(57)【要約】【課題】ＭＦＮによる中継送信において送信信号による受信側への回り込み成分を抑圧して受信信号の品質を向上させる。【解決手段】ウェイト生成部１３はチャンネル分割部５により分割された複数の周波数チャンネル毎の信号に基づいて、送信信号毎に回り込み成分を打ち消すためのウェイト値を算出する。放送波中継装置はチャンネル再配置部７において送信チャンネルが割り当てられた送信信号を遅延回路１１によりそれぞれ遅延させ、遅延された送信信号それぞれに対して上記ウェイト値をかけて回り込み成分を生成する。この生成された送信信号毎の回り込み成分は、第２のチャンネル合成部１４により合成されたのち、Ｄ／Ａ変換器１５を介してアナログ変換されて減算器２に供給される。減算器２はダウンコンバータ１によりＩＦ帯に変換された受信信号から回り込み成分を打ち消して可変利得増幅器３に入力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の周波数チャンネルを受信チャンネルと送信チャンネルとにそれぞれ割り当ててＭＦＮ（Multi-Frequency Network）を構成し、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、
前記分割された前記複数の周波数チャンネルのうち受信チャンネルの信号をそれぞれ補償して送信信号を生成する補償手段と、
前記生成された送信信号に対して送信チャンネルをそれぞれ割り当てるチャンネル割当手段と、
前記チャンネル割当手段により送信チャンネルが割り当てられた送信信号を合成する合成手段と、
前記合成された送信信号を送信する送信アンテナと、
前記分割手段により分割された前記複数の周波数チャンネルの信号に基づいて、前記送信信号毎に回り込み成分を打ち消すためのウェイト値を算出するウェイト算出手段と、
前記送信チャンネルが割り当てられた送信信号それぞれに対して前記算出されたウェイト値をかけて回り込み成分を生成する生成手段と、
前記利得制御手段に入力される受信信号から前記生成手段により生成された回り込み成分を減算する減算手段と
を具備することを特徴とする放送波中継装置。
【請求項２】
前記減算手段は、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯において、前記利得制御手段に入力される受信信号から前記生成手段により生成された回り込み成分を減算することを特徴とする請求項１記載の放送波中継装置。
【請求項３】
前記減算手段は、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）帯において、前記前記利得制御手段に入力される受信信号から前記生成手段により生成された回り込み成分を減算することを特徴とする請求項１記載の放送波中継装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記送信チャンネルが割り当てられた送信信号をそれぞれ遅延させる遅延手段をさらに備え、前記遅延手段により遅延された送信信号それぞれに対して前記算出されたウェイト値をかけて回り込み成分を生成することを特徴とする請求項１記載の放送波中継装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記遅延手段に対して前記送信チャンネルが割り当てられた送信信号をそれぞれ遅延させる遅延量を制御することを特徴とする請求項４記載の放送波中継装置。
【請求項６】
ウェイト算出手段は、前記分割された複数の周波数チャンネルの信号に基づいて、前記送信信号の回り込み成分が閾値以下となるように前記ウェイト値を算出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】
本発明は、ＭＳＮ（Multi-Frequency Network）における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、デジタル放送波の中継は、中継装置において受信デジタル信号を復調し、ビット判定を行い、再び変調して送信するような再生中継あるいは非再生中継で行われている。ＯＦＤＭデジタル信号の中継においては、例えば、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。 
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、チャンネル毎に中継装置が存在していた。そのため、従来、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。
【０００３】
なお、ＳＦＮ（Single Frequency Network）において、回り込みキャンセラを用いることで送信信号の受信側への回り込み成分の影響を抑え発振が生じないように抑制する手法が提案されている（例えば、特許文献１又は２を参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２９８５４８公報
