JP4033374B2 - Ｏｆｄｍ信号中継装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ信号中継装置に関し、特に、１以上の系統の受信回路で受信されたＯＦＤＭ受信信号をダイバーシティ合成してマルチパスの影響による特性劣化を改善し、キャリアのＣ／Ｎ比を大きくするＯＦＤＭ信号中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭ信号を中継するＯＦＤＭ信号中継装置では、その一般的な構成として１本の受信アンテナを使用していた。
図２は、従来のＯＦＤＭ信号中継装置における一構成例を示すブロック図である。
図２に示すＯＦＤＭ信号中継装置では、受信したＯＦＤＭ信号は、ダウンコンバータ８１において特定の中間周波数に変換され、また、バンドパスフィルタ８２により不要な周波数を除去され、さらに、アップコンバータ８３において再び送信すべきＯＦＤＭ信号に変換される。
【０００３】
また、従来のＯＦＤＭ信号中継装置には、特願２０００−３５３２４５号の明細書に記載された「ＯＦＤＭデジタル信号中継装置」で開示されているように、ダイバーシティ合成を行うものも存在している。
図３は、従来のＯＦＤＭ信号中継装置の他の１構成例を示すブロック図である。
図３に示すＯＦＤＭ信号中継装置では、ＯＦＤＭ信号は、受信部９１に１以上の系統の受信信号として入力され、この１以上の系統の各受信信号は、受信部９１のダウンコンバータ９１１1〜９１１Lにおいて中間周波数に変換され、かつＡ／Ｄ変換器９１２1〜９１２LによりＡ／Ｄ変換されて、それぞれダイバーシティ合成部９２に出力される。ダイバーシティ合成部９２では、入力信号の各々は、フィルタ回路９２１1〜９２１Lを通過した後、信号合成回路９２２により合成される。フィルタ回路９２１1〜９２１Lの出力の各々は、Ａ／Ｄ変換器９１２1〜９１２Lの各々の分岐出力を使用してフィルタ係数演算部９５により計算される重み係数の各々により重み付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＯＦＤＭ信号中継装置のうち、送信されてきたＯＦＤＭ信号を１本の受信アンテナで受信する構成のものについては、フェージング現象の発生により、受信電波の受信レベルが低下した場合、このＯＦＤＭ信号をデジタル変換して成る信号は、全キャリアのＣ／Ｎ比が低下したままで増幅され、中継送信されていたために、このＯＦＤＭ信号中継装置から中継送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信側においても誤り率特性の劣化は改善されていなかった。
【０００５】
また、送信されてきたＯＦＤＭ信号に含まれるマルチパス歪みの影響による中継信号の特性劣化や、キャリア毎のＣ／Ｎ比の劣化等が改善されることなく再送信されていたため、中継後の送信信号には、元の送信系統の伝送特性の劣化に、この中継装置自体の伝送特性の劣化が加えられて、一層、誤り率特性の劣化を大きくしていた。
【０００６】
さらに、中継されるＯＦＤＭ信号の伝送信号帯域内での振幅周波数特性を一定にしておくような改善もなされていないため、中継後のＯＦＤＭ信号では、キャリア毎にＣ／Ｎ比が異なっており、Ｃ／Ｎ比が小さいキャリアについては誤り率が劣化しているので、この点からも、全キャリアでの平均誤り率を劣化させていた。
【０００７】
また、特願２０００−３５３２４５号の明細書に記載の「ＯＦＤＭデジタル信号中継装置」で開示されているようなダイバーシティ合成を行うものについては、図３に示すように、受信部９１により受信された１以上の系統の各受信信号に対応したフィルタ回路９２１1〜９２１Lが必要となった。また、受信部９１からの出力信号の各々については、このフィルタ回路を通過させてから信号合成回路９２２で合成する構成としているため、受信された１以上の系統の各受信信号に対応したタップ係数を得るための逆離散フ−リエ変換回路が全系統分必要となった。
【０００８】
さらに、受信信号に関するマルチパスの遅延時間の長さに応じて上記フィルタ回路のタップ数も多くする必要があった。そして、ＯＦＤＭ信号中継装置が受信したＯＦＤＭ信号に含まれるマルチパスの遅延時間が、この中継装置で用意されているタップ数で対応可能な遅延時間を超える場合、この中継装置は、伝送特性を劣化させる中継装置となっていた。
【０００９】
本発明は、以上のような従来のＯＦＤＭ信号中継装置における問題点に鑑みてなされたものであり、フェージング現象を受けても大きい受信レベルを得ると共にＣ／Ｎ比を改善し、かつダイバーシティ合成に必要な回路を小規模にしつつ、遅延時間の長いマルチパスにも対応することができるＯＦＤＭ信号中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するために以下の構成にかかるものとした。すなわち、ＯＦＤＭ信号中継装置では、周波数および変調内容が同一のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の前記系統毎のキャリアデータを得る手段と、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算する手段と、前記系統毎の伝送路の周波数応答からダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段とを備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とする構成とした。
【００１１】
また、ＯＦＤＭ信号中継装置では、異なる周波数で送られてきた同一変調内容の複数のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の受信信号をバンドパスフィルタによって前記送信周波数に対応した１以上の周波数のＯＦＤＭ信号に分波する手段と、前記分波された１以上のＯＦＤＭ信号の各々をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の各々に対応したキャリアデータを得る手段と、前記キャリアデータの各々に対応する伝送路の周波数応答を計算する手段と、前記伝送路の周波数応答の各々からダイバーシティ合成に使用するキャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段とを備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とする構成とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号中継装置は、受信アンテナ（１以上）で受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換し、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成する。