(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号を周波数領域に変換して得られる周波数軸信号の周波数特性を検出するＯＦＤＭ用周波数特性検出器において、
前記周波数軸信号のデータサイズＡを２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、
この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段とを具備することを特徴とするＯＦＤＭ用周波数特性検出器。
【請求項２】
２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号の振幅・位相周波数特性を時間軸上で補償する周波数特性補償器において、
前記ＯＦＤＭ伝送信号を与えられた振幅・位相補償量に基づいて振幅・位相周波数特性を補償する補償手段と、
入力されたＯＦＤＭ伝送信号または前記補償手段で補償されたＯＦＤＭ伝送信号を復調する復調手段と、
この手段で復調された信号を周波数軸上の信号に変換するフーリエ変換手段と、
この手段で得られた周波数軸信号を２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、
この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段と、
この手段で得られたインパルス応答から振幅・位相補償量を求め、前記補償手段に供給する振幅・位相補償量演算手段とを具備することを特徴とするＯＦＤＭ用周波数特性補償器。
【請求項３】
２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号を受信し、伝送路の振幅・位相周波数特性を時間軸上で補償して再送するＯＦＤＭ用中継装置において、
前記受信したＯＦＤＭ伝送信号を中間周波数帯にダウンコンバートする第１のダウンコンバータと、
この第１のダウンコンバータの出力を与えられた振幅・位相補償量に基づいて振幅・位相周波数特性を補償する補償手段と、
この補償手段で補償されたＯＦＤＭ伝送信号を無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータと、
このアップコンバータの出力を電力増幅して空間に送出する再送信号を生成する増幅器と、
前記受信したＯＦＤＭ伝送信号または前記増幅器の出力を中間周波数帯にダウンコンバートする第２のダウンコンバータと、
このダウンコンバータの出力を復調する復調手段と、
この手段で復調された信号を周波数軸上の信号に変換するフーリエ変換手段と、
この手段で得られた周波数軸信号を２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、
この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段と、
この手段で得られたインパルス応答から振幅・位相補償量を求め、前記補償手段に供給する振幅・位相補償量演算手段とを具備することを特徴とするＯＦＤＭ用中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、中波、短波、地上波・衛星・ケーブルテレビの中継用送信機その他デジタル伝送に用いられるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）用中継装置と、主にこのＯＦＤＭ用中継装置に用いて好適なＯＦＤＭ用周波数特性検出器及びＯＦＤＭ用周波数特性補償器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代のデジタル放送システムとして、現在の地上波ＴＶ帯域を利用した地上デジタル放送の開発が進められており、日本の標準方式として、ＯＦＤＭを用いた方式が採用された。
【０００３】
地上波の放送システムにおいて、放送サービスエリアの拡大、難視聴地域の解消を目的に、中継局が設置される。現在、放送波再送信によるＳＦＮ（単一周波数ネットワーク）による中継システムの構築が考えられている。この場合、中継局は受信波と同一の周波数で再送信するため、送信信号は自局回りこみ妨害の影響を受ける。そこで、中継局に用いる中継装置にあっては、回り込み妨害を検出して補償する補償器を備えることで、回り込み妨害を抑圧することが考えられている。
【０００４】
