JP3567433B2 - Ofdm信号監視装置、及びofdm中継送信機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号監視装置、及びOFDM中継送信機に関し、特に、受信したOFDM信号を増幅してから再び送信するOFDM中継送信機のスケルチ検知機能、自動モニタ機能、及び入出力レベル監視機能を実現するOFDM信号監視装置、及びOFDM中継送信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、中継放送所に備えられたアナログ中継送信機は、親局からのアナログ波(NTSC波)を受信し、該受信したアナログ波の周波数を変換して再送信を行っていた。このアナログ中継送信機では、受信波と送信波のレベルをそれぞれ監視することによりスケルチ検知機能、自動モニタ機能が実現されていた。
【0003】
図9は、一般的なOFDM中継送信機が受信するOFDM波の信号特性を示した波形図である。
図9に示すOFDM波信号のシンボル1つ分の波形は、多くのキャリアの信号が重畳されているので、時間軸で見ると、ノイズ状の無数の波形を含んでいるように見える。
【0004】
また、平均レベルは、従来のアナログ波の平均レベルより25〜30(dB)低い値である。
さらに、OFDM波信号では、基準位相が一定であっても前記複数のキャリアの各々が同期関係にあるため、所々に10数(dB)程度の高い振幅のピーク値を出現させている。
【0005】
図9に示したシンボル1つ分のOFDM波信号は、マルチパスの影響を軽減するために、有効シンボル期間(Ts)の前に、該有効シンボルの一部(ここでは、図9に示す波形図において破線の部分以降)が有効シンボル期間(Ts)を周期として巡回的に付加(コピー)されて成るガードインターバル期間(Tg)を有する。
【0006】
即ち、このガードインターバル期間(Tg)は、復調時に、遅延波によって1つ前のシンボルが重なって復調されてしまうことを防止するデリミターの役割を担っている。
【0007】
ちなみに、前記のガードインターバル期間(Tg)の作られ方(即ち、有効シンボルの一部が有効シンボル期間(Ts)を周期として巡回的にコピーされている点)に着目すれば、このガードインターバル期間(Tg)におけるOFDM波信号を、該OFDM信号よりも有効シンボル期間(Ts)だけ遅延させたOFDM波信号と乗算し、その相関成分を取り出して積分することにより、現在の入力信号が、ノイズ等ではなく、確かにOFDM波であることの一つの証拠となる所定の(一定電圧値の)DC電圧を得ることができる。
【0008】
なお、前記のスケルチ検知機能とは、アナログ中継送信機が稼動しているか否かにかかわらず、常時、親局の中継放送所の電波が有るか否かの検知を行なう機能のことである。このスケルチ検知機能によって、親局の電波が有ると検知された場合には、中継送信機を自動的にオン(ON)とし、中継電波を発射すると共に、放送が終了し、親局の電波が無くなった場合等には、送信機を自動的にオフ(OFF)にすることにより、中継送信機からの不要な電波の発射を防止する機能であり、中継放送所には不可欠の機能である。
【0009】
また、前記の自動モニタ機能とは、中継送信機への親局からの電波の入力は有るが、出力が無い状態、若しくは、中継送信機からの出力が低下している状態を検知する機能である。
【0010】
図10は、従来のアナログ中継送信機の構成を示したブロック図である。
図10に示す従来のアナログ中継送信機は、アナログ高周波(RF波)を受信する受信アンテナ91と、該受信されたアナログ高周波を中間周波数(IF)に変換する受信増幅・中間周波数変換器92と、このIFを再び変換して送信アナログ高周波として出力する送信機93と、この出力を電波として発射する送信アンテナ94と、スケルチ検知結果を出力するAM検波・同期信号検出器95と、自動モニタ出力検知結果を出力するAM検波・同期信号検出器96と、予備送信機97とを備える。
【0011】
AM検波・同期信号検出器95は、その出力が無い場合に、送信機93の終段電力増幅器(図示は省略)の動作をシャットダウンさせる動作(スケルチ検知機能)を実現するために使用されているものである。
AM検波・同期信号検出器96は、送信機93に対応して予備送信機97のような予備系(代替装置)が備わっている場合において、送信機93への入力が有って出力が検知されない状態が発生した時に、送信機93を該予備系に切り替えさせる動作(自動モニタ機能)を実現するために使用されているものである。
【0012】
図10に示すようなアナログ中継送信機を用いてアナログ波を使用する放送システムの場合は、アナログ中継送信機からの出力が低下しても、その影響は画質を劣化させるだけであるため、送信機93における終段電力増幅器の設置台数は、後記するデジタル中継送信機のように2台(複数台)設置される必要はなく、通常は、1台だけであっても差し支えない。しかしながら、その前段の構成要素(自動利得調整装置、周波数変換器)は2系統を備えている場合が多い。
【0013】
また、受信波は、比較的高レベルのキャリア(日本で採用されているNTSC波の場合は、映像用と、音声用との計2本のキャリア)を含み、受信入力レベルが大きいために、アナログ中継送信機は、レベル検知のみでスケルチ検知機能を確保することが可能である。
