JP2002077096A - 回り込みキャンセラ - Google Patents
回り込みキャンセラInfo
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Abstract
場合、回り込みキャンセラ出力においてOFDM信号帯
域外の雑音レベルが上昇し、この上昇した雑音によりル
ープ発振を引き起こし、回り込み波のキャンセル動作が
破綻するのを防止する。 【解決手段】 減算器2と、減算器の減算端子に接続さ
れたトランスバーサルフィルタ3とそのフィルタのタッ
プ係数制御用のフィルタ係数生成回路4とで構成された
回り込み信号の複製を発生するための信号処理部とを具
え、上記減算器の被減算端子に受信OFDM信号が供給
され、上記減算器の出力端子にバンドパスフィルタ5を
介して増幅器6の入力端子が接続され、上記信号処理部
の入力端子に上記バンドパスフィルタの出力信号が供給
されるように構成するとともに、上記バンドパスフィル
タの帯域幅を、回り込みループとキャンセラループのい
ずれの帯域幅をも超えないように設定した。
Description
onal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分
割多重)方式によるデジタル放送やデジタル伝送におけ
る中継局(中継装置)に係り、特に、SFN(Single F
requency Network:単一周波数ネットワーク)における
放送波中継放送局の送受信アンテナ間での電波の回り込
み(以下、単に回り込みと言う)を除去するための回り
込みキャンセラに関する。
セラに関する発明には、以下の特許出願(特願平10−
162189号、特願平11−147885号、特願平
11−156234号、特願平11−153430号、
特願平11−266567号、特願平11−98829
号、および特願平11−353090号)がある。
明するならば、それぞれ以下の通りである。 1.「回り込みキャンセラ」(特願平10−16218
9号) BST(Band Segmented Transmission)−OFDM用の
回り込みキャンセラの基本構成に関する発明 2.「回り込みキャンセラ」(特願平11−14788
5号) 複素除算による正規化手段を付加し、周波数同期回路へ
の要求条件を緩和する発明 3.「回り込みキャンセラ」(特願平11−15623
4号) DQPSK−OFDMなどの差動変調方式において、位
相の逓倍により閉ループ伝達関数を観測する発明 4.「回り込みキャンセラ」(特願平11−15343
0号) 推定した回り込み波のインパルス応答において非線形処
理を施し、閉ループ伝達関数を周波数軸上で外挿する発
明
−266567号) ISDB−T(Integrated Services Digital Broardca
sting-Terrestrial)方式において、セグメント間で変
調方式が異なる場合の閉ループ伝達関数の推定方法に関
する発明 6.「OFDM復調装置」(特願平11−98829
号) OFDM復調時には、FFT処理の前に用いる矩形窓の
タイミング誤差により閉ループ伝達関数に誤差を生じる
が、この誤差を補正するための発明 7.「回り込みキャンセラ」(特願平11−35309
0号) トランスバーサルフィルのタップ係数を計算するにあた
り、計算による遅延時間の問題から回り込みの変動追従
特性が低下する。この問題に対して、過去のタップ係数
から線形予測を行い、現在のタップ係数を推定すること
で、回り込みの変動追従特性を向上させるための発明
の明細書に記載されている直接中継方式の放送波中継に
適用した回り込みキャンセラにおいては、回り込み波の
電力が親局波の電力より大きい場合、回り込みキャンセ
ラ出力においてOFDM信号帯域外の雑音レベルが上昇
し、この上昇した雑音によりループ発振を引き起こし、
回り込み波のキャンセル動作が破綻するという解決すべ
き課題があった。これは、回り込みループの周波数特性
とキャンセラループの周波数特性とが完全に一致しない
ために生じるものである。
波の電力より大きい場合においても、回り込みキャンセ
ラ出力においてOFDM信号帯域外の雑音レベルが上昇
しないようにし、従って、安定した動作を行うことので
きる回り込みキャンセラを提供することにある。
に、本発明回り込みキャンセラは、減算器と、該減算器
の減算端子にその出力信号が供給されるように実質的に
接続され、トランスバーサルフィルタと該フィルタのタ
ップ係数制御用のフィルタ係数生成回路とで構成された
回り込み信号の複製を発生するための信号処理部とを少
