JP3983438B2 - 回り込みキャンセラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Divsion Multiplexing) 信号からマルチパスや回り込み等の伝送路の特性を推定して回り込み波をキャンセルする回り込みキャンセラに係り、その回り込みキャンセラを放送波中継ＳＦＮ(Single Frequency Network ：単一周波数ネットワーク）用の中継放送機に適用した場合、とくに回り込みが強いときに発生しがちな中継放送所におけるループ発振を未然に防止し、安定な放送波中継によるＳＦＮを可能とする回り込みキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの地上デジタル放送用回り込みキャンセラとしては、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラの６件の特許出願（特願平１０−１６２１８９号、特願平１１−１４７８８５号、特願平１１−１５６２３４号、特願平１１−１５３４３０号および特願平１１−２６６５６７号）がある。これらの回り込みキャンセラにおいては、回り込みのキャンセル動作が正常に開始しさえすれば、たとえ、回り込みキャンセラなしでは中継放送機がループ発振するような状況においても、回り込み波をキャンセルして放送波中継ＳＦＮを行うことが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回り込みキャンセラの動作開始時に中継放送機がループ発振していたり、また、回り込みキャンセラの動作中に何らかの原因により中継放送機がループ発振を起こすと、回り込み伝送路の伝達回数の推定に誤差が生じ、正確に回り込み波をキャンセルできなくなる。このような状況において正常に回り込みキャンセラを動作させるためには、中継放送機の出力を停止または減力させ、かつ回り込みキャンセラの動作を停止させ、中継放送機がループ発振していない状態にしたうえで、回り込みキャンセラを再立ち上げする必要がある。しかし、従来の回り込みキャンセラには、中継放送機の出力を停止または減力させる機能や回り込みキャンセラを再立ち上げする機能は具えておらず、自動的に中継放送機のループ発振を止める手段はなかった。
【０００４】
また、中継放送機のループ発振は、放送エリアへの影響や中継放送機に使用されている増幅器など機器への影響を考えると、絶対に発生することがないようにされるべきである。従って、常に中継放送機がループ発振を起こさないように回り込みキャンセラによって制御されることが望ましい。
【０００５】
そこで本発明の目的は、放送波中継ＳＦＮを行う地上デジタル放送の中継放送所において、中継放送機がループ発振することのないように中継放送機を制御し、また、たとえ中継放送機がループ発振することがあっても直ちに正常に放送波中継を行うように自動復旧することが可能な回り込みキャンセラを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明回り込みキャンセラは、回り込み信号を含んだ信号を受信して周波数変換を行う受信変換部と、前記受信変換部から信号を入力して回り込み信号をキャンセルする回り込みキャンセラと、前記回り込みキャンセラから信号を入力して周波数変換し、該周波数変換した信号を送信する送信変換部とを具えた中継放送機における前記回り込みキャンセラにおいて、トランスバーサルフィルタおよび該フィルタのタップ係数制御用のフィルタ係数生成回路により構成され、前記回り込み信号の複製を発生する信号処理部と、前記受信変換部により周波数変換された信号を入力し、前記信号処理部により発生された回り込み信号の複製を入力し、該周波数変換された信号から回り込み信号の複製を減算して回り込み信号をキャンセルする減算器と、前記中継放送機がループ発振していることを検知し、該検知の結果、前記ループ発振していることが検知されたとき、前記トランスバーサルフィルタの出力を停止するとともに、前記中継放送機の出力を減力または停止させるように制御を行う制御回路と、を少なくとも具えて構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、受信変換部のＡＧＣ回路の制御情報および／または前記送信変換部のＡＧＣ回路の制御情報から、それらＡＧＣ回路がＡＧＣ回路の利得を各々に規定された閾値よりも小さくしようと制御していることが判明した場合には、前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第１の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第２の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振し得る危険性があると判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を減力する制御を行うことにより、未然に前記中継放送機のループ発振を防止するように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記送信変換部のＡＧＣ回路を前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記減算器の出力端子と前記送信変換部の入力端子の間に実質的に介挿される乗算器の増幅率αを前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路および前記乗算器によって、回り込みキャンセラの出力が一定となるように制御を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路に入力した回り込み観測信号の同期がなくなったとき、前記制御回路によって前記中継放送機がループ発振しているか、あるいは親局からの信号がなくなったと判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を停止させる制御を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記中継放送機が停止または減力している場合に、前記制御回路が前記中継放送機の出力を、前記中継放送機がループ発振を起こさないように制御しながら放送機の定格出力まで上昇させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
なお、以下の説明における信号や伝達関数の表示については、大文字が複素数、小文字が実数をそれぞれ表すものとする。また、ωは角周波数、ｔは時間をそれぞれ表すものとする。
図１は、本発明回り込みキャンセラを使用して中継放送所の送受アンテナ間での回り込みキャンセルする方法の原理的構成の一例をブロック図にて示している。
図１において、１は中継放送機、２は受信変換部、３は本発明回り込みキャンセラ、４はフィルタ係数生成回路、５はＦＩＲ(Finite Impulse Response) フィルタ、６は減算器、７は制御回路、８は乗算器および９は送信変換部である。
なお、本実施例においては、回り込み信号の複製を生成するトランスバーサルフィルタとして、ＦＩＲフィルタを用いている。
【００１６】
以下に、まず、本発明回り込みキャンセラの上位概念である、回り込みキャンセラによる回り込み波のキャンセルの原理を図１を用いて説明する。
図１中のＸ（ω）は親局からの希望波のフーリエ変換、Ｒ（ω）は受信変換部２の入力信号のフーリエ変換、Ｓ（ω）は乗算器８の入力信号のフーリエ変換、Ｇ１（ω）は受信変換部２の伝達関数、Ｇ２（ω）は送信変換部９の伝達関数、Ｃ（ω）は回り込み伝送路特性を示す伝達関数、Ｃ′（ω）は回り込みキャンセラ３中のＦＩＲフィルタ５の伝達関数、Ｗ（ｔ）はＦＩＲフィルタ５のフィルタ係数、αは乗算器８の増幅率で、α≧０の実数である。
