JP4603464B2

JP4603464B2 - 中継装置および受信装置

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Publication number: JP4603464B2
Application number: JP2005315429A
Authority: JP
Inventors: 孝基柴田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: JP2007124401A

Description

本発明は、中継装置および受信装置に関し、特に複数のチャネルによって形成された信号を中継する中継装置および受信装置に関する。

テレビジョン放送システム等の放送システムにおいては、放送局から電磁波として信号が送信される。受信機は、放送局から送信された信号を受信し、受信した信号から画像情報、音声情報等を取得する。放送局が送信する信号については、放送局が放送圏とする地域に存在する受信機において所定の品質の情報が得られるよう、送信電力、所望信号対妨害波比等の規定が定められている。しかしながら、放送局がその規定を満足する信号を送信したとしても、放送圏内において電磁波の障害物等が存在すると、受信機において受信される信号の電界強度が不十分となり、放送圏内において所定の品質の情報が得られない地域が生じる。そこで、このような品質劣化地域を減少させるため、放送局から送信された信号を受信し、増幅して送信する中継を行う中継装置が放送圏内に設置される。

例えば、中継装置は、受信アンテナによって、複数のチャネルによって形成されたアナログ変調信号を受信し、受信した信号を分波器に出力する。分波器は、受信した信号をチャネル単位に分離する。すなわち、分波器は、所望のチャネル以外の周波数帯域の信号を減衰させた信号を出力する。分波器は、複数の信号を複数のチャネル帯域内増幅部に出力する。チャネル帯域内増幅部のそれぞれは、チャネル単位の信号を増幅した後、中間周波数帯域の信号に変換する。また、所望のチャネル以外の信号を減衰させる帯域制限を行った後、中間周波数での増幅を行い、再び放送周波数帯域に変換してから、増幅する。増幅された複数の信号は、合波器に出力される。合波器は、複数の信号を合成する。合波器によって合成した信号は、送信アンテナを介して電磁波として送信される。

このような中継装置は、受信した信号を複数のチャネルに分離し、それぞれのチャネルの周波数帯域に対し個別に帯域制限および増幅等を行う。これは、互いに異なる複数のチャネル周波数帯域のアナログ変調信号が互いに影響し合って発生する相互変調による妨害波、あるいは、各チャネル周波数帯域に近い周波数帯域に重畳するノイズによって発生する妨害波をできるだけ低減させるためである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３２４０３６号公報

近年、ディジタル変調された信号を用いて情報を送信するディジタルテレビジョン放送が利用されるようになっており、アナログ変調信号とディジタル変調信号とが混在する状況となっている。このような状況下においても、前述の中継装置が使用される。一般的に、ディジタルテレビジョン放送は、従来のテレビジョン放送よりも多くのチャネルによって構成される。そのため、前述の構成では、チャネル数に応じたチャネル帯域内増幅部が必要となるので、チャネル数が増加するにつれて回路が大規模な構成となり、製造コストが増大してしまう。一方、一般的に、中継装置において受信される信号は、フェージングの影響を受けるので、信号の品質が悪化する。その結果、中継装置を設置したとしても、すべてのチャネルに対して品質劣化地域を減少させる効果を得ることが困難となる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模の増加を抑えつつ、複数のチャネルによって形成された信号を中継する中継装置および受信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の中継装置は、周波数多重された複数のチャネルが含まれた信号を受信する受信部と、受信部において受信すべき信号のうち、抽出すべき少なくともふたつのチャネルを設定する設定部において設定した少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する生成部と、生成部において生成した周波数特性によって、受信部において受信した信号から、少なくともふたつのチャネルを抽出するフィルタ部と、フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルを周波数多重された信号として送信する送信部とを備える。生成部は、フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する周波数スペクトラムを導出する手段と、周波数特性を生成する際に、導出した周波数スペクトラムを反映させる手段とを含む。生成部は、
複数のチャネルのそれぞれを抽出するための周波数特性を時間領域のタップ係数として予め複数種類保持する記憶部と、設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに応じて、記憶部に保持した複数種類の時間領域のタップ係数の中から該当するタップ係数を選択する選択部と、選択部において選択したタップ係数を合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する合成部と、を備える。

この態様によると、ひとつのフィルタ部に対して、所望のチャネルを抽出するような周波数特性であって、かつ周波数スペクトラムを反映させた周波数特性を使用するので、回路規模の増加を抑えつつ、フェージングによる品質の悪化を抑制できる。