なくとも具え、前記減算器の被減算端子に前記回り込み
信号を含んでいる受信OFDM信号が実質的に供給さ
れ、前記減算器の出力端子にバンドパスフィルタを介し
て増幅器の入力端子が実質的に接続され、そして前記信
号処理部の入力端子に前記バンドパスフィルタの出力信
号が実質的に供給されるように構成するとともに、前記
バンドパスフィルタの信号通過周波数帯域幅を、回り込
みループとキャンセラループのいずれの信号通過周波数
帯域幅をも超えないように設定したことを特徴とするも
のである。
減算器の被減算端子に前記回り込み信号を含んでいる受
信OFDM信号が実質的に供給されるにあたっては、該
受信OFDM信号の中心周波数をFFTサンプル速度と
同一の中心周波数に変換してから前記減算器の被減算端
子に実質的に供給されるようにしたことを特徴とするも
のである。
信号処理部の入力端子に前記バンドパスフィルタの出力
信号が実質的に供給されるにあたっては、該バンドパス
フィルタの出力信号の中心周波数をFFTサンプル速度
と同一の中心周波数に変換してから前記信号処理部の入
力端子に実質的に供給されるようにしたことを特徴とす
るものである。
減算器とバンドパスフィルタとの間又は前記バンドパス
フィルタと増幅器との間に配置されたマルチパスキャン
セル回路を更に具え、そのマルチパスキャンセル回路
が、前記減算器又はバンドパスフィルタの出力端子に接
続された被減算端子及び前記増幅器の入力端子に接続さ
れた出力端子を有する他の減算器と、その他の減算器の
出力端子に接続された入力端子及び前記他の減算器の減
算端子に接続された出力端子とを有するトランスバーサ
ルフィルタとを具えることを特徴とするものである。
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図面
中、対応する構成要素には同一番号を付すものとする。
まず、本発明の第1の発明について説明する。図1から
図3までは、本発明の第1の発明を構成する要件の1つ
である、トランスバーサルフィルタとそのフィルタのタ
ップ係数制御用のフィルタ係数生成回路とで構成された
回り込み信号の複製を発生するための信号処理部の入力
端子にバンドパスフィルタの出力信号が実質的に供給さ
れるように構成するということを満足した本発明回り込
みキャンセラを中心とした3つの構成例(順次、第1、
第2、および第3の実施形態と言う)をそれぞれ示して
いる。
ナ、2は減算器、3はトランスバーサルフィルタ、4は
係数生成回路、5は狭帯域BPF(バンドパスフィル
タ)、6は増幅器、7は送信アンテナである。
ず、送信アンテナ7から受信アンテナ1に電波が回り込
む。破線で囲って示す回り込みキャンセラは、減算器
2、トランスバーサルフィルタ3およびそのフィルタの
タップ係数制御用の係数生成回路4を用いて回り込み波
の複製を作成し、減算器2によって回り込み波の打ち消
しを行う。なお、トランスバーサルフィルタ3および係
数生成回路4に供給される信号が取り出される点(図
中、観測点と記されている点)は、本実施形態において
は、狭帯域BPF(バンドパスフィルタ)5の出力側に
特定されている。
減算器2の出力側に狭帯域BPF(バンドパスフィル
タ)5を接続し、その出力をトランスバーサルフィルタ
3に入力する。また、トランスバーサルフィルタ3のタ
ップ係数の制御は、係数生成回路4で発生させた係数を
用いて行うようにしている。
BPF(バンドパスフィルタ)5を接続し、その出力を
増幅器6に入力し、増幅器6の出力をトランスバーサル
フィルタ3に入力する。狭帯域BPF5と増幅器6は、
直列接続であるから順序を入れ替えても基本的に変わら
ない。
狭帯域BPF(バンドパスフィルタ)5を接続し、その
出力を増幅器6に入力し、増幅器6の出力をトランスバ
ーサルフィルタ3に入力する。係数生成のために、係数
生成回路4に入力する信号をバンドパスフィルタ5の出
力側から取り出した点が図2の構成と異なっている。
なことは、狭帯域BPF(バンドパスフィルタ)5に関
して、図1から図3までのいずれの構成においても、回
り込みループとキャンセラループとが共通となる信号線
上にそれ(狭帯域BPF)が配置され、その狭帯域BP
F5の信号通過周波数帯域幅(これを、BWBで表す)
が、送受信アンテナを含めた中継局全体システムの各部
分の信号通過周波数帯域幅の中で最も狭くなっているこ
とである。
BPF5の出力端から増幅器6、送信アンテナ7、受信
アンテナ1および減算器2を経て狭帯域BPF5の入力
端に到達する回り込みループの信号通過周波数帯域幅を
BWLとし、狭帯域BPF5の出力端から増幅器6、ト
ランスバーサルフィルタ3および減算器2を経て狭帯域
