(57)【要約】【課題】受信したＯＦＤＭ信号を同じ周波数で再送信する場合に、算出したＤ／Ｕ値を装置または外部装置に表示、出力し、また算出Ｄ／Ｕ値より系統切替の可否を表示、出力することで、系統切替の安全性を確認できる中継装置の実現。【解決手段】直交周波数分割多重方式で変調されたＯＦＤＭ受信信号を同じ周波数で再送信する回り込み波キャンセル装置を有する中継装置において、所望波入力信号平均電力値と干渉波信号平均電力値に基づきＤ／Ｕ値を算出する手段と、算出したＤ／Ｕ値を中継装置に表示または外部装置へ出力する手段を有する中継装置。また、算出したＤ／Ｕ値に基づき中継装置の系統切替の可否を中継装置に表示または外部装置へ出力する手段を有する中継装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重方式で変調されたＯＦＤＭ受信信号を同じ周波数で再送信する回り込み波キャンセル装置を有する中継装置において、
所望波入力信号平均電力値と干渉波信号平均電力値に基づきＤ／Ｕ値を算出する手段と、算出したＤ／Ｕ値を上記中継装置に表示、または外部装置へ出力する手段を有することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
請求項１記載の中継装置において、算出したＤ／Ｕ値に基づき上記中継装置の系統切替の可否を該中継装置に表示、または外部装置へ出力する手段を有することを特徴とする中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing)方式を用いたデータ伝送装置の受信回路、特に回り込み波をキャンセルする中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体向けデジタル伝送や、地上系デジタルテレビジョン放送への応用に適した変調方式として、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式(以下、ＯＦＤＭと称す)が注目を浴びている。ＯＦＤＭ方式は、マルチキャリア変調方式の一種であって、互いに直交するｎ本(ｎは数十〜数千)の搬送波(キャリア)にそれぞれデジタル変調を施した伝送方式である。ＯＦＤＭ波の１シンボルは、ＯＦＤＭ方式で変調した時間軸信号と、その時間軸信号の一部を複製したガードインターバルとで構成され、シンボル長が長いのが特徴である。このシンボル長が長い特徴を活かして単一周波数ネットワーク(以下ＳＦＮと称す)を構築する。ＳＦＮの構築の一例に、放送波を受信して同一チャンネルにて再送信する方式がある。
しかし、この方式においては、再送信した信号が放送波を受信するアンテナに受かってしまう、「回り込み」が生じてしまう。この回り込みの影響によって、再送信する放送波の信号品質が劣化したり、また、再送信するシステム、増幅器などが発振してしまうことが考えられる。これを回避するためには、送受信のアンテナを十分な間隔に離したり、回り込み波が生じないようアンテナ指向性を調整したり、回り込み波を打ち消すキャンセラ装置(回り込みキャンセラ)が必要となる。
【０００３】
図４はＯＦＤＭ信号中継送信装置の回り込み波除去部の構成を示すものである。回り込み波除去部は減算器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を誤差算出部１２と適応フィルタ１４に出力し、また干渉波除去部の出力信号を出力する。誤差算出部１２は減算器１１より得られる出力信号ｙから理想値Ｙを算出し、理想値Ｙと出力信号ｙとの誤差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を用いて回り込み波のレプリカ信号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。
【特許文献１】特開２００２−７７０９６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回り込みキャンセラは、受信アンテナに再送信信号が入力されたときの再送信信号成分(回り込み信号)を除去する。回り込み信号は、送信アンテナから受信アンテナへ直接到達するものや、山や建物等に反射して到達するものなどある。そのため、時間や季節などによって回り込み信号は逐次状況が変わり、状況によっては前段からの受信信号(Ｄ波)よりも回り込み信号(Ｕ波)の方が大きくなる。
回り込み信号(Ｕ波)が大きい場合、フィードバックする信号が大きくなるため、回り込み波の除去に失敗し、回り込みキャンセラが発振してしまう。
このため、図２に示す中継送信機のシステムにおいてメンテナンスをする場合、１号系から２号系に、またはその逆方向へ系統を切り替えることがある。ここで、Ｄ／Ｕ比が小さく、切替時の信号の瞬断や回り込み波の位相変化に追従できない場合、回り込み波の除去に失敗して中継送信機が発振してしまう可能性がある。
中小規模の中継送信装置のシステムでは、測定器を中継送信装置の局舎内に常時設置することが少ないため、緊急時、測定時には測定器を搬送する必要がある。また、回り込みキャンセラでは、受信波(Ｄ波)と送信波(Ｕ波)の比率(Ｄ／Ｕ比)によっては、１号系システムから２号系システムへ切替るような系統切替が困難になることがある。
しかしながら、中継装置の回り込み波の状況(例えばＤ／Ｕ値)や系統切替の可否等を把握する手段が無いため、中継装置の系統切替の安全性を確認することは難しい。
本発明はこれらの欠点を除去し、受信したＯＦＤＭ信号を同じ周波数で再送信する場合に、算出したＤ／Ｕ値を装置または外部装置に表示、出力し、また算出Ｄ／Ｕ値よりシステム系統切替の可否を表示、出力することで、系統切替の安全性を確認できる中継装置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、直交周波数分割多重方式で変調されたＯＦＤＭ受信信号を同じ周波数で再送信する回り込み波キャンセル装置を有する中継装置において、所望波入力信号平均電力値と干渉波信号平均電力値に基づきＤ／Ｕ値を算出する手段と、算出したＤ／Ｕ値を上記中継装置に表示、または外部装置へ出力する手段を有する中継装置としたものである。
また、算出したＤ／Ｕ値に基づき上記中継装置の系統切替の可否を該中継装置に表示、または外部装置へ出力する手段を有する中継装置としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、中継装置の回り込み波の状況(例えばＤ／Ｕ値)を容易、かつ確実に確認することが出来る。また、その結果を用いて中継装置の系統切替の安全性を確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による回路について、図１に示す実施形態により詳細に説明する。
