CN101238650A - 中继发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中继发射装置，其中使用单个组成元件对占据不同频带的多个数字调制信号进行处理。变频器(16a)对经由接收天线(10)和接收放大器(14)接收到的信号的频带进行转换，并将总信号输入模拟输入/输出滤波器(18a)。所述模拟输入/输出滤波器(18a)使数字调制信号通过，而使模拟调制信号衰减。所述模拟输入/输出滤波器(18a)将限带信号输入变频器(22a)。所述变频器(22a)对输入信号的频带进行转换。然后，频带转换信号经由发射放大器(24)、发射滤波器(26)和发射天线(28)发送。

Description

中继发射装置

技术领域

【0001】本发明涉及一种用于执行多个数字调制信号的中继发射的装置。

背景技术

【0002】在例如电视广播系统的广播系统中，电磁波形式的信号是从广播站发送的。然后，接收器接收从广播站发送的信号并从接收的信号中获得图像信息、音频信息等。

【0003】这里，就将被广播站发送的信号而言，与发射功率、有用信号干扰比等相关的调整率(regulation)是特定的，因此，位于被指定为广播站的广播区域的局部区域中的接收器能够获得具有预定质量的信息。然而，即使广播站发送了满足这些调整率的信号，只要广播区域中存在对电磁波的干扰时，由接收器接收到的信号的电场强度变得不足，因此在广播区域内的某些区域中，就无法获得具有预定质量的信息。因而，为了减少这种低质量区域，在广播区域内提供了用于执行中继发射的中继发射装置，在该中继发射装置中，从广播站发送的信号被接收、放大并再次发送。

【0004】图9示出中继发射装置9的结构，该中继发射装置接收、放大并中继发送占据多个通道频带的多个模拟调制信号。这里，假设每个通道频带分配有一个广播站。中继发射装置9通过包含接收天线10、多路分用器60、通道内带通放大器单元70-1至70-n、多路复用器62和发射天线28而形成。

【0005】由接收天线10收到的信号被输入至包含一个输入端D₀和n个输出端D₁至D_n的多路分用器60。单个通道频带分配给输出端D₁至D_n中的每一个。输出端D₁至D_n中的每一个输出通过使通道频带之外的频带中的信号衰减而获得的信号，所述信号包含在从输入端D₀输入的信号中。

【0006】从多路分用器60的输出端D₁至D_n输出的信号分别被输入至相应的通道内带通放大器单元70-1至70-n。通道内带通放大器单元70-1至70-n中的每一个对广播频带中的输入信号进行放大，然后，将放大的信号转换为中间频带内的信号。每个通道内带通放大器单元进一步进行限带(band limitation)，在限带过程中，有用频带之外的信号被衰减，然后进行中频放大并返回广播频带中进行放大，并输出总信号。从通道带通放大器单元70-1至70-n输出的信号被输入多路复用器62的相应的输入端C₁至C_n。单个通道频带被分配给输入端C₁至C_n的每一个。多路复用器62将从输入端C₁至C_n输入的信号合成。在由多路复用器62对从输入端C₁至C_n输入的信号进行合成时，在通道频带之外的频带中、包含于从输入端C₁至C_n输入的信号中的信号减小，而从输入端C_i(此处i为在1至n的范围内的任意整数)输入并被输出至另一个输入端C_j的信号(此处j为在1至n的范围内的任意整数)衰减。从多路复用器62输出的信号以电磁波的形式经由发射天线28发送。

【0007】如上所述，图9示出的中继发射装置9，将输入信号划分为分别分配给多个广播站中相应的一个的不同通道频带，并单独地对每个通道频带进行限带、放大等。这种结构的目的是使由多个不同通道频带中的模拟调制信号的相互影响产生的相互调制而引起的干扰或由在每个通道频带附近叠加于频带的噪声所产生的干扰最小化。

发明内容

【0008】近年来，通过使用数字调制信号来发送信息的数字广播已经得到广泛使用，这导致了模拟调制信号和数字调制信号二者都存在的情形。即使在这种情形下，也用到了如上所述的对多个通道频带进行分离，并单独地在每个频带中对信号进行放大和中继的中继发射装置。

【0009】然而，上述结构引入的问题是：通道的数量越多，电路规模越大而制造成本也越高，该结构要求通道内带通放大器单元70-1至70-n的数量n与用于中继发射的通道频带的数量相对应。

【0010】本发明致力于克服相关技术的上述问题，并提供一种中继发射装置，在该装置中，单个组成元件被用来处理占据不同频带的多个数字调制信号。

【0011】根据本发明的一个方案，一种中继发射装置包括：接收单元，该接收单元接收包括占据不同频带的多个数字调制信号的信号；单个放大器单元，该放大器单元对多个数字调制信号进行放大；以及发射单元，该发射单元发送在放大器单元中被放大的信号。

【0012】此外，优选的是在根据本发明的中继发射装置中，设置有无用信号减小单元，该无用信号减小单元使包含于由接收单元接收到的信号中的无用信号的振幅减小，所述无用信号占据与多个数字调制信号占据的频带不同的频带，并且放大单元对信号进行放大，在该信号中无用信号的振幅已经被无用信号减小单元减小。