BPF5の入力端に到達するキャンセラループの信号通
過帯域幅をBWCとすると、これら帯域幅BWLとBW
Cに対し、 BWB≦BWLでかつ BWB≦BWC の関係となるように狭帯域BPF5の信号通過周波数帯
域幅BWBを設定する。
る。図4および図5は、本発明の第2の発明を構成する
要件である、減算器の被減算端子に回り込み信号を含ん
でいる受信OFDM信号が実質的に供給されるにあたっ
て、その受信OFDM信号の中心周波数をFFTサンプ
ル速度と同一の中心周波数に変換してから減算器の被減
算端子に実質的に供給されるように構成した2つの構成
例(順次、第1、および第2の実施形態と言う)をそれ
ぞれ示している。また、図4および図5は、上述した本
発明による回り込みキャンセラ(図1〜図3参照)を使
用した中継局の構成例でもある。
(バンドパスフィルタ)、9は周波数変換器2A、10
はA/D変換器、11は周波数変換器1A、12は周波
数変換器1B、13はD/A変換器、14は周波数変換
器2B、15は出力BPF(バンドパスフィルタ)、1
6は周波数変換器4A、17は周波数変換器3A、18
は周波数変換器3B、および19は周波数変換器4Bで
ある。上記以外の構成要素には、図1から図3示す各構
成例において用いたのと同一の符号を付して示してい
る。
アンテナ1で受信されたOFDM信号(UHF帯)から
指定の1チャンネルの信号を入力BPF(バンドパスフ
ィルタ)8で選択し、周波数変換器2A(符号9で示
す)にて、中心周波数fcをISDB−T(Integrated
Services Digital Broardcasting-Terrestrial)方式の
FFTサンプル速度(13セグメント送信の場合、51
2/63≒8.127MHz)と同一の周波数に変換す
る。なお、ISDB−T方式については、文献、NHK
技研R&D、No.56、(1999年5月)に記載さ
れているので参照されたい。
FFTサンプル速度を入力信号の中心周波数(8.12
7MHz)として、まず、A/D変換器10にてA/D
変換を行う。A/D変換後、デジタル信号のまま周波数
変換器1A(符号11で示す)によって中心周波数fc
=0MHzの複素ベースバンド信号に変換し、符号2か
ら5で示す回路要素で構成される上述したキャンセル回
路によって回り込みのキャンセルを行う。
変換器1B(符号12で示す)によって中心周波数fc
=8.127MHz(FFTサンプル速度と同一の周波
数)の複素ベースバンド信号に変換され、次いでD/A
変換器13にてD/A変換を行う。D/A変換後の回り
込みがキャンセルされた信号は、周波数変換器2B(符
号14で示す)によって、UHF帯の信号に変換され、
さらに、増幅器(電力増幅部)6と出力BPF(バンド
パスフィルタ)15を経て、送信アンテナ7に供給さ
れ,回り込みがキャンセルされたOFDM信号として同
アンテナから放射される。
ように、本発明(第2の発明)で使用するキャンセル回
路中の狭帯域BPF(バンドパスフィルタ)5の通過帯
域幅は、入力BPF(バンドパスフィルタ)8や出力B
PF(バンドパスフィルタ)15の通過帯域幅より狭い
ものを用いる。すなわち、キャンセル回路中の狭帯域B
PF(バンドパスフィルタ)5の通過帯域幅は受信OF
DM信号の信号帯域幅を超えないように設定することが
必要である。
号9,11,12,および14で示されるもの)におい
ても、回路を実現するうえでBPF(バンドパスフィル
タ)を用いることがあるが、これら各種のBPF(バン
ドパスフィルタ)の通過帯域幅よりも上記の狭帯域BP
F(バンドパスフィルタ)5の通過帯域幅の方を狭くす
ることは、言うまでもない。
を含めてキャンセル回路中の狭帯域BPF(バンドパス
フィルタ)5には、デジタルFIRフィルタを用いるこ
とを想定している。
構成(第2の実施形態)につきその動作を説明する。本
実施形態における図4の構成との違いは、回り込みキャ
ンセラの入出力側に周波数変換回路を付加し、回り込み
キャンセラとの受け渡し周波数に中間周波数を用いた点
が異なる。中間周波数の例としては、中心周波数fc=
19.5MHz、中心周波数fc=37.15MHz、
あるいは中心周波数fc=58.75MHzなどが考え
られる。
件である、信号処理部(トランスバーサルフィルタとそ
のフィルタのタップ係数制御用のフィルタ係数生成回路
とで構成される)の入力端子にバンドパスフィルタの出
力信号が実質的に供給されるにあたって、そのバンドパ
スフィルタの出力信号の中心周波数をFFTサンプル速
度と同一の中心周波数に変換してから信号処理部の入力