このような構成において、親局からの希望波Ｘ（ω）は、(1) 式に示すように、図示の受信アンテナで回り込み波αＣ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω）との合成波として受信され、受信信号Ｒ（ω）として中継放送機１の受信変換部２に入力される。
Ｒ（ω）＝Ｘ（ω）＋αＣ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω） (1)
【００１７】
受信変換部２においては、受信信号Ｒ（ω）に対してフィルタ処理や周波数変換処理などが行われ、Ｇ１（ω）Ｒ（ω）として回り込みキャンセラ３へ出力される。ここで、回り込み波の成分は、受信変換部１の伝達関数Ｇ１（ω）が掛け合わされαＧ１（ω）Ｃ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω）となっている。
【００１８】
回り込みキャンセラ３は、フィルタ係数生成回路４で乗算器８の入力信号である回り込み観測信号Ｓ（ω）から回り込み伝送路特性を推定し、推定した回り込み伝送路特性をフィルタ係数Ｗ（ｔ）としてＦＩＲフィルタ５に与える。ここで、フィルタ係数Ｗ（ｔ）をフーリエ変換してＦＩＲフィルタ５の伝達関数に置き換えた結果をＣ′（ω）とすると、フィルタ係数生成回路４は、(2) 式を満たすようにフィルタ係数Ｗ（ｔ）を生成する。
Ｃ′（ω）＝αＧ１（ω）Ｃ（ω）Ｇ２（ω） (2)
ＦＩＲフィルタ５は、フィルタ係数Ｗ（ｔ）で表される回り込み伝送路特性Ｃ′（ω）を回り込み観測信号Ｓ（ω）に乗ずることで、回り込み波の複製信号Ｃ′（ω）Ｓ（ω）を作り出し、これを減算器６に送る。減算器６においては、受信変換部１の出力信号Ｇ１（ω）Ｒ（ω）から回り込み波の複製信号Ｃ′（ω）Ｓ（ω）が減算され、減算器６の出力は(3) 式に示すように、親局からの希望波だけとなる。
Ｇ１（ω）Ｒ（ω）−Ｃ′（ω）Ｓ（ω）＝Ｇ１（ω）Ｘ（ω） (3)
【００１９】
以上、図１に基づいて説明した回り込みキャンセラの原理は、既に発表され、公知のものであるが、本発明による回り込みキャンセラと、それ（本発明回り込みキャンセラ）を用いて構成した回り込みキャンセル系とは上位概念において同じ原理に基づいており、本発明を理解するためには、まず、上記についての理解が必要であるから説明したものである。
なお、フィルタ係数生成回路４の動作原理などについては、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラ（特願平１０−１６２１８９号、特願平１１−１４７８８５号、特願平１１−１５６２３４号、特願平１１−１５３４３０号および特願平１１−２６６５６７号）の出願明細書の記載を参照されたい。
【００２０】
また、図１に基づいて説明した回り込みキャンセラは、受信変換部２で周波数変換を行った後の信号において回り込みをキャンセルしているが、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラは、受信変換部２で周波数変換を行う前の信号において回り込みをキャンセルするなど、いずれの周波数の信号において回り込みをキャンセルしても、上位概念において同じ原理に基づいており、これらの変形は容易に構成できる。また、図１には示していないが、回り込みキャンセラにおいて使用しているデジタル信号処理のためのＡＤ(Analog to Digital) 変換器ならびにＤＡ(Digital to Analog) 変換器の挿入位置は、回り込みキャンセラの原理とは無関係であり、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラは、ＡＤ変換器ならびにＤＡ変換器の挿入位置に関わらず同じ原理を適応することができる。
【００２１】
また、地上デジタル放送方式（ＩＳＤＢ−Ｔ：Integrated Services DigitalBroadcasting-Terrestrial) については、三木信之、黒田徹、堀江力、広瀬慎介、福原黎児、小室憲司、「地上デジタルテレビジョン放送実証実験用放送設備」、映像情報メディア学会，Ｖｏｌ．５３，No. ２，ｐｐ．１８７−１９３，１９９９、または「特集 地上デジタル放送方式の研究」、ＮＨＫ技術Ｒ＆Ｄ，No.５６，Ｍａｙ，１９９９などを参照されたい。
【００２２】
以下に、図１中の本発明に係る部分について説明する。
本発明回り込みキャンセラにおいて最も特徴的なことは、中継放送機がループ発振していることを検知し、それが検知されたとき、送信変換部９と回り込みキャンセラ３中のフィルタ係数生成回路４とを以下に説明するように制御することである。
【００２３】
このため、図１に示す構成においては、回り込みキャンセラ３中に、中継放送機１（具体的には、受信変換部２および送信変換部９によって構成される）のループ発振の検知、および送信変換部９とフィルタ係数生成回路４とを制御するための制御回路７が設けられ、その制御回路７には、減算器６の出力である回り込み観測信号Ｓ（ω）が入力される。また、この回り込み観測信号Ｓ（ω）のほかに、中継放送機１の受信変換部２および送信変換部９は、それぞれの出力が一定となるように出力調整するための自動利得調整（ＡＧＣ）回路をともに具えていて、それらＡＧＣ回路の利得調整情報が、受信変換部ＡＧＣ制御情報、送信変換部ＡＧＣ制御情報としてそれぞれ制御回路７に入力される。
【００２４】
このように、制御回路７には、回り込み観測信号Ｓ（ω）、受信変換部ＡＧＣ制御情報、ならびに送信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、中継放送機１がループ発振していないかどうかを判定し、中継放送機１がループ発振していると判定された場合、直ちに乗算器８にα＝０を出力し（増幅率αをゼロにする）、送信変換部９の出力が停止するような制御を行う。また、この場合、フィルタ係数生成回路４にフィルタ係数リセット信号を送り、ＦＩＲフィルタ５の出力を停止させるフィルタ係数を生成するような制御を行う。これらの制御により中継放送機１の出力が停止し、ループ発振を止めることができる。
【００２５】
また、制御回路７は、回り込み観測信号Ｓ（ω）から中継放送機１がループ発振する危険性があると判定した場合、αを小さくするか、または、送信変換部９の出力を減力するような制御を行うことで、中継放送機１の出力を減力し、ループ発振を未然に防止することができる。
【００２６】
また、制御回路７は、現在は中継放送機１は停止または減力しているが、当面ループ発振する危険性がないと判定した場合には、中継放送機１の出力を中継放送機がループ発振を起こさないように制御しながら中継放送機の定格出力まで上昇させるように、乗算器８の増幅率αの制御と送信変換部９の出力制御を行う。
【００２７】
この乗算器８の増幅率αの制御と送信変換部９の出力制御は、中継放送機１の出力を上昇させることによって発生する回り込みの上昇分をフィルタ係数生成回路４で検知してＦＩＲフィルタ５のフィルタ係数を更新し、減算器６において回り込みの上昇分を十分キャンセルすることができるようなレベルで中継放送機１の出力を上昇させていく。すなわち、制御回路７による中継放送機１の出力上昇の変化量は、フィルタ係数生成回路４のフィルタ係数更新によるＦＩＲフィルタ５の出力の変化量よりも小さく設定する。
【００２８】
