(57)【要約】【課題】入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生する発振を回避し、厳しい伝搬環境で安定した動作を行うこと。【解決手段】中継装置１００は、過去に推定した回り込み推定結果である前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂをメモリ１０９に記憶しておくとともに、回り込み波異常判定部１１０は、前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂと今回推定された回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとの比率を異常推定の判定閾値αと比較してレベル変動の有無を判定し、瞬時的なレベル変動がない場合にはＩＦＦＴ出力を係数更新部１１１に転送し、レベル変動が所定以上大きくなる区間については、メモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力を係数更新部１１１に転送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回り込み推定結果を基に受信信号から回り込み波を除去する回り込みキャンセラと、
前記回り込み波を推定する回り込み波推定手段と、
前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果とに基づいて受信信号のレベル変動の有無を判定する判定手段と、
前記レベル変動が所定以上のときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御手段と
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較してレベル変動の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レベル変動が所定以上のときは、前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果の使用を禁止することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項４】
前記受信信号のレベル低下を検出するレベル検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記受信信号のレベル低下が検出されたときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御を行うことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【請求項５】
前記レベル検出手段は、レベル低下、瞬時的なレベル変化、又は瞬断をレベル変動として検出することを特徴とする請求項４記載の中継装置。
【請求項６】
前記レベル検出手段は、レベル低下検出時から該レベル低下復帰後所定時間を経過するまで、レベル低下検出信号を出力することを特徴とする請求項４記載の中継装置。
【請求項７】
前記回り込みキャンセラは、
受信信号から回り込み波を複製するＦＩＲフィルタと、
前記ＦＩＲフィルタの出力信号を前記受信信号から減じる減算手段と、
前記ＦＩＲフィルタの係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有し、
受信信号から回り込み波を除去して出力することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回り込みキャンセラを有する中継装置に関し、例えば、デジタル放送波中継局の送受アンテナ間での信号の回り込みによって発生するループ発振を検知する中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号からマルチパスや回り込み等の伝送路の特性を推定して回り込み波をキャンセルする回り込みキャンセラ装置がある。この回り込みキャンセラ装置を放送波中継ＳＦＮ（Single Frequency Network：単一周波数ネットワーク）用の中継放送機に適用した場合、回り込み波のレベルが大きいときに中継放送所においてループ発振が発生することがある。ループ発振は、ＯＦＤＭ信号を用いたデジタル放送又はデジタル伝送において、ＳＦＮを構成する中継局で同一周波数再送信による放送波中継を行う場合、特に問題となる。
【０００３】
回り込みキャンセラ装置は、異常な環境下における発振動作により後段のＰＡ（Power-Amplifier：電力増幅器）が破損することを防止する安全機能として、回り込みキャンセラには回り込み系のループ発振を検知する発振検知機能を搭載する。異常な信号、仕様を超える回り込み条件等で、回り込みキャンセラ装置内部のフィードバック系が発振状態に陥った際、機器の出力を直ちに停止し、ＰＡの破損や隣接チャネルへの漏洩を抑える働きをする。
【０００４】
特許文献１には、ループ発振を検知するループ発振検知回路が組み込まれた回り込みキャンセラ装置として、受信したＯＦＤＭ信号の周波数振幅特性における最大値と最小値の比が所定の値を超えた場合に発振したとして中継装置の出力を停止したり、出力レベルを減力したりする回り込みキャンセラが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、ループ発振を起こした場合は連続して大きな自己相関が得られることに着眼し、入力信号とこれを遅延させたものとの相関演算を行い、所定の値を超えた場合に発振検知する回り込みキャンセラが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１６０７９４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８５４２７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、実環境における受信信号はレベル変動が激しく、瞬時的なレベルの変化、瞬断などが存在した場合、信号レベルの変化をループ発振とみなしてしまうことや、瞬時変動による信号の乱れが回り込み波の推定誤りを大きくすることでループ発振を引き起こしてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避し、厳しい伝搬環境で安定した動作を行うことができる回り込みキャンセラを有する中継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】
【０００８】
本発明の中継装置は、回り込み推定結果を基に受信信号から回り込み波を除去する回り込みキャンセラと、前記回り込み波を推定する回り込み波推定手段と、前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果とに基づいて受信信号のレベル変動の有無を判定する判定手段と、前記レベル変動が所定以上のときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御手段とを備える構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避できるという作用を有する。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。
【００１０】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記判定手段は、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較してレベル変動の有無を判定する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、メモリに記憶した回り込み推定結果と推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較すればよいため、比較的簡単な回路構成によりレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができる。