そして、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換することができる。また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算することができるので、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。また、ダイバーシティ合成後のキャリアの各々の電力を等しくすることが可能となる。さらに各系統の利得が異なる場合にも、系統毎に正しい伝送路の周波数特性を求めることが可能となり、よって、各系統でのＯＦＤＭ信号の入力レベルが異なる場合にも、効果的なダイバーシティ合成が可能となる。
【００１３】
前記キャリア毎の重み付け係数を計算する手段は、前記キャリア毎の重み付け係数を、前記ダイバーシティ合成の方法が最大比合成、等利得合成、選択合成のいずれか１つとなるような値として計算すると共に、前記キャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算することができる構成とした。このように構成されることにより、キャリア毎にＣ／Ｎ比を大きくすることが可能となる。
【００１４】
また、前記ＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるローカル信号と、前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるデジタルサンプリングのためのクロック信号と、を発生する同期回路部を備え、前記同期回路部は、ローカル信号を、前記１以上の系統に共通なローカル周波数とし、かつ、前記クロック信号を、前記１以上の系統に共通なサンプリングクロックとした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明における第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、送信されてきたＯＦＤＭ波信号（高周波）をブランチ＃０〜＃（Ｌ−１）における１以上の系統の受信信号として受信する１以上（１〜４本、それ以上）のアンテナ（スペースダイバーシティアンテナ）と、受信した１以上の系統の各受信信号を、それぞれ対応する中間周波数のデジタル信号に変換した上で直交検波と離散フーリエ変換して出力する受信部１と、この１以上の系統のＯＦＤＭ波信号のキャリアデータをダイバーシティ合成するダイバーシティ合成部２と、ダイバーシティ合成部２の出力信号を離散逆フーリエ変換と直交変調とを行ない、再びＯＦＤＭ波信号（高周波）に変換して出力する送信部３と、周波数変換のためのローカル信号とデジタルサンプリングのためのクロック信号とを発生する同期回路部４と、キャリアデータ合成係数演算部５を含む構成とした。
【００１８】
受信部１は、入力された１以上の系統の受信信号を中間周波数に変換する周波数変換回路であるダウンコンバータ１１1〜１１Lと、ダウンコンバータ１１1〜１１Lから出力された中間周波数の受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２1〜１２L（アナログ・デジタル変換回路）と、Ａ／Ｄ変換器１２1〜１２Lから出力されたデジタル信号を直交検波する直交検波器１３1〜１３Lと、直交検波器１３1〜１３Lから出力された検波出力信号を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換器１４1〜１４Lを有する。
【００１９】
ダイバーシティ合成部２は、キャリアデータ合成回路２１を有する。
送信部３は、キャリアデータ合成回路２１からの出力信号を逆離散フーリエ変換する逆離散フーリエ変換器３１と、逆離散フーリエ変換器３１の出力信号を直交変調する直交変調器３２と、直交変調器３２の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３（デジタル・アナログ変換回路）と、Ｄ／Ａ変換器３３の出力信号を再びＯＦＤＭ波信号（高周波）に変換して出力するアップコンバータ３４（周波数変換回路）を有する。
【００２０】
キャリアデータ合成係数演算部５は、１以上の系統の各受信信号に対応した周波数応答を計算する伝送路応答演算回路５１と、ダイバーシティ合成のための重み付け係数を計算する周波数重み付係数演算回路５２を有する。
【００２１】
以下、図１を参照して、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の動作を説明する。
複数のキャリアを有するＯＦＤＭ信号については、その逆離散フーリエ変換と、離散フーリエ変換は、分点数Ｎ０の逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ，ＩＦＦＴ）と、離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）によって行うことができる。
ＯＦＤＭ信号のキャリア数をＫとすると、キャリア数Ｋと分点数Ｎ０との関係式は下記の（１）式で与えられる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
受信部１では、１以上のスペースダイバーシティアンテナで受信された系統数Ｌのブランチ＃０〜＃（Ｌ−１）のＯＦＤＭ信号は、系統数Ｌ（系統ｌ＝０，１，２，…，Ｌ−１）に対応した周波数変換回路であるダウンコンバータ１１1〜１１Lにおいて各系統に共通のローカル周波数Ｌ0を使用して高周波（ＲＦ）の周波数帯から中間周波数信号に変換される。その後、系統数Ｌに対応したＡ／Ｄ変換器１２1〜１２Lにおいて、各系統に共通のサンプリングクロックｆｓによりアナログ信号からデジタル信号に変換される。さらに、直交検波器１３1〜１３Lによって複数デジタルベースバンド信号に変換される。そして、系統数Ｌに対応した離散フーリエ変換器１４1〜１４Lにおいて離散フーリエに変換され、系統毎にＯＦＤＭ信号のキャリアデータＤｌ（ｋ）（ｋ＝０，１，２，…，Ｋ−１）が出力される。
【００２４】
