(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送波を含む信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信した受信信号の周波数スペクトルにおいて、前記放送波のうちのアナログ放送波とデジタル放送波の各周波数帯域を検出する周波数検出部と、
前記受信信号の周波数スペクトルにおいて、不要な周波数帯域を遮断するとともに、所望の周波数帯域を通過させる周波数特性が可変のフィルタ部と、
前記周波数検出部の検出結果に基づいて前記フィルタ部の周波数特性を制御し、前記検出されたアナログ放送波の周波数帯域を不要波として除去し、前記デジタル放送波を含む周波数帯域を所望波として通過させるフィルタ制御部と、
前記フィルタ部の出力信号を再送信する送信部とを備え、
前記フィルタ部は、周波数帯域が連続する複数の前記デジタル放送波を含む所望波の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、単独の前記デジタル放送波による所望波の周波数帯域を通過させる狭帯域バンドパスフィルタとを有し、
前記フィルタ制御部は、所定のチャンネル周波数帯域で連続する複数の前記デジタル放送波が存在する場合に、前記バンドパスフィルタによって該当する複数のデジタル放送波の周波数帯域を通過させ、所定のチャンネル周波数帯域で単独の前記デジタル放送波が存在し、このデジタル放送波の近傍に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記狭帯域バンドパスフィルタによって該当する単独のデジタル放送波の周波数帯域を通過させるギャップフィラー装置。
【請求項２】
請求項１に記載のギャップフィラー装置であって、
前記フィルタ部は、前記デジタル放送波を含む所望波の周波数帯域の間に存在するアナログ放送波を除去するバンドエリミネーションフィルタをさらに備え、
前記フィルタ制御部は、前記複数のデジタル放送波同士の間、または前記複数のデジタル放送波と前記単独のデジタル放送波との間に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記バンドエリミネーションフィルタによって該当するアナログ放送波の周波数帯域を除去させるギャップフィラー装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のギャップフィラー装置であって、
前記フィルタ部は、前記連続する複数のデジタル放送波を含む所望波の周波数帯域の中に存在するアナログ放送波を消去するイレーサをさらに備え、
前記フィルタ制御部は、前記連続する複数のデジタル放送波の中に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記イレーサによって該当するアナログ放送波の周波数帯域を消去させるギャップフィラー装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のギャップフィラー装置であって、
前記フィルタ部は、出力信号の通過周波数特性を可変し、この出力信号の帯域内における信号レベルを略平坦となるように調整するイコライザをさらに備えるギャップフィラー装置。
【請求項５】
請求項１に記載のギャップフィラー装置であって、
前記周波数検出部は、前記受信信号の検波に用いるローカル周波数信号を生成するシンセサイザを有し、このシンセサイザにおいて前記ローカル周波数信号に４．５ＭＨｚのＦＭ変調をかけるＦＭ変調器を備えるギャップフィラー装置。
【請求項６】
請求項５に記載のギャップフィラー装置であって、
前記周波数検出部は、前記受信信号を検波した検波信号において、所定レベル以上の信号を前記アナログ放送波または前記デジタル放送波として検出し、このうち所定の閾値以上の信号を前記アナログ放送波として判別するギャップフィラー装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のギャップフィラー装置であって、
前記フィルタ部を含む一体化されたモジュールとして構成され、このモジュールが前記受信部及び前記送信部を含む装置本体に対して取り外し可能であるギャップフィラー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル放送の中継に用いられるギャップフィラー装置に関し、特にビル内や地下街などの閉空間の難視聴地域への中継に適用可能なギャップフィラー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送システムなどのデジタル放送では、放送サービスエリアの拡大及び難視聴地域の解消を目的として、中継局においてギャップフィラー装置が用いられる。この種のギャップフィラー装置として、例えば特許文献１に示すような装置が開示されている。
【０００３】
図１３は特許文献１に記載の従来例のギャップフィラー装置の構成を示す図である。このギャップフィラー装置は、受信アンテナ１１で受信した放送波を分配器１２によって２系統に分配し、一方を増幅器１３に他方をアナログＴＶ検出回路１４に供給する。ここで、アナログＴＶ検出回路１４によりアナログＴＶ信号の有無を検出する。この検出結果に基づき、フィルタ制御回路１８によりアナログＴＶ信号の周波数帯域に該当する帯域フィルタ１５１〜１５ｎの電源をオフすることで、フィルタ回路１５の通過帯域を制御する。これにより、受信アンテナ１１で受信した放送波からアナログ放送波の周波数帯域を遮断し、アナログＴＶ信号を除去してデジタル放送信号のみを再送信する。
