JP4693808B2 - Relay device - Google Patents
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Description
本発明は、回り込みキャンセラを有する中継装置に関し、例えば、デジタル放送波中継局の送受アンテナ間での信号の回り込みによって発生するループ発振を検知する中継装置に関する。 The present invention relates to a relay apparatus having a wraparound canceller, for example, a relay apparatus that detects loop oscillation caused by signal wraparound between transmitting and receiving antennas of a digital broadcast wave relay station.
OFDM(Orthogonal Frequency Division 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装置がある。この回り込みキャンセラ装置を放送波中継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、回り込み波のレベルが大きいときに中継放送所においてループ発振が発生することがある。ループ発振は、OFDM信号を用いたデジタル放送又はデジタル伝送において、SFNを構成する中継局で同一周波数再送信による放送波中継を行う場合、特に問題となる。 There is a wraparound canceller device that cancels a sneak wave by estimating characteristics of a transmission path such as multipath and sneaking from an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal. When this wraparound canceller apparatus is applied to a relay broadcaster for broadcast wave relay SFN (Single Frequency Network), loop oscillation may occur in the relay broadcast station when the level of the wraparound wave is large. Loop oscillation becomes a problem particularly in digital broadcasting or digital transmission using an OFDM signal, when broadcast waves are relayed by re-transmission at the same frequency at a relay station constituting the SFN.
回り込みキャンセラ装置は、異常な環境下における発振動作により後段のPA(Power-Amplifier:電力増幅器)が破損することを防止する安全機能として、回り込みキャンセラには回り込み系のループ発振を検知する発振検知機能を搭載する。異常な信号、仕様を超える回り込み条件等で、回り込みキャンセラ装置内部のフィードバック系が発振状態に陥った際、機器の出力を直ちに停止し、PAの破損や隣接チャネルへの漏洩を抑える働きをする。 The sneak canceller is an oscillation detection function that detects sneaking loop oscillations as a safety function to prevent damage to the subsequent PA (Power-Amplifier) due to oscillation operation under abnormal circumstances. Is installed. When the feedback system in the wraparound canceller enters an oscillating state due to an abnormal signal or a sneak condition exceeding the specification, the output of the device is immediately stopped, and it works to suppress damage to the PA and leakage to the adjacent channel.
特許文献1には、ループ発振を検知するループ発振検知回路が組み込まれた回り込みキャンセラ装置として、受信したOFDM信号の周波数振幅特性における最大値と最小値の比が所定の値を超えた場合に発振したとして中継装置の出力を停止したり、出力レベルを減力したりする回り込みキャンセラが開示されている。 In Patent Document 1, as a sneak canceller device incorporating a loop oscillation detection circuit for detecting loop oscillation, oscillation occurs when the ratio between the maximum value and the minimum value in the frequency amplitude characteristic of a received OFDM signal exceeds a predetermined value. Therefore, a wraparound canceller that stops the output of the relay device or reduces the output level is disclosed.
特許文献2には、ループ発振を起こした場合は連続して大きな自己相関が得られることに着眼し、入力信号とこれを遅延させたものとの相関演算を行い、所定の値を超えた場合に発振検知する回り込みキャンセラが開示されている。
ところが、実環境における受信信号はレベル変動が激しく、瞬時的なレベルの変化、瞬断などが存在した場合、信号レベルの変化をループ発振とみなしてしまうことや、瞬時変動による信号の乱れが回り込み波の推定誤りを大きくすることでループ発振を引き起こしてしまう場合がある。 However, the received signal in the actual environment has a large level fluctuation, and if there is an instantaneous level change or instantaneous interruption, the signal level change is regarded as a loop oscillation, or the signal disturbance due to the instantaneous fluctuation wraps around. Increasing the wave estimation error may cause loop oscillation.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避し、厳しい伝搬環境で安定した動作を行うことができる回り込みキャンセラを有する中継装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and a wraparound canceller capable of avoiding loop oscillation caused by a sudden level fluctuation of an input signal or an influence of a momentary interruption and performing a stable operation in a severe propagation environment. It is an object of the present invention to provide a relay device having the same.
本発明の中継装置は、回り込み推定結果を基に受信信号から回り込み波を除去する回り込みキャンセラと、回り込みの伝達関数と前記回り込みキャンセラの伝達関数との差分であるキャンセル残差を前記回り込み推定結果として出力する回り込み波推定手段と、前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果とに基づいて受信信号のレベル変動の有無を判定する判定手段と、前記レベル変動が所定以上のときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御手段とを備える構成を採る。
The relay device of the present invention uses a sneak canceller that removes a sneak wave from a received signal based on a sneak estimation result, and a cancellation residual that is a difference between the sneak transfer function and the transfer function of the sneak canceller as the sneak estimation result. A sneak wave estimation means to output, a storage means for storing a sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation means, a sneak estimation result stored in the storage means, and a sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation means; And a control means for supplying the sneak estimation result stored in the storage means to the sneak canceller when the level fluctuation is greater than or equal to a predetermined level. take.
この構成によれば、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避できるという作用を有する。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。 According to this configuration, there is an effect that it is possible to avoid a loop oscillation that occurs due to the effect of a sudden level fluctuation or instantaneous interruption of the input signal. As a result, it is possible to improve the stable operation in a harsh propagation environment and the resistance against instantaneous level fluctuation.
本発明の中継装置は、上記構成において、前記判定手段は、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較してレベル変動の有無を判定する構成を採る。 In the relay device according to the present invention, in the configuration described above, the determination unit compares a ratio between a sneak estimation result stored in the storage unit and a sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation unit with a predetermined threshold value to change a level. The structure which determines the presence or absence of is taken.
この構成によれば、メモリに記憶した回り込み推定結果と推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較すればよいため、比較的簡単な回路構成によりレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができる。 According to this configuration, the ratio between the sneak estimation result stored in the memory and the estimated sneak estimation result only has to be compared with a predetermined threshold value, and therefore, a relatively simple circuit configuration avoids loop oscillation due to level fluctuation and instantaneous interruption. can do.
