JP2004023785A - 高周波安定性を有する伝送システム - Google Patents
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Abstract
【課題】分散ネットワーク全体で固定の周波数を使用することによる同一の周波数を利用する領域間で生じる干渉を低減あるいは解消すること。
【解決手段】ローカル発振器１０４を同期させるための基準副搬送波を利用した伝送システムが提供される。基準副搬送波は、運営主体に割り当てられた帯域の様々なポジションに設定される。受信装置の外部ユニット１は、同期副搬送波の選択が可能な周波数毎の選択手段１０７を備える。
【選択図】 図５
【解決手段】ローカル発振器１０４を同期させるための基準副搬送波を利用した伝送システムが提供される。基準副搬送波は、運営主体に割り当てられた帯域の様々なポジションに設定される。受信装置の外部ユニット１は、同期副搬送波の選択が可能な周波数毎の選択手段１０７を備える。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波安定性を有する伝送システムに関し、特に受信契約者側の外部ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知のポイント・ツー・マルチポイント（ｐｏｉｎｔ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）タイプの無線伝送システム（ｒａｄｉｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）として、ＭＭＤＳ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＬＭＤＳ（Ｌｏｃａｌ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ならびにＭＶＤＳ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）がある。番組の放送に利用されるこれらのシステムは、受信契約者が受信した番組とのやり取りを可能とする受信契約者端末のためのリターンリンク（ｒｅｔｕｒｎ ｌｉｎｋ）を提供する。
【０００３】
ヨーロッパでは、４０．５〜４２．５ＧＨｚの周波数帯にある、３３ＭＨｚの帯域幅をもつ２４の放送チャンネル（ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）とも呼ばれる）と２ＭＨｚの帯域幅をもつ２５のリターンチャンネル（アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）とも呼ばれる）とを備えるＬＭＤＳタイプのシステムの実現されている（より詳細なチャンネルの割り当てに関しては、ＭＰＴ−１５６０−ＲＡ基準を参照されたい）。実現されたこのシステムは、ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）ＬＭＤＳとしてよく知られるＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）基準３０１１９９に準拠し、ここでは、アップリンクに±２００ｋＨｚのドリフトが、主として気象条件のために用意されている。このシステムに関するさらなる詳細については、例えば、特許出願ＷＯ２００２／３３８５５を参照されたい。
【０００４】
このようなタイプのシステムに割り当てられた帯域幅は拡大する傾向にあり、現在では、４０．５〜４５．５ＧＨｚの周波数帯が利用されている。この周波数帯を各運営主体に割り当てるため、周波数帯の分割がなされている。
【０００５】
図１は、このタイプのシステムを利用する運営主体の一例となる分散ネットワークである。複数の基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）ＳＴが、ある与えられた領域で利用される。基地局ＳＴは、有限のサイズをもつ４つのセクターＡ、Ｂ、Ｃ及びＤをカバーする。隣接セクター間での干渉を防ぐため、各セクターは異なる周波数帯及び（または）偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を使用する。
【０００６】
図２は、第１の運営主体が３つの基地局ＳＴを使用し、第２の運営主体が１つの基地局ＳＴ’を使用している場合を示している。この２つの運営主体がこれらの基地局を利用しても、各運営主体に割り当てられている周波数が完全に異なっている限り、干渉問題は起きない。
【０００７】
このようなシステムは、衛星放送、ケーブル放送、電話のような他の形態の分散システムと競合する。しかしながら、このシステムは、所与の領域にフルにケーブルを設置することなくネットワークを拡張したいケーブル放送運営者により利用されることも可能である。このため、ケーブル放送運営者にとっては、開発費用の重複を避けるため、受信契約者側のデコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ）がケーブル放送用と同じものであることが望ましい。さらに、このタイプのネットワークは、ケーブルネットワークの無線ブリッジ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｂｒｉｄｇｅ）として機能しうることがより望ましい。
【０００８】
図３は、ケーブルネットワーク（ｃａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）の中継のための分散ネットワークシステムを示す。送信装置と、恐らく受信装置が備えられた基地局ＳＴが、複数の受信契約者に向けて情報を送る。受信契約者側では、外部ユニット１がケーブルネットワーク２に接続されている。受信契約者は、１つ以上のユーザ機器４とのインターフェースとして機能する内部ユニット３により、ケーブルネットワーク２に接続することができる。外部ユニット１は、アンテナ、受信信号をケーブルネットワーク２に適合する周波数帯に置き換えるための手段、及び基地局ＳＴに送信される信号を置き換えるための手段とから構成される。内部ユニット３は、例えば、テレビデコーダあるいはケーブルネットワーク２用のモデムである。ユーザ機器４は、例えば、テレビ、電話あるいはコンピュータである。
【０００９】
外部ユニット１は、一方では無線経路、もう一方ではケーブル経路に関する伝送条件に従って製造される必要がある。ケーブルネットワークに関するＤＯＣＳＩＳ（Ｄａｔａ Ｏｖｅｒ Ｃａｂｌｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）基準では、アップリンクには３２ｋＨｚ、ダウンリンクには３０ｋＨｚの周波数ドリフトが許されている。この周波数ドリフトが使用されている無線周波数に戻されると、外部ユニット１の発振器の安定性は、１００万分の１以下になると推定される。しかしながら、外部ユニット１は、温度及び気象の制約を受けるので、このような安定性の達成は困難かつ高コストである。
【００１０】
