JP4664721B2 - 中継システム及び中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビ放送信号等の伝送信号を中継するのに好適な中継システム及び中継装置に関する。

従来より、テレビ放送信号を配信するために各地域毎に設置された送信所では、親局側の送信所から末端側の送信所へと、テレビ放送信号をマイクロ波帯に周波数変換して順次中継するようにされている。また、この種の送信所間の中継システムにおいて、地上波デジタル放送用のテレビ放送信号を中継するに当たっては、テレビ放送信号がＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号であることから、送信所間で生じるテレビ放送信号の周波数偏差を抑え、また、位相雑音も充分抑制する必要がある。

そこで、近年では、こうした要求に応えるために、送信装置側でテレビ放送信号等の伝送信号をアップコンバートして送信する際には、その伝送信号に２種類のパイロット信号を重畳し、受信装置側では、受信信号をダウンコンバートすることにより伝送信号と２種類のパイロット信号とを抽出し、その２種類のパイロット信号の周波数差から基準信号を生成して、その基準信号を用いてパイロット信号の周波数変動を求め、この変動成分を伝送信号から除去することにより、送信装置がアップコンバートする前の元の伝送信号を正確に復元することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１５１５５３号公報

しかしながら、上記従来技術では、送信装置から受信装置には、テレビ放送信号等の伝送には本来必要のない２種類のパイロット信号を送信することから、この２種類のパイロット信号が他の通信機器が送受信している無線信号との間で干渉し易くなり、他の通信機器や自らの伝送信号の送受信に悪影響を与えてしまう、といった問題があった。

そこで、こうした問題を防止し得るシステムとして、本願出願人等は、送信装置側では、伝送信号にパイロット信号を一波だけ重畳した信号をアップコンバートして送信し、受信装置側では、送信装置側のパイロット信号と同じ周波数の補正用基準信号を生成して、この補正用基準信号と、受信信号をダウンコンバートすることにより得られたパイロット信号との周波数の差に基づき、復元した伝送信号の周波数を補正することを提案した。

そして、この提案のシステムによれば、送信装置側からはパイロット信号を１波だけ送信すればよいことから、このパイロット信号が他の通信機器が送受信している無線信号との間で干渉するのを抑制し、他の通信機器や自らの伝送信号の送受信に悪影響を与えるのを防止できる。

しかし、この場合、送信装置側で生成したパイロット信号と受信装置側で生成した補正用基準信号とに周波数のずれが生じると、その周波数のずれが受信装置側で得られる伝送信号の周波数誤差となってしまう。そして、こうした周波数誤差は、パイロット信号や補正用基準信号を生成する発振器に高精度な発振器を用いれば抑制できるが、上記のように伝送信号を複数の中継装置を介して順次中継する中継システムでは、その周波数誤差が累積されてしまうことから、上記提案の技術を多段の中継システムに適用すると、伝送信号の伝送品質を確保することが困難になる、という問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、テレビ放送信号等の伝送信号を複数の中継点を介して順次伝送してゆく中継システムにおいて、中継点間で生じる伝送信号の周波数偏差や位相雑音の発生を抑制し、しかも、他の通信機器へ影響を与えることなく、伝送信号を良好に中継できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の中継システムにおいては、送信すべき伝送信号を送信側局発信号を用いて周波数変換し、その周波数変換後の信号を送信アンテナから放射する送信装置と、この送信アンテナからの送信電波を受信アンテナにて受信し、受信信号を受信側局発信号を用いて周波数変換することにより、伝送信号を復元する受信装置と、からなる一対の送受信装置を複数対備え、前段の受信装置で復元された伝送信号を次段の送信装置が周波数変換して送信するよう、前段の受信装置と後段の送信装置とを中継地点に順次配置することにより構成されている。

そして、送信装置は、周波数変換によって伝送帯域内となる一定周波数のパイロット信号を一つ生成して、そのパイロット信号と伝送信号とを送信側局発信号を用いて周波数変換することにより、伝送信号と前記パイロット信号とを同時に無線送信し、受信装置は、受信信号を周波数変換することにより得られた信号を前記伝送信号に対応した受信伝送信号とパイロット信号に対応した受信パイロット信号とに分離すると共に、送信装置側で生成されるパイロット信号に対応した補正用基準信号を一つ生成して受信パイロット信号と混合することにより、これら両信号の周波数の差の周波数を有する補正信号を生成し、その生成した補正信号と受信伝送信号とを混合することにより、受信伝送信号を周波数変換し、その周波数変換後の信号から送信装置が送信してきた元の伝送信号を抽出する。