【0013】此外，同样优选的是在根据本发明的中继发射装置中，无用信号是从发射装置发送的信号，对于该发射装置，其中安装有中继发射装置的区域没有被指定为发射区域。

【0014】同样地，优选的是在根据本发明的中继发射装置中，无用信号为模拟调制信号。

【0015】另外，优选的是在根据本发明的中继发射装置中，无用信号减小单元获得规定振幅将被减小的信号的频带的特性信息，并且基于以所述特性信息为基础规定的频带减小无用信号。

【0016】此外，优选的是在根据本发明的中继发射装置中，无用信号减小单元包括具有由抽头系数规定的滤波器特性的数字滤波器，该抽头系数基于特性信息确定。

【0017】根据本发明，在对包括多个数字调制信号的信号进行中继发射的中继发射装置中，放大器单元的数量可以减少。

附图说明

【0018】下面将结合附图，对本发明的上述和其它目的进行说明，其中：

图1为表示根据本发明第一实施例的中继发射装置的结构的图；

图2为表示通道频带的分配以及模拟输入/输出滤波器的滤波器特性的图；

图3为表示根据本发明第二实施例的中继发射装置的结构的图；

图4为表示根据本发明第三实施例的中继发射装置的结构的图；

图5为表示根据本发明第四实施例的中继发射装置的结构的图；

图6为表示通道频带的分配、计算特性函数的过程和数字输入/输出滤波器的滤波器特性的图；

图7为表示根据本发明第五实施例的中继发射装置的结构的图；

图8为表示电场强度分配、频谱包络函数、规范化频谱包络函数和规范化频谱包络函数的倒数的图；及

图9为表示中继发送占据多个通道频带的多个模拟调制信号的中继发射装置的图。

具体实施方式

【0019】图1示出了根据本发明第一实施例的中继发射装置的结构。中继发射装置1包括接收天线10、多路分用器64、数字带通放大器72a、模拟带通放大器72b1至72bm、多路复用器66、发射天线28以及局部振荡器30和32。

【0020】中继发射装置1应用于发送数字调制信号和模拟调制信号的广播系统中。中继发射装置1进行中继发射，在该中继发射过程中，对从广播站发送的数字调制信号与模拟调制信号进行接收，进行衰减无用信号的频带限制，对有用信号进行放大并发送。

【0021】由接收天线10收到的信号被输入到多路分用器64的输入端Dc。

【0022】多路分用器64包括输入端Dc、输出端Da和输出端Db1至Dbm。数字调制信号的多个通道频带被分配给输出端Da。模拟调制信号的单个通道频带被分配给输出端Db1至Dbm中的每一个。输出端Da和输出端Db1至Dbm输出信号，在该信号中，处于与被分配的通道频带不同的频带中并包含于从输入端Dc输入的信号中的信号已经衰减。

【0023】从多路分用器64的输出端Da输出的信号输入数字带通放大器72a。数字带通放大器72a进行频带限制以衰减对于数字调制信号无用的信号并将有用信号放大，再将放大的信号输出至多路复用器66的输入端Ca。此外，从多路分用器64的输出端Db1至Dbm输出的信号分别输入相应的模拟带通放大器72b1至72bm。模拟带通放大器72b1至72bm中的每一个都进行频带限制以衰减对于模拟调制信号无用信号并将有用信号放大，再将放大的信号输出至多路复用器66的相应的输入端Cb1至Cbm。

【0024】数字带通放大器72a包括接收放大器14a、变频器16a、模拟输入/输出滤波器18a、中频放大器20a、变频器22a和发射放大器24a。接收放大器14a将广播频带中的信号放大并将总信号输入变频器16a。变频器16a将广播频带中的输入信号转换为中间广播频带中的信号，并将总信号输入至模拟输入/输出滤波器18a，中间广播频带低于输入信号的广播频带。这里，中间广播频带的带宽与广播频带的带宽相同，中间广播频带的频率低于广播频带的频率。除了从多路分用器64输出的广播频带中的信号外，从局部振荡器30输出的局部振荡信号L₁也被输入变频器16a。变频器16a通过局部振荡信号L₁将广播频带中的信号放大，然后将广播频带中的总信号转换为中间广播频带中的信号。

【0025】具体而言，假定局部振荡信号L₁的频率为f_osc1并且广播频带在频率f₁至频率f₂的范围内，中间广播频带在频率f₁-f_osc1至频率f₂-f_osc1的范围内。这里，应满足关系式f_osc1＜f₁＜f₂。此外，在变频器16a进行处理的过程中，在频率f₁+f_osc1至频率f₂+f_osc1的范围内的频带中产生了无用图像信号，这种图像信号将通过设置在变频器16a的下游的组成元件衰减。

【0026】模拟输入/输出滤波器18a允许数字广播系统的数字调制信号通过，而衰减模拟广播系统的模拟调制系统。数字带通放大器72a在其中进行频带限制和放大的频带由模拟输入/输出滤波器18a的特性确定。这里，通过对安装了中继发射装置1的区域进行指定来将广播站分配给数字广播系统与模拟广播系统中的每个区域，因而指定区域与广播区域相对应的广播站能够被确定。然后，基于分配给已经确定的广播站的通道频带，能够确定数字调制信号的通道频带，在该通道频带中，数字带通放大器72a进行频带限制与放大。