【0014】
アナログ中継送信機の場合、従来は、通常、受信入力の平均レベルが標準レベルから20〜25(dB)低下すれば、親局からの電波は無いものと判断し、該送信機をオフにするように設定されていた。
さらに、従来のアナログ波(NTSC波)の場合は、負変調波であるため、被変調波のピークは同期尖頭値となっており、送信される電波によって変化することがないため、受信入力のレベルを検知することは容易であった。
なお、特願平11−321917号公報には、OFDM信号の自己相関性を利用したOFDM信号の検知装置(「OFDM信号検知装置」)が開示されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のアナログ波のうち、OFDM波を使用するOFDM送信機(親局)から送信されるOFDM波は、多数のキャリアから成り、図9の波形図に示すように、その受信信号は、時間軸で見るとノイズ状の無数の波形を含み、しかも、平均のレベルがかなり低い値(従来のアナログ波に比べて25〜30(dB)低い値)となっており、所々に10数(dB)程度の高いピーク値を出現させている特性を有している。
【0016】
このように、従来のOFDM波は、従来の他のアナログ波よりも平均のレベルが低く、また、同期信号のような目印となる特定の成分も含んではいないため、従来のOFDM中継送信機は、自局宛のOFDM波を、他の(親局以外の外部)システム由来のノイズ成分と誤認したり、若しくは、他局からのOFDM波を所定の親局からのOFDM波信号と誤認したりすることにより、ノイズ放射を行ってしまったり、違う放送プログラム(異種プログラム)を送信してしまったりする可能性を多分に有していた。
【0017】
また、従来のOFDM中継送信機は、受信レベルが或る一定の値を切る時に、全く受信できない状態、即ち、クリフエフェクト(Cliff Effect)現象が発生するため、その終段部まで2系統化しなければ、十分な放送サービスを行なうことができず、そのため、前記した従来の自動モニタ機能は必要不可欠な機能となっていた。
【0018】
また、クリフエフェクト現象の発生による放送断絶を防止するためには、中継放送所の受信C/N値、送信C/N値が、それぞれどのような状態にあるのか、特に、クリフエフェクト現象を生ぜしめるC/N値に対して、どの程度のマージンを有しているのかを、使用者(監視者)側が常に把握しておく必要があった。なお、特願平11−321917号公報に開示されている(「OFDM信号検知装置」)は、その動作原理が、後述する本発明の動作原理とは異なる。
【0019】
本発明は、以上のような従来のOFDM中継送信機における問題点に鑑みてなされたものであり、OFDM中継送信機の入力信号におけるC/N値や、入出力レベルをデジタル処理により正確に検出して、スケルチ検知機能や自動モニタ機能等を忠実に実現せしめることができるOFDM信号監視装置を提供することを目的とする。
【0020】
また、本発明の他の目的は、入力信号におけるC/N値や、入出力レベルをデジタル処理により正確に検出して、スケルチ検知機能や自動モニタ機能等を忠実に実現することができるOFDM中継送信機を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明では前記の課題を解決するためにOFDM信号監視装置を以下のように構成した。すなわち、OFDM信号の監視を担うOFDM信号監視装置において、入力された前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出する変調誤差率検出手段と、前記変調誤差率検出手段によって検出された変調誤差率からC/N値を計算すると共に前記C/N値を当該装置外に出力するC/N値計算手段と、前記C/N値計算手段によって計算されたC/N値を所定の検証手段により検証するC/N値管理手段と、前記C/N値管理手段による検証結果に基づいて指令信号を出力する出力手段とを、有するOFDM信号監視装置として構成した。
【0022】
このように構成されることにより、OFDM信号監視装置は、変調誤差率検出手段により受信したOFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出する。そして、検出した変調誤差率からC/N値計算手段によりC/N値を計算すると共に、計算されたC/N値を所定の検証手段によりC/N値管理手段を介して検証し、その検証結果を出力手段により出力することができる。
【0023】
また、OFDM信号の監視を担うOFDM信号監視装置において、前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出すると共に、当該装置外に前記変調誤差率の値であるMER値を出力する変調誤差率検出手段と、前記変調誤差率検出手段の後段に設置されるMER管理部による検出結果に基づいて、指令信号を出力する出力手段とを備え、前記MER管理部は、前記OFDM信号を送出する送信機本体にスケルチ検知機能を発揮させるための信号を出力すると共に、前記出力手段に前記指令信号を出力させるための信号を出力する構成とした。このように構成されることにより、変調誤差率(MER)を計算するときの線形領域は狭いので(C/N値と変調誤差率(MER)が一致する線形領域は狭い)、精度は多少落ちるが、C/N値を計算せずにMER値をそのまま用いることも可能である。