【特許文献１】特開２００６−２８７３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例のギャップフィラー装置は、開空間の広いエリアに再送信して中継するものであり、広域用の中継装置として規定で定められているＣＮＲなどの特性を厳密に守る必要があるため、高精度の通過／遮断特性を有するフィルタを備えなければならない。また、地域毎にアナログ放送波のチャンネル配置が異なっていることに対して、従来例ではアナログ放送波の周波数帯域に該当する帯域フィルタの電源をオフしてフィルタの組み合わせを変える構成となっている。このため、各地域に設置する際には、全周波数帯域のフィルタを用意して当該地域のアナログ放送のチャンネル配置に対応する帯域フィルタをオフするか、あるいは、地域毎に帯域フィルタを交換するような構成が必要となる。これらのことから、高性能かつ大規模のフィルタを多数要するために中継装置のシステムが高価となり、装置が大型化するという問題点がある。
【０００５】
例えば、ビル内や地下街などの閉空間の狭いエリアの難視聴地域への中継に適用する場合、規定に準拠する再送信が義務付けられていないため、上記従来例のような高価な装置を導入するメリットが無い。また、２０１１年にアナログＴＶ放送が終了すると、アナログ放送波を除去する機能は要らなくなる。このため、市場ニーズとしては、閉空間のみに特定した簡易な装置が有望であり、アナログ放送波を除去して所望のデジタル放送波を再送信する機能を持ち、安価で設置作業やメンテナンスが容易な中継装置が好ましいといえる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、閉空間の狭いエリアの難視聴地域への中継に適用でき、不要なアナログ放送波を除去し所望のデジタル信号を再送信することが可能な小型かつ安価なギャップフィラー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】
本発明のギャップフィラー装置は、放送波を含む信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信した受信信号の周波数スペクトルにおいて、前記放送波のうちのアナログ放送波とデジタル放送波の各周波数帯域を検出する周波数検出部と、前記受信信号の周波数スペクトルにおいて、不要な周波数帯域を遮断するとともに、所望の周波数帯域を通過させる周波数特性が可変のフィルタ部と、前記周波数検出部の検出結果に基づいて前記フィルタ部の周波数特性を制御し、前記検出されたアナログ放送波の周波数帯域を不要波として除去し、前記デジタル放送波を含む周波数帯域を所望波として通過させるフィルタ制御部と、前記フィルタ部の出力信号を再送信する送信部とを備え、
前記フィルタ部は、周波数帯域が連続する複数の前記デジタル放送波を含む所望波の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、単独の前記デジタル放送波による所望波の周波数帯域を通過させる狭帯域バンドパスフィルタとを有し、
前記フィルタ制御部は、所定のチャンネル周波数帯域で連続する複数の前記デジタル放送波が存在する場合に、前記バンドパスフィルタによって該当する複数のデジタル放送波の周波数帯域を通過させ、所定のチャンネル周波数帯域で単独の前記デジタル放送波が存在し、このデジタル放送波の近傍に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記狭帯域バンドパスフィルタによって該当する単独のデジタル放送波の周波数帯域を通過させるものである。
【０００８】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記フィルタ部は、前記デジタル放送波を含む所望波の周波数帯域の間に存在するアナログ放送波を除去するバンドエリミネーションフィルタをさらに備え、前記フィルタ制御部は、前記複数のデジタル放送波同士の間、または前記複数のデジタル放送波と前記単独のデジタル放送波との間に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記バンドエリミネーションフィルタによって該当するアナログ放送波の周波数帯域を除去させるものを含む。
【０００９】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記フィルタ部は、前記連続する複数のデジタル放送波を含む所望波の周波数帯域の中に存在するアナログ放送波を消去するイレーサをさらに備え、前記フィルタ制御部は、前記連続する複数のデジタル放送波の中に前記アナログ放送波が存在する場合に、前記イレーサによって該当するアナログ放送波の周波数帯域を消去させるものを含む。
【００１０】