つまり、伝送信号を送受信する一対の送受信装置において、送信側局発信号の周波数がｆｔで、その変動成分が△ｆｔであり、受信側局発信号の周波数がｆｒで、その変動成分が△ｆｒであるとすると、受信装置側で受信信号を周波数変換することにより得られる受信伝送信号は、送信装置側で生成された元の伝送信号の周波数に対して、「（ｆｔ−ｆｒ）＋△ｆｔ＋△ｆｒ」だけ周波数がずれることになるが、この周波数のずれ（以下、周波数誤差という）は、受信装置側で得られた受信パイロット信号にも生じることになる。

そこで本発明では、受信装置において、送信装置が生成するパイロット信号と同一周波数の補正用基準信号を生成し、その生成した補正用基準信号と受信パイロット信号とを混合することにより、これら両信号の周波数の差分の周波数（つまり、周波数誤差分の周波数）を有する補正信号を生成して、この補正信号にて受信伝送信号の周波数を補正することにより、元の伝送信号を復元するようにしているのである。

従って、本発明によれば、送信装置から受信装置に送信側局発信号を送信することなく、受信装置側で、送信装置が送信してくる元の伝送信号を正確に復元することができる。また、送信装置側からの送信信号に重畳された位相雑音も受信装置側で相殺できることになり、伝送信号の品質も確保することができる。

ところで、このように、受信装置側で補正用基準信号と受信パイロット信号とを混合することにより補正信号を生成して、受信伝送信号の周波数を補正するようにした場合、送信装置側で生成したパイロット信号と受信装置側で生成した補正用基準信号との周波数が完全に一致していればよいが、これら各信号の周波数がずれていると、その周波数のずれ分が受信装置側で復元した伝送信号の周波数誤差として表れることになる。

そして、この周波数誤差は、複数対の送受信装置を介して伝送信号を順次送受信してゆくことで、累積されることから、最終段の受信装置において復元される伝送信号と、初段の送信装置が送信した伝送信号との周波数偏差は著しく大きくなることがある。

そこで、本発明では、中継地点に、所定周波数の基準信号を発生して、当該中継地点に配置された受信装置及び送信装置にそれぞれ出力する発振器を設け、中継地点に配置された受信装置は、当該中継地点に設けられた発振器から入力される基準信号に基づき補正用基準信号を生成し、中継地点に配置された送信装置は、当該中継地点に設けられた発振器から入力される基準信号に基づきパイロット信号を生成するように構成している。
従って、同じ中継地点にそれぞれ配置される前後段の受信装置及び送信装置において、補正用基準信号及びパイロット信号は、それぞれ、発振器が発生した各装置共通の基準信号を用いて生成されることになる。

この結果、伝送信号の中継時に生じる周波数誤差は、同一中継点に設置される前段の受信装置と後段の送信装置において、互いに相殺されることになり、結局、中継システム全体で生じる周波数誤差は、最大でも、初段の送信装置と最終段の受信装置とで生成されるパイロット信号と補正用基準信号との間で生じる周波数誤差となり、伝送信号を良好に中継することが可能となる。

また、このように本発明では、送信装置から伝送信号と一緒に無線送信するパイロット信号は一波であることから、上述した従来技術のように、送信装置から受信装置に２種類のパイロット信号を送信するようにした場合に比べて、他の通信機器と間で生じる電波の干渉を抑え、通信品質を向上できる。

ところで、本発明の中継システムは、各中継地点に配置される受信装置及び送信装置において、共通の発振器からの信号を用いて補正用基準信号及びパイロット信号を生成するように構成することで、これら各装置で生成される補正用基準信号とパイロット信号との設定周波数からのずれを相殺するようにしているのであるが、発振器の発振周波数が変動すると、これら各装置で生成される補正用基準信号及びパイロット信号の周波数が変動して、伝送信号に周波数変動が生じる虞があることから、発振器の発振周波数は、安定化させることが望ましく、このためには、請求項２に記載のように、中継地点において、前記発振器は、所定の温度になるように制御された収納箇所に配置することが望ましい。

つまり、発振器の発振周波数は、その使用環境によって変化し、特に、温度変化の影響を受け易いことから、請求項２に記載の中継システムでは、中継地点で受信装置及び送信装置に共通の基準信号を入力する発振器を、温度制御された収納箇所に配置することにより、発振器の使用条件（特に使用温度）を一定にして、その発振器の発振周波数（基準信号の周波数）を安定化させているのである。したがって、この請求項２に記載の中継システムによれば、伝送信号をより安定して中継することができるようになる。