【0024】
さらに、前記OFDM信号監視装置における前記出力手段は、前記C/N値計算手段により計算されたC/N値が零に近い値を示す時に、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまったとC/N値管理手段が判断して、前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力させる構成とした。このように構成されることにより、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまった場合の対応(処置)が可能となる。なお、前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出する際は、変調誤差率(MER値)が零に近い値を示す時に、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまったとMER管理手段が判断して、前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力させる構成としてもよい。
【0025】
また、前記OFDM信号監視装置における前記出力手段は、前記受信したOFDM信号の信号レベルが所定の値を超え、かつ前記計算されたC/N値が零に近い値を示す時に、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまったと、C/N値管理手段が判断して、前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力させるように構成した。このように構成されることにより、親局からの信号が確かに有る場合において、(親局からの信号が無い場合と誤認することなく)確実にノイズを検出することができる。なお、前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出する際は、変調誤差率(MER値)が零に近い値を示す時に、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまったと、MER管理手段が判断して、前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力させるように構成してもよい。
【0026】
なお、前記OFDM信号監視装置における前記変調誤差率検出手段は、前記中間周波数信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、該デジタル信号から変調誤差率を計算することができる変調誤差率計算手段を備える構成としても良い。このように構成されることにより、入力データのデジタル処理が可能となり、従来のアナログ処理の場合よりも安いコストで正確に変調誤差率を計算することができる。
【0027】
また、受信したOFDM信号を前記中間周波数信号に変換する周波数変換手段およびその周波数変換手段の後段に設置された前記中間周波数信号を入力する送信機本体に設けた自動利得調整手段からの出力を受けて、前記変調誤差率検出手段は、前記中間周波数信号からの前記変調誤差率を検出して、当該変調誤差率を計算することも可能である。この場合は、自動利得調整手段により前記中間周波数信号の信号レベルを安定させることができて、一層正確に変調誤差率を計算することができる。
【0028】
さらに、前記OFDM信号監視装置は、受信したOFDM信号を増幅してから送信するOFDM中継送信機の受信したOFDM信号を監視し、前記OFDM中継送信機が受信したOFDM信号の信号レベルと、前記OFDM中継送信機が送信アンテナに送出するOFDM信号の信号レベルとを比較した結果に基づいて予備の送信機への切替信号を出力する機能を付加した構成としてもよい。このように構成されることにより、自局(OFDM中継送信機)の送信機の異常を検知して該予備の送信機とチェンジする高度な自動モニタ機能の実現が可能となる。
【0029】
また、前記OFDM信号監視装置によって、受信したOFDM信号を監視すると共に、前記受信したOFDM信号を増幅してから送信するOFDM中継送信機において、受信したOFDM信号を中間周波数信号に変換する周波数変換手段を備え、前記変調誤差率検出手段は、前記周波数変換手段で変換した前記中間周波数信号から変調誤差率を検出するOFDM中継送信機として構成した。
【0030】
このように構成されることにより、OFDM中継送信機は、受信したOFDM信号を周波数変換手段により中間周波数信号に変換すると共に、前記中間周波数信号から変調誤差率を変調誤差率検出手段により検出する。そして、検出された変調誤差率からC/N値計算手段によりC/N値を検出すると共に、C/N値管理手段によりC/N値を所定の検証手段により検証して、その検証結果に基づいて所定の指令信号及び所定のデータを出力手段により出力する。なお、検出された変調誤差率を用いる場合は、MER管理手段を介して検証して、その検証結果に基づいて所定の指令信号及び所定のデータを出力手段により出力される。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の例では、MERをそのまま用いずに、C/N値に換算した後の所定の指令信号および所定のデータを出力する方法により説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の構成を示したブロック図である。