ダイバーシティ合成部２では、各系統（ｌ）の信号特性に適応した重み付け係数Ｗｌ（ｋ）（ｋ＝０，１，２，…，Ｋ−１）を示す信号が入力され、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）と上記系統毎のＯＦＤＭ信号のキャリアデータＤｌ（ｋ）との系統別の積和（内積）が計算がされ、この計算（ダイバーシティ合成）の結果である１系統のキャリアデータ（以下、Ｄｏｕｔ（ｋ）で示す）が出力される。この積和（内積）の計算は、下記の（２）式で示される。
【００２５】
【数２】
【００２６】
送信部３では、ダイバーシティ合成部２から出力された上記の１系統のキャリアデータ（Ｄｏｕｔ（ｋ））は、逆離散フーリエ変換器３１において逆離散フーリエに変換され、次に、直交変調器３２において直交変調され、さらに、Ｄ／Ａ変換器３３においてデジタル信号からアナログ変換信号に変換される。その後、アップコンバータ３４において、送信すべき周波数のＯＦＤＭ信号に変換され、ＯＦＤＭ波の電波として発信されるか、若しくはケーブルを介して外部システムに伝送される。
【００２７】
同期回路部４では、信号伝送系である受信部１のダウンコンバータ１１1〜１１Lのためのローカル周波数Ｌ0が生成される。また、受信部１、ダイバーシティ合成部２、送信部３、及びキャリアデータ合成係数演算部５において使用されるクロックｆｓが生成される。さらに、図示は省略しているが、受信部１の離散フーリエ変換器１４1〜１４Lにおいて、系統数Ｌの離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）のウィンドウ位置を設定するために必要な共通使用のシンボルタイミングクロックを発生する。なお、この同期回路部４では、信号伝送系からの複素ベースバンド信号として、Ｌ系統の入力信号のうちの任意の１系統（ここでは、ブランチ＃１）が使用される。
【００２８】
キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１では、系統（ｌ）毎に伝送路の周波数応答Ｈｌ（ｋ）が算出される。ここで、周波数応答Ｈｌ（ｋ）は、系統ｌのキャリアｋに作用する周波数応答を意味するものである。即ち、ＯＦＤＭ波には、伝送路の推定に利用できる（受信側において）既知である所定のデータが挿入（ここでは以下、このデータをパイロットと呼称する）されており、よって、上記の周波数応答Ｈｌ（ｋ）は、受信信号に対する分点数Ｎ０の離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）を計算し、その計算結果から抽出したパイロットの値を既知のパイロットの値で複素除算することにより求める。
【００２９】
キャリアデータ合成係数演算部５の周波数重み付係数演算回路５２では、Ｌ系統の受信信号におけるダイバーシティ合成係数の演算が行われるが、より具体的には、伝送路応答演算回路５１で求めたＬ系統の周波数応答Ｈｌ（ｋ）を入力し、Ｌ系統におけるダイバーシティ合成用のキャリア毎の重み付け係数Ｗｌ（ｋ）を出力する。この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、最大比合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（３）式で与えられる。
【００３０】
【数３】
【００３１】
また、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、等利得合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（４）式で与えられる。
【００３２】
【数４】
【００３３】
さらに、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、選択合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（５）式で与えられる。
【００３４】
【数５】
【００３５】
なお、キャリアデータ合成係数演算部５では、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするようなキャリア対応の重み付け係数を得ることが可能である。
【００３６】
本実施の形態に係る受信部１における１以上の系統の各々については、その先頭部に、系統別に所定の利得を備えた信号増幅器を挿入することができる。この場合、挿入する信号増幅器は、系統毎に、後段のダウンコンバータ１１1〜１１LとＡ／Ｄ変換器１２1〜１２Lにおいて最適な信号レベルとなるように利得ｇｌを制御するＡＧＣ回路を備えるものとする。
【００３７】
この信号増幅器は、受信されたＯＦＤＭ信号を増幅して出力する機能の他に、系統毎に、上記ＡＧＣ回路のコントロール信号から求めた利得ｇｌ（値）を出力する機能を備える。この利得ｇｌ（値）は、キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１に入力される。キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１においては、系統（ｌ）毎に求められた伝送路の周波数応答Ｈｌ（ｋ）に１／ｇｌを乗じた値、即ち（１／ｇｌ）Ｈｌ（ｋ）が、利得補正された周波数応答Ｈｌ（ｋ）として出力される。
【００３８】
また、本実施の形態に係る送信部３については、受信部１に上記の信号増幅器が挿入された構成のものも含めて、直交変調器３２とＤ／Ａ変換器３３との間にバッファメモリ（図示せず）を挿入し、所定の時間だけ送信信号を遅延させることができる。この場合、このバッファメモリは、逆離散フーリエ変換器３１の前、または直交変調器３２の前に挿入することも可能である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
本発明における第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、図１に示す第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置と比べて、受信部１の構成及び機能のみが異なる（図示は省略）。