また、本発明は、送信すべき伝送信号を送信側局発信号を用いて周波数変換（例えばアップコンバート）し、この周波数変換後の信号を送信アンテナから放射する送信装置と、送信アンテナからの送信電波を受信アンテナにて受信し、受信信号を受信側局発信号を用いて周波数変換（例えばダウンコンバート）することにより伝送信号を復元する受信装置と、からなる一対の送受信装置を複数対備えた中継システムであれば、どのようなシステムであっても適用できるが、例えば、請求項３に記載のように、前後段の受信装置及び送信装置と発振器とがテレビ放送局の送信所にそれぞれ配置されて、テレビ放送信号を放送局間で中継する中継システムに適用すれば、より効果を発揮することができる。

つまり、テレビ放送局間でテレビ放送信号を中継するシステムでは、中継地点若しくは最終地点で受信装置により受信・復元された伝送信号（テレビ放送信号）は、その地域の放送チャンネルに周波数変換された後、受信端末に向けて再送信されることから、受信装置にて復元された伝送信号自体に周波数のずれや周波数変動があると、その地域の受信端末でテレビ放送を良好に受信することができなくなる。

また特に、デジタル放送では、映像、音声、データ等のトランスポートストリーム（ＴＳ）を多重化したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号が伝送信号として使用されるが、このＯＦＤＭ信号は伝送時に周波数がずれるとテレビチューナで映像信号や音声信号を復元できなくなるので、デジタルテレビ放送信号を中継する際には、伝送信号の周波数ずれや周波数変動を充分抑制する必要がある。

しかし、本発明を、こうしたテレビ放送信号の中継システムに適用すれば、テレビ放送信号の周波数変動を抑制して、テレビ放送信号を高品質に伝送できることになるので、中継地点或いは最終地点のテレビ放送局からは、その周囲の地域に、高品質のテレビ放送信号を配信することができるようになる。

一方、請求項４に記載の発明は、伝送信号と一定周波数のパイロット信号一つとを局発信号を用いて周波数変換することにより生成された送信電波を受信アンテナにて受信し、この受信信号を受信側局発信号を用いて周波数変換することにより、伝送信号を復元する受信装置と、この受信装置にて復元された伝送信号を送信側局発信号を用いて周波数変換し、その周波数変換後の信号を送信アンテナから放射する送信装置と、を備えた中継装置に関する。

そして、受信装置では、受信信号を周波数変換することにより得られた信号を伝送信号に対応した受信伝送信号とパイロット信号に対応した受信パイロット信号とに分離すると共に、送信装置側で生成されるパイロット信号に対応した補正用基準信号を一つ生成して受信パイロット信号と混合することにより、これら両信号の周波数の差の周波数を有する補正信号を生成し、その生成した補正信号と受信伝送信号とを混合することにより、受信伝送信号を周波数変換し、周波数変換後の信号から送信装置が送信してきた元の伝送信号を抽出する。

また、この受信装置にて受信・抽出された伝送信号を送信する送信装置では、周波数変換によって伝送帯域内となる一定周波数のパイロット信号を一つ生成して、そのパイロット信号と受信装置にて復元された伝送信号とを送信側局発信号を用いて周波数変換することにより、伝送信号とパイロット信号とを同時に無線送信する。

また、本発明の中継装置には、所定周波数の基準信号を発生して、受信装置及び送信装置にそれぞれ出力する発振器が備えられており、受信装置は、その発振器から入力される基準信号に基づき補正用基準信号を生成し、送信装置は、その発振器から入力される基準信号に基づきパイロット信号を生成する。
したがって、本発明の中継装置を各中継地点に設置すれば、請求項１〜請求項３に記載の中継システムを構築できることになる。

以下に本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された中継システム全体の構成を表すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の中継システムは、地上波デジタル放送用テレビ放送信号の中間周波信号（地上波デジタルＩＦ信号：中心周波数３７．１５ＭＨｚ）を伝送信号として、複数の中継装置間で順次送受信することにより、地上波デジタルＩＦ信号を、放送番組を制作して配信するメインの放送局から、その放送番組を各地域に配信する末端側の放送局へと順次中継するためのものであり、地上波デジタルＩＦ信号をマイクロ波帯にアップコンバートして送信する送信装置１０と、この送信装置１０からの送信電波を受信してダウンコンバートすることにより地上波デジタルＩＦ信号を復元する受信装置５０とからなる送受信装置を複数対備える。

そして、これら複数対の送受信装置の内、メインの放送局に設置される初段の送信装置１０（ｓ）とこの放送局から最も離れた末端側の放送局に設置される最終段の受信装置５０（ｅ）とを除いて、前段の受信装置５０と後段の送信装置１０とは、互いに同一の放送局の送信所に配置され、後段の送信装置１０は、前段の受信装置５０にて受信・復元された地上波デジタルＩＦ信号をアップコンバートして、次段の受信装置５０に送信する。