生成部は、導出した周波数スペクトラムの逆数に対応した値の組合せを導出する逆数化部と、逆数化部において導出した値の組合せを時間領域の値に変換する変換部と、変換部において導出した時間領域の値に対して適応アルゴリズムを実行する更新部とをさらに備えてもよい。合成部は、更新部において適応アルゴリズムを実行した結果と、合成したタップ係数とを合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成してもよい。この場合、適応アルゴリズムを実行するので、精度の高いタップ係数を導出できる。

生成部は、導出した周波数スペクトラムの逆数に対応した値の組合せを導出する逆数化部と、設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに対する周波数特性を導出する導出部と、導出部において導出した周波数特性と、逆数化部において導出した値の組合せを合成する合成部と、合成部において合成した値を時間領域の値に変換することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する変換部と、を含んでもよい。この場合、周波数スペクトラムの逆数を導出するだけなので、処理量を低減できる。

本発明の別の態様は、受信装置である。この装置は、周波数多重された複数のチャネルが含まれた信号を受信する受信部と、受信部において受信すべき信号のうち、抽出すべき少なくともふたつのチャネルを設定する設定部において設定した少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する生成部と、生成部において生成した周波数特性によって、受信部において受信した信号から、少なくともふたつのチャネルを抽出するフィルタ部とを備える。生成部は、フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する周波数スペクトラムを導出する手段と、周波数特性を生成する際に、導出した周波数スペクトラムを反映させる手段とを含む。生成部は、複数のチャネルのそれぞれを抽出するための周波数特性を時間領域のタップ係数として予め複数種類保持する記憶部と、設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに応じて、記憶部に保持した複数種類の時間領域のタップ係数の中から該当するタップ係数を選択する選択部と、選択部において選択したタップ係数を合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する合成部と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、回路規模の増加を抑えつつ、複数のチャネルによって形成された信号を中継できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、周波数多重された複数のチャネルが含まれた信号を受信し、受信した信号を増幅してから、送信する中継装置に関する。なお、複数のチャネルには、ディジタルテレビジョン放送に対応した信号であって、かつディジタル変調された信号も含まれている。ディジタルテレビジョン放送には多くのチャネルが含まれているので、中継装置での処理がチャネル単位に実行されており、かつチャネル単位の処理が別の回路によって実行される場合、回路規模が大きくなってしまう。また、受信した信号は、一般的にフェージングの影響を受けているので、信号の品質が悪化する。一方、フェージングの影響を低減するために別途等化器が備えられれば、中継装置の回路規模が大きくなってしまう。本実施例は、以上の課題を解決するために、以下の処理を実行する。

本実施例に係る中継装置は、複数のチャネルのうち中継すべき少なくともふたつのチャネルを予め特定する。また、特定した少なくともふたつのチャネルを透過し、それ以外のチャネルを減衰させるような周波数特性が、ひとつのフィルタに対して設定される。ひとつのフィルタは、受信した複数のチャネルから少なくともふたつのチャネルを抽出する。また、中継装置は、抽出された少なくともふたつのチャネルに対して周波数スペクトラムを導出し、導出した周波数スペクトラムに対して逆数の組合せを導出する。さらに、中継装置は、周波数特性を設定する際に、逆数の組合せを周波数特性に反映させる。最終的に、中継装置は、抽出された少なくともふたつのチャネルを合成してから、送信する。

図１は、本発明の実施例に係る中継装置１００の構成を示す。中継装置１００は、受信アンテナ１０、受信フィルタ１２、受信増幅部１４、周波数変換器１６、周波数変換器２２、送信増幅部２４、送信フィルタ２６、送信アンテナ２８、Ａ／Ｄ変換器４０、ディジタル入出力フィルタ４２、Ｄ／Ａ変換器４４、局部発振器４６、チャネル入力部４８、特性算出部５０、特性合成部５２、電界強度測定部５８、タップ係数合成部８０、逆数化部８２、ＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部８４、タップ係数更新部８６を含む。

受信アンテナ１０は、複数のチャネルによって形成された信号を受信する。複数のチャネルは周波数多重されている。また、複数のチャネルには、ディジタルテレビジョン放送に対応したチャネルと、従来のアナログテレビジョン放送に対応したチャネルとが含まれる。受信アンテナ１０は、受信した信号を受信フィルタ１２に出力する。受信フィルタ１２は、受信アンテナ１０において受信した信号に対して、複数のチャネル全体の帯域外の部分を減衰させる。受信増幅部１４は、受信フィルタ１２からの信号を増幅する。