乗算器８は、本発明によって始めて設けられたもので、減算器６の出力であるＳ（ω）と制御回路７の出力であるα（増幅率）とを乗算してαＳ（ω）を出力する。通常、（中継放送機１がループ発振していない場合）、制御回路７はα＝１を出力しており、乗算器８は減算器６の出力Ｓ（ω）をそのまま出力する。しかし、制御回路７が中継放送機１のループ発振を検知してα＝０を乗算器８へ出力した場合、減算器８の出力はゼロとなり、中継放送機１の出力を停止させる。また、制御回路７がα＜１となるような制御を行うことで、乗算器８の出力は小さくなり、結果として中継放送機１の出力を減力させる。この際、送信変換部９のＡＧＣ回路は乗算器８による出力制御を打ち消す制御を行わないように増幅利得を固定しておく。
【００２９】
なお、制御回路７と乗算器８は、回り込みキャンセラ３の出力が一定となるように制御回路７においてαを制御することで、通常のＡＧＣ回路として使用することもできる。
乗算器８は、回り込みキャンセラ３から送信変換部９に対して直接出力の制御をかけることができない場合においても、乗算器８の増幅率αを制御することで中継放送機１の出力を制御することを可能にする。
【００３０】
図２は、図１中の制御回路７の一構成例をブロック図にて示している。
図２において、１０は周波数特性発振検知回路、１１は送信変換部発振検知回路、１２は受信変換部発振検知回路、１３は論理和回路および１４は出力調整回路である。
【００３１】
動作につき説明する。
周波数特性発振検知回路１０は、入力された回り込み観測信号Ｓ（ω）の周波数振幅特性を算出し、その周波数振幅特性から中継放送機１がループ発振していないかどうかを判定し、ループ発振していると判定された場合には、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。また、同じく周波数特性発振検知回路１０において、Ｓ（ω）の周波数振幅特性から中継放送機１がループ発振する危険性があると判定された場合には、後述する出力調整回路１４へ減力制御信号を出力する。
【００３２】
送信変換部発振検知回路１１には、送信変換部９のＡＧＣ回路の利得の制御情報である送信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、その送信変換部ＡＧＣ制御情報から送信変換部９のＡＧＣ回路が送信変換部９の出力を規定の閾値を下回って小さくするように制御したときに、送信変換部発振検知回路１１は中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。
【００３３】
受信変換部発振検知回路１２には、受信変換部２のＡＧＣ回路の利得の制御情報である受信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、その受信変換部ＡＧＣ制御情報から受信変換部２のＡＧＣ回路が受信変換部２の出力を規定の閾値を下回って小さくするように制御したときに、受信変換部発振検知回路１２は中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。
【００３４】
上記送信変換部発振検知回路１１ならびに受信変換部発振検知回路１２の動作原理は、中継放送機１がループ発振すると入力信号が定格の信号振幅値に比べて大幅に大きくなるという現象から、ループ発振時にＡＧＣ回路が出力を下げようと動作することを利用した中継放送機の発振検知法である。
【００３５】
論理和回路１３は、周波数特性発振検知回路１０、送信変換部発振検知回路１１、および受信変換部発振検知回路１２の出力のうち、いづれか１つでもループ発振の情報があった場合に、フィルタ係数生成回路４と出力調整回路１４へループ発振しているという情報を出力する。
【００３６】
出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報が入力された場合、α＝０を乗算器８（図１参照）へ出力し、送信変換部９の出力を停止する制御を行う。この制御により中継放送機１の出力を停止し、中継放送機のループ発振を止めることができる。
【００３７】
また、出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報は入力されないが、周波数特性発振検知回路１０から減力制御信号が入力された場合、αを小さくする処理を行って乗算器８へ出力するか、または送信変換部９の出力を減力する制御を行う。これらの制御により中継放送機１の出力を減力し、ループ発振を未然に防止することができる。この際の中継放送機１の出力の減力量は、フィルタ係数生成回路４によるＦＩＲフィルタ５（いずれも、図１参照）のフィルタ係数の更新速度や、減力による放送エリアへの影響なども考慮して決定する。
【００３８】
また、出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報も、周波数特定発振検知回路１０から減力制御信号もともに入力されていないけれども、中継放送機１の出力が停止または定格出力よりも減力している場合には、中継放送機１がループ発振を起こさないように増幅率αを調整し、また送信変換部９の出力を制御して、中継放送機１の出力を定格出力まで上昇させるようにする。
【００３９】
図３は、図２中の周波数特性発振検知回路１０の一構成例をブロック図にて示している。
図３において、１５はモード判定回路、１６はＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路、１７はＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control)復号回路、１８は周波数振幅特性算出回路、１９は最大値ゲート回路、２０は最小値ゲート回路、２１は除算器、２２は比較器、２３は同期断検知回路、２４は論理和回路および２５は比較器である。また、図３中のａおよびｂは１以上の実数である。
【００４０】
動作につき説明する。
モード判定回路１５は、入力された回り込み観測信号Ｓ（ω）からＩＳＤＢ−Ｔ方式におけるモードやガードインターバル比などを判定して、モード情報としてＦＦＴ回路１６へ出力する。
【００４１】
ＦＦＴ回路１６は、モード判定回路１５から出力されるモード情報を用いて回り込み観測信号Ｓ（ω）の有効シンボル期間を抽出して複素ＦＦＴを行ってキャリアデータに変換し、得られたキャリアデータをＴＭＣＣ復号回路１７および周波数振幅特性算出回路１８へ出力する。
【００４２】
ＴＭＣＣ復号回路１７は、ＦＦＴ回路１６の出力であるキャリアデータからＴＭＣＣ情報を復号し、各ＯＦＤＭセグメントのキャリア変調方式、ＯＦＤＭフレーム同期およびＯＦＤＭシンボル番号などの情報を周波数振幅特性算出回路１８へ出力する。
【００４３】
周波数振幅特性算出回路１８は、ＴＭＣＣ復号回路１７の出力情報をもとに、ＦＦＴ回路１６の出力であるキャリアデータのうち、親局から送信されるキャリアの振幅が一定であるＳＰ（Scattered Pilot)、ＣＰ(Continual Pilot) 、ＴＭＣＣ、およびＡＣ(Auxiliary Channel) の各キャリアだけを取り出してそれらの振幅、すなわち、ＯＦＤＭ信号の周波数振幅特性における振幅を算出し、最大値ゲート回路１９および最小値ゲート回路２０へ出力する。
【００４４】
また、周波数振幅特性算出回路１８は、上述のＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのほかに、親局から送信されるキャリアの振幅が一定であるＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアの振幅も用いることが可能であるが、ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアは、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのキャリアに比べ４分の３倍の振幅比となっているために、ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアを用いる場合には、データキャリアの振幅を３分の４倍し、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのキャリアと等しい振幅に調整して出力するものとする。