【0032】
本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機は、OFDM信号を受信する現用の受信アンテナである第1受信アンテナ21と、予備系の第2受信アンテナ27と、第1受信アンテナ21と第2受信アンテナ27とを切り替える入力切替部22と、入力切替部22から入力したOFDMの高周波信号(RF)をOFDMの中間周波数(IF)に変換する受信増幅・中間周波数変換器23と、受信増幅・中間周波数変換器(周波数変換手段)23から入力したOFDMの中間周波数を、再びOFDMの高周波信号に変換し、その後、電力増幅して、後述の送信アンテナ26に送出する送信機本体24と、送信機本体24から送出されたOFDMの高周波信号を電波(OFDM波)として発射する送信アンテナ26を備える。
【0033】
なお、送信機本体24は、フェージング現象の影響による受信信号のレベル変動を調整するための自動利得調整器(AGC)と、OFDMの中間周波数をOFDMの高周波信号に変換する周波数変換器と、OFDMの高周波信号を電力増幅する終段電力増幅器(PA)を備えている。
【0034】
ここで、本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置25は、前記の受信増幅・中間周波数変換器23から出力されるOFDMの中間周波数信号が入力されて、当該OFDMの中間周波数信号をチェックした後、C/N値とレベルの算出・管理を行なうものである。
【0035】
前記のチェックとは、図9で説明した一般的なOFDM中継送信信号の原理に基づいて当該中間周波数信号がOFDM波信号であるか否かを検証することである。
なお、このOFDM信号監視装置25は、入力されたOFDMの中間周波数信号が、前記のOFDM波信号の形式を備えていない場合や、C/N値またはレベルが所定の値域に入らない場合には、前記のスケルチ検知機能や、予備系への切り替え機能を実現するための指令信号を送出するものである。
【0036】
図2は、本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の構成を示したブロック図である。本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置は、OFDMの中間周波数信号から変調誤差率(Modulation Error Rate:変調誤差率)を計算する変調誤差率検出部31(MER検出部31)と、この変調誤差率からC/N値を計算するC/N計算部32と、このC/N値からアラ−ム出力の可否を判断する(C/N管理部33)と、C/N管理部33からの出力によりアラームを送出するアラーム送出部34を備える(このアラームは、請求項1の指令信号に該当する)。
【0037】
なお、C/N値計算手段はC/N計算部32に、C/N値管理手段はC/N管理部33に、出力手段はアラーム送出部34に、それぞれ相当する。
また、この変調誤差率検出部31は、A/D変換器311と、変調誤差率計算部312(MER計算部312)を備える。
【0038】
ここで、C/N計算部32から出力されるC/N値は、C/N表示画面に表示することも可能であるし、前記のリモコンへ送出することも可能である。また、このC/N管理部33からの出力(判断結果)は、例えば、「OFDM信号ではない信号が入力された」等のメッセージをアラーム表示画面に表示するタイミング信号として使用することが可能であるし、スケルチ制御や予備系統への切り替えを指示するタイミング信号として使用することも可能である。
【0039】
以下、図2を参照して、本実施の形態に係るOFDM信号監視装置の動作を説明する。
変調誤差率検出部31は、まず、受信増幅・中間周波数変換器23から入力したOFDMの中間周波数信号を、前記A/D変換器311によりA/D変換し、その後、前記変調誤差率計算部312により変調誤差率を計算する。
なお、図9で説明した原理によるチェック(OFDM波であるか否かの検証)を担う部分については、図示を省略している。
【0040】
また、この変調誤差率計算部312は、DSP(Digital Signal Processor)を用いて構成することが可能である。
以下、OFDM信号監視装置25が実行する自動モニタ機能とスケルチ検知機能について、さらに詳細に説明する。
【0041】
OFDM信号監視装置25は、入力されたOFDMの中間周波数信号のC/N値及びレベルを算出し、この算出結果を管理することにより、入力信号がOFDM波信号か否かのチェック(即ち、ノイズでないかどうかのチェック)を行い、さらに、該入力信号が受信機(復調器)で復調できる品質であるか否かを判断する(前記のチェック及び判断は、請求項1に記載の所定の検証手段に該当する)。
【0042】
なお、OFDM変調を用いた地上デジタル放送においては、受信機でのC/N値が或る一定の値を切る(下回る)と、前記のクリフエフェクト現象により、受信電波の復調が不可能となる。
【0043】