また、各放送局において、空調装置により一定温度に制御された局舎２内には、ルビジューム発振器５が設置されており、初段の送信装置１０（ｓ）及び最終段の受信装置５０（ｅ）を含む全ての送信装置１０及び受信装置５０には、対応する放送局の局舎２内に設置されたルビジューム発振器５からの発振信号が基準信号として入力される。

次に、送信装置１０及び受信装置５０の構成を、図２及び図３に示すブロック図を用いて説明する。
図２に示すように、送信装置１０には、伝送信号の送信に用いる発振器として、電圧制御型の２つの可変発振器（ＶＣＯ）１２、１６と、発振周波数が固定された２つの局部発振器１４，１８とが設けられている。

そして、ＶＣＯ１２の発振周波数（ｆａ）は、ＰＬＬ回路１３により、端子Ｔ１を介して入力されるルビジューム発振器５からの基準信号（周波数：ｆｏ、例えば１０ＭＨｚ）に基づき一定周波数（地上波デジタルＩＦ信号とほぼ同じ周波数帯：例えば３３．１５ＭＨｚ）に制御され、本実施形態では、このＶＣＯ１２からの出力が、伝送信号である地上波デジタルＩＦ信号と一緒に受信装置５０側に送信するパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）として使用される。

また、ＶＣＯ１６の発振周波数（ｆｃ）は、ＰＬＬ回路１７により、局部発振器１８からの発振信号（周波数：例えば１０ＭＨｚ）に基づき６ＧＨｚ付近の一定周波数に制御され、このＶＣＯ１６からの出力は、地上波デジタルＩＦ信号とパイロット信号とをマイクロ波帯にアップコンバートして無線送信するための送信側局発信号として使用される。

なお、局部発振器１４は、周波数が３０ＭＨｚ帯の地上波デジタルＩＦ信号とパイロット信号とを３００ＭＨｚ帯にアップコンバートするためのものであり、その発振周波数（ｆｂ）は、例えば、２６０ＭＨｚに設定されている。

次に、送信装置１０には、地上波デジタルＩＦ信号を入力するための入力端子Ｔｉｎが備えられており、この入力端子Ｔｉｎから入力された地上波デジタルＩＦ信号は、分配回路４０にて２分配される。

そして、この分配回路４０にて２分配された地上波デジタルＩＦ信号の内の一方は、混合回路２０に入力され、混合回路２０にて、ＶＣＯ１２から出力されるパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）と混合される。なお、この混合回路２０には、パイロット信号（ＰＩＬＯＴ）が、増幅回路１９により所定レベルまで増幅された後、入力される。

また次に、混合回路２０から出力される地上波デジタルＩＦ信号とパイロット信号との混合信号（地上波デジタルＩＦ＋ＰＩＬＯＴ）は、この信号のみを選択的に通過させるバンドパスフィルタ（以下単にＢＰＦという）２１を介して、ミキサ２２に入力され、このミキサ２２にて、局部発振器１４から出力される周波数ｆｂ（２６０ＭＨｚ）の局発信号と混合されることで、３００ＭＨｚ帯にアップコンバートされる。なお、局部発振器１４からの局発信号は、この信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ２３を介してミキサ２２に入力される。

次に、ミキサ２２にて３００ＭＨｚ帯にアップコンバートされた混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）は、この混合信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ２４を介して、増幅回路２５に入力され、この増幅回路２５にて所定レベルまで増幅される。

そして、その増幅後の混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）は、ミキサ２６に入力され、このミキサ２６にて、ＶＣＯ１６にて生成された周波数ｆｃ（６ＧＨｚ帯）の局発信号と混合されることにより、６〜７ＧＨｚ帯の送信信号にアップコンバートされ、アップコンバート後の送信信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ２８を介して、自動レベル調整回路（以下単にＡＬＣという）３３に入力される。なお、ＶＣＯ１６からの局発信号は、この信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ２７を介してミキサ２６に入力される。

次に、ＡＬＣ３３は、送信信号の信号レベルを自動調整するためのものであり、具体的には減衰量を調整可能な可変減衰回路にて構成されている。そして、このＡＬＣ３３を通過した送信信号は、増幅回路２９にて増幅された後、分岐回路３４、及び、６〜７ＧＨｚ帯の送信信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ３０を介して、送信アンテナ３２に入力され、送信アンテナ３２から、対となる受信装置５０側の受信アンテナ５２（図３参照）に向けて放射される。

なお、分岐回路３４にて分岐された送信信号の一部は、その信号レベルを検出するための検波回路３５にて検波され、その検波信号は、Ａ／Ｄ変換回路３６に入力される。そして、このＡ／Ｄ変換回路３６にてデジタルデータに変換された検波信号（つまり、送信信号の信号レベルを表すデジタルデータ）は、レベル調整用のマイクロコンピュータ（以下単にマイクロコンピュータという）３７に入力され、マイコン３７は、入力データが予め記憶された設定値となるように、バッファ３８を介してＡＬＣ３３に制御信号を出力する。

