(57)【要約】【課題】特性を劣化させずに構成の簡易化を図ったＯＦＤＭ送信装置とその周波数変換装置を提供すること。【解決手段】帯域通過フィルタ３００の特性を適切に設定することで、複数出現するイメージ信号のうち所望の帯域を積極的に取り出し、これをそのまま一つのキャリア信号として出力する。すなわち、デジタル／アナログ変換回路２００の出力から、通常であれば低域濾波フィルタにより取り除いてしまうイメージ信号を、逆に帯域通過フィルタ３００を用いて取り出すようにする。このようにすることで、本来のデジタル／アナログ変換回路２００のナイキスト周波数よりも高い周波数の信号を簡易な構成で得ることが可能となる。【選択図】      図４
2009253838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基幹ネットワークから取得したストリーム信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調して局地エリアに電波送信するＯＦＤＭ送信装置において、
前記ストリーム信号に対しＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial）に基づく変調前処理を施したデジタルデータを出力する処理回路と、
前記デジタルデータをデジタル／アナログ変換してイメージ信号を含むアナログ信号を出力するデジタル／アナログ変換部と、
前記イメージ信号のうちキャリア帯域に位置するイメージ信号を通過させる帯域通過フィルタと、
前記キャリアごとのイメージ信号を合成して電波送信する無線部とを具備することを特徴とするＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
基幹ネットワークから取得したストリーム信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調して局地エリアに電波送信するＯＦＤＭ送信装置に用いられる周波数変換装置において、
前記ストリーム信号に対しＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial）に基づく変調前処理を施されたデジタルデータをデジタル／アナログ変換して、イメージ信号を含むアナログ信号を出力するデジタル／アナログ変換部と、
前記イメージ信号のうちキャリア帯域に位置するイメージ信号を通過させる帯域通過フィルタとを具備することを特徴とする周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ネットワークから取得した映像ストリームをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ）変調して再送信するＯＦＤＭ送信装置とその周波数変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークなどの媒体を介して視聴者にビデオストリームを配信する、いわゆるＩＰＴＶ（ＩＰ Television）サービスが知られている。この種のサービスは次の２つに大きく分けられる。一つはＩＰ−ＶＯＤ（Video on Demand）、もう一つは地上デジタル−ＩＰ再送信も含むＩＰ放送である。種々の形態の視聴サービスがあるなかで、近年、ＩＰ再送信システムに関する技術開発が盛んである。
【０００３】
この種のシステムは光ファイバ網などの高速ネットワークから取得した映像ストリームをふたたび電波に変換し、局地的なエリア内（個人宅、マンションなど）に再送信する。このようにすることで宅内配線の煩わしさの解消などのメリットを得られる。無線区間の変調方式はいわゆる地上波デジタルテレビション放送と同じくＯＦＤＭ変調方式が主流であり、宅内設備としてはＯＮＵ（Optical Network Unit）に接続されるセットトップボックス（ＳＴＢ）がキーデバイスである。
【０００４】
セットトップボックスはストリーム信号をＯＦＤＭ変調するために、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換部と広帯域の周波数変換器（アップコンバータ）を備える。普通ならばＤ／Ａ変換部からのアナログ出力をローカル信号とミキシングすることで、所望の帯域にまでアップコンバートする。しかしながらセットトップボックスは２４時間連続稼動で使用されるので、部品点数を可能な限り減らして消費電力を抑えたい。直交変調器を用いてローカル信号を直接変調するやり方もあるが、この手法では２系統のＤ／Ａ変換回路を要するし、これらを精密にバランスさせることも必要になる。  
特許文献１、２に周波数変換に関わる技術が開示されているがいずれもＯＦＤＭ方式を念頭に置くものではなく、アナログの高周波領域における特性の劣化に難がある。セットトップボックスにおける部品点数の削減のためにこれらの技術を適用することは難しい。
【特許文献１】特開２００１−３３９２４８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたようにＩＰ再送信の技術分野においては、ＯＦＤＭ送信装置としてのセットトップボックスの部品点数を、特性を劣化させることなく可能な限り減らし、小型化するとともに電力消費量を抑えたいという要求がある。  