この問題に対する解決策として、外部ユニットを同期させるために、基地局から送信される基準副搬送波（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）が利用される。そのような解決策は、例えば、米国特許第５，８４４，９３９号に説明されている。図４は、上記特許により開示されたタイプの回路に対応する回路図である。受信された信号は、ミキサ５により置き換えられる。置換された信号の中から、フィルタ６が基準副搬送波のみがある帯域部分を選ぶ。位相／周波数比較器７は、このフィルタされた周波数を基準発振器８と比較し、この置換された周波数をミキサ５に供給するため、発振器９を実行させる。実行された周波数帰還制御は位相同期ループに対応し、基準発振器８の誤差に等しい発振器９の周波数の絶対誤差を達成することができる。さらに、この技術は基地局の周波数ドリフトを補う。さらに、もしリターンリンクが同じ発振器を使って、アップリンクとダウンリンクの置き換えを行えば、リターンリンクの誤差もまた補われる。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５，８４４，９３９号
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなシステムは、図１及び２に示されるセルタイプの分散ネットワークでは使用することができない。分散ネットワーク全体で固定の周波数を使用することは、同一の周波数を利用する領域間での干渉を引き起こすからである。
【００１２】
本発明は、これら従来の問題点に対処することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同期副搬送波を運営主体に割り当てられた帯域の様々なポジションに設定することが可能な伝送システムを提供することにある。受信装置の外部ユニットは、伝送周波数帯域におけるポジションとは別に、所定の周波数帯域まで同期副搬送波を減少させることができる追加的な置換手段を備える。
【００１４】
本発明による外部ユニットは、少なくとも１つのデータ搬送ダウンリンクチャンネルを有する伝送周波数帯域にある少なくとも１つの基準副搬送波を利用した伝送システムの受信契約者側に設置され、前記伝送周波数帯域を置換周波数帯域に置換するローカル発振器、及び前記基準副搬送波を利用して該ローカル発振器を同期させるための同期手段からなり、前記置換周波数帯域は置換された前記基準副搬送波を含み、該同期手段は該置換基準副搬送波を所望の周波数帯域に置換する選択手段を備える。
【００１５】
好ましくは、前記選択手段は、プログラム可能な周波数の信号を生成するための手段を備えてもよい。
【００１６】
選択性の高いフィルタリングを利用した低位相ノイズの適用のため、さらに、前記基準副搬送波の置換像が所望の周波数帯域に現れるまで、前記ローカル発振器を駆動するよう、該ローカル発振器と前記同期手段との間に設置されたラッチ装置を備えてもよい。
【００１７】
リターンリンクの周波数エラーを最小にするため、本発明による外部ユニットは、本発明による外部ユニットは、さらに、低周波数帯域からリターンリンク伝送帯域までの少なくとも１つのアップリンクチャンネルを含むリターン周波数帯域を置換し、増幅するためのアップリンク手段を備え、該アップリンク手段は前記ローカル発振器により第１周波数置換を実行してもよい。
【００１８】
リターンリンクのフィルタリングに関する制約と周波数エラーを最小にするため、好ましくは、前記アップリンク手段が第２周波数置換を実行し、前記第１及び第２周波数置換は、一方のケースではインフラダイン形式で、もう一方のケースではスプラダイン形式で行われてもよい。
【００１９】
本発明による無線周波数伝送システムは、少なくとも１つの基地局、及び少なくとも１つの受信契約者装置からなり、前記基地局は、単一の発振器を使って、無線により送信された周波数帯域に対して下方への信号置換及び無線により受信された周波数帯域に対して上方への信号置換を実行し、前記受信契約者装置は、ケーブルにより接続された内部ユニットと外部ユニットからなり、該外部ユニットが上述された外部ユニットに従って画成される。
【００２０】
以下でなされる説明及びそれに関連した図面を参照することにより、本発明のさらなる理解が可能となり、また他の特徴及びその効果が明らかになるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下で与えられる説明及び図面において、同一の要素には同一の参照番号が付与される。
【００２２】
図５は、本発明の第１実施例による外部ユニットを示す。アンテナ１００は、基地局からの信号の受信及び当該基地局への信号の送信のため機能する。この伝送帯域は、ダウン信号用とアップ信号用の２つの分離された周波数平面からなる。例えば、ダウン信号は４０．５〜４１ＧＨｚの帯域に、アップ信号は４１．５〜４１．６ＧＨｚの帯域にそれぞれある。ダウンリンクでは、アンテナ１００に接続された帯域通過フィルタ（ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１０１により、例えば、４０．５〜４１ＧＨｚにある有効帯域が抽出される。増幅器１０２は、帯域通過フィルタ１０１からの信号を増幅する。ミキサ１０３は、増幅器１０２からの信号と発振器１０４からの置換周波数信号とをミキサする。発振器１０４は、例えば、調整のための電圧制御が可能な誘電体共振発振器（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。発振器１０４の周波数は、置換された有効帯域が３５０〜８５０ＭＨｚになるよう、例えば、４１．３５ＧＨｚに設定される。３５０〜８５０ＭＨｚの信号を通す帯域通過フィルタ１０５は、ミキサ１０３の出力を受信契約者の家庭にある１つ以上の内部ユニット３へ配信を行うため、ケーブル２にリンクされている。
【００２３】
発振器１０４の周波数を調整できるよう、パイロット信号が基地局により有効帯域に挿入され、送信される。このパイロット信号は、例えば、８５０ＭＨｚに置き換えられる４０．５ＧＨｚの周波数をもつ副搬送波である。フィルタ１０６は、例えば、フィルタ１０５と同一のものであり、選択装置１０７のために置換されたパイロット信号を分離する。周波数同期装置１０８は、例えば、７５０ＭＨｚに等しい周波数置換信号を供給する。周波数同期装置１０８は、従来技術による位相同期ループを使って構成され、例えば、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０９、周波数分周器１１０及び基準発振器１１２に接続された位相／周波数比較器１１１からなる。ミキサ１１３は、パイロット信号の周波数をほぼ１００ＭＨｚに減少させるために、フィルタ１０６からの信号と周波数同期装置１０８からの信号とをミキサする。その中心帯域が１００ＭＨｚに設定された帯域通過フィルタ１１４が、ミキサ１１３からの信号の中からパイロット信号を選び出す。位相／周波数比較器１１５は、フィルタ１１４からのパイロット信号を、例えば、周波数同期装置１０８と同じ基準発振器である基準発振器１１２からの基準信号と比較する。位相／周波数比較器１１５は、発振器１０４を実行させ、位相／周波数比較器１１５の入力に同じ周波数のパイロット信号を設定するために、発振器１０４の周波数帰還制御を実行する。周波数帰還制御を実行する要素は、ミキサ１０３、フィルタ１０６、選択装置１０７、位相／周波数比較器１１５及び発振器１０４からなる位相同期ループとして構成される。
【００２４】