【0027】将对图2(a)所示的实例进行描述，其中通道频带被分配给模拟广播系统中的两个广播站和数字广播系统中的三个广播站。

【0028】参考图2(a)，通道频带91和94被分配给模拟广播系统的广播站而通道频带90、92和93被分配给数字广播系统的广播站。在这种情况下，优选的是模拟输入/输出滤波器18a具有图2(b)所示的特性，这使包括在通道频带90、92和93中的信号通过而包括在通道频带91和94中的信号衰减。在这个实例中，所述特性通过传输系数的反对数表示，其中1代表没有衰减的值而0代表无限衰减的值。通过上述特性，能够使从数字广播系统中的广播站发送的数字调制信号通过，而从模拟广播系统中的广播站发送的模拟调制信号则被衰减。此外，通过对包括在相对于通道频带93处于较高侧的频带中的信号进行衰减的特性，能够衰减意外干扰和在变频器16a中产生的图像信号。另外，通过对包括在相对于通道频带90处于较低侧的频带中的信号进行衰减的特性，能够衰减意外干扰。模拟输入/输出滤波器18a可由LC电路、介电谐振器和表面声波谐振器等形成。

【0029】模拟输入/输出滤波器18a将中间广播频带中的限带信号输入中频放大器20a。中频放大器20a放大输入信号并将总信号输入至变频器22a。除了从中频放大器20a输出的中间广播频带中的信号外，从局部振荡器32输出的局部振荡器信号L₂也被输入至变频器22a。变频器22a通过局部振荡器信号L₂放大中间广播频带中的合成，然后将中间广播频带中的总信号转换为广播频带中的信号，该信号进一步被发送至发射放大器24a。

【0030】具体地，假定中间频带在频率f₁-f_osc1至频率f₂-f_osc1的范围内，并且局部振荡器信号L₂的频率为f_osc2，就能够获得在频率f₁-f_osc1+f_ocs2至频率f₂-f_osc1+f_ocs2的范围内的广播频带中的信号。在这种情况下，由于在频率|f₂-f_osc1-f_ocs2|至频率|f₁-f_osc1-f_ocs2|的范围内的频带中产生了无用图像信号，该图像信号将通过设置在变频器22a下游的组成元件来衰减。

【0031】发射放大器24a放大广播频带中的输入信号并将总信号输入多路复用器66的输入端Ca。

【0032】现在将对作为模拟带通放大器72b1至72bm之一的模拟带通放大器72bk进行说明。模拟带通放大器72bk包括接收放大器14bk、变频器16bk、模拟输入/输出滤波器18bk、中频放大器20bk、变频器22b和发射放大器24bk。这里，k为在1至m的范围内的任何整数数字。数字带通放大器72a进行衰减无用信号的频带限制并对数字调制信号进行放大，与此不同的是，模拟带通放大器72b1至72bm中的每一个进行衰减无用信号的频带限制并对模拟调制信号进行放大。数字带通放大器72a和模拟带通放大器72b1至72bm在其中进行频带限制和放大的频带，分别由模拟输入/输出滤波器18a和18b1至18bm的滤波器特性确定。因而，除模拟输入/输出滤波器18a和模拟输入/输出滤波器18b1至18bm中的每一个具有不同的特性之外，模拟带通放大器72b1至72bm中的每一个可以具有与数字带通放大器72a相同的结构。这样的话，在图1中，模拟带通放大器72b1至72bm的每一个中与数字带通放大器72a相同的组成元件由相同的附图标记表示，为了与数字带通放大器72a的组成元件进行区分，模拟带通放大器中的附图标记为符号“b1至bm”。

【0033】接收放大器14bk放大广播频带中的信号并将放大的信号输入至变频器16bk。变频器16bk将广播频带中的信号转换为低于广播频带的中间广播频带中的信号，并将总信号输入模拟输入/输出滤波器18bk。具体地，除从多路分用器64的输出端Dbk输出的广播频带中的信号之外，从局部振荡器30输出的局部振荡器信号L₁也被输入变频器16bk。变频器16bk通过局部振荡器信号L₁对广播频带中的信号进行放大，然后将广播频带中的总信号转换为中间广播频带中的信号。

【0034】模拟输入/输出滤波器18bk允许模拟广播系统的模拟调制信号通过，而衰减数字广播系统的数字调制信号。模拟带通放大器72bk在其中进行频带限制与放大的频带由模拟输入/输出滤波器18bk的特性确定。

【0035】在如图2(a)所示的实例中，通道频带91和94被分配给模拟广播系统的广播站而通道频带90、92和93被分配给数字广播系统的广播站。因此，在m＝2的情况下，优选的是模拟输入/输出滤波器18b1具有允许包括在通道频带91中的信号通过，并且包括在通道频带90、92、93和94中的信号衰减的特性，而模拟输入/输出滤波器18b2具有允许包括在通道频带94中的信号通过而包括在通道频带90、91、92和93中的信号衰减的特性。在这种情况下，模拟输入/输出滤波器18b1和18b2的特性分别如图2(c)和2(d)所示。通过上述特性，能够允许从模拟广播系统中的广播站发送的模拟调制信号通过并且使从数字广播系统中的广播站发送的数字调制信号衰减。此外，通过使包括在相对于模拟输入/输出滤波器18b1和18b2的通过频带处于较高频带侧的频带中的信号衰减这一特性，可以分别使在变频器16b1和16b2中产生的意外干扰和图像信号衰减。另外，通过使包括在相对于模拟输入/输出滤波器18b1和18b2的通过频带处于较低频带侧的频带中的信号衰减这一特性，可以使意外干扰衰减。

