JP2014075706A - 伝送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】FFT処理クロック(20.45074MHz)の4倍のD/AまたはA/Dの源振クロック(81.80296MHz)の発振器を有し、18MHzまたは9MHzチャネル帯域時の局部発振周波数(ローカルクロック:109.54926MHz)と同一周波数の局部発振器を有し、シンボルクロック周波数をD/AまたはA/Dの源振クロック(81.80296MHz)周波数の1/11倍(7.4366MHz)とすることを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置。
【選択図】 図1
Description
FPUで送信されるデータは送信制御部にて、OFDMやQAMでデジタル変調され、映像、音声その他のデータ、パイロット信号(CP:Continuaus Pilot)、伝送制御情報(TMCC:Transmission and Multiplexing Configuration and Control)、予備データ(AUX)が一つのフレームに構成される。また、日本国内では割り当てられるチャネル帯域としては、18MHz(フルバンド)のシングルキャリアQAM方式またはOFDM方式、または9MHz(ハーフバンド)のOFDM方式となっている(非特許文献1、非特許文献2参照)。
FPUにおいて、割り当てられるチャネル帯域が18MHz(フルバンド)のシングルキャリアQAM方式(図12)、またはOFDM方式(図13)、または9MHz(ハーフバンド)のOFDM方式(図14)となっている。
<シングルキャリアQAM>
D/A変換サンプリングクロック周波数=53.41612MHz
QAM変調時のシンボルクロック周波数=13.35403MHz(1/4分周)
<OFDM>
D/A変換サンプリングクロック周波数=81.80296MHz
IFFT処理クロック周波数=20.45074MHz(1/4分周)
バンドパスフィルタにてD/A変換時の折り返し成分を除去し、ミキサにて130MHzのIF(中間周波数)信号へアップコンバードする。
その際のローカル発振器の周波数は以下のとおり。
<シングルキャリアQAM>
116.654597MHz(=130MHz−13.35403MHz)
<OFDM>
109.54926MHz(=130MHz−20.45074MHz)
バンドパスフィルタにてアップコンバードの際の折り返し成分を除去する。
(以下、図には示さず)その後、例えば7GHz/10GHzといったマイクロ波にアップコンバートし、電力増幅され、アンテナを介して送出される。
バンドパスフィルタにて帯域外の信号を除去、ミキサにてデジタル変調波へ周波数ダウンコンバートする。その際のローカル発振器周波数は送信側と同一である。
バンドパスフィルタにて周波数ダウンコンバートの際の折り返し成分を除去後、A/D変換を行う。A/D変換の際のサンプリングクロックは送信側と同一である。
同じく4倍オーバーサンプリングを行う。
A/D変換後、直交復調し、シングルキャリアQAM復調、またはOFDM復調を行い元のデジタル信号を得る。その後、誤り訂正等の伝送路復号化がなされる(図には示さず)。
ロールオフフィルタ(例えばロールオフ率:0.3)にて帯域制限を行い、同時に4倍のインタポレーション(補完処理)を行うことで、18MHz以下に帯域制限された変調波を得ると共に、処理クロックをD/A変換サンプリングクロック(分周=53.41612MHz)にアップサンプルされたQAM変調信号を出力する。
Δf(α)= fc x (1 + α)
Δf(α):スペクトル帯域幅、fc:シンボルクロック周波数、α:ロールオフ率
よって、本構成の場合、
Δf(α)=17.36MHz(=13.354030MHzx(1+0.3))
よって、18MHzチャネル帯域に対して、スペクトル帯域幅としては17.36MHzとなる。
その後、前述の通り、直交変調後、D/A変換される。
波形等化信号に対してデマッピング処理を行い、再び元のデータ配列に戻してデジタル信号を得る。
その後、IFFT処理を行い、その信号にガードインターバルを付加する。ここまでが、IFFTクロックでの処理である。
ローパスフィルタにて帯域制限を行い、同時に4倍のインタポレーション(補完処理)を行うことで、18MHzまたは9MHz以下に帯域制限されたOFDM変調波を得ると共に、処理クロックをD/A変換サンプリングクロック(分周=81.80296MHz)にアップサンプルされたOFDM変調信号を出力する。その後、前述の通り、直交変調後、D/A変換される。
また、チャネル帯域を広げる手段として10MHzに合ったクロック周波数で変調を行うことも可能であるが、前記述べたFPU装置の構成におけるA/D、D/Aクロック用発振器、IF周波数130MHz変換用ローカル発振器を、別途10MHz用に持つ必要があり回路規模の増加に繋がるという問題もあった。
図示しないが、IF周波数には、130MHzの他に、70MHzもある。70MHzIF信号へ変換(アップコンバード)用ローカル発信器は、従来のOFDM用周波数は49.54926MHzである。