【００４０】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、Ｌ通りの異なる送信周波数で送信された同一変調内容のＯＦＤＭ信号を、１本以上の受信アンテナで受信し、これをバンドパスフィルタによって上記の送信周波数に対応したＬ通りの異なる受信周波数に分波し、さらに、この受信周波数の各々を系統数Ｌに対応したダウンコンバータに入力し、異なるローカル周波数を出力できる同期回路部からの該異なるローカル周波数によって、それぞれ複素ベースバンド信号に変換することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、送信部は、ダイバーシティ合成部から出力された前記系統のキャリアデータが、逆離散フーリエ変換器において逆離散フーリエに変換され、次に、直交変調器において直交変調され、さらに、Ｄ／Ａ変換器においてデジタル信号からアナログ変換信号に変換される。その後、アップコンバータにおいて、送信すべき周波数のＯＦＤＭ信号に変換され、ＯＦＤＭ波の電波として発信されるか、若しくはケーブルを介して外部システムに伝送される。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るＯＦＤＭ信号中継装置では、以下に示すように優れた効果を奏する。
ＯＦＤＭ信号中継装置は、１以上の受信アンテナで受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換し、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成すると共に、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望のＯＦＤＭ信号に変換し、また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算する構成とした。そのため、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。
【００４３】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、１以上の本数の受信アンテナで受信された１以上の系統の受信信号をバンドパスフィルタによって前記送信周波数に対応した１以上の周波数のＯＦＤＭ信号に分波し、この分波された１以上のＯＦＤＭ信号の各々をベースバンドデジタル信号に変換すると共に、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成し、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換し、また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算する構成とした。そのため、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。
【００４４】
なお、前記キャリア対応の重み付け係数を計算する手段は、重み付け係数を前記ダイバーシティ合成の方法が最大比合成、等利得合成、選択合成のいずれか１つとなるような値として計算することができる構成としたので、キャリア毎にＣ／Ｎ比を大きくすることが可能となる。
【００４５】
また、前記キャリア対応の重み付け係数を計算する手段は、重み付け係数をダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算することができる構成としたので、ダイバーシティ合成後のキャリアの各々の電力を等しくすることが可能となる。
【００４６】
さらに、前記１以上の受信アンテナで受信される１以上の系統の各受信信号を増幅してからベースバンドデジタル信号に変換し、この増幅の際の利得値を前記系統毎に得ると共に、系統毎の伝送路の周波数応答を計算する際には、本来の周波数応答を前記利得値で除算する構成としたので、各系統の利得が異なる場合にも、系統毎に正しい伝送路の周波数特性を求めることが可能となり、よって、各系統でのＯＦＤＭ信号の入力レベルが異なる場合にも、効果的なダイバーシティ合成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＯＦＤＭ信号中継装置の１構成例を示すブロック図である。
【図３】従来のＯＦＤＭ信号中継装置の他の１構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……受信部、
２……ダイバーシティ合成部、
３……送信部、
４……同期回路部、
５……キャリアデータ合成係数演算部、
１１1〜１１L……ダウンコンバータ、
１２1〜１２L……Ａ／Ｄ変換器、
１３1〜１３L……直交検波器、
１４1〜１４L……離散フーリエ変換器、
２１……キャリアデータ合成回路、
３１……逆離散フーリエ変換器、
３２……直交変調器、
３３……Ｄ／Ａ変換器、
３４……アップコンバータ、
５１……伝送路応答演算回路、
５２……周波数重み付係数演算回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ信号中継装置に関し、特に、１以上の系統の受信回路で受信されたＯＦＤＭ受信信号をダイバーシティ合成してマルチパスの影響による特性劣化を改善し、キャリアのＣ／Ｎ比を大きくするＯＦＤＭ信号中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭ信号を中継するＯＦＤＭ信号中継装置では、その一般的な構成として１本の受信アンテナを使用していた。
図２は、従来のＯＦＤＭ信号中継装置における一構成例を示すブロック図である。
図２に示すＯＦＤＭ信号中継装置では、受信したＯＦＤＭ信号は、ダウンコンバータ８１において特定の中間周波数に変換され、また、バンドパスフィルタ８２により不要な周波数を除去され、さらに、アップコンバータ８３において再び送信すべきＯＦＤＭ信号に変換される。
【０００３】
また、従来のＯＦＤＭ信号中継装置には、特願２０００−３５３２４５号の明細書に記載された「ＯＦＤＭデジタル信号中継装置」で開示されているように、ダイバーシティ合成を行うものも存在している。
図３は、従来のＯＦＤＭ信号中継装置の他の１構成例を示すブロック図である。
図３に示すＯＦＤＭ信号中継装置では、ＯＦＤＭ信号は、受信部９１に１以上の系統の受信信号として入力され、この１以上の系統の各受信信号は、受信部９１のダウンコンバータ９１１1〜９１１Lにおいて中間周波数に変換され、かつＡ／Ｄ変換器９１２1〜９１２LによりＡ／Ｄ変換されて、それぞれダイバーシティ合成部９２に出力される。ダイバーシティ合成部９２では、入力信号の各々は、フィルタ回路９２１1〜９２１Lを通過した後、信号合成回路９２２により合成される。フィルタ回路９２１1〜９２１Lの出力の各々は、Ａ／Ｄ変換器９１２1〜９１２Lの各々の分岐出力を使用してフィルタ係数演算部９５により計算される重み係数の各々により重み付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のＯＦＤＭ信号中継装置のうち、送信されてきたＯＦＤＭ信号を１本の受信アンテナで受信する構成のものについては、フェージング現象の発生により、受信電波の受信レベルが低下した場合、このＯＦＤＭ信号をデジタル変換して成る信号は、全キャリアのＣ／Ｎ比が低下したままで増幅され、中継送信されていたために、このＯＦＤＭ信号中継装置から中継送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信側においても誤り率特性の劣化は改善されていなかった。
