(57)【要約】【課題】Ｄ／Ｕおよび干渉波信号レベルに応じた制御を実現する。【解決手段】受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタと、前記適応フィルタにおける前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、前記フィルタ係数から所望波対干渉波比を算出する手段とを備えることを特徴とする伝送装置である。または、受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタと、前記適応フィルタにおける前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、受信信号から適応フィルタ出力を減算した信号の電界強度を測定する手段と、前記フィルタ係数から算出した所望波対干渉波比から干渉波電界強度を算出する算出手段とを備えることを特徴とする伝送装置である。【選択図】図１
2008205825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタと、前記適応フィルタにおける前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、前記フィルタ係数から所望波対干渉波比を算出する手段とを備えることを特徴とする伝送装置。
【請求項２】
受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタと、前記適応フィルタにおける前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、受信信号から適応フィルタ出力を減算した信号の電界強度を測定する手段と、前記フィルタ係数から算出した所望波対干渉波比から干渉波電界強度を算出する算出手段とを備えることを特徴とする伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号から干渉波を除去する伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送の中継方式にはオンエアの放送波を受信し、受信周波数と同一の周波数で再送信するＳＦＮ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）中継放送がある。ＳＦＮ中継放送では送受信の周波数が同一であるため、送信信号が受信アンテナに回り込み、信号の劣化や発振を引き起こす可能性がある。そのため、受信信号から回り込み波をキャンセルして除去する適応フィルタ（キャンセラ）を備えた中継放送機が採用されている。受信、送信、中継の各装置を総称して伝送装置と呼ぶ。
【０００３】
一般にマルチパスやSFN(Single Frequency Network)中継方式における回り込み波のような干渉波信号を除去する方策として適応フィルタが利用されており、適応フィルタで干渉波と同一特性の信号を生成し、それを所望波信号と干渉波信号が混在した受信信号から減ずることにより、干渉波信号の影響を除去している。干渉波信号は、受信信号の周波数特性に対して逆高速フーリエ変換(IFFT)を施した波形、所謂遅延プロファイルを観測することによって確認できる。また、所望波対干渉波比（Desired to Undesired Ratio以下Ｄ／Ｕ）を調査するには上述の遅延プロファイルで所望波信号のレベルと干渉波信号レベルを観測することによって算出することができる。
【０００４】
受信ＡＧＣ制御では、Ｄ／Ｕを、キャンセラ入力（所望信号Ｓ＋干渉信号Ｉ）とキャンセラ出力（所望信号Ｓ）から、下式で算出し、受信信号の電界強度と前記Ｄ／Ｕから所望信号の電界強度を算出し、ＡＧＣを制御する技術も開示されている。（特許文献１参照）
Ｄ／Ｕ＝ΣＳ／Σ{（Ｓ＋Ｉ）−Ｉ}
【特許文献１】特開2001-189692 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受信信号の品質がキャンセラの動作限界Ｄ／Ｕ近くまで劣化したときにアラーム出力を行ったり、制御を切り替えたりする必要がある。そのため、装置内でのＤ／Ｕおよび干渉波信号レベル算出を上述の方法より高精度かつ簡易にする方法が必要である。具体的には、上述の方法では、差分を取り直してから総和を合計し、さらに除算しており、回路規模と誤差が増加してしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決し、装置内部でＤ／Ｕおよび干渉波信号レベルを高精度かつ簡易に認識し、Ｄ／Ｕおよび干渉波信号レベルに応じた装置内部または外部の制御やアラーム出力機能を有する受信装置または中継放送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】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタ（キャンセラ）と、前記適応フィルタ（キャンセラ）における前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、前記フィルタ係数から所望波対干渉波比を算出する手段とを備えることを特徴とする伝送装置を提供する。
【０００８】
または、受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタと、前記適応フィルタにおける前記受信信号から前記干渉波信号と同一特性の信号を生成するフィルタ係数を算出する手段と、受信信号から適応フィルタ出力を減算した信号の電界強度を測定する手段と、前記フィルタ係数から算出した所望波対干渉波比から干渉波電界強度を算出する算出手段とを備えることを特徴とする伝送装置を提供する。
【０００９】
また上記において、前記受信信号の電界強度と前記Ｄ／Ｕに基づいて干渉波信号の電界強度を算出することを特徴とする伝送装置を提供する。
【００１０】