上記構成により、高性能かつ大規模のフィルタを多数用いることなく、比較的安価な可変型のバンドパスフィルタやバンドエリミネーションフィルタ、イレーサ等を用いることによって、各地域によって異なる放送波のチャンネル配列に柔軟に対応させて、不要なアナログ放送波を除去でき、所望のデジタル放送波を含むデジタル信号を通過させて再送信することが可能である。したがって、装置の小型化、省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化を達成できる。このような構成は、閉空間の狭いエリアの難視聴地域への中継に適用可能であり、不要なアナログ放送波を除去し所望のデジタル信号を再送信することが可能な小型かつ安価なギャップフィラー装置を実現できる。したがって、例えばビル内等の閉空間の狭いエリアへの中継装置として設置する場合に、安価で設置の手間やその後のメンテナンスがかからない簡易なギャップフィラー装置を実現することが可能になる。
【００１１】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記フィルタ部は、出力信号の通過周波数特性を可変し、この出力信号の帯域内における信号レベルを略平坦となるように調整するイコライザをさらに備えるものとする。
上記構成により、再送信する出力信号の周波数スペクトルを平坦化し、中継伝送するため、受信側でチャンネル毎の感度差を低減でき、安定した受信環境を提供できる。
【００１２】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記周波数検出部は、前記受信信号の検波に用いるローカル周波数信号を生成するシンセサイザを有し、このシンセサイザにおいて前記ローカル周波数信号に４．５ＭＨｚのＦＭ変調をかけるＦＭ変調器を備えるものを含む。
上記構成により、搬送波が４．５ＭＨｚの間隔で配置されているアナログ放送波を検出する際に、個々の搬送波の周波数間隔を判定したりする処理が必要なく、アナログ放送波を一度の信号レベル判定により検出することができる。
【００１３】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記周波数検出部は、前記受信信号を検波した検波信号において、所定レベル以上の信号を前記アナログ放送波または前記デジタル放送波として検出し、このうち所定の閾値以上の信号を前記アナログ放送波として判別するものを含む。
上記構成により、受信信号を検波した検波信号の信号レベルの大きさによって、アナログ放送波とデジタル放送波とを容易に分類して検出することが可能である。
【００１４】
また、本発明は、上記のギャップフィラー装置であって、前記フィルタ部を含む一体化されたモジュールとして構成され、このモジュールが前記受信部及び前記送信部を含む装置本体に対して取り外し可能であるものを含む。
上記構成により、例えば将来的にアナログ放送波が終了して不要波を除去するフィルタ機能が不要になった場合に、取り外して運用することができるので、環境変化に応じてシステム構成を容易に対応させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、閉空間の狭いエリアの難視聴地域への中継に適用でき、不要なアナログ放送波を除去し所望のデジタル信号を再送信することが可能な小型かつ安価なギャップフィラー装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の実施形態に係るギャップフィラー装置を含む中継システムの構成を示す図である。本実施形態に係る中継システムは、受信アンテナ２１と、Ｅ／Ｏ（電気−光変換）装置２２と、光ファイバ２３と、Ｏ／Ｅ（光−電気変換）装置２４と、パワーアンプ（ＰＡ）２５と、送信アンテナ２６とを有して構成される。この中継システムは、受信アンテナ２１で受信したデジタル放送波を含む受信信号をＥ／Ｏ装置２２で光信号に変換し、光ファイバ２３で伝送した後、Ｏ／Ｅ装置２４で電気信号に変換し、パワーアンプ２５で電力増幅して送信アンテナ２６から再送信する。本実施形態では、ギャップフィラー装置の機能が搭載されるＥ／Ｏ装置２２について詳しく説明する。
【００１７】
図２は本実施形態に係るギャップフィラー装置を含むＥ／Ｏ装置の構成を示す図である。Ｅ／Ｏ装置２２は、ギャップフィラー装置の機能を有して構成され、受信信号の周波数スペクトルにおける、アナログ放送波の周波数帯域の信号を除去し、デジタル放送波等の所望のデジタル信号のみを光信号に変換して出力する。このＥ／Ｏ装置２２は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３１と、ろ過回路３２と、イコライザ３３と、イレーサ３４と、スキャナ３６と、電気光変換回路３５と備えている。上記構成において、ローノイズアンプ３１は受信部の機能を実現し、電気光変換回路３５は送信部の機能を実現する。ろ過回路３２、イコライザ３３、およびイレーサ３４は、不要な周波数帯域を遮断するとともに所望の周波数帯域を通過させるフィルタ部の機能を実現する。スキャナ３６は、受信部によって受信した受信信号の周波数スペクトルにおいて、放送波のうちのアナログ放送波とデジタル放送波の各周波数帯域を検出する周波数検出部の機能を実現する。
【００１８】
なお、ろ過回路３２、イコライザ３３、イレーサ３４、スキャナ３６を含むフィルタユニット９０を一体化されたモジュール構成とし、このモジュールが電気光変換回路３５等を含むＥ／Ｏ装置２２の装置本体に対して取り外し可能に構成することも可能である。このようにフィルタユニット９０を別体に着脱可能な構成とすることにより、フィルタ機能が不要になった場合には取り外せるようにすることができる。
【００１９】
図３は本実施形態に係るギャップフィラー装置の主要部の構成を示す図である。図３においては、Ｅ／Ｏ装置２２のろ過回路３２、イコライザ３３、スキャナ３６の詳細構成例を示している。