本発明の中継装置は、上記構成において、前記制御手段は、前記レベル変動が所定以上のときは、前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果の使用を禁止する構成を採る。 The relay apparatus according to the present invention employs a configuration in which, in the above configuration, the control means prohibits the use of the sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation means when the level fluctuation is greater than or equal to a predetermined value.
この構成によれば、レベル変動が所定以上のときは、推定された回り込み推定結果の使用を禁止することで、急激なレベル変動を確実に回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。 According to this configuration, when the level fluctuation is greater than or equal to the predetermined value, by prohibiting the use of the estimated sneak estimation result, an abrupt level fluctuation can be reliably avoided and stable operation can be realized. Have
本発明の中継装置は、上記構成において、前記受信信号のレベル低下を検出するレベル検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記受信信号のレベル低下が検出されたときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御を行う構成を採る。 In the above configuration, the relay apparatus of the present invention further comprises level detection means for detecting a decrease in the level of the received signal, and the control means stores in the storage means when a decrease in the level of the received signal is detected. A configuration is adopted in which control is performed to supply the wraparound estimation result to the wraparound canceller.
この構成によれば、受信信号のレベル低下後に発生する急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。 According to this configuration, it is possible to avoid a sudden level fluctuation that occurs after the level of the received signal is lowered and a loop oscillation due to a momentary interruption, thereby realizing a stable operation.
本発明の中継装置は、上記構成において、前記レベル検出手段は、レベル低下、瞬時的なレベル変化、又は瞬断をレベル変動として検出する構成を採る。 The relay apparatus according to the present invention employs a configuration in which the level detection means detects a level drop, an instantaneous level change, or an instantaneous interruption as a level fluctuation in the above configuration.
この構成によれば、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。 According to this configuration, it is possible to avoid loop oscillation due to sudden level fluctuations and instantaneous interruptions, and to achieve stable operation.
本発明の中継装置は、上記構成において、前記レベル検出手段は、レベル低下検出時から該レベル低下復帰後所定時間を経過するまで、レベル低下検出信号を出力する構成を採る。 The relay apparatus according to the present invention employs a configuration in which, in the above configuration, the level detection means outputs a level decrease detection signal until a predetermined time elapses after the level decrease is detected after the level decrease is detected.
この構成によれば、レベル低下検出時から該レベル低下復帰後所定時間を経過するまでをマスクすることにより、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。 According to this configuration, by masking from the time when the level drop is detected until a predetermined time has elapsed after returning from the level drop, it is possible to avoid abrupt level fluctuations and loop oscillation due to instantaneous interruptions, realizing stable operation Has the effect of
本発明の中継装置は、上記構成において、前記回り込みキャンセラは、受信信号から回り込み波を複製するFIRフィルタと、前記FIRフィルタの出力信号を前記受信信号から減じる減算手段と、前記FIRフィルタの係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有し、受信信号から回り込み波を除去して出力する構成を採る。 In the relay apparatus according to the present invention, in the configuration described above, the wraparound canceller includes an FIR filter that replicates a sneak wave from a received signal, a subtracting unit that subtracts an output signal of the FIR filter from the received signal, and a coefficient of the FIR filter. And a filter coefficient updating means for updating, and removing the sneak wave from the received signal and outputting it.
この構成によれば、具体的な回り込みキャンセラにおいて、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、安定した動作を実現するという作用を有する。 According to this configuration, in a specific wraparound canceller, it is possible to avoid a loop oscillation due to abrupt level fluctuations and instantaneous interruption, and to achieve a stable operation.
本発明によれば、推定誤差の大きい区間の回り込み推定結果を使用しないことにより、急激なレベル変動、瞬断によるループ発振を回避することができ、回り込みキャンセラの安定した動作を実現することができる。 According to the present invention, by not using the sneak estimation result in the section with a large estimation error, it is possible to avoid a loop oscillation due to abrupt level fluctuation and instantaneous interruption, and to realize a stable operation of the sneak canceller. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図であり、受信アンテナ101において受信した親局波を送信アンテナ121から中継信号として送信するまでの構成を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a relay apparatus having a wraparound canceller according to Embodiment 1 of the present invention, and is a configuration until a master station wave received by receiving
図1において、中継装置100は、受信アンテナ101、受信変換部102、減算部103、送信変換部104、送信アンテナ121、同期部105、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)106、回り込み波推定部107、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)108、メモリ109、回り込み波異常判定部110、係数更新部111、及びFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタ112を備えて構成される。
In FIG. 1, a
上記減算部103、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112は、回り込みキャンセラ120を構成する。また、上記回り込みキャンセラ120及び回り込み波異常判定部110は、例えばDSP(Digital Signal Processor)により構成される。
The
また、図示は省略するが受信変換部102から減算部103間には、AGC(Automatic Gain Controller:自動利得制御部)及びアナログ/デジタル(A/D)変換部が設けられ、減算部103から送信変換部104間には、デジタル/アナログ(D/A)変換部が設けられている。
Although not shown, an AGC (Automatic Gain Controller) and an analog / digital (A / D) conversion unit are provided between the
受信アンテナ101は、親局波に自局からの中継信号が回り込み波として重畳した信号を受信する。
The
受信変換部102は、受信アンテナ出力をLNA(Low Noise Amplifier)による低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部102出力は、図示しないAGCにより受信信号の信号レベルを一定に保つことでA/D変換部において信号が飽和することのないように信号レベルが制御される。
The