【００４５】
最大値ゲート回路１９は、周波数振幅特性算出回路１８が出力するＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣの各キャリアの振幅のうち、最も大きな値を除数として除算器２１へ出力する。
【００４６】
最小値ゲート回路２０は、周波数振幅特性算出回路１８が出力するＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣの各キャリアの振幅のうち、最も小さな値を被除数として除算器２１へ出力する。
【００４７】
除算器２１は、最大値ゲート回路１９の出力を分母、最小値ゲート回路２０の出力を分子として相互間で除算を行い、除算結果を比較器２２および比較器２５へ出力する。
【００４８】
比較器２２は、除算器２１の出力と比較器２２に入力される１以上の第１の実数ａとを比較し、除算器２１の出力が実数ａ（閾値）よりも大きい場合に中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路２４へ出力する。ここで実数ａは回り込み変動速度や受信波のノイズの状況によっても変わるが、例えば、ａ＝１７程度の数値（ただし、１以上の実数）を入力する。ａ＝１７は、１波の回り込み波が親局波よりもおよそ１ｄＢ低く中継放送機に入力されたときの除算器２１の出力値である。
【００４９】
同期断検知回路２３は、回り込み観測信号Ｓ（ω）からフレーム同期やシンボル同期などの同期情報を検出し、これらの同期が検出されなかった場合に中継放送機１がループ発振しているか、あるいは親局からの信号がなくなったと判定して、その情報を論理和回路２４へ出力する。
【００５０】
論理和回路２４は、比較器２２の出力および同期断検知回路２３の出力のいづれか１つにループ発振しているという情報があった場合、論理和回路１３へループ発振しているという情報を出力する。
【００５１】
比較器２５は、除算器２１の出力と比較器２５に入力される１以上の第２の実数ｂとを比較し、除算器２１の出力が実数ｂ（閾値）よりも大きい場合に中継放送機１がループ発振する危険性があると判定して、減力制御信号を出力調整回路１４（図２参照）へ出力する。ここで実数ｂは、ｂ＜ａの値であり、例えば、ｂ＝８．７５程度の数値（ただし、１以上の実数）を入力する。ａ＝８．７５は、１波の回り込み波が親局波よりもおよそ２ｄＢ低く中継放送機に入力されたときの除算器２１の出力値である。
【００５２】
以上説明した周波数特性発振検知回路１０の構成に、同期断検知回路２３を設けたのは次の理由による。
すなわち、放送波中継ＳＦＮにおける中継放送機は、親局からの信号と中継放送機出力の信号とが同じ周波数の信号であるために、中継放送機が受信した信号の振幅だけからでは親局からの信号がなくなったかどうかを判定することは困難である。同期断検知回路２３によれば、親局からの信号の同期情報を検知することで親局からの信号がなくなつたかどうかを判定することができるため、これを出力調整回路１４と併せ使用することによって、アナログ放送における中継放送機のスケルチ回路と同等の動作をさせることが可能となる。
【００５３】
以上、本発明回り込みキャセラについて詳細に説明してきたが、その回り込みキャセラの主たる構成要素としての制御回路（図１中、符号７で示す回路）は、以下に述べるような目的に用いることもできる。すなわち、放送波を受信し、その受信した放送波の信号を増幅して再送信する目的で中継放送所に設置された中継放送機であって、この中継放送機には放送波を受信する受信アンテナの出力端子が接続され、中継放送機の出力は放送波を再送信する送信アンテナの入力端子に供給されるように構成されている中継放送機において、たとえ、その中継放送機が回り込みキャセルを防止する目的の回り込みキャセラを含まないものであっても、中継放送機がループ発振していることを検知し、その検知の結果、ループ発振していることが検知されたとき、中継放送機の出力を減力または停止させるような制御を行う目的に用いても最適なものである。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、ループ発振することのないように中継放送機を制御し、また、たとえ中継放送機がループ発振することがあっても直ちに正常に放送波中継を行うように自動復旧させることで、安定的な放送波中継によるＳＦＮを可能とする回り込みキャンセラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による回り込みキャンセラを使用して中継放送所の送受アンテナ間での回り込みをキャンセルする方法の原理構成の一例をブロック図にて示している。
【図２】 図１中の制御回路の一構成例をブロック図にて示している。
【図３】 図２中の周波数特性発振検知回路の一構成例をブロック図にて示している。
【符号の説明】
１ 中継放送機
２ 受信変換部
３ 回り込みキャンセラ
４ フィルタ係数生成回路
５ ＦＩＲフィルタ
６ 減算器
７ 制御回路
８ 乗算器
９ 送信変換部
１０ 周波数特性発振検知回路
１１ 送信変換部発振検知回路
１２ 受信変換部発振検知回路
１３ 論理和回路
１４ 出力調整回路
１５ モード判定回路
１６ ＦＦＴ回路
１７ ＴＭＣＣ復号回路
１８ 周波数振幅特性算出回路
１９ 最大値ゲート回路
２０ 最小値ゲート回路
２１ 除算器
２２ 比較器
２３ 同期断検知回路
２４ 論理和回路
２５ 比較器
ａ，ｂ １以上の実数
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Divsion Multiplexing) 信号からマルチパスや回り込み等の伝送路の特性を推定して回り込み波をキャンセルする回り込みキャンセラに係り、その回り込みキャンセラを放送波中継ＳＦＮ(Single Frequency Network ：単一周波数ネットワーク）用の中継放送機に適用した場合、とくに回り込みが強いときに発生しがちな中継放送所におけるループ発振を未然に防止し、安定な放送波中継によるＳＦＮを可能とする回り込みキャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの地上デジタル放送用回り込みキャンセラとしては、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラの６件の特許出願（特願平１０−１６２１８９号、特願平１１−１４７８８５号、特願平１１−１５６２３４号、特願平１１−１５３４３０号および特願平１１−２６６５６７号）がある。これらの回り込みキャンセラにおいては、回り込みのキャンセル動作が正常に開始しさえすれば、たとえ、回り込みキャンセラなしでは中継放送機がループ発振するような状況においても、回り込み波をキャンセルして放送波中継ＳＦＮを行うことが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回り込みキャンセラの動作開始時に中継放送機がループ発振していたり、また、回り込みキャンセラの動作中に何らかの原因により中継放送機がループ発振を起こすと、回り込み伝送路の伝達回数の推定に誤差が生じ、正確に回り込み波をキャンセルできなくなる。このような状況において正常に回り込みキャンセラを動作させるためには、中継放送機の出力を停止または減力させ、かつ回り込みキャンセラの動作を停止させ、中継放送機がループ発振していない状態にしたうえで、回り込みキャンセラを再立ち上げする必要がある。しかし、従来の回り込みキャンセラには、中継放送機の出力を停止または減力させる機能や回り込みキャンセラを再立ち上げする機能は具えておらず、自動的に中継放送機のループ発振を止める手段はなかった。