周波数変換器１６は、受信増幅部１４からの放送周波数帯域の信号を中間周波数帯域の信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器４０に出力する。周波数変換器１６には、受信増幅部１４からの放送周波数帯域の信号の他、局部発振器４６からの局部発振器信号Ｌ₁も入力される。周波数変換器１６は、放送周波数帯域の信号に局部発振器信号Ｌ₁を乗じて放送周波数帯域の信号を中間周波数帯域の信号に変換する。

具体的には、局部発振器信号Ｌ₁の周波数をｆ_osc1とし、放送周波数帯域を周波数ｆ₁から周波数ｆ₂までの周波数帯域とすれば、中間周波数帯域は、周波数ｆ₁−ｆ_osc1から周波数ｆ₂−ｆ_osc1までの周波数帯域となる。ただし、ここではｆ_osc1＜ｆ₁＜ｆ₂の関係があるものとする。なお、周波数変換器１６による処理によって、周波数ｆ₁＋ｆ_osc1から周波数ｆ₂＋ｆ_osc1までの周波数帯域に不要なイメージ信号が発生するが、このイメージ信号は周波数変換器１６より後段の構成によって減衰される。Ａ／Ｄ変換器４０は、中間周波数帯域の信号をディジタル信号に変換し、ディジタル入出力フィルタ４２に出力する。

チャネル入力部４８は、受信すべき信号のうち、抽出すべき少なくともふたつのチャネルを設定する。ここで、抽出すべき少なくともふたつのチャネルは、中継装置１００によって中継されるべきチャネルに相当する。チャネル入力部４８は、ユーザに対するインターフェイスを有し、ユーザから抽出すべきチャネルに関する指示を受けつける。例えば、複数のチャネルのそれぞれに対して「チャネル番号」が規定されている場合、チャネル入力部４８は、ユーザからチャネル番号を受けつける。

特性算出部５０は、チャネル入力部４８において設定した少なくともふたつのチャネルを抽出するような周波数特性を生成する。特性算出部５０は、複数のチャネルのそれぞれを抽出するための周波数特性を予め記憶する。すなわち、チャネル番号と周波数特性を対応づけながら、複数のチャネル番号に対応した周波数特性を記憶する。さらに、特性算出部５０は、チャネル入力部４８において設定されたチャネル番号に対応した周波数特性を選択する。ここで、特性算出部５０は、内部にメモリを備え、メモリは、複数のチャネルのそれぞれに対応した周波数特性を時間領域のタップ係数として予め保持する。特性算出部５０は、設定した少なくともふたつのチャネルに応じて、メモリに保持した複数種類の時間領域のタップ係数の中から該当するタップ係数を選択する。

特性合成部５２は、特性算出部５０において選択された複数の周波数特性を合成することによって後述のディジタル入出力フィルタ４２の周波数特性を決定する。すなわち、特性合成部５２は、特性算出部５０において選択されたタップ係数を合成することによって、ディジタル入出力フィルタ４２でのタップ係数を決定する。

ここで、チャネル入力部４８、特性算出部５０、特性合成部５２による動作の概要を説明する。なお、前述のごとく、チャネル入力部４８、特性算出部５０、特性合成部５２は、チャネル入力部４８の時間領域のタップ係数を決定するが、ここでは、説明の簡易化のために、図２（ａ）−（ｆ）を使用しながら周波数領域の特性として説明し、時間領域の特性の説明は後述する。図２（ａ）−（ｆ）は、特性算出部５０による周波数特性の導出の概要を示す。

図１のチャネル入力部４８、特性算出部５０、特性合成部５２は、中継装置１００を設置する地域を放送圏とする放送局のチャネル番号の入力にもとづいて、タップ係数を算出する。図２（ａ）において前述の「チャネル番号」が第１チャネル２００から第６チャネル２１０によって示される。ここでは、図２（ａ）に示すように第５チャネル２０８がアナログテレビジョン放送システムの放送局に対して割り当てられており、第１チャネル２００から第４チャネル２０６、第６チャネル２１０がディジタルテレビジョン放送システムの放送局に対して割り当てられているとする。なお、第３チャネル２０４は、中継装置１００を設置する地域を放送圏としないディジタルテレビジョン放送システムの放送局に割り当てられているものとする。