この結果、ＡＬＣ３３の減衰量は、増幅回路２９から出力される送信信号の信号レベルが、マイコン３７に記憶された設定値に対応した一定レベルとなるよう制御されることになり、最終的には、送信装置１０から受信装置５０に向けて無線送信されるマイクロ波が一定レベルに制御されることになる。

また次に、分配回路４０にて２分配された地上波デジタルＩＦ信号のもう一方は、検波回路４１にて検波され、その検波信号は、Ａ／Ｄ変換回路４２にてデジタルデータに変換された後、マイコン４３に入力される。

そして、マイコン４３は、Ａ／Ｄ変換回路４２からの入力データの値（つまり検波信号の信号レベル）が予め設定された閾値以下であるか否かを判断することにより、入力端子Ｔｉｎに地上波デジタルＩＦ信号が入力されているか否かを判定し、入力端子Ｔｉｎに地上波デジタルＩＦ信号が入力されていれば、増幅回路２９への電源供給経路に設けられた電源スイッチ（ＳＷ）４４をＯＮして、増幅回路２９を動作させ、入力端子Ｔｉｎに地上波デジタルＩＦ信号が入力されていなければ、電源ＳＷ４４をＯＦＦして、増幅回路２９の動作を停止させる。

つまり、マイコン４３は、入力端子Ｔｉｎに地上波デジタルＩＦ信号が入力されていないときに、電源ＳＷ４４を介して、増幅回路２９への給電を遮断することで、増幅回路２９から不要な高周波ノイズが出力されて、その高周波ノイズが送信アンテナ３２から放射されるのを防止するのである。

一方、受信装置５０には、図３に示すように、電圧制御型の２つの可変発振器（ＶＣＯ）５３、５６と、発振周波数が固定された局部発振器５４とが設けられている。
そして、ＶＣＯ５３の発振周波数は、ＰＬＬ回路５５により、局部発振器５４からの発振信号（例えば１０ＭＨｚ）に基づき、送信装置１０側のＶＣＯ１６と同じ６ＧＨｚ付近の一定周波数ｆｃに制御され、このＶＣＯ５３からの出力は、受信信号をダウンコンバートするための受信側局発信号として使用される。

また、ＶＣＯ５６の発振周波数は、ＰＬＬ回路５７により、端子Ｔ２を介して入力されるルビジューム発振器５からの基準信号（周波数：ｆｏ）に基づき、送信装置１０側のＶＣＯ１２と同じ一定周波数ｆａ（例えば３３．１５ＭＨｚ）に制御され、本実施形態では、このＶＣＯ１２からの出力が、補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）として使用される。

次に、受信装置５０においては、送信装置１０からの送信電波（マイクロ波）が受信アンテナ５２にて受信される。そして、この受信アンテナ５２からの受信信号は、増幅回路５８にて増幅された後、送信装置１０からの受信信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ５９を介して、ミキサ６０に入力され、このミキサ６０にて、ＶＣＯ５３で生成された周波数ｆｃ（６ＧＨｚ帯）の局発信号と混合されることにより、ダウンコンバートされる。なお、ＶＣＯ５３からの局発信号は、この信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ６１を介してミキサ６０に入力される。

次に、ミキサ６０からの出力は、地上波デジタルＩＦ信号とパイロット信号とに対応した信号成分（具体的には、送信装置１０側でマイクロ波帯にアップコンバートする前の３００ＭＨｚ帯の混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）に対応した受信混合信号成分）のみを選択的に通過させるＢＰＦ６２に入力され、このＢＰＦ６２を通過した受信混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）は、減衰量を調整可能な可変減衰回路（以下単にＡＴＴという）６３を介して分配回路６４に入力されることにより、２分配される。

そして、この分配回路６４にて２分配された受信混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）の内の一方は、検波回路６５にて検波され、その検波信号は、Ａ／Ｄ変換回路６６にてデジタルデータに変換された後、マイコン６８に入力される。

すると、このマイコン６８は、Ａ／Ｄ変換回路６６からの入力データの値（つまり検波信号の信号レベル）が予め設定された閾値以下であるか否かを判断することにより、受信アンテナ５２で送信装置１０から送信されたマイクロ波が受信されているか否かを判定し、受信アンテナ５２でマイクロ波が受信されていれば、後述する増幅回路７０、７８への電源供給経路に設けられた電源ＳＷ７１をＯＮして、増幅回路７０、７８を動作させ、逆に、受信アンテナ５２でマイクロ波が受信されていなければ、電源ＳＷ７１をＯＦＦして、増幅回路７０、７８の動作を停止させる。