そのような装置の誤差は、基準発振器１１２の誤差と周波数同期装置１０８の誤差を加えることにより求められる。もし、基準発振器１１２が１０−５の精度で１００ＭＨｚの信号を供給するならば、フィルタ１１４の出力でのパイロット信号の最大周波数誤差は１ｋＨｚである。さらに、周波数同期装置１０８が基準発振器と同じ１０−５の精度で７５０ＭＨｚであるならば、最大周波数誤差は７．５ｋＨｚとなる。したがって、トータル誤差は、４１．３５ＧＨｚへの置換に対して８．５ｋＨｚ、すなわち、約２．１×１０−７となる。
【００２５】
前述のように、このシステムの効果は、ハードウェアの変更なしに地理的領域に依存して異なるパイロット信号が利用可能であるという点にある。４０．７ＧＨｚに設定されたパイロット信号を使用するには、周波数同期装置１０８の周波数を変更し、５５０ＭＨｚの周波数の置換信号を与えれば十分である。前の例と比較すると、この場合、誤差は４０．２ＧＨｚに対し６．５ｋＨｚ、すなわち、約１．６×１０−７となる。ミキサ１１３を使って実行される周波数置換は、スペクトラムをエイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）する効果をもち、パイロット信号をチャンネルに重ね合わしてもよい。その効果は、パイロット信号にノイズを加えることであり、発振器１０４に位相ノイズを発生させうる。このことに関しては、後述される。
【００２６】
周波数同期装置１０８の周波数変動に関して、いくつかの解決策が可能である。設置期間中、オペレータは使用される周波数を保存する。そのような保存は、外部ユニットにある不揮発性メモリをプログラムすることによって、あるいはスイッチを切り替えることによって、実行されてもよい。
【００２７】
外部ユニット１はまたアップリンクを備えている。ケーブル２に与えられた信号は、アップリンクに対応する、例えば、１５０〜２５０ＭＨｚの周波数帯域の通過を実現するためのフィルタ１５０を通過する。ミキサ１５１は、アップリンクチャンネルを、発振器１０４を使って４１．５〜４１．６ＧＨｚの範囲に置換する。増幅器１５２及びアンテナ１００に接続されたフィルタ１５３が、アップリンクチャンネルの増幅と伝送を実行する。
【００２８】
アップリンクにおける置換誤差は、ダウンリンクに関するものと同じである。しかしながら、この誤差はダウンリンクを通じて送信される信号に関すものである。この誤差を等しくするために、同一の発振器がアップ信号とダウン信号を置換するために基地局において使用される。
【００２９】
前述のように、チャンネルとパイロット信号との重ね合わせは、パイロット信号にノイズを加え、発振器１０４のレベルで位相ノイズを発生させる。この欠点を最小化するため、ノイズを大幅に低減する選択性の高いフィルタ１１４を使用すればよい。しかしながら、フィルタ１１４の通過帯域が大きく制限されれば、ノイズを無視することができるくらい減少させることができる一方、パイロット信号もフィルタ１１４の通過帯域から外れ、周波数帰還制御を行う位相同期ループは同期せず、システムに悪影響を生じさせる。
【００３０】
システム始動時におけるラッチングのこの問題を解消するために、ラッチ装置１３０が図６に示されるように追加される。加算器回路１３１は、傾斜波発生器（ｒａｍｐ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１３２からの信号を位相／周波数比較器１１５からの信号に加える。傾斜波発生器１３２は、位相同期ループが同期していない間、可変電圧を供給する。位相同期ループが同期すると、傾斜波発生器１３２が一定レベルの出力電圧を維持できるよう、位相／周波数比較器１１５は傾斜波発生器１３２に信号を送る。この位相同期ループによって、帰還制御が達成される。このため、位相／周波数比較器１１５は、傾斜波発生器１３２により供給される電圧範囲より小さい出力電圧範囲を発振器１０４に供給すべきである。
【００３１】
外部ユニット１が使用されるとき、位相同期ループはラッチされていない。発振器１０４は、最小周波数のような極にある周波数に対応する周波数の信号を供給する。発振器１０４のその周波数を最大周波数のようなもう一方の極にある周波数に進ませるために、傾斜波発生器１３２は最大電圧と最小電圧の間を緩やかに変動する信号を供給する。この周波数変動において、パイロット信号は少なくとも瞬間的にフィルタ１１４の通過帯域に入り、位相同期ループはこのパイロット信号をロックするであろう。位相／周波数比較器１１５は、傾斜波発生器１３２により実行される偏位（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）を止め、帰還制御に移る。
【００３２】
もし実行中に位相同期ループがパイロット信号を失えば、傾斜波発生器１３２は最大電圧に達するまで偏位を継続し、上述のように位相同期ループの新たなラッチまで最小電圧から再始動する。
【００３３】
ＤＯＣＳＩＳ基準との完全な一致のため、アップリンクはケーブル２において５〜６５ＭＨｚに設定されるべきである。４０ＧＨｚのオーダーの周波数への直接の置換には、１０ＭＨｚの有効帯域にある置換像を拒絶する効率的なフィルタリングが必要である。この問題を解決するために、１つ以上の中間的置換の利用が知られている。図７は、本発明による、アップリンクにおける様々な置換の誤差を部分的に補うために、発振器及びフィルタのための様々な値を選ぶための外部ユニット１を示す。
【００３４】
上述した要素の修正は、実質的に数値に関するものである。周波数分周器１１６は、より容易な実現のためフィルタ１１４を１０ＭＨｚの周波数にするよう、フィルタ１１４と位相／周波数比較器１１５との間に設置される。周波数分周器１１６は周波数を１／１０に分周するため、フィルタ１１４の通過帯域は１００ＭＨｚを中心とした周波数帯域にとどまる。費用の点から、置換周波数より低い発振器１０４を使うことが好ましい。このため、周波数倍周器１１７、１１８及び１１９が、発振器１０４とミキサ１０３及び１５１との間に設置される。これにより、発振器１０４の周波数を１／４に分周することができる。
【００３５】
ダウン信号に使われる伝送周波数帯域は、フィルタ１０１の通過帯域に対応する４０．５〜４１ＧＨｚにある。置換は４０．２ＧＨｚの周波数で実行され、発振器１０４は、電気的に±０．１％に調整可能な１０．０５ＧＨｚの公称周波数（ｎｏｍｉｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で信号を供給する。フィルタ１０５と１０６の通過帯域は、３００〜８００ＭＨｚの有効置換帯域（ＤＯＣＳＩＳ基準では、９１〜８５７ＭＨｚの帯域）に対応する。周波数同期装置１０８は、例えば、２００〜７００ＭＨｚの周波数を１０ＭＨｚきざみで生成することができる。
【００３６】
上述のようにして、ダウンリンクは動作する。周波数誤差は、パイロット信号のポジションに依存して３〜８ｋＨｚ、すなわち、７．５×１０−８〜２×１０−７の誤差となる。
【００３７】
アップリンクに関しては、２つの置換装置１６０と１７０がフィルタリングによる制約を低減するために加えられてきた。アップリンクは３つの周波数置換を経る。置換周波数における誤差を部分的に補うために、インフラダイン（ｉｎｆｒａｄｙｎｅ）及びスプラダイン（ｓｕｐｒａｄｙｎｅ）な方法で置換が実行される。「インフラダイン」及び「スプラダイン」という用語は、本明細書では、置換から生じる信号を指す。インフラダイン形式で置換が実行されるとは、その近傍の発振器の周波数が置換から生じる有効信号より低いということを意味し、スプラダイン形式で置換が実行されるとは、その近傍の発振器の周波数が置換から生じる有効信号より高いということを意味する。
