波のノイズを低減することができるため、安定性の高い放送中継を実現することができる。
【００３１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係わる一実施形態に係わる放送波中継装置の構成を示す図。
【図２】制御部の処理手順とその処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３３】
１…受信アンテナ、２…ダウンコンバータ、３…可変利得制御器（ＡＧＣ）、４…アナログ／デジタル変換器、５…第１の電力測定器、６…チャンネル分割部、７…第２の電力測定器、８…制御部、９…第１の記憶部、１０…第２の記憶部、１１（１１−１〜１１−Ｎ）…スイッチ、１２（１２−１〜１２−Ｎ）…補償回路、１３…チャンネル合成部、１４…デジタル／アナログ変換器、１５…アップコンバータ、１６…送信アンテナ。
【図１】
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【図２】
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