【０００５】
また、送信されてきたＯＦＤＭ信号に含まれるマルチパス歪みの影響による中継信号の特性劣化や、キャリア毎のＣ／Ｎ比の劣化等が改善されることなく再送信されていたため、中継後の送信信号には、元の送信系統の伝送特性の劣化に、この中継装置自体の伝送特性の劣化が加えられて、一層、誤り率特性の劣化を大きくしていた。
【０００６】
さらに、中継されるＯＦＤＭ信号の伝送信号帯域内での振幅周波数特性を一定にしておくような改善もなされていないため、中継後のＯＦＤＭ信号では、キャリア毎にＣ／Ｎ比が異なっており、Ｃ／Ｎ比が小さいキャリアについては誤り率が劣化しているので、この点からも、全キャリアでの平均誤り率を劣化させていた。
【０００７】
また、特願２０００−３５３２４５号の明細書に記載の「ＯＦＤＭデジタル信号中継装置」で開示されているようなダイバーシティ合成を行うものについては、図３に示すように、受信部９１により受信された１以上の系統の各受信信号に対応したフィルタ回路９２１1〜９２１Lが必要となった。また、受信部９１からの出力信号の各々については、このフィルタ回路を通過させてから信号合成回路９２２で合成する構成としているため、受信された１以上の系統の各受信信号に対応したタップ係数を得るための逆離散フ−リエ変換回路が全系統分必要となった。
【０００８】
さらに、受信信号に関するマルチパスの遅延時間の長さに応じて上記フィルタ回路のタップ数も多くする必要があった。そして、ＯＦＤＭ信号中継装置が受信したＯＦＤＭ信号に含まれるマルチパスの遅延時間が、この中継装置で用意されているタップ数で対応可能な遅延時間を超える場合、この中継装置は、伝送特性を劣化させる中継装置となっていた。
【０００９】
本発明は、以上のような従来のＯＦＤＭ信号中継装置における問題点に鑑みてなされたものであり、フェージング現象を受けても大きい受信レベルを得ると共にＣ／Ｎ比を改善し、かつダイバーシティ合成に必要な回路を小規模にしつつ、遅延時間の長いマルチパスにも対応することができるＯＦＤＭ信号中継装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記の課題を解決するために以下の構成にかかるものとした。すなわち、ＯＦＤＭ信号中継装置では、周波数および変調内容が同一のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の前記系統毎のキャリアデータを得る手段と、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算する手段と、前記系統毎の伝送路の周波数応答からダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段とを備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とする構成とした。
【００１１】
また、ＯＦＤＭ信号中継装置では、異なる周波数で送られてきた同一変調内容の複数のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の受信信号をバンドパスフィルタによって前記送信周波数に対応した１以上の周波数のＯＦＤＭ信号に分波する手段と、前記分波された１以上のＯＦＤＭ信号の各々をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の各々に対応したキャリアデータを得る手段と、前記キャリアデータの各々に対応する伝送路の周波数応答を計算する手段と、前記伝送路の周波数応答の各々からダイバーシティ合成に使用するキャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段とを備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とする構成とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号中継装置は、受信アンテナ（１以上）で受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換し、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成する。そして、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換することができる。また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算することができるので、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。また、ダイバーシティ合成後のキャリアの各々の電力を等しくすることが可能となる。さらに各系統の利得が異なる場合にも、系統毎に正しい伝送路の周波数特性を求めることが可能となり、よって、各系統でのＯＦＤＭ信号の入力レベルが異なる場合にも、効果的なダイバーシティ合成が可能となる。
【００１３】
前記キャリア毎の重み付け係数を計算する手段は、前記キャリア毎の重み付け係数を、前記ダイバーシティ合成の方法が最大比合成、等利得合成、選択合成のいずれか１つとなるような値として計算すると共に、前記キャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算することができる構成とした。このように構成されることにより、キャリア毎にＣ／Ｎ比を大きくすることが可能となる。
【００１４】