回り込みキャンセラ120は、放送波中継局(中継装置100)の送受アンテナ(送信アンテナ121及び受信アンテナ101)間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ120は、A/D変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器103、回り込み波の複製を出力するFIRフィルタ112、FIRフィルタ112のフィルタ係数を決定する係数更新部111を有する。回り込みキャンセラ120により、回り込み波の複製(レプリカ)が減じられたデジタル信号は、図示しないD/A変換部を介して送信変換部104に送られる。なお、減算部103と図示しないD/A変換部との間に帯域通過フィルタを介在させてOFDM信号帯域外の周波数成分による発振を防止することも可能である。
The
送信変換部104は、D/A変換された減算部103の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行って中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ121に供給する。
The
送信アンテナ121は、送信変換部104の出力を放射する。送信アンテナ121により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ101に回り込む。
The
回り込みキャンセラ120の構成について詳細に説明する。
The configuration of the
回り込みキャンセラ120内部の同期部105は、時間領域の信号である減算部103の出力の同期を取る。
The
FFT106は、同期部105の出力を周波数領域の信号に変換する。
The FFT 106 converts the output of the
回り込み波推定部107は、FFT106の変換結果と伝搬路周波数特性から伝搬路の回り込み波を推定する。回り込み波推定部107は、例えば、FFT106の変換結果と理想的な伝搬路周波数特性からの誤差分であるキャンセル残差を求め、回り込みの伝達関数とFIRフィルタ112の伝達関数との差分であるキャンセル残差が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、回り込みキャンセラ120(減算部105)の出力には、主波成分のみが出力されることで、伝搬路の周波数特性を推定する。
The sneak
IFFT108は、回り込み波推定部107により推定された回り込み推定結果を、時間領域の信号に変換し、IFFT出力及び出力電力の総和Pbとしてメモリ109及び回り込み波異常判定部110に出力する。
メモリ109は、前回の回り込み推定結果である前回演算したIFFT108の出力及び電力の総和Pbを記憶する。
The
回り込み波異常判定部110は、瞬時レベル変動による回り込み波推定結果の変動から回り込み波の異常を判定する。回り込み波異常判定部110は、回り込み波推定部107による回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Paとメモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果である前回演算したIFFT出力電力総和Pbとを比較し、前回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Pbと今回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Paとの変化率が異常推定の判定閾値αより大きければ、瞬時レベル変動などの影響を受けたものと判定し、過去に算出した前回の回り込み推定結果を継続して反映することで、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにする。受信信号に瞬時的なレベル変動が生じ、その変動区間で回り込み波の推定をするケースが発生すると、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。回り込み波異常判定部110は、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、メモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振を引き起こす要因を未然に抑制する。
The sneak wave
係数更新部111は、回り込み波異常判定部110の出力から所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をFIRフィルタ112の第2の入力に出力する。
The
FIRフィルタ112は、減算部103の出力に対して係数更新部111の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製(レプリカ)を生成する。生成したレプリカは減算部103の第2の入力に供給される。
The
減算部103は、回り込みレプリカの減算回路である。減算部103は、受信変換部102の出力からFIRフィルタ112の出力を減じ、その出力をFIRフィルタ112の第1の入力及び同期部105に出力するとともに、回り込みキャンセラ120の出力として、送信変換部104に出力する。
The
このように、回り込みキャンセラ120は、デジタル信号処理によって回り込み波の複製を発生させ、回り込み波信号成分を含む入力信号からこの複製を減じる。すなわち、回り込みの伝達関数とFIRフィルタ112の伝達関数との差分であるキャンセル残差が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、回り込みキャンセラ120の減算部103の出力には、主波成分のみが出力される。これにより、伝搬路の変動等に追従した高精度でかつ安定した回り込みキャンセルが実現できる。
In this manner, the
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置100の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
受信信号に瞬時的なレベル変動が生じ、その変動区間で回り込み波の推定をするケースが発生すると、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。 If an instantaneous level fluctuation occurs in the received signal and a case where a sneak wave is estimated in the fluctuation zone occurs, a sneak wave estimation error increases, which causes a loop oscillation.
本実施の形態は、過去に推定した回り込み推定結果をメモリ109に記憶しておくとともに、前回の回り込み推定結果と今回推定された回り込み推定結果との比率を所定閾値と比較して推定誤差を判定し、回り込み推定結果の推定誤差が所定以上大きくなる区間については、誤推定として例外処理を行う。例外処理では、今回推定された回り込み推定結果の使用を禁止し、メモリ109に記憶した回り込み推定結果を使用する制御を行う。
In the present embodiment, the estimation result estimated in the past is stored in the
図2は、回り込み波異常判定処理を示すフローチャートであり、回り込みキャンセラ120及び回り込み波異常判定部110を構成するDSPにより実行される。本フローは、瞬断・瞬時変動等による誤推定の発生を防ぐため、回り込み波推定に誤推定が発生していないかを判定し、誤推定が判定された場合には例外処理に移行する。
FIG. 2 is a flowchart showing the sneak wave abnormality determination process, which is executed by the DSP constituting the
ステップS1では、IFFT108の出力をメモリ109及び回り込み波異常判定部110に取り込む。
In step S <b> 1, the output of
ステップS2では、回り込み波異常判定部110はIFFT108の出力電力の総和Paを算出する。
In step S <b> 2, the sneak current
ステップS3では、回り込み波異常判定部110はメモリ109から前回演算したIFFT108の出力電力の総和Pbを読み込む。ここで、前回のIFFT出力電力総和Pbがない初回には、所定のデフォルト値を読み込む。
In step S <b> 3, the sneak current
ステップS4では、回り込み波異常判定部110はIFFT出力電力の総和Paと前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)とを比較する。IFFT出力電力の総和Paが、前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)以下の場合(Pa≦(Pb×α))、回り込み波異常がないと判断してステップS5に進む。IFFT出力電力の総和Paが、前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)以下の場合は、算出された今回のIFFT出力電力レベルと前回演算したIFFT出力電力レベルとが異常推定の判定閾値α内に収まっている場合である。この場合は、瞬時レベル変動等による影響がないと判定する。受信信号に瞬時的なレベル変動が生じると、その変動区間で回り込み波の推定をした場合、回り込み波の推定誤りが増加し、ループ発振を引き起こす要因となる。本実施の形態では、この瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差を、IFFT出力電力の総和Paと前回演算したIFFT出力電力総和Pbに閾値αを乗じた値(Pb×α)との比較により判定する。
In step S4, the sneak current
ステップS5では、回り込み波異常判定部110は瞬時的なレベル変動がない場合の、IFFT出力電力の総和Paを係数更新部111に転送する。係数更新部111は、回り込み波異常判定部110のIFFT出力電力の総和Paから所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をFIRフィルタ112に出力する。FIRフィルタ112は、減算部103の出力に対して係数更新部111の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製(レプリカ)を生成する。減算部103は、受信変換部102の出力からFIRフィルタ112の出力を減じ、その出力をFIRフィルタ112の第1の入力及び同期部105に出力するとともに、回り込みキャンセラ120の出力として、送信変換部104に出力する。
In step S <b> 5, the sneak current
ステップS6では、係数更新部111に転送したIFFT出力電力の総和Paを、次の演算用にメモリ109に記憶する(Pb=Pa)。
In step S6, the total IF Pa of IFFT output power transferred to the
ステップS7では、前回演算したIFFT出力電力総和Pbが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きいか否かを判別する。前回演算したIFFT出力電力総和Pbが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きい場合(Pb>β)、ステップS8で前回演算したIFFT出力電力総和Pbを所定値γとして(Pb=γ)本フローを終了し、前回演算したIFFT出力電力総和Pbが立ち上げ判定閾値β以下の場合(Pb≦β)はそのままフローを終了する。 In step S7, it is determined whether or not the IFFT output power total Pb calculated last time is larger than the startup determination threshold value β of the apparatus. When the IFFT output power total Pb calculated last time is larger than the startup determination threshold value β of the apparatus (Pb> β), the IFFT output power total Pb previously calculated in step S8 is set to a predetermined value γ (Pb = γ). When the IFFT output power total Pb calculated last time is equal to or less than the rise determination threshold value β (Pb ≦ β), the flow ends.
