(57)【要約】【目的】本発明は防災無線等の狭帯域信号の伝送においてもＳＦＮを実現することを目的とするものである。【構成】本発明にかかる無線中継装置は、第１のアンテナから受信された受信信号を第２のアンテナから送信する無線中継装置において、第１のアンテナから取り込まれた信号を、希望狭帯域信号系統と推定用信号系統に分配し、推定用信号系統におけるＦＩＲフィルタの構成を希望狭帯域信号系統で使用することにより回り込み波を消去することを備えることを特徴とする無線中継装置。 【選択図】図４
2008199551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナから受信された受信信号を第２のアンテナから送信する無線中継装置において、
前記第１のアンテナから取り込まれた信号を２系統に分配する分配部と、
希望狭帯域信号の回り込み信号を消去することを目的とする前記分配部の第１の出力に接続された希望狭帯域信号系統と、
推定用信号を用いた伝送路の推定と、希望狭帯域信号と推定用信号が重畳された信号の回り込み信号の消去、あるいは推定用信号の回り込み信号の消去を目的とする前記分配部の第２の出力に接続された推定用信号系統と、
前記希望狭帯域信号系統の出力と前記推定用信号系統の出力を重畳して第２のアンテナに流す信号合流部と、
を備えることを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
前記希望狭帯域信号系統は、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号のみを通過させるくし型受信バンドパスフィルタ部と、
前記くし型受信バンドパスフィルタの出力信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータ部と、
希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成する第１のＦＩＲフィルタ部と、
前記第１のＦＩＲフィルタ部で生成された希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を、前記第１のＡ／Ｄコンバータ部の出力信号に加算する第１の加算部と、
前記第１の加算部の出力信号をアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバータ部と、
前記第１のＤ／Ａコンバータ部の出力信号を送信するためのくし型送信バンドパスフィルタ部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記推定用信号系統は、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号、および推定用信号の回り込み信号を通過させる広帯域受信バンドパスフィルタ部と、
前記広帯域受信バンドパスフィルタの出力信号に、推定用信号を重畳する推定用信号重畳部と、
前記推定用信号重畳部の出力信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータ部と、
前記第２のＡ／Ｄコンバータによって生成された信号を元に回り込み推定を行う回り込み推定部と、
前記希望狭帯域信号と前記推定用信号が重畳された信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成する第２のＦＩＲフィルタ部と、
前記第２のＦＩＲフィルタ部で生成された前記希望狭帯域信号と前記推定用信号が重畳された信号の回り込み信号と逆位相の信号を、前記第２のＡ／Ｄコンバータ部の出力信号に加算する第２の加算部と、
前記第２の加算部の出力信号をアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータ部と、
前記第２のＤ／Ａコンバータ部の出力信号を送信するための、広帯域送信バンドパスフィルタ部と、
前記広帯域送信バンドパスフィルタ部の出力を抑制するアッテネータ部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記推定用信号系統は、前記推定用信号重畳部を持たず、受信機内の信号経路において自から生じる熱雑音を推定用信号として利用することを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記回り込み推定部は、前記第２の加算部の出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、希望狭帯域信号のスペクトルを消去するキャリアシェービング部と、
キャリアシェービング部の演算結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記第１のＦＩＲフィルタ部および前記第２のＦＩＲフィルタ部で用いるフィルタタップ係数を更新するタップ更新演算部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記回り込み推定部は、通過帯域特性中に希望狭帯域信号のスペクトルを逆数化したノッチを有するノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部と、
該ノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部の演算結果の自己相関を演算する自己相関部と、
前記第１のＦＩＲフィルタ部および前記第２のＦＩＲフィルタ部で用いるフィルタタップ係数を更新するタップ更新演算部と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線中継装置。
