JP2987352B2 - 階層伝送による多重方式とその送信装置、中継装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線伝送における
中継のための多重方式に関し、例えばＯＦＤＭ方式を採
用する場合の階層伝送による多重方式とその送信装置な
らびに中継装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、移動体向けの放送または
通信を行なう場合には、移動体の受信環境が固定の受信
環境に比較して劣悪であることから、広域のサービスを
行なうためには多数の局による網を構成する必要があ
る。

【０００３】ところで、網を構成する場合には、有線回
線や無線回線により、各局が送信する情報を伝送するこ
とが必要となると共に、送信装置または中継装置のモニ
タ情報、制御情報等を伝送し、送信装置または中継装置
の制御やそれらの動作状態の監視を行なうことが必要と
なる場合がある。しかしながら、情報を伝送するための
有線または無線の回線を専用の回線とする場合には、設
備投資費用や運用の費用が必要なことから、経済的では
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
の課題を解決する手段として、階層変調により、送信す
べき情報を直接受信装置が受信する無線信号に階層多重
して伝送する方法が考えられる。しかしながら、例え
ば、直接受信装置が受信する階層多重する前の変調をＱ
ＰＳＫとし、階層変調としてノンユニフォーム１６ＱＡ
Ｍを使用するものとすると、直接受信装置が受信する信
号の伝送速度と階層変調により多重される信号の伝送速
度とは同一となる。したがって、直接受信装置が受信す
る信号と中継すべき情報を伝送する信号とが同一の場合
には、送信装置または中継装置の制御やそれらの動作状
態の監視を行なう信号を多重する余地はない。また、階
層変調による多重を行なうと受信装置における受信所要
Ｃ／Ｎが上昇するので、階層変調により多重する情報は
少ないことが望ましい。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、放送または通信の中継を行なう場合に、各中継装
置の制御、中継装置の動作状態の監視、連絡回線の設定
を有線等による別回線を用いることなく実現することの
できる階層伝送による多重方式とその送信装置、中継装
置を提供することを第１の目的とし、階層変調多重によ
り生ずる受信装置における受信所要Ｃ／Ｎの上昇を抑圧
できる階層伝送による多重方式とその送信装置、中継装
置を提供することを第２の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明に係る階層伝送による多重方式は、以下のよ
うに構成される。

【０００７】（１）デジタル信号を伝送する放送または
通信システムに用いられ、中継装置が再送信するための
信号を階層変調により直接受信装置が受信する信号に多
重し伝送する場合に、直接受信装置が受信する信号に付
加する誤り訂正のための冗長度に対し、中継装置が再送
信するための信号に付加する誤り訂正のための冗長度を
少なくする。

【０００８】（２）（１）の構成において、前記中継装
置が再送信するための信号に加え、中継装置の制御信
号、自らの装置の監視信号、受信された他の装置の監視
信号、電話回線信号の少なくともいずれかを直接受信装
置が受信する信号に階層変調により多重し伝送する。

【０００９】（３）デジタル信号を伝送する放送または
通信システムに用いられるとき、中継装置の制御信号、
自らの装置の監視信号、受信された他の装置の監視信
号、電話回線信号の少なくともいずれかを直接受信装置
が受信する信号に階層変調により多重し伝送する。

【００１０】（４）（２）または（３）の構成におい
て、前記中継装置の制御信号として、中継装置の起動／
停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構成するのた
めの中継装置の送信タイミング信号の少なくともいずれ
かを伝送する。

【００１１】また、本発明に係る送信装置は、以下のよ
うに構成される。

【００１２】（５）中継装置が再送信するための信号を
階層変調により直接受信装置が受信する信号に階層変調
により多重し伝送する場合に、直接受信装置が受信する
信号に付加する誤り訂正のための冗長度に対し、中継装
置が再送信するための信号に付加する誤り訂正のための
冗長度を少なくする。

【００１３】（６）（５）の構成において、デジタル信
号を伝送する放送または通信システムに用いられると
き、前記中継装置の制御信号、自らの装置の監視信号、
受信された他の装置の監視信号、電話回線信号の少なく
ともいずれかを直接受信装置が受信する信号に階層変調
により多重し伝送する。

【００１４】（７）デジタル信号を伝送する放送または
通信システムに用いられるとき、中継装置の制御信号、
自らの装置の監視信号、受信された他の装置の監視信
号、電話回線信号の少なくともいずれかを直接受信装置
が受信する信号に階層変調により多重し伝送する。

【００１５】（８）（６）または（７）の構成におい
て、前記中継装置の制御信号として、中継装置の起動／
停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構成するのた
めの中継装置の送信タイミング信号の少なくともいずれ
かを伝送する。

【００１６】また、本発明に係る中継装置は、以下のよ
うに構成される。

【００１７】（９）中継装置が再送信するための信号を
階層変調により直接受信装置が受信する信号に階層変調
により多重し伝送する場合に、直接受信装置が受信する
信号に付加する誤り訂正のための冗長度に対し、中継装
置が再送信するための信号に付加する誤り訂正のための
冗長度を少なくする。

【００１８】（１０）（９）の構成において、前記中継
装置が再送信するための信号に加え、中継装置の制御信
号、自らの装置の監視信号、受信された他の装置の監視
信号、電話回線信号の少なくともいずれかを直接受信装
置が受信する信号に階層変調により多重し伝送する。

【００１９】（１１）デジタル信号を伝送する放送また
は通信システムに用いられるとき、前記中継装置の制御
信号、自らの装置の監視信号、受信された他の装置の監
視信号、電話回線信号の少なくともいずれかを直接受信
装置が受信する信号に階層変調により多重し伝送する。

【００２０】（１２）（１０）または（１１）の構成に
おいて、前記中継装置の制御信号として、中継装置の起
動／停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構成する
のための中継装置の送信タイミング信号の少なくともい
ずれかを伝送する。