【００２０】
ろ過回路３２は、受信信号の地上波デジタル放送波のチャンネル配置に応じて、所望のデジタル信号（所望波、所望デジタル波）を通過させ、アナログ放送波などの不要な信号（不要波、不要アナログ波）を遮断する複数の可変フィルタを備えて構成される。複数の可変フィルタとしては、地上波デジタル放送信号の周波数帯域ブロックを通過させる可変バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Path Filter）４２と、アナログ放送信号等の不要アナログ波の周波数帯域を阻止する可変バンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ：Band Elimination Filter）４３と、地上波デジタル放送信号において１チャンネル単独などの隔離された周波数帯域を通過させる隔離チャンネル専用の可変狭帯域バンドパスフィルタ（Ｎａｒｒｏｗ  ＢＰＦ、狭帯域ＢＰＦ）４４とを備えている。
【００２１】
イコライザ３３は、受信信号の通過周波数帯域の周波数特性を調整するための複数の可変フィルタを備えて構成される。複数の可変フィルタとしては、第１の可変フィルタ４５、第２の可変フィルタ４６、…、第ｎの可変フィルタ４７を備えている。
【００２２】
スキャナ３６は、分配器４１から分配されて入力される受信信号を検波するための検波回路を構成するミキサ５４、フィルタ５５、検波器５６、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）５７と、検波用のローカル周波数信号を発生するシンセサイザを構成する分配器５８、分周器５９、発振器６０、ＰＬＬ（フェーズロックドループ）６１、基準信号発生部６２、ＦＭ変調器６３とを備えている。また、スキャナ３６は、デジタル波／アナログ波の判定及び可変フィルタの制御を行うマイコン等からなる制御部６４と、制御部６４からのフィルタ制御信号をアナログ信号に変換してろ過回路３２及びイコライザ３３の各可変フィルタに供給するＤＡコンバータ（ＤＡＣ）４８〜５３とを備えている。上記構成において、制御部６４は、周波数検出部の検出結果に基づいてフィルタ部の周波数特性を制御し、検出されたアナログ放送波の周波数帯域を不要波として除去し、デジタル放送波を含む周波数帯域を所望波として通過させるフィルタ制御部フィルタ制御部の機能を実現する。
【００２３】
次に、本実施形態のギャップフィラー装置の動作について詳しく説明する。図４はデジタル放送波とアナログ放送波とを含む受信信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。地上波デジタル放送信号が割り当てられている周波数帯域（５２０〜６２０ＭＨｚなど）には、従来から使用されているアナログ放送波が存在している。図４は、ある放送エリアの周波数分布の例を示しており、帯域Ｄがデジタル放送波が割り当てられている周波数帯域であり、帯域Ａがアナログ放送波が割り当てられている周波数帯域である。
【００２４】
アナログ放送波は、１つのチャンネル（６ＭＨｚ帯域）において、映像搬送波（Ｐ波）と音声搬送波（Ｓ波）とが４．５ＭＨｚの間隔で配置された状態で送信され、受信信号にはこれらの２つの搬送波のエネルギーが大きく現れる。デジタル放送波は、１チャンネルに６ＭＨｚの帯域幅が割り当てられてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で送信され、受信信号においてこの６ＭＨｚの帯域毎の信号を取り出して復調することで所望のチャンネルのデジタル信号を得る。地上波デジタル放送は、１チャンネルに１３セグメントを有し、ワンセグ放送はこの中の１つのセグメントを使用するものである。
【００２５】
本実施形態のギャップフィラー装置は、図４のような受信信号のうち、アナログＴＶの放送信号（アナログ放送波）を不要アナログ波として除去し、地上波デジタル放送信号（デジタル放送波）を所望デジタル波として通過して再送信する。
【００２６】
図５はろ過回路３２における各可変フィルタのろ波方式を説明する図である。ろ過回路３２は、可変ＢＰＦ４２、可変ＢＥＦ４３、可変狭帯域ＢＰＦ４４による複数の可変フィルタによって、受信点の放送波のチャンネル配置に応じて不要アナログ波を除去するとともに、所望デジタル波を通過して出力する。
【００２７】
図５（ａ）は、可変ＢＰＦ４２の周波数特性の例を示している。この可変ＢＰＦ４２は、複数チャンネルの地上波デジタル放送波が存在する周波数帯域ブロックを通過させるものである。したがって、可変ＢＰＦ４２の通過特性は、所定のチャンネル周波数帯域で連続した所望デジタル波を通過するように設定する。これにより、連続する複数チャンネルなどの所望デジタル波のみを通過させ、その他の周波数帯域（帯域外の前後、近傍）に存在する不要アナログ波を遮断して非通過にすることができる。
【００２８】
図５（ｂ）は、可変ＢＥＦ４３の周波数特性の例を示している。この可変ＢＥＦ４３は、アナログ放送波が存在する周波数帯域を遮断するものである。したがって、可変ＢＥＦ４３の通過特性は、所望デジタル波の周波数帯域を通過するとともに、特定の周波数帯域の不要アナログ波を遮断するように設定する。これにより、不要アナログ波を阻止することができる。
【００２９】