【請求項７】
前記推定用信号系統は、前記キャリアシェービング部あるいは前記ノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部の代わりに、前記広帯域受信バンドパスフィルタの通過帯域に希望狭帯域信号を消去するノッチ特性を持たせたアナログ処理のノッチ型受信バンドパスフィルタ部と、希望狭帯域信号の占有周波数帯域内の推定用信号の送信を抑制する前記ノッチ型受信バンドパスフィルタ部と同様のノッチ型送信バンドパスフィルタ部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受信した希望波を増幅して中継する無線中継方法およびその装置に関し、特に狭帯域信号システムにおいて同一周波数中継を実現する無線中継方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
限られた周波数資源を有効に利用するため、例えば地上デジタルテレビ放送では、中継局も親局と同じ周波数で放送する単一周波数ネットワーク
（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ ：ＳＦＮ）が使用されている。しかしＳＦＮにおいては、中継局の送信アンテナから発射された電波が親局波を受信するアンテナに回り込み、信号の劣化や最悪の場合には発振を引き起こす恐れがあり、この回り込み対策が重要な課題となっており、回り込みキャンセラが開発されている。
【０００３】
前記回り込み対策としては一般に、回り込み波によって発生する周波数特性、もしくは時系列上の信号の乱れを観測し、トランスバーサルフィルタ（ＦＩＲフィルタ）を用いて回り込み波の逆位相信号を生成し、該逆位相信号を受信信号に加算することで回り込み波を打ち消す手法が実施されている。
【０００４】
使用信号の周波数帯域が広帯域である場合の周波数特性を観測する手法の一実施例として、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に示されている従来の回り込みキャンセラを図１に示す。図１は、基地局からの信号を受信し、同一周波数で再送信する同一周波数中継装置のブロック図であり、広帯域な直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：ＯＦＤＭ）信号を扱う地上デジタルテレビ放送に使用されており、また、符号分割多元接続（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）セルラーシステムにも適用可能である。
【０００５】
図１に示す中継装置は、基地局からの信号を受信アンテナ１０１で受信し、送信アンテナ１１３から再送信した信号が再び受信アンテナ１０１に到達することで発生してしまう回り込み波を、回り込みキャンセラの構成要素である１０３、１０５、１０７、１０９、１１１によって消去する。受信信号をＦＦＴ１０３により周波数領域のデータに変換し、マルチパスなどの影響を持った伝送路特性を推定し、逆フーリエ変換装置１０５によって時間領域のインパルス応答値に変換し、タップ係数更新部１０７によってインパルス応答値を用いてタップ係数値を計算し、それをＦＩＲフィルタ１０９のタップ係数として設定し、受信信号をこのＦＩＲフィルタに入力することで回り込み波の逆位相信号を生成し、加算部１１１にて受信信号から回り込み信号のみを消去するというものである。
【０００６】
また、回り込みによる受信信号の時系列上の乱れを観測する手法の一例が、非特許文献１に示されている。これはＣＤＭＡセルラーシステムにおいて使用されている。
【０００７】
以上示したいずれの従来例も、対象信号が広帯域であることを利用したものである。
【０００８】
前述のように、受信信号が広帯域であることを利用した回り込み消去方式は、地上デジタルテレビ放送や、ＣＤＭＡセルラーシステムなどにおいて限定的に使用されていたのであるが、通信システムとして、防災行政無線など、より一般的な狭帯域信号を扱うシステムにおいても、周波数有効利用のためにＳＦＮを実現することへの要望が高まっている。
【０００９】
広帯域信号の場合、回り込み波の特性は図２に示すように、リプル波形のスペクトルとなって現れるため、周波数領域での処理により、そのリプル波形から回り込み伝搬路の特性を推定することが出来た。しかるに希望波の帯域幅が数十ｋＨｚ程度しかないような狭帯域信号の場合は、白色雑音のように帯域を広く要する信号は含まれないため、回り込み伝搬路の特性を示すリプル波形が十分に得られず、回り込み波の推定は不可能であった。
【００１０】
また、狭帯域信号において回り込み波の推定が困難であった別の理由としては、広帯域信号の場合、回り込み波の特性は、図３に示すように相関処理において回り込み波の遅延時間に一致した時刻にインパルスとなって現れ、そのインパルスから回り込み伝搬路の特性を推定することが出来たが、希望波の帯域幅が数十ｋＨｚ程度の狭帯域信号の場合は、急峻な相関波形を得られないということもあった。
【００１１】
そこで、狭帯域信号を希望波とするシステムでありながらＳＦＮを実現するための手段として、受信アンテナから取り込まれた希望狭帯域信号に、回り込み推定用のスペクトルが平坦で広帯域な推定用信号を重畳し、希望狭帯域信号と推定用信号を同時に送信アンテナから再送信して受信アンテナに回り込ませ、回り込み推定部においては希望狭帯域信号を消去し回り込み伝送路推定を行い、回り込み信号の逆位相信号を生成するＦＩＲフィルタを形成し、ＦＩＲフィルタで生成された回り込み信号の逆位相信号を受信信号に加算し、回り込み信号を消去するという方式が考案された。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２８５６２号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１２９５号公報