【００３８】
フィルタ１５０は、５〜６５ＭＨｚの信号を通す。
【００３９】
置換装置１６０は、位相／周波数比較器１６２に基準発振器１１２と同一の精度、すなわち１０−５の精度をもつ５ＭＨｚの基準信号を与えるために、基準信号１１２の周波数を１／２に分周する周波数分周器１６１を備える。位相／周波数比較器１６２は、周波数分周回路１６３からの信号とこの基準信号とを比較する。この周波数分周回路１６３は、発振器１６４により与えられる信号が２３５ＭＨｚの周波数を持つように、位相／周波数比較器１６２から与えられた位相差により制御される発振器１６４の周波数に対して、１／４７に分周した信号を供給する。置換装置１６０はまた、フィルタ１５０からの信号と発振器１６４からの信号を掛け合わせるミキサ１６５を備える。フィルタ１６６は、２４０〜３００ＭＨｚの帯域を通し、置換装置１６０のその他の手段と連携しインフラダイン形式で置換を行う。
【００４０】
置換装置１７０は、基準発振器１１２からの１０ＭＨｚの基準信号を受信する位相／周波数比較器１７１を備える。位相／周波数比較器１７１は、この基準信号を周波数分周回路１７２からの信号と比較する。この周波数分周回路１７２は、発振器１７３から与えられる信号が２．１ＧＨｚの周波数となるよう、位相／周波数比較器１７１から供給される位相差により制御された発振器１７３の周波数に対して、１／２１０に分周した信号を供給する。置換装置１７０はまた、フィルタ１６６からの信号と発振器１７３からの信号とを掛け合わせるミキサ１７４を備える。フィルタ１７５は、１．８〜１．８６ＧＨｚの帯域を通し、置換装置１７０のその他の手段と連携しスプラダイン形式で置換を行う。
【００４１】
ミキサ１５１は、周波数倍周器１１７及び１１９を利用して、フィルタ１７５からの信号と発振器１０４からの４０．２ＧＨｚの周波数をもつ信号とを掛け合わす。増幅器１５２は、ミキサ１５１から供給された信号を増幅し、その後この増幅された信号は４２〜４２．０６ＧＨｚの通過帯域をもつフィルタ１５３によりフィルタされる。ミキサ１５１と連携し、フィルタ１５１はインフラダイン形式で周波数置換を行う。
【００４２】
誤差に関して、置換装置１６０による置換は、最大周波数誤差が２．３５ｋＨｚで行われる。置換装置１７０による置換は、最大周波数誤差が２１ｋＨｚで行われる。ミキサ１５１による置換は、最大周波数誤差が３〜８ｋＨｚで行われる。これからの誤差は、基準発振器１１２の周波数誤差により生じる。インフラダイン形式での置換は、スプラダイン形式での置換による誤差と反対方向の誤差を生じる。これは、周波数ドリフトが基準発振器１１２から生じる間、逆のスペクトラムを持つようになるからである。最大誤差の合計は、パイロット信号の位置の関数として、１０．６５〜１５．６５ｋＨｚ、すなわち４×１０−７以下となる。
【００４３】
図８は、ダウンリンク用のケーブル２０２ａ及びアップリンク用のケーブル２０２ｂにより接続された送信／受信要素２００と処理要素２１０を備えた一例となる基地局ＳＴを示す。送信／受信要素２００は増幅手段と置換手段を備える。この置換手段は、一方ではアップリンク信号を、もう一方ではダウンリンク信号を置換する手段であり、ケーブル２０２ａ、２０２ｂ及びアンテナ２０３の間の置換を行う単一の発振器２０１を有する。ケーブル２０２ａ及び２０２ｂにより搬送される信号は、ＤＯＣＳＩＳ基準に従うものである必要はない。なせなら、ここでは、複数タイプのメディアによって通信可能なネットワークヘッド（ｎｅｔｗｏｒｋ ｈｅａｄ）が処理されるからである。したがって、周波数の制約はより柔軟なものであり、単一の置換で十分である。
【００４４】
処理要素２１０は、例えば、操作を行う人にとって容易にアクセス可能な封止された箱に置かれる。この箱は大気に関するパラメータの制約を回避することを可能とする。この処理装置２１０は、一方ではケーブル２０２ａまたは２０２ｂに、もう一方ではモジュール２１４または２１５に、さらにパイロット信号を供給する発振器２１６に接続されたフィルタ２１３を備える。モジュール２１４は（図示されない）１つ以上のソースからダウンチャンネルを形成し、モジュール２１５はアップチャンネルを受信し、（図示されない）１つ以上のメディアに関するデータを発信する。各フィルタ２１３は帯域通過フィルタであり、その帯域幅は接続されているモジュール２１４、２１５あるいは２１６の信号の伝送を許可する。
【００４５】
基地局が外部ユニット１と結合されているとき、発振器２０１の安定性に関する制約は、発振器１０４の変動可能領域（この例では、０．１％以上）に制限される。他方、モジュール２１４及び２１５により実行される置換は、外部ユニット１と同程度の精度を有する発振器２１６と同期化される必要がある。
【００４６】
本発明は、ケーブルネットワークに適した地上伝送装置に関して説明されてきた。本発明は、このタイプの利用形態に特に適しているが、ケーブルネットワークに必ずしも適合している必要はなく、より一般的な形式で、高い伝送精度を要する地上及び衛星の任意のタイプの無線伝送において利用されうる。
【００４７】
本発明は、リターンリンクまたはアップリンクを備えるシステムについて、このタイプへの適用が特に適しているので、説明された。しかしながら、リターンリンクが無くても、本発明の利用は可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を利用する伝送セルネットワークを示す図である。
【図２】図２は、本発明を利用する伝送セルネットワークを示すもう１つの図である。
【図３】図３は、本発明を利用する分散ネットワークを示す図である。
【図４】図４は、最新技術による副搬送波に同期した一例となる装置を示す図である。
【図５】図５は、本発明の１つの実施例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明による一例となる基地局を示す図である。
【符号の説明】
１ 外部ユニット
２ ケーブルネットワーク
３ 内部ユニット
４ ユーザ機器
５、１０３、１１３、１５１、１６５、１７４ ミキサ
６、１０１、１０５、１０６、１１４、１５０、１５３、１６６、１７５、２１３ フィルタ
７、１１１、１１５、１６２、１７１ 位相／周波数比較器
８、１１２ 基準発振器
９、１０４、１０９、１６４、１７３、２０１、２１６ 発振器
１００ アンテナ
１０２、１５２ 増幅器
１０８ 周波数同期装置
１１０、１１６、１６１、１６３、１７２ 周波数分周器
１３１ 加算器回路
１３２ 傾斜波発生器
１６０、１７０ 置換装置
２０２ａ、２０２ｂ ケーブル
２００ 送信／受信要素
２１０ 処理要素
２１４ ダウンチャンネル
２１５ アップチャンネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波安定性を有する伝送システムに関し、特に受信契約者側の外部ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