端子に実質的に供給されるようにした実施形態を示して
いる。また、図6は、上述した本発明による回り込みキ
ャンセラ(図1〜図3参照)を使用した中継局の構成例
でもある。また、図6において、各構成要素には、図5
中の構成要素と同一符号を付して示している。
4の構成と異なり、狭帯域BPF(バンドパスフィル
タ)5の出力を周波数変換器3A(符号17で示す)に
て、中心周波数fcをISDB−T(Integrated Servi
ces Digital Broardcasting-Terrestrial)方式のFFT
サンプル速度(13セグメント送信の場合、512/6
3≒8.127MHz)と同一の周波数に変換してい
る。
を構成する減算器2と狭帯域BPF(バンドパスフィル
タ)5は、図4や図5の構成と同様、周波数変換器1A
(符号11で示す)によって中心周波数fc=0MHz
の複素ベースバンド信号で動作するようにしてもよい
が、中間周波数帯(中心周波数fc=19.5MHz、
中心周波数fc=37.15MHz、あるいは中心周波
数fc=58.75MHzなど)で動作するようにすれ
ば、狭帯域BPF(バンドパスフィルタ)5にSAWフ
ィルタを使用することができる。
回り込みキャンセラでは、回り込み波の電力が親局波の
電力よりも大きい場合でも安定した動作を行うことがで
きる。しかしながら、減算器2の出力側に狭帯域BPF
5を接続することによって、信号が狭帯域BPF5を通
過する時間だけ減算器2の減算端子に到達する信号が遅
延する。このような遅延によって、親局波のマルチパス
キャンセルができない事態が生じるおそれがある。
は、かかる不都合を防止するためにマルチパスキャンセ
ル回路を具え、このマルチパスキャンセル回路は、減算
器2又は狭帯域BPF5の出力端子に接続された被減算
端子及び増幅器6の入力端子に接続された出力端子を有
する減算器20と、減算器20の出力端子に接続された
入力端子及び減算器20の減算端子に接続された出力端
子とを有するトランスバーサルフィルタ21とを有す
る。
域BPF5の出力端子が減算器20の被減算端子に接続
され、フィルタ係数生成回路4は、トランスバーサルフ
ィルタ3だけでなくトランスバーサルフィルタ21のタ
ップ係数も生成する。
器2の出力端子が減算器20の被減算端子に接続されて
いる。
域BPF5の出力端子が減算器20の被減算端子に接続
され、増幅器6の出力端子がトランスバーサルフィルタ
3の入力端子に接続されている。このような構成は、増
幅器6の非線形特性に対して有利である。
回路4におけるトランスバーサルフィルタ3及び21の
タップ係数の生成を説明する。先ず、観測点におけるO
FDM信号を有効シンボル長分だけ抜き出してフーリエ
変換した信号ベクトルの各成分をSk,nとする。な
お、kは、0≦k<Kの範囲の整数であり、OFDMの
キャリア番号を表す。Kは、OFDM信号の総キャリア
数を表す。nは、整数であり、トランスバーサルフィル
タ3及び21の係数更新時刻の番号を表す。ここで取り
扱う信号は、特に断らない限り複素数の信号である。
ごとにK個の各成分について行い、閉ループ伝達関数F
k,nを求める。
放送方式におけるパイロット信号(SP: Scattered Pilo
t)信号は、キャリア方向及びシンボル方向に完結的に挿
入されているので、SP信号が存在しない部分について
は直線内装をはじめとする内挿処理を行う。なお、SP
信号が挿入されない差動変調方式については、例えば特
願平11−156,234号に記載されている。
ンセル残差Ek,nを求める。
める。
ャンセル残差ベクトル
ル
し、回り込み波の電力が親局波の電力より大きい場合に
も対応するために、ベクトル[外2]の各成分ek,nに
ついて非線形処理を行う。非線形処理後のインパルス応
答ベクトルの成分をhk,nとした場合、
定数とする。
1−図6のトランスバーサルフィルタの係数w
k,nは、以下に示す逐次更新式を用いて更新される。
なお、μ0を更新係数(実数)とする。
数更新式を、以下の式(7)−(10)に示す。トラン
スバーサルフィルタ3のタップ長をM’とし、トランス
バーサルフィルタ21のタップ長をM”とすると、トラ
ンスバーサルフィルタ3のタップ係数w’k,nは、次
の式によって更新される。
ップ係数w”k,nは、次の式によって更新される。
第4の実施形態は、回り込みキャンセルとマルチパスキ
ャンセルとを独立に行うものであり、この場合、トラン
スバーサルフィルタ4に対するフィルタ係数生成回路3
の他に、トランスバーサルフィルタ21に対するフィル
タ係数生成回路22を更に設けている。これによって、