【００２１】（１３）デジタル信号を伝送する放送また
は通信システムに用いられるとき、自らの装置の監視信
号、受信された他の装置の監視信号の少なくともいずれ
かを直接受信装置が受信する信号に階層変調により多重
し伝送する系において、受信された他の装置の監視信号
を有線または無線の回線で監視装置に伝送する。

【００２２】すなわち、本発明による階層伝送による多
重方式、送信装置ならびに中継装置では、中継のための
情報についてはその誤り訂正のための冗長分を低減し、
これにより、送信装置または中継装置の制御やそれらの
動作状態の監視を行なう信号を多重可能とし、制御また
は監視の信号の多重を行なわない場合には、受信所要Ｃ
／Ｎの上昇を抑圧可能にする。

【００２３】移動体による受信を目的とした無線伝送で
は、移動体における受信環境が劣悪であることから冗長
度の高い誤り訂正符号が採用される。一方、中継装置に
おいては、指向性空中線の採用が可能なこと、受信空中
線高を高くすることが可能なこと等により、必ずしも強
い誤り訂正能力を有する冗長度の高い誤り訂正符号を採
用する必要はない。したがって、中継のための情報につ
いてはその誤り訂正のための冗長分を低減することが可
能となり、低減された情報量に応じて、送信装置または
中継装置の制御やそれらの動作状態の監視を行なう信号
を多重することが可能となる。また、送信装置または中
継装置の制御やそれらの動作状態の監視を行なう信号を
多重しない場合においては、階層多重を行なわない部分
を生ずるので、インターリーブの採用により受信装置に
おける受信所要Ｃ／Ｎが平均化され、受信所要Ｃ／Ｎの
上昇を低減することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００２５】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態について図１を参照して説明する。

【００２６】図１は本発明に係る階層伝送による多重方
式のＳＦＮ送信装置の構成を示すもので、図１（Ａ）は
送信装置の構成、図１（Ｂ）は送信信号のコンスタレー
ション、図１（Ｃ）は送信信号における低階層情報と高
階層情報の内容を示している。

【００２７】図１（Ａ）に示す送信装置において、受信
装置向けのデジタル入力信号（例えば放送信号）は、外
誤り訂正符号化器１に入力されて誤り訂正のための冗長
度が付加され、その出力は外インターリーブ回路２と多
重回路７に入力される。外インターリーブ回路２に入力
された信号は、データ列の順序が一定の規則のもとに変
更される。この信号は内誤り訂正符号化器３により再び
誤り訂正のための冗長度が付加され、さらに内インター
リーブ回路４により再びデータ列の順序が一定の規則の
もとに変更される。そして、遅延回路５により遅延を掛
けられた後にマッピング回路１０に入力される。

【００２８】今一つの入力信号である中継装置制御信号
は、外誤り訂正符号化器６に入力されて誤り訂正のため
の冗長度が付加され、その出力は多重回路７に入力され
る。多重回路７では、外誤り訂正符号化器１の出力と外
誤り訂正符号化器６の出力とが時分割多重され、その出
力は外インターリーブ回路８によりデータ列の順序が一
定の規則のもとに変更される。そして、内誤り訂正符号
化器９により再び誤り訂正のための冗長度が付加され、
マッピング回路１０に入力される。

【００２９】マッピング回路１０では、入力された上記
二つ信号が階層変調多重されると共に、ＯＦＤＭ（直交
周波数分割多重）を構成する各周波数のキャリアに割り
振られる。その出力はＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）
回路１１により周波数軸方向の信号が時間軸方向の信号
に変換され、その出力は直交変調器１２によって直交変
調された後に、送信高周波部１３において周波数変換並
びに増幅されて空中線１４より送信される。

【００３０】次に本実施形態の動作について、図１
（Ｂ）、（Ｃ）を参照して説明する。

【００３１】図１（Ａ）に示す送信装置において、デジ
タル入力信号は、外誤り訂正符号化器１と内誤り訂正符
号化器３により連接符号による誤り訂正符号化が行なわ
れる。例えば、外誤り訂正符号には冗長度の小さいリー
ドソロモン符号が、内誤り訂正符号には冗長度の大きな
畳み込み符号が使用される。

【００３２】ここで、連接符号は、受信装置において、
内誤り訂正符号による誤り訂正後に残留する誤りをさら
に外誤り訂正符号により誤り訂正を行ない残留する誤り
を低減するものである。しかしながら、内誤り訂正符号
による誤り訂正後に残留する誤りがバースト状の誤りで
ある場合には、外誤り訂正符号の訂正能力を越えること
がある。このため、外誤り訂正符号化器１と内誤り訂正
符号化器３との間に外インターリーブ回路２を挿入し、
一定の規則のもとデータ列の順序を変え、受信装置にお
いて外誤り訂正符号による誤り訂正を行なう信号に誤り
の集中した部分が存在することを回避させる。

【００３３】外インターリーブ回路２が、内誤り訂正符
号の訂正能力の限界から生ずるバースト状の誤りを回避
する目的で挿入されるのに対し、内インターリーブ回路
４は伝送路で生ずるフェイジング等による受信装置にお
ける受信信号の劣化を平均化し、内誤り訂正符号の能力
を有効に利用しようとするものである。

【００３４】移動体受信時に生ずるフェイジングには、
移動体受信に使用される空中線として無指向性の空中線
を採用せざるを得ないことによるマルチパス信号による
フェイジングと、移動体がビル陰等に入ることにより生
ずるフェイジングとがある。