妨害を検出する手段としては、ＯＦＤＭの各サブキャリアに配置されているパイロット信号を用いて、妨害を検出することが考えられている。また、この妨害検出手段は、送信装置の周波数特性ひずみを検出するために用いることができる。例えば、親局送信装置の周波数歪みを検出する手段として用いることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＯＦＤＭのサブキャリアに配置されているパイロット信号からＯＦＤＭの全サブキャリアの位相と振幅を推定することで、周波数特性が求められる。この周波数特性を逆フーリエ変換することで、遅延プロファイルが求められる。ところが、一般に、ＯＦＤＭのサブキャリアの本数は２n のデータサイズではない。
【０００６】
このため、２n のデータサイズに適合した逆フーリエ変換装置を用いた場合には、変換入力にデータの不連続が生じる。このとき、２n のデータサイズの逆フーリエ変換出力は、入力データの不連続に起因して、サイドローブにリップルを伴う。このサイドローブのリップルは、本来の周波数特性を表す成分ではないため、このまま、補償した場合、十分な特性が得られない。
【０００７】
従来では、ウィンドウ関数をかけてから逆フーリエ変換することで、入力データの不連続性を低減している。しかしながら、ウィンドウ関数をかけると、帯域の肩の部分に生じている歪み成分が減少してしまい、結果としてキャンセル性能が劣化してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、ウィンドウ関数をかけることなく、逆フーリエ変換の入力データの不連続性をなくし、変換出力のサイドローブに伴うリップルを低減し、ＯＦＤＭ伝送信号が持つ本来の周波数特性を高精度に検出することができるＯＦＤＭ用周波数特性検出器と、この検出器を用いてＯＦＤＭ伝送信号の振幅・位相周波数特性を補償するＯＦＤＭ用周波数特性補償器と、この補償器を用いて中継するＯＦＤＭ伝送信号の回り込み妨害成分とマルチパス妨害成分とを抑圧するＯＦＤＭ用中継装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明に係るＯＦＤＭ用周波数特性検出器は、２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号を周波数領域に変換して得られる周波数軸信号の周波数特性を検出する場合に、前記周波数軸信号のデータサイズＡを２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るＯＦＤＭ用周波数特性補償器は、２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号の振幅・位相周波数特性を時間軸上で補償する場合に、前記ＯＦＤＭ伝送信号を与えられた振幅・位相補償量に基づいて振幅・位相周波数特性を補償する補償手段と、この補償手段で補償されたＯＦＤＭ伝送信号を復調する復調手段と、この手段で復調された信号を周波数軸上の信号に変換するフーリエ変換手段と、この手段で得られた周波数軸信号を２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段と、この手段で得られたインパルス応答から振幅・位相補償量を求め、前記補償手段に供給する振幅・位相補償量演算手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るＯＦＤＭ用中継装置は、２n （ｎは自然数）本でない互いに直交する複数のサブキャリアにシンボルデータを乗せて多重したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送信号を受信し、伝送路の振幅・位相周波数特性を時間軸上で補償して再送する場合に、前記受信したＯＦＤＭ伝送信号を中間周波数帯にダウンコンバートする第１のダウンコンバータと、この第１のダウンコンバータの出力を与えられた振幅・位相補償量に基づいて振幅・位相周波数特性を補償する補償手段と、この補償手段で補償されたＯＦＤＭ伝送信号を無線周波数帯にアップコンバートするアップコンバータと、このアップコンバータの出力を電力増幅して空間に送出する再送信号を生成する増幅器と、この増幅器の出力を中間周波数帯にダウンコンバートする第２のダウンコンバータと、このダウンコンバータの出力を復調する復調手段と、この手段で復調された信号を周波数軸上の信号に変換するフーリエ変換手段と、この手段で得られた周波数軸信号を２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理するインタポレーション処理手段と、この手段で得られた２n のデータサイズＢの周波数軸信号を２n ポイント数で逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、この手段の処理結果をＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して伝送路のインパルス応答を求めるデシメーション処理手段と、この手段で得られたインパルス応答から振幅・位相補償量を求め、前記補償手段に供給する振幅・位相補償量演算手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１はＯＦＤＭ方式の地上波デジタルテレビジョン放送用として、本発明に係るＯＦＤＭ中継装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。この装置には、本発明に係るＯＦＤＭ用周波数特性検出器、ＯＦＤＭ用周波数特性補償器が用いられている。