中継装置100の起動の立ち上がり時は、中継装置100の定常運用時より受信信号のレベル変動が大きい。本実施の形態では、回り込み波異常判定部110が立ち上がり時の受信信号のレベル変動を受けて前回の回り込み推定結果を使ってしまわないようにする。すなわち、前回の回り込み推定結果と今回の回り込み推定結果との変化率が異常推定の判定閾値α以下であっても、前回演算したIFFT出力電力総和Pbが立ち上げ判定閾値βより大きい場合(Pb>β)かを判別することで、Pb>βの場合は立ち上がり時であると判断して前回演算したIFFT出力電力総和Pbを所定値γにクリップする(Pb=γ)。これにより、立ち上がり時を含む上記瞬時的なレベル変動を判定することにより、まず前回演算したIFFT出力電力総和Pbが今回のIFFT出力電力総和Paとして設定され(ステップS6)、次に前回演算したIFFT出力電力総和Pbと立ち上げ判定閾値βとの比較により立ち上がり時のPbについては所定値γとすることで、立ち上がり時のPbが設定される(ステップS8)。
When the
一方、上記ステップS4でIFFT出力電力の総和Paが、前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)より大きい場合(Pa>(Pb×α))、回り込み波異常があると判断してステップS9に進む。 On the other hand, when the total IFFT output power Pa in step S4 is larger than the value (Pb × α) obtained by multiplying the previously calculated IFFT output power total Pb by the abnormality estimation determination threshold value α (Pa> (Pb × α)). Then, it is determined that there is a wraparound wave abnormality, and the process proceeds to step S9.
ステップS9では、回り込み波異常判定部110はメモリ109から前回演算したIFFT出力電力総和Pbを読み出し、係数更新部111に転送して本フローを終了する。Pa>(Pb×α)のときは、瞬時的なレベル変動があり回り込み波推定誤差が増加する場合である。この場合は、今回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力の総和Paを用いるのではなく、メモリ109から前回演算したIFFT出力電力総和Pbを係数更新部111に転送して用いる。また、前回のIFFT出力電力総和Pbがない初回には、所定のデフォルト値を係数更新部111に転送する。係数更新部111は、回り込み波異常判定部110のIFFT出力電力の総和Paから所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をFIRフィルタ112に出力する。FIRフィルタ112は、減算部103の出力に対して係数更新部111の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製(レプリカ)を生成する。減算部103は、受信変換部102の出力からFIRフィルタ112の出力を減じ、その出力をFIRフィルタ112の第1の入力及び同期部105に出力するとともに、回り込みキャンセラ120の出力として、送信変換部104に出力する。
In step S9, the sneak current
以上詳細に説明したように、本実施の形態の中継装置100によれば、過去に推定した回り込み推定結果である前回演算したIFFT出力及び電力総和Pbをメモリ109に記憶しておくとともに、回り込み波異常判定部110は、前回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Pbと今回推定された回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Paとの比率を異常推定の判定閾値αと比較してレベル変動の有無を判定し、瞬時的なレベル変動がない場合にはIFFT出力電力の総和Paを係数更新部111に転送し、レベル変動が所定以上大きくなる区間については、メモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Pbを係数更新部111に転送するので、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにして、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を未然に回避することができ、厳しい伝搬環境で安定した回り込みキャンセラを行うことが可能となる。
As described above in detail, according to
具体的には、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避することができ、厳しい伝搬環境で安定動作を実現することができる。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。 Specifically, it is possible to avoid a loop oscillation that occurs due to an abrupt level fluctuation of the input signal or an instantaneous interruption, and a stable operation can be realized in a severe propagation environment. As a result, it is possible to improve the stable operation in a harsh propagation environment and the resistance against instantaneous level fluctuation.
(実施の形態2)
実施の形態1では、前回の回り込み波推定結果を記憶し、今回の回り込み波推定結果との比率に異常推定の判定閾値αを設定することで、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振の可能性を未然に防止している。実施の形態2は、レベル低下を検出し、レベル低下時には実施の形態1の“回り込み波の推定誤り判定”を有効とすることで、回り込み波推定誤差の増加を抑制する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the previous sneak wave estimation result is stored, and an abnormality estimation determination threshold value α is set as a ratio to the current sneak wave estimation result, thereby determining an increase in sneak wave estimation error due to instantaneous level fluctuation. In addition, the possibility of loop oscillation is prevented in advance by using the previous wraparound estimation result. In the second embodiment, a decrease in level is detected, and at the time of the level decrease, the “estimation error determination of sneak wave” in the first embodiment is validated to suppress an increase in sneak wave estimation error.