【００１２】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記レベル変動が所定以上のときは、前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果の使用を禁止する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、レベル変動が所定以上のときは、推定された回り込み推定結果の使用を禁止することで、急激なレベル変動を確実に回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。
【００１４】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記受信信号のレベル低下を検出するレベル検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記受信信号のレベル低下が検出されたときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御を行う構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、受信信号のレベル低下後に発生する急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。
【００１６】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記レベル検出手段は、レベル低下、瞬時的なレベル変化、又は瞬断をレベル変動として検出する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。
【００１８】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記レベル検出手段は、レベル低下検出時から該レベル低下復帰後所定時間を経過するまで、レベル低下検出信号を出力する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、レベル低下検出時から該レベル低下復帰後所定時間を経過するまでをマスクすることにより、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。
【００２０】
本発明の中継装置は、上記構成において、前記回り込みキャンセラは、受信信号から回り込み波を複製するＦＩＲフィルタと、前記ＦＩＲフィルタの出力信号を前記受信信号から減じる減算手段と、前記ＦＩＲフィルタの係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有し、受信信号から回り込み波を除去して出力する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、具体的な回り込みキャンセラにおいて、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、推定誤差の大きい区間の回り込み推定結果を使用しないことにより、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、回り込みキャンセラの安定した動作を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図であり、受信アンテナ１０１において受信した親局波を送信アンテナ１２１から中継信号として送信するまでの構成を示す。
【００２５】
図１において、中継装置１００は、受信アンテナ１０１、受信変換部１０２、減算部１０３、送信変換部１０４、送信アンテナ１２１、同期部１０５、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）１０８、メモリ１０９、回り込み波異常判定部１１０、係数更新部１１１、及びＦＩＲ（Finite Impulse Response：有限インパルス応答）フィルタ１１２を備えて構成される。
【００２６】
上記減算部１０３、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２は、回り込みキャンセラ１２０を構成する。また、上記回り込みキャンセラ１２０及び回り込み波異常判定部１１０は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成される。
【００２７】
また、図示は省略するが受信変換部１０２から減算部１０３間には、ＡＧＣ（Automatic Gain Controller：自動利得制御部）及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部が設けられ、減算部１０３から送信変換部１０４間には、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部が設けられている。
【００２８】
受信アンテナ１０１は、親局波に自局からの中継信号が回り込み波として重畳した信号を受信する。
【００２９】
受信変換部１０２は、受信アンテナ出力をＬＮＡ（Low Noise Amplifier）による低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部１０２出力は、図示しないＡＧＣにより受信信号の信号レベルを一定に保つことでＡ／Ｄ変換部において信号が飽和することのないように信号レベルが制御される。
【００３０】
回り込みキャンセラ１２０は、放送波中継局（中継装置１００）の送受アンテナ（送信アンテナ１２１及び受信アンテナ１０１）間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ１２０は、Ａ／Ｄ変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器１０３、回り込み波の複製を出力するＦＩＲフィルタ１１２、ＦＩＲフィルタ１１２のフィルタ係数を決定する係数更新部１１１を有する。回り込みキャンセラ１２０により、回り込み波の複製（レプリカ）が減じられたデジタル信号は、図示しないＤ／Ａ変換部を介して送信変換部１０４に送られる。なお、減算部１０３と図示しないＤ／Ａ変換部との間に帯域通過フィルタを介在させてＯＦＤＭ信号帯域外の周波数成分による発振を防止することも可能である。
【００３１】
送信変換部１０４は、Ｄ／Ａ変換された減算部１０３の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行って中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ１２１に供給する。
【００３２】
送信アンテナ１２１は、送信変換部１０４の出力を放射する。送信アンテナ１２１により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ１０１に回り込む。
【００３３】
回り込みキャンセラ１２０の構成について詳細に説明する。
【００３４】
回り込みキャンセラ１２０内部の同期部１０５は、時間領域の信号である減算部１０３の出力の同期を取る。
【００３５】
ＦＦＴ１０６は、同期部１０５の出力を周波数領域の信号に変換する。
【００３６】
回り込み波推定部１０７は、ＦＦＴ１０６の変換結果と伝搬路周波数特性から伝搬路の回り込み波を推定する。回り込み波推定部１０７は、例えば、ＦＦＴ１０６の変換結果と理想的な伝搬路周波数特性からの誤差分であるキャンセル残差を求め、回り込みの伝達関数とＦＩＲフィルタ１１２の伝達関数との差分であるキャンセル残差が、０に収束するようにフィードバック制御が動作し、回り込みキャンセラ１２０（減算部１０５）の出力には、主波成分のみが出力されることで、伝搬路の周波数特性を推定する。
【００３７】
ＩＦＦＴ１０８は、回り込み波推定部１０７により推定された回り込み推定結果を、時間領域の信号に変換し、ＩＦＦＴ出力及び出力電力の総和Ｐｂとしてメモリ１０９及び回り込み波異常判定部１１０に出力する。
【００３８】
メモリ１０９は、前回の回り込み推定結果である前回演算したＩＦＦＴ１０８の出力及び電力の総和Ｐｂを記憶する。
【００３９】