【００１４】
図１において、図示しない受信アンテナで受信された、中継するＲＦ入力信号は、ダウンコンバータ１により無線周波数帯から中間周波数帯に周波数変換され、ＩＦ信号となる。このＩＦ信号は補償器３に入力され、伝送路上で受けた振幅・位相の周波数特性が補償される。この補償器３の出力は、アップコンバータ４によって無線周波数帯に戻され、増幅器５で電力増幅されて、図示しない送信アンテナより空間に送出される。
【００１５】
上記増幅器５の出力は補償量検出器２にも供給される。この補償量検出器２は、Ａ／Ｄコンバータ２１、直交復調器２２、ＦＦＴ演算器２３、パイロット信号抽出器２４、振幅・位相周波数特性検出器２５、ＩＦＦＴ演算器２６、振幅・位相補償量演算器２７で構成される。
【００１６】
補償量検出器２に入力されたＩＦ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２１によりデジタル信号に変換され、直交復調器２２により直交復調されてベースバンド信号となる。このベースバンド信号はＦＦＴ演算器２３によりＦＦＴ処理が施され、時間軸信号から周波数軸信号に変換されてパイロット信号抽出器２４に供給される。
【００１７】
このパイロット信号抽出器２４は、ＦＦＴ演算器２３から出力される周波数軸信号から、予め周波数軸上に配置されている、振幅・位相等化用のパイロット信号のみを抜き出すもので、ここで得られたパイロット信号は、振幅・位相周波数特性検出器２５に供給される。この振幅・位相周波数特性検出器２５は、入力される振幅・位相等化用のパイロット信号を補間し、周波数特性信号を生成して出力するもので、その出力はＩＦＦＴ演算器２６に供給されて時間軸上の信号に戻されて振幅・位相補償量演算器２７に供給される。この振幅・位相補償量演算器２７は、時間軸上の振幅・位相周波数特性信号の逆特性を求め、各サブキャリアに対する振幅・位相補償量として補償器３に供給される。
【００１８】
ところで、我が国の地上波デジタルテレビジョン放送にあっては、ＯＦＤＭ伝送信号に予め振幅・位相等化用として、各サブキャリアに既知の振幅・位相特性を有するパイロット信号を一定のシンボル周期で繰り返し乗せることが決められている。
【００１９】
本実施形態では、このパイロット信号を利用し、補償量検出器２において、ＲＦ入力信号をＩＦ信号、ベースバンド信号、周波数軸信号に順次変換して、周波数軸上に並ぶサブキャリア間隔のパイロット信号を抽出する。各サブキャリアのパイロット信号は一定のシンボル周期で現れるため、時間軸方向に補間処理する。このようにして得られた各サブキャリアにおけるシンボル周期のパイロット信号の振幅・位相特性を検出すれば、伝送周波数帯での振幅・位相特性を求めることができる。そこで、この特性とは逆の特性を有する信号を作成し、これを補償信号として主信号なるＩＦ信号の振幅・位相特性を周波数軸上で補償する。
【００２０】
ここで、前述の地上波デジタルテレビジョン放送の標準方式（ＩＳＤＢ−Ｔ）にあっては、ＯＦＤＭのサブキャリアの本数は２n のデータサイズではない。このため、上記ＩＦＦＴ演算器２６に２n のデータサイズに適合した逆フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）を用いた場合には、変換入力にデータの不連続が生じる。このとき、２n のデータサイズの逆フーリエ変換出力は、入力データの不連続に起因して、サイドローブにリップルを伴う。このサイドローブのリップルは、本来の周波数特性を表す成分ではないため、このまま、補償した場合、十分な特性が得られない。
【００２１】
そこで、本実施形態では、ＩＦＦＴ演算器２６を図２（ａ）に示すように構成する。すなわち、このＩＦＦＴ演算器２６は、インタポレーション処理器２６１により、周波数特性信号生成器２５からの周波数軸上の周波数特性信号のデータサイズＡを２n のデータサイズＢになるようにＢ／Ａ倍インタポレーション処理し、この２n のデータサイズＢとなった周波数特性信号を２n 入力ポイント数の逆フーリエ変換器２６２で逆フーリエ変換して時間軸上の信号に変換した後、デシメーション処理器２６３によってＡ／Ｂ倍にデシメーション処理して時間軸上の周波数特性信号を求めるようにしたものである。