図3は、本発明の実施の形態2に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図1と同一構成部分には同一符号を付している。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a relay apparatus having a wraparound canceller according to Embodiment 2 of the present invention. In the description of the present embodiment, the same components as those in FIG.
図3において、中継装置200は、受信アンテナ101、受信変換部102、レベル検出部201、減算部103、送信変換部104、送信アンテナ121、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、メモリ109、回り込み波異常判定部210、係数更新部111、及びFIRフィルタ112を備えて構成される。
3, the
上記減算部103、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112は、回り込みキャンセラ120を構成する。また、上記回り込みキャンセラ120及び回り込み波異常判定部210は、例えばDSPにより構成される。
The
また、図示は省略するがレベル検出部201と減算部103間には、AGC及びA/D変換部が設けられ、減算部103から送信変換部104間には、D/A変換部が設けられている。
Although not shown, an AGC and A / D converter is provided between the
受信変換部102は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部102出力は、レベル検出部201を経由し、図示しないAGCにより受信信号の信号レベルを一定に保つことでA/D変換部において信号が飽和することのないように信号レベルが制御される。
The
レベル検出部201は、受信変換部102出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果を回り込み波異常判定部210に出力する。例えば、レベル検出部201は、信号レベルが所定レベル(例えば−7dB)以下となった場合、レベル低下検出信号を回り込み波異常判定部210に出力する。
The
図4は、上記レベル検出部201から出力されるレベル低下検出信号を示す図である。図4(a)は、受信変換部102の出力信号波形であり、例えばOFDM信号である。図4(b)は、受信変換部102から回り込み波異常判定部210に出力されるレベル低下検出信号を示す。
FIG. 4 is a diagram illustrating a level decrease detection signal output from the
図4(a)に示すように、レベル検出部201は、受信変換部102のOFDM出力信号のレベル低下を検出し、図4(b)に示すレベル低下検出信号を回り込み波異常判定部210に出力する。レベル検出部201は、図4(a)に示す瞬時レベル低下区間を検出した場合、レベル低下検出時から立ち下がり、前記瞬時レベル低下区間経過して、図4(b)に示す所定の引き延ばし処理時間後に立ち上るレベル低下検出信号を、回り込み波異常判定部210に出力する。ここでは、レベル検出部201は、レベル低下検出時に直ちに、レベル低下検出信号を出力するとともに、レベル低下の復帰より、減算部103→同期部105→FFT106→回り込み波推定部107→IFFT108の処理遅延時間分引き延ばした信号を回り込み波異常判定部210に出力する。
As shown in FIG. 4A, the
回り込みキャンセラ120は、放送波中継局(中継装置200)の送受アンテナ(送信アンテナ121及び受信アンテナ101)間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ120は、A/D変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器103、回り込み波の複製を出力するFIRフィルタ112、FIRフィルタ112のフィルタ係数を決定する係数更新部111を有する。回り込みキャンセラ120により、回り込み波の複製(レプリカ)が減じられたデジタル信号は、図示しないD/A変換部を介して送信変換部104に送られる。
The
送信変換部104は、D/A変換された減算部103の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ121に供給する。
The
送信アンテナ121は、送信変換部104の出力を放射する。送信アンテナ121により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ101に回り込む。
The
回り込みキャンセラ120の構成について詳細に説明する。
The configuration of the
回り込みキャンセラ120内部の同期部105は、時間領域の信号である減算部103の出力の同期を取る。
The
FFT106は、時間領域の信号である減算部103の出力を周波数領域の信号に変換する。
The
回り込み波推定部107は、FFT106の変換結果から伝搬路の周波数特性を推定する。回り込み波推定部107により推定された回り込み推定結果は、IFFT108に出力される。
The sneak
IFFT108は、回り込み波推定部107により推定された回り込み推定結果を、時間領域の信号に変換し、IFFT出力電力の総和Pbとしてメモリ109及び回り込み波異常判定部210に出力する。
メモリ109は、前回の回り込み推定結果である前回演算したIFFT108の出力電力の総和Pbを記憶する。
The
回り込み波異常判定部210は、図1の回り込み波異常判定部110と同様に、瞬時レベル変動による回り込み波推定結果の変動から回り込み波の異常を判定する。回り込み波異常判定部210は、回り込み波推定部107による回り込み推定結果とメモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果とを比較し、前回の回り込み推定結果と今回の回り込み推定結果との変化率が異常推定の判定閾値αより大きければ、瞬時レベル変動と判定し、かつレベル検出部201によりレベル低下が検出された場合に、過去に算出した前回の回り込み推定結果を継続して反映することで、推定誤差が大きくなった区間を使用しないようにする。本実施の形態では、回り込み波異常判定部210は、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定し、レベル低下時に、メモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果を使用することで、ループ発振を引き起こす要因を未然に抑制する。ここで、回り込み波異常判定部210は、レベル低下時に、回り込み波推定部107による回り込み推定結果とメモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果とを比較し、瞬時レベル変動による回り込み波推定誤差の増加を判定する態様でもよい。
Similar to the sneak wave
係数更新部111は、回り込み波異常判定部120の出力から所定の係数更新式によって係数を更新し、更新したフィルタ係数をFIRフィルタ112の第2の入力に出力する。
The
FIRフィルタ112は、減算部103の出力に対して係数更新部111の出力による畳み込み演算を行い、回り込み信号の複製(レプリカ)を生成する。生成したレプリカは減算部103の第2の入力に供給される。
The
減算部103は、受信変換部102の出力からFIRフィルタ112の出力を減じ、その出力をFIRフィルタ112の第1の入力及び同期部105に出力するとともに、回り込みキャンセラ120の出力として、送信変換部104に出力する。
The
このように、回り込みキャンセラ120は、デジタル信号処理によって回り込み波の複製を発生させ、回り込み波信号成分を含む入力信号からこの複製を減じる。これにより、伝搬路の変動等に追従した高精度でかつ安定した回り込みキャンセルが実現できる。
In this manner, the
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置200の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、瞬時的なレベル変動によるループ発振の可能性について説明する。 First, the possibility of loop oscillation due to instantaneous level fluctuation will be described.