回り込み波異常判定部１１０は、瞬時レベル変動による回り込み波推定結果の変動から回り込み波の異常を判定する。回り込み波異常判定部１１０は、回り込み波推定部１０７による回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとメモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果である前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂとを比較し、前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂと今回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとの変化率が異常推定の判定閾値αより大きければ、瞬時レベル変動などの影響を受けたものと判定し、過去に算出した前回の回り込み推定結果を継続して反映することで、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにする。受信信号に瞬時的なレベル変動が生じ、その変動区間で回り込み波の推定をするケースが発生すると、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。回り込み波異常判定部１１０は、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、メモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振を引き起こす要因を未然に抑制する。
【００４０】
係数更新部１１１は、回り込み波異常判定部１１０の出力から所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ１１２の第２の入力に出力する。
【００４１】
ＦＩＲフィルタ１１２は、減算部１０３の出力に対して係数更新部１１１の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製（レプリカ）を生成する。生成したレプリカは減算部１０３の第２の入力に供給される。
【００４２】
減算部１０３は、回り込みレプリカの減算回路である。減算部１０３は、受信変換部１０２の出力からＦＩＲフィルタ１１２の出力を減じ、その出力をＦＩＲフィルタ１１２の第１の入力及び同期部１０５に出力するとともに、回り込みキャンセラ１２０の出力として、送信変換部１０４に出力する。
【００４３】
このように、回り込みキャンセラ１２０は、デジタル信号処理によって回り込み波の複製を発生させ、回り込み波信号成分を含む入力信号からこの複製を減じる。すなわち、回り込みの伝達関数とＦＩＲフィルタ１１２の伝達関数との差分であるキャンセル残差が、０に収束するようにフィードバック制御が動作し、回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３の出力には、主波成分のみが出力される。これにより、伝搬路の変動等に追従した高精度でかつ安定した回り込みキャンセルが実現できる。
【００４４】
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置１００の動作を説明する。
【００４５】
受信信号に瞬時的なレベル変動が生じ、その変動区間で回り込み波の推定をするケースが発生すると、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。
【００４６】
本実施の形態は、過去に推定した回り込み推定結果をメモリ１０９に記憶しておくとともに、前回の回り込み推定結果と今回推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較して推定誤差を判定し、回り込み推定結果の推定誤差が所定以上大きくなる区間については、誤推定として例外処理を行う。例外処理では、今回推定された回り込み推定結果の使用を禁止し、メモリ１０９に記憶した回り込み推定結果を使用する制御を行う。
【００４７】
図２は、回り込み波異常判定処理を示すフローチャートであり、回り込みキャンセラ１２０及び回り込み波異常判定部１１０を構成するＤＳＰにより実行される。本フローは、瞬断・瞬時変動等による誤推定の発生を防ぐため、回り込み波推定に誤推定が発生していないかを判定し、誤推定が判定された場合には例外処理に移行する。
【００４８】
ステップＳ１では、ＩＦＦＴ１０８の出力をメモリ１０９及び回り込み波異常判定部１１０に取り込む。
【００４９】
ステップＳ２では、回り込み波異常判定部１１０はＩＦＦＴ１０８の出力電力の総和Ｐａを算出する。
【００５０】
ステップＳ３では、回り込み波異常判定部１１０はメモリ１０９から前回演算したＩＦＦＴ１０８の出力電力の総和Ｐｂを読み込む。ここで、前回のＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂがない初回には、所定のデフォルト値を読み込む。
【００５１】
ステップＳ４では、回り込み波異常判定部１１０はＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａと前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）とを比較する。ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａが、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）以下の場合（Ｐａ≦（Ｐｂ×α））、回り込み波異常がないと判断してステップＳ５に進む。ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａが、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）以下の場合は、算出された今回のＩＦＦＴ出力電力レベルと前回演算したＩＦＦＴ出力電力レベルとが異常推定の判定閾値α内に収まっている場合である。この場合は、瞬時レベル変動等による影響がないと判定する。受信信号に瞬時的なレベル変動が生じると、その変動区間で回り込み波の推定をした場合、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。本実施の形態では、この瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差を、ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａと前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）との比較により判定する。
【００５２】
ステップＳ５では、回り込み波異常判定部１１０は瞬時的なレベル変動がない場合の、ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａを係数更新部１１１に転送する。係数更新部１１１は、回り込み波異常判定部１１０のＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａから所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ１１２に出力する。ＦＩＲフィルタ１１２は、減算部１０３の出力に対して係数更新部１１１の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製（レプリカ）を生成する。減算部１０３は、受信変換部１０２の出力からＦＩＲフィルタ１１２の出力を減じ、その出力をＦＩＲフィルタ１１２の第１の入力及び同期部１０５に出力するとともに、回り込みキャンセラ１２０の出力として、送信変換部１０４に出力する。
【００５３】
ステップＳ６では、係数更新部１１１に転送したＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａを、次の演算用にメモリ１０９に記憶する（Ｐｂ＝Ｐａ）。
【００５４】
ステップＳ７では、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きいか否かを判別する。前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きい場合（Ｐｂ＞β）、ステップＳ８で前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを所定値γとして（Ｐｂ＝γ）本フローを終了し、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが立ち上げ判定閾値β以下の場合（Ｐｂ≦β）はそのままフローを終了する。