【特許文献２】特開２００５−０９４５００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の複数チャンネルを一括処理する中継装置においては、ＭＦＮ（Multi-Frequency Network）で受信と送信で周波数が異なり、送信周波数が受信帯域内にある場合には、フィルタ等で抑えることができないため、送信信号による受信側への回り込み波を抑圧することが困難であった。この回り込み成分によって、本来受信すべき受信信号のＣ／Ｎ比を劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
本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、ＭＦＮによるマルチチャンネルの放送波中継において、送信信号による受信側への回り込み成分を抑圧して受信信号の品質を向上させることが可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係わる放送波中継装置は、互いに異なる複数の周波数チャンネルを受信チャンネルと送信チャンネルとにそれぞれ割り当ててＭＦＮを構成し、ＯＦＤＭ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、前記分割された前記複数の周波数チャンネルのうち受信チャンネルの信号をそれぞれ補償して送信信号を生成する補償手段と、前記生成された送信信号に対して送信チャンネルをそれぞれ割り当てるチャンネル割当手段と、前記チャンネル割当手段により送信チャンネルが割り当てられた送信信号を合成する合成手段と、前記合成された送信信号を送信する送信アンテナと、前記分割手段により分割された前記複数の周波数チャンネルの信号に基づいて、前記送信信号毎に回り込み成分を打ち消すためのウェイト値を算出するウェイト算出手段と、前記送信チャンネルが割り当てられた送信信号それぞれに対して前記算出されたウェイト値をかけて回り込み成分を生成する生成手段と、前記利得制御手段に入力される受信信号から前記生成手段により生成された回り込み成分を減算する減算手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
上記構成による放送波中継装置では、複数のチャンネルを一括処理して再送信を行うが、その際、ＭＦＮ局で問題となる受信時の空きチャンネルを送信チャンネルとして使用した場合での送信信号の受信側への回り込み成分を作成し、作成された回り込み成分を受信信号から差し引くことで、アナログ／デジタル変換器が飽和したり、所望受信信号のＣ／Ｎ比が可変利得増幅器で劣化したりすることを防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
したがって本発明によれば、ＭＦＮによるマルチチャンネルの放送波中継において、送信信号による受信側への回り込み成分を抑圧して受信信号の品質を向上させることが可能な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】
【０００９】
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。  
（第１の実施形態）  
図１は本発明の第１の実施形態に係る放送波中継装置の構成を示すブロック図である。  
図１において、この放送波中継装置は、受信アンテナ２０と、ローノイズアンプ２１と、ダウンコンバータ１と、減算器２と、可変利得増幅器３と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４と、チャンネル分割部５と、補償回路６と、チャンネル再配置部７と、第１のチャンネル合成部８と、第１のデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器９と、第１のアップコンバータ１０と、パワーアンプ２２と、送信アンテナ２３とを備える。さらに、この放送波中継装置は、遅延回路１１（１１−１，１１−２）と、ウェイト合成部１２（１２−１，１２−２）と、ウェイト生成部１３と、第２のチャンネル合成部１４と、第２のＤ／Ａ変換器１５とを備える。なお、遅延回路１１及びウェイト合成部１２は送信チャンネルの数に応じて同数設けられる。
【００１０】
放送波中継装置は、複数の周波数チャンネルを受信チャンネルと送信チャンネルとにそれぞれ割り当ててＭＦＮを構成し、ＯＦＤＭによるデジタル放送波の中継送信を行う。受信アンテナ２０で受信されたＯＦＤＭ方式のＲＦ信号は、ローノイズアンプ２１を介したのち、ダウンコンバータ１により受信ＩＦ信号に周波数変換される。そして、この受信ＩＦ信号は、減算器２において、受信信号の空きチャンネルを用いて送信される送信信号のうち、受信アンテナ側に回りこんでくる信号（回り込み成分）が抑圧される。回り込み成分の抑圧についての詳細は後述する。