【0036】模拟输入/输出滤波器18bk将中间广播频带中的限带信号输入中频放大器20bk中。中频放大器20bk放大输入信号并将总信号输入至变频器22bk。除从中频放大器20bk输出的中间广播频带中的信号之外，从局部振荡器32输出的局部振荡信号L₂也被输入至变频器22bk。变频器22bk通过局部振荡信号L₂放大中间广播频带中的信号，然后将中间广播频带中的总信号转换为广播频带中的信号，所述信号进一步被发送至发射放大器24bk。发射放大器24bk放大广播频带中的信号并将总信号输入多路复用器66的输入端Cbk。

【0037】多路复用器66包括输入端Ca、输入端Cb1至Cbm和输出端Cc。数字调制信号的多个通道频带被分配给输入端Ca，并且模拟调制信号的单个通道频带被分配给输入端Cb1至Cbm中的每一个。多路复用器66将分别从输入端Ca和输入端Cb1至Cbm输入的信号合成，并通过输出端Cc将合成的信号输出。此外，多路复用器66使被分配的通道频带之外的频带中的信号衰减，并将衰减后的信号从输出端Cc输出，所述信号分别包含在从输入端Ca和输入端Cb1至Cbm输入的信号中。此外，多路复用器66使从输入端Ca传送到输入端Cb1至Cbm中的每一个的信号输入衰减，并使从输入端Cbk传送到输入端Ca和Cbp中的每一个(p为从1至m的任何不为k的整数)的信号输入衰减。从多路复用器66输出的信号经由发射天线28以电磁波的形式发送。

【0038】在根据本实施例的中继发射装置1中，对多个数字调制信号的通道频带进行频带限制的器件是由单个单元，即数字带通放大器72a实现的。这种可以用单个单元对多个数字调制信号进行处理的结构能够由数字调制信号的性能来实现，下面将对其进行描述。

【0039】具体地，当互调信号为数字调制信号时在相邻通道频带内产生的互调信号的影响小于当互调信号为模拟调制信号时在相邻通道频带内产生的互调信号的影响。此外，由在每个通道频带附近叠加于频带的噪声所产生的干扰的影响，例如频率转换时在相邻通道频带中产生的干扰，同样当干扰由数字调制信号引起时干扰所产生的影响小于当干扰由模拟调制信号引起时干扰所产生的影响。这是因为，在模拟调制信号中，在窄频带中聚集了较大的电功率，而在数字调制信号中，电功率以均匀的密度分布于通道频带中。更加具体地，就具有相同电功率的信号而言，频带中信号的电功率密度越低，信号在相邻通道频带上的影响越小。

【0040】因而，在多个相邻通道频带中的所有信号均为数字调制信号的情况下，或在中继发射处理的过程中模拟调制信号被分离的情况下，并不是都有必要提供将多个通道频带划分为如图9所示的中继发射装置9中的每个通道频带的结构。考虑到数字调制信号的这种特性，与相关技术的中继发射装置9相比，可以在根据本实施例的中继发射装置1中获得简化的结构。

【0041】图3示出了根据本发明第二实施例的中继发射装置2的结构。中继发射装置2适于进行信号的中继发射，所述信号具有的电功率小于由中继发射装置1中继发射的信号的电功率。在中继发射装置2中，与中继发射装置1相同的组成元件由相同的附图标记表示，并且将省略对其进行的说明。中继发射装置2包括位于接收天线10与多路分用器65的输入端Dc之间的接收滤波器12和接收放大器14，还包括位于多路复用器67与发射天线28之间的发射放大器24和发射滤波器26。

【0042】数字带通放大器73a具有的结构是通过将接收放大器14a和发射放大器24a从数字带通放大器72a中去掉而得到的。模拟带通放大器73bk具有的结构是通过将接收放大器14bk和发射放大器24bk从模拟带通放大器72bk中去掉而得到的。

【0043】接收放大器14与接收放大器14a和14b1至14bm相同，发射放大器24与发射放大器24a和24b1至24bm相同，而附加于附图标记的符号“a”和“b1”至“bm”用来区别将要应用的不同通道频带。

【0044】由接收天线10接收到的信号被输入至接收滤波器12。与通过频带一样，接收滤波器12具有包括多个通道频带的广播频带，所述多个通道频带中的每一个均被分配给单个广播站。接收滤波器12使广播频带之外的频带中的信号衰减，所述信号包含于输入信号中，并将总信号输入接收放大器14。接收放大器14放大输入信号并将总信号输入至多路分用器65的输入端Dc。

【0045】由变频器16a、模拟输入/输出滤波器18a、中频放大器20a和数字带通放大器73a的变频器22a进行的处理和由变频器16bk、模拟输入/输出滤波器18bk、中频放大器20bk和模拟带通放大器73bk的变频器22bk进行的处理，与根据第一实施例的中继发射装置1进行的处理是相同的。

【0046】从多路复用器67的输出端Cc输出的信号被输入至发射放大器24。发射放大器24放大接收到的信号并将总信号输入发射滤波器26。发射滤波器26使广播频带之外的频带中的信号衰减，例如由发射放大器24的非线性所产生的高次谐波信号。从发射滤波器26输出的信号通过发射天线28以电磁波的形式发送。

【0047】通过上述结构，接收放大器14和发射放大器24应用于被数字调制信号占据的通道频带和被模拟调制信号占据的通道频带二者。与根据第一实施例的中继发射装置1相比，这简化了根据第二实施例的中继发射装置2的结构。在被中继发送的信号的电功率相对较小并且接收放大器14、发射放大器24等的非线性不会引起问题的情况下，这种结构是优选的。