【００５５】
中継装置１００の起動の立ち上がり時は、中継装置１００の定常運用時より受信信号のレベル変動が大きい。本実施の形態では、回り込み波異常判定部１１０が立ち上がり時の受信信号のレベル変動を受けて前回の回り込み推定結果を使ってしまわないようにする。すなわち、前回の回り込み推定結果と今回の回り込み推定結果との変化率が異常推定の判定閾値α以下であっても、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが立ち上げ判定閾値βより大きい場合（Ｐｂ＞β）かを判別することで、Ｐｂ＞βの場合は立ち上がり時であると判断して前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを所定値γにクリップする（Ｐｂ＝γ）。これにより、立ち上がり時を含む上記瞬時的なレベル変動を判定することにより、まず前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが今回のＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとして設定され（ステップＳ６）、次に前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂと立ち上げ判定閾値βとの比較により立ち上がり時のＰｂについては所定値γとすることで、立ち上がり時のＰｂが設定される（ステップＳ８）。
【００５６】
一方、上記ステップＳ４でＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａが、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）より大きい場合（Ｐａ＞（Ｐｂ×α））、回り込み波異常があると判断してステップＳ９に進む。
【００５７】
ステップＳ９では、回り込み波異常判定部１１０はメモリ１０９から前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを読み出し、係数更新部１１１に転送して本フローを終了する。Ｐａ＞（Ｐｂ×α）のときは、瞬時的なレベル変動があり回り込み波推定誤差が増加する場合である。この場合は、今回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａを用いるのではなく、メモリ１０９から前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを係数更新部１１１に転送して用いる。また、前回のＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂがない初回には、所定のデフォルト値を係数更新部１１１に転送する。係数更新部１１１は、回り込み波異常判定部１１０のＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａから所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ１１２に出力する。ＦＩＲフィルタ１１２は、減算部１０３の出力に対して係数更新部１１１の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製（レプリカ）を生成する。減算部１０３は、受信変換部１０２の出力からＦＩＲフィルタ１１２の出力を減じ、その出力をＦＩＲフィルタ１１２の第１の入力及び同期部１０５に出力するとともに、回り込みキャンセラ１２０の出力として、送信変換部１０４に出力する。
【００５８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の中継装置１００によれば、過去に推定した回り込み推定結果である前回演算したＩＦＦＴ出力及び電力総和Ｐｂをメモリ１０９に記憶しておくとともに、回り込み波異常判定部１１０は、前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂと今回推定された回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとの比率を異常推定の判定閾値αと比較してレベル変動の有無を判定し、瞬時的なレベル変動がない場合にはＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａを係数更新部１１１に転送し、レベル変動が所定以上大きくなる区間については、メモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを係数更新部１１１に転送するので、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにして、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を未然に回避することができ、厳しい伝搬環境で安定した回り込みキャンセラを行うことが可能となる。
【００５９】
具体的には、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避することができ、厳しい伝搬環境で安定動作を実現することができる。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態１では、前回の回り込み波推定結果を記憶し、今回の回り込み波推定結果との比率に異常推定の判定閾値αを設定することで、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振の可能性を未然に防止している。実施の形態２は、レベル低下を検出し、レベル低下時には実施の形態１の“回り込み波の推定誤り判定”を有効とすることで、回り込み波推定誤差の増加を抑制する。
【００６１】
図３は、本発明の実施の形態２に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図１と同一構成部分には同一符号を付している。
【００６２】
図３において、中継装置２００は、受信アンテナ１０１、受信変換部１０２、レベル検出部２０１、減算部１０３、送信変換部１０４、送信アンテナ１２１、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、メモリ１０９、回り込み波異常判定部２１０、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２を備えて構成される。
【００６３】
上記減算部１０３、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２は、回り込みキャンセラ１２０を構成する。また、上記回り込みキャンセラ１２０及び回り込み波異常判定部２１０は、例えばＤＳＰにより構成される。
【００６４】
また、図示は省略するがレベル検出部２０１と減算部１０３間には、ＡＧＣ及びＡ／Ｄ変換部が設けられ、減算部１０３から送信変換部１０４間には、Ｄ／Ａ変換部が設けられている。
【００６５】
受信変換部１０２は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部１０２出力は、レベル検出部２０１を経由し、図示しないＡＧＣにより受信信号の信号レベルを一定に保つことでＡ／Ｄ変換部において信号が飽和することのないように信号レベルが制御される。
【００６６】
レベル検出部２０１は、受信変換部１０２出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果を回り込み波異常判定部２１０に出力する。例えば、レベル検出部２０１は、信号レベルが所定レベル（例えば−７ｄＢ）以下となった場合、レベル低下検出信号を回り込み波異常判定部２１０に出力する。
【００６７】
図４は、上記レベル検出部２０１から出力されるレベル低下検出信号を示す図である。図４（ａ）は、受信変換部１０２の出力信号波形であり、例えばＯＦＤＭ信号である。図４（ｂ）は、受信変換部１０２から回り込み波異常判定部２１０に出力されるレベル低下検出信号を示す。