【０００４】
また、中継放送機のループ発振は、放送エリアへの影響や中継放送機に使用されている増幅器など機器への影響を考えると、絶対に発生することがないようにされるべきである。従って、常に中継放送機がループ発振を起こさないように回り込みキャンセラによって制御されることが望ましい。
【０００５】
そこで本発明の目的は、放送波中継ＳＦＮを行う地上デジタル放送の中継放送所において、中継放送機がループ発振することのないように中継放送機を制御し、また、たとえ中継放送機がループ発振することがあっても直ちに正常に放送波中継を行うように自動復旧することが可能な回り込みキャンセラを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明回り込みキャンセラは、回り込み信号を含んだ信号を受信して周波数変換を行う受信変換部と、前記受信変換部から信号を入力して回り込み信号をキャンセルする回り込みキャンセラと、前記回り込みキャンセラから信号を入力して周波数変換し、該周波数変換した信号を送信する送信変換部とを具えた中継放送機における前記回り込みキャンセラにおいて、トランスバーサルフィルタおよび該フィルタのタップ係数制御用のフィルタ係数生成回路により構成され、前記回り込み信号の複製を発生する信号処理部と、前記受信変換部により周波数変換された信号を入力し、前記信号処理部により発生された回り込み信号の複製を入力し、該周波数変換された信号から回り込み信号の複製を減算して回り込み信号をキャンセルする減算器と、前記中継放送機がループ発振していることを検知し、該検知の結果、前記ループ発振していることが検知されたとき、前記トランスバーサルフィルタの出力を停止するとともに、前記中継放送機の出力を減力または停止させるように制御を行う制御回路と、を少なくとも具えて構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、受信変換部のＡＧＣ回路の制御情報および／または前記送信変換部のＡＧＣ回路の制御情報から、それらＡＧＣ回路がＡＧＣ回路の利得を各々に規定された閾値よりも小さくしようと制御していることが判明した場合には、前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第１の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第２の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振し得る危険性があると判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を減力する制御を行うことにより、未然に前記中継放送機のループ発振を防止するように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記送信変換部のＡＧＣ回路を前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記減算器の出力端子と前記送信変換部の入力端子の間に実質的に介挿される乗算器の増幅率αを前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路および前記乗算器によって、回り込みキャンセラの出力が一定となるように制御を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記制御回路に入力した回り込み観測信号の同期がなくなったとき、前記制御回路によって前記中継放送機がループ発振しているか、あるいは親局からの信号がなくなったと判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を停止させる制御を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明回り込みキャンセラは、前記中継放送機が停止または減力している場合に、前記制御回路が前記中継放送機の出力を、前記中継放送機がループ発振を起こさないように制御しながら放送機の定格出力まで上昇させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
なお、以下の説明における信号や伝達関数の表示については、大文字が複素数、小文字が実数をそれぞれ表すものとする。また、ωは角周波数、ｔは時間をそれぞれ表すものとする。
図１は、本発明回り込みキャンセラを使用して中継放送所の送受アンテナ間での回り込みキャンセルする方法の原理的構成の一例をブロック図にて示している。
図１において、１は中継放送機、２は受信変換部、３は本発明回り込みキャンセラ、４はフィルタ係数生成回路、５はＦＩＲ(Finite Impulse Response) フィルタ、６は減算器、７は制御回路、８は乗算器および９は送信変換部である。
なお、本実施例においては、回り込み信号の複製を生成するトランスバーサルフィルタとして、ＦＩＲフィルタを用いている。
【００１６】
以下に、まず、本発明回り込みキャンセラの上位概念である、回り込みキャンセラによる回り込み波のキャンセルの原理を図１を用いて説明する。
図１中のＸ（ω）は親局からの希望波のフーリエ変換、Ｒ（ω）は受信変換部２の入力信号のフーリエ変換、Ｓ（ω）は乗算器８の入力信号のフーリエ変換、Ｇ１（ω）は受信変換部２の伝達関数、Ｇ２（ω）は送信変換部９の伝達関数、Ｃ（ω）は回り込み伝送路特性を示す伝達関数、Ｃ′（ω）は回り込みキャンセラ３中のＦＩＲフィルタ５の伝達関数、Ｗ（ｔ）はＦＩＲフィルタ５のフィルタ係数、αは乗算器８の増幅率で、α≧０の実数である。
このような構成において、親局からの希望波Ｘ（ω）は、(1) 式に示すように、図示の受信アンテナで回り込み波αＣ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω）との合成波として受信され、受信信号Ｒ（ω）として中継放送機１の受信変換部２に入力される。
Ｒ（ω）＝Ｘ（ω）＋αＣ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω） (1)
【００１７】
受信変換部２においては、受信信号Ｒ（ω）に対してフィルタ処理や周波数変換処理などが行われ、Ｇ１（ω）Ｒ（ω）として回り込みキャンセラ３へ出力される。ここで、回り込み波の成分は、受信変換部１の伝達関数Ｇ１（ω）が掛け合わされαＧ１（ω）Ｃ（ω）Ｇ２（ω）Ｓ（ω）となっている。
【００１８】
回り込みキャンセラ３は、フィルタ係数生成回路４で乗算器８の入力信号である回り込み観測信号Ｓ（ω）から回り込み伝送路特性を推定し、推定した回り込み伝送路特性をフィルタ係数Ｗ（ｔ）としてＦＩＲフィルタ５に与える。ここで、フィルタ係数Ｗ（ｔ）をフーリエ変換してＦＩＲフィルタ５の伝達関数に置き換えた結果をＣ′（ω）とすると、フィルタ係数生成回路４は、(2) 式を満たすようにフィルタ係数Ｗ（ｔ）を生成する。
Ｃ′（ω）＝αＧ１（ω）Ｃ（ω）Ｇ２（ω） (2)
ＦＩＲフィルタ５は、フィルタ係数Ｗ（ｔ）で表される回り込み伝送路特性Ｃ′（ω）を回り込み観測信号Ｓ（ω）に乗ずることで、回り込み波の複製信号Ｃ′（ω）Ｓ（ω）を作り出し、これを減算器６に送る。減算器６においては、受信変換部１の出力信号Ｇ１（ω）Ｒ（ω）から回り込み波の複製信号Ｃ′（ω）Ｓ（ω）が減算され、減算器６の出力は(3) 式に示すように、親局からの希望波だけとなる。