図５（ｃ）は、可変狭帯域ＢＰＦ４４の周波数特性の例を示している。この可変狭帯域ＢＰＦ４４は、単チャンネルかつ隔離された地上波デジタル放送波の周波数帯域を通過させるものである。したがって、可変狭帯域ＢＰＦ４４の通過特性は、特定の狭帯域の周波数帯域の所望デジタル波を通過するように設定する。これにより、不要アナログ波に挟まれた所望デジタル波など、隔離された特定のチャンネルの所望デジタル波のみを通過させ、隣接する不要アナログ波を遮断して非通過にすることができる。
【００３０】
これらの可変ＢＰＦ４２、可変ＢＥＦ４３、可変狭帯域ＢＰＦ４４には、制御部６４からのフィルタ制御信号がＤＡコンバータ４８〜５０を介してそれぞれ入力され、各フィルタの通過周波数特性がそれぞれ制御される。
【００３１】
図６はスキャナ３６の構成及び動作を説明する図であり、図７はスキャナ３６により得られるスキャン情報の例を示す図である。スキャナ３６は、受信信号の周波数をスキャンして検波出力をスキャン情報として出力するもので、どの帯域が所望デジタル波でどの帯域が不要アナログ波であるかを、個別かつ自動的に判別して検出する機能を有している。制御部６４は、スキャナ３６の検波出力に基づき、得られたスキャン情報から、前述のろ過回路３２の可変フィルタの通過特性などの設定を最適に制御する機能を有している。
【００３２】
スキャナ３６は、一般のスペクトル・アナライザと同じ原理で動作し、構成も類似したものである。分配器４１で分配されて入力されるＲＦ帯の受信信号は、ミキサ５４によってローカル周波数信号と混合されてＩＦ帯に変換され、フィルタ５５で所望の周波数帯域のみが通過され、検波器５６で検波される。この検波出力はスキャン情報として制御部６４に出力される。制御部６４は、スキャン周波数を決定するための分周器５９の分周比を設定する制御信号を出力する。そして、分配器５８、分周器５９、発振器６０、ＰＬＬ６１、基準信号発生部６２で構成されるシンセサイザによって、検波用の所定のローカル周波数信号が生成出力され、ＰＬＬ６１のフィードバックループによってその周波数が制御される。本実施形態では、ＦＭ変調器６３を備えており、発振器６０に対して４．５ＭＨｚのＦＭ変調をかけて、ローカル周波数信号を４．５ＭＨｚのＦＭ変調波としている。
【００３３】
アナログ放送波のキャリアエネルギーは映像搬送波と音声搬送波とが大半を占めており、これらの搬送波は４．５ＭＨｚの間隔で配置されているため、受信信号に混合するローカル周波数信号に４．５ＭＨｚのＦＭ変調をかけることで、映像搬送波と音声搬送波の２つの信号レベルをこれらの中間のスキャン周波数において同時に検出することが可能である。
【００３４】
スキャナ３６の検波出力は、図７（ａ）のように所定の周波数間隔で細かくスキャンしていくことで、図７（ｂ）のように帯域全体にわたって得ることができる。ここで、受信信号において、アナログ放送波は信号レベルが大きく、デジタル放送波はアナログ放送波よりも信号レベルが小さいレベルとなっている。このため、スキャナ３６は、スキャン情報として得られる受信信号の検波信号の信号レベルによって、不要アナログ波と所望デジタル波とをそれぞれ判別して検出することができる。この際、スキャナ３６は、受信信号を検波した検波信号において、所定レベル以上の信号をアナログ放送波またはデジタル放送波による放送波として検出し、このうち所定の閾値以上の信号をアナログ放送波として判別することで、アナログ放送波とデジタル放送波とを分類区別して検出可能である。なお、スキャナ３６においてスキャンする周波数間隔は、地上波デジタル放送のチャンネル間隔である６ＭＨｚステップ、あるいはこの周波数（６ＭＨｚ）の整数分の１の間隔で実施する。
【００３５】
イコライザ３３は、ｎ個の可変フィルタ４５〜４７を備える構成であり、４７０〜７７０ＭＨｚの帯域で自由に通過周波数特性を変更可能となっている。各可変フィルタは、基本素子を複数段、進行波型増幅器の形に並べて配置し、各基本素子のバリキャップ制御電圧により通過周波数特性を可変する。イコライザ３３の可変フィルタ４５〜４７には、制御部６４からのフィルタ制御信号がＤＡコンバータ５１〜５３を介してそれぞれ入力され、各フィルタの通過周波数特性がそれぞれ制御されてイコライザ３３の周波数特性が調整される。
【００３６】
図８はイコライザ３３の周波数特性の一例を示す図である。受信点での放送信号は、送信アンテナからの距離や周囲環境によりチャンネル毎に受信レベルが異なっている。このため、ろ過回路３２からの出力信号の周波数スペクトルに対して、イコライザ３３によって所望デジタル波のＯＦＤＭサブキャリア群の出力レベルを平坦に整形するようにフィルタリングを行う。これにより、再送信する出力信号の周波数スペクトルを平坦化でき、中継伝送するため、受信側でのチャンネル毎の感度差を低減でき、安定した受信環境を提供できる。
【００３７】
図９はイレーサ３４の構成及び動作を説明する図である。図９において、（ａ）はイレーサ３４の構成を示すブロック図、（ｂ）〜（ｄ）は各部の信号例を示す図である。イレーサ３４は、不要波成分の減算処理を行うことによって、特定の狭帯域の不要アナログ波を除去（イレース）する機能を有している。本実施形態のイレーサ３４は、アンプ７２、７３、分配器７４、ミキサ７５、分配器７１、ローカル周波数発振器７０、アンプ７６、ＳＡＷ型バンドパスフィルタ（ＳＡＷ−ＢＰＦ）７７、アンプ７８、ミキサ７９、ゲイン制御部８０、位相制御部８２、加算器８１を有して構成される。
【００３８】