ちなみに、日本の地上デジタル放送においては、64QAM変調を使用した場合で、この受信機でのC/N値は、約22(dB)が必要である。
このため、例えば、このC/N値が22(dB)以下となった入力信号に対しては、この入力信号は送信できないものと判断し、(場合によっては)予備系の送信機(予備の親局)に切り替えると共に、第2受信アンテナ27を用いて該予備系の送信機(予備の親局)からの送信OFDM波を受信する(自動モニタ機能)。
【0044】
また、もしも入力信号がノイズの場合は、このC/N値は殆ど零となるので、同様にC/N値を管理することにより、ノイズを検知することができる。
但し、この場合は、OFDM中継送信機からのノイズ放射を防止するため、OFDM中継送信機の送信機能を停止させる(スケルチ検知機能)。
【0045】
なお、前記の各機能を外部に設置された遠方監視制御装置(以下、「リモコン」と称する)と協力して実行するために、OFDM信号監視装置25からの出力信号をON/OFF信号の形式とすることが可能である。
【0046】
ここで、前記の変調誤差率の定義について説明し、併せて変調誤差率(MER)計算部312とC/N計算部32の処理を説明する。
図4は、本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の変調誤差率計算部によって計算される変調誤差率の定義を説明するための説明図である。
【0047】
図4において、Q軸、I軸は、入力信号から復調された信号(シンボル)の各々がマッピングされる像空間(ベクトル空間)を示す。
復調コンスタレーションポイント41は、入力信号から復調された任意の一つのシンボルに対応するコンスタレーション(当該復調された信号がマッピングされる前記ベクトル空間)上の実際の座標の1つを示し、理想コンスタレーションポイント42は、前記入力信号から復調されるべき信号に対応する前記コンスタレーション上の理想的な座標を示している。
【0048】
この時、前記の変調誤差率は、前記実際のコンスタレーションポイントと、理想コンスタレーションポイント42との誤差(ベクトル差)を電力に換算したものと、前記の理想コンスタレーションポイント42に対応した電力との比として定義される。
【0049】
変調誤差率計算部312によって計算される変調誤差率は、処理中の信号に加わったすべてのノイズ(電力)を検出するため、この変調誤差率が分かれば、C/N計算部32において、前記のC/N値は算出できることになる。
次に、C/N管理部33は、このC/N値が22(dB)以下となった入力信号に対しては、この入力信号は中継して送信できないものと判断してアラーム出力する。
【0050】
また、このC/N値が殆ど零となった場合は、入力信号はノイズであったと判断してアラーム出力する。
なお、このC/N計算部32は、DSP(Digital Signal Processor)を用いて構成することが可能である。
【0051】
アラーム送出部34は、C/N管理部33からのアラーム出力をリレーで増幅して所定のリモコン(アラーム時の所定の処理を行なう外部装置)に送出する。図5は、本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の他の構成を示したブロック図である。
【0052】
図5に示すOFDM信号監視装置では、図2に示すOFDM信号監視装置の構成要素である変調誤差率検出部31と、C/N計算部32、C/N管理部33に加えて、検波平滑回路51と、レベル管理回路52と、AND回路53とが接続され、また、他システムへの出力系統として、アラーム送出部54,55が備えられている。
【0053】
AND回路53は、OFDM信号の入力端子から直列に接続された検波平滑回路51とレベル管理回路52の最終段出力(この最終段出力は、請求項4に記載の所定の値に相当する)を一方の論理入力とし、他方の論理入力をC/N管理部33の出力の分岐としている。
アラーム送出部54の入力は、前記直列に接続された検波平滑回路51とレベル管理回路52の最終段出力の分岐である。
【0054】
AND回路53の出力は、スケルチ/入力切替制御出力(スケルチ検知機能の実現に必要な出力)となる。また、AND回路53の出力の分岐は、アラーム送出部55の入力となり、さらに、その内容をアラーム表示することが可能である。
【0055】
図2に示すOFDM信号監視装置の構成では、信号入力が無い時にも、このC/N値は零として計算されてしまうので、図5に示すOFDM信号監視装置の構成では、この点を改め、前記のC/N値の検証と共に、前記の検波平滑回路51、レベル管理回路52を用いて、入力信号のレベル監視を併せて行い、さらに、AND回路53を用いて、或る一定のレベル以上の信号入力(この信号レベルは、請求項4に記載の所定の値に該当する)が有って、しかもC/N値がほぼ零となる場合に限って、入力信号はノイズであると判断することができるようにしている。
【0056】
なお、この構成では、図2に示す構成に比べて、出力系統に、検波平滑回路51の出力と、AND回路53の出力とが加わるので、スケルチ制御のための指令や、リモコンへのアラーム指令を、一層きめ細かく行なうことができる。
図6は、本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の他の構成を示したブロック図である。
【0057】