【００６８】
図４（ａ）に示すように、レベル検出部２０１は、受信変換部１０２のＯＦＤＭ出力信号のレベル低下を検出し、図４（ｂ）に示すレベル低下検出信号を回り込み波異常判定部２１０に出力する。レベル検出部２０１は、図４（ａ）に示す瞬時レベル低下区間を検出した場合、レベル低下検出時から立ち下がり、前記瞬時レベル低下区間経過して、図４（ｂ）に示す所定の引き延ばし処理時間後に立ち上るレベル低下検出信号を、回り込み波異常判定部２１０に出力する。ここでは、レベル検出部２０１は、レベル低下検出時に直ちに、レベル低下検出信号を出力するとともに、レベル低下の復帰より、減算部１０３→同期部１０５→ＦＦＴ１０６→回り込み波推定部１０７→ＩＦＦＴ１０８の処理遅延時間分引き延ばした信号を回り込み波異常判定部２１０に出力する。
【００６９】
回り込みキャンセラ１２０は、放送波中継局（中継装置２００）の送受アンテナ（送信アンテナ１２１及び受信アンテナ１０１）間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ１２０は、Ａ／Ｄ変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器１０３、回り込み波の複製を出力するＦＩＲフィルタ１１２、ＦＩＲフィルタ１１２のフィルタ係数を決定する係数更新部１１１を有する。回り込みキャンセラ１２０により、回り込み波の複製（レプリカ）が減じられたデジタル信号は、図示しないＤ／Ａ変換部を介して送信変換部１０４に送られる。
【００７０】
送信変換部１０４は、Ｄ／Ａ変換された減算部１０３の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ１２１に供給する。
【００７１】
送信アンテナ１２１は、送信変換部１０４の出力を放射する。送信アンテナ１２１により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ１０１に回り込む。
【００７２】
回り込みキャンセラ１２０の構成について詳細に説明する。
【００７３】
回り込みキャンセラ１２０内部の同期部１０５は、時間領域の信号である減算部１０３の出力の同期を取る。
【００７４】
ＦＦＴ１０６は、時間領域の信号である減算部１０３の出力を周波数領域の信号に変換する。
【００７５】
回り込み波推定部１０７は、ＦＦＴ１０６の変換結果から伝搬路の周波数特性を推定する。回り込み波推定部１０７により推定された回り込み推定結果は、ＩＦＦＴ１０８に出力される。
【００７６】
ＩＦＦＴ１０８は、回り込み波推定部１０７により推定された回り込み推定結果を、時間領域の信号に変換し、ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐｂとしてメモリ１０９及び回り込み波異常判定部２１０に出力する。
【００７７】
メモリ１０９は、前回の回り込み推定結果である前回演算したＩＦＦＴ１０８の出力電力の総和Ｐｂを記憶する。
【００７８】
回り込み波異常判定部２１０は、図１の回り込み波異常判定部１１０と同様に、瞬時レベル変動による回り込み波推定結果の変動から回り込み波の異常を判定する。回り込み波異常判定部２１０は、回り込み波推定部１０７による回り込み推定結果とメモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果とを比較し、前回の回り込み推定結果と今回の回り込み推定結果との変化率が異常推定の判定閾値αより大きければ、瞬時レベル変動と判定し、かつレベル検出部２０１によりレベル低下が検出された場合に、過去に算出した前回の回り込み推定結果を継続して反映することで、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにする。本実施の形態では、回り込み波異常判定部２１０は、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、レベル低下時に、メモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振を引き起こす要因を未然に抑制する。ここで、回り込み波異常判定部２１０は、レベル低下時に、回り込み波推定部１０７による回り込み推定結果とメモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果とを比較し、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定する態様でもよい。
【００７９】
係数更新部１１１は、回り込み波異常判定部１２０の出力から所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をＦＩＲフィルタ１１２の第２の入力に出力する。
【００８０】
ＦＩＲフィルタ１１２は、減算部１０３の出力に対して係数更新部１１１の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製（レプリカ）を生成する。生成したレプリカは減算部１０３の第２の入力に供給される。
【００８１】
減算部１０３は、受信変換部１０２の出力からＦＩＲフィルタ１１２の出力を減じ、その出力をＦＩＲフィルタ１１２の第１の入力及び同期部１０５に出力するとともに、回り込みキャンセラ１２０の出力として、送信変換部１０４に出力する。
【００８２】
このように、回り込みキャンセラ１２０は、デジタル信号処理によって回り込み波の複製を発生させ、回り込み波信号成分を含む入力信号からこの複製を減じる。これにより、伝搬路の変動等に追従した高精度でかつ安定した回り込みキャンセルが実現できる。
【００８３】
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置２００の動作を説明する。
【００８４】
まず、瞬時的なレベル変動によるループ発振の可能性について説明する。
【００８５】
図５は、上記回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３の出力信号の時間変化を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は信号レベルを表す。図５（ａ）は、１ｍｓ区間において−３ｄＢのレベル低下を発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形、図５（ｂ）は、１ｍｓ区間において−５ｄＢのレベル低下を発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形、図５（ｃ）は、１ｍｓ区間において−７ｄＢのレベル低下を発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形、図５（ｄ）は、１ｍｓ区間において−８ｄＢのレベル低下を発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形、図５（ｅ）は、１ｍｓ区間において−９ｄＢのレベル低下を発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形である。回り込みＤ／Ｕは∞（回り込み波なし）である。
【００８６】
図５（ａ）〜（ｅ）のａ．に示す位置で、−３ｄＢ〜−９ｄＢのレベル低下を１ｍｓ区間発生させた場合、瞬時低下のレベルにより、次の２パターンの発振検知があることが判明した。
【００８７】
（１）誤推定による発振検知
図５（ａ）〜（ｄ）に示す−３ｄＢ〜−８ｄＢにおいては、レベル低下区間から最大６．２．ｍｓの時間経過後、誤推定によるレプリカ減算後出力（減算部１０３の出力）の増大が発生し、ループ発振が検知された。このループ発振は、図５（ａ）〜（ｄ）のｂ．に示される。
【００８８】
（２）瞬時低下より復帰による発振検知
図５（ｅ）のに示すように、−９ｄＢでは、瞬時低下から復帰した際にレプリカ減算後出力（減算部１０３の出力）のレベル変化率が大きくなり、変動率による発振検知閾値に到達する。
【００８９】
上述したように、瞬時的なレベル低下が１ｍｓ区間発生すると、レベル低下の程度にかかわらずループ発振が検知されてしまうことが判明した。
【００９０】