チャネル入力部４８、特性算出部５０、特性合成部５２は次の（１）から（１０）に示す処理にしたがいタップ係数を算出し、後述のディジタル入出力フィルタ４２に入力する。
（１）チャネル入力部４８には、ディジタルテレビジョン放送システムの放送局のチャネル番号、およびアナログテレビジョン放送システムの放送局のチャネル番号がそれぞれ区別して入力される。ただし、入力されるチャネル番号は、中継装置１００を設置する地域を放送圏とする放送局に割り当てられているものであるとする。図２（ａ）の例では、第１チャネル２００、第２チャネル２０２、第４チャネル２０６、第６チャネル２１０がディジタルテレビジョン放送システムのチャネルとして入力され、第５チャネル２０８がアナログテレビジョン放送システムのチャネルとして入力される。チャネル入力部４８は、入力されたチャネル番号を特性算出部５０に出力する。

（２）特性算出部５０は、チャネル番号に対応するチャネル周波数帯域を予め記憶しており、入力されたチャネル番号にもとづいて放送周波数帯域を算出する。算出された放送周波数帯域と予め定められた中間周波数帯域との関係から、局部発振器信号Ｌ₁の周波数を決定し、局部発振器４６が出力する局部発振器信号Ｌ₁の周波数を設定する。
（３）特性算出部５０は、算出された放送周波数帯域に含まれるチャネル周波数帯域のチャネル番号のうち、ディジタルテレビジョン放送システムのチャネル番号としても、アナログテレビジョン放送システムのチャネル番号としても入力されていないチャネル番号について、中継装置１００を設置する地域を放送圏としない放送局に割り当てられているチャネル番号であるものと認識する。当該チャネル番号に対応するチャネル周波数帯域の信号を減衰させる帯域除去特性を表す関数を算出し特性合成部５２に出力する。この関数は、周波数領域表現の関数であるものとし、以下、帯域除去特性関数とする。図２（ａ）の例では、第３チャネル２０４に相当し、帯域除去特性関数は図２（ｂ）のように示される。

（４）特性算出部５０は、アナログテレビジョン放送システムのチャネル番号に対応するチャネル周波数帯域の信号を減衰させる帯域除去特性関数を算出し特性合成部５２に出力する。図２（ａ）の例において、アナログテレビジョン放送システムは第５チャネル２０８に相当するので、帯域除去特性関数は図２（ｃ）のように示される。
（５）特性算出部５０は、ディジタルテレビジョン放送システムのチャネル番号のうち、抽出すべきチャネル周波数帯域が最も低域にあるものを検索する。
（６）特性算出部５０は、検索したチャネル番号に対応するチャネル周波数帯域の低域端をカットオフ周波数とする高域通過特性を表す関数を算出し特性合成部５２に出力する。この関数は、周波数領域表現の関数であるものとし、以下、高域通過特性関数とする。図２（ａ）の例では、チャネル周波数帯域が最も低域にあるディジタルテレビジョン放送システムのチャネルは、第１チャネル２００であり、高域通過特性関数は図２（ｄ）のように示される。

（７）特性算出部５０は、ディジタルテレビジョン放送システムのチャネル番号のうち、抽出すべきチャネル周波数帯域が最も高域にあるものを検索する。
（８）特性算出部５０は、検索したチャネル番号に対応するチャネル周波数帯域の高域端をカットオフ周波数とする低域通過特性を表す関数を算出し特性合成部５２に出力する。この関数は、周波数領域表現の関数であるものとし、以下、低域通過特性関数とする。図２（ａ）の例では、チャネル周波数帯域が最も高域にあるディジタルテレビジョン放送システムのチャネルは第６チャネル２１０であり、低域通過特性関数は図２（ｅ）のように示される。
（９）特性合成部５２は、帯域除去特性関数、高域通過特性関数、および低域通過特性関数を乗じた特性関数を算出する。図２（ａ）の例では、算出される特性関数は図２（ｆ）のように示される。
（１０）特性合成部５２は、特性関数に逆フーリエ変換を施して時間領域表現の特性関数を算出し、これを離散化することでタップ係数を算出し、後述のディジタル入出力フィルタ４２に出力する。

図１に戻る。ディジタル入出力フィルタ４２は、特性合成部５２によって設定されたタップ係数によって、Ａ／Ｄ変換器４０からの信号のうち、少なくともふたつのチャネルを抽出する。すなわち、ディジタル入出力フィルタ４２にはタップ係数が設定されることによって、ディジタル入出力フィルタ４２のフィルタ特性が決定される。本実施例では、タップ係数は、特性合成部５２から入力される。なお、ディジタル入出力フィルタ４２は、ＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタによって構成される。ディジタル入出力フィルタ４２は、帯域制限を施した中間放送周波数帯域の信号をＤ／Ａ変換器４４に入力する。