図6に示すOFDM中継送信機では、図1に示すOFDM中継送信機に比べて、OFDM信号監視装置25の入力として、送信機本体24に備えられるAGCからの出力が追加されている。
他の構成は、図1に示したOFDM中継送信機と同じなので、同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0058】
AGCは、受信増幅・中間周波数変換器23から入力したOFDM信号(中間周波数)の信号レベルを自動的に調整するので、これにより、受信アンテナ21(または受信アンテナ27)により受信されるOFDM信号から、フェージング等によるレベル変動の影響を除去する。
【0059】
図7は、本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の他の構成を示したブロック図である。
図7に示すOFDM中継送信機は、図1に示すOFDM中継送信機と比べて、入力系統を受信アンテナ71だけとし、送信機本体24からの分岐出力(RF)を中間周波数(IF)に周波数変換する周波数変換器72が追加され、さらに、この周波数変換器72から出力される中間周波数は、OFDM信号監視装置25に入力されている。
【0060】
この構成では、中間周波数変換器23から入力したOFDM信号(中間周波数)の信号レベルを入力レベル監視入力とし、送信機本体24からの分岐出力(RF)を周波数変換器72で再び中間周波数に落としたものを出力レベル監視入力として、両者を、OFDM信号監視装置25において比較するので、「入力が正常で、かつ出力が異常である」状態を検出できる自動モニタ機能が実現される。
【0061】
この場合、予備送信機が用意されているならば、該予備の送信機への切替指令を、所定のリモコン(外部システム)へ送出することができる。
当然ながら、この構成は、図1または図6に示すOFDM中継送信機の構成に付加的な構成とすることも可能である。
【0062】
図8は、本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の主たる動作を示すフローチャートである。
以下、図1,図2,図7を参照しつつ、図8に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係るOFDM信号監視装置の主たる動作を説明する。
【0063】
但し、図8に示すフローチャートは、OFDM信号監視装置が図7に示す入力信号と出力信号とのレベルを監視する機能まで備えている場合の動作を示すものであり、なおかつ、この機能を使用しない場合まで考慮した動作を示している。
【0064】
まず、OFDM信号監視装置25の制御部(図示は省略)は、レベル監視入力端子(図7に示す周波数変換器72からの出力信号を入力している端子)がアクティブか否か(即ち、実際に出力信号レベルを監視するための信号が乗っかっているか否か)を検証する(S1)。この場合、該信号が零の場合でもアクティブな場合がある。この検証は、入力信号と出力信号とのレベルを監視する機能が実際に使用されているか否かを検証するために必要な処理である。レベル監視入力端子がアクティブとなっている場合はステップS10に移り、また、レベル監視入力端子がアクティブとなっていない場合は、図2に示すA/D変換器311は、入力の中間周波数信号をデジタル信号に変換する(S2)。
【0065】
変調誤差率計算部312は、このデジタル信号から変調誤差率を計算する(S3)。
C/N計算部32は、この変調誤差率からC/N値を計算する(S4)。
また、C/N計算部32は、この計算したC/N値を表示出力する(S5)。C/N管理部33は、変調誤差率から計算されたC/N値が22(dB)以上か否かを検証する(S6)。このC/N値が22(dB)以上であれば、ステップS1に戻り、このC/N値が22(dB)に達していなければ、ステップS7に進む。
【0066】
また、C/N管理部33は、変調誤差率から計算されたC/N値が殆ど零であるか否かを検証する(S7)。このC/N値が零に近い所定の値を超えている場合は、ステップS12に移り、このC/N値が零に近い所定の値以下である場合は、ステップS8に進む。
【0067】
図示しない制御部は、スケルチ制御のための指令を出力する(S8)。
また、図示しない制御部は、自局の送信機能が復旧したか否かを検証する(S9)。自局の送信機機能が復活した場合は、ステップS1に戻り、自局の送信機機能が復活していない場合は、ステップS9に戻る(この時、ループ発生によるCPUパワーの浪費を節減するために、OS(オペレーティング・システム)等が備える適当な待機命令を出してもよい)。
【0068】
次に、図示しない制御部は、入力レベル信号が正常(図7に示す受信増幅・中間周波数変換器23の出力信号のレベルで判断する)で、かつ出力レベルが異常(図7に示す周波数変換器72の出力信号のレベルで判断する)か否かを検証する(S10)。入力レベル信号が正常で、かつ出力レベルが異常でない場合は、ステップS2に移り、入力レベル信号が正常で、かつ出力レベルが異常の場合は、ステップS11に進む。
【0069】
図示しない制御部は、送信機本体24を代替する予備の送信機への切替指令を出力する(S11)。但し、この予備送信機が備えられていない場合は、この切替指令は無効指令となる。その後、ステップS1に戻る。