既知のポイント・ツー・マルチポイント（ｐｏｉｎｔ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）タイプの無線伝送システム（ｒａｄｉｏ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）として、ＭＭＤＳ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＬＭＤＳ（Ｌｏｃａｌ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ならびにＭＶＤＳ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）がある。番組の放送に利用されるこれらのシステムは、受信契約者が受信した番組とのやり取りを可能とする受信契約者端末のためのリターンリンク（ｒｅｔｕｒｎ ｌｉｎｋ）を提供する。
【０００３】
ヨーロッパでは、４０．５〜４２．５ＧＨｚの周波数帯にある、３３ＭＨｚの帯域幅をもつ２４の放送チャンネル（ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ）とも呼ばれる）と２ＭＨｚの帯域幅をもつ２５のリターンチャンネル（アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ）とも呼ばれる）とを備えるＬＭＤＳタイプのシステムの実現されている（より詳細なチャンネルの割り当てに関しては、ＭＰＴ−１５６０−ＲＡ基準を参照されたい）。実現されたこのシステムは、ＤＶＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）ＬＭＤＳとしてよく知られるＥＴＳＩ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）基準３０１１９９に準拠し、ここでは、アップリンクに±２００ｋＨｚのドリフトが、主として気象条件のために用意されている。このシステムに関するさらなる詳細については、例えば、特許出願ＷＯ２００２／３３８５５を参照されたい。
【０００４】
このようなタイプのシステムに割り当てられた帯域幅は拡大する傾向にあり、現在では、４０．５〜４５．５ＧＨｚの周波数帯が利用されている。この周波数帯を各運営主体に割り当てるため、周波数帯の分割がなされている。
【０００５】
図１は、このタイプのシステムを利用する運営主体の一例となる分散ネットワークである。複数の基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）ＳＴが、ある与えられた領域で利用される。基地局ＳＴは、有限のサイズをもつ４つのセクターＡ、Ｂ、Ｃ及びＤをカバーする。隣接セクター間での干渉を防ぐため、各セクターは異なる周波数帯及び（または）偏波（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を使用する。
【０００６】
図２は、第１の運営主体が３つの基地局ＳＴを使用し、第２の運営主体が１つの基地局ＳＴ’を使用している場合を示している。この２つの運営主体がこれらの基地局を利用しても、各運営主体に割り当てられている周波数が完全に異なっている限り、干渉問題は起きない。
【０００７】
このようなシステムは、衛星放送、ケーブル放送、電話のような他の形態の分散システムと競合する。しかしながら、このシステムは、所与の領域にフルにケーブルを設置することなくネットワークを拡張したいケーブル放送運営者により利用されることも可能である。このため、ケーブル放送運営者にとっては、開発費用の重複を避けるため、受信契約者側のデコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ）がケーブル放送用と同じものであることが望ましい。さらに、このタイプのネットワークは、ケーブルネットワークの無線ブリッジ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｂｒｉｄｇｅ）として機能しうることがより望ましい。
【０００８】
図３は、ケーブルネットワーク（ｃａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ）の中継のための分散ネットワークシステムを示す。送信装置と、恐らく受信装置が備えられた基地局ＳＴが、複数の受信契約者に向けて情報を送る。受信契約者側では、外部ユニット１がケーブルネットワーク２に接続されている。受信契約者は、１つ以上のユーザ機器４とのインターフェースとして機能する内部ユニット３により、ケーブルネットワーク２に接続することができる。外部ユニット１は、アンテナ、受信信号をケーブルネットワーク２に適合する周波数帯に置き換えるための手段、及び基地局ＳＴに送信される信号を置き換えるための手段とから構成される。内部ユニット３は、例えば、テレビデコーダあるいはケーブルネットワーク２用のモデムである。ユーザ機器４は、例えば、テレビ、電話あるいはコンピュータである。
【０００９】
外部ユニット１は、一方では無線経路、もう一方ではケーブル経路に関する伝送条件に従って製造される必要がある。ケーブルネットワークに関するＤＯＣＳＩＳ（Ｄａｔａ Ｏｖｅｒ Ｃａｂｌｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）基準では、アップリンクには３２ｋＨｚ、ダウンリンクには３０ｋＨｚの周波数ドリフトが許されている。この周波数ドリフトが使用されている無線周波数に戻されると、外部ユニット１の発振器の安定性は、１００万分の１以下になると推定される。しかしながら、外部ユニット１は、温度及び気象の制約を受けるので、このような安定性の達成は困難かつ高コストである。
【００１０】
この問題に対する解決策として、外部ユニットを同期させるために、基地局から送信される基準副搬送波（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）が利用される。そのような解決策は、例えば、米国特許第５，８４４，９３９号に説明されている。図４は、上記特許により開示されたタイプの回路に対応する回路図である。受信された信号は、ミキサ５により置き換えられる。置換された信号の中から、フィルタ６が基準副搬送波のみがある帯域部分を選ぶ。位相／周波数比較器７は、このフィルタされた周波数を基準発振器８と比較し、この置換された周波数をミキサ５に供給するため、発振器９を実行させる。実行された周波数帰還制御は位相同期ループに対応し、基準発振器８の誤差に等しい発振器９の周波数の絶対誤差を達成することができる。さらに、この技術は基地局の周波数ドリフトを補う。さらに、もしリターンリンクが同じ発振器を使って、アップリンクとダウンリンクの置き換えを行えば、リターンリンクの誤差もまた補われる。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５，８４４，９３９号
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなシステムは、図１及び２に示されるセルタイプの分散ネットワークでは使用することができない。分散ネットワーク全体で固定の周波数を使用することは、同一の周波数を利用する領域間での干渉を引き起こすからである。
【００１２】
本発明は、これら従来の問題点に対処することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同期副搬送波を運営主体に割り当てられた帯域の様々なポジションに設定することが可能な伝送システムを提供することにある。受信装置の外部ユニットは、伝送周波数帯域におけるポジションとは別に、所定の周波数帯域まで同期副搬送波を減少させることができる追加的な置換手段を備える。