Ｇ１（ω）Ｒ（ω）−Ｃ′（ω）Ｓ（ω）＝Ｇ１（ω）Ｘ（ω） (3)
【００１９】
以上、図１に基づいて説明した回り込みキャンセラの原理は、既に発表され、公知のものであるが、本発明による回り込みキャンセラと、それ（本発明回り込みキャンセラ）を用いて構成した回り込みキャンセル系とは上位概念において同じ原理に基づいており、本発明を理解するためには、まず、上記についての理解が必要であるから説明したものである。
なお、フィルタ係数生成回路４の動作原理などについては、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラ（特願平１０−１６２１８９号、特願平１１−１４７８８５号、特願平１１−１５６２３４号、特願平１１−１５３４３０号および特願平１１−２６６５６７号）の出願明細書の記載を参照されたい。
【００２０】
また、図１に基づいて説明した回り込みキャンセラは、受信変換部２で周波数変換を行った後の信号において回り込みをキャンセルしているが、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラは、受信変換部２で周波数変換を行う前の信号において回り込みをキャンセルするなど、いずれの周波数の信号において回り込みをキャンセルしても、上位概念において同じ原理に基づいており、これらの変形は容易に構成できる。また、図１には示していないが、回り込みキャンセラにおいて使用しているデジタル信号処理のためのＡＤ(Analog to Digital) 変換器ならびにＤＡ(Digital to Analog) 変換器の挿入位置は、回り込みキャンセラの原理とは無関係であり、本発明者らの発明に係る回り込みキャンセラは、ＡＤ変換器ならびにＤＡ変換器の挿入位置に関わらず同じ原理を適応することができる。
【００２１】
また、地上デジタル放送方式（ＩＳＤＢ−Ｔ：Integrated Services DigitalBroadcasting-Terrestrial) については、三木信之、黒田徹、堀江力、広瀬慎介、福原黎児、小室憲司、「地上デジタルテレビジョン放送実証実験用放送設備」、映像情報メディア学会，Ｖｏｌ．５３，No. ２，ｐｐ．１８７−１９３，１９９９、または「特集 地上デジタル放送方式の研究」、ＮＨＫ技術Ｒ＆Ｄ，No.５６，Ｍａｙ，１９９９などを参照されたい。
【００２２】
以下に、図１中の本発明に係る部分について説明する。
本発明回り込みキャンセラにおいて最も特徴的なことは、中継放送機がループ発振していることを検知し、それが検知されたとき、送信変換部９と回り込みキャンセラ３中のフィルタ係数生成回路４とを以下に説明するように制御することである。
【００２３】
このため、図１に示す構成においては、回り込みキャンセラ３中に、中継放送機１（具体的には、受信変換部２および送信変換部９によって構成される）のループ発振の検知、および送信変換部９とフィルタ係数生成回路４とを制御するための制御回路７が設けられ、その制御回路７には、減算器６の出力である回り込み観測信号Ｓ（ω）が入力される。また、この回り込み観測信号Ｓ（ω）のほかに、中継放送機１の受信変換部２および送信変換部９は、それぞれの出力が一定となるように出力調整するための自動利得調整（ＡＧＣ）回路をともに具えていて、それらＡＧＣ回路の利得調整情報が、受信変換部ＡＧＣ制御情報、送信変換部ＡＧＣ制御情報としてそれぞれ制御回路７に入力される。
【００２４】
このように、制御回路７には、回り込み観測信号Ｓ（ω）、受信変換部ＡＧＣ制御情報、ならびに送信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、中継放送機１がループ発振していないかどうかを判定し、中継放送機１がループ発振していると判定された場合、直ちに乗算器８にα＝０を出力し（増幅率αをゼロにする）、送信変換部９の出力が停止するような制御を行う。また、この場合、フィルタ係数生成回路４にフィルタ係数リセット信号を送り、ＦＩＲフィルタ５の出力を停止させるフィルタ係数を生成するような制御を行う。これらの制御により中継放送機１の出力が停止し、ループ発振を止めることができる。
【００２５】
また、制御回路７は、回り込み観測信号Ｓ（ω）から中継放送機１がループ発振する危険性があると判定した場合、αを小さくするか、または、送信変換部９の出力を減力するような制御を行うことで、中継放送機１の出力を減力し、ループ発振を未然に防止することができる。
【００２６】
また、制御回路７は、現在は中継放送機１は停止または減力しているが、当面ループ発振する危険性がないと判定した場合には、中継放送機１の出力を中継放送機がループ発振を起こさないように制御しながら中継放送機の定格出力まで上昇させるように、乗算器８の増幅率αの制御と送信変換部９の出力制御を行う。
【００２７】
この乗算器８の増幅率αの制御と送信変換部９の出力制御は、中継放送機１の出力を上昇させることによって発生する回り込みの上昇分をフィルタ係数生成回路４で検知してＦＩＲフィルタ５のフィルタ係数を更新し、減算器６において回り込みの上昇分を十分キャンセルすることができるようなレベルで中継放送機１の出力を上昇させていく。すなわち、制御回路７による中継放送機１の出力上昇の変化量は、フィルタ係数生成回路４のフィルタ係数更新によるＦＩＲフィルタ５の出力の変化量よりも小さく設定する。
【００２８】
乗算器８は、本発明によって始めて設けられたもので、減算器６の出力であるＳ（ω）と制御回路７の出力であるα（増幅率）とを乗算してαＳ（ω）を出力する。通常、（中継放送機１がループ発振していない場合）、制御回路７はα＝１を出力しており、乗算器８は減算器６の出力Ｓ（ω）をそのまま出力する。しかし、制御回路７が中継放送機１のループ発振を検知してα＝０を乗算器８へ出力した場合、減算器８の出力はゼロとなり、中継放送機１の出力を停止させる。また、制御回路７がα＜１となるような制御を行うことで、乗算器８の出力は小さくなり、結果として中継放送機１の出力を減力させる。この際、送信変換部９のＡＧＣ回路は乗算器８による出力制御を打ち消す制御を行わないように増幅利得を固定しておく。
【００２９】
なお、制御回路７と乗算器８は、回り込みキャンセラ３の出力が一定となるように制御回路７においてαを制御することで、通常のＡＧＣ回路として使用することもできる。
乗算器８は、回り込みキャンセラ３から送信変換部９に対して直接出力の制御をかけることができない場合においても、乗算器８の増幅率αを制御することで中継放送機１の出力を制御することを可能にする。
【００３０】
図２は、図１中の制御回路７の一構成例をブロック図にて示している。
図２において、１０は周波数特性発振検知回路、１１は送信変換部発振検知回路、１２は受信変換部発振検知回路、１３は論理和回路および１４は出力調整回路である。
【００３１】
動作につき説明する。
周波数特性発振検知回路１０は、入力された回り込み観測信号Ｓ（ω）の周波数振幅特性を算出し、その周波数振幅特性から中継放送機１がループ発振していないかどうかを判定し、ループ発振していると判定された場合には、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。また、同じく周波数特性発振検知回路１０において、Ｓ（ω）の周波数振幅特性から中継放送機１がループ発振する危険性があると判定された場合には、後述する出力調整回路１４へ減力制御信号を出力する。
【００３２】
送信変換部発振検知回路１１には、送信変換部９のＡＧＣ回路の利得の制御情報である送信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、その送信変換部ＡＧＣ制御情報から送信変換部９のＡＧＣ回路が送信変換部９の出力を規定の閾値を下回って小さくするように制御したときに、送信変換部発振検知回路１１は中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。
