JP2008124724A

JP2008124724A - 分離型中継放送装置

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Publication number: JP2008124724A
Application number: JP2006305503A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Murakami; 康村上; Makoto Tsuruta; 鶴田　　誠
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: JP4738316B2

Abstract

【課題】受信装置と送信装置とが離れた位置に存在する中継放送装置において、受信装置から送信装置へ複数チャンネルのＩＦ信号を伝送する際に、チャンネル数分用意していたケーブルを共有化し、全体的な構成を簡略化して低コストに抑える。
【解決手段】分離型中継放送装置において、受信装置１０は、受信処理器１３にてＩＦ信号に変換された複数チャンネルの放送波信号を、１本の伝送ケーブル３０により送信装置２０に伝送する。送信装置２０に伝送された複数チャンネルのＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器２４によりデジタル変換され、デジタル信号処理器２５により１チャンネル毎に分割され、Ｄ／Ａ変換器２６−１〜２６−Ｎを経て、送信処理器２７−１〜２７−Ｎにより１チャンネル毎にＲＦ帯の任意の周波数信号に変換された後、多重されて送信アンテナ２１１から放射されるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば地上デジタル放送システムに用いられ、複数チャンネルの放送波信号を中継伝送する中継放送装置に関し、特に受信装置と送信装置とが別々に配置される分離型中継放送装置に関する。

地上デジタル放送システムでは、放送サービスエリアの拡大及び難視聴地域の解消を目的として、多数の中継放送装置を所定のエリアに分散配置し、各中継放送装置にてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式による複数チャンネルの放送波信号を多段中継する方式が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

中継放送装置の中でも、送信電力の小さな中継放送装置は、大電力及び中電力の中継放送装置ではカバーしきれない比較的限定されたエリアヘのサービスを行うことを目的としている。このような限定されたエリアでは、受信環境のよい場所と送信環境のよい場所が異なることが多い。このような環境では、送信装置と受信装置を分離して別々に配置することのできる分離型中継放送装置が用いられる。

上記のような分離型中継放送装置では、通常、受信装置で受信された複数チャンネルの放送波信号を、ケーブルを通じて送信装置に伝送する。この場合、受信信号をＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯またはＶＨＦ（Very High Frequency）帯のままケーブルで伝送すると、ケーブルでの伝送損失が大きいために、伝送距離が制限されるため、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）帯の信号に変換して伝送するようにしている。

ところで、中継放送装置では、中継する放送信号が複数チャンネルある場合、中継するチャンネル数に応じた選局装置を用意して、各選局装置によって対応するチャンネルの放送信号を選局し、ＩＦ帯の周波数に変換するようにしている。この場合、各選局装置で使用されるＩＦ周波数は、デジタルテレビジョン放送の標準仕様を採用しているため固定であり、各選局装置からは同一周波数のＩＦ信号が出力される。このことから、上記分離型中継放送装置にあっては、複数チャンネルの放送信号を中継する場合には、チャンネル数分のケーブルを用意して各チャンネルのＩＦ信号を個別に伝送する必要があり、コスト増の要因となっている。

一方、受信装置及び送信装置間の信号伝送に光ファイバを用いることで、伝送損失を低減することも考えられる。しかしながら、中継放送装置が設置される場所は、一般に人が立ち寄り難い場所であるため、頻繁な保守作業を必要とする光ファイバを用いて受信装置と送信装置とを接続するのは必ずしも得策ではない。
特開２００４−１１２４４７号公報

以上述べたように、従来の分離型中継放送装置では、受信装置と送信装置を分離して両者をケーブルで接続する場合に、複数チャンネルのＩＦ信号を伝送するには、チャンネル毎にケーブルを用意しなければならず、コスト増の要因となっている。

本発明は上記事情によりなされたもので、受信装置から送信装置へ複数チャンネルの放送波信号を伝送する際に、伝送ケーブルを共有することができ、その装置の低コスト化を実現することのできる分離型中継放送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る分離型中継放送装置は、ＲＦ帯で伝送される複数チャンネルの放送波信号を受信してそれぞれＩＦ帯の互いに異なる周波数信号に変換し多重出力する受信装置と、前記受信装置から出力されるＩＦ帯の多重信号を伝送する伝送ケーブルと、前記伝送ケーブルにより伝送されるＩＦ帯の多重信号を入力してチャンネル毎に分割し、個別に補償処理を施した後、前記ＲＦ帯の任意の周波数に変換して送信する送信装置とを具備している。

上記構成による分離型中継放送装置では、受信装置にてＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をＩＦ帯の互いに異なる周波数信号に変換して多重化し、伝送ケーブルを用いて送信装置に伝送している。また、送信装置では、伝送ケーブルにより伝送されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割し、補償処理し、ＲＦ帯の任意の周波数に変換して送出するようにしている。