なお、本実施例における特性算出部５０の動作には、上述した説明に別の動作が付加される。付加される動作を説明する前に、これまでの説明によってディジタル入出力フィルタ４２から出力された信号に対する課題を図３（ａ）−（ｃ）を使用しながら説明する。図３（ａ）−（ｃ）は、特性算出部５０によって導出される周波数特性の課題を示す。図３（ａ）は、図２（ａ）と同様にディジタル入出力フィルタ４２に入力される信号を示す。第１チャネル２００、第３チャネル２０４、第４チャネル２０６、第６チャネル２１０から第８チャネル２１４が前述のディジタルテレビジョン放送システムのチャネルとして入力され、第２チャネル２０２、第５チャネル２０８がアナログテレビジョン放送システムのチャネルとして入力される。なお、フェージング等の影響によって、第１チャネル２００、第３チャネル２０４、第４チャネル２０６、第６チャネル２１０から第８チャネル２１４のそれぞれの周波数スペクトラムにひずみが生じている。

図３（ｂ）は、特性算出部５０によって算出された後に特性合成部５２によって合成された周波数特性を示す。これは、ディジタル入出力フィルタ４２での周波数特性に相当する。なお、図３（ｂ）は、図２（ｆ）に対応する。図３（ｃ）は、ディジタル入出力フィルタ４２によって出力された信号を示す。図示のごとく、ディジタルテレビジョン放送システムに対応したチャネルが抽出されている。また、抽出されたそれぞれのチャネルに対する周波数スペクトラムは、図３（ａ）と同様に異なっている。すなわち、図３（ｂ）によって設定された周波数特性は、第１チャネル２００、第３チャネル２０４、第４チャネル２０６、第６チャネル２１０から第８チャネル２１４に対して均一的な増幅率を有しているので、図３（ｃ）の周波数スペクトラムには、図３（ａ）の周波数スペクトラムに類似する。その結果、周波数スペクトラムにひずみが生じているので、受信品質が悪化する。このような課題を解決するために、特性算出部５０は、付加的な動作を実行する。

図１に戻る。電界強度測定部５８は、ディジタル入出力フィルタ４２において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する周波数スペクトラムを導出する。すなわち、電界強度測定部５８は、周波数に対応させながら信号強度を測定する。電界強度測定部５８は、測定した周波数スペクトラムを逆数化部８２に出力する。なお、電界強度測定部５８は、ディジタル入出力フィルタ４２において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する情報をチャネル入力部４８から受けつける。逆数化部８２は、電界強度測定部５８において導出した周波数スペクトラムの逆数に対応した値の組合せを導出する。すなわち、逆数化部８２は、測定したチャネル周波数帯域であって、中継送信すべきチャネルの周波数帯域の電界強度を逆数化する。一方、逆数化部８２は、中継送信しないチャネル周波数帯域とチャネル以外の測定帯域の電界強度に対して、補間を実行した後に、補間した値を逆数化する。ここで、補間には、線形補間や高次関数による補間が使用される。なお、中継送信しないチャネル周波数帯域は、チャネル入力部４８によって通知される。また、中継送信しないチャネル周波数帯域とチャネル以外の測定帯域の他に、信号強度が一定値より小さくなる部分に対しても、補間が実行される。

ＩＦＦＴ部８４は、逆数化部８２において導出した値の組合せに対して、ＩＦＦＴを実行することによって、時間領域の値への変換を実行する。タップ係数更新部８６は、ＩＦＦＴ部８４において導出した時間領域の値に対して適応アルゴリズムを実行する。すなわち、タップ係数更新部８６は、適応アルゴリズムにもとづいてタップ係数を更新する。ここで、適応アルゴリズムには、例えば、ＬＭＳアルゴリズムが使用される。なお、ＬＭＳアルゴリズムは、ディジタル入出力フィルタ４２への入力信号とタップ係数との積算値が、一定の値に近づくように動作する。ここで、一定の値とは、チャネル周波数帯域においてひずみの存在しない状態に相当する。なお、遅延時間零に対応するタップ係数の初期値は１であり、残りのすべてのタップ係数の初期値は零とする。

タップ係数合成部８０は、タップ係数更新部８６において適応アルゴリズムを実行した結果と、特性合成部５２において合成したタップ係数とをさらに合成することによって、ディジタル入出力フィルタ４２のタップ係数を生成する。ここで、合成には、たたみ込みが使用される。タップ係数合成部８０は、生成したタップ係数をディジタル入出力フィルタ４２に設定する。このように、タップ係数合成部８０は、タップ係数を生成する際に、導出した周波数スペクトラムを反映させる。