【0048】这里，中继发射装置1和2具有以下结构：在该结构中，广播频带中的信号被转换为中间广播频带中的信号，然后进行频带限制和中频放大，从便于实现模拟输入/输出滤波器18a和18b1至18bm的滤波器特性的角度看，使大于发射放大器24的放大增益的放大增益分布到中频放大器20a和20b1至20bm，从而可以防止诸如不规则振荡的不稳定操作。然而，在模拟输入/输出滤波器18a和18b1至18bm所需的滤波器特性能够在广播频带中容易地实现的情况下，在中继发射所需的放大增益较小的情况下，在能够对发射放大器24a、24bk和24的不规则振荡进行充分测量的情况下，以及其它情况下，不一定都需要将广播频带中的信号转换为中间广播频带中的信号。在这种情况下，可以去掉变频器16a、16b1至16bm、22a、22b1至22bm、中频放大器20a、20b1至20bm和局部振荡器30和32，从而可以简化中继发射装置的结构。

【0049】此外，在中继发射装置1中，设置有多路分用器64并且被构造为多路分用器64的输出端Da和Db1至Dbm中的每一个都输出信号，在该信号中不同于被指配的通道频带的频带中的信号已被衰减，所述信号从输入端Dc输入的信号中获得。这里，代替在多路分用器64中对每个通道频带进行频带限制的结构，可以提供这样一种结构：在该结构中，多路分用器64由对信号进行分配而不进行频带限制的分配器代替，进行与多路分用器64相似的频带限制的滤波器设置在分配器与数字带通放大器72a之间，并且设置在分配器与模拟带通放大器72b1至72bm中的每一个之间。类似地，代替在多路复用器66中对每个通道频带进行频带限制的结构，可以提供这样一种结构：在该结构中，多路复用器66由对信号进行合成而不进行频带限制的合成器代替，进行与多路复用器66相似的频带限制的滤波器设置在合成器与数字带通放大器72a之间，并且设置在合成器与模拟带通放大器72b1至72bm中的每一个之间。

【0050】此外，与中继发射装置1相似，可以在中继发射装置2中提供一种结构：在该结构中，多路分用器65由对信号进行分配而不进行频带限制的分配器代替，进行与多路分用器65相似的频带限制的滤波器设置在分配器与数字带通放大器73a之间，并且设置在分配器与模拟带通放大器73b1至73bm中的每一个之间。类似地，代替在多路复用器67中对每个通道频带进行频带限制的结构，可以提供这样一种结构：在该结构中，多路复用器67由对信号进行合成而不进行频带限制的合成器代替，进行与多路复用器67相似的频带限制的滤波器设置在合成器与数字带通放大器73a之间，并且设置在合成器与模拟带通放大器73b1至73bm中的每一个之间。

【0051】根据第一实施例的中继发射装置1，对从广播站发送的数字调制信号和模拟调制信号二者进行中继发射，中继发射装置1除数字带通放大器72a之外，还包括模拟带通放大器72b1至72bm。然而，如果没有必要对模拟调制信号进行中继发射，在这种情况下无需提供模拟带通放大器72b1至72bm，中继发射装置的结构可以如第三实施例的中继发射装置3那样得到简化，以下将对此进行描述。

【0052】图4示出了根据本发明第三实施例的中继发射装置3。中继发射装置3应用于适用数字调制信号的数字广播系统，并只对数字调制信号进行中继发射。中继发射装置3中与根据第一和第二实施例的发射装置1和2中的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，将不再对其进行描述。

【0053】中继发射装置3具有这样的结构：其中多路分用器64、模拟带通放大器72b1至72bm、多路复用器66和局部振荡器从中继发射装置1的结构中去掉，从而使接收放大器14和变频器16a直接相连并且使变频器22a和发射放大器24直接相连。此外，相同的局部振荡信号L₁被输入至变频器16a和22a。

【0054】在中继发射装置3中，模拟调制信号在模拟输入/输出滤波器18a中衰减。结果，可以防止由在接近模拟调制信号的频率处存在的干扰所引起的模拟调制信号和互调信号导致的不利影响，以及由在每个通道频带附近叠加于频带中的噪声所导致的不利影响。

【0055】数字广播系统中的发射中继装置经常采用SFN(单频网络)方法，其中接收到的信号的频率被转换为与发送的信号的频率相一致，以实现频率的有效利用。在中继发射装置3中，通过将相同的局部振荡信号L₁输入至变频器16a和22a，接收到的信号的广播频带的频率被转换为与发送的信号的广播频带的频率相一致，因而与SFN方法相对应。利用这种方法，通过采用一种如OFDM调制方法的能够检测干扰波的数字调制方法，使得在接收装置中经由中继发射装置3发送的信号与直接从广播站发送的信号之间的干扰的影响可以减小。

【0056】同样地，模拟调制信号在模拟输入/输出滤波器18a中衰减，从而可以减小在数字广播系统中进行单频信号的中继发射对现有模拟广播系统产生的影响。

【0057】如果中继发射由采用SFN方法而未使模拟调制信号衰减的中继发射装置进行，因为模拟广播系统通常没有设置减小这种干扰带来的影响的器件，所以接收模拟调制信号的接收器获得的信息的质量下降。根据第三实施例的中继发射装置3，其中模拟调制信号在模拟输入/输出滤波器18a中衰减，在直接输入的模拟调制信号和经由中继发射装置3输入的模拟调制信号之间没有产生干扰，从而可以抑制对现有模拟广播系统的影响。