以上のように本発明に係る分離型中継放送装置では、複数チャンネルの放送波信号をＩＦ帯で多重して伝送ケーブルにより伝送するようにしているため、伝送ケーブルが１本で済み、低コスト化が可能となる。また、一括伝送されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割し、それぞれを補償処理した後に、ＲＦ帯の放送波信号に変換し送信するようにしているので、放送波信号の安定した中継が可能となる。したがって、受信装置から送信装置へ複数チャンネルの放送波信号を伝送する際に、伝送ケーブルを共有することができ、その装置の低コスト化を実現することのできる分離型中継放送装置を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態として、地上デジタル放送システムに用いられる分離型中継放送装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、参照符号１０は受信感度の良好な場所に配置される受信装置、２０は放送サービスエリアへの見通しのよい場所に配置される送信装置であり、両者は伝送ケーブル３０によって接続される。

上記受信装置１０において、受信アンテナ１１で受けたＵＨＦ帯のＲＦ信号は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１２に供給され、地上デジタル放送に割り当てられた帯域の信号が抽出されて受信処理器（ＲＸ）１３に送られる。ここで、帯域通過フィルタ１２で抽出される帯域には、Ｎチャンネルの放送波信号が含まれている。受信処理器１３は、受信所分離端子板（ＴＢ（Ｒ））１４から供給される参照信号Ref.に基づいて、入力されるＲＦ信号を一括してＩＦ帯に周波数変換する。このＩＦ帯に変換されたＮチャンネルの放送波信号は、受信所分離端子板（ＴＢ（Ｒ））１４に接続される伝送ケーブル３０を通じて送信装置２０に送出される。

送信装置２０において、送信所分離端子板（ＴＢ（Ｔ））２１は、上記伝送ケーブル３０を通じて、発振器２２で発生される参照信号Ref.と電源２３から供給される駆動信号を受信装置１０に送り、受信装置１０から伝送されるＩＦ帯のＮチャンネルの放送波信号を取り込む。このＩＦ帯放送波信号はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４でデジタル信号に変換され、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によるデジタル信号処理器２５に供給される。

このデジタル信号処理器２５は、Ａ／Ｄ変換器２４でデジタル化されたＩＦ帯放送波信号を入力し、図２に示すように、直交復調部２５１で直交復調して複素信号に変換した後、チャンネル分割フィルタ部２５２でチャンネル毎に分割する。そして、分割されたＮチャンネルの放送波信号に対し、それぞれ補償回路２５３−１〜２５３−Ｎによって伝送中に生じた歪み成分を補償し、直交変調部２５４−１〜２５４−Ｎによって再び直交変調して出力する。

デジタル信号処理器２５から出力されるＮチャンネルの放送波信号は、それぞれＤ／Ａ変換器２６−１〜２６−Ｎでアナログ信号に変換され、送信処理器（ＴＸ）２７−１〜２７−ＮでＲＦ帯の任意の周波数に変換され、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２８−１〜２８−Ｎで不要な周波数成分が除去された後、合成器（ＣＯＭＢ）２９で合波されてＮチャンネル分のＲＦ信号となる。ここで合波された信号は、電力増幅器（ＭＣＰＡ）２１０で電力増幅されて、送信アンテナ２１１から送出される。

図３は、上記デジタル信号処理器２５の補償回路２５３−１（２５３−２〜２５３−Ｎも同様）がマルチパス等化機能を有する場合の構成例を示すブロック図である。図３に示す補償回路２５３−１において、チャンネル分割フィルタ部２５２により帯域分割されたデジタル信号は、ガードインターバル（Guard Interval：ＧＩ）除去部Ａ１により、デジタル信号のＧＩ長が除かれ、有効シンボル長のみとなる。ＧＩ除去されたデジタル信号は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）部Ａ２によりＦＦＴされ、等化部Ａ３および伝送路推定部Ａ４に送出される。伝送路推定部Ａ４は、パイロットキャリア等を基に信号帯域全体の周波数特性を推定し、推定した伝送路特性を等化部Ａ３に送出する。等化部Ａ３は、ＦＦＴ部Ａ２の出力に伝送路推定値の逆数を複素乗算することで、伝送路歪の影響を除去し、等化信号を生成する。等化信号は判定部Ａ５に送出され、判定部Ａ５は等化結果を変調方式に応じて判定する。判定結果は逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）部Ａ６に送出され、ＩＦＦＴ部Ａ６により時間軸領域信号に変換される。この時間軸領域信号は、ＧＩ付加部Ａ７によりＧＩ長を付加されて外部へ出力される。