また、前記ＯＦＤＭ信号中継装置において、前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるローカル信号と、前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるデジタルサンプリングのためのクロック信号と、を発生する同期回路部を備え、前記同期回路部は、ローカル信号を、前記１以上の系統に共通なローカル周波数とし、かつ、前記クロック信号を、前記１以上の系統に共通なサンプリングクロックとした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明における第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、送信されてきたＯＦＤＭ波信号（高周波）をブランチ＃０〜＃（Ｌ−１）における１以上の系統の受信信号として受信する１以上（１〜４本、それ以上）のアンテナ（スペースダイバーシティアンテナ）と、受信した１以上の系統の各受信信号を、それぞれ対応する中間周波数のデジタル信号に変換した上で直交検波と離散フーリエ変換して出力する受信部１と、この１以上の系統のＯＦＤＭ波信号のキャリアデータをダイバーシティ合成するダイバーシティ合成部２と、ダイバーシティ合成部２の出力信号を離散逆フーリエ変換と直交変調とを行ない、再びＯＦＤＭ波信号（高周波）に変換して出力する送信部３と、周波数変換のためのローカル信号とデジタルサンプリングのためのクロック信号とを発生する同期回路部４と、キャリアデータ合成係数演算部５を含む構成とした。
【００１８】
受信部１は、入力された１以上の系統の受信信号を中間周波数に変換する周波数変換回路であるダウンコンバータ１１1〜１１Lと、ダウンコンバータ１１1〜１１Lから出力された中間周波数の受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１２1〜１２L（アナログ・デジタル変換回路）と、Ａ／Ｄ変換器１２1〜１２Lから出力されたデジタル信号を直交検波する直交検波器１３1〜１３Lと、直交検波器１３1〜１３Lから出力された検波出力信号を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換器１４1〜１４Lを有する。
【００１９】
ダイバーシティ合成部２は、キャリアデータ合成回路２１を有する。
送信部３は、キャリアデータ合成回路２１からの出力信号を逆離散フーリエ変換する逆離散フーリエ変換器３１と、逆離散フーリエ変換器３１の出力信号を直交変調する直交変調器３２と、直交変調器３２の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３（デジタル・アナログ変換回路）と、Ｄ／Ａ変換器３３の出力信号を再びＯＦＤＭ波信号（高周波）に変換して出力するアップコンバータ３４（周波数変換回路）を有する。
【００２０】
キャリアデータ合成係数演算部５は、１以上の系統の各受信信号に対応した周波数応答を計算する伝送路応答演算回路５１と、ダイバーシティ合成のための重み付け係数を計算する周波数重み付係数演算回路５２を有する。
【００２１】
以下、図１を参照して、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の動作を説明する。
複数のキャリアを有するＯＦＤＭ信号については、その逆離散フーリエ変換と、離散フーリエ変換は、分点数Ｎ０の逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ，ＩＦＦＴ）と、離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）によって行うことができる。
ＯＦＤＭ信号のキャリア数をＫとすると、キャリア数Ｋと分点数Ｎ０との関係式は下記の（１）式で与えられる。
【００２２】
【数１】
受信部１では、１以上のスペースダイバーシティアンテナで受信された系統数Ｌのブランチ＃０〜＃（Ｌ−１）のＯＦＤＭ信号は、系統数Ｌ（系統ｌ＝０，１，２，…，Ｌ−１）に対応した周波数変換回路であるダウンコンバータ１１1〜１１Lにおいて各系統に共通のローカル周波数Ｌ0を使用して高周波（ＲＦ）の周波数帯から中間周波数信号に変換される。その後、系統数Ｌに対応したＡ／Ｄ変換器１２1〜１２Lにおいて、各系統に共通のサンプリングクロックｆｓによりアナログ信号からデジタル信号に変換される。さらに、直交検波器１３1〜１３Lによって複数デジタルベースバンド信号に変換される。そして、系統数Ｌに対応した離散フーリエ変換器１４1〜１４Lにおいて離散フーリエに変換され、系統毎にＯＦＤＭ信号のキャリアデータＤｌ（ｋ）（ｋ＝０，１，２，…，Ｋ−１）が出力される。
【００２４】
ダイバーシティ合成部２では、各系統（ｌ）の信号特性に適応した重み付け係数Ｗｌ（ｋ）（ｋ＝０，１，２，…，Ｋ−１）を示す信号が入力され、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）と上記系統毎のＯＦＤＭ信号のキャリアデータＤｌ（ｋ）との系統別の積和（内積）が計算がされ、この計算（ダイバーシティ合成）の結果である１系統のキャリアデータ（以下、Ｄｏｕｔ（ｋ）で示す）が出力される。この積和（内積）の計算は、下記の（２）式で示される。
【００２５】
【数２】
送信部３では、ダイバーシティ合成部２から出力された上記の１系統のキャリアデータ（Ｄｏｕｔ（ｋ））は、逆離散フーリエ変換器３１において逆離散フーリエに変換され、次に、直交変調器３２において直交変調され、さらに、Ｄ／Ａ変換器３３においてデジタル信号からアナログ変換信号に変換される。その後、アップコンバータ３４において、送信すべき周波数のＯＦＤＭ信号に変換され、ＯＦＤＭ波の電波として発信されるか、若しくはケーブルを介して外部システムに伝送される。
【００２７】
同期回路部４では、信号伝送系である受信部１のダウンコンバータ１１1〜１１Lのためのローカル周波数Ｌ0が生成される。また、受信部１、ダイバーシティ合成部２、送信部３、及びキャリアデータ合成係数演算部５において使用されるクロックｆｓが生成される。さらに、図示は省略しているが、受信部１の離散フーリエ変換器１４1〜１４Lにおいて、系統数Ｌの離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）のウィンドウ位置を設定するために必要な共通使用のシンボルタイミングクロックを発生する。なお、この同期回路部４では、信号伝送系からの複素ベースバンド信号として、Ｌ系統の入力信号のうちの任意の１系統（ここでは、ブランチ＃１）が使用される。
【００２８】
キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１では、系統（ｌ）毎に伝送路の周波数応答Ｈｌ（ｋ）が算出される。ここで、周波数応答Ｈｌ（ｋ）は、系統ｌのキャリアｋに作用する周波数応答を意味するものである。即ち、ＯＦＤＭ波には、伝送路の推定に利用できる（受信側において）既知である所定のデータが挿入（ここでは以下、このデータをパイロットと呼称する）されており、よって、上記の周波数応答Ｈｌ（ｋ）は、受信信号に対する分点数Ｎ０の離散フーリエ変換（ＤＦＴ，ＦＦＴ）を計算し、その計算結果から抽出したパイロットの値を既知のパイロットの値で複素除算することにより求める。