【特許文献３】特開２００２−２９０３７０号公報
【特許文献４】特開２００４−８０６６８号公報
【特許文献５】特開２００５−０８６３７７号公報
【非特許文献１】前山利幸、井上隆：“回りこみ干渉抑圧機能を搭載したＣＤＭＡセルラ用リピータの開発”、電子情報通信学会論文誌Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｂ  Ｎｏ．９  ｐｐ．１１９４−１２０２  ２００４年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかるに、回り込み推定用に広帯域信号を別途用いる手段による回り込みキャンセラでは、回り込み信号が極めて大きい場合、つまり、希望波電力対非希望波電力比（Ｄｅｓｉｒｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：Ｄ／Ｕ）が低い場合は、希望の狭帯域信号に対して大きなパワーを持った広帯域な回り込み信号を受信することになるため、Ａ／Ｄ変換器１１７における狭帯域信号の信号電力対雑音電力比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ：Ｓ／Ｎ）が低下し、性能が劣化するという欠点があった。
【００１４】
本発明はこれら狭帯域信号扱う際に生じる課題を解決し、防災無線等においてもＳＦＮを高精度で実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線中継装置は、第１のアンテナから受信された受信信号を第２のアンテナから送信する無線中継装置において、前記第１のアンテナから取り込まれた信号を２系統に分配する分配部と、希望狭帯域信号の回り込み信号を消去することを目的とする前記分配部の第１の出力に接続された希望狭帯域信号系統と、推定用信号を用いた伝送路の推定と、希望狭帯域信号と推定用信号が重畳された信号の回り込み信号の消去、あるいは推定用信号の回り込み信号の消去を目的とする前記分配部の第２の出力に接続された推定用信号系統と、前記希望狭帯域信号系統の出力と前記推定用信号系統の出力を重畳して第２のアンテナに流す信号合流部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【００１６】
また本発明にかかる前記希望狭帯域信号系統は、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号のみを通過させるくし型受信バンドパスフィルタ部と、前記くし型受信バンドパスフィルタの出力信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータ部と、希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成する第１のＦＩＲフィルタ部と、前記第１のＦＩＲフィルタ部で生成された希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を、前記第１のＡ／Ｄコンバータ部の出力信号に加算する第１の加算部と、前記第１の加算部の出力信号をアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバータ部と、前記第１のＤ／Ａコンバータ部の出力信号を送信するためのくし型送信バンドパスフィルタ部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【００１７】
また本発明にかかる前記推定用信号系統は、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号、および推定用信号の回り込み信号を通過させる広帯域受信バンドパスフィルタ部と、前記広帯域受信バンドパスフィルタの出力信号に、推定用信号を重畳する推定用信号重畳部と、前記推定用信号重畳部の出力信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータ部と、前記第２のＡ／Ｄコンバータによって生成された信号を元に回り込み推定を行う回り込み推定部と、前記希望狭帯域信号と前記推定用信号が重畳された信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成する第２のＦＩＲフィルタ部と、前記第２のＦＩＲフィルタ部で生成された前記希望狭帯域信号と前記推定用信号が重畳された信号の回り込み信号と逆位相の信号を、前記第２のＡ／Ｄコンバータ部の出力信号に加算する第２の加算部と、前記第２の加算部の出力信号をアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータ部と、前記第２のＤ／Ａコンバータ部の出力信号を送信するための、広帯域送信バンドパスフィルタ部と、前記広帯域送信バンドパスフィルタ部の出力を抑制するアッテネータ部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【００１８】
また本発明にかかる前記推定用信号系統は、前記推定用信号重畳部を持たず、受信機内の信号経路において自から生じる熱雑音を推定用信号として利用することを特徴とする無線中継装置とする。
【００１９】