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、特性を劣化させずに構成の簡易化を図ったＯＦＤＭ送信装置とその周波数変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、基幹ネットワークから取得したストリーム信号をＯＦＤＭ変調して局地エリアに電波送信するＯＦＤＭ送信装置において、前記ストリーム信号に対しＩＳＤＢ−Ｔに基づく変調前処理を施したデジタルデータを出力する処理回路と、前記デジタルデータをデジタル／アナログ変換してイメージ信号を含むアナログ信号を出力するデジタル／アナログ変換部と、前記イメージ信号のうちキャリア帯域に位置するイメージ信号を通過させる帯域通過フィルタと、前記キャリアごとのイメージ信号を合成して電波送信する無線部とを具備することを特徴とするＯＦＤＭ送信装置が提供される。
【０００７】
すなわち発明者は、デジタル信号をデジタル／アナログ変換すると、サンプリングクロックの整数倍のところにイメージ信号が出力されることに着目し、この発明をするに至った。この性質を積極的に利用して、デジタル／アナログ変換部から出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号をそのまま利用することによりサンプリング周波数よりも帯域の高い信号を得られる。従ってベースバンド信号を無線帯域にアップコンバートする回路を省略することができ、構成を簡易化させることが可能になる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、特性を劣化させずに構成の簡易化を図ったＯＦＤＭ送信装置とその周波数変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、この発明に関わるＯＦＤＭ送信装置の利用の一例を示すシステム図である。図１の映像配信システムはＩＰネットワーク１０００を中核とし、ＩＰ放送により番組コンテンツデータをマルチキャスト配信するシステムである。放送局１０から電波で放送されたコンテンツデータはそれぞれチューナ３０で復調再生されたのちＩＰデータ化され、複数チャネル分の映像データの多重されたストリームデータがＩＰネットワーク１０００に送出される。これにより地上デジタル−ＩＰ再送信をも含むＩＰ放送サービスが実現される。
【００１０】
同様にコンテンツホルダー２０の持つコンテンツデータもＩＰ化されたのちＩＰネットワーク１０００に送出され、ＩＰ−ＶＯＤ形式のサービスが提供される。視聴者の近くのエッジルータ４０に届いたＩＰパケットはＩＰテレビジョン（ＩＰＴＶ）により取得されてコンテンツ再生される。
【００１１】
ところで、エッジルータ４０にはＰＯＮ（Passive Optical Network）技術を利用する光ファイバＦが接続され、この光ファイバＦはユーザ宅６０内のＯＮＵ７で終端される。ＯＮＵ７はさらに宅内のセットトップボックス（ＳＴＢ）８に接続され、ＩＰ化された映像ストリームはこのＳＴＢ８で処理されたのちアンテナ６から電波で再送信される。これによりユーザ宅６０内のどこにいてもテレビセット（ＴＶ）５０による番組視聴が可能になる。ＳＴＢ８はＩＰネットワーク１０００からのストリームデータを電波で再送信する、ＯＦＤＭ送信装置としての位置づけにある。
【００１２】
現在、地上波デジタルテレビジョン放送の標準方式はＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial）であり、欧州と日本においては直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が伝送方式として採用されている。ＯＦＤＭ方式は、広帯域信号を互いに直交する多数の搬送波（以下、キャリアという）で伝送することで、マルチパス伝搬路における耐遅延干渉特性を改善できるなどの特徴を持つ。
【００１３】
図２は、図１のＳＴＢ８を示す機能ブロック図である。図２において、ＯＮＵ７からの映像ストリームは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの演算処理回路を含むＣＰＵ１によりデジタル信号処理され、メモリ２に書き込まれる。書き込まれたデータは例えば各チャネルごとに対応する複数の処理回路（以下、回路と略称する）３１〜３ｎから読み出され、これによりチャネルごとの映像データが分離される。分離されたデータは変調前処理を施されたのち変調部４に入力される。変調部４は処理後のデータをＯＦＤＭ変調し、変調信号が無線部５で高周波増幅されてアンテナ６から電波送信される。
【００１４】
図３は、図２のＳＴＢ８の要部を示す機能ブロック図である。図３においては直交周波数多重される多数のキャリアのうち１つのキャリアについての構成を示す。図３において、ＳＴＢ８の回路３１〜３ｎはＯＦＤＭ演算回路１００を備え、このＯＦＤＭ演算回路１００によりデータ並べ替え、スクランブル、エラー処理などの、ＩＳＤＢ−Ｔに準拠する処理がなされる。この変調前処理を施されたデータは変調部４のＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路２００において一定レートでサンプリングされてアナログ化され、無線部５の帯域通過フィルタ３００で所望帯域の高周波成分が抽出されたのち、図示しない合成部によりキャリア合成されてアンテナ６から再送信される。次に上記構成における作用を説明する。
【００１５】
図４は、図３のＳＴＢ８における作用を説明するための図である。図４の（通常の信号）に示すように通常のデジタル／アナログ変換処理では、サンプリング周波数ｆｓの１／２の周波数であるナイキスト周波数ｆＮよりも高い帯域を、低域濾波フィルタによりカットすることでイメージ信号を除去するようにしている。