【0058】此外，与根据第一和第二实施例的中继发射装置1和2相似，在模拟输入/输出滤波器18a所需的滤波器特性能够在广播频带中容易地实现的情况下，此处中继发射所需的放大增益较小，此处能够对发射放大器24的不规则振荡进行充分的测量，以及其它情况下，可以去掉变频器16a和22a、中频放大器20a和局部振荡器30，从而可以简化中继发射装置3的结构。

【0059】在上述第一至第三实施例中，模拟输入/输出滤波器被用作确定在其中进行频带限制和放大的频带的器件。这里，模拟输入/输出滤波器能够有利地通过低成本的无源元件来实现。然而，在所需的滤波器特性较复杂的情况下，例如当数字广播系统的广播频带在很宽的频带范围内存在时，或当模拟广播系统中的多个通道频带与数字广播系统中的多个通道频带交替出现时以及等等情况下，就很难实现所述滤波器特性。另外，因为所需的滤波器特性基于其中安装有中继发射装置1或中继发射装置3的区域而变化，所以有必要为每个区域设计模拟输入/输出滤波器18a。这些问题将由下文描述的根据第四实施例的中继发射装置5解决。

【0060】图5示出了根据本发明第四实施例的中继发射装置5的结构。中继发射装置5与中继发射装置1至3相同的组成元件由相同的附图标记表示，并将只进行简要描述。中继发射装置5包括接收天线10、接收滤波器12、接收放大器14、变频器16a、A/D转换器40、数字输入/输出滤波器42、D/A转换器44、变频器22a、发射放大器24、发射滤波器26、发射天线28、频带限制抽头系数设定单元48和局部振荡器46。

【0061】由接收天线10收到的信号经由接收滤波器12输入至接收放大器14。接收放大器14放大接收到的信号并将总信号输入至变频器16a。

【0062】变频器16a将广播频带中的信号转换为低于广播频带的中间广播频带中的信号，并将总信号输入A/D转换器40。除从接收放大器14输出的广播频带中的信号之外，从局部振荡器46输出的局部振荡信号L₁也被输入变频器16a。变频器16a通过局部振荡信号L₁合成广播频带中的信号，然后将广播频带中的总信号转换为中间广播频带中的信号。

【0063】A/D转换器40将在中间广播频带中接收到信号转换为数字信号并将该数字信号输入数字输入/输出滤波器42。

【0064】数字输入/输出滤波器42的滤波器特性由输入其中的频带限制抽头系数确定。在该实施例中，频带限制抽头系数是从频带限制抽头系数设定单元48输入的。

【0065】频带限制抽头系数设定单元48形成为包括通道输入单元48a、特性计算单元48b和特性合成单元48c。频带限制抽头系数设定单元48基于广播站的输入通道的数量计算频带限制抽头系数，对于该广播站，其中安装有中继发射装置5的区域被指定为广播区域。这里，将对图6(a)示出的实例进行描述，其中，通道频带98被分配给模拟广播系统而通道频带94、95、97和99被分配给数字广播频带。在该实例中，假定通道频带96被分配给数字广播站，对于该广播站，其中安装有中继发射装置5的区域没有被指定为广播区域。通道频带由以频率的升序排列的通道编号标识，并且通道频带94至99分别由通道编号94至99标识。

【0066】频带限制抽头系数设定单元48按照下列过程(1)至(10)来计算频带限制抽头系数，然后将计算出的频带限制抽头系数输入数字输入/输出滤波器42。

(1)数字广播系统的广播站的通道编号和模拟广播系统的广播站的通道编号被单独输入至通道输入单元48a。这里，待输入的通道编号局限于那些被分配给广播站的通道编号，对于该广播站，其中安装有中继发射装置5的区域被指定为广播区域。在如图6(a)所示的实例中，通道编号94、95、97和99可以被作为数字广播系统的通道编号输入，而通道编号98可以被作为模拟广播系统的通道编号输入。然后，通道输入单元48a输入被输入至特性计算单元48b的通道编号。

(2)特性计算单元48b基于输入的通道编号来计算广播频带，与每个通道编号对应的通道频带已经被预先存储在该特性计算单元中。然后，特性计算单元48b基于计算出的广播频带与预定的中间广播频带之间的关系来确定局部振荡信号L₁的频率，从而设定从局部振荡器46输出的局部振荡信号L₁的频率。

(3)这里，特性计算单元48b从包括在计算出的广播频带中的通道频带的通道编号中将既未被作为数字广播系统的通道编号输入也未被作为模拟广播系统的通道编号输入的通道编号识别作为分配给广播站的通道编号，对于该广播站，其中安装有中继发射装置5的区域没有被指定为广播区域。然后，特性计算单元48b计算表示带阻特性的函数，该带阻特性使与这样识别的通道编号相对应的通道频带中的信号衰减并将计算出的函数输入特性合成单元48c。这个频域表达函数，将被引用为带阻特性函数。在图6(a)所示的实例中，与这种函数相对应的通道频带的通道编号为96，带阻特性函数如图6(b)所示。

(4)特性计算单元48b进一步计算带阻特性函数并将如此计算出的带阻特性函数输入特性合成单元48c，所述带阻特性函数使与模拟广播系统的通道编号相对应的通道频带中的信号衰减。在图6(a)所示的实例中，模拟广播系统的通道编号为98，带阻特性函数如图6(c)所示。