また、マイコン６８は、受信アンテナ５２でマイクロ波が受信されていると判断すると、Ａ／Ｄ変換回路６６からの入力データの値（つまり検波信号の信号レベル）が予め記憶された設定値となるように、バッファ６９を介してＡＴＴ６３に制御信号を出力する。

この結果、ＡＴＴ６３の減衰量は、ＡＴＴ６３を通過した受信混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）の信号レベルが、マイコン３７に記憶された設定値に対応した一定レベルとなるよう制御されることになる。

そして、このように一定レベルに制御された受信混合信号（地上波デジタルＩＦ′＋ＰＩＬＯＴ′）は、増幅回路７０にて所定レベルまで増幅された後、２つのＢＰＦ７１、７２を介して、受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）と、受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）とに分離される。

そして、この２つの信号の内、ＢＰＦ７２を通過した受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）は、ミキサ７３に入力され、このミキサ７３にて、ＶＣＯ５６から出力される補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）と混合されて、補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）の周波数ｆａ分だけダウンコンバートされる。

つまり、このミキサ７３では、受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）を、送信装置１０側で生成された元のパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）と同じ周波数ｆａ分だけダウンコンバートすることにより、送信装置１０側で混合信号（地上波デジタルＩＦ＋ＰＩＬＯＴ）を３００ＭＨｚ帯へアップコンバートするのに用いた局発信号（周波数：ｆｂ、例えば２６０ＭＨｚ）に、送信装置１０側のＶＣＯ１６で生成される局発信号と受信装置１０側のＶＣＯ５３で生成される局発信号との周波数誤差△ｆを加えた補正信号を生成するのである。

そして、このミキサ７３にて生成された補正信号（周波数：２６０ＭＨｚ＋△ｆ）は、２６０ＭＨｚ付近の信号成分のみを選択的に通過させるＢＰＦ７４を介して、ミキサ７５に入力され、このミキサ７５において、ＢＰＦ７１を通過した受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）と混合される。

この結果、受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）は、補正信号（周波数：２６０ＭＨｚ＋△ｆ）によりダウンコンバートされ、送信装置１０側でアップコンバートする前の元の地上波デジタルＩＦ信号が正確に復元されることになる。

そして、このように復元された地上波デジタルＩＦ信号は、地上波デジタルＩＦ信号のみを選択的に通過させるＢＰＦ７６を介して、増幅回路７８に入力され、この増幅回路７８にて所定レベルまで増幅された後、ＢＰＦ７６と同様のＢＰＦ７９、及び、出力端子Ｔｏｕｔを介して、外部に出力される。

以上説明したように、本実施形態の中継システムにおいては、まず、送信装置１０が、伝送信号としての地上波デジタルＩＦ信号とパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）とを混合して、その混合信号を周波数ｆｂ（２６０ＭＨｚ）の局発信号にてアップコンバートし、更に、そのアップコンバート後の混合信号を、周波数ｆｃの送信側局発信号を用いてマイクロ波帯へアップコンバートし、そのマイクロ波帯の信号を送信信号として無線送信する。

一方、受信装置５０では、送信装置１０からの送信電波（マイクロ波）を受信アンテナ５２にて受信し、その受信信号を、送信側局発信号と同じ周波数ｆｃの受信側局発信号を用いてダウンコンバートする。そして、そのダウンコンバート後の受信信号を、地上波デジタルＩＦ信号に対応した受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）と、パイロット信号（ＰＩＬＯＴ）に対応した受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）とに分離する。

また、受信装置５０側では、送信装置１０にて生成されるパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）と同一周波数の補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）を生成し、その生成した補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）と受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）とを混合することにより、これら両信号の周波数の差の周波数を有する補正信号を生成し、更に、この補正信号と受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）とを混合することにより、受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）をダウンコンバートし、送信装置１０がアップコンバートする前の元の地上波デジタルＩＦ信号を抽出する。

従って、本実施形態の中継システムによれば、送信側局発信号や受信側局発信号に周波数変動が生じたとしても、受信装置５０側では、その周波数変動の影響を受けることなく地上波デジタルＩＦ信号を正確に復元できる。

つまり、送信側局発信号の周波数誤差を△ｆｔ、受信側局発信号の周波数誤差を△ｆｒ、とした場合、受信装置５０側で受信信号をダウンコンバートすることにより得られる受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）は、送信装置１０側でアップコンバートされる前の地上波デジタルＩＦ信号に対して、「ｆｂ＋△ｆｔ＋△ｆｒ」だけ周波数がずれることになるが、この周波数のずれは、受信装置５０側で受信信号をダウンコンバートすることにより得られた受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）にも生じる。