【００３５】前者の場合には、複数のパスから到来する
信号の間に遅延時間差があることから、受信された複数
のパスを経た信号の間の位相関係により、各周波数のキ
ャリアによって信号が強められるキャリアと信号が相殺
されるキャリアとを生ずる。従って、この前者の場合に
は、ＯＦＤＭ信号を構成する各キャリア間のインターリ
ーブ、つまり周波数インターリーブを施すことにより、
受信信号の劣化を平均化させることができる。

【００３６】一方、後者は移動体の受信場所に依存して
生ずるフェイジングであり、時間方向で受信信号の劣化
を平均化させる必要があり、時間インターリーブが必要
となる。以上説明した信号は、移動体の受信装置が受信
するための信号となる。

【００３７】尚、周波数インターリーブはＩＦＦＴによ
り周波数軸上の信号を時間軸上の信号に変換する単位、
つまりＯＦＤＭ信号を構成するキャリアの数の単位で一
定の規則のもとにデータ列の順序を変えるものであるの
で、本質的に遅延時間を生ずるものではないが、時間イ
ンターリーブは、例えば１秒間の間で時間方向で受信信
号の劣化を平均化させようとする場合には、１秒間の遅
延時間を生ずる。つまり、時間インターリーブは伝送の
実時間性を損なわさせる原因となる。

【００３８】今一つの入力信号である中継装置制御信号
は、外誤り訂正符号化器６により上記のデジタル入力信
号と同様に誤り訂正のための冗長度が付加された後に、
多重回路７において外誤り訂正符号化器１の出力と多重
される。例えば、外誤り訂正符号化器１と外誤り訂正符
号化器６の出力がともにパケット形式となっている場合
には、パケット多重により時分割多重される。

【００３９】多重回路７の出力信号は、中継装置で受信
され、当該中継装置の制御に供されると共に、中継装置
が受信装置へ向けて再送信する信号となる。多重回路７
の出力は前述のデジタル入力信号の場合と同様に外イン
ターリーブ回路８と内誤り訂正符号化器９により、一定
の規則のもとにデータ列の順序の入れ替えと再度の冗長
度の付加が行なわれる。

【００４０】尚、移動体受信の場合には、時間インター
リーブが受信信号の劣化を平均化させるのに有効な手段
であるが、中継局の場合には、固定受信であるため時間
方向の変動が少なく、また高利得の指向性空中線が使用
できることにより受信品質が良く、必ずしも時間インタ
ーリーブは必要ではない。このため、内インターリーブ
回路は省略されている。但し、中継局においても、混信
により特定の周波数のキャリアにおける誤りの発生が予
想される場合には周波数インターリーブを行なうことが
必要である。

【００４１】デジタル入力信号側の外インターリーブ回
路２と多重信号側の外インターリーブ回路８との出力の
情報量を比較すると、中継装置制御信号が多重されてい
る外インターリーブ回路８の出力の方が情報量が多い。
しかしながら、多重信号側の外インターリーブ回路８の
出力は中継装置が受信するための信号であり、外インタ
ーリーブ回路２の出力である移動体の受信装置向けの信
号に比較して、前述の通り中継装置は受信条件が良いの
で、内誤り訂正符号の強度を弱くすることが可能であ
る。そこで、内誤り訂正符号化器３が付加する冗長度に
比較して、内誤り訂正符号化器９が付加する冗長度を少
なくし、内誤り訂正符号化器９の出力の情報量を内誤り
訂正符号化器３の出力の情報量よりも少なくするか、等
しくする。

【００４２】内インターリーブ回路４の出力は遅延回路
５を介して、内誤り訂正符号化器９の出力は直接マッピ
ング回路１０に入力される。遅延回路５については後述
する。マッピング回路１０では、遅延回路５の出力であ
る直接移動体の受信装置が受信するための信号に、内誤
り訂正符号化器９の出力である中継装置へ向けた信号が
階層変調多重される。

【００４３】図１（Ｂ）に階層変調多重された信号のコ
ンスタレーションの例を示す。この例は直接移動体の受
信装置が受信するための信号をＱＰＳＫ変調とし、その
信号に中継装置へ向けた信号を階層変調多重してノンユ
ニフォーム１６ＱＡＭとした場合を示している。

【００４４】この場合、直接移動体の受信装置が受信す
るための信号の情報は、Ｉ軸、Ｑ軸からなる複素平面上
のどの象限に受信信号が存在するかにより伝送される。
したがって、受信装置では受信したノンユニフォーム１
６ＱＡＭの信号をＱＰＳＫの信号と見なして復調するこ
とにより必要な情報が得られる。

【００４５】一方、中継装置へ向けた信号は、Ｉ軸、Ｑ
軸からなる複素平面上の各象限内の位置により情報が伝
送される。この信号は、例えば中継装置において、受信
したノンユニフォーム１６ＱＡＭの信号を６４ＱＡＭの
信号と見なして復調することにより必要な情報が得られ
る。

【００４６】このとき、中継装置の受信所要Ｃ／Ｎは、
符号間の距離の差によって移動体の受信装置の受信所要
Ｃ／Ｎよりも高くなるが、受信空中線利得、受信空中線
高、フェイジングの有無の差により受信が可能である。

【００４７】マッピング回路１０の出力はＯＦＤＭを構
成する各周波数のキャリアが伝送すべき情報としてＩＦ
ＦＴ回路１１に入力されて、周波数軸上の信号から時間
軸上の信号に変換される。さらに、この出力は直交変調
器１２において直交変調され、高周波のＯＦＤＭ信号と
なる。このＯＦＤＭ信号は送信高周波部１３において、
送信すべき周波数に周波数変換されると共に電力増幅さ
れ、空中線１４より送信される。

【００４８】複数の送信装置、中継装置により単一周波
数網を構成する場合には、受信点において、各送信装
置、中継装置からの信号の間にガードインターバルの期
間を越える遅延差が存在すると、受信品質に大きな劣化
を生じさせる。したがって、各送信装置、中継装置で
は、送信時刻の調整が必要となる。