【００３３】
受信変換部発振検知回路１２には、受信変換部２のＡＧＣ回路の利得の制御情報である受信変換部ＡＧＣ制御情報が入力され、その受信変換部ＡＧＣ制御情報から受信変換部２のＡＧＣ回路が受信変換部２の出力を規定の閾値を下回って小さくするように制御したときに、受信変換部発振検知回路１２は中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路１３へ出力する。
【００３４】
上記送信変換部発振検知回路１１ならびに受信変換部発振検知回路１２の動作原理は、中継放送機１がループ発振すると入力信号が定格の信号振幅値に比べて大幅に大きくなるという現象から、ループ発振時にＡＧＣ回路が出力を下げようと動作することを利用した中継放送機の発振検知法である。
【００３５】
論理和回路１３は、周波数特性発振検知回路１０、送信変換部発振検知回路１１、および受信変換部発振検知回路１２の出力のうち、いづれか１つでもループ発振の情報があった場合に、フィルタ係数生成回路４と出力調整回路１４へループ発振しているという情報を出力する。
【００３６】
出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報が入力された場合、α＝０を乗算器８（図１参照）へ出力し、送信変換部９の出力を停止する制御を行う。この制御により中継放送機１の出力を停止し、中継放送機のループ発振を止めることができる。
【００３７】
また、出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報は入力されないが、周波数特性発振検知回路１０から減力制御信号が入力された場合、αを小さくする処理を行って乗算器８へ出力するか、または送信変換部９の出力を減力する制御を行う。これらの制御により中継放送機１の出力を減力し、ループ発振を未然に防止することができる。この際の中継放送機１の出力の減力量は、フィルタ係数生成回路４によるＦＩＲフィルタ５（いずれも、図１参照）のフィルタ係数の更新速度や、減力による放送エリアへの影響なども考慮して決定する。
【００３８】
また、出力調整回路１４は、論理和回路１３からループ発振しているという情報も、周波数特定発振検知回路１０から減力制御信号もともに入力されていないけれども、中継放送機１の出力が停止または定格出力よりも減力している場合には、中継放送機１がループ発振を起こさないように増幅率αを調整し、また送信変換部９の出力を制御して、中継放送機１の出力を定格出力まで上昇させるようにする。
【００３９】
図３は、図２中の周波数特性発振検知回路１０の一構成例をブロック図にて示している。
図３において、１５はモード判定回路、１６はＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路、１７はＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control)復号回路、１８は周波数振幅特性算出回路、１９は最大値ゲート回路、２０は最小値ゲート回路、２１は除算器、２２は比較器、２３は同期断検知回路、２４は論理和回路および２５は比較器である。また、図３中のａおよびｂは１以上の実数である。
【００４０】
動作につき説明する。
モード判定回路１５は、入力された回り込み観測信号Ｓ（ω）からＩＳＤＢ−Ｔ方式におけるモードやガードインターバル比などを判定して、モード情報としてＦＦＴ回路１６へ出力する。
【００４１】
ＦＦＴ回路１６は、モード判定回路１５から出力されるモード情報を用いて回り込み観測信号Ｓ（ω）の有効シンボル期間を抽出して複素ＦＦＴを行ってキャリアデータに変換し、得られたキャリアデータをＴＭＣＣ復号回路１７および周波数振幅特性算出回路１８へ出力する。
【００４２】
ＴＭＣＣ復号回路１７は、ＦＦＴ回路１６の出力であるキャリアデータからＴＭＣＣ情報を復号し、各ＯＦＤＭセグメントのキャリア変調方式、ＯＦＤＭフレーム同期およびＯＦＤＭシンボル番号などの情報を周波数振幅特性算出回路１８へ出力する。
【００４３】
周波数振幅特性算出回路１８は、ＴＭＣＣ復号回路１７の出力情報をもとに、ＦＦＴ回路１６の出力であるキャリアデータのうち、親局から送信されるキャリアの振幅が一定であるＳＰ（Scattered Pilot)、ＣＰ(Continual Pilot) 、ＴＭＣＣ、およびＡＣ(Auxiliary Channel) の各キャリアだけを取り出してそれらの振幅、すなわち、ＯＦＤＭ信号の周波数振幅特性における振幅を算出し、最大値ゲート回路１９および最小値ゲート回路２０へ出力する。
【００４４】
また、周波数振幅特性算出回路１８は、上述のＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのほかに、親局から送信されるキャリアの振幅が一定であるＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアの振幅も用いることが可能であるが、ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアは、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのキャリアに比べ４分の３倍の振幅比となっているために、ＱＰＳＫ変調またはＤＱＰＳＫ変調されたデータキャリアを用いる場合には、データキャリアの振幅を３分の４倍し、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣのキャリアと等しい振幅に調整して出力するものとする。
【００４５】
最大値ゲート回路１９は、周波数振幅特性算出回路１８が出力するＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣの各キャリアの振幅のうち、最も大きな値を除数として除算器２１へ出力する。
【００４６】
最小値ゲート回路２０は、周波数振幅特性算出回路１８が出力するＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣおよびＡＣの各キャリアの振幅のうち、最も小さな値を被除数として除算器２１へ出力する。
【００４７】
除算器２１は、最大値ゲート回路１９の出力を分母、最小値ゲート回路２０の出力を分子として相互間で除算を行い、除算結果を比較器２２および比較器２５へ出力する。
【００４８】
比較器２２は、除算器２１の出力と比較器２２に入力される１以上の第１の実数ａとを比較し、除算器２１の出力が実数ａ（閾値）よりも大きい場合に中継放送機１がループ発振していると判定して、ループ発振しているという情報を論理和回路２４へ出力する。ここで実数ａは回り込み変動速度や受信波のノイズの状況によっても変わるが、例えば、ａ＝１７程度の数値（ただし、１以上の実数）を入力する。ａ＝１７は、１波の回り込み波が親局波よりもおよそ１ｄＢ低く中継放送機に入力されたときの除算器２１の出力値である。
【００４９】
同期断検知回路２３は、回り込み観測信号Ｓ（ω）からフレーム同期やシンボル同期などの同期情報を検出し、これらの同期が検出されなかった場合に中継放送機１がループ発振しているか、あるいは親局からの信号がなくなったと判定して、その情報を論理和回路２４へ出力する。
【００５０】
論理和回路２４は、比較器２２の出力および同期断検知回路２３の出力のいづれか１つにループ発振しているという情報があった場合、論理和回路１３へループ発振しているという情報を出力する。
【００５１】