また本発明にかかる前記回り込み推定部は、前記第２の加算部の出力信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、希望狭帯域信号のスペクトルを消去するキャリアシェービング部と、キャリアシェービング部の演算結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、前記第１のＦＩＲフィルタ部および前記第２のＦＩＲフィルタ部で用いるフィルタタップ係数を更新するタップ更新演算部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【００２０】
また本発明にかかる前記回り込み推定部は、通過帯域特性中に希望狭帯域信号のスペクトルを逆数化したノッチを有するノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部と、該ノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部の演算結果の自己相関を演算する自己相関部と、前記第１のＦＩＲフィルタ部および前記第２のＦＩＲフィルタ部で用いるフィルタタップ係数を更新するタップ更新演算部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【００２１】
また本発明にかかる前記推定用信号系統は、前記キャリアシェービング部あるいは前記ノッチ型デジタルバンドパスフィルタ部の代わりに、前記広帯域受信バンドパスフィルタの通過帯域に希望狭帯域信号を消去するノッチ特性を持たせたアナログ処理のノッチ型受信バンドパスフィルタ部と、希望狭帯域信号の占有周波数帯域内の推定用信号の送信を抑制する前記ノッチ型受信バンドパスフィルタ部と同様のノッチ型送信バンドパスフィルタ部と、を備えることを特徴とする無線中継装置とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１及至請求項６によれば、伝送路が低Ｄ／Ｕであっても、希望狭帯域信号系統において、希望狭帯域信号のみでＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジを最大に扱うので、希望狭帯域信号のＳ／Ｎの劣化を抑制することが可能となる。
【００２３】
また推定用信号系統では、希望狭帯域信号系統の増幅度に関係なく、推定用信号の送信電力を必要最低限に抑制することが可能となる。
【００２４】
請求項７によれば、推定用信号系統において、希望狭帯域信号と分離された推定用信号を用いて回り込み推定を行い、なおかつ希望狭帯域信号の占有周波数帯域内における推定用信号の送信を抑制するため希望狭帯域信号のＳ／Ｎ劣化をさらに抑制することが可能となる。
【実施例１】
【００２５】
本発明の第１の実施例について図４を参照し説明する。本実施例は、推定用信号系統において白色性広帯域雑音と白色性広帯域雑音の回り込み信号からなるスペクトルを時間平均し、さらに逆フーリエ変換すれば、伝送路のインパルス応答によって、回り込み特性を表現できることを利用したものである。
【００２６】
送信局から到達した希望狭帯域信号は受信アンテナ４０１にて受信され、分配器４０３にて２系統に分配される。２系統とは、一方が希望狭帯域信号系統であり、もう一方は推定用信号系統である。
【００２７】
まず希望狭帯域信号系統について説明する。最初に希望狭帯域信号系統の入力部において、希望狭帯域信号の占有周波数帯域幅に一致した通過帯域を有するくし型受信ＢＰＦ４０５にて帯域制限を行うことにより、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号のみを４０５以降に通過させる。入力された希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号はＡ／Ｄコンバータ４０９にてサンプリングされる。
【００２８】
なお、防災無線などの場合、該希望狭帯域信号は送信局があらかじめ決められた周波数で送信しているものであるから、上記くし型受信ＢＰＦ４０５は該希望狭帯域信号の中心周波数と占有帯域幅といった既知の情報をもとに設計される。希望狭帯域信号が複数ある場合は４０５の図の波形のようにくし型の通過帯域を有するものとなる。
【００２９】
この際、従来のように希望狭帯域信号系統と推定用信号系統とに分割せずに希望狭帯域信号と推定用信号を同時に扱う場合、スペクトルが広帯域な推定用信号もＡ／Ｄコンバータ４０９にてサンプリングすることになるため、回り込み伝送路の状況が低Ｄ／Ｕである場合、希望狭帯域信号のみで４０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来なかったが、本発明のように希望狭帯域信号と推定用信号を分割したことにより、希望狭帯域信号を４０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来るようになり、信号劣化を抑えることが可能となった。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ４０９にてサンプリングされた希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号は、ＦＩＲフィルタ４１３において生成される回り込み信号と逆位相の信号と加算器４０７で加算され、希望狭帯域信号の回り込み信号が消去される。
【００３１】
加算器４０７で回り込み信号が消去された希望狭帯域信号は、Ｄ／Ａコンバータ４２１にてアナログ信号に戻され、くし型受信ＢＰＦ４０５と同様の通過帯域を有するくし型送信ＢＰＦ４２５にて改めて狭帯域信号に成形され、増幅器４２９にて増幅され、合流器４３３にて推定用信号と重畳され、送信アンテナ４３５から送信される。
【００３２】