【００１４】
本発明による外部ユニットは、少なくとも１つのデータ搬送ダウンリンクチャンネルを有する伝送周波数帯域にある少なくとも１つの基準副搬送波を利用した伝送システムの受信契約者側に設置され、前記伝送周波数帯域を置換周波数帯域に置換するローカル発振器、及び前記基準副搬送波を利用して該ローカル発振器を同期させるための同期手段からなり、前記置換周波数帯域は置換された前記基準副搬送波を含み、該同期手段は該置換基準副搬送波を所望の周波数帯域に置換する選択手段を備える。
【００１５】
好ましくは、前記選択手段は、プログラム可能な周波数の信号を生成するための手段を備えてもよい。
【００１６】
選択性の高いフィルタリングを利用した低位相ノイズの適用のため、さらに、前記基準副搬送波の置換像が所望の周波数帯域に現れるまで、前記ローカル発振器を駆動するよう、該ローカル発振器と前記同期手段との間に設置されたラッチ装置を備えてもよい。
【００１７】
リターンリンクの周波数エラーを最小にするため、本発明による外部ユニットは、本発明による外部ユニットは、さらに、低周波数帯域からリターンリンク伝送帯域までの少なくとも１つのアップリンクチャンネルを含むリターン周波数帯域を置換し、増幅するためのアップリンク手段を備え、該アップリンク手段は前記ローカル発振器により第１周波数置換を実行してもよい。
【００１８】
リターンリンクのフィルタリングに関する制約と周波数エラーを最小にするため、好ましくは、前記アップリンク手段が第２周波数置換を実行し、前記第１及び第２周波数置換は、一方のケースではインフラダイン形式で、もう一方のケースではスプラダイン形式で行われてもよい。
【００１９】
本発明による無線周波数伝送システムは、少なくとも１つの基地局、及び少なくとも１つの受信契約者装置からなり、前記基地局は、単一の発振器を使って、無線により送信された周波数帯域に対して下方への信号置換及び無線により受信された周波数帯域に対して上方への信号置換を実行し、前記受信契約者装置は、ケーブルにより接続された内部ユニットと外部ユニットからなり、該外部ユニットが上述された外部ユニットに従って画成される。
【００２０】
以下でなされる説明及びそれに関連した図面を参照することにより、本発明のさらなる理解が可能となり、また他の特徴及びその効果が明らかになるであろう。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下で与えられる説明及び図面において、同一の要素には同一の参照番号が付与される。
【００２２】
図５は、本発明の第１実施例による外部ユニットを示す。アンテナ１００は、基地局からの信号の受信及び当該基地局への信号の送信のため機能する。この伝送帯域は、ダウン信号用とアップ信号用の２つの分離された周波数平面からなる。例えば、ダウン信号は４０．５〜４１ＧＨｚの帯域に、アップ信号は４１．５〜４１．６ＧＨｚの帯域にそれぞれある。ダウンリンクでは、アンテナ１００に接続された帯域通過フィルタ（ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１０１により、例えば、４０．５〜４１ＧＨｚにある有効帯域が抽出される。増幅器１０２は、帯域通過フィルタ１０１からの信号を増幅する。ミキサ１０３は、増幅器１０２からの信号と発振器１０４からの置換周波数信号とをミキサする。発振器１０４は、例えば、調整のための電圧制御が可能な誘電体共振発振器（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）である。発振器１０４の周波数は、置換された有効帯域が３５０〜８５０ＭＨｚになるよう、例えば、４１．３５ＧＨｚに設定される。３５０〜８５０ＭＨｚの信号を通す帯域通過フィルタ１０５は、ミキサ１０３の出力を受信契約者の家庭にある１つ以上の内部ユニット３へ配信を行うため、ケーブル２にリンクされている。
【００２３】
発振器１０４の周波数を調整できるよう、パイロット信号が基地局により有効帯域に挿入され、送信される。このパイロット信号は、例えば、８５０ＭＨｚに置き換えられる４０．５ＧＨｚの周波数をもつ副搬送波である。フィルタ１０６は、例えば、フィルタ１０５と同一のものであり、選択装置１０７のために置換されたパイロット信号を分離する。周波数同期装置１０８は、例えば、７５０ＭＨｚに等しい周波数置換信号を供給する。周波数同期装置１０８は、従来技術による位相同期ループを使って構成され、例えば、電圧制御発振器（ＶＣＯ）１０９、周波数分周器１１０及び基準発振器１１２に接続された位相／周波数比較器１１１からなる。ミキサ１１３は、パイロット信号の周波数をほぼ１００ＭＨｚに減少させるために、フィルタ１０６からの信号と周波数同期装置１０８からの信号とをミキサする。その中心帯域が１００ＭＨｚに設定された帯域通過フィルタ１１４が、ミキサ１１３からの信号の中からパイロット信号を選び出す。位相／周波数比較器１１５は、フィルタ１１４からのパイロット信号を、例えば、周波数同期装置１０８と同じ基準発振器である基準発振器１１２からの基準信号と比較する。位相／周波数比較器１１５は、発振器１０４を実行させ、位相／周波数比較器１１５の入力に同じ周波数のパイロット信号を設定するために、発振器１０４の周波数帰還制御を実行する。周波数帰還制御を実行する要素は、ミキサ１０３、フィルタ１０６、選択装置１０７、位相／周波数比較器１１５及び発振器１０４からなる位相同期ループとして構成される。
【００２４】
そのような装置の誤差は、基準発振器１１２の誤差と周波数同期装置１０８の誤差を加えることにより求められる。もし、基準発振器１１２が１０−５の精度で１００ＭＨｚの信号を供給するならば、フィルタ１１４の出力でのパイロット信号の最大周波数誤差は１ｋＨｚである。さらに、周波数同期装置１０８が基準発振器と同じ１０−５の精度で７５０ＭＨｚであるならば、最大周波数誤差は７．５ｋＨｚとなる。したがって、トータル誤差は、４１．３５ＧＨｚへの置換に対して８．５ｋＨｚ、すなわち、約２．１×１０−７となる。
【００２５】
前述のように、このシステムの効果は、ハードウェアの変更なしに地理的領域に依存して異なるパイロット信号が利用可能であるという点にある。４０．７ＧＨｚに設定されたパイロット信号を使用するには、周波数同期装置１０８の周波数を変更し、５５０ＭＨｚの周波数の置換信号を与えれば十分である。前の例と比較すると、この場合、誤差は４０．２ＧＨｚに対し６．５ｋＨｚ、すなわち、約１．６×１０−７となる。ミキサ１１３を使って実行される周波数置換は、スペクトラムをエイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）する効果をもち、パイロット信号をチャンネルに重ね合わしてもよい。その効果は、パイロット信号にノイズを加えることであり、発振器１０４に位相ノイズを発生させうる。このことに関しては、後述される。
【００２６】
周波数同期装置１０８の周波数変動に関して、いくつかの解決策が可能である。設置期間中、オペレータは使用される周波数を保存する。そのような保存は、外部ユニットにある不揮発性メモリをプログラムすることによって、あるいはスイッチを切り替えることによって、実行されてもよい。
【００２７】
外部ユニット１はまたアップリンクを備えている。ケーブル２に与えられた信号は、アップリンクに対応する、例えば、１５０〜２５０ＭＨｚの周波数帯域の通過を実現するためのフィルタ１５０を通過する。ミキサ１５１は、アップリンクチャンネルを、発振器１０４を使って４１．５〜４１．６ＧＨｚの範囲に置換する。増幅器１５２及びアンテナ１００に接続されたフィルタ１５３が、アップリンクチャンネルの増幅と伝送を実行する。