図5は、上記回り込みキャンセラ120の減算部103の出力信号の時間変化を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は信号レベルを表す。図5(a)は、1ms区間において−3dBのレベル低下を発生させた場合の減算部103の出力信号波形、図5(b)は、1ms区間において−5dBのレベル低下を発生させた場合の減算部103の出力信号波形、図5(c)は、1ms区間において−7dBのレベル低下を発生させた場合の減算部103の出力信号波形、図5(d)は、1ms区間において−8dBのレベル低下を発生させた場合の減算部103の出力信号波形、図5(e)は、1ms区間において−9dBのレベル低下を発生させた場合の減算部103の出力信号波形である。回り込みD/Uは∞(回り込み波なし)である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the time change of the output signal of the subtracting
図5(a)〜(e)のa.に示す位置で、−3dB〜−9dBのレベル低下を1ms区間発生させた場合、瞬時低下のレベルにより、次の2パターンの発振検知があることが判明した。 A. In FIG. When the level drop of −3 dB to −9 dB is generated in the 1 ms section at the position shown in FIG. 2, it has been found that the following two patterns of oscillation detection are made depending on the instantaneous drop level.
(1)誤推定による発振検知
図5(a)〜(d)に示す−3dB〜−8dBにおいては、レベル低下区間から最大6.2.msの時間経過後、誤推定によるレプリカ減算後出力(減算部103の出力)の増大が発生し、ループ発振が検知された。このループ発振は、図5(a)〜(d)のb.に示される。
(1) Oscillation detection by erroneous estimation In the case of −3 dB to −8 dB shown in FIGS. 5 (a) to (d), the maximum 6.2. After the elapse of ms, an increase in output after replica subtraction (output of the subtraction unit 103) due to erroneous estimation occurred, and loop oscillation was detected. This loop oscillation is caused by b. Shown in
(2)瞬時低下より復帰による発振検知
図5(e)のに示すように、−9dBでは、瞬時低下から復帰した際にレプリカ減算後出力(減算部103の出力)のレベル変化率が大きくなり、変動率による発振検知閾値に到達する。
(2) Oscillation detection by recovery from instantaneous decrease As shown in FIG. 5E, at −9 dB, the level change rate of the output after replica subtraction (output of the subtraction unit 103) becomes large when recovery from the instantaneous decrease is made. The oscillation detection threshold value due to the fluctuation rate is reached.
上述したように、瞬時的なレベル低下が1ms区間発生すると、レベル低下の程度にかかわらずループ発振が検知されてしまうことが判明した。 As described above, it has been found that when an instantaneous level drop occurs for 1 ms, loop oscillation is detected regardless of the level drop.
そこで、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部201を設け、レベル低下時は、回り込み波異常判定部210を有効とすることで、回り込み波推定誤差の増加を抑制する。
Therefore, in the present embodiment, a
図6は、回り込み波異常判定処理を示すフローチャートであり、図2に示すフローと同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付して重複箇所の説明を省略する。 FIG. 6 is a flowchart showing a sneak wave abnormality determination process. Steps in which the same processing as the flow shown in FIG. 2 is performed are denoted by the same step numbers and description of overlapping portions is omitted.
ステップS4でIFFT出力電力の総和Paが、前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)以下の場合(Pa≦(Pb×α))、ステップS11に進む。 If the total IFFT output power Pa in step S4 is equal to or less than the value (Pb × α) (Pa ≦ (Pb × α)) obtained by multiplying the previously calculated IFFT output power total Pb by the abnormality estimation determination threshold value α, step S11. Proceed to
ステップS11では、レベル検出部201は受信変換部102出力の信号レベルの低下を検出し、信号レベルが所定レベル(例えば−7dB)以下となった場合、レベル低下検出と判断してステップS9に進む。すなわち、上記ステップS4で前回と今回の推定結果の変動レベルの閾値αとの比較により回り込み波異常がないと判断しても、ステップS11で信号レベルが低下している場合には、上記回り込み波推定の信頼性が低い可能性があると判断して回り込み波推定の例外処理とする。ステップS9では、上記ステップS4でIFFT出力電力の総和Paが、前回演算したIFFT出力電力総和Pbに異常推定の判定閾値αを乗じた値(Pb×α)より大きい場合(Pa>(Pb×α))、あるいは、上記ステップS11で信号レベルが低下している場合に、回り込み波異常判定部210はメモリ109から前回演算したIFFT出力電力総和Pbを読み出し、係数更新部111に転送して本フローを終了する。
In step S11, the
上記ステップS11で信号レベルの低下を検出しない場合、回り込み波異常がなく信号レベル低下がないと判断してステップS5に進む。ステップS5では、回り込み波異常判定部210は瞬時的なレベル変動がない場合の、IFFT出力電力の総和Paを係数更新部111に転送する。
If no signal level decrease is detected in step S11, it is determined that there is no sneak wave abnormality and there is no signal level decrease, and the process proceeds to step S5. In step S <b> 5, the sneak current
ステップS7では、前回演算したIFFT出力電力総和Pbが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きいか否かを判別する。前回演算したIFFT出力電力総和Pbが装置の起動の立ち上げ判定閾値βより大きい場合(Pb>β)、ステップS8で前回演算したIFFT出力電力総和Pbを所定値γとして(Pb=γ)本フローを終了し、前回演算したIFFT出力電力総和Pbが立ち上げ判定閾値β以下の場合(Pb≦β)はそのままフローを終了する。 In step S7, it is determined whether or not the IFFT output power total Pb calculated last time is larger than the startup determination threshold value β of the apparatus. When the IFFT output power total Pb calculated last time is larger than the startup determination threshold value β of the apparatus (Pb> β), the IFFT output power total Pb previously calculated in step S8 is set to a predetermined value γ (Pb = γ). When the IFFT output power total Pb calculated last time is equal to or less than the rise determination threshold value β (Pb ≦ β), the flow ends.