以上のような動作によって生成されるタップ係数を図４（ａ）−（ｃ）を使用ながら説明する。図４（ａ）−（ｃ）は、タップ係数合成部８０によって導出される周波数特性を示す。図４（ａ）は、特性合成部５２において合成された周波数特性を示す。図４（ａ）は、図３（ｂ）と同一である。図４（ｂ）は、電界強度測定部５８において導出された周波数スペクトラム包絡線２５２と、逆数化部８２あるいはタップ係数更新部８６において導出されたディジタル入出力フィルタ周波数特性２５０を示す。図４（ｃ）は、タップ係数合成部８０において、図４（ａ）と図４（ｂ）とが合成された結果に相当する。図示のごとく、周波数が変化すると振幅も変化するような特性となっている。

さらに、以上のような動作によってディジタル入出力フィルタ４２から出力された信号を図５（ａ）−（ｃ）を使用しながら説明する。図５（ａ）−（ｃ）は、ディジタル入出力フィルタ４２において処理される周波数スペクトラムを示す。なお、図５（ａ）−（ｃ）は、図３（ａ）−（ｃ）にそれぞれ対応する。図５（ａ）は、図３（ａ）と同一である。図５（ｂ）は、図４（ｃ）と同様に、タップ係数合成部８０によって合成された周波数特性を示す。前述のごとく、電界強度測定部５８によって測定された周波数スペクトラムをもとに、周波数特性が導出される。図５（ｃ）は、ディジタル入出力フィルタ４２によって出力された信号を示す。図示のごとく、抽出されたそれぞれのチャネルに対する信号強度が同等の値となっている。このようにディジタル入出力フィルタ４２は、所望のチャネルを抽出するだけではなく、等化器としても動作する。

図１に戻る。Ｄ／Ａ変換器４４は、入力された信号をアナログ信号に変換し周波数変換器２２に入力する。周波数変換器２２は、中間周波数帯域の信号を放送周波数帯域の信号に変換し、送信増幅部２４に入力する。周波数変換器２２は、中間周波数帯域の信号に局部発振器信号Ｌ₁を乗じて中間周波数帯域の信号を放送周波数帯域の信号に変換する。なお、周波数変換器２２によって変換された信号の放送周波数帯域と、受信アンテナ１０において入力された信号の放送周波数帯域が、同等であれば、両者の間において回り込み波が生じる。そのため、中継装置１００には、図示しない回り込みキャンセラが備えられていてもよい。ここで、回り込みキャンセラは公知の技術によって実現されるので、説明を省略する。

送信増幅部２４は、放送周波数帯域の信号を増幅し、送信フィルタ２６に入力する。送信フィルタ２６は、入力された信号の放送周波数帯域外に含まれるイメージ信号、送信増幅部２４の非線形性による高次調波信号等を減衰し、送信アンテナ２８に入力する。送信アンテナ２８は、入力された信号を電磁波として送信する。すなわち、ディジタル入出力フィルタ４２において抽出した少なくともふたつのチャネルが周波数多重された信号として送信される。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６（ａ）−（ｈ）は、特性算出部５０に記憶された波形を示す。図６（ａ）−（ｈ）の左側には、各チャネルを抽出するための周波数特性が示されている。ここで、図６（ａ）は、図３（ａ）の第１チャネル２００に対応しており、図６（ｂ）−（ｈ）も、同様に第２チャネル２０２から第８チャネル２１４にそれぞれ対応する。図６（ａ）−（ｈ）に右側には、左側の周波数特性に対応した時間領域の波形が示される。これらが、メモリ６０にそれぞれ記憶されている。

以上の構成による中継装置１００の動作を説明する。チャネル入力部４８は、抽出すべきチャネルを予め受けつける。特性算出部５０と特性合成部５２は、抽出すべきチャネルに応じたタップ係数を生成する。タップ係数は、ディジタル入出力フィルタ４２に設定される。また、ディジタル入出力フィルタ４２は、受信アンテナ１０を介して受信した信号を入力し、受信した信号から所望のチャネルを抽出する。抽出されたチャネルの信号は、送信される。ここで、電界強度測定部５８は、抽出されたチャネルに対する周波数スペクトラムを導出し、逆数化部８２は、周波数スペクトラムを逆数化した値の組合せを導出する。ＩＦＦＴ部８４は、逆数化した値の組合せを時間領域の値に変換し、タップ係数更新部８６は、変換された時間領域の値に対して適応アルゴリズムを実行する。タップ係数合成部８０は、特性合成部５２において生成されたタップ係数と、タップ係数更新部８６において適応アルゴリズムを実行した結果とを合成することによって、ディジタル入出力フィルタ４２に設定するためのタップ係数を導出する。