上記の映像伝送装置において、9MHzチャネル帯域(ハーフバンド)時のキャリア割り当てに対し、CPキャリア、データキャリア本数を増やし、TMCCキャリア、NULLキャリアの割り当て位置は、9MHzチャネル帯域時のままとして、10MHzチャネル帯域を実現することを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置である。
図1は本発明の1実施例の10MHzバンド対応のシングルキャリアQAM送信装置の構成を示すブロック図であり、図2は本発明の1実施例の10MHzバンド対応のシングルキャリアQAM受信装置の構成を示すブロック図であり、図3はロールオフフィルタ前の変調波形、及び後の帯域制限されたQAM変調波形を示す模式図であり、図4はインタポレーション後の周波数変換されたQAM変調波形を示す模式図であり、図5はD/A変換後のQAM変調スペクトル波形を示す模式図であり、図6はIF信号(130MHz)に変換後のQAM変調スペクトル波形を示す模式図であり、図7はA/D変換後の受信QAM変調波形を示す模式図であり、図8は乗算器後の受信QAM変調スペクトル波形を示す模式図であり、図9は本発明の10MHzバンド対応OFDM時のキャリア割り当て(FFT1024ポイント時)を示す模式図であり、図10は本発明の10MHzバンド対応OFDM時のキャリア割り当て(FFT2048ポイント時)を示す模式図であり、図11は10MHzバンド対応の中間周波数(130MHz)に変換されたOFDM変調波形を示す模式図である。
各クロックは下記とする。
D/A変換サンプリングクロック周波数=81.80296MHz
QAM変調時のシンボルクロック周波数=7.43663MHz(1/11分周)
IF信号アップコンバード用ローカルクロック周波数=109.54926MHz
D/A変換は、11倍のオーバーサンプリングを行う。
また、図示しないが、D/A変換サンプリングクロック源振をFFT処理クロックの20.45074MHzの4の倍数倍(8倍:163.60592MHz、12倍:245.40888MHz、32倍:654.42368MHz)としてそのままオーバーサンプリングするか分周した81.80296MHzとしてオーバーサンプリングし、QAM変調時のシンボルクロックのD/A変換サンプリングクロック源振からの分周を11の倍数の分周(1/22、1/33、1/88)としても良い。つまり、シンボルクロック周波数をFFT処理クロックの20.45074MHzの4/11の7.4366MHzとする。
ロールオフフィルタ(例えばロールオフ率:0.3)にて帯域制限を行い、同時に11倍のインタポレーション(補完処理)を行うことで、10MHz以下に帯域制限された変調波を得ると共に、処理クロックをD/A変換サンプリングクロック(分周=81.80296MHz)にアップサンプルされたQAM変調信号を出力する。
本発明における変調波形スペクトル帯域幅を前述の式に当てはめると、
Δf(α)=9.67MHz(=7.43663MHzx(1+0.3))
よって、10MHzチャネル帯域に対して、スペクトル帯域幅としては9.67MHzとなる。
また、D/A変換後のQAM変調スペクトル波形を示す模式図の図5において、バンドパスフィルタにてD/A変換時の折り返し成分を除去する。ここでのスペクトル波形は、分周/4= 20.45074MHz中心の波形となる。
以下、図には示さないが、その後、例えば7GHz/10GHzといったマイクロ波にアップコンバートし、電力増幅され、アンテナを介して送出される。
各クロックは下記とする。
IF信号ダウンコンバード用ローカルクロック周波数=109.54926MHz
A/D変換サンプリングクロック周波数=59.4306MHz(8/11分周)
QAM復調時のシンボルクロック周波数=7.43663MHz(1/8分周)
A/D変換は8倍のオーバーサンプリングを行う。
バンドパスフィルタにて帯域外の信号を除去、ミキサにてデジタル変調波へ周波数ダウンコンバートする。その際のローカル発振器周波数は送信側と同じく来のOFDM用の109.54926MHzを用いる。よってダウンコンバート後は、20.45074MHz(130MHz−109.54926MHz)を中心としたスペクトル波形となる。
バンドパスフィルタにて周波数ダウンコンバートの際の折り返し成分を除去後、A/D変換する。この際のA/D変換サンプリングクロックは、D/A変換のOFDM用発振器の81.80296MHzを源振クロックとして自然数同士の分数比変換(8/11分周:PLLにて生成)した59.4306MHzにて行うものとする。
図示しないが、IF周波数には、130MHzの他に、70MHzもある。70MHzIF信号へ変換(アップコンバード)用ローカル発信器も従来のOFDM用周波数(49.54926MHz)を流用する。
NCO発振周波数の13.0141MHzは、D/A変換サンプリングクロックの源振クロックの81.80296MHzを8/11した59.4306MHzの7/32であるから、81.80296MHzを7/44しても実現可能である。