所望デジタル波が連続する帯域内に、１チャンネルだけ不要アナログ波が存在する場合がある。こうした場合には、ろ過回路３２やイコライザ３３では不要アナログ波を十分に抑圧できない。また、６ＭＨｚ毎に配置されたチャンネルにおいて隣接する周波数帯域のみを除去するような極めて急峻なＱを持つフィルタは、技術的に実現困難である。すなわち、このような状況では如何なる周波数濾過メカニズムでも対応することはほぼ不可能である。そこで、本実施形態では、イレーサ３４によってターゲットチャンネルのみを減算処理することで、所望デジタル波に隣接する不要アナログ波を消去可能にしている。
【００３９】
図９（ａ）に示すイレーサ３４において、受信信号はアンプ７２、７３を通過して増幅され、分配器７４で分配される。ここで受信信号は、図９（ｂ）に示すように、連続する所望デジタル波の間に１チャンネルだけ不要アナログ波が混在した信号とする。一方の信号は、制御部６４からのゲイン制御信号に基づき、ゲイン制御部８０で所定のゲインにゲイン調整され、加算器８１の一方に入力される。
【００４０】
他方の信号は、ミキサ７５において、ローカル周波数発振器７０で生成され分配器７１を介して供給されるローカル周波数信号と混合されてＲＦ帯域からＩＦ帯域に変換される。ここで、ローカル周波数信号は、消去したいチャンネルの周波数＋５７ＭＨｚとし、受信信号を５７ＭＨｚのＩＦ帯域に変換する。その後、ＳＡＷ−ＢＰＦ７７によって不要アナログ波の帯域のみが通過される。この際、不要アナログ波の隣接帯域には所望デジタル波が並んでいるが、急峻な減衰特性を持つ５７ＭＨｚＯＦＤＭ−ＩＦ用途のＳＡＷ−ＢＰＦ７７を用いることで、不要アナログ波のみをろ過することができる。フィルタは周波数帯域が低くなると急峻な減衰が可能となるので、このようなフィルタリングが可能である。ＳＡＷ−ＢＰＦ７７の出力はアンプ７８で増幅され、ミキサ７９において、ローカル周波数発振器７０で生成され分配器７１を介して供給される同一のローカル周波数信号と混合されて元のＲＦ帯域に再変換される。
【００４１】
そして、ミキサ７９の出力信号は、反転された信号が出力され、所望デジタル波を含まない不要アナログ波だけの信号となっており、図９（ｃ）に示すような反転した信号となる。この反転した不要アナログ波の信号を、加算器８１において先に分配したもう一方のＲＦ信号とで加算することによって、不要アナログ波だけを消すことが可能である。したがって、図９（ｄ）に示すように、イレーサ３４からのイレーサ出力として連続する所望デジタル波だけを出力することができる。
【００４２】
この際、イレーサ３４において、不要アナログ波の減算を完全に行うためには、２つの信号系統の遅延量が同じで、互いに逆位相になり、かつ信号レベルが同一でなければならない。したがって、制御部部６４からの制御信号に基づき、ゲイン制御部８０及び位相制御部８２によって信号ゲイン及び位相を調整する。アナログ波の映像搬送波と音声搬送波とは４．５ＭＨｚ離れていることは既知の条件であり、その遅延量の差を、その差によるビートの周波数の整数倍が４．５ＭＨｚになる様に位相を設定すれば、映像搬送波と音声搬送波を同時に抑圧することができる。例えば、２つの信号系統の遅延差を２．０μsecにすると、その周波数ビートは５００ｋＨｚサイクルで発生し、映像搬送波を抑圧できる位相条件は音声搬送波をも抑圧できる条件になる。
【００４３】
図１０は本実施形態のギャップフィラー装置における処理手順を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、スキャナ３６において制御部６４から分周器５９に対して分周比を設定し、４７０〜７７０ＭＨｚを６ＭＨｚステップ（あるいは６ＭＨｚの整数分の１のステップ）で受信信号についてスキャンして、制御部６４においてＡＤコンバータ５７から得られるスキャン結果の検波出力とその時の周波数との対比をとる（ステップＳ１１）。
【００４５】
そして、制御部６４において、スキャナ３６のスキャン結果の検波レベルにより、どの周波数帯域にアナログ波（不要アナログ波）、デジタル波（所望デジタル波）が存在しているかを判定する。この判定を繰り返して、各アナログ波／デジタル波のチャンネル配列状況を判定し、スキャン情報として取得する（ステップＳ１２）。
【００４６】
次に、制御部６４は、スキャン情報について、アナログ波またはデジタル波の連続した放送波（２波以上：６ＭＨｚ間隔で連続するもの）が存在するかどうかを判断する（ステップＳ１３）。ここで、連続した放送波がある場合は、この連続した放送波の中にアナログ波が存在するか判断する（ステップＳ１４）。
【００４７】
ステップＳ１４において、連続した放送波の中にアナログ波が存在すると判断した場合は、制御部６４はイレーサ３４の制御を行い、イレーサ３４によって所望デジタル波の中にある不要アナログ波を消去する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４においてアナログ波が存在しないと判断した場合は、このような連続したデジタル波が他にも存在するかどうかを判断する（ステップＳ１６）。
【００４８】
そして、ステップＳ１６において、連続したデジタル波が他に存在しない場合（単独のデジタル波が存在する場合を含む）は、制御部６４はこれらのデジタル波の間にアナログ波が存在するかどうかを判断する（ステップＳ１７）。ここで、デジタル波の間にアナログ波がない場合は、制御部６４はろ過回路３２の可変ＢＰＦ４２の制御を行い、可変ＢＰＦ４２によってこれらの所望デジタル波を通過させる（ステップＳ１８）。一方、デジタル波の間にアナログ波が存在する場合は、制御部６４はろ過回路３２の可変ＢＥＦ４３の制御を行い、可変ＢＥＦ４３によってデジタル波の間の不要アナログ波を遮断する（ステップＳ１９）。