以下、これまで説明した実施例の変形例を説明する。変形例は、実施例の処理量を低減する。すなわち、変形例では、実施例の適応アルゴリズムが実行されない。図７は、本発明の変形例に係る中継装置１００の構成を示す。図７の中継装置１００に含まれる構成要素は、図１の中継装置１００に含まれる構成要素の一部であるので、説明を省略する。

特性算出部５０は、所望のチャネルを抽出するための周波数特性を算出する。ＩＦＦＴ部８４は、特性算出部５０において算出した周波数特性に対して、ＩＦＦＴを実行し、さらにその結果に窓関数を乗算することによってタップ係数を生成する。生成されたタップ係数は、ディジタル入出力フィルタ４２に設定される。電界強度測定部５８は、前述のごとく、周波数スペクトラムを導出する。電界強度測定部５８と逆数化部８２は、前述のとおり動作する。特性合成部５２は、特性算出部５０において算出した周波数特性と、逆数化部８２において導出した値の組合せとを合成する。ＩＦＦＴ部８４は、前述のごとく、特性合成部５２において合成した値に対して、ＩＦＦＴを実行することによって、時間領域のタップ係数に変換する。また、ＩＦＦＴ部８４は、窓関数の乗算も実行する。

以上の構成による中継装置１００の動作を説明する。チャネル入力部４８は、抽出すべきチャネルを予め受けつける。特性算出部５０と特性合成部５２は、抽出すべきチャネルに応じた周波数特性を生成し、ＩＦＦＴ部８４は、周波数特性に対してＩＦＦＴを実行することによって、タップ係数を導出する。タップ係数は、ディジタル入出力フィルタ４２に設定される。また、ディジタル入出力フィルタ４２は、受信アンテナ１０を介して受信した信号を入力し、受信した信号から所望のチャネルを抽出する。抽出されたチャネルの信号は、送信される。ここで、電界強度測定部５８は、抽出されたチャネルに対する周波数スペクトラムを導出し、逆数化部８２は、周波数スペクトラムを逆数化した値の組合せを導出する。特性合成部５２は、特性合成部５２において生成された周波数特性と、逆数化部８２において導出された逆数化した値の組合せとを合成することによって、ディジタル入出力フィルタ４２に設定するための周波数特性を導出する。周波数特性は、ＩＦＦＴ部８４によってタップ係数に変換された後、ディジタル入出力フィルタ４２に設定される。

本発明の実施例によれば、ひとつのディジタル入出力フィルタに対して、所望のチャネルを抽出するような周波数特性であって、かつ周波数スペクトラムを反映させた周波数特性を使用するので、回路規模の増加を抑えつつ、フェージングによる品質の悪化を抑制できる。また、所望のチャネルを抽出するためのフィルタと等化器とを一体的に構成するので、回路規模の増加を抑制できる。また、抽出すべきチャネルはユーザによって設定可能であるので、必要に応じて抽出すべきチャネルを容易に変更できる。また、周波数スペクトラムの測定結果をタップ係数に反映させるので、実際の受信状況に応じた制御を実行できる。また、実際の受信状況に応じた制御を実行するので、伝搬路の変動にも追従できる。また、チャネル間の信号強度の差を低減できるので、フェージングの影響を低減できる。また、フェージングの影響を低減できるので、受信品質の悪化を抑制できる。また、時間領域のタップ係数を予め保持するので、周波数特性の値を時間領域に変換する処理を省略でき、処理量の増加を抑制できる。また、適応アルゴリズムを実行するので、精度の高いタップ係数を導出できる。また、周波数スペクトラムの逆数を導出するだけなので、処理量を低減できる。

また、近隣のチャネル周波数帯域内に発生させる相互変調信号の影響は、アナログ変調信号によるものである場合に比してディジタル変調信号によるものである場合の方が小さいことを利用することによって、ディジタル入出力フィルタをひとつにできる。また、周波数変換の際に近隣のチャネル周波数帯域内に発生させる妨害波等、各チャネル周波数帯域に近い周波数帯域に重畳するノイズによって発生する妨害波の影響も、アナログ変調信号によるものである場合に比してディジタル変調信号によるものである場合の方が小さいので、ディジタル入出力フィルタをひとつにできる。これは、アナログ変調信号が、狭い周波数帯域内に大きな電力が集中している信号であるのに対し、ディジタル変調信号はチャネル周波数帯域内で一様な密度を以て電力が分布している信号であることによるものである。すなわち、同一電力の信号であれば、周波数領域における電力密度が低い信号程、近隣のチャネル周波数帯域に及ぼす影響は小さいといえる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、中継装置１００を説明している。しかしながらこれに限らず例えば、本発明は、受信装置に適用されてもよい。受信装置の構成は、実施例の中継装置１００のうち、送信に関する機能を省略したものに相当する。本変形例によれば、複数のチューナを備えた受信装置において、複数のチャネルをほぼ均一の品質にて受信できる。