従って、受信装置５０において、補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）と受信パイロット信号（ＰＩＬＯＴ′）とを混合することにより生成される補正信号の周波数は、上記周波数のずれ分「ｆｂ＋△ｆｔ＋△ｆｒ」に一致する。

そして、受信装置５０は、このように生成した補正信号と受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）とを混合して、受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）を補正信号の周波数（ｆｂ＋△ｆｔ＋△ｆｒ）分だけ低周波側にシフトさせた信号を抽出するよう構成されていることから、これによって得られる中間周波信号は、受信伝送信号（地上波デジタルＩＦ′）から周波数誤差「ｆｂ＋△ｆｔ＋△ｆｒ」分を除去した正規の地上波デジタルＩＦ信号となり、受信装置５０では、送信装置１０がアップコンバートする前の地上波デジタルＩＦ信号を正確に復元できることになるのである。

ところで、送信装置１０と受信装置５０とに設けられたＶＣＯ１２、５６は、互いに同じ周波数ｆａのパイロット信号及び補正用基準信号を発生するものであるが、これらＶＣＯ１２，５６の発振周波数が変動して、発振周波数がずれると、その周波数のずれ分が受信装置５０側で復元した伝送信号（ここでは地上波デジタルＩＦ信号）の周波数誤差として表れることになる。

そして、特に、本実施形態のように、送信装置１０と受信装置５０とからなる一対の送受信システムを縦続することにより、複数の放送局間でテレビ放送信号を順に中継する中継システムでは、ＶＣＯ１２，５６の発振周波数のずれが順に加算されることから、最終段の受信装置５０（ｅ）で得られる地上波デジタルＩＦ信号の周波数誤差が大きくなってしまう。

しかし、本実施形態では、地上波デジタルＩＦ信号の中継地点となる放送局に設置される送信装置１０と受信装置５０とには、それぞれ、これら各装置間で共通のルビジューム発振器５からの発振信号を基準信号として入力し、送信装置１０及び受信装置５０では、このルビジューム発振器５からの基準信号に基づき、ＰＬＬ回路１３、５７によりパイロット信号及び補正用基準信号を生成するようにしていることから、各中継地点では、送信装置１０及び受信装置５０内で生成されるパイロット信号及び補正用基準信号の周波数を一致させることができる。

この結果、対となる送信装置１０と受信装置５０との間で生じる地上波デジタルＩＦ信号の周波数誤差の内、受信装置５０で生じる周波数誤差分は、その後段の送信装置１０で生じる周波数誤差分で相殺されることになり、結局、最終段の受信装置５０（ｅ）で得られる地上波デジタルＩＦ信号の周波数誤差は、初段の送信装置１０で生成されるパイロット信号（ＰＩＬＯＴ）と最終段の受信装置５０（ｅ）で生成される補正用基準信号（ＳＢＡＳＥ）との周波数の差分だけとなり、地上波デジタルＩＦ信号の周波数のずれを充分抑制することができるようになる。

また特に、本実施形態では、パイロット信号及び補正用基準信号をＰＬＬ回路１３、５７を介して生成するのに用いる基準信号を、発振周波数が安定したルビジューム発振器５を用いて生成し、しかも、このルビジューム発振器５は、温度変化のない局舎２内に設置するようにしているので、基準信号、延いては、パイロット信号及び補正用基準信号を、一定周波数に制御できる。よって、本実施形態によれば、この構成によっても、伝送信号である地上波デジタルＩＦ信号の周波数が変動するのを防止できる。

なお、上記実施形態では、テレビ放送の送信所間で地上波デジタルＩＦ信号をマイクロ波に周波数変換して無線伝送する中継システムについて説明したが、本発明において、伝送信号としては、地上波デジタルＩＦ信号に限定されるものではなく、また、その伝送信号を無線伝送する周波数としても、マイクロ波に限定されるものではない。つまり、任意の信号を任意の周波数に周波数変換する場合でも、同様の効果を得ることができる。

実施形態のテレビ放送信号の中継システム全体の構成を表す構成図である。 実施形態の中継システムを構成する送信装置の回路構成を表すブロック図である。 実施形態の中継システムを構成する受信装置の回路構成を表すブロック図である。