図４は、上記デジタル信号処理器２５の補償回路２５３−１（２５３−２〜２５３−Ｎも同様）が回り込み信号補償機能を有する場合の構成例を示すブロック図である。図４に示す補償回路２５３−１において、チャンネル分割フィルタ部２５２により帯域分割されたデジタル信号は、減算部Ｂ１において、有限インパルス応答フィルタ（Finite Impulse Response：ＦＩＲ）Ｂ２からの出力を減じられ、帯域通過フィルタＢ３へ伝送される。減算部Ｂ１からのデジタル信号は、帯域通過フィルタＢ３にて帯域制限されて外部へ出力される。この出力は外部の他に、ＦＩＲフィルタＢ２およびチャンネル伝送路応答推定部Ｂ４へと伝送される。チャンネル伝送路応答推定部Ｂ４は、帯域通過フィルタＢ３からのデジタル信号に基づいて伝送路応答を推定し、この伝送路応答をフィルタ係数制御部Ｂ５へ出力する。フィルタ係数制御部Ｂ５は、この伝送路応答からフィルタ係数を生成し、ＦＩＲフィルタＢ２へ出力する。

ＦＩＲフィルタＢ２は、帯域制限されたデジタル信号に対してフィルタ係数による畳み込み演算を行うことにより回り込み信号の複製を生成し、減算部Ｂ１へ出力する。

上記構成における分離型中継放送装置において、以下、図５を参照してその動作を説明する。

図５は、上記実施形態に係る分離型中継放送装置の伝送チャンネルプランの一例を示すタイミング図である。

まず、受信装置１０において、受信アンテナ１１により、Ｎチャンネルの放送波信号が受信され、帯域通過フィルタ１２により、図５（ａ）に示すように、所定の帯域が抽出される。帯域制限された放送波信号は、図５（ｂ）に示すように、受信処理部１３で参照信号Ref.によりＩＦ信号に一括変換された後、伝送ケーブル３０を通じて送信装置２０へ伝送される。送信装置２０へ伝送されたＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器２４に入力される。このときの入力信号とサンプリング周波数fsとの関係は、図５（ｃ）に示すようになっている。デジタル変換されたＩＦ信号は、デジタル信号処理器２５で図５（ｄ）に示すように１チャンネル毎のデジタル信号に分割される。このとき、デジタル信号処理器２５内部の補償回路２２５３−１〜２５３−Ｎにより、マルチパス等化や回り込み信号の改善等を１チャンネル単位で行うとともに、所定のチャンネル配置になるように再配置することも可能である。

この後、１チャンネル毎のデジタル信号は、１チャンネル毎にＤ／Ａ変換及び周波数変換され、合成器２９による合波を経て、送信アンテナ２１１から図５（ｅ）に示すように、Ｎチャンネル分の高周波信号として送信される。

以上のように、上記実施形態では、受信アンテナ１１で受信したＮチャンネルの放送波信号を、受信装置１０の受信処理器１３によりＮチャンネルのＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号を１本の伝送ケーブル３０で送信装置２０へ伝送するようにしている。送信装置２０は、伝送されたＩＦ信号をデジタル変換し、デジタル信号処理器２５により１チャンネル毎に分割し、マルチパス信号および回り込み信号を補償する。この後、アナログ信号に変換し、任意のＲＦ周波数に周波数変換し、合成および増幅を経て、送信アンテナ２１１から送信するようにしている。

したがって、Ｎチャンネルの放送波信号は、各チャンネルの信号波が一括処理されてＮチャンネルのＩＦ信号となり、１本の伝送ケーブルにより伝送されるため、分離端子板１４，２１の数、ケーブル３０の本数、受信処理部１３の数を低減することが可能となり、低コスト化が可能となる。また、受信装置１０から伝送されたＮチャンネルの信号を、デジタル変換し、チャンネル分割を行っているため、アナログ信号におけるＳＡＷフィルタよりも自由に周波数を設定でき、かつシャープな帯域外抑圧特性を得ることが可能となる。さらに、デジタル信号処理器２５において、Ｎチャンネルの信号を個々のチャンネルの信号に分割することにより、チャンネル毎に波形等化や回り込みキャンセラなど異なる補償回路を適用することができるので、より安定した中継放送装置を実現できる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る分離型中継放送装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図６において、図１と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。図６に示す受信装置１０において、受信アンテナ１１で受信されたＮチャンネルの放送波信号は、分配器１５により１チャンネル毎に分割される。１チャンネル毎に分割された放送波信号は、１チャンネル毎に設置された帯域通過フィルタ１２−１〜１２−Ｎと受信処理器１３−１〜１３−ＮによりＩＦ信号に変換される。１チャンネル毎のＩＦ信号は、ＩＦ信号合成器１６により各チャンネルが連続して隙間無く配列されるように合成され、Ｎチャンネルの放送波信号が多重されたＩＦ信号として、伝送ケーブル３０を通じて送信装置２０へ伝送される。