図１はＯＦＤＭ信号中継送信装置の回り込み波除去部の構成を示すものである。回り込み波除去部は減算器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を誤差算出部１２と適応フィルタ１４に出力し、また干渉波除去部の出力信号を出力する。誤差算出部１２は減算器１１より得られる出力信号ｙから理想値Ｙを算出し、理想値Ｙと出力信号ｙとの誤差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。
【０００８】
ここで、Ｄ／Ｕ算出部１５について図５を用いて説明する。なお、Ｄ／Ｕ(Desired to Undesired Ratio)とは、（所望波信号平均電力）対（干渉波信号平均電力比）のことである。
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、総和ＷｓｕｍをＤ／Ｕ算出器２３へ出力する。
【数１】
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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値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値を格納した対応テーブルなどによって実現できる。Ｗｓｕｍを算出することによりＤ／Ｕ値を算出することができることについて図６を用いて説明する。
【０００９】
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。  回り込み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を算出することが可能であることが分かる。
このようにして、Ｄ／Ｕ算出部１５にてＤ／Ｕ値を算出し、その結果を表示部１６に出力する。表示部１６は、例えば、装置外部に設けられ、回り込みキャンセラが動作している環境におけるＤ／Ｕ値を表示する。ここで、この表示は、例えば、数値表示、またはＬＥＤを縦または横に並べてＤ／Ｕ値に応じて点灯位置(または点灯数)を変化させるものである。
一方、Ｄ／Ｕ算出部１５の出力は、外部出力部１７を経由して外部装置(図示せず)にもそのデータを出力する。外部装置では受け取ったデータを表示する。表示の方法は上記の表示部１６の説明と同様とする。
【００１０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
まず、中継装置の基本構成について、図２を用いて以下簡単に動作説明をする。  前段の放送局から送信された放送波(ＵＨＦ)をアンテナ７０で受信する。受信した信号は、フィルタ７１、２分配器７２を経由し、１号系、２号系それぞれに出力される。
その出力信号は受信変換部７３にてＵＨＦ帯のＲＦ入力信号をＲＦ帯（デジタルテレビでは３７．１５ＭＨｚ）にダウンコンバートされ、回り込みキャンセラ７４にて回り込み波を除去され、送信変換部７５に出力される。
送信変換部７５では、ＩＦ帯の信号を任意のＵＨＦ帯のチャンネルにアップコンバートする。  ＵＨＦ帯に変換されたＲＦ信号はＰＡ(電力増幅器)７６にて増幅されて同軸切替板７７に渡される。同軸切替板７７は１号系、２号系、それぞれのＰＡ出力を切り替え、出カフィルタ７８、送信アンテナ７９に出力する。
同軸切替板７７の切替え制御は、切替制御器７Ａによって行う。  切替制御器７Ａは、中継装置の各装置からアラームなどの情報をもらい、異常が起きたときに自動で系統切替(１号系統−２号系統間の切替)を行ったり、手動にて系統切替えを行ったりするものである。
切替制御器７Ａの前面には、例えば、「１号選択」、「２号選択」のように表示されている押しボタンスイッチが配置されていて、手動で切り替えるときはこのボタンを押すことにより、同軸切替板７７を制御(切替)し、選択された系統の出力を送信アンテナ７９に出力する。
【００１１】
ここで、図３は本発明の第２実施形態である。回り込みキャンセラのＤ／Ｕ値算出については上述の通りであるため、詳細説明を省略する。
装置内部(Ｄ／Ｕ算出部１５)にて演算したＤ／Ｕ値を判定部１８に入力する。判定部１８では、算出されたＤ／Ｕ値が、系統切替を行っても安全であるかどうかを判定する。例えば、内部に事前に閾値を記憶させておき、その閾値とＤ／Ｕ値を比較して判定する。判定部１８から出力された判定情報は、外部出力部１７を経由し、図２の切替制御器７Ａに入力する。
切替制御器７Ａは上記判定情報を用いて、系統切替の制御を行う。例えば、判定情報が切替不可を示しているときは、系統切替を行わない。また、判定情報が切替不可を示しているときは、系統切替スイッチが押されてもすぐには系統切替を行わず、切替不可表示を点灯させるなど切替不可の注意を促し、点滅中に再度スイッチが押された場合は強制的に系統を切り替える。
以上説明したように本発明によれば、中継装置の回り込み波の状況(例えばＤ／Ｕ値)を容易、かつ確実に確認することが出来る。また、その結果を用いて中継装置の系統切替の安全性を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による第１実施例の構成を示すブロック図
【図２】中継装置の基本構成を示すブロック図
【図３】本発明による第２実施例の構成を示すブロック図
【図４】回り込み波除去部の回路の構成を示すブロック図
【図５】Ｄ／Ｕ算出部の回路の構成を示すブロック図
【図６】回り込みキャンセラの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００１３】
１１：減算器、１２：誤差算出部、１３：係数更新部、１４：適応フィルタ、１５：Ｄ／Ｕ算出部、１６：表示部、１７：外部出力部、１８：判定部、２１：乗算器、２２：総和算出器、２３：Ｄ／Ｕ算出器、７０：受信アンテナ、７１：入力フィルタ、７２：２分配器、７３：受信変換部、７４：回り込みキャンセラ、７５：送信変換部、７６：ＰＡ(電力増幅器)、７７：同軸切替板、７８：出力フィルタ、７９：送信アンテナ、７Ａ：切替制御器
【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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