式(1)−(6)を用いて説明した手法をフィルタ係数
生成回路3及び22にそれぞれ適用している。
とキャンセルループの周波数特性とを完全に一致させる
ことができ、それにより、信号帯域外の雑音上昇を防ぐ
ことができる。また、回り込み波の電力が親局波の電力
より大きい場合においても、信号帯域外の雑音レベルの
上昇がないので、安定な回り込みキャンセラを提供する
ことができる。
より大きい場合でも回り込み波のキャンセル及び親局波
のマルチパスキャンセルを両立させることができる。
ている。
ている。
ている。
ている。
ている。
る。
ている。
ている。
ている。
している。
Claims (4)
- 【請求項1】 減算器と、該減算器の減算端子にその出
力信号が供給されるように実質的に接続され、トランス
バーサルフィルタと該フィルタのタップ係数制御用のフ
ィルタ係数生成回路とで構成された回り込み信号の複製
を発生するための信号処理部とを少なくとも具え、前記
減算器の被減算端子に前記回り込み信号を含んでいる受
信OFDM信号が実質的に供給され、前記減算器の出力
端子にバンドパスフィルタを介して増幅器の入力端子が
実質的に接続され、そして前記信号処理部の入力端子に
前記バンドパスフィルタの出力信号が実質的に供給され
るように構成するとともに、前記バンドパスフィルタの
信号通過周波数帯域幅を、回り込みループとキャンセラ
ループのいずれの信号通過周波数帯域幅をも超えないよ
うに設定したことを特徴とする回り込みキャンセラ。 - 【請求項2】 請求項1記載の回り込みキャンセラにお
いて、前記減算器の被減算端子に前記回り込み信号を含
んでいる受信OFDM信号が実質的に供給されるにあた
っては、該受信OFDM信号の中心周波数をFFTサン
プル速度と同一の中心周波数に変換してから前記減算器
の被減算端子に実質的に供給されるようにしたことを特
徴とする回り込みキャンセラ。 - 【請求項3】 請求項1記載の回り込みキャンセラにお
いて、前記信号処理部の入力端子に前記バンドパスフィ
ルタの出力信号が実質的に供給されるにあたっては、該
バンドパスフィルタの出力信号の中心周波数をFFTサ
ンプル速度と同一の中心周波数に変換してから前記信号
処理部の入力端子に実質的に供給されるようにしたこと
を特徴とする回り込みキャンセラ。 - 【請求項4】 請求項1記載の回り込みキャンセラにお
いて、前記減算器とバンドパスフィルタとの間又は前記
バンドパスフィルタと増幅器との間に配置されたマルチ
パスキャンセル回路を更に具え、そのマルチパスキャン
セル回路が、前記減算器又はバンドパスフィルタの出力
端子に接続された被減算端子及び前記増幅器の入力端子
に接続された出力端子を有する他の減算器と、その他の
減算器の出力端子に接続された入力端子及び前記他の減
算器の減算端子に接続された出力端子とを有するトラン
スバーサルフィルタとを具えることを特徴とする回り込
みキャンセラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000219277A JP4017323B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-07-19 | 回り込みキャンセラ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2000180877 | 2000-06-16 | ||
JP2000219277A JP4017323B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-07-19 | 回り込みキャンセラ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2002077096A true JP2002077096A (ja) | 2002-03-15 |
JP4017323B2 JP4017323B2 (ja) | 2007-12-05 |
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JP2000219277A Expired - Lifetime JP4017323B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-07-19 | 回り込みキャンセラ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4017323B2 (ja) |
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