【００４９】これに対し、中継装置では受信までに要す
る時間と中継装置における処理の時間とが必要であるの
で、中継装置へ向けた信号は、直接移動体の受信装置へ
向けて送信される信号よりも早い時刻の信号である必要
がある。そこで、直接移動体の受信装置へ送信される信
号を遅延回路５により遅延する。

【００５０】図１（Ｃ）は、上述したマッピング回路に
入力される二つの信号の内容を示した図である。図１
（Ｃ）において、低階層情報とは中継装置へ向けた内誤
り訂正符号化器９の出力信号を示し、高階層情報とは直
接移動体の受信装置へ向けた遅延回路５の出力信号を示
す。

【００５１】両情報を構成するデジタル入力信号とその
外符号による冗長分は等しいが、内誤り訂正符号による
冗長分は異なった情報量となっている。この差は、内誤
り訂正符号化器３、９が与える内誤り訂正符号の冗長度
の違いによるものである。低階層情報では、冗長度の違
いに見合う分、中継装置制御信号とその外誤り訂正符号
の冗長分とが含まれている。

【００５２】尚、以上は移動体の受信装置に対して送信
する場合について延べたが、必ずしも移動体の受信装置
に限らず、携帯受信装置の場合に応用できることや、固
定の受信装置向けの場合においても、中継装置の空中線
高や空中線利得を大きくすることにより、本発明を実施
しうることは明らかである。

【００５３】（第２の実施形態）次に本発明の第２の実
施形態について図２を参照して説明する。尚、図２にお
いて、図１（Ａ）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。

【００５４】図２は本発明に係る階層伝送による多重方
式のＳＦＮ中継装置の構成を示すもので、この中継装置
では、送信所から送信された中継装置向けの信号は空中
線２１により受信され、受信高周波部２２により増幅、
周波数変換された後に、直交復調回路２３により直交復
調される。そして、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路２
４により時間軸上の信号から周波数軸上の信号に変換さ
れ、ＱＡＭ復調回路２５により各周波数のキャリアごと
に復調が行なわれる。ここで得られた低階層情報は内誤
り訂正復号化器２６による誤り訂正後、外デインターリ
ーブ回路２７によるデータ列の並び替えを経て多重分離
回路２８により直接受信装置に送られる信号と中継装置
向けの信号とに分離され、それぞれ外誤り訂正復号化器
２９、３０により復号される。

【００５５】外誤り訂正復号化器２９の出力信号は図１
（Ａ）に示した中継装置制御信号に相当し、外誤り訂正
復号化器３０の出力信号は同図に示したデジタル入力信
号に相当する。以下、外誤り訂正符号化器１、６から送
信高周波部１３までの処理は図１（Ａ）に示した実施の
形態と同様であり、その出力は空中線１４から送信され
る。

【００５６】尚、本実施形態では、遅延回路５と内イン
ターリーブ回路４との処理順序を図１（Ａ）に示した第
１の実施形態と逆にしてあるが、信号処理の結果は同じ
になる。また本実施形態では、外誤り訂正復号化器２９
の出力には起動制御デコード回路３１と遅延制御デコー
ド回路３３とが接続されている。これらの回路は、それ
ぞれ中継装置制御信号から自局に向けた制御信号を抽出
し、送信系電源回路３２と遅延回路５とを制御する。

【００５７】次に、図２に示す実施形態の動作について
説明する。

【００５８】空中線２１により受信される所望の信号は
送信所から送信された中継装置向けの信号であり、例え
ば前述したノンユニフォーム１６ＱＡＭの信号である。
空中線２１により受信された信号は受信高周波部２２に
より増幅、周波数変換され、中間周信号とされた後に直
交復調器２３により直交復調される。直交復調された信
号はＦＦＴ回路２４により時間軸上の信号から周波数軸
上の信号に変換される。変換後の信号は復素信号であ
り、図１（Ｂ）に示したＩ軸、Ｑ軸からなる複素平面上
の信号に相当する。

【００５９】この信号はＱＡＭ復調器２５により復調さ
れるが、中継装置において必要とする情報は、Ｉ軸、Ｑ
軸からなる複素平面上の各象限内の位置により伝送され
る情報である。このため、ＱＡＭ復調器２５では、例え
ばノンユニフォーム１６ＱＡＭの信号が６４ＱＡＭのコ
ンスタレーションの部分集合である場合には、６４ＱＡ
Ｍの復調回路と同様の回路により復調され、送信装置か
ら中継装置へ向けた情報が得られる。

【００６０】復調後の信号は内誤り訂正復号化器２６に
よる誤り訂正後、外デインターリーブ回路２７において
図１（Ａ）の送信装置の外インターリーブ回路８で行な
われたデータ列の並び替えの逆の並び替えが行なわれ、
多重分離回路２８によりデジタル入力信号と中継装置制
御信号とに分離される。この分離の結果、図１（Ａ）の
送信装置の多重回路７に入力された信号が得られる。こ
れらの信号は外誤り訂正復号化器２９、３０により再度
誤り訂正が行なわれる。この誤り訂正後の信号は図１
（Ａ）の送信装置の外誤り訂正符号化器１、６に入力さ
れたデジタル入力信号、中継装置制御信号と同一のもの
である。

【００６１】この後は、図１（Ａ）に示した送信装置の
場合と同様に外誤り訂正符号化器１、６以降により処理
されて空中線１４より送信される。但し、遅延回路５
は、受信点において単一周波数網を構成する送信装置、
他の中継装置からの信号の到来時刻の差が、ガードイン
ターバルの範囲に入る様調整するために使用される。