(5)然后，特性计算单元48b进行搜索，并从数字广播系统的通道编号中取回与最低通道频带相对应的通道编号。

(6)然后，特性计算单元48b计算表示将与取回的通道编号相对应的通道频带的较低端作为截止频率的高通特性的函数，并将计算出的函数输入特性合成单元48c。这个频域表达函数，将被引用为高通特性函数。在图6(a)所示的实例中，与处在最低频带中的通道频带相对应的通道编号为94，而高通特性函数如图6(d)所示。

(7)特性计算单元48b也进行搜索，并从数字广播系统的通道编号中取回与最高通道频带相对应的通道编号。

(8)然后，特性计算单元48b计算表示将与取回的通道编号相对应的通道频带的较高端作为截止频率的低通特性的函数，并将计算出的函数输入特性合成单元48c。这个频域表达函数，将被引用为低通特性函数。在图6(a)所示的实例中，与处在最高频带中的通道频带相对应的通道编号为99，并且低通特性函数如图6(e)所示。

(9)特性合成单元48c计算特性函数，该特性函数是通过对带阻特性函数、高通特性函数和低通特性函数进行合成而获得。在图6(a)所示的实例中，计算出的特性函数如图6(f)所示。

(10)特性合成单元48c对特性函数进行傅立叶逆变换来计算时域表达的特性函数，然后通过特性函数的离散化来计算限带抽头系数。然后，特性合成单元48c将限带抽头系数输入数字输入/输出滤波器42。

【0067】虽然假定了在上述过程(3)、(4)、(6)和(8)的每一中都进行频域表达函数的计算的情况，也可以采用在每个过程中计算时域表达函数的结构。在这种情况下，可以通过时域表达的限带特性函数、时域表达的高通特性函数和时域表达的低通特性函数的卷积来计算时域表达的特性函数，然后，可以通过如此计算出的时域表达的特性函数的离散化来计算限带抽头系数。

【0068】此外，在上述实例中，限带抽头系数设定单元48具有这样的结构：在该结构中，基于输入通道编号计算限带抽头系数。为了取代上述结构，也可以采用这样一种结构：在该结构中，频域表达或时域表达的限带特性函数、低通特性函数和特性函数等是直接获得的，并且基于这些值计算限带抽头系数。

【0069】数字输入/输出滤波器42将中间广播频带中的限带信号输入D/A转换器44。然后，D/A转换器44将输入信号转换为模拟信号并将模拟信号输入变频器22a。变频器22a将中间广播频带中的信号转换为广播频带中的信号并将总信号输入发射放大器24。具体地，变频器22a利用局部振荡信号L₁使中间广播频带中的信号相乘，并将中间广播频带中的信号转换为广播频带中的信号。

【0070】发射放大器24放大广播频带中的信号并将放大的信号输入发射滤波器26。发射滤波器26使输入信号的广播频带之外的频带中的图像信号和由发射放大器24的非线性引起的高次谐波信号等衰减，并将总信号输入发射天线28。发射天线28以电磁波的形式发送输入信号。

【0071】在根据本实施例的中继发射装置5中，基于输入的数字广播系统的通道编号和模拟广播系统的通道编号计算表示理想滤波器特性的特性函数，然后，从特性函数中获取限带抽头系数，从而确定数字输入/输出滤波器42的特性。这样，即使所需的滤波器特性复杂，例如当存在其中安装有中继发射装置5的区域被指定为广播区域的模拟广播系统的广播站时，也能够容易地设定将进行中继发射的信号的频带。同样能够容易地确定数字输入/输出滤波器42的特性，从而不对从其中安装有中继发射装置5的区域被指定为广播区域的广播站发送的信号进行中继发射。

【0072】另外，只利用输入的数字广播系统的通道编号和模拟广播系统的通道编号就能够设定将由中继发射装置5中继发射的信号的频带，这带来的好处是，可以消除对其中安装有中继发射装置5的每个区域的硬件设计进行改变的需要。

【0073】根据第四实施例的中继发射装置5具有这样的结构：在该结构中，包括在广播频带中的信号以相同的增益放大，然后被发送。通过这种结构，如果由中继发射装置5接收的信号的电场强度在各个广播站之间变化，那么由中继发射装置5发送的信号的电场强度对于每个广播站也是变化的。因此，即使安装了中继发射装置5，就所有的广播站而言，难以获得减少低质量区域带来的好处。同样地，由于从广播站发送的电磁波的传播情况随时间变化，在不同的广播站之间由中继发射装置5接收到的信号的电场强度也变化，从而使接收器获得的信号质量不稳定。下文将描述根据第五实施例的能够克服上述问题的中继发射装置7。

【0074】图7示出了根据本发明第五实施例的中继发射装置7。中继发射装置7中与第四实施例的中继发射装置5相同的组成元件相同的附图标记表示，下文将只进行简要描述。中继发射装置7与中继发射装置5的区别在于，在数字输入/输出滤波器42与D/A转换器44之间设置有振幅均衡器50。

【0075】振幅均衡器50包括数字滤波器50a和电场强度特性估算单元50b。数字滤波器50a的滤波器特性由从电场强度特性估算单元50b输入的振幅抽头系数确定。

【0076】电场强度特性估算单元50b按照下列过程(1)至(4)来计算振幅抽头系数，并将计算出的振幅抽头系数输入数字滤波器50a。

(1)电场强度特性估算单元50b对从数字滤波器50a输出的中间广播频带中的信号进行傅立叶变换，以在频域表达的中间广播频带中产生信号，即中间广播频带中的信号的频谱信号。