そこで、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部２０１を設け、レベル低下時は、回り込み波異常判定部２１０を有効とすることで、回り込み波推定誤差の増加を抑制する。
【００９１】
図６は、回り込み波異常判定処理を示すフローチャートであり、図２に示すフローと同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付して重複箇所の説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ４でＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａが、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）以下の場合（Ｐａ≦（Ｐｂ×α））、ステップＳ１１に進む。
【００９３】
ステップＳ１１では、レベル検出部２０１は受信変換部１０２出力の信号レベルの低下を検出し、信号レベルが所定レベル（例えば−７ｄＢ）以下となった場合、レベル低下検出と判断してステップＳ９に進む。すなわち、上記ステップＳ４で前回と今回の推定結果の変動レベルの閾値αとの比較により回り込み波異常がないと判断しても、ステップＳ１１で信号レベルが低下している場合には、上記回り込み波推定の信頼性が低い可能性があると判断して回り込み波推定の例外処理とする。ステップＳ９では、上記ステップＳ４でＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａが、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂに異常推定の判定閾値αを乗じた値（Ｐｂ×α）より大きい場合（Ｐａ＞（Ｐｂ×α））、あるいは、上記ステップＳ１１で信号レベルが低下している場合に、回り込み波異常判定部２１０はメモリ１０９から前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを読み出し、係数更新部１１１に転送して本フローを終了する。
【００９４】
上記ステップＳ１１で信号レベルの低下を検出しない場合、回り込み波異常がなく信号レベル低下がないと判断してステップＳ５に進む。ステップＳ５では、回り込み波異常判定部２１０は瞬時的なレベル変動がない場合の、ＩＦＦＴ出力電力の総和Ｐａを係数更新部１１１に転送する。
【００９５】
ステップＳ７では、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きいか否かを判別する。前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きい場合（Ｐｂ＞β）、ステップＳ８で前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂを所定値γとして（Ｐｂ＝γ）本フローを終了し、前回演算したＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂが立ち上げ判定閾値β以下の場合（Ｐｂ≦β）はそのままフローを終了する。
【００９６】
このように、本実施の形態の中継装置２００によれば、回り込み波異常判定部２１０は、信号レベルが低下し、信号レベルが低い条件で実施される回り込み波推定自体の信頼性が低い場合には、速やかに例外処理に移行することで、実施の形態１の効果の実効を図ることができる。すなわち、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避することができ、厳しい伝搬環境で安定動作をより一層確実に実現することができる。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。
【００９７】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図３と同一構成部分には同一符号を付している。
【００９８】
図７において、中継装置３００は、受信アンテナ１０１、受信変換部１０２、レベル検出部２０１、ＡＧＣ３０１、ＡＧＣゲイン制御部３１０、減算部１０３、送信変換部１０４、送信アンテナ１２１、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２を備えて構成される。
【００９９】
上記減算部１０３、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２は、回り込みキャンセラ１２０を構成する。また、上記回り込みキャンセラ１２０は、例えばＤＳＰにより構成される。
【０１００】
また、図示は省略するがＡＧＣ３０１から減算部１０３間には、Ａ／Ｄ変換部が設けられ、減算部１０３から送信変換部１０４間には、Ｄ／Ａ変換部が設けられている。
【０１０１】
受信変換部１０２は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部１０２出力は、レベル検出部２０１を経由して回り込みキャンセラ１２０に入力される。
【０１０２】
レベル検出部２０１は、受信変換部１０２出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果をＡＧＣゲイン制御部３１０に出力する。例えば、レベル検出部２０１は、信号レベルが所定レベル（例えば−７ｄＢ）以下となった場合、レベル低下検出信号をＡＧＣゲイン制御部３１０に出力する。
【０１０３】
ＡＧＣゲイン制御部３１０は、レベル検出部２０１からレベル低下検出信号を受けると、ＡＧＣ３０１の増幅率を一定値にする制御を行う。
【０１０４】
ＡＧＣ３０１は、ＡＧＣゲイン制御部３１０からのゲイン制御信号に従って受信信号の信号レベルを一定に保つことで、後段のＡ／Ｄ変換部において信号が飽和することのないように信号レベルを制御する。
【０１０５】
回り込みキャンセラ１２０は、放送波中継局（中継装置３００）の送受アンテナ（送信アンテナ１２１及び受信アンテナ１０１）間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ１２０は、Ａ／Ｄ変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器１０３、回り込み波の複製を出力するＦＩＲフィルタ１１２、ＦＩＲフィルタ１１２のフィルタ係数を決定する係数更新部１１１を有する。回り込みキャンセラ１２０により、回り込み波の複製（レプリカ）が減じられたデジタル信号は、図示しないＤ／Ａ変換部を介して送信変換部１０４に送られる。
【０１０６】
送信変換部１０４は、Ｄ／Ａ変換された減算部１０３の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ１２１に供給する。
【０１０７】
送信アンテナ１２１は、送信変換部１０４の出力を放射する。送信アンテナ１２１により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ１０１に回り込む。
【０１０８】
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置３００の動作を説明する。
【０１０９】
図７において、受信変換部１０２からレベル検出部２０１及びＡＧＣ３０１を経由して、回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３に入力される入力信号は、親局波と回り込み波が重畳された信号であり、この入力信号がＡ／Ｄ変換部（図示略）によって飽和してしまうと所望の回り込みキャンセル特性が得られない。そこで、ＡＧＣ３０１によって適正な信号レベルでＡ／Ｄ変換されるように制御している。
【０１１０】
この時、受信アンテナ１０１において結合される回り込み波の信号電力（Ｕ）が親局波からの受信電力（Ｄ）よりも大きい、すなわち、常用対数で表記されるＤ／Ｕ（ｄＢ値）が負の場合には主として回り込み波信号電力（Ｕ）に応じた利得制御が行われる。例えば、親局から中継装置３００への伝搬路が海上や海岸線等の場合、特に高温の日にはフェージング等により、親局受信電力が想定している通常受信電力よりも数十ｄＢ以上減衰することがあり、このときＤ／Ｕ（ｄＢ値）は−１０ｄＢ以下という厳しい条件となる。このような場合、親局受信波よりも回り込み波の方が十分大きな電力となり、ＡＧＣ３０１は回り込み波の信号レベルに追従した制御が行われる。