【００６２】また、外誤り訂正復号化器２９の出力は、
外誤り訂正符号化器６に入力されると共に、起動制御デ
コード回路３１と遅延制御デコード回路３３へも入力さ
れる。起動制御デコード回路３１では、外誤り訂正復号
化器２９から出力された中継装置制御信号から、自局に
向けた中継装置の送信系の電源の入り切りに関する情報
を抽出並びにデコードして、送信系電源回路３２を制御
する。同様に遅延制御デコード回路３３では、自局に向
けた送信タイミングに関する情報を抽出並びにデコード
して、遅延回路５を制御する。

【００６３】尚、同様の手法により、例えば受信系が現
用予備形式である場合には、現用予備切替等の制御を行
なうことや、送信電力、送信周波数等の制御を行なうこ
とができることは明らかである。また、デジタル入力信
号と中継装置制御信号とがパケット形式の信号であり、
外誤り訂正符号化後の信号もパケット形式である場合に
は、多重分離回路２８においては、パケットＩＤにより
デジタル入力信号と中継装置制御信号とを識別分離でき
る。また同様に、中継装置制御信号の内の起動制御に関
する情報と遅延制御に関する情報とをパケットＩＤによ
り識別することや、自局向けの情報と他局向けの情報と
をパケットＩＤにより識別することも可能である。ま
た、中継装置制御信号のパケットを一種類のパケットＩ
Ｄとし、そのパケットの中のペイロード（伝送情報の正
味部分）内に情報の種類や伝送先の識別のための情報を
乗せることもできる。尚、起動停止の制御信号や挿入す
べき遅延時間に関する情報はデジタル信号にエンコード
して伝送される。

【００６４】（第３の実施形態）次に本発明の第３の実
施形態について図３を参照して説明する。尚、図３にお
いて、図２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。

【００６５】図３は本発明に係る階層伝送による多重方
式のＳＦＮ中継装置の他の構成を示すもので、この中継
装置では、送信所から送信された中継装置向けの信号は
空中線２１により受信され、図２に示した実施形態と同
様に外誤り訂正復号化器２９、３０により復号される。
外誤り訂正復号化器２９の出力信号は図１（Ａ）に示し
た中継装置制御信号に相当し、外誤り訂正復号化器３０
の出力信号はデジタル入力信号に相当する。図３におい
ては以上の部分を受信部３４としている。

【００６６】受信部３４の外誤り訂正復号化器２９の出
力は多重回路３６を経て外誤り訂正符号化器６に入力さ
れる。また、外誤り訂正復号化器３０の出力は外誤り訂
正符号化器１に入力される。以下、外誤り訂正符号化器
１、６から送信高周波部１３までの処理は図２に示した
実施形態と同様であり、その出力は空中線１４から送信
される。

【００６７】尚、本実施形態では、遅延回路５と内イン
ターリーブ回路４との処理順序を図２に示した実施形態
と逆にしてあるが、信号処理の結果は同じになる。本実
施形態では、今一つの受信部３５を備えるが、この構成
は受信部３４と同一である。

【００６８】受信部３５は下流側からの他の中継装置の
送信する信号を受信する。受信部３５の外誤り訂正復号
化器２９の出力信号は多重回路３６に入力される。多重
回路３６は入力された各信号を多重し、外誤り訂正符号
化器６へ出力すると共に、多重分離回路３７へ出力す
る。多重分離回路３７の出力は遅延回路５に対して遅延
量を与えると共に、電話器３８に信号を出力する。電話
器３８の出力信号は多重化器３６により受信部３４、３
５の各外誤り訂正復号化器２９の出力信号と多重され
る。

【００６９】次に、図３に示す実施形態の動作について
説明する。

【００７０】空中線２１により受信される所望の信号
は、図２に示した実施形態と同様に、送信所から送信さ
れた中継装置向けの信号であり、受信部３４の外誤り訂
正復号化器２９、３０からはそれぞれ中継装置制御信号
とデジタル入力信号とが得られる。今一つの受信部３５
は、例えば下流側の他の中継装置からの信号を受信し、
外誤り訂正復号化器２９からは中継装置制御信号が得ら
れる。

【００７１】但し、本実施形態の場合には、中継装置に
おいて、その中継装置の情報を中継装置制御信号に多重
する構成であるため、受信部３４の外誤り訂正復号化器
２９から得られる信号と受信部３５の外誤り訂正復号化
器２９から得られる信号とには異なる部分がある。本中
継装置において、中継装置制御信号に多重する信号につ
いては後述する。

【００７２】受信部３４、３５それぞれの外誤り訂正復
号化器２９の出力は、多重回路３６において多重され
る。この場合の多重方法としては、例えばスロット多重
の様に、各送信装置または中継装置に割り当てられた場
所にそれぞれの情報が書き込まれているものとすると、
書き込まれているスロットの情報を集めることにより多
重を行なうことができる。

【００７３】多重回路３６の出力は外誤り訂正符号化器
６へ出力され、また受信部３４の外誤り訂正復号化器３
０の出力は外誤り訂正符号化器１へ出力され、それぞれ
の出力は図２に示した実施形態と同様に処理される。多
重回路３６の出力は外誤り訂正符号化器６へ出力される
と共に、多重分離回路３７に入力される。

【００７４】多重分離回路３７は、図２に示した実施形
態における遅延制御デコード回路３３の機能を含んでお
り、多重分離回路３７の出力の一つは遅延回路５を制御
する。

【００７５】多重分離回路３７の今一つの出力は、電話
器に接続される。例えば前述のスロット多重の場合に、
特定のスロットに音声が多重されていれば、多重分離回
路３７においてその部分を抽出し、電話器３８に入力す
る。電話器３８の出力である音声の信号は多重回路３６
により本中継装置により送信される信号に多重され、他
の中継装置等へ向けて送信される。これにより、中継装
置制御信号を連絡回線として使用することが可能とな
る。