さらに上記において、前記フィルタ係数のピーク値を検出する手段または、前記フィルタ係数のピーク値とピーク値に近接しかつ設定した閾値を超える値(以下、準ピーク)との組を検出する手段を備え、前記検出手段から選択されたフィルタ係数から前記Ｄ／Ｕを算出する手段を備えることを特徴とする伝送装置を提供する。
【００１１】
また上記において、前記Ｄ／Ｕ算出手段から得られたＤ／Ｕまたは前記干渉波信号レベル算出手段から得られた干渉波信号レベルに応じて、受信または中継放送の制御を可変するまたは通報または表示する手段を備えることを特徴とする伝送装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明した本発明によれば、受信信号から干渉波信号を除去する適応フィルタの係数の総和からＤ／Ｕを算出するもので、このＤ／Ｕを算出に際し、方法から差分や除算を省略することにより、適応フィルタの係数からＤ／Ｕおよび干渉波信号レベルの算出を行なうことで、装置内部または外部に対してＤ／Ｕおよび干渉波信号レベルに応じた制御を簡易に可能とする。また、ピーク値と準ピークとの検出を用いることで精度の高いＤ／Ｕおよび干渉波信号レベルの算出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１４】
図１は第一の実施例として本発明が適用できるOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号中継送信装置の干渉波除去部の構成を示すものである。干渉波除去部は減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とを備える。減算器１１は入力信号ｘから干渉波のレプリカ信号である適応フィルタ１４の出力信号ｕを減じ、出力信号ｙを出力すると共に、誤差算出部１２と適応フィルタ１４に出力する。誤差算出部１２は減算器１１より得られる出力信号ｙから誤差ｅを算出し、誤差ｅを係数更新部１３に出力する。係数更新部１３は誤差算出部１２より得られる誤差ｅを用いて係数ｗを更新し、適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５に出力する。係数ｗの更新は、例えば、１回更新前の係数をｗ’とした場合、
ｗ＝ｗ’＋μ・ｅ                                    （１）
とするものである。ここで、μは更新重み付け係数で、0＜μ≦1の値をとるものである。適応フィルタ１４は出力信号ｙと係数更新部１３から得られる係数ｗを用いて干渉波のレプリカ信号ｕを算出し、減算器１１へ出力する。適応フィルタ１４は、例えば、FIRフィルタで構成される。
【００１５】
Ｄ／Ｕ算出部１５について図２を用いて説明する。Ｄ／Ｕ算出部１５は乗算器２１と総和算出器２２とＤ／Ｕ算出器２３とを備え、係数更新部１３から得られる係数ｗの値に応じ、Ｄ／Ｕ値を装置内部または外部に出力する。乗算器２１は係数更新部１３から得られる係数ｗの自乗ｗ２を演算し、総和算出器２２へ出力する。総和算出器２２は式（２）に示すように、乗算器２１から得られるｗ２のうち、雑音との混同を避けるために設けた閾値と比較し、閾値以上の値ｗ２の総和Ｗsumを演算し、Ｄ／Ｕ算出器２３へ出力する。
【００１６】
Ｗsum＝Σｗ'２(t)    ｗ'２＝ｗ２(t)；if ｗ２(t)≧Threshold
ｗ'２＝0     ；oterwize
（２）
Ｄ／Ｕ算出器２３は総和算出器２２から得られるＷsumの値に応じ、Ｄ／Ｕを装置内部または外部に出力する。D/U算出器２３は、例えば、Ｗsumに対するＤ／Ｕを格納した対応テーブルなどによって実現できる。
【００１７】
Ｗsumを算出することにより、Ｄ／Ｕを算出することができることについて図３を用いて説明する。図３は図１において所望波信号Ｄと干渉波信号Ｕについて着目した図である。入力信号は所望波信号Ｄと干渉波信号Ｕが合成されたものである。減算器１１で干渉波のレプリカ信号Ｕ’を減ずることにより、干渉波除去後信号Ｄ’を得る。干渉波信号のレプリカ信号Ｕ’の算出は
Ｕ’＝Ｄ’・ｗ                                      （３）
である。干渉波除去部の動作が定常的になったときはＤ’＝Ｄ，Ｕ’＝Ｕとなり、
Ｕ＝Ｄ・ｗ                                                  （４）
と表させる。干渉波信号のレベルＵと適応フィルタ１４の係数ｗは式（４）から比例関係であることが分かる。式（４）を係数ｗについて整理すると、
ｗ＝Ｕ／Ｄ                                                （５）
となり、両辺とも分子・分母の逆数をとると、
Ｄ／Ｕ＝１／ｗ                                      （６）
と表され、係数ｗが求まればD/Uが算出することが可能であることが分かる。ここで、係数ｗを複素数であるとすると、係数ｗのI,Q成分をそれぞれｗi，ｗqとするとき、係数ｗの電力レベル
ｗ２＝ｗi２＋ｗq ２                                    （７）
として算出することができる。もしくは、係数ｗの振幅レベル
ｗ＝√（ｗi２＋ｗq ２）                                （８）
であっても良い。
以上の第一の実施例により、適応フィルタ１４の係数ｗからＤ／Ｕの算出が可能となる。
【００１８】
図４は第二の実施例として本発明が適用できるOFDM信号中継送信装置の干渉波除去部の構成を示すものである。第二の実施例における干渉波除去部は、減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１とを備える。減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５は、第一の実施例と同一なものであるため、説明は省略する。アラーム出力器３１はＤ／Ｕ算出部１５から得られるＤ／Ｕの値に応じて、装置内部または外部にアラームＡ１を出力する。