【００２９】
キャリアデータ合成係数演算部５の周波数重み付係数演算回路５２では、Ｌ系統の受信信号におけるダイバーシティ合成係数の演算が行われるが、より具体的には、伝送路応答演算回路５１で求めたＬ系統の周波数応答Ｈｌ（ｋ）を入力し、Ｌ系統におけるダイバーシティ合成用のキャリア毎の重み付け係数Ｗｌ（ｋ）を出力する。この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、最大比合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（３）式で与えられる。
【００３０】
【数３】
また、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、等利得合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（４）式で与えられる。
【００３２】
【数４】
さらに、この重み付け係数Ｗｌ（ｋ）は、選択合成の場合には、系統（ｌ）毎に下記の（５）式で与えられる。
【００３４】
【数５】
なお、キャリアデータ合成係数演算部５では、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするようなキャリア対応の重み付け係数を得ることが可能である。
【００３６】
本実施の形態に係る受信部１における１以上の系統の各々については、その先頭部に、系統別に所定の利得を備えた信号増幅器を挿入することができる。この場合、挿入する信号増幅器は、系統毎に、後段のダウンコンバータ１１1〜１１LとＡ／Ｄ変換器１２1〜１２Lにおいて最適な信号レベルとなるように利得ｇｌを制御するＡＧＣ回路を備えるものとする。
【００３７】
この信号増幅器は、受信されたＯＦＤＭ信号を増幅して出力する機能の他に、系統毎に、上記ＡＧＣ回路のコントロール信号から求めた利得ｇｌ（値）を出力する機能を備える。この利得ｇｌ（値）は、キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１に入力される。キャリアデータ合成係数演算部５の伝送路応答演算回路５１においては、系統（ｌ）毎に求められた伝送路の周波数応答Ｈｌ（ｋ）に１／ｇｌを乗じた値、即ち（１／ｇｌ）Ｈｌ（ｋ）が、利得補正された周波数応答Ｈｌ（ｋ）として出力される。
【００３８】
また、本実施の形態に係る送信部３については、受信部１に上記の信号増幅器が挿入された構成のものも含めて、直交変調器３２とＤ／Ａ変換器３３との間にバッファメモリ（図示せず）を挿入し、所定の時間だけ送信信号を遅延させることができる。この場合、このバッファメモリは、逆離散フーリエ変換器３１の前、または直交変調器３２の前に挿入することも可能である。
【００３９】
（第２の実施の形態）
本発明における第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、図１に示す第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置と比べて、受信部１の構成及び機能のみが異なる（図示は省略）。
【００４０】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、Ｌ通りの異なる送信周波数で送信された同一変調内容のＯＦＤＭ信号を、１本以上の受信アンテナで受信し、これをバンドパスフィルタによって上記の送信周波数に対応したＬ通りの異なる受信周波数に分波し、さらに、この受信周波数の各々を系統数Ｌに対応したダウンコンバータに入力し、異なるローカル周波数を出力できる同期回路部からの該異なるローカル周波数によって、それぞれ複素ベースバンド信号に変換することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、送信部は、ダイバーシティ合成部から出力された前記系統のキャリアデータが、逆離散フーリエ変換器において逆離散フーリエに変換され、次に、直交変調器において直交変調され、さらに、Ｄ／Ａ変換器においてデジタル信号からアナログ変換信号に変換される。その後、アップコンバータにおいて、送信すべき周波数のＯＦＤＭ信号に変換され、ＯＦＤＭ波の電波として発信されるか、若しくはケーブルを介して外部システムに伝送される。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るＯＦＤＭ信号中継装置では、以下に示すように優れた効果を奏する。
ＯＦＤＭ信号中継装置は、１以上の受信アンテナで受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換し、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成すると共に、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望のＯＦＤＭ信号に変換し、また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算する構成とした。そのため、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。
【００４３】
また、本発明に係るＯＦＤＭ信号中継装置は、１以上の本数の受信アンテナで受信された１以上の系統の受信信号をバンドパスフィルタによって前記送信周波数に対応した１以上の周波数のＯＦＤＭ信号に分波し、この分波された１以上のＯＦＤＭ信号の各々をベースバンドデジタル信号に変換すると共に、これらを直交検波してから離散フーリエ変換した結果をダイバーシティ合成し、前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調し、この直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換し、また、前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答から前記ダイバーシティ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を計算する構成とした。そのため、ＯＦＤＭ信号の非再生中継が可能となり、また、ＯＦＤＭ信号のフェージング現象に対応することも可能となり、Ｃ／Ｎ比を改善することも可能となる。しかも、従来の中継装置で使用されていたＦＩＲフィルタを使用しないので、遅延時間の長いマルチパスを含むＯＦＤＭ信号の場合であっても、ＯＦＤＭ信号中継装置のダイバーシティ合成に関連する演算回路及びダイバーシティ合成回路を、共に従来よりも小規模にすることができる。