【００７６】以下に中継装置制御信号の構成例について
説明する。

【００７７】図４は中継装置へ向けた信号を示してい
る。この信号は、前述の通り、デジタル入力信号と中継
装置制御信号と誤り訂正符号の冗長分から構成される。
この内、中継装置制御信号はパッケト列とし、このパッ
ケト列は電話回線制御信号、装置動作状態信号、装置起
動制御信号、遅延時間制御信号及びＴならびにＲで示す
電話回線信号よりなる。

【００７８】この例では、中継装置制御信号は全て同じ
ＰＩＤを有するパッケトで伝送され、パケットの種類は
ＰＩＤに続くＡからＦで示す符号で識別することとして
いる。尚、図４においては、パケットの同期符号等、本
実施形態の説明に必要ない部分については表示を省略し
ている。

【００７９】電話回線信号については、送受の信号が伝
送されるパケット群をそれぞれＴとＲとで示している。
このＴとＲとをどの送信装置または中継装置が使用する
かは電話回線制御信号に示される。

【００８０】電話回線制御信号のパケットのＡはこのパ
ケットが電話回線制御信号を伝送するパケットであるこ
とを示し、続く使用局識別符号と示したＴ′とＲ′とに
は、電話回線を使用する際に自らの装置の識別符号とそ
の相手の装置の識別符号とが入れられる。電話回線が使
用されていない場合、Ｔ′とＲ′とは空欄（例えば０）
となっており、各装置において常時Ｒ′を監視し、Ｒ′
が自らの装置の識別符号となった場合に、自らの装置に
対する呼び出しがあることを知ることができる。

【００８１】ＰＩＤに続く符号がＢ、Ｃ、Ｄであるパケ
ットは装置動作状態信号を伝送するものであり、Ｂ、
Ｃ、Ｄは送信装置または中継装置に割り振られた符号で
ある。装置動作状態アンサーと示した部分には、装置の
動作状態、つまり起動停止や電源電圧、出力電力等の情
報が各装置で入力され、伝送される。親局や他の装置に
おいて、この装置動作状態信号を受信することにより、
各装置の動作状態を知ることができる。

【００８２】ＰＩＤに続く符号がＥであるパケットは装
置起動制御信号を伝送するものであり、親となる装置か
らその他の装置を制御するものである。伝送される情報
としては局識別符号と起動停止制御信号とがある。この
局識別符号により制御する装置を特定し、その装置の起
動停止を行なう。

【００８３】ＰＩＤに続く符号がＦであるパケットは遅
延時間制御信号を伝送するものであり、親となる装置か
らその他の装置を制御するものである。伝送される情報
としては局識別符号と遅延時間制御信号とがある。この
局識別符号により制御する装置を特定し、その装置で与
える遅延時間を制御する。

【００８４】（第４の実施形態）次に本発明の第４の実
施形態について図５を参照して説明する。尚、図５にお
いて、図３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。

【００８５】図５は本発明に係る階層伝送による多重方
式のＳＦＮ中継装置の他の構成を示すもので、この中継
装置では、中継装置制御信号は受信部３４の外誤り訂正
復号化器２９から出力され、多重回路３６に入力され
る。多重回路３６には監視装置３９も接続されており、
この監視装置３９から与えられる中継装置の各種情報、
つまり中継装置の電源電圧、送信電力等の情報が装置動
作状態信号として多重回路３６において中継装置制御信
号と多重される。多重された信号は外誤り訂正符号化器
６以降の回路により次段の中継装置に伝送される。

【００８６】多重回路３６の出力は、同時に多重分離回
路３７にも入力される。多重分離回路３７では、遅延回
路５に与えられる信号が分離されると共に、装置動作状
態信号が分離され、回線接続装置４０に入力される。回
線接続装置４０の出力は有線または無線の回線により、
演奏所等に設けられた監視装置へ伝送される。この時、
装置動作状態信号には、自らの装置の動作状態に関する
情報の他に、中継の上流に当たる他の中継装置の動作状
態に関する情報も含まれている。したがって、中継網の
末端の装置からの信号のみを監視すれば、末端の装置に
到るまでの各装置の動作状態を把握することができる。
また、受信された他の装置の監視信号のみを有線または
無線の回線で監視装置へ伝送するのみの装置も実現可能
である。

【００８７】（他の実施形態）以上の実施形態の説明で
は、中継装置において誤り訂正符号の復号を行ない、再
度符号化するものとしたが、多段中継を行なう場合に、
全ての中継装置において誤り訂正符号の復号を行なうこ
とは必ずしも必要ではなく、中継装置の一部または全部
において、受信信号を増幅し、必要に応じて等化を行な
った後に再送信することも可能である。この場合におい
ても、再送信する信号とは別に、中継装置において中継
装置制御信号の誤り訂正符号の復号を行なうことによ
り、中継装置の制御を受けることができる。

【００８８】さらに、本発明において、中継装置へ向け
た再送信のための信号並びに中継装置制御信号の誤り訂
正の冗長度を少なくすることにより、直接受信装置へ向
けた信号の情報量よりも中継装置へ向けた信号の情報量
を減らすことが可能であり、この差の情報量に相当する
部分については階層変調による多重を行なわないことが
できる。

【００８９】ノンユニフォームＱＡＭによる階層変調多
重を行なう場合には、階層変調多重を行なわないＱＰＳ
Ｋと比較して、ノンユニフォームＱＡＭ信号をＱＰＳＫ
として復調する場合の最小符号間距離が小さくなり、受
信装置において所定の誤り率となる受信所要Ｃ／Ｎが上
昇してしまう。しかしながら、階層変調による多重を行
なわないキャリアが存在する場合には、そのキャリアに
ついての受信所要Ｃ／ＮはＱＰＳＫと同じであるので、
インターリブと誤り訂正の効果により、階層変調が行な
われるキャリアも含む全体の受信所要Ｃ／Ｎの上昇を少
なくすることができる。