【００１６】
これに対しこの実施形態では、図４の（使用する信号）に示すように、帯域通過フィルタ３００の特性を適切に設定することで、複数出現するイメージ信号のうち所望の帯域を積極的に取り出し、これをそのまま一つのキャリア信号として出力する。すなわち、デジタル／アナログ変換回路２００の出力から、通常であれば低域濾波フィルタにより取り除いてしまうイメージ信号を、逆に帯域通過フィルタ３００を用いて取り出すようにする。このようにすることで、本来のデジタル／アナログ変換回路２００のナイキスト周波数よりも高い周波数の信号を簡易な構成で得ることが可能となる。
【００１７】
図５は、比較のため既存のＳＴＢ８の要部構成を示すブロック図である。図５において、例えばＵＨＦ帯を使用する地上デジタル放送では、ＯＦＤＭ変調された信号を４７０〜７７０ＭＨｚ程度の周波数にして扱う必要がある。よって、まず１００ＭＳＰＳ程度のデジタル／アナログ変換回路２００′により４０ＭＨｚ程度の中間周波数帯域の変調信号を出力する。さらに周波数変換回路４００およびローカル発振回路５００からなるアップコンバータにより、中間周波数信号を所望の周波数に変換するような構成が一般的である。５００ＭＨｚの信号であれば、４６０ＭＨｚのローカル信号と掛け合わせて周波数を変換するようにする。その際、デジタル／アナログ変換回路２００′の出力側に設けた低域濾波フィルタ６００によりイメージ信号が除去される。このような構成では周波数変換回路４００およびローカル発振回路５００を要するので構成が煩雑になる。
【００１８】
これに対しこの実施形態では、図３の構成において例えばサンプリングクロックの２倍の部分に出る信号を用いるのであれば、１５０ＭＳＰＳで５０ＭＨｚの変調波を作ることにより、アップコンバータによる周波数変換を用いずに図５と同様の無線帯域信号を得ることができる。
【００１９】
しかもこの実施形態では、ＯＦＤＭ変調方式の送信機における実施を想定している。周知のようにＯＦＤＭ変調方式においては、キャリア間の間隔が狭くとも、キャリアごとの伝送レートは低く抑えられる。従ってデジタル／アナログ変換により生じたイメージ信号は、高域側においてもアナログ的な特性の劣化が生じにくい。発明者はこの点に着目し、デジタル／アナログ変換回路２００の出力に適切な帯域の帯域通過フィルタ３００を接続することで、特性の劣化を伴わずに構成を簡易化したＯＦＤＭ送信装置を想到するに至った。
【００２０】
すなわち発明者は、デジタル信号をデジタル／アナログ変換するとサンプリングクロックの整数倍のところにイメージ信号が出力されることに着目し、この性質を積極的に利用して、デジタル／アナログ変換部から出力されるアナログ信号に含まれるイメージ信号をそのまま利用してサンプリング周波数よりも帯域の高い信号を得られることに想到した。しかもＯＦＤＭ変調の特性から、アナログ特性の劣化の少ないイメージ信号を得られる。従ってベースバンドを無線帯域にアップコンバートする回路を省略して構成を簡易化できるとともに、特性の劣化も抑圧することが可能になる。これらのことから、特性を劣化させずに構成の簡易化を図ったＯＦＤＭ送信装置とその周波数変換装置を提供することが可能となる。
【００２１】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えばＳＴＢ８とＴＶ５０との間を電波でなく、同軸ケーブルなどにより両者を有線で接続しても良い。その間の変調方式がＯＦＤＭであれば同様の作用および効果を得ることができる。  
また、図２にはデジタル信号処理をＣＰＵ１により行う例を示したが、これに代えてハードウェアロジックのみ、あるいはＣＰＵとハードウェアロジックとの両方を用いても同様の処理を行うことができる。
【００２２】
また、周波数変換後、周波数変換前の信号の周波数はいずれも上記した数値に限定されるものではない。さらには、ＯＦＤＭ演算回路１００で処理され出力される信号の周波数、および帯域通過フィルタ３００の周波数を可変する手段を備えても良い。すなわちこの発明は周波数可変型のＯＦＤＭ送信装置においても適用することができる。
【００２３】
さらに、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に関わるＯＦＤＭ送信装置の利用の一例を示すシステム図。
【図２】図１のＳＴＢ８を示す機能ブロック図。
【図３】図２のＳＴＢ８の要部を示す機能ブロック図。
【図４】図３のＳＴＢ８における作用を説明するための図。
【図５】比較のため既存のＳＴＢ８の要部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２５】
１０００…ＩＰネットワーク、１０…放送局、２０…コンテンツホルダー、３０…チューナ、４０…エッジルータ、Ｆ…光ファイバ、６…アンテナ、７…ＯＮＵ、８…セットトップボックス（ＳＴＢ）、５０…テレビセット、６０…ユーザ宅、１…ＣＰＵ、２…メモリ、３１〜３ｎ…処理回路、４…変調部、５…無線部、１００…ＯＦＤＭ演算回路、２００…Ｄ／Ａ変換回路、３００…帯域通過フィルタ
【図１】
2009253838.tif 000003
【図２】
2009253838.tif 000004
【図３】
2009253838.tif 000005
【図４】
2009253838.tif 000006
【図５】
2009253838.tif 000007