このように、本実施の形態の中継装置200によれば、回り込み波異常判定部210は、信号レベルが低下し、信号レベルが低い条件で実施される回り込み波推定自体の信頼性が低い場合には、速やかに例外処理に移行することで、実施の形態1の効果の実効を図ることができる。すなわち、入力信号の急激なレベル変動や瞬断による影響で発生するループ発振を回避することができ、厳しい伝搬環境で安定動作をより一層確実に実現することができる。これにより、厳しい伝搬環境における安定動作と瞬時レベル変動の耐性向上を図ることができる。
As described above, according to
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図3と同一構成部分には同一符号を付している。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a relay apparatus having a wraparound canceller according to Embodiment 3 of the present invention. In the description of this embodiment, the same components as those in FIG.
図7において、中継装置300は、受信アンテナ101、受信変換部102、レベル検出部201、AGC301、AGCゲイン制御部310、減算部103、送信変換部104、送信アンテナ121、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112を備えて構成される。
In FIG. 7, the
上記減算部103、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112は、回り込みキャンセラ120を構成する。また、上記回り込みキャンセラ120は、例えばDSPにより構成される。
The
また、図示は省略するがAGC301から減算部103間には、A/D変換部が設けられ、減算部103から送信変換部104間には、D/A変換部が設けられている。
Although not shown, an A / D conversion unit is provided between the
受信変換部102は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部102出力は、レベル検出部201を経由して回り込みキャンセラ120に入力される。
The
レベル検出部201は、受信変換部102出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果をAGCゲイン制御部310に出力する。例えば、レベル検出部201は、信号レベルが所定レベル(例えば−7dB)以下となった場合、レベル低下検出信号をAGCゲイン制御部310に出力する。
AGCゲイン制御部310は、レベル検出部201からレベル低下検出信号を受けると、AGC301の増幅率を一定値にする制御を行う。
When the AGC
AGC301は、AGCゲイン制御部310からのゲイン制御信号に従って受信信号の信号レベルを一定に保つことで、後段のA/D変換部において信号が飽和することのないように信号レベルを制御する。
The
回り込みキャンセラ120は、放送波中継局(中継装置300)の送受アンテナ(送信アンテナ121及び受信アンテナ101)間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ120は、A/D変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器103、回り込み波の複製を出力するFIRフィルタ112、FIRフィルタ112のフィルタ係数を決定する係数更新部111を有する。回り込みキャンセラ120により、回り込み波の複製(レプリカ)が減じられたデジタル信号は、図示しないD/A変換部を介して送信変換部104に送られる。
The
送信変換部104は、D/A変換された減算部103の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ121に供給する。
The
送信アンテナ121は、送信変換部104の出力を放射する。送信アンテナ121により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ101に回り込む。
The
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置300の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
図7において、受信変換部102からレベル検出部201及びAGC301を経由して、回り込みキャンセラ120の減算部103に入力される入力信号は、親局波と回り込み波が重畳された信号であり、この入力信号がA/D変換部(図示略)によって飽和してしまうと所望の回り込みキャンセル特性が得られない。そこで、AGC301によって適正な信号レベルでA/D変換されるように制御している。
In FIG. 7, the input signal input from the
この時、受信アンテナ101において結合される回り込み波の信号電力(U)が親局波からの受信電力(D)よりも大きい、すなわち、常用対数で表記されるD/U(dB値)が負の場合には主として回り込み波信号電力(U)に応じた利得制御が行われる。例えば、親局から中継装置300への伝搬路が海上や海岸線等の場合、特に高温の日にはフェージング等により、親局受信電力が想定している通常受信電力よりも数十dB以上減衰することがあり、このときD/U(dB値)は−10dB以下という厳しい条件となる。このような場合、親局受信波よりも回り込み波の方が十分大きな電力となり、AGC301は回り込み波の信号レベルに追従した制御が行われる。
At this time, the signal power (U) of the sneak wave coupled at the
このような条件において回り込みキャンセラ120では、A/D変換後に回り込み波の複製が減ぜられると、親局信号レベルが著しく小さくなる。発振検知は回り込み波成分が除去された信号を基に実施する必要があり、上述のような過酷な条件の場合、小さいレベルの信号から発振検知しなくてはならない。このため、実際には発振していないにも関わらず、発振したものとしてしまう誤検知が発生してしまい、送信出力レベルを停止又は減力してしまうため、SFN放送波中継することの可能な限界D/U(dB値)を制限することとなる。
Under such conditions, in the
以上は、フェージング等による受信信号の変動であるが、これとは別に信号レベルの瞬断・瞬時変動が発生する場合がある。瞬断・瞬時レベル変動は、例えば旅客機等の障害物の通過などにより予測なく発生する。瞬時的なレベル低下が続いた場合、回り込みキャンセラ120の減算部103の前段に配置されるAGC301の特性により、AGC301が追従する時間以上のレベル低下では雑音の増幅が発生する。AGC301によって雑音信号が増幅されることで、レベル低下から復帰した際、減算部103の出力のレベルが増大し発振検知回路にある判定閾値まで到達することで発振と判定される。
The above is the fluctuation of the received signal due to fading or the like, but there may be a momentary interruption / instantaneous fluctuation of the signal level. Instantaneous interruptions and instantaneous level fluctuations occur without prediction due to passage of obstacles such as passenger aircraft. When the instantaneous level decrease continues, due to the characteristics of the
図8は、AGCゲイン制御部310による増幅率制御を行わない場合の回り込みキャンセラ120の減算部103の出力信号の時間変化を示す図であり、横軸は時刻、縦軸は信号レベルを表す。瞬時変動の条件は、−7dBのレベル低下を10ms発生させた場合の減算部103の出力信号波形を示している。