【００４４】
なお、前記キャリア対応の重み付け係数を計算する手段は、重み付け係数を前記ダイバーシティ合成の方法が最大比合成、等利得合成、選択合成のいずれか１つとなるような値として計算することができる構成としたので、キャリア毎にＣ／Ｎ比を大きくすることが可能となる。
【００４５】
また、前記キャリア対応の重み付け係数を計算する手段は、重み付け係数をダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算することができる構成としたので、ダイバーシティ合成後のキャリアの各々の電力を等しくすることが可能となる。
【００４６】
さらに、前記１以上の受信アンテナで受信される１以上の系統の各受信信号を増幅してからベースバンドデジタル信号に変換し、この増幅の際の利得値を前記系統毎に得ると共に、系統毎の伝送路の周波数応答を計算する際には、本来の周波数応答を前記利得値で除算する構成としたので、各系統の利得が異なる場合にも、系統毎に正しい伝送路の周波数特性を求めることが可能となり、よって、各系統でのＯＦＤＭ信号の入力レベルが異なる場合にも、効果的なダイバーシティ合成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ信号中継装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＯＦＤＭ信号中継装置の１構成例を示すブロック図である。
【図３】従来のＯＦＤＭ信号中継装置の他の１構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……受信部、
２……ダイバーシティ合成部、
３……送信部、
４……同期回路部、
５……キャリアデータ合成係数演算部、
１１1〜１１L……ダウンコンバータ、
１２1〜１２L……Ａ／Ｄ変換器、
１３1〜１３L……直交検波器、
１４1〜１４L……離散フーリエ変換器、
２１……キャリアデータ合成回路、
３１……逆離散フーリエ変換器、
３２……直交変調器、
３３……Ｄ／Ａ変換器、
３４……アップコンバータ、
５１……伝送路応答演算回路、
５２……周波数重み付係数演算回路
Claims (4)
- 周波数および変調内容が同一のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、
前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の各受信信号をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、
前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の前記系統毎のキャリアデータを得る手段と、
前記系統毎のキャリアデータから該系統毎の伝送路の周波数応答を計算する手段と、
前記系統毎の伝送路の周波数応答からダイバーシティ合成に使用するキャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、
前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、
前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、
前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、
前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段と、を備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とすることを特徴とするＯＦＤＭ信号中継装置。 - 異なる周波数で送られてきた同一変調内容の複数のＯＦＤＭ信号を中継伝送するＯＦＤＭ信号中継装置において、
前記ＯＦＤＭ信号の送信波を受信する受信アンテナで受信された１以上の系統の受信信号をバンドパスフィルタによって前記送信周波数に対応した１以上の周波数のＯＦＤＭ信号に分波する手段と、
前記分波された１以上のＯＦＤＭ信号の各々をベースバンドデジタル信号に変換する手段と、
前記ベースバンドデジタル信号の各々を直交検波してから離散フーリエ変換することにより前記ＯＦＤＭ信号の各々に対応したキャリアデータを得る手段と、
前記キャリアデータの各々に対応する伝送路の周波数応答を計算する手段と、
前記伝送路の周波数応答の各々からダイバーシティ合成に使用するキャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算する手段と、
前記キャリアデータの各々を前記キャリア毎の重み付け係数を使用してダイバーシティ合成する手段と、
前記ダイバーシティ合成した後のキャリアデータを逆離散フーリエ変換してから直交変調する手段と、
前記直交変調されて成るベースバンドデジタル信号を所望の周波数のＯＦＤＭ信号に変換する手段と、を有し、
前記受信アンテナで受信された直後における１以上の系統の各受信信号を増幅する付加的な増幅手段と、前記付加的な増幅手段の利得値を前記１以上の系統毎に得る手段とを備え、前記系統毎の伝送路の周波数応答を前記利得値で除算した結果を、あらためて前記系統毎の伝送路の周波数応答とすることを特徴とするＯＦＤＭ信号中継装置。 - 前記キャリア毎の重み付け係数を計算する手段は、前記ダイバーシティ合成の方法が最大比合成、等利得合成、選択合成のいずれか１つとなるような値として計算すると共に、前記キャリア毎の重み付け係数を、ダイバーシティ合成後のＯＦＤＭ信号のキャリアの各々の電力を等しくするような値として計算することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＯＦＤＭ信号中継装置。
- 前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるローカル信号と、前記ベースバンドデジタル信号に変換する手段で使用されるデジタルサンプリングのためのクロック信号と、を発生する同期回路部を備え、前記同期回路部は、前記ローカル信号を、前記１以上の系統に共通なローカル周波数とし、かつ、前記クロック信号を、前記１以上の系統に共通なサンプリングクロックとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＯＦＤＭ信号中継装置。
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