【００９０】言い替えると、一部のキャリアにおいて階
層変調多重を行なわないことにより、同一の平均送信電
力の場合に、全キャリアにおいて階層変調多重を行なう
場合に比較して、サービスエリアを広くすることができ
る。このことは、中継装置制御信号の伝送を行なわず、
中継装置が再送信する信号のみを階層変調多重し、その
誤り訂正のための冗長度を直接受信装置が受信するため
の信号に付加する冗長度よりも少なくする場合にも適用
できる。

【００９１】以上は階層変調多重により、中継装置が再
送信する信号を伝送することについて述べたが、中継装
置が再送信する信号を伝送せずに、中継装置の制御信号
や監視信号のみを階層変調多重により伝送することも可
能なことは明らかである。

【００９２】

【発明の効果】本発明の第１の効果は、放送または通信
の中継を行なう場合に、各中継装置の制御、中継装置の
動作状態の監視、連絡回線の設定を有線等による別回線
を用いることなく実現することにある。

【００９３】本発明の第２の効果は、中継装置に対して
伝送する中継用信号に対する誤り訂正の強度を弱くする
ことにより、階層変調多重により生ずる受信装置におけ
る受信所要Ｃ／Ｎの上昇を抑圧できることにある。

【００９４】以上のことから本発明によれば、放送また
は通信の中継を行なう場合に、各中継装置の制御、中継
装置の動作状態の監視、連絡回線の設定を有線等による
別回線を用いることなく実現することのできる階層伝送
による多重方式とその送信装置、中継装置を提供するこ
とができる。さらに、階層変調多重により生ずる受信装
置における受信所要Ｃ／Ｎの上昇を抑圧できる階層伝送
による多重方式とその送信装置、中継装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態として、本発明に係る中継方
式の送信装置の構成を示すブロック図と、送信信号のコ
ンスタレーション並びに低階層情報と高階層情報の内容
を示す図である。