【００４９】
また、ステップＳ１６において、連続したデジタル波が他に存在する場合は、制御部６４はこれら連続したデジタル波同士の間にアナログ波が存在するかどうかを判断する（ステップＳ２０）。ここで、連続したデジタル波の間にアナログ波が存在する場合は、ステップＳ１９で可変ＢＥＦ４３によってデジタル波の間の不要アナログ波を遮断する。一方、連続したデジタル波の間にアナログ波がない場合は、ステップＳ１８で可変ＢＰＦ４２によってこれらの所望デジタル波を通過させる。
【００５０】
次に、制御部６４は、その他に単独のデジタル波が存在するかどうかを判断する（ステップＳ２１）。ここで、単独のデジタル波が存在する場合は、このデジタル波の前後近傍にアナログ波があるかどうかを判断する（ステップＳ２２）。そして、デジタル波の前後近傍にアナログ波がある場合は、制御部６４はろ過回路３２の可変狭帯域ＢＰＦ４４の制御を行い、可変狭帯域ＢＰＦ４４によってデジタル波のみを通過させて近傍の不要アナログ波を遮断する（ステップＳ２３）。その後、制御部６４はイコライザ３３の制御を行い、イコライザ３３によって通過させる所望デジタル波の出力レベルが平坦になるように周波数特性を調整する（ステップＳ２４）。一方、ステップＳ２１でその他の単独のデジタル波が存在しない場合、ステップＳ２２でデジタル波の前後近傍にアナログ波が存在しない場合は、可変狭帯域ＢＰＦ４４を使用せず、ステップＳ２４でイコライザ３３によって所望デジタル波の周波数特性を略平坦に調整する。
【００５１】
図１１及び図１２は所望デジタル波及び不要アナログ波のチャンネル配列の一例を示す図である。図１１に示す第１例の場合は、連続するデジタル波Ｄ１１、Ｄ１２の中にアナログ波Ａ１１が存在するので、ステップＳ１５でイレーサ３４によってこの不要アナログ波Ａ１１を消去する。この際、デジタル波Ｄ１１、Ｄ１２の間の１つのチャンネル（６ＭＨｚ幅）にアナログ波Ａ１１が存在するので、ステップＳ１３でこれらの放送波がまとめて連続する放送波として認識され、その後ステップＳ１４でこれらの連続する放送波の中にアナログ波があるかどうかの判断がなされる。また、連続するデジタル波Ｄ１１、Ｄ１２と単独のデジタル波Ｄ１３の間にアナログ波Ａ１２が存在するので、ステップ１９で可変ＢＥＦ４３によってこの不要アナログ波Ａ１２を遮断する。その後、ステップＳ１８で可変ＢＰＦ４２によって連続するデジタル波Ｄ１１、Ｄ１２、及び単独のデジタル波Ｄ１３を通過させる。さらに、その他の単独のデジタル波Ｄ１４が存在し、その前後近傍（両サイド）にアナログ波Ａ１３、Ａ１４が存在するので、ステップＳ２３で可変狭帯域ＢＰＦ４４によってデジタル波Ｄ１４のみを通過させて両サイドの不要アナログ波Ａ１３、Ａ１４を遮断する。
【００５２】
図１２に示す第２の例の場合は、連続するデジタル波Ｄ２１、Ｄ２２の中にアナログ波Ａ２１が存在するので、ステップＳ１５でイレーサ３４によってこの不要アナログ波Ａ２１を消去する。また、連続するデジタル波Ｄ２１、Ｄ２２の他に連続するデジタル波Ｄ２３が存在し、これらの連続するデジタル波Ｄ２１、Ｄ２２とデジタル波Ｄ２３との間にアナログ波Ａ２２が存在するので、ステップ１９で可変ＢＥＦ４３によってこの不要アナログ波Ａ２２を遮断する。その後、ステップＳ１８で可変ＢＰＦ４２によって連続するデジタル波Ｄ２１、Ｄ２２、及び他の連続するデジタル波Ｄ２３を通過させる。
【００５３】
上述したような本実施形態のギャップフィラー装置では、高性能かつ大規模なフィルタを用いることなく、比較的安価なＢＰＦやＢＥＦの可変フィルタ、イレーサ等を用いることによって、設置場所の放送波のチャンネル配置に対応させて、不要なアナログ放送波を除去でき、所望のデジタル放送波を含むデジタル信号を通過させて再送信することが可能である。したがって、装置サイズを削減して小型化、省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化を達成できる。
【００５４】
本実施形態で用いる可変フィルタは、マイコン等の制御部により通過周波数特性が制御され、不要波や所望波の判定後に遮断帯域を可変できるものであるので、地域毎に異なるチャンネル配置に柔軟に対応することが可能である。この際、不要なアナログ放送波を除去するため、光信号への変換時に不要なアナログ放送波まで変調することなく、受信したＲＦ信号をそのまま再送信して伝送することが可能である。つまり、基本的に受信点で得られたＲＦ情報をこのまま送信点で再送することから変調方式に依存しない構成であり、フィルタ構成などの装置ハードウェア構成を変えることなく、各地域に則した運用が可能になる。したがって、地域毎に異なる仕様として構成しなくとも、全国等で全地域共通の仕様で構成して出荷することが可能である。
【００５５】
ここで、中継装置において光信号に変換して伝送する場合、電気から光に変換するレーザの変調度を１００％以上にしてしまうと伝送特性が著しく劣化してしまう。このため、不要波は可能な限り変調する対象から取り除くことにより安定した中継が可能となる。本実施形態では、不要波を完全に除去しなくても十分な光伝送特性を得られる程度の可変帯域フィルタを用いることで、急峻な通過帯域特性を持つ高価なフィルタを使用しなくとも、必要十分な機能を持つギャップフィラー装置を実現できる。本実施形態のような構成は、例えばビル内や地下街などの閉空間の難視聴地域に対してワンセグ放送を中継するような用途においては、簡易な可変フィルタを用いても十分に実用化が可能である。