以上のように、上記第２の実施形態の構成では、ＮチャンネルのＩＦ信号を送信装置４に伝送する際に、Ｎチャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割し、各チャンネルが隙間無く連続するような中間周波数に変換した後に合成することで、Ｎチャンネルの放送波信号が多重されたＩＦ信号を生成し、伝送ケーブル３０を通じて送信装置２０に伝送するようにしている。

したがって、第１の実施形態に係る分離型中継放送装置と比較し、帯域通過フィルタ１２と受信処理器１３の数は増加するが、受信装置１０から送信装置２０へとＮチャンネル分のＩＦ信号を伝送する際に、各チャンネルのＩＦ信号を隙間無く連続して配列することができるため、より効率的に信号を伝送することが可能となる。また、従来技術と比較して、分離端子板の数、伝送ケーブルの本数を低減することが可能であるため、低コストであることには変わりがない。

なお、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係る分離型中継放送装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図。上記第１の実施形態のデジタル信号処理器の具体的な構成を示すブロック図。上記第１の実施形態のデジタル信号処理器におけるマルチパス等化機能を有する補償回路の構成例を示すブロック図。上記第１の実施形態のデジタル信号処理器における回り込み信号補償機能を有する補償回路の構成例を示すブロック図。上記第１の実施形態の伝送チャンネルプランの一例を示すタイミング図。本発明に係る分離型中継放送装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図。

符号の説明

１０…受信装置、２０…送信装置、３０…伝送ケーブル、１１…受信アンテナ、１２，１２−１〜１２−Ｎ…帯域通過フィルタ、１３，１３−１〜１３−Ｎ…受信処理器、１４…受信所分離端子板、１５…分配部、１６…ＩＦ信号合成器、２１…送信所分離端子板、２２…発振器、２３…電源、２４…Ａ／Ｄ変換器、２５…デジタル信号処理器、２５１…直交復調部、２５２…チャンネル分割フィルタ部、２５３−１〜２５３−Ｎ…補償回路、２５４−１〜２５４−Ｎ…直交変調部、２６−１〜２６−Ｎ…Ｄ／Ａ変換器、２７−１〜２７−Ｎ…送信処理器、２８−１〜２８−Ｎ…帯域通過フィルタ、２９…合成器、２１０…電力増幅器、２１１…送信アンテナ、Ａ１…ＧＩ除去部、Ａ２…ＦＦＴ部、Ａ３…等化部、Ａ４…伝送路推定部、Ａ５…判定部、Ａ６…ＩＦＦＴ部、Ａ７…ＧＩ付加部、Ｂ１…減算部、Ｂ２…ＦＩＲフィルタ、Ｂ３…帯域通過フィルタ、Ｂ４…チャンネル伝送路応答推定部、Ｂ５…フィルタ係数制御部

Claims

ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）帯で伝送される複数チャンネルの放送波信号を受信してそれぞれＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）帯の互いに異なる周波数信号に変換し多重出力する受信装置と、
前記受信装置から出力されるＩＦ帯の多重信号を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルにより伝送されるＩＦ帯の多重信号を入力してチャンネル毎に分割し、個別に補償処理を施した後、前記ＲＦ帯の任意の周波数に変換して送信する送信装置と
を具備することを特徴とする分離型中継放送装置。
前記受信装置は、前記ＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を受信する受信手段と、この受信手段で受信されたＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をまとめてＩＦ帯の放送波信号に変換して前記伝送ケーブルに送出する第１の周波数変換手段とを備え、
前記送信装置は、前記伝送ケーブルによって伝送されるＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を個別に補償処理する補償手段と、前記補償手段によって個別に補償処理されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をそれぞれ前記ＲＦ帯の任意の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、この第２の周波数変換手段で得られたＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を所定のサービスエリアに向けて送信する送信手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の分離型中継放送装置。
前記受信装置は、前記前記ＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を受信する受信手段と、この受信手段で受信されたＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割する分割手段と、この分割手段で分割されたＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を互いに異なるＩＦ周波数の信号に変換する第１の周波数変換手段と、この第１の周波数変換手段で得られたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を多重して前記伝送ケーブルに送出する多重手段とを備え、
前記送信装置は、前記伝送ケーブルによって伝送されるＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をチャンネル毎に分割する分割手段と、前記分割手段によって分割されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を個別に補償処理する補償手段と、前記補償手段によって個別に補償処理されたＩＦ帯の複数チャンネルの放送波信号をそれぞれ前記ＲＦ帯の任意の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、この第２の周波数変換手段で得られたＲＦ帯の複数チャンネルの放送波信号を所定のサービスエリアに向けて送信する送信手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の分離型中継放送装置。