次に推定用信号系統について説明する。最初に推定用信号系統の入力部において、複数の希望狭帯域信号の占有周波数帯域を含み、かつ、希望狭帯域信号の帯域幅より広い通過帯域を有する広帯域受信ＢＰＦ４４５によって、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号、および推定用信号の回り込み信号を４４５以降に通過させる。例えば一例として、防災無線では、希望狭帯域信号の帯域幅が２５ｋＨｚ程度で、送信チャネルおよび受信チャネルに割り当てられている帯域幅が６ＭＨｚなので、４４５の通過帯域幅は６ＭＨｚ程度に設定する。
【００３３】
広帯域受信ＢＰＦ４４５によってバンドパス処理された信号に、推定用信号重畳部４３７にて推定用信号を重畳する。推定用信号とはスペクトルが平坦で広帯域な信号すなわち白色性広帯域雑音のことであり、擬似的に作成した乱数系列でも良いが、受信機が本来持っている熱雑音を利用するほうが白色性が高いので好ましい。なお、推定用信号重畳部４３７は省略し受信機内の信号経路において自から生じる熱雑音をそのまま推定用信号として利用しても良い。白色性広帯域雑音が重畳された信号はＡ／Ｄコンバータ４１１にてサンプリングされる。
【００３４】
全体としては、狭帯域信号を希望波とする伝送システムではあるが、希望狭帯域信号と同時に推定用信号系統で重畳された白色性広帯域雑音も送信アンテナ４３５から送信し、送信局からの希望狭帯域信号と共に、前記希望狭帯域信号と白色性広帯域雑音が重畳された信号の回り込み波も受信アンテナ４０１で受信する。白色性広帯域雑音は、回り込み波が存在しない時は、４１１において平坦な周波数特性をもつが、回り込み波が存在すると周波数特性にリプルが生じる。このリプルを用いて回り込み伝送路の推定を精度良く行う。
【００３５】
Ａ／Ｄコンバータ４１１でサンプリングされた信号を元にＦＦＴ４３９でスペクトルを観測するが、回り込み信号によるリプルと希望狭帯域信号が混在しているため、そのままでは回り込み推定を精度良く行うことが出来ない。そこで、４３９で観測されたスペクトルについて、キャリアシェービング４４１にて希望狭帯域信号の大きなピークを示す周波数帯を抑圧することにより、白色性広帯域雑音および白色性広帯域雑音の回り込み信号によるリプルのみの信号に変形させ、さらに逆フーリエ変換器４４３にて時間信号に戻すことで伝送路のインパルス応答を求める。ここで、キャリアシェービング４４１の前段階の信号、あるいはキャリアシェービング４４１にてリプルのみのスペクトルに変形した信号を時間平均しても良い。時間平均によって伝送路のインパルス応答を精度良く推定できる。
【００３６】
なお、防災無線などの場合、該希望狭帯域信号は送信局があらかじめ決められた周波数で送信しているので、上記キャリアシェービング４４１は該希望狭帯域信号の中心周波数と占有帯域幅といった既知の情報をもとに抑圧する周波数帯が決定される。
【００３７】
逆フーリエ変換器４４３にて求められたインパルス応答からタップ係数更新部４１７にてＦＩＲ４１５のタップ係数を更新し、ＦＩＲ４１５にて、希望狭帯域信号と推定用信号の回り込み信号の逆位相信号を生成し、加算器４１９にてＡ／Ｄコンバータ４１１でサンプリングされた受信信号に加算し、希望狭帯域信号と推定用信号の回り込み信号を消去する。
【００３８】
また、タップ係数更新部４１７はＦＩＲ４１５のみならず、前記希望狭帯域信号系統のＦＩＲ４１３にも更新されたタップ係数を供給する。伝送路による遅延は希望狭帯域信号に対しても推定用信号に対するものと同様であるので、回り込み推定に不向きな狭帯域信号を扱う希望狭帯域信号系統においても４１３にて希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成できる。
【００３９】
加算器４１９で回り込み信号が消去された希望狭帯域信号と推定用信号は、Ｄ／Ａコンバータ４２３にてアナログ信号に戻され、広帯域受信ＢＰＦ４４５と同様の通過帯域を有する広帯域送信ＢＰＦ４２７にて不要な周波数成分がカットされ、合流器４３３にて希望狭帯域信号と重畳され、送信アンテナ４３５から送信される。
【００４０】
また、このとき４３３にて希望狭帯域信号と重畳される前段階においてアッテネータ４３１にて推定用信号の送信レベルを徐々に制限しても良い。希望狭帯域信号の品質を高めることが出来る。
【実施例２】
【００４１】
本発明の第２の実施例について図５を参照し説明する。本実施例は、推定用信号系統において白色性広帯域雑音と白色性広帯域雑音の回り込み信号からなる信号の自己相関値を時間平均すれば、伝送路のインパルス応答すなわち回り込み特性を表現できることを利用したものである。回り込み推定部が全て時間軸上の処理である点が実施例１との相違である。
【００４２】
送信局から到達した希望狭帯域信号は受信アンテナ５０１にて受信され、分配器５０３にて２系統に分配される。２系統とは、一方が希望狭帯域信号系統であり、もう一方は推定用信号系統である。
【００４３】
まず希望狭帯域信号系統について説明する。最初に希望狭帯域信号系統の入力部において、希望狭帯域信号の占有周波数帯域幅に一致した通過帯域を有するくし型受信ＢＰＦ５０５にて帯域制限を行うことにより、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号のみを５０５以降に通過させる。入力された希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号はＡ／Ｄコンバータ５０９にてサンプリングされる。
【００４４】
なお、防災無線などの場合、該希望狭帯域信号は送信局があらかじめ決められた周波数で送信しているので、上記くし型受信ＢＰＦ５０５は該希望狭帯域信号の中心周波数と占有帯域幅といった既知の情報をもとに設計される。希望狭帯域信号が複数ある場合は５０５の図の波形のようにくし型の通過帯域を有するものとなる。