以上の第二の実施例により、装置内部または外部に対して適応フィルタ１４の係数ｗから算出したＤ／Ｕ値に応じたアラーム出力が可能となる。
【００１９】
図５は第三の実施例として本発明が適用できるOFDM信号中継送信装置の干渉波除去部の構成を示すものである。第三の実施例における干渉波除去部は、減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１と所望波信号レベル算出器４１と干渉波信号レベル算出器４２とアラーム出力器４３を備える。所望波信号レベル算出器４１は減算器１１から得られる出力信号ｙの電力レベルＤlevelを算出し、干渉波信号レベル算出器４２へ出力する。干渉波信号レベル算出器４２はＤ／Ｕ算出部から得られるＤ／Ｕの値と所望信号レベル算出器４１から得られるＤlevelから干渉波信号電力レベルＵlevelを算出し、アラーム出力器４３および装置内部または外部へ出力する。D/Uの値とＤlevelからＵlevelが算出できることについて以下説明する。干渉波信号電力レベルＵlevelは前記の式（４）を用いて算出することができる。式（４）中においてＵ＝Ｕlevel，Ｄ＝Ｄlevelを代入することによって算出することができる。よって、例えば、干渉波信号レベル算出器４２は乗算器で実現できる。アラーム出力器４３は干渉波信号レベル算出器４２から得られるＵlevelに応じて、装置内部または外部にアラームＡ２を出力する。
以上の第三の実施例により、係数更新部１３から得られる係数ｗから算出したＤ／Ｕと減算器１１から得られる出力信号ｙから算出した所望波信号電力レベルＤlevelから干渉波信号電力レベルＵlevelの算出が可能となり、干渉波信号電力レベルＵlevelに応じたアラーム出力が可能となる。
【００２０】
図６は第四の実施例として本発明が適用できるOFDM信号中継送信装置の干渉波除去部の構成を示すものである。第四の実施例における干渉波除去部は、減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１とピーク検出器５１を備える。減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１は、第二・第三の実施例と同一なものであるため、説明は省略する。ピーク検出器５１は係数更新部１３から得られる係数ｗから閾値αを超えるN個のピークを検出し、各ピーク以外を０とした係数ｗpeakをＤ／Ｕ算出部１５に出力する。ピークを抽出することで雑音成分を除去でき、高精度なＤ／Ｕの算出を可能とする。
以上の第四の実施例により、係数のｗのピークを選択することで精度の高いＤ／Ｕの算出を行なうことができる。
【００２１】
図７は第五の実施例として本発明が適用できるOFDM信号中継送信装置の干渉波除去部の構成を示すものである。第五の実施例における干渉波除去部は、減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１とピーク・準ピーク検出器６１とを備える。減算器１１と誤差算出部１２と係数更新部１３と適応フィルタ１４とＤ／Ｕ算出部１５とアラーム出力器３１は、第二から第四の実施例と同一なものであるため、説明は省略する。ピーク・準ピーク検出器６１はN個のピーク値と準ピーク値のペアを検出し、ピーク値と準ピーク値との和、ｗ'peakをＤ／Ｕ算出部１５へ出力する。ピーク・準ピークについては後述する。
図８はピーク・準ピークに関する係数ｗの形状を示したものである。係数ｗは基本的に図８(a)に示すような単一ピークの波形である。しかしながら、干渉波信号の位相により図８(b)に示すような波形になることも少なくない。そのため、上述したピークのみを選択すると、実際のＤ／Ｕの値よりも高く算出される可能性がある。そこで、準ピークを検出し、それを加味することで精度を高めることができる。
準ピークの検出について、図９を用いて説明する。図９は準ピークの検出についての図である。準ピークはピークを中心に近接区間τにおいて閾値βを超える値である。閾値βは、例えば、ピーク値に対する一定割合の値として設定する。
以上の第五の実施例により、ピークと準ピークを検出することで第四の実施例よりも精度の高いＤ／Ｕの算出を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施例の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図２】本発明の干渉波レベル算出部の構成を示すブロック図
【図３】所望波と干渉波のレベル算出の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第二の実施例の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第三の実施例の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第四の実施例の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第五の実施例の干渉波除去部の構成を示すブロック図
【図８】本発明のピーク・準ピークを説明する模式図
【図９】本発明のピーク・準ピーク係数を説明する模式図（(a)ピーク係数の基本形(b) ピーク・準ピーク干渉波の位相特性による係数の例）
【符号の説明】
【００２３】
１１…減算器
１２…誤差算出部
１３…係数更新部
１４…適応フィルタ
１５…干渉波レベル算出部
２１…乗算器
２２…総和算出器
２３…Ｄ／Ｕ算出器
３１…アラーム出力器
４１…所望波信号レベル算出器
４２…干渉波信号レベル算出器
４３…アラーム出力器
５１…ピーク検出器
６１…ピーク・準ピーク検出器
【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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