ステップS12では、制御部は、送信機本体24を含む自局の送信系統の予備系への切替指令を出力する(但し、この予備系が備えられていない場合は、この切替指令は無効指令となる)。その後、ステップS9に進む。
なお、この実施の形態では、ステップS11を実行後、制御の流れをステップS1に戻しているが、これを、ステップS9に戻すような動作とすることも可能である。
【0070】
なお、図8のフローチャートで示した処理を実行するプログラムなど、OFDM信号監視装置に前記の処理を行わせるためのプログラムは、半導体メモリを始め、CD−ROMや磁気テープなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そして、少なくともマイクロコンピュータ,パーソナルコンピュータ,汎用コンピュータを範疇に含むコンピュータが、前記の記録媒体から前記プログラムを読み出して、実行するものとしてもよい。また、前記の各コンピュータのプログラム制御による機能の一部がファームウエア化され、即ち部分的にハードウェア化されて実行されていてもよい。
【0071】
また、図3に示すように、OFDM信号監視装置25は、前記変調誤差率検出部(MER検出部)31により、C/N値を計算せずに、そのままMER値を用いMER管理部33aあるいはMER表示部により信号を出力し、さらに、そのMER(変調誤差率)値に基づいてアラーム送出部(出力手段)34から所定の指令信号を出力する構成としてもよいものである。なお、MER値は図3に示すように変調誤差率検出部31から出力される。このように、MER値を用いた場合は、線形領域の範囲が狭いために、C/N値を用いたときと比べると精度は落ちるが、OFDM中継送信機のスケルチ検知機能や自動モニタ機能等を行なうには十分である。なお、MER値を使用する場合は、そのMER値が0に近い値を示す時に、このMER値を管理することにより、ノイズを検知することができる。但し、この場合は、OFDM中継送信機からのノイズ放射を防止するため、OFDM中継送信機の送信機能を停止させる(スケルチ検知機能)。
【0072】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るOFDM信号監視装置では、OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出し、この変調誤差率からC/N値を計算し、さらに、このC/N値を所定の検証手段により検証して所定の指令信号及び所定のデータを出力する構成としたので、OFDM中継送信機のスケルチ検知機能や自動モニタ機能等を正確に実現させることができる。
【0073】
そして、OFDM信号監視装置は、変調誤差率検出手段により検出したMER値をそのまま使用しても、OFDM中継送信機のスケルチ検知機能や自動モニタ機能等を実現させることができる。
【0074】
また、前記変調誤差率の計算に際しては、OFDM信号監視装置が入力したOFDM波の中間周波数信号をデジタル信号に変換するので、入力データのデジタル処理が可能となり、従来のアナログ処理の場合よりも安いコストで正確に変調誤差率を計算することができる。
【0075】
さらに、前記変調誤差率の計算に際しては、OFDM信号監視装置が入力したOFDM波の中間周波数信号の信号レベルを自動利得調整手段により安定させることもできるので、一層正確に変調誤差率を計算することができる。
【0076】
また、計算されたC/N値あるいは変調誤差率が零に近い値を示すか否かを検証することにより、入力したOFDM信号のレベルを監視するので、OFDM中継送信機が誤ってOFDM波ではないノイズを拾ってしまった場合の対応(処置)が可能となる。
【0077】
さらに、受信したOFDM信号の信号レベルが一定の値を示し、かつ前記計算されたC/N値あるいは変調誤差率が零に近い値を示すか否かを検証することにより、親局からの信号が確かに有る場合において、(親局からの信号が無い場合と誤認することなく)確実にノイズを検出することが可能となる。
【0078】
また、自局(OFDM中継送信機)の送信機の出力信号レベルも入力信号レベルと共に監視するので、自局の異常を検知して、代替機とチェンジする高度な自動モニタ機能の実現が可能となる。
【0079】
さらに、OFDM中継送信機では、受信したOFDM信号を中間周波数信号に変換し、この中間周波数信号から変調誤差率を検出し、この変調誤差率からC/N値を計算し、さらに、このC/N値を所定の検証手段により検証して所定の指令信号及び所定のデータを出力する構成としたので、スケルチ検知機能や自動モニタ機能等を正確に実現できるOFDM中継送信機を提供することができる。また、OFDM中継送信機は、C/N値の変わりに変調誤差率(MER)をそのまま使用して所定の指令信号及び所定のデータを出力する構成としてもスケルチ検知機能や自動モニタ機能等を正確に実現できるOFDM中継送信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の構成を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の構成を示したブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る他のOFDM信号監視装置の構成を示したブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の変調誤差率計算部によって計算される変調誤差率の定義を説明するための説明図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の他の構成を示したブロック図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の他の構成を示したブロック図である。