乗算器でダウンコンバージョンされた信号よりローパスフィルタにて帯域制限して所望のシンボルクロック(7.43663MHz)を中心としたスペクトル波形のみを得る。同時にx1/2倍のデシメーション(間引き処理)を行うことで、処理クロックをA/D変換サンプリングクロック(分周=59.4306MHz)からシンボルクロックの4倍である(29.74653MHz)にダウンサンプリングする。
その後、直交復調し、送信側と同じ特性のロールオフフィルタにて帯域制限し、同時にx1/4倍のデシメーション(間引き処理)を行うことで、処理クロックをシンボルクロックの4倍である(29.74653MHz)からシンボルクロック(7.43663MHz)にダウンサンプリングする。
(以下はシンボルクロック処理である。)その後、前記プリアンブル信号を検出し、当該信号より得られる伝送路特性を推定し、本線信号に対して波形等化を行う。
波形等化信号に対してデマッピング処理を行い、再び元のデータ配列に戻してデジタル信号を得る。
従来の9MHzハーフバンド時:29.824Mbit/s
本発明の10MHzバンド時 :34.085Mbit/s
と、チャネル帯域が1MHz増えた分の効果がある。
1−1:マッピング部、1−2:QAMフレーム生成部、
5:直交変調部、6:D/A変換器、10,15,16,21:バンドパスフィルタ、
7,12,30:セレクタ、11,17:ミキサ、
8:シングルキャリアQAM用D/Aクロック(59.41612MHz)
9:OFDM用D/Aクロック(81.80296MHz)
13,20:QAM用ローカルクロック(116.64597MHz)
14,19:OFDM用ローカルクロック(109.54926MHz)
24:OFDM用A/Dクロック(81.80296MHz)
25:シングルキャリアQAM用A/Dクロック(59.41612MHz)
22:A/D変換器、26:直交復調部、27:シングルキャリアQAM復調部、
27−1:ロールオフ及びデシメーション(1/4)フィルタ、
27−2:伝送路推定波形等化、27−3:デマッピング部、
28:OFDM復調部、
29:1/4分周、
101:ロールオフ及びインターポレーション(x11)フィルタ、
102:PLL(1/11)、103:PLL(8/11)、104:乗算器、
105:数値制御発信器(Numerical Control Oscillator:NCO)(13.0141MHz)、
106:1/2分周、107:ローパス及びデシメーション(1/2)フィルタ、
Claims (4)
- FFT処理クロックの4倍等の4の倍数のD/AまたはA/Dの源振クロックの発振器を有し、前記D/AまたはA/Dの源振クロックの11の倍数の分周のシンボルクロック周波数の変調部または復調部の少なくとも一方を有することを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置。
- 請求項1の映像伝送装置において、18MHzまたは9MHzチャネル帯域時の局部発振周波数と同一周波数の局部発振器を有し、前記D/AまたはA/Dの源振クロックを11の倍数の分周し、当該クロックをシンボルクロックとして変調し、11倍のインタポレーションフィルタにて周波数アップコンバートを行い、直交変調後、前記D/AまたはA/Dの源振クロックの自然数分周クロックでD/A変換して4分周(1/4)成分を得て、前記局部発信周波数と混合器を介して、IF信号を得る送信機能と、
IF周波数から前記局部発信周波数と混合器を介してダウンコンバートし、前記D/AまたはA/Dの源振クロックを第一の自然数同士の分数比変換して得られたクロックにてA/D変換を行い、前記D/AまたはA/Dの源振クロックを第二の自然数同士の分数比変換した周波数のクロックにより、周波数ダウンコンバージョンを行い、デシメーションフィルタにて折り返し成分の除去及び1/2のダウンサンプルを行う受信機能との少なくとも一方の機能を有することを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置。 - 請求項1の映像伝送装置において、9MHzチャネル帯域時のキャリア割り当てに対し、CPキャリア、データキャリア本数を増やし、TMCCキャリア、NULLキャリアの割り当て位置は、9MHzチャネル帯域時のままとして、10MHzチャネル帯域を実現することを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置。
- シンボルクロック周波数をFFT処理クロックの20.45074MHzの4/11の7.4366MHzとすることを特徴とするデジタル変調の映像伝送装置。
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ARIB STD-B33 1.2版, JPN6016030193, March 2011 (2011-03-01), pages 7 - 16, ISSN: 0003375379 * |
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