(2)电场强度特性估算单元50b计算表示频谱信号的包络的频谱包络函数。

(3)然后，电场强度特性估算单元50b计算规范化频谱包络函数，该函数通过利用预定参考值使频谱包络函数规范化获得。频谱包络函数的最大值优选的是该参考值。

(4)电场强度特性估算单元50b进一步计算规范化频谱包络函数的倒数，然后通过计算出的倒数的离散化来计算振幅均衡抽头系数，并将振幅均衡抽头系数输入数字滤波器50a。

【0077】优选的是按照从广播站发送的电磁波的传播情况的变化周期来确定更新振幅均衡抽头系数的周期。

【0078】这里，将对以下实例进行描述：其中数字广播系统的通道编号和模拟广播系统的通道编号的分配如图6(a)所示，并且电场强度的分布如图8A所示。在这种情形中，由电场强度特性估算单元50b计算出的频谱包络函数80、规范化频谱包络函数82和规范化频谱包络函数的倒数84如图8A和8B所示。在图8A中，通道编号为97的通道频带中的电场强度最小，而频谱包络函数80由曲线A表示。曲线B表示通过使用作参考的频谱包络函数80的最大值规范化获得的规范化频谱包络函数82，而曲线C表示规范化频谱包络函数82的倒数。这里，函数值由对数标度表示，参考值为0dB。

【0079】数字滤波器50a基于以从电场强度特性估算单元50b输入的振幅均衡抽头系数为基础确定的特性改变输入信号的振幅，并将总信号输入D/A转换器44。

【0080】根据本实施例，因为每个广播站接收到的信号的振幅的偏差被均衡化，所以可靠地实现通过中继发射减少低质量区域带来的好处。此外，因为振幅均衡抽头系数通过预定周期的进行更新，所以振幅均衡器50的振幅均衡特性能够相对于电磁波传播情况的变化进行适应性地变化。同样地，能够避免以下问题：由于从广播站发送的电磁波的传播情况随时间变化，由中继发射装置7接收到的信号的电场强度的差异也在不同的广播站之间变化，从而使接收器获得的信息质量不稳定。

【0081】已经假定上述中继发射装置3、5和7在数字广播系统中进行中继发射，因而使模拟广播系统中施加的模拟调制信号衰减。然而，不只是模拟广播系统中的模拟调制信号可能影响到数字广播系统。如上所述，频率区域中的信号的电力密度越高，对附近频带产生负面影响的可能性就越高。因此优选的是，确定设置在中继发射装置3中的模拟输入/输出滤波器18a或设置在中继发射装置5和7中的数字输入/输出滤波器42的滤波器特性，从而使除上述模拟调制信号之外，使用在频率区域中具有高电力密度的调制信号的通信系统的调制信号也能够被衰减。

【0082】而且，还能够获得以下结构：在该结构中，由单个中继发射装置执行相对于多个系统的中继发射。例如，可以设想这样一种结构：在该结构中，用于数字电视广播系统中的数字调制信号和用于诸如数字蜂窝电话系统以及数字移动通信系统等的数字数据通信系统中的数字调制信号二者能够同时进行中继发射。在这种情况下，可以将其配置为：在用于所述多个系统中的无线频带之外的频带中存在的信号在中继发射装置中被衰减而不进行中继发射。

【0083】另外，虽然在上述中继发射装置3、5和7中输入的是具有相同频率的局部振荡信号，具有不同频率的局部振荡信号可以分别输入变频器16a和变频器22a，如在中继发射装置1和2中。通过这种结构，当将频带转换为其它频带时，能够对包括多个通道频带的广播频带中的信号进行中继发射，而无需改变多个通道频带的频率间隔和频率序列。例如，通过将中继发射装置接收到的多个通道频带中的信号转换为频率分配稀疏的频带，能够实现频率的有效利用。同样地，通过与传输电缆相连来取代用于发送信号的发射天线28，中继发射装置也可以用作与诸如有线电视(CATV)的其它系统相连的变频器装置。

Claims (6)

1、一种中继发射装置，包括：

接收单元，其接收包括占据不同频带的多个数字调制信号的信号；

单个放大单元，其对所述多个数字调制信号进行放大；及

发射单元，其发送由所述放大单元放大的信号。

2、如权利要求1所述的中继发射装置，包括：

无用信号减小单元，其使包含于由所述接收单元接收的信号中的无用信号的振幅减小，所述无用信号占据与所述多个数字调制信号占据的频带不同的频带，

其中所述放大单元对信号进行放大，在所述信号中所述无用信号的振幅已经被所述无用信号减小单元减小。

3、如权利要求2所述的中继发射装置，其中

所述无用信号是从发射装置发送的信号，对于所述发射装置，其中安装有所述中继发射装置的区域没有被指定为发射区域。

4、如权利要求2或3所述的中继发射装置，其中

所述无用信号为模拟调制信号。

5、如权利要求2至4中任一项所述的中继发射装置，其中

所述无用信号减小单元获得对振幅将被减小的信号的频带进行规定的特征信息，并且基于以所述特性信息为基础而规定的频带来减小所述无用信号。

6、如权利要求5所述的中继发射装置，其中

所述无用信号减小单元包括具有由抽头系数规定的滤波器特性的数字滤波器，所述抽头系数基于特性信息确定。

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