【００１１】
回り込み成分が抑圧された受信信号は、可変利得増幅器３により信号レベルが調整されたのち、Ａ／Ｄ変換器４によりデジタルベースバンド信号に変換され、チャンネル分割部５に供給される。チャンネル分割部５は、このデジタルベースバンド信号を複数の周波数チャンネル毎の信号にそれぞれ分割する。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。
【００１２】
周波数チャンネル毎に分割された信号は、それぞれ補償回路６（６−１〜６−N）に入力される。補償回路６は、中継局からの送信信号としての品質を確保するために、複数の周波数チャンネルのうち受信チャンネルの信号をそれぞれ補償して送信信号を生成する。例えば、補償回路６では、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（Carrier to Noise Ratio）リセット等の処理を施して受信信号のＣ／Ｎ比を改善する。
【００１３】
チャンネル再配置部７は、補償回路６から出力される各送信信号に対して送信チャンネルを割り当てる。受信周波数と送信周波数が同じＳＦＮ局の場合には、同じ周波数で送信するようにチャンネルを配置する。一方、受信信号と送信信号で異なる周波数を用いるＭＦＮ局の場合には、所定の送信周波数となるように送信チャンネルを配置する。
【００１４】
第１のチャンネル合成部８は、周波数チャンネル毎に分割された信号を後段で一括処理できるように複数チャンネル分の送信信号を合成する。第１のデジタル／アナログ変換器９は、第１のチャンネル合成部８により合成された信号を一括してアナログ信号に変換して第１のアップコンバータ１０に供給する。第１のアップコンバータ１０は、このＩＦ帯のアナログ信号をＲＦ信号に周波数変換する。そして、ＲＦ信号は、パワーアンプ２２により電力増幅されたのち送信アンテナ２３から再送信される。
【００１５】
ところで、上記チャンネル再配置部７において、送信チャンネル（ここでは、２つのチャンネル）に割り当てられた送信信号が遅延回路１１にそれぞれ入力される。各遅延回路１１において、上記送信信号はそれぞれ遅延されたのち、ウェイト合成部１２においてウェイト生成部１３から供給される複素ウェイト値（振幅と位相）がかけられる。
【００１６】
ウェイト生成部１３は、送信チャンネルが割り当てられた各送信信号をそれぞれ遅延させる遅延量を表す制御信号を遅延回路１１に供給する。また、ウェイト生成部１３は、チャンネル分割部５により分割された複数の周波数チャンネルの信号に基づいて、送信信号毎に回り込み成分を打ち消すためのウェイト値を算出して、ウェイト値を表す制御信号をウェイト合成部１２に供給する。例えば、複数の周波数チャンネルのうち送信チャンネルに使われる信号を入力とし、これらの信号レベルが所定の閾値以下となるように遅延回路１１及びウェイト合成部１２を制御する。
【００１７】
第２のチャンネル合成部１４は、ウェイト合成部１２によりそれぞれウェイトがかけられた送信信号を合成して、第２のデジタル／アナログ変換器１５に入力する。第２のデジタル／アナログ変換器１５は、入力された合成信号をアナログ変換して、送信信号による受信側への回り込み成分として減算器２に供給する。減算器２は、ダウンコンバータ１によりＩＦ帯に周波数変換された受信信号から上記供給された回り込み成分を減算して可変利得増幅器３に入力する。
【００１８】
図２に、上記図１に示した放送波中継装置の原理を模式的に示す。図２（ａ）は連続する４チャンネルのうち２チャンネルに受信波が存在している様子を示している。図２（ｂ）は送信波のチャンネル位置を示している。ここでは、＃Ａと＃Ｂは、受信チャンネルと送信チャンネルが異なり、かつ、いずれも＃Ａと＃Ｂの受信チャンネルの間の空きチャンネルを送信チャンネルとして用いる。このような場合、受信アンテナにおける各チャンネルの受信電力は、例えば図２（ｃ）に示すように送信信号の回り込み波が大きく影響してしまう。
【００１９】
図２（ｃ）に示す受信状態で、そのまま中継処理を行った場合、可変利得増幅器３ではアナログ／デジタル変換器４への入力電力（つまり全チャンネル電力の合成和）が一定になるように制御を行うため、入力電力の大きい送信信号の回り込み成分を基準に利得の調整が行われる。これにより、本来信号処理を行うべき各チャンネルの受信信号がつぶれてＣ／Ｎ比が劣化してしまう。そのため、上記第１の実施形態に係わる放送波中継装置においては、図２（ｄ）に示すように送信信号による受信側への回り込み成分が各受信チャンネル信号のＣ／Ｎ比の劣化に影響を与えない値まで抑圧することが可能となる。  
なお、図２で用いられているチャンネル配置、数値などはあくまでも原理を説明するために用いている数値であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