【００４５】
この際、従来のように希望狭帯域信号系統と推定用信号系統とに分割せずに希望狭帯域信号と推定用信号を同時に扱う場合、スペクトルが広帯域な推定用信号もＡ／Ｄコンバータ５０９にてサンプリングすることになるため、回り込み伝送路の状況が低Ｄ／Ｕである場合、希望狭帯域信号のみで５０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来なかったが、本発明のように希望狭帯域信号と推定用信号を分割したことにより、希望狭帯域信号を５０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来るようになり、信号劣化を抑えることが可能となった。
【００４６】
Ａ／Ｄコンバータ５０９にてサンプリングされた希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号は、ＦＩＲフィルタ５１３において生成される回り込み信号と逆位相の信号と加算器５０７で加算され、希望狭帯域信号の回り込み信号が消去される。
【００４７】
加算器５０７で回り込み信号が消去された希望狭帯域信号は、Ｄ／Ａコンバータ５２１にてアナログ信号に戻され、くし型受信ＢＰＦ５０５と同様の通過帯域を有するくし型送信ＢＰＦ５２５にて改めて狭帯域信号に成形され、増幅器５２９にて増幅され、合流器５３３にて推定用信号と重畳され、送信アンテナ５３５から送信される。
【００４８】
次に推定用信号系統について説明する。最初に推定用信号系統の入力部において、複数の希望狭帯域信号の占有周波数帯域を含み、かつ、希望狭帯域信号の帯域幅より広い通過帯域を有する広帯域受信ＢＰＦ５４５によって、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号、および推定用信号の回り込み信号全てを５４５以降に通過させる。例えば、防災無線では、希望狭帯域信号の帯域幅が２５ｋＨｚ程度で、送信チャネルおよび受信チャネルに割り当てられている帯域幅が６ＭＨｚなので、５４５の通過帯域幅は６ＭＨｚ程度に設定する。
【００４９】
広帯域受信ＢＰＦ５４５によってバンドパス処理された信号に、推定用信号重畳部５３７にて推定用信号を重畳する。推定用信号とはスペクトルが平坦で広帯域な信号すなわち白色性広帯域雑音のことであり、擬似的に作成した乱数系列でも良いが、受信機が本来持っている熱雑音を利用するほうが白色性が高いので好ましい。なお、推定用信号重畳部５３７は省略し受信機内の信号経路において自から生じる熱雑音をそのまま推定用信号として利用しても良い。白色性広帯域雑音が重畳された信号はＡ／Ｄコンバータ５１１にてサンプリングされる。
【００５０】
全体としては、狭帯域信号を希望波とする伝送システムではあるが、希望狭帯域信号と同時に推定用信号系統で重畳された白色性広帯域雑音も送信アンテナ５３５から送信し、送信局からの希望狭帯域信号と共に、前記希望狭帯域信号と白色性広帯域雑音が重畳された信号の回り込み波も受信アンテナ５０１で受信する。白色性広帯域雑音は時間領域で相関処理を施すと、回り込み波が存在しない時は信号自身と一致するポイントで大きな値を呈する他には大きな相関値が現れないが、回り込み波が存在すると、回り込み波の遅延時間に一致した時刻にインパルスが現れる。このインパルスを用いて回り込み伝送路の推定を精度良く行う。
【００５１】
Ａ／Ｄコンバータ５１１でサンプリングされた信号を元に自己相関器５４３で自己相関演算を行うが、白色性広帯域雑音と希望狭帯域信号が混在しているため、そのままではインパルスが得られず回り込み推定を精度良く行うことが出来ない。そこで、時間領域処理によるデジタルノッチ型フィルタ５４１によって希望狭帯域信号成分を減衰させ、白色性広帯域雑音及び白色性広帯域雑音の回り込み信号によるリプルのみのスペクトルを持つ信号に変形させ、５４３により伝送路のインパルス応答を求める。ここで、５４３の出力信号を時間平均しても良い。時間平均によって伝送路のインパルス応答を精度良く推定できる。
【００５２】
なお、防災無線などの場合、該希望狭帯域信号は送信局があらかじめ決められた周波数で送信しているので、上記デジタルノッチ型フィルタ５４１は該希望狭帯域信号の中心周波数と占有帯域幅といった既知の情報をもとに設計される。
【００５３】
自己相関部５４３にて求められたインパルス応答からタップ係数更新部５１７にてＦＩＲ５１５のタップ係数を更新し、５１５にて、希望狭帯域信号と推定用信号の回り込み信号の逆位相信号を生成し、加算器５１９にてＡ／Ｄコンバータ５１１でサンプリングされた受信信号に加算し、希望狭帯域信号と推定用信号の回り込み信号を消去する。
【００５４】
また、タップ係数更新部５１７はＦＩＲ５１５のみならず、前記希望狭帯域信号系統のＦＩＲ５１３にも更新されたタップ係数を供給する。伝送路による遅延は希望狭帯域信号に対しても推定用信号に対するものと同様であるので、回り込み推定に不向きな狭帯域信号を扱う希望狭帯域信号系統においても５１３にて希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成できる。
【００５５】
加算器５１９で回り込み信号が消去された希望狭帯域信号と推定用信号は、Ｄ／Ａコンバータ５２３にてアナログ信号に戻され、広帯域受信ＢＰＦ５４５と同様の通過帯域を有する広帯域送信ＢＰＦ５２７にて不要な周波数成分がカットされ、合流器５３３にて希望狭帯域信号と重畳され、送信アンテナ５３５から送信される。
【００５６】