【００５６】
また、可変フィルタを含むフィルタユニットを一体化されたモジュール構成として取り外し可能にすることで、フィルタ機能が不要になった場合は取り外して運用することができ、環境変化に応じてシステム構成を容易に対応させることができる。２０１１年以降にアナログ放送波が停止した際に、アナログ放送波を不要波として除去するフィルタ機能は必要なくなるので、フィルタユニットを取り外し可能な構成であれば、メンテナンスが容易であり、無駄な消費電力も無くすことができる。本実施形態によれば、できるだけ安価で設置の手間やその後のメンテナンスがかからない簡易なギャップフィラー装置を実現できる。また、将来的に不要となる機能のために高価かつ大型のシステムの導入を回避することが可能である。このようなことから、ユーザへの訴求効果が高いものとなる。
【００５７】
また、本実施形態のスキャナでは、検波用のローカル周波数信号を４．５ＭＨｚのＦＭ変調信号とし、受信信号から放送波を検出するようにしている。このため、搬送波が４．５ＭＨｚの間隔で配置されているアナログ放送波を検出する際に、個々の搬送波の周波数間隔を判定したりする処理が必要なく、アナログ放送波を一度の信号レベル判定により検出することができる。したがって、放送波検出における処理時間を短縮できる。
【００５８】
なお、本実施形態のギャップフィラー装置は、携帯電話等の移動体通信用の無線通信信号を中継する機能も合わせて持つような構成も可能である。すなわち、移動体通信用の中継装置にも本実施形態を適用できる。この場合、アナログ放送波を不要アナログ波として除去し、デジタル放送波と移動体通信信号を含む所望デジタル波を再送信して中継する機能を備えるようにする。
【００５９】
なお、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、閉空間の狭いエリアの難視聴地域への中継に適用でき、不要なアナログ放送波を除去し所望のデジタル信号を再送信することが可能な小型かつ安価なギャップフィラー装置を提供できる効果を有し、特にビル内や地下街などの閉空間の難視聴地域への中継に適用可能なデジタル放送の中継に用いられるギャップフィラー装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係るギャップフィラー装置を含む中継システムの構成を示す図
【図２】本実施形態に係るギャップフィラー装置を含むＥ／Ｏ装置の構成を示す図
【図３】本実施形態に係るギャップフィラー装置の主要部の構成を示す図
【図４】デジタル放送波とアナログ放送波とを含む受信信号の周波数スペクトルの一例を示す図
【図５】本実施形態のろ過回路における各可変フィルタのろ波方式を説明する図
【図６】本実施形態におけるスキャナの構成及び動作を説明する図で
【図７】本実施形態におけるスキャナにより得られるスキャン情報の例を示す図
【図８】本実施形態におけるイコライザの周波数特性の一例を示す図
【図９】本実施形態におけるイレーサの構成及び動作を説明する図
【図１０】本実施形態のギャップフィラー装置における処理手順を示すフローチャート
【図１１】所望デジタル波及び不要アナログ波のチャンネル配列の一例を示す図
【図１２】所望デジタル波及び不要アナログ波のチャンネル配列の一例を示す図
【図１３】従来例のギャップフィラー装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００６２】
２１  受信アンテナ
２２  Ｅ／Ｏ（電気光変換）装置
２３  光ファイバ
２４  Ｏ／Ｅ（光電気変換）装置
２５  パワーアンプ
２６  送信アンテナ
３１  ローノイズアンプ
３２  ろ過回路
３３  イコライザ
３４  イレーサ
３５  電気光変換回路
３６  スキャナ
４２  可変バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４３  可変バンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）
４４  可変狭帯域バンドパスフィルタ（Ｎａｒｒｏｗ  ＢＰＦ）
４５〜４７  可変フィルタ
４８〜５３  ＤＡコンバータ
５４  ミキサ
５５  フィルタ
５６  検波器
５７  ＡＤコンバータ
５８  分配器
５９  分周器
６０  発振器
６１  ＰＬＬ
６２  基準信号発生部
６３  ＦＭ変調器
６４  制御部
７０  ローカル周波数発振器
７１、７４  分配器
７５、７９  ミキサ
７７  ＳＡＷ−ＢＰＦ
８０  ゲイン制御部
８１  加算器
８２  位相制御部
９０  フィルタユニット
【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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【図１２】
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【図１３】
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