本発明の実施例に係る中継装置の構成を示す図である。図２（ａ）−（ｆ）は、図１の特性算出部による周波数特性の導出の概要を示す図である。図３（ａ）−（ｃ）は、図１の特性算出部によって導出される周波数特性の課題を示す図である。図４（ａ）−（ｃ）は、図１のタップ係数合成部によって導出される周波数特性を示す図である。図５（ａ）−（ｃ）は、図１のディジタル入出力フィルタにおいて処理される周波数スペクトラムを示す図である。図６（ａ）−（ｈ）は、図１の特性算出部に記憶された波形を示す図である。本発明の変形例に係る中継装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０受信アンテナ、１２受信フィルタ、１４受信増幅部、１６周波数変換器、２２周波数変換器、２４送信増幅部、２６送信フィルタ、２８送信アンテナ、４０Ａ／Ｄ変換器、４２ディジタル入出力フィルタ、４４Ｄ／Ａ変換器、４６局部発振器、４８チャネル入力部、５０特性算出部、５２特性合成部、５８電界強度測定部、８０タップ係数合成部、８２逆数化部、８４ＩＦＦＴ部、８６タップ係数更新部、１００中継装置。

Claims

周波数多重された複数のチャネルが含まれた信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信すべき信号のうち、抽出すべき少なくともふたつのチャネルを設定する設定部において設定した少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する生成部と、
前記生成部において生成した周波数特性によって、前記受信部において受信した信号から、少なくともふたつのチャネルを抽出するフィルタ部と、
前記フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルを周波数多重された信号として送信する送信部とを備え、
前記生成部は、前記フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する周波数スペクトラムを導出する手段と、周波数特性を生成する際に、導出した周波数スペクトラムを反映させる手段とを含み、
前記生成部は、
複数のチャネルのそれぞれを抽出するための周波数特性を時間領域のタップ係数として予め複数種類保持する記憶部と、
前記設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに応じて、前記記憶部に保持した複数種類の時間領域のタップ係数の中から該当するタップ係数を選択する選択部と、
前記選択部において選択したタップ係数を合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する合成部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
前記生成部は、
導出した周波数スペクトラムの逆数に対応した値の組合せを導出する逆数化部と、
前記逆数化部において導出した値の組合せを時間領域の値に変換する変換部と、
前記変換部において導出した時間領域の値に対して適応アルゴリズムを実行する更新部とをさらに備え、
前記合成部は、前記更新部において適応アルゴリズムを実行した結果と、合成したタップ係数とを合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
前記生成部は、
導出した周波数スペクトラムの逆数に対応した値の組合せを導出する逆数化部と、
前記設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに対する周波数特性を導出する導出部と、
前記導出部において導出した周波数特性と、前記逆数化部において導出した値の組合せを合成する合成部と、
前記合成部において合成した値を時間領域の値に変換することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する変換部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
周波数多重された複数のチャネルが含まれた信号を受信する受信部と、
前記受信部において受信すべき信号のうち、抽出すべき少なくともふたつのチャネルを設定する設定部において設定した少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する生成部と、
前記生成部において生成した周波数特性によって、前記受信部において受信した信号から、少なくともふたつのチャネルを抽出するフィルタ部とを備え、
前記生成部は、前記フィルタ部において抽出した少なくともふたつのチャネルに対する周波数スペクトラムを導出する手段と、周波数特性を生成する際に、導出した周波数スペクトラムを反映させる手段とを含み、
前記生成部は、
複数のチャネルのそれぞれを抽出するための周波数特性を時間領域のタップ係数として予め複数種類保持する記憶部と、
前記設定部において設定した少なくともふたつのチャネルに応じて、前記記憶部に保持した複数種類の時間領域のタップ係数の中から該当するタップ係数を選択する選択部と、
前記選択部において選択したタップ係数を合成することによって、少なくともふたつのチャネルを抽出するための周波数特性を生成する合成部と、
を備えることを特徴とする受信装置。