符号の説明

５…ルビジューム発振器、１０…送信装置、１２，１６…ＶＣＯ、１３，１７…ＰＬＬ回路、１４，１８…局部発振器、１９，２０，２５，２９…増幅回路、２１，２３，２４，２７，２８，３０…ＢＰＦ、２２，２６…ミキサ、３２…送信アンテナ、３３…ＡＬＣ、３４…分岐回路、３５，４１…検波回路、３６，４２…Ａ／Ｄ変換回路、３７，４３…マイコン、３８…バッファ、４０…分配回路、４４…電源スイッチ（ＳＷ）、Ｔ１…端子、Ｔｉｎ…入力端子、５０…受信装置、５２…受信アンテナ、５３，５６…ＶＣＯ、５４…局部発振器、５５，５７…ＰＬＬ回路、５８，７０，７８…増幅回路、５９，６１，６２，７１，７２，７４，７６，７９…ＢＰＦ、６０，７３，７５…ミキサ、６３…ＡＴＴ、６４…分配回路、６５…検波回路、６６…Ａ／Ｄ変換回路、６８…マイコン、６９…バッファ、７１…電源スイッチ（ＳＷ）、Ｔ２…端子、Ｔｏｕｔ…出力端子。

Claims (4)

1. 送信すべき伝送信号を送信側局発信号を用いて周波数変換し、該周波数変換後の信号を送信アンテナから放射する送信装置と、
   前記送信アンテナからの送信電波を受信アンテナにて受信し、該受信信号を受信側局発信号を用いて周波数変換することにより、前記伝送信号を復元する受信装置と、
   からなる一対の送受信装置を複数対備え、前段の受信装置で復元された伝送信号を次段の送信装置が周波数変換して送信するよう、前段の受信装置と後段の送信装置とを中継地点に順次配置してなる中継システムであって、
   前記各送信装置は、前記周波数変換によって伝送帯域内となる一定周波数のパイロット信号を一つ生成して、該パイロット信号と前記伝送信号とを前記送信側局発信号を用いて周波数変換することにより、前記伝送信号と前記パイロット信号とを同時に無線送信するよう構成され、
   前記各受信装置は、前記受信信号を周波数変換することにより得られた信号を前記伝送信号に対応した受信伝送信号と前記パイロット信号に対応した受信パイロット信号とに分離すると共に、前記送信装置側で生成されるパイロット信号に対応した補正用基準信号を一つ生成して前記受信パイロット信号と混合することにより、これら両信号の周波数の差の周波数を有する補正信号を生成し、該生成した補正信号と前記受信伝送信号とを混合することにより、前記受信伝送信号を周波数変換し、該周波数変換後の信号から前記送信装置が送信してきた元の伝送信号を抽出するよう構成され、
   しかも、前記中継地点には、所定周波数の基準信号を発生して、当該中継地点に配置された受信装置及び送信装置にそれぞれ出力する発振器が設けられ、
   前記中継地点に配置された受信装置は、当該中継地点に設けられた前記発振器から入力される基準信号に基づき前記補正用基準信号を生成し、
   前記中継地点に配置された送信装置は、当該中継地点に設けられた前記発振器から入力される基準信号に基づき前記パイロット信号を生成することを特徴とする中継システム。
2. 前記中継地点において、前記発振器は、所定の温度になるように制御された収納箇所に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の中継システム。
3. 前記伝送信号は、テレビ放送信号であり、前記前後段の受信装置及び送信装置と前記発振器とは、テレビ放送局の送信所にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の中継システム。
4. 伝送信号と一定周波数のパイロット信号一つとを局発信号を用いて周波数変換することにより生成された送信電波を受信アンテナにて受信し、該受信信号を受信側局発信号を用いて周波数変換することにより、前記伝送信号を復元する受信装置と、
   該受信装置にて復元された伝送信号を送信側局発信号を用いて周波数変換し、該周波数変換後の信号を送信アンテナから放射する送信装置と、
   を備えた中継装置であって、
   前記受信装置は、前記受信信号を周波数変換することにより得られた信号を前記伝送信号に対応した受信伝送信号と前記パイロット信号に対応した受信パイロット信号とに分離すると共に、前段の中継装置の送信装置側で生成されるパイロット信号に対応した補正用基準信号を一つ生成して前記受信パイロット信号と混合することにより、これら両信号の周波数の差の周波数を有する補正信号を生成し、該生成した補正信号と前記受信伝送信号とを混合することにより、前記受信伝送信号を周波数変換し、該周波数変換後の信号から前段の中継装置の送信装置が送信してきた元の伝送信号を抽出するよう構成され、
   前記送信装置は、周波数変換によって伝送帯域内となる一定周波数のパイロット信号を一つ生成して、該パイロット信号と前記受信装置にて復元された伝送信号とを前記送信側局発信号を用いて周波数変換することにより、前記伝送信号と前記パイロット信号とを同時に無線送信するよう構成され、
   しかも、当該中継装置には、所定周波数の基準信号を発生して、前記受信装置及び前記送信装置にそれぞれ出力する発振器が備えられ、
   前記受信装置は、前記発振器から入力される基準信号に基づき前記補正用基準信号を生成し、
   前記送信装置は、前記発振器から入力される基準信号に基づき前記パイロット信号を生成することを特徴とする中継装置。

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