【図２】 第２の実施形態として、本発明に係る中継方
式の中継装置の構成を示すブロック図である。

【図３】 第３の実施形態として、本発明に係る中継方
式の中継装置の他の構成を示すブロック図である。

【図４】 第３の実施形態における中継装置制御信号の
内容を示す図である。

【図５】 第４の実施形態として、本発明に係る中継方
式の中継装置の他の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…外誤り訂正符号化器 ２…外インターリーブ回路 ３…内誤り訂正符号化器 ４…内インターリーブ回路 ５…遅延回路 ６…外誤り訂正符号化器 ７…多重回路 ８…外インターリーブ回路 ９…内誤り訂正符号化器 １０…マッピング回路 １１…ＩＦＦＴ回路 １２…直交変調器 １３…送信高周波部 １４…空中線 ２１…空中線 ２２…受信高周波部 ２３…直交復調器 ２４…ＦＦＴ回路 ２５…ＱＡＭ復調器 ２６…内誤り訂正復号化器 ２７…外デインターリーブ回路 ２８…多重分離回路 ２９…外誤り訂正復号化器 ３０…外誤り訂正復号化器 ３１…起動制御デコード回路 ３２…送信系電源回路 ３３…遅延制御デコード回路 ３４…受信部 ３５…受信部 ３６…多重回路 ３７…多重分離回路 ３８…電話器 ３９…監視装置 ４０…回線接続装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−32557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−138939（ＪＰ，Ａ) “複数シンボル長を用いた時分割多重 ＯＦＤＭ実験装置の開発”，映像情報メ ディア学会技術研究報告，1997年５月21 日，Ｖｏｌ．21，Ｎｏ．30，ｐ．13〜18 “地上ＩＳＢＤにおける多重方式とＴ ＭＣＣ信号の伝送特性”，映像情報メデ ィア学会技術報告，1997年５月21日，Ｖ ｏｌ．21，Ｎｏ．30，ｐ．１〜６ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04J 11/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信装置と、１以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、 前記送信装置においては、前記中継装置が受信装置へ向
   けて再送信することによって受信装置が間接的に受信す
   る中継装置用信号を受信装置が直接受信する信号に階層
   変調により多重して伝送し、 前記中継装置においては、前記受信装置が直接受信する
   信号に前記中継装置用信号が階層変調多重された伝送信
   号を受信し、該受信信号から中継装置用信号を分離して
   その情報を識別し、新たに中継装置用信号を再構成して
   受信装置が直接受信する信号に階層変調により再多重し
   て伝送する階層伝送による多重方式であって、 前記送信装置または中継装置においては、前記受信装置
   が直接受信する信号に付加する誤り訂正のための冗長度
   に比して、当該信号に階層変調多重する中継装置用信号
   に付加する誤り訂正のための冗長度を少なくし、 さらに、前記中継装置においては、前記中継装置用信号
   に加え、中継装置の制御信号、送信装置または他の中継
   装置の監視信号、電話回線信号のいずれかの付加信号が
   前記中継装置用信号と同様に受信装置が直接受信する信
   号に階層変調により多重された伝送信号を受信し、該受
   信信号から受信装置が直接受信する信号に階層変調多重
   された中継装置用信号および付加信号を分離してそれら
   の情報を識別し、受信された他の中継装置の制御信号、
   送信装置または他の中継装置の監視信号、電話回線信
   号、あるいは新たに当該中継装置において生成される他
   の中継装置の制御信号、自らの装置の監視信号、電話回
   線信号の少なくともいずれかの付加信号を前記中継装置
   用信号と共に受信装置が直接受信する信号に階層変調に
   より再多重し伝送 することを特徴とする階層伝送による
   多重方式。
2. 【請求項２】 送信装置と、１以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、 前記中継装置においては、前記受信装置が直接受信する
   信号に中継装置の制御信号、送信装置または他の中継装
   置の監視信号、電話回線信号の少なくともいずれかの付
   加信号が階層変調により多重された伝送信号を受信し、
   該受信信号から前記付加信号を分離してその情報を識別
   し、受信された他の中継装置の制御信号、送信装置また
   は他の中継装置の監視信号、電話回線信号、あるいは新
   たに当該中継装置において生成される他の中継装置の制
   御信号、自らの装置の監視信号、電話回線信号の少なく
   ともいずれかの付加信号を前記受信装置が直接受信する
   信号に階層変調により再多重し伝送することを特徴とす
   る階層伝送による多重方式。
3. 【請求項３】 前記中継装置の制御信号として、中継装
   置の起動／停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構
   成するのために必要となる送信装置および中継装置の送
   信時刻を同期させるための中継装置の送信タイミング信
   号の少なくともいずれかを伝送することを特徴とする請
   求項１または２記載の階層伝送による多重方式。
4. 【請求項４】 送信装置と、１以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、 少なくとも前記中継装置が再送信することによって受信
   装置が間接的に受信する中継装置用信号を受信装置が直
   接受信する信号に階層変調により多重し伝送する送信装
   置であって、 前記受信装置が直接受信する信号に付加する誤り訂正の
   ための冗長度に比して、当該信号に階層変調多重する中
   継装置用信号に付加する誤り訂正のための冗長度を少な
   くし、さらに、当該 送信装置において生成される中継装置の制
   御信号、自らの装置の監視信号、電話回線信号の少なく
   ともいずれかの付加信号を前記中継装置用信号と共に前
   記受信装置が直接受信する信号に階層変調により多重し
   伝送することを特徴とする送信装置。
5. 【請求項５】 送信装置と、１以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、当該 送信装置において生成される中継装置の制御信号、
   自らの装置の監視信号、電話回線信号の少なくともいず
   れかの付加信号を前記受信装置が直接受信する信号に階
   層変調により多重し伝送することを特徴とする送信装
   置。
6. 【請求項６】 前記中継装置の制御信号として、中継装
   置の起動／停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構
   成するのために必要となる送信信号および中継装置の送
   信時刻の同期のための送信タイミング信号の少なくとも
   いずれかを伝送することを特徴とする請求項４または５
   記載の送信装置。
7. 【請求項７】 送信装置と、２以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、 前記受信装置が直接受信する信号に受信装置へ向けて再
   送信することによって受信装置が間接的に受信する中継
   装置用信号が階層変調により多重された伝送信号を受信
   し、該受信信号から中継装置用信号を分離してその情報
   を識別し、新たに中継装置用信号を再構成して前記受信
   装置が直接受信する信号に階層変調により再多重して伝
   送する中継装置であって、 前記受信装置が直接受信する信号に付加する誤り訂正の
   ための冗長度に比して、当該信号に階層変調多重する中
   継装置用信号に付加する誤り訂正のための冗長度を少な
   くし、 さらに、前記中継装置用信号に加え、中継装置の制御信
   号、送信装置または他の中継装置の監視信号、電話回線
   信号のいずれかの付加信号が前記中継装置用信号と同様
   に受信装置が直接受信する信号に階層変調により多重さ
   れた伝送信号を受信し、該受信信号から受信装置が直接
   受信する信号に階層変調多重された中継装置用信号およ
   び付加信号を分離してそれらの情報を識別し、受信され
   た他の中継装置の制御信号、送信装置または他の中継装
   置の監視信号、電話回線信号、あるいは新たに当該中継
   装置において生成される他の中継装置の制御信号、自ら
   の装置の監視信号、電話回線信号の少なくともいずれか
   の付加信号を前記中継装置 用信号と共に受信装置が直接
   受信する信号に階層変調により再多重し伝送 することを
   特徴とする中継装置。
8. 【請求項８】 送信装置と、２以上の中継装置と、１以
   上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに前
   記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝送
   する放送または通信システムに用いられ、 前記受信装置が直接受信する信号に中継装置の制御信
   号、送信装置または他の中継装置の監視信号、電話回線
   信号の少なくともいずれかの付加信号が階層変調により
   多重された伝送信号を受信し、該受信信号から前記付加
   信号を分離してその情報を識別し、受信された他の中継
   装置の制御信号、送信装置または他の中継装置の監視信
   号、電話回線信号、あるいは新たに当該中継装置におい
   て生成される他の中継装置の制御信号、自らの装置の監
   視信号、電話回線信号の少なくともいずれかの付加信号
   を前記受信装置が直接受信する信号に階層変調により再
   多重し伝送することを特徴とする中継装置。
9. 【請求項９】 前記中継装置の制御信号として、中継装
   置の起動／停止制御信号、ＳＦＮ（単一周波数網）を構
   成するのために必要となる送信装置および中継装置の送
   信時刻の同期のための中継装置の送信タイミング信号の
   少なくともいずれかを伝送することを特徴とする請求項
   ７または８記載の中継装置。
10. 【請求項１０】 送信装置と、１以上の中継装置と、１
    以上の受信装置とを備え、前記送信装置から直接並びに
    前記中継装置を介して前記受信装置へデジタル信号を伝
    送する放送または通信システムに用いられ、 自らの装置の監視信号、受信された送信装置または他の
    中継装置の監視信号の少なくともいずれかを受信装置が
    直接受信する信号に階層変調により多重し伝送する系に
    おいて、受信された他の装置の監視信号を有線または無
    線の回線で監視装置に伝送することを特徴とする中継装
    置。