【００２８】
アップリンクにおける置換誤差は、ダウンリンクに関するものと同じである。しかしながら、この誤差はダウンリンクを通じて送信される信号に関すものである。この誤差を等しくするために、同一の発振器がアップ信号とダウン信号を置換するために基地局において使用される。
【００２９】
前述のように、チャンネルとパイロット信号との重ね合わせは、パイロット信号にノイズを加え、発振器１０４のレベルで位相ノイズを発生させる。この欠点を最小化するため、ノイズを大幅に低減する選択性の高いフィルタ１１４を使用すればよい。しかしながら、フィルタ１１４の通過帯域が大きく制限されれば、ノイズを無視することができるくらい減少させることができる一方、パイロット信号もフィルタ１１４の通過帯域から外れ、周波数帰還制御を行う位相同期ループは同期せず、システムに悪影響を生じさせる。
【００３０】
システム始動時におけるラッチングのこの問題を解消するために、ラッチ装置１３０が図６に示されるように追加される。加算器回路１３１は、傾斜波発生器（ｒａｍｐ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１３２からの信号を位相／周波数比較器１１５からの信号に加える。傾斜波発生器１３２は、位相同期ループが同期していない間、可変電圧を供給する。位相同期ループが同期すると、傾斜波発生器１３２が一定レベルの出力電圧を維持できるよう、位相／周波数比較器１１５は傾斜波発生器１３２に信号を送る。この位相同期ループによって、帰還制御が達成される。このため、位相／周波数比較器１１５は、傾斜波発生器１３２により供給される電圧範囲より小さい出力電圧範囲を発振器１０４に供給すべきである。
【００３１】
外部ユニット１が使用されるとき、位相同期ループはラッチされていない。発振器１０４は、最小周波数のような極にある周波数に対応する周波数の信号を供給する。発振器１０４のその周波数を最大周波数のようなもう一方の極にある周波数に進ませるために、傾斜波発生器１３２は最大電圧と最小電圧の間を緩やかに変動する信号を供給する。この周波数変動において、パイロット信号は少なくとも瞬間的にフィルタ１１４の通過帯域に入り、位相同期ループはこのパイロット信号をロックするであろう。位相／周波数比較器１１５は、傾斜波発生器１３２により実行される偏位（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）を止め、帰還制御に移る。
【００３２】
もし実行中に位相同期ループがパイロット信号を失えば、傾斜波発生器１３２は最大電圧に達するまで偏位を継続し、上述のように位相同期ループの新たなラッチまで最小電圧から再始動する。
【００３３】
ＤＯＣＳＩＳ基準との完全な一致のため、アップリンクはケーブル２において５〜６５ＭＨｚに設定されるべきである。４０ＧＨｚのオーダーの周波数への直接の置換には、１０ＭＨｚの有効帯域にある置換像を拒絶する効率的なフィルタリングが必要である。この問題を解決するために、１つ以上の中間的置換の利用が知られている。図７は、本発明による、アップリンクにおける様々な置換の誤差を部分的に補うために、発振器及びフィルタのための様々な値を選ぶための外部ユニット１を示す。
【００３４】
上述した要素の修正は、実質的に数値に関するものである。周波数分周器１１６は、より容易な実現のためフィルタ１１４を１０ＭＨｚの周波数にするよう、フィルタ１１４と位相／周波数比較器１１５との間に設置される。周波数分周器１１６は周波数を１／１０に分周するため、フィルタ１１４の通過帯域は１００ＭＨｚを中心とした周波数帯域にとどまる。費用の点から、置換周波数より低い発振器１０４を使うことが好ましい。このため、周波数倍周器１１７、１１８及び１１９が、発振器１０４とミキサ１０３及び１５１との間に設置される。これにより、発振器１０４の周波数を１／４に分周することができる。
【００３５】
ダウン信号に使われる伝送周波数帯域は、フィルタ１０１の通過帯域に対応する４０．５〜４１ＧＨｚにある。置換は４０．２ＧＨｚの周波数で実行され、発振器１０４は、電気的に±０．１％に調整可能な１０．０５ＧＨｚの公称周波数（ｎｏｍｉｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で信号を供給する。フィルタ１０５と１０６の通過帯域は、３００〜８００ＭＨｚの有効置換帯域（ＤＯＣＳＩＳ基準では、９１〜８５７ＭＨｚの帯域）に対応する。周波数同期装置１０８は、例えば、２００〜７００ＭＨｚの周波数を１０ＭＨｚきざみで生成することができる。
【００３６】
上述のようにして、ダウンリンクは動作する。周波数誤差は、パイロット信号のポジションに依存して３〜８ｋＨｚ、すなわち、７．５×１０−８〜２×１０−７の誤差となる。
【００３７】
アップリンクに関しては、２つの置換装置１６０と１７０がフィルタリングによる制約を低減するために加えられてきた。アップリンクは３つの周波数置換を経る。置換周波数における誤差を部分的に補うために、インフラダイン（ｉｎｆｒａｄｙｎｅ）及びスプラダイン（ｓｕｐｒａｄｙｎｅ）な方法で置換が実行される。「インフラダイン」及び「スプラダイン」という用語は、本明細書では、置換から生じる信号を指す。インフラダイン形式で置換が実行されるとは、その近傍の発振器の周波数が置換から生じる有効信号より低いということを意味し、スプラダイン形式で置換が実行されるとは、その近傍の発振器の周波数が置換から生じる有効信号より高いということを意味する。
【００３８】
フィルタ１５０は、５〜６５ＭＨｚの信号を通す。
【００３９】
置換装置１６０は、位相／周波数比較器１６２に基準発振器１１２と同一の精度、すなわち１０−５の精度をもつ５ＭＨｚの基準信号を与えるために、基準信号１１２の周波数を１／２に分周する周波数分周器１６１を備える。位相／周波数比較器１６２は、周波数分周回路１６３からの信号とこの基準信号とを比較する。この周波数分周回路１６３は、発振器１６４により与えられる信号が２３５ＭＨｚの周波数を持つように、位相／周波数比較器１６２から与えられた位相差により制御される発振器１６４の周波数に対して、１／４７に分周した信号を供給する。置換装置１６０はまた、フィルタ１５０からの信号と発振器１６４からの信号を掛け合わせるミキサ１６５を備える。フィルタ１６６は、２４０〜３００ＭＨｚの帯域を通し、置換装置１６０のその他の手段と連携しインフラダイン形式で置換を行う。
【００４０】
置換装置１７０は、基準発振器１１２からの１０ＭＨｚの基準信号を受信する位相／周波数比較器１７１を備える。位相／周波数比較器１７１は、この基準信号を周波数分周回路１７２からの信号と比較する。この周波数分周回路１７２は、発振器１７３から与えられる信号が２．１ＧＨｚの周波数となるよう、位相／周波数比較器１７１から供給される位相差により制御された発振器１７３の周波数に対して、１／２１０に分周した信号を供給する。置換装置１７０はまた、フィルタ１６６からの信号と発振器１７３からの信号とを掛け合わせるミキサ１７４を備える。フィルタ１７５は、１．８〜１．８６ＧＨｚの帯域を通し、置換装置１７０のその他の手段と連携しスプラダイン形式で置換を行う。
【００４１】