【０１１１】
このような条件において回り込みキャンセラ１２０では、Ａ／Ｄ変換後に回り込み波の複製が減ぜられると、親局信号レベルが著しく小さくなる。発振検知は回り込み波成分が除去された信号を基に実施する必要があり、上述のような過酷な条件の場合、小さいレベルの信号から発振検知しなくてはならない。このため、実際には発振していないにも関わらず、発振したものとしてしまう誤検知が発生してしまい、送信出力レベルを停止又は減力してしまうため、ＳＦＮ放送波中継することの可能な限界Ｄ／Ｕ（ｄＢ値）を制限することとなる。
【０１１２】
以上は、フェージング等による受信信号の変動であるが、これとは別に信号レベルの瞬断・瞬時変動が発生する場合がある。瞬断・瞬時レベル変動は、例えば旅客機等の障害物の通過などにより予測なく発生する。瞬時的なレベル低下が続いた場合、回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３の前段に配置されるＡＧＣ３０１の特性により、ＡＧＣ３０１が追従する時間以上のレベル低下では雑音の増幅が発生する。ＡＧＣ３０１によって雑音信号が増幅されることで、レベル低下から復帰した際、減算部１０３の出力のレベルが増大し発振検知回路にある判定閾値まで到達することで発振と判定される。
【０１１３】
図８は、ＡＧＣゲイン制御部３１０による増幅率制御を行わない場合の回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３の出力信号の時間変化を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は信号レベルを表す。瞬時変動の条件は、−７ｄＢのレベル低下を１０ｍｓ発生させた場合の減算部１０３の出力信号波形を示している。
【０１１４】
図８のａ．に示す位置で、−７ｄＢのレベル低下を１０ｍｓ発生した場合、ＡＧＣ３０１は、信号レベルが低下した雑音信号が多い信号を増幅することになる。図８のｂ．は、ＡＧＣ３０１が追従して増幅する雑音信号が多い信号を示す。ＡＧＣ３０１によって雑音信号が増幅されることで、レベル低下から復帰した図８のｃ．に示す位置で、減算部１０３の出力のレベルが増大し発振検知回路にある判定閾値まで到達することで発振と判定されてしまう。
【０１１５】
これを防ぐために、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部２０１と、ＡＧＣ３０１の増幅率を一定値に制御するＡＧＣゲイン制御部３１０とを設け、ＡＧＣゲイン制御部３１０は、レベル検出部２０１がレベル低下を検出した場合にはＡＧＣ３０１の増幅率を一定値にする制御を行う。
【０１１６】
図９は、ＡＧＣゲイン制御部３１０による増幅率制御を行う場合の回り込みキャンセラ１２０の減算部１０３の出力信号の時間変化を示す図であり、図８と同様の瞬時変動の条件の減算部１０３の出力信号波形を示している。
【０１１７】
図９のａ．に示す位置で、−７ｄＢのレベル低下が発生すると、レベル検出部２０１は、このレベル低下を検出し、レベル低下検出信号をＡＧＣゲイン制御部３１０に出力する。ＡＧＣゲイン制御部３１０は、レベル検出部２０１からレベル低下検出信号を受けてＡＧＣ３０１の増幅率を一定値にする制御を行う。図９のｂ．は、ＡＧＣゲイン制御部３１０により増幅率が一定値に制御されたＡＧＣ３０１の動作を示している。ＡＧＣ３０１は、信号レベルが低下した場合には、増幅率を一定値とするＡＧＣ動作を行うことになる。したがって、図９のｂ．に示すレベル低下区間において、ＡＧＣ３０１は、信号レベルが低下した雑音信号が多い信号を増幅することはなく、レベル低下から復帰した図９のｃ．に示す位置において、減算部１０３の出力のレベルが増大することはない。これにより、発振検知回路にある判定閾値まで到達することがないので、不要なループ発振を防止することができる。
【０１１８】
このように、本実施の形態の中継装置３００によれば、ＡＧＣゲイン制御部３１０は、受信信号の信号レベル低下が検出されると、レベル低下が検出されている期間については、ＡＧＣ３０１のゲインを一定値にリミットするので、レベル低下区間の雑音増幅を抑制することができ、レベル低下から復帰した際に、減算部１０３出力のレベルが増大してループ発振となることを未然に防ぐことができる。
【０１１９】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図３と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１２０】
図１０において、中継装置４００は、受信アンテナ１０１、受信変換部１０２、レベル検出部２０１、減算部１０３、レベル制御部４０１、送信変換部１０４、送信アンテナ１２１、振幅判定部４１１、変化率判定部４１２、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２を備えて構成される。
【０１２１】
上記減算部１０３、同期部１０５、ＦＦＴ１０６、回り込み波推定部１０７、ＩＦＦＴ１０８、係数更新部１１１、及びＦＩＲフィルタ１１２は、回り込みキャンセラ１２０を構成し、また、上記振幅判定部４１１及び変化率判定部４１２は、発振検知回路４１０を構成する。回り込みキャンセラ１２０は、例えばＤＳＰにより構成される。
【０１２２】
また、図示は省略するが受信変換部１０２から減算部１０３間には、ＡＧＣ及びＡ／Ｄ変換部が設けられ、減算部１０３からレベル制御部４０１間には、Ｄ／Ａ変換部が設けられている。
【０１２３】
受信変換部１０２は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部１０２出力は、レベル検出部２０１を経由し、図示しないＡＧＣによりＡＧＣ制御されて回り込みキャンセラ１２０に入力される。
【０１２４】
レベル検出部２０１は、受信変換部１０２出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果を発振検知回路４１０に出力する。例えば、レベル検出部２０１は、信号レベルが所定レベル（例えば−７ｄＢ）以下となった場合、レベル低下検出信号を発振検知回路４１０の変化率判定部４１２に出力する。
【０１２５】
レベル制御部４０１は、送信電力を制御するとともに、発振検知回路４１０からの発振検知信号に基づいて送信する中継信号を停波又は減力させるように制御する。
【０１２６】
発振検知回路４１０は、放送波中継局の送受アンテナ（送信アンテナ１２１及び受信アンテナ１０１）間での信号の回り込みによって発生するループ発振を検知し、ループ発振を検知した場合には、レベル制御部４０１による送信を停波又は減力させる。
【０１２７】
振幅判定部４１１は、入力信号の振幅を判定する。
【０１２８】
変化率判定部４１２は、受信信号のレベルの変化率を判定するとともに、レベル低下時又はレベル低下からの復帰時には発振検知の結果にマスクする。
【０１２９】
回り込みキャンセラ１２０は、放送波中継局（中継装置４００）の送受アンテナ（送信アンテナ１２１及び受信アンテナ１０１）間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ１２０は、Ａ／Ｄ変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器１０３、回り込み波の複製を出力するＦＩＲフィルタ１１２、ＦＩＲフィルタ１１２のフィルタ係数を決定する係数更新部１１１を有する。回り込みキャンセラ１２０により、回り込み波の複製（レプリカ）が減じられたデジタル信号は、レベル制御部４０１及び図示しないＤ／Ａ変換部を介して送信変換部１０４に送られる。
【０１３０】
送信変換部１０４は、Ｄ／Ａ変換された減算部１０３の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ１２１に供給する。
【０１３１】
送信アンテナ１２１は、送信変換部１０４の出力を放射する。送信アンテナ１２１により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ１０１に回り込む。
【０１３２】
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置４００の動作を説明する。
【０１３３】