また、このとき５３３にて希望狭帯域信号と重畳される前段階においてアッテネータ５３１にて推定用信号の送信レベルを徐々に制限しても良い。希望狭帯域信号の品質を高めることが出来る。
【実施例３】
【００５７】
本発明の第３の実施例について図６を参照し説明する。本実施例は、推定用信号系統において白色性広帯域雑音と白色性広帯域雑音の回り込み信号からなるスペクトルを時間平均し、さらに逆フーリエ変換すれば、伝送路のインパルス応答すなわち回り込み特性を表現できることを利用したものであるが、推定用信号系統においては希望狭帯域信号をあらかじめ消去し、サンプリング時以降においては白色性広帯域雑音と白色性広帯域雑音の回り込み信号のみを扱う点が実施例１との相違である。
【００５８】
送信局から到達した希望狭帯域信号は受信アンテナ６０１にて受信され、分配器６０３にて２系統に分配される。２系統とは、一方が希望狭帯域信号系統であり、もう一方は推定用信号系統である。
【００５９】
まず希望狭帯域信号系統について説明する。最初に希望狭帯域信号系統の入力部において、希望狭帯域信号の占有周波数帯域幅に一致した通過帯域を有するくし型受信ＢＰＦ６０５にて帯域制限を行うことにより、希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号のみを６０５以降に通過させる。入力された希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回り込み信号はＡ／Ｄコンバータ６０９にてサンプリングされる。
【００６０】
なお、防災無線などの場合、該希望狭帯域信号は送信局があらかじめ決められた周波数で送信しているので、上記くし型受信ＢＰＦ６０５は該希望狭帯域信号の中心周波数と占有帯域幅といった既知の情報をもとに設計される。希望狭帯域信号が複数ある場合は６０５の図の波形のようにくし型の通過帯域を有するものとなる。
【００６１】
この際、従来のように希望狭帯域信号系統と推定用信号系統とに分割せずに希望狭帯域信号と推定用信号を同時に扱う場合、スペクトルが広帯域な推定用信号もＡ／Ｄコンバータ６０９にてサンプリングするため、回り込み伝送路の状況が低Ｄ／Ｕである場合、希望狭帯域信号のみで６０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来なかったが、本発明のように希望狭帯域信号と推定用信号を分割したことにより、希望狭帯域信号を６０９のダイナミックレンジを最大に扱うことが出来るようになり、信号劣化を抑えることが可能となった。
【００６２】
Ａ／Ｄコンバータ６０９にてサンプリングされた希望狭帯域信号と希望狭帯域信号の回りこみ信号は、ＦＩＲフィルタ６１３において生成される回り込み信号と逆位相の信号と加算器６０７で加算され、希望狭帯域信号の回り込み信号が消去される。
【００６３】
加算器６０７で回り込み信号が消去された希望狭帯域信号は、Ｄ／Ａコンバータ６２１にてアナログ信号に戻され、くし型受信ＢＰＦ６０５と同様の通過帯域を有するくし型送信ＢＰＦ６２５にて改めて狭帯域信号に成形され、増幅器６２９にて増幅され、合流器６３３にて推定用信号と重畳され、送信アンテナ６３５から送信される。
【００６４】
次に推定用信号系統について説明する。最初に推定用信号系統の入力部において、１つあるいは複数の希望狭帯域信号の占有周波数帯域を含み、かつ、希望狭帯域信号の帯域幅より広い通過帯域を有し、なおかつ希望狭帯域信号の占有周波数帯域に合致したノッチ型の阻止帯域を有するアナログ処理のノッチ型受信ＢＰＦ６４５によって、希望狭帯域信号を消去し、６０１で受信された信号のうち、推定用信号の回り込み信号のみを６４５以降に通過させる。例えば、防災無線では、希望狭帯域信号の帯域幅が２５ｋＨｚで、送信チャネルおよび受信チャネルに割り当てられている帯域幅が６ＭＨｚなので、６４５の通過帯域幅の合計は６ＭＨｚ程度に設定する。
【００６５】
ノッチ型受信ＢＰＦ６４５によってバンドパス処理された信号に、推定用信号重畳部６３７にて推定用信号を重畳する。推定用信号とはスペクトルが平坦で広帯域な信号すなわち白色性広帯域雑音のことであり、擬似的に作成した乱数系列でも良いが、受信機が本来持っている熱雑音を利用するほうが白色性が高いので好ましい。なお、推定用信号重畳部６３７は省略し受信機内の信号経路において自から生じる熱雑音をそのまま推定用信号として利用しても良い。白色性広帯域雑音が重畳された信号はＡ／Ｄコンバータ６１１にてサンプリングされる。
【００６６】
全体としては、狭帯域信号を希望波とする伝送システムではあるが、希望狭帯域信号と同時に推定用信号系統で重畳された白色性広帯域雑音も送信アンテナ６３５から送信し、送信局からの希望狭帯域信号と共に、前記希望狭帯域信号と白色性広帯域雑音が重畳された信号の回り込み波も受信アンテナ６０１で受信する。白色性広帯域雑音はスペクトルを観測すると回り込み波が存在しない時は６１１において平坦な周波数特性をもつが、回り込み波が存在すると周波数特性にリプルが生じる。このリプルを用いて回り込み伝送路の推定を精度良く行う。
【００６７】
Ａ／Ｄコンバータ６１１でサンプリングされた信号を元に、ＦＦＴ６３９にて白色性広帯域雑音および白色性広帯域雑音の回り込み信号によるリプル状のスペクトル波形を観測し、さらに逆フーリエ変換器６４３にて時間信号に戻すことで伝送路のインパルス応答を求める。ここで、６３９で得られたスペクトルを時間平均しても良い。時間平均によって伝送路のインパルス応答を精度良く生成できる。なお、ノッチ型受信ＢＰＦ６４５において既に希望狭帯域信号は消去されているため、６３９によって回り込み信号によるリプル状のスペクトル波形を直接得ることが出来る。
【００６８】