以上述べたように、上記第１の実施形態の放送波中継装置は、ウェイト生成部１３は、チャンネル分割部５により分割された複数の周波数チャンネル毎の信号に基づいて、送信信号毎に回り込み成分を打ち消すためのウェイト値を算出する。放送波中継装置は、チャンネル再配置部７において送信チャンネルが割り当てられた送信信号を遅延回路１１によりそれぞれ遅延させ、遅延された送信信号それぞれに対して上記算出されたウェイト値をかけて回り込み成分を生成する。この生成された送信信号毎の回り込み成分は、第２のチャンネル合成部１４により合成されたのち、Ｄ／Ａ変換器１５を介してアナログ変換されて減算器２に供給される。減算器２は、ダウンコンバータ１によりＩＦ帯に周波数変換された受信信号から回り込み成分を打ち消して可変利得増幅器３に入力するようにしている。
【００２１】
つまり、上記構成によれば、複数のチャンネルを一括処理して再送信を行うが、その際、ＭＦＮ局で問題となる受信時の空きチャンネルを送信チャンネルとして使用した場合での送信信号の受信側への回り込み成分を作成し、作成された回り込み成分を受信信号から差し引くことで、アナログ／デジタル変換器が飽和したり、所望受信信号のＣ／Ｎ比が可変利得増幅器３で劣化したりすることを防ぐことができる。
【００２２】
また、減算器２において受信信号から回り込み成分を差し引いて抑圧する際、ＳＦＮ局のように完全に回り込み波を抑圧する必要はない。すなわち、受信チャンネルの信号が十分なＣ／Ｎ比を確保できれば良いので、回り込み成分が所定の閾値以下となればよく、複雑な制御の必要がない。加えて、デジタル部で回り込み成分を作成し、第２のＤ／Ａ変換器１５でアナログ信号に変換しているので、少ない部品点数の追加のみで効率良くＭＦＮ局における回り込み成分を抑圧することができる。したがって、上記第１の実施形態によれば、複数チャンネルを一括処理するＭＦＮ局においても問題となる送信信号による回り込み成分を効率的に抑圧することが可能となる。
【００２３】
（第２の実施形態）  
図３は、本発明の第２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。図３において、上記図１に示した第１の実施形態に係わる中継局送信装置との違いは、減算器２をダウンコンバータ１の手前に配置したことと、それに伴い第２のアップコンバータ１６が追加されている点である。なお、同図において、上記図１と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００２４】
上述した第１の実施形態に係わる放送波中継装置では、回り込み成分の減算処理をダウンコンバータ１から出力されるＩＦ帯の受信信号に対して行うように構成した。これに対し、第２の実施形態に係わる放送波中継装置では、減算器２をダウンコンバータ１の手前に配置することにより、回り込み成分の減算処理をＲＦ帯の受信信号に対して行う。このように構成することで、ダウンコンバータ１における相互変調歪特性などの影響を軽減することができる。一方、第２のアップコンバータ１６が追加されているが、ここでは装置の動作として、送信チャンネルの信号による回り込み成分が受信チャンネルの信号に影響を与えない程度に抑圧できれば十分であるので、特に精度の高い周波数変換器である必要はなく、実質的にこの第２のアップコンバータ１６の追加によるコストアップは小さい。
【００２５】
なお、本発明は、上記各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、上記各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、各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】
【００２６】
【図１】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。
【図２】図１に示す放送波中継装置の原理を模式的に示した図。
【図３】本発明の第２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。
【符号の説明】
【００２７】
１…ダウンコンバータ、２…ミキサ、３…可変利得増幅器、４…アナログ／デジタル変換器、５…チャンネル分割部、６（６−１〜６−Ｎ）…補償回路、７…チャンネル再配置部、８…第１のチャンネル合成部、９…第１のデジタル／アナログ変換器、１０…第１のアップコンバータ、１１（１１−１、１１−２）…遅延回路、１２（１２−１、１２−２）…ウェイト合成部、１３…ウェイト生成部、１４…合成部、１５…第２のデジタル／アナログ変換器、１６…第２のアップコンバータ、２０…受信アンテナ、２１…ローノイズアンプ、２２…パワーアンプ、２３…送信アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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