【図7】本発明の実施の形態に係るOFDM中継送信機の他の構成を示したブロック図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るOFDM信号監視装置の主たる動作を示すフローチャートである。
【図9】一般的なOFDM中継送信機が受信するOFDM波の信号特性を示した波形図である。
【図10】従来のアナログ中継送信機の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
21……第1受信アンテナ
22……入力切替部
23……受信増幅・中間周波数変換器
24……送信機本体
25……OFDM信号監視装置
26……送信アンテナ
27……第2受信アンテナ
31……変調誤差率検出部
32……C/N計算部
33……C/N管理部
33a……MER(変調誤差率)管理部
34,54,55……アラーム送出部
41……復調コンスタレーションポイント
42……理想コンスタレーションポイント
51……検波/平滑回路
52……レベル管理回路
53……AND回路
71……受信アンテナ
72……周波数変換器
311……A/D変換器
312……変調誤差率(MER)計算部
Claims (7)
- OFDM信号の監視を担うOFDM信号監視装置において、
入力された前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出する変調誤差率検出手段と、
前記変調誤差率検出手段によって検出された変調誤差率からC/N値を計算すると共に前記C/N値を当該装置外に出力するC/N値計算手段と、
前記C/N値計算手段によって計算されたC/N値を所定の検証手段により検証するC/N値管理手段と、
前記C/N値管理手段による検証結果に基づいて指令信号を出力する出力手段と、を有することを特徴とするOFDM信号監視装置。 - OFDM信号の監視を担うOFDM信号監視装置において、
前記OFDM信号に対応する中間周波数信号から変調誤差率を検出すると共に、当該装置外に前記変調誤差率の値であるMER値を出力する変調誤差率検出手段と、前記変調誤差率検出手段の後段に設置されるMER管理部による検出結果に基づいて、指令信号を出力する出力手段とを備え、
前記MER管理部は、前記OFDM信号を送出する送信機本体にスケルチ検知機能を発揮させるための信号を出力すると共に、前記出力手段に前記指令信号を出力させるための信号を出力することを特徴とするOFDM信号監視装置。 - 前記出力手段は、前記計算されたC/N値が零に近い値を示す時に前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力することを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号監視装置。
- 前記出力手段は、前記受信したOFDM信号の信号レベルが所定の値を超え、かつ前記計算されたC/N値が零に近い値を示す時に、前記所定の指令信号及び前記所定のデータを出力することを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号監視装置。
- 受信したOFDM信号を前記中間周波数信号に変換する周波数変換手段およびその周波数変換手段の後段に設置された前記中間周波数信号を入力する送信機本体に設けた自動利得調整手段からの出力を受けて、前記変調誤差率検出手段は、前記中間周波数信号からの前記変調誤差率を検出することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のOFDM信号監視装置。
- 受信したOFDM信号を増幅してから送信するOFDM中継送信機の受信したOFDM信号を監視し、前記OFDM中継送信機が受信したOFDM信号の信号レベルと、前記OFDM中継送信機が送信アンテナに送出するOFDM信号の信号レベルとを比較した結果に基づいて予備の送信機への切替信号を出力する機能を付加したことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のOFDM信号監視装置。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のOFDM信号監視装置によって、受信したOFDM信号を監視すると共に、前記受信したOFDM信号を増幅してから送信するOFDM中継送信機において、受信したOFDM信号を中間周波数信号に変換する周波数変換手段を備え、前記OFDM中継送信機における前記変調誤差率検出手段は、前記周波数変換手段で変換した前記中間周波数信号から変調誤差率を検出することを特徴とするOFDM中継送信機。
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