なお、ＦＦＴ６３９と逆フーリエ変換器６４３の代わりに、時間領域処理による自己相関器を用いてもよい。ノッチ型受信ＢＰＦ６４５において既に希望狭帯域信号は消去されているため、回り込み特性を反映した鋭い相関波形が得られ、伝送路のインパルス応答を求めることが出来る。
【００６９】
逆フーリエ変換器６４３にて求められたインパルス応答からタップ係数更新部６１７にてＦＩＲ６１５のタップ係数を更新し、６１５にて希望狭帯域信号と推定用信号の回り込み信号の逆位相信号を生成し、加算器６１９にてＡ／Ｄコンバータ６１１でサンプリングされた受信信号に加算し、推定用信号の回り込み信号を消去する。
【００７０】
また、タップ係数更新部６１７はＦＩＲ６１５のみならず、前記希望狭帯域信号系統のＦＩＲ６１３にも更新されたタップ係数を供給する。伝送路による遅延は希望狭帯域信号に対しても推定用信号に対するものと同様であるので、回り込み推定に不向きな狭帯域信号を扱う希望狭帯域信号系統においても６１３にて希望狭帯域信号の回り込み信号と逆位相の信号を生成できる。
【００７１】
加算器６１９で回り込み信号が消去された推定用信号は、Ｄ／Ａコンバータ６２３にてアナログ信号に戻され、ノッチ型受信ＢＰＦ６４５と同様の通過帯域を有するノッチ型送信ＢＰＦ６２７にて不要な周波数成分がカットされ、合流器６３３にて希望狭帯域信号と重畳され、送信アンテナ６３５から送信される。
【００７２】
また、このとき６３３にて希望狭帯域信号と重畳される前段階においてアッテネータ６３１にて推定用信号の送信レベルを徐々に制限しても良い。希望狭帯域信号の品質を高めることが出来る。
【００７３】
実施例１、実施例２、実施例３はそれぞれが最適な実施の形態であるが、実施例１と実施例２、もしくは実施例１と実施例３、もしくは実施例２と実施例３、もしくは実施例１と実施例２と実施例３が混在した場合についても、本発明の実施例に含める。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来の回り込みキャンセラ
【図２】回り込みによるリプル状のスペクトル波形
【図３】回り込みによるインパルス状の相関値
【図４】回り込み推定を周波数領域処理で実現した場合のシステムブロック図
【図５】回り込み推定を時間領域処理で実現した場合のシステムブロック図
【図６】推定用信号系統の入力部で希望狭帯域信号を消去する場合のシステムブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１０１…受信アンテナ、  １０３…ＦＦＴ、  １０５…逆フーリエ変換器、
１０７…タップ係数更新器、  １０９…ＦＩＲフィルタ、
１１１…加算器、  １１３…送信アンテナ、  １１５…回り込み信号、
１１７…Ａ／Ｄコンバータ、  １１９…Ｄ／Ａコンバータ、
４０１…受信アンテナ、  ４０３…分配器、
４０５…くし型受信ＢＰＦ、  ４０７…加算器、
４０９…Ａ／Ｄコンバータ、  ４１１…Ａ／Ｄコンバータ、
４１３…ＦＩＲフィルタ、  ４１５…ＦＩＲフィルタ、
４１７…タップ係数更新器、  ４１９…加算器、
４２１…Ｄ／Ａコンバータ、  ４２３…Ｄ／Ａコンバータ、
４２５…くし型送信ＢＰＦ、  ４２７…広帯域送信ＢＰＦ、
４２９…増幅器、  ４３１…アッテネータ、  ４３３…合流器、
４３５…送信アンテナ、  ４３７…推定用信号重畳加算器、
４３９…ＦＦＴ、  ４４１…キャリアシェービング器、
４４３…逆フーリエ変換器、  ４４５…広帯域受信ＢＰＦ、
５０１…受信アンテナ、  ５０３…分配器、  ５０５…くし型受信ＢＰＦ、
５０７…加算器、  ５０９…Ａ／Ｄコンバータ、
５１１…Ａ／Ｄコンバータ、  ５１３…ＦＩＲフィルタ、
５１５…ＦＩＲフィルタ、  ５１７…タップ係数更新器、
５１９…加算器、  ５２１…Ｄ／Ａコンバータ、
５２３…Ｄ／Ａコンバータ、  ５２５…くし型送信ＢＰＦ、
５２７…広帯域送信ＢＰＦ、  ５２９…増幅器、
５３１…アッテネータ、  ５３３…合流器、  ５３５…送信アンテナ、
５３７…推定用信号重畳加算器、  ５４１…ノッチ型デジタルＢＰＦ、
５４３…自己相関器、  ５４５…広帯域受信ＢＰＦ、
６０１…受信アンテナ、  ６０３…合流器、
６０５…くし型受信ＢＰＦ、６０７…加算器、
６０９…Ａ／Ｄコンバータ、  ６１１…Ａ／Ｄコンバータ、
６１３…ＦＩＲフィルタ、  ６１５…ＦＩＲフィルタ、
６１７…タップ係数更新器、  ６１９…加算器、
６２１…Ｄ／Ａコンバータ、  ６２３…Ｄ／Ａコンバータ、
６２５…くし型送信ＢＰＦ、  ６２７…ノッチ型送信ＢＰＦ、
６２９…増幅器、  ６３１…アッテネータ、  ６３３…合流器、
６３５…送信アンテナ、  ６３７…推定用信号重畳加算器、
６３９…ＦＦＴ、  ６４３…逆フーリエ変換器、
６４５…ノッチ型受信ＢＰＦ
【図１】
2008199551.tif 000003
【図２】
2008199551.tif 000004
【図３】
2008199551.tif 000005
【図４】
2008199551.tif 000006
【図５】
2008199551.tif 000007
【図６】
2008199551.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月10日(2007.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008199551.tif 000009
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008199551.tif 000010
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2008199551.tif 000011