ミキサ１５１は、周波数倍周器１１７及び１１９を利用して、フィルタ１７５からの信号と発振器１０４からの４０．２ＧＨｚの周波数をもつ信号とを掛け合わす。増幅器１５２は、ミキサ１５１から供給された信号を増幅し、その後この増幅された信号は４２〜４２．０６ＧＨｚの通過帯域をもつフィルタ１５３によりフィルタされる。ミキサ１５１と連携し、フィルタ１５１はインフラダイン形式で周波数置換を行う。
【００４２】
誤差に関して、置換装置１６０による置換は、最大周波数誤差が２．３５ｋＨｚで行われる。置換装置１７０による置換は、最大周波数誤差が２１ｋＨｚで行われる。ミキサ１５１による置換は、最大周波数誤差が３〜８ｋＨｚで行われる。これからの誤差は、基準発振器１１２の周波数誤差により生じる。インフラダイン形式での置換は、スプラダイン形式での置換による誤差と反対方向の誤差を生じる。これは、周波数ドリフトが基準発振器１１２から生じる間、逆のスペクトラムを持つようになるからである。最大誤差の合計は、パイロット信号の位置の関数として、１０．６５〜１５．６５ｋＨｚ、すなわち４×１０−７以下となる。
【００４３】
図８は、ダウンリンク用のケーブル２０２ａ及びアップリンク用のケーブル２０２ｂにより接続された送信／受信要素２００と処理要素２１０を備えた一例となる基地局ＳＴを示す。送信／受信要素２００は増幅手段と置換手段を備える。この置換手段は、一方ではアップリンク信号を、もう一方ではダウンリンク信号を置換する手段であり、ケーブル２０２ａ、２０２ｂ及びアンテナ２０３の間の置換を行う単一の発振器２０１を有する。ケーブル２０２ａ及び２０２ｂにより搬送される信号は、ＤＯＣＳＩＳ基準に従うものである必要はない。なせなら、ここでは、複数タイプのメディアによって通信可能なネットワークヘッド（ｎｅｔｗｏｒｋ ｈｅａｄ）が処理されるからである。したがって、周波数の制約はより柔軟なものであり、単一の置換で十分である。
【００４４】
処理要素２１０は、例えば、操作を行う人にとって容易にアクセス可能な封止された箱に置かれる。この箱は大気に関するパラメータの制約を回避することを可能とする。この処理装置２１０は、一方ではケーブル２０２ａまたは２０２ｂに、もう一方ではモジュール２１４または２１５に、さらにパイロット信号を供給する発振器２１６に接続されたフィルタ２１３を備える。モジュール２１４は（図示されない）１つ以上のソースからダウンチャンネルを形成し、モジュール２１５はアップチャンネルを受信し、（図示されない）１つ以上のメディアに関するデータを発信する。各フィルタ２１３は帯域通過フィルタであり、その帯域幅は接続されているモジュール２１４、２１５あるいは２１６の信号の伝送を許可する。
【００４５】
基地局が外部ユニット１と結合されているとき、発振器２０１の安定性に関する制約は、発振器１０４の変動可能領域（この例では、０．１％以上）に制限される。他方、モジュール２１４及び２１５により実行される置換は、外部ユニット１と同程度の精度を有する発振器２１６と同期化される必要がある。
【００４６】
本発明は、ケーブルネットワークに適した地上伝送装置に関して説明されてきた。本発明は、このタイプの利用形態に特に適しているが、ケーブルネットワークに必ずしも適合している必要はなく、より一般的な形式で、高い伝送精度を要する地上及び衛星の任意のタイプの無線伝送において利用されうる。
【００４７】
本発明は、リターンリンクまたはアップリンクを備えるシステムについて、このタイプへの適用が特に適しているので、説明された。しかしながら、リターンリンクが無くても、本発明の利用は可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を利用する伝送セルネットワークを示す図である。
【図２】図２は、本発明を利用する伝送セルネットワークを示すもう１つの図である。
【図３】図３は、本発明を利用する分散ネットワークを示す図である。
【図４】図４は、最新技術による副搬送波に同期した一例となる装置を示す図である。
【図５】図５は、本発明の１つの実施例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施例を示す図である。
【図８】図８は、本発明による一例となる基地局を示す図である。
【符号の説明】
１ 外部ユニット
２ ケーブルネットワーク
３ 内部ユニット
４ ユーザ機器
５、１０３、１１３、１５１、１６５、１７４ ミキサ
６、１０１、１０５、１０６、１１４、１５０、１５３、１６６、１７５、２１３ フィルタ
７、１１１、１１５、１６２、１７１ 位相／周波数比較器
８、１１２ 基準発振器
９、１０４、１０９、１６４、１７３、２０１、２１６ 発振器
１００ アンテナ
１０２、１５２ 増幅器
１０８ 周波数同期装置
１１０、１１６、１６１、１６３、１７２ 周波数分周器
１３１ 加算器回路
１３２ 傾斜波発生器
１６０、１７０ 置換装置
２０２ａ、２０２ｂ ケーブル
２００ 送信／受信要素
２１０ 処理要素
２１４ ダウンチャンネル
２１５ アップチャンネル
Claims (6)
- 少なくとも１つのデータ搬送ダウンリンクチャンネルを有する伝送周波数帯域に設けられた少なくとも１つの基準副搬送波を利用した伝送システムの受信契約者側に設置された外部ユニット（１）であって：
前記伝送周波数帯域を置換周波数帯域に置換するローカル発振器（１０４）；及び前記基準副搬送波を利用して前記ローカル発振器を同期させるための同期手段（１０７， １１２， １１５）；
からなり、前記置換周波数帯域は置換された前記基準副搬送波を含み、該同期手段は該置換基準副搬送波を所望の周波数帯域に置換する選択手段（１０７）を備えることを特徴とする外部ユニット。 - 請求項１記載の外部ユニットであって、前記選択手段（１０７）は、プログラム可能な周波数の信号を生成するための手段（１０８）を備えることを特徴とする外部ユニット。
- 請求項１または２記載の外部ユニットは、さらに、前記基準副搬送波の置換像が所望の周波数帯域に現れるまで、前記ローカル発振器（１０４）を駆動するよう、該ローカル発振器（１０４）と前記同期手段（１０７， １１２， １１５）との間に設置されたラッチ装置（１３０）を備えることを特徴とする外部ユニット。
- 請求項１乃至３の何れか１項記載の外部ユニットは、さらに、低周波数帯域からリターンリンク伝送帯域までの少なくとも１つのアップリンクチャンネルを含むリターン周波数帯域を置換し、増幅するためのアップリンク手段を備え、該アップリンク手段は前記ローカル発振器（１０４）により第１周波数置換を実行することを特徴とする外部ユニット。
- 請求項４記載の外部ユニットであって、前記アップリンク手段が第２周波数置換を実行し、前記第１及び第２周波数置換は、一方のケースではインフラダイン形式で、もう一方のケースではスプラダイン形式で行われることを特徴とする外部ユニット。
- 少なくとも１つの基地局（ＳＴ）；及び
少なくとも１つの受信契約者装置；
からなる無線周波数伝送システムであって、前記基地局は、単一の発振器を使って、無線により送信された周波数帯域に対して下方への信号置換及び無線により受信された周波数帯域に対して上方への信号置換を実行し、前記受信契約者装置は、ケーブル（２）により接続された内部ユニット（３）と外部ユニット（１）からなり、該外部ユニットが請求項１乃至５の何れか１項記載の外部ユニットに従って画成されていることを特徴とするシステム。
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