【００２２】
上記構成において、ＩＳＤＢ−ＴのＭＯＤＥ３を例に説明する。
【００２３】
ＭＯＤＥ３のサブキャリア数は５６１７本である。この場合、以下の２つの方法が考えられる。
【００２４】
第１の方法として、図２（ｂ）に示すように、５６１７本から中心の５６００本を抽出する。５６００個のデータ列を２５６／１７５倍インタポレーション処理して、８１９２個のデータ列を得る。８１９２ポイントの逆フーリエ変換を行い、８１９２個のデータ列からなる時間系列を得る。８１９２個のデータ列を１７５／２５６倍デシメーション処理して、５６００個のデータ列を得る。５６００個のデータ列を用いて、補償を行う。
【００２５】
第２の方法として、図２（ｃ）に示すように、５６１７本の両側に外挿を施し、５６３２個のデータ列を得る。５６３２個のデータ列を１６／１１倍インターポレーション処理して、８１９２個のデータ列を得る。８１９２ポイントの逆フーリエ変換を行い、８１９２個のデータ列からなる時間系列を得る。８１９２個のデータ列を１１／１６倍デシメーション処理して、５６３２個のデータ列を得る。５６３２個のデータ列を用いて、補償を行う。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、逆フーリエ変換をする場合に、入力が存在する周波数データをインタポレーション処理し、２n の逆フーリエ変換のポイント数と同一にしている。このことによって、逆フーリエ変換の入力信号系列に不連続を生じなくなる。逆フーリエ変換出力をデシメーションすることにより、インタポレーション処理前の周波数データと同一のクロックで表現される時間系列が得られる。
【００２７】
したがって、上記構成によれば、ウィンドウ関数をかけることなく、逆フーリエ変換の入力データの不連続性をなくし、変換出力のサイドローブに伴うリップルを低減し、ＯＦＤＭ伝送信号が持つ本来の周波数特性を高精度に検出することができる。この結果、伝送路の振幅・位相周波数特性を高精度に補償することができ、中継装置にあっては回り込み妨害信号を十分に抑圧することができる。
【００２８】
尚、上記実施形態では、中継装置に適用した場合について説明したが、中継装置の後半部分（補償器３以降）と同一構成のＯＦＤＭ用送信装置に用いれば、増幅器を含む回路系の周波数特性ひずみを検出し、これを補償することが可能となる。
【００２９】
また、上記実施形態ではフィードバックループによる構成を説明したが、補償量検出器２のダウンコンバータ２０を削除して、ダウンコンバータ１の出力を補償量検出器２のＡ／Ｄコンバータ２１に入力するようにすれば、フィードフォワードループにより構成することもできる。
【００３０】
また、以上述べた各実施形態では、ＯＦＤＭ伝送信号に振幅・位相が既知のパイロット信号が含まれているものとして説明したが、例えばＤＢＰＳＫ変調方式やＤＱＰＳＫ変調方式の場合には、パイロット信号でなくてもデータを用いて振幅・位相周波数特性を検出することが可能であり、その特性の逆特性を求めることで、補償量を検出することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ウィンドウ関数をかけることなく、逆フーリエ変換の入力データの不連続性をなくし、変換出力のサイドローブに伴うリップルを低減し、ＯＦＤＭ伝送信号が持つ本来の周波数特性を高精度に検出することができるＯＦＤＭ用周波数特性検出器と、この検出器を用いてＯＦＤＭ伝送信号の振幅・位相周波数特性を補償するＯＦＤＭ用周波数特性補償器と、この補償器を用いて中継するＯＦＤＭ伝送信号の回り込み妨害成分とマルチパス妨害成分とを抑圧するＯＦＤＭ用中継装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る一実施形態の、ＯＦＤＭ方式の地上波デジタルテレビジョン放送用中継装置の構成を示すブロック図。
【図２】  同実施形態のＩＦＦＴ演算器の具体的な構成とその処理例を示すブロック図。
【符号の説明】
１…ダウンコンバータ
２…補償量検出器
２０…ダウンコンバータ
２１…Ａ／Ｄコンバータ
２２…直交復調器
２３…ＦＦＴ演算器
２４…パイロット信号抽出器
２５…周波数特性信号生成器
２６…ＩＦＦＴ演算器
２６１…インタポレーション処理器
２６２…ＩＦＦＴ変換器
２６３…デシメーション処理器
２７…振幅・位相補償量演算器
３…補償器
４…アップコンバータ
５…増幅器
【図１】
0004191919.tif 000002
【図２】
0004191919.tif 000003