比較器２５は、除算器２１の出力と比較器２５に入力される１以上の第２の実数ｂとを比較し、除算器２１の出力が実数ｂ（閾値）よりも大きい場合に中継放送機１がループ発振する危険性があると判定して、減力制御信号を出力調整回路１４（図２参照）へ出力する。ここで実数ｂは、ｂ＜ａの値であり、例えば、ｂ＝８．７５程度の数値（ただし、１以上の実数）を入力する。ａ＝８．７５は、１波の回り込み波が親局波よりもおよそ２ｄＢ低く中継放送機に入力されたときの除算器２１の出力値である。
【００５２】
以上説明した周波数特性発振検知回路１０の構成に、同期断検知回路２３を設けたのは次の理由による。
すなわち、放送波中継ＳＦＮにおける中継放送機は、親局からの信号と中継放送機出力の信号とが同じ周波数の信号であるために、中継放送機が受信した信号の振幅だけからでは親局からの信号がなくなったかどうかを判定することは困難である。同期断検知回路２３によれば、親局からの信号の同期情報を検知することで親局からの信号がなくなつたかどうかを判定することができるため、これを出力調整回路１４と併せ使用することによって、アナログ放送における中継放送機のスケルチ回路と同等の動作をさせることが可能となる。
【００５３】
以上、本発明回り込みキャセラについて詳細に説明してきたが、その回り込みキャセラの主たる構成要素としての制御回路（図１中、符号７で示す回路）は、以下に述べるような目的に用いることもできる。すなわち、放送波を受信し、その受信した放送波の信号を増幅して再送信する目的で中継放送所に設置された中継放送機であって、この中継放送機には放送波を受信する受信アンテナの出力端子が接続され、中継放送機の出力は放送波を再送信する送信アンテナの入力端子に供給されるように構成されている中継放送機において、たとえ、その中継放送機が回り込みキャセルを防止する目的の回り込みキャセラを含まないものであっても、中継放送機がループ発振していることを検知し、その検知の結果、ループ発振していることが検知されたとき、中継放送機の出力を減力または停止させるような制御を行う目的に用いても最適なものである。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、ループ発振することのないように中継放送機を制御し、また、たとえ中継放送機がループ発振することがあっても直ちに正常に放送波中継を行うように自動復旧させることで、安定的な放送波中継によるＳＦＮを可能とする回り込みキャンセラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による回り込みキャンセラを使用して中継放送所の送受アンテナ間での回り込みをキャンセルする方法の原理構成の一例をブロック図にて示している。
【図２】 図１中の制御回路の一構成例をブロック図にて示している。
【図３】 図２中の周波数特性発振検知回路の一構成例をブロック図にて示している。
【符号の説明】
１ 中継放送機
２ 受信変換部
３ 回り込みキャンセラ
４ フィルタ係数生成回路
５ ＦＩＲフィルタ
６ 減算器
７ 制御回路
８ 乗算器
９ 送信変換部
１０ 周波数特性発振検知回路
１１ 送信変換部発振検知回路
１２ 受信変換部発振検知回路
１３ 論理和回路
１４ 出力調整回路
１５ モード判定回路
１６ ＦＦＴ回路
１７ ＴＭＣＣ復号回路
１８ 周波数振幅特性算出回路
１９ 最大値ゲート回路
２０ 最小値ゲート回路
２１ 除算器
２２ 比較器
２３ 同期断検知回路
２４ 論理和回路
２５ 比較器
ａ，ｂ １以上の実数
Claims (9)
- 回り込み信号を含んだ信号を受信して周波数変換を行う受信変換部と、前記受信変換部から信号を入力して回り込み信号をキャンセルする回り込みキャンセラと、前記回り込みキャンセラから信号を入力して周波数変換し、該周波数変換した信号を送信する送信変換部とを具えた中継放送機における前記回り込みキャンセラにおいて、
トランスバーサルフィルタおよび該フィルタのタップ係数制御用のフィルタ係数生成回路により構成され、前記回り込み信号の複製を発生する信号処理部と、
前記受信変換部により周波数変換された信号を入力し、前記信号処理部により発生された回り込み信号の複製を入力し、該周波数変換された信号から回り込み信号の複製を減算して回り込み信号をキャンセルする減算器と、
前記中継放送機がループ発振していることを検知し、該検知の結果、前記ループ発振していることが検知されたとき、前記トランスバーサルフィルタの出力を停止するとともに、前記中継放送機の出力を減力または停止させるように制御を行う制御回路と、
を少なくとも具えて構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。 - 請求項１記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路を、受信変換部のＡＧＣ回路の制御情報および／または前記送信変換部のＡＧＣ回路の制御情報から、それらＡＧＣ回路がＡＧＣ回路の利得を各々に規定された閾値よりも小さくしようと制御していることが判明した場合には、前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第１の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振していることを検知するように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路を、該制御回路に入力した回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最大値を前記回り込み観測信号の周波数振幅特性における振幅の最小値で除算した値が第２の閾値を超えたとき前記中継放送機がループ発振し得る危険性があると判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を減力する制御を行うことにより、未然に前記中継放送機のループ発振を防止するように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記送信変換部のＡＧＣ回路を前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路による前記中継放送機の出力の減力または停止を、前記減算器の出力端子と前記送信変換部の入力端子の間に実質的に介挿される乗算器の増幅率αを前記制御回路によって制御することで行うように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項６記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路および前記乗算器によって、回り込みキャンセラの出力が一定となるように制御を行うように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１乃至７のいずれか１項記載の回り込みキャンセラにおいて、前記制御回路に入力した回り込み観測信号の同期がなくなったとき、前記制御回路によって前記中継放送機がループ発振しているか、あるいは親局からの信号がなくなったと判定し、前記制御回路によって前記中継放送機の出力を停止させる制御を行うように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
- 請求項１乃至８のいずれか１項記載の回り込みキャンセラにおいて、前記中継放送機が停止または減力している場合に、前記制御回路が前記中継放送機の出力を、前記中継放送機がループ発振を起こさないように制御しながら放送機の定格出力まで上昇させるように構成したことを特徴とする回り込みキャンセラ。
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