受信信号のレベル変動が大きな場合、ループ発振として検知してしまうことがある。特に、瞬断から復帰する場合などは、信号レベルの変化率が急激に大きくなりループ発振と誤検知する可能性がある。ループ発振であると誤検知した場合の影響は甚大である。中継装置４００が放送波中継局である場合を例に採ると、ループ発振が発生した場合には、発振動作によりＰＡの破損や隣接チャネルへの漏洩を抑える目的で、機器の出力を一旦停止する。送信停止により、放送が停止してしまうため大きな問題となる。
【０１３４】
これを回避するため、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部２０１と、ループ発振を検知したとき、レベル制御部４０１による送信を停波又は減力させる発振検知回路４１０とを設け、変化率判定部４１２は受信信号のレベルの変化率を判定し、発振検知回路４１０は、レベル低下が起きた際にはレベル制御部４０１に出力される発振検知信号をマスクする。
【０１３５】
図１１は、上記レベル検出部２０１から出力されるレベル低下検出信号を示す図である。図１１（ａ）は、受信変換部１０２の出力信号波形、図１１（ｂ）は、受信変換部１０２から回り込み変化率判定部４１２に出力されるレベル低下検出信号を示す。
【０１３６】
図１１（ａ）に示すように、レベル検出部２０１は、受信変換部１０２のＯＦＤＭ出力信号のレベル低下を検出し、図１１（ｂ）に示すレベル低下検出信号を変化率判定部４１２に出力する。レベル検出部２０１は、図１１（ａ）に示す瞬時レベル低下区間を検出した場合、レベル低下検出時から立ち下がり、前記瞬時レベル低下区間経過して、図１１（ｂ）に示す所定の引き延ばし処理時間後に立ち上るレベル低下検出信号を、変化率判定部４１２に出力する。ここでは、レベル検出部２０１は、レベル低下検出時に直ちに、レベル低下検出信号を出力するとともに、レベル低下の復帰より、減算部１０３→発振検知回路４１０による発振検知の処理遅延時間分引き延ばした信号を発振検知回路４１０に出力する。発振検知回路４１０は、レベル低下時又はレベル低下からの復帰時には発振検知の結果にマスクする。これにより、図１１（ａ）のａ．に示すように、レベル低下の復帰からの復帰は、変化率が大きい場合であってもループ発振とは見なさないように例外処理する。
【０１３７】
このように、本実施の形態の中継装置４００によれば、発振検知回路４１０は、受信信号のレベル変動が検出されると、レベル低下区間とその後一定時間については、レベル制御部４０１に送出する発振検知信号をマスクするので、レベル低下から復帰した際に、減算部１０３出力のレベルが増大してループ発振と誤判定されることを未然に防ぐことができる。
【０１３８】
また、発振検知回路４１０は、従来方式より早い段階で、ループ発振検知を行えるので、後段のＰＡの保護、隣接チャネル漏洩の遮断が可能となる。
【０１３９】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０１４０】
例えば、設定する閾値としては実験などによって得られる最適値を予め設定しておくことも、また、Ｄ／Ｕ（Desired to Undesired Ratio）（ｄＢ値）などに応じて変更するようにすることが可能である。
【０１４１】
また、実施の形態１，２では、メモリ１０９に記憶した前回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐｂと今回の回り込み推定結果であるＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとの変化率が異常推定の判定閾値αと比較してレベル変動の有無を判定しているが、レベル変動の有無を判定できるものであればどのような方法でもよく、例えばＩＦＦＴ出力電力総和ＰｂとＩＦＦＴ出力電力総和Ｐａとの差分の絶対値の比較でもよい。
【０１４２】
さらに、メモリに格納する値は前回のＩＦＦＴ出力の総和だけではなく、前回のＩＦＦＴ出力も含まれる。ＩＦＦＴ出力の総和は、各遅延時間に分布する回り込みの推定誤差に急激な推定誤差が発生していないかを判定するための判定値であり、ＩＦＦＴ出力の総和よりＦＩＲフィルタの係数は発生しない。異常判定のみにＩＦＦＴ出力の総和を用い、結果として異常がなければ今回のＩＦＦＴ出力を係数更新処理してフィルタの係数とする。異常があれば、メモリに記憶した前回のＩＦＦＴ出力より係数更新処理をしてフィルタの係数とする。
【０１４３】
また、上記各実施の形態は、テレビジョン中継を行う中継装置に適用した例であるが、回り込みキャンセラを有する中継装置であればどのような装置への実装も可能である。
【０１４４】
また、上記各実施の形態では、回り込みキャンセラを有する中継装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、中継放送機及び回り込みキャンセラ等であってもよいことは勿論である。
【０１４５】
さらに、上記中継装置を構成する各回路部、例えばフィルタの種類、そのタップ数及び接続方法など、さらには係数更新部・メモリの種類などは前述した各実施の形態に限られない。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明に係る中継装置は、ＳＦＮを構成する同一周波数再送信を行う放送波中継局の送受信アンテナ間での信号の回り込みによって発生するループ発振をＤ（親局波）／Ｕ（回り込み波）が真値で１以下（常用対数で負）の場合においても、誤検知することなく正確に検知することのできる回り込みキャンセラを有する中継装置を提供することが可能となる。親局波よりも回り込み波の信号レベルの方が大きい過酷なＳＦＮ放送波中継が可能となり、周波数有効利用が安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態１に係る中継装置の回り込み波異常判定処理を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態２に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図４】本実施の形態２に係る中継装置のレベル検出部から出力されるレベル低下検出信号を示す図
【図５】本実施の形態２に係る中継装置の回り込みキャンセラの減算部の出力信号の時間変化を示す図
【図６】本実施の形態２に係る中継装置の回り込み波異常判定処理を示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態３に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図８】本実施の形態３に係る中継装置のＡＧＣゲイン制御部による増幅率制御を行わない場合の回り込みキャンセラの減算部の出力信号の時間変化を示す図
【図９】本実施の形態３に係る中継装置のＡＧＣゲイン制御部による増幅率制御を行う場合の回り込みキャンセラの減算部の出力信号の時間変化を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る中継装置の構成を示すブロック図
【図１１】本実施の形態４に係る中継装置のレベル検出部から出力されるレベル低下検出信号を示す図
【符号の説明】
【０１４８】
１００，２００，３００，４００  中継装置
１０１  受信アンテナ
１０２  受信変換部
１０３  減算部
１０４  送信変換部
１０５  同期部
１０６  ＦＦＴ
１０７  回り込み波推定部
１０８  ＩＦＦＴ
１０９  メモリ
１１０，２１０  回り込み波異常判定部
１１１  係数更新部
１１２  ＦＩＲフィルタ
１２０  回り込みキャンセラ
１２１  送信アンテナ
２０１  レベル検出部
２１０  回り込み波異常判定部
３０１  ＡＧＣ
３１０  ＡＧＣゲイン制御部
４０１  レベル制御部
４１１  振幅判定部
４１２  変化率判定部
【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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【図１０】
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【図１１】
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