FIG. 8 is a diagram illustrating a time change of the output signal of the
図8のa.に示す位置で、−7dBのレベル低下を10ms発生した場合、AGC301は、信号レベルが低下した雑音信号が多い信号を増幅することになる。図8のb.は、AGC301が追従して増幅する雑音信号が多い信号を示す。AGC301によって雑音信号が増幅されることで、レベル低下から復帰した図8のc.に示す位置で、減算部103の出力のレベルが増大し発振検知回路にある判定閾値まで到達することで発振と判定されてしまう。
FIG. When a −7 dB level drop occurs for 10 ms at the position shown in FIG. 6, the
これを防ぐために、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部201と、AGC301の増幅率を一定値に制御するAGCゲイン制御部310とを設け、AGCゲイン制御部310は、レベル検出部201がレベル低下を検出した場合にはAGC301の増幅率を一定値にする制御を行う。
In order to prevent this, in the present embodiment, a
図9は、AGCゲイン制御部310による増幅率制御を行う場合の回り込みキャンセラ120の減算部103の出力信号の時間変化を示す図であり、図8と同様の瞬時変動の条件の減算部103の出力信号波形を示している。
FIG. 9 is a diagram showing a time change of the output signal of the
図9のa.に示す位置で、−7dBのレベル低下が発生すると、レベル検出部201は、このレベル低下を検出し、レベル低下検出信号をAGCゲイン制御部310に出力する。AGCゲイン制御部310は、レベル検出部201からレベル低下検出信号を受けてAGC301の増幅率を一定値にする制御を行う。図9のb.は、AGCゲイン制御部310により増幅率が一定値に制御されたAGC301の動作を示している。AGC301は、信号レベルが低下した場合には、増幅率を一定値とするAGC動作を行うことになる。したがって、図9のb.に示すレベル低下区間において、AGC301は、信号レベルが低下した雑音信号が多い信号を増幅することはなく、レベル低下から復帰した図9のc.に示す位置において、減算部103の出力のレベルが増大することはない。これにより、発振検知回路にある判定閾値まで到達することがないので、不要なループ発振を防止することができる。
FIG. When the level decrease of −7 dB occurs at the position shown in FIG. 5, the
このように、本実施の形態の中継装置300によれば、AGCゲイン制御部310は、受信信号の信号レベル低下が検出されると、レベル低下が検出されている期間については、AGC301のゲインを一定値にリミットするので、レベル低下区間の雑音増幅を抑制することができ、レベル低下から復帰した際に、減算部103出力のレベルが増大してループ発振となることを未然に防ぐことができる。
Thus, according to
(実施の形態4)
図10は、本発明の実施の形態4に係る回り込みキャンセラを有する中継装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり図3と同一構成部分には同一符号を付している。
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a relay apparatus having a wraparound canceller according to Embodiment 4 of the present invention. In the description of this embodiment, the same components as those in FIG.
図10において、中継装置400は、受信アンテナ101、受信変換部102、レベル検出部201、減算部103、レベル制御部401、送信変換部104、送信アンテナ121、振幅判定部411、変化率判定部412、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112を備えて構成される。
10, the
上記減算部103、同期部105、FFT106、回り込み波推定部107、IFFT108、係数更新部111、及びFIRフィルタ112は、回り込みキャンセラ120を構成し、また、上記振幅判定部411及び変化率判定部412は、発振検知回路410を構成する。回り込みキャンセラ120は、例えばDSPにより構成される。
The
また、図示は省略するが受信変換部102から減算部103間には、AGC及びA/D変換部が設けられ、減算部103からレベル制御部401間には、D/A変換部が設けられている。
Although not shown, an AGC and A / D conversion unit is provided between the
受信変換部102は、受信アンテナ出力を低雑音増幅やチャネルフィルタリングや周波数変換等を行う。受信変換部102出力は、レベル検出部201を経由し、図示しないAGCによりAGC制御されて回り込みキャンセラ120に入力される。
The
レベル検出部201は、受信変換部102出力の信号レベルの低下を検出し、検出結果を発振検知回路410に出力する。例えば、レベル検出部201は、信号レベルが所定レベル(例えば−7dB)以下となった場合、レベル低下検出信号を発振検知回路410の変化率判定部412に出力する。
The
レベル制御部401は、送信電力を制御するとともに、発振検知回路410からの発振検知信号に基づいて送信する中継信号を停波又は減力させるように制御する。
The
発振検知回路410は、放送波中継局の送受アンテナ(送信アンテナ121及び受信アンテナ101)間での信号の回り込みによって発生するループ発振を検知し、ループ発振を検知した場合には、レベル制御部401による送信を停波又は減力させる。
The oscillation detection circuit 410 detects a loop oscillation caused by a signal wraparound between the transmission / reception antennas (the
振幅判定部411は、入力信号の振幅を判定する。
The
変化率判定部412は、受信信号のレベルの変化率を判定するとともに、レベル低下時又はレベル低下からの復帰時には発振検知の結果にマスクする。
The change
回り込みキャンセラ120は、放送波中継局(中継装置400)の送受アンテナ(送信アンテナ121及び受信アンテナ101)間での信号の回り込みによって発生する回り込み波の複製信号をキャンセルする。回り込みキャンセラ120は、A/D変換された信号から回り込み波の複製信号を減ずる減算器103、回り込み波の複製を出力するFIRフィルタ112、FIRフィルタ112のフィルタ係数を決定する係数更新部111を有する。回り込みキャンセラ120により、回り込み波の複製(レプリカ)が減じられたデジタル信号は、レベル制御部401及び図示しないD/A変換部を介して送信変換部104に送られる。
The
送信変換部104は、D/A変換された減算部103の出力に対して、親局と同じ周波数チャネルに周波数変換するとともに、ゲイン調整等の処理を行い中継信号を生成し、生成した出力を送信アンテナ121に供給する。
The
送信アンテナ121は、送信変換部104の出力を放射する。送信アンテナ121により放射された出力の一部が回り込み伝送路を経由した後、回り込み波となって受信アンテナ101に回り込む。
The
以下、上述のように構成された回り込みキャンセラを有する中継装置400の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
受信信号のレベル変動が大きな場合、ループ発振として検知してしまうことがある。特に、瞬断から復帰する場合などは、信号レベルの変化率が急激に大きくなりループ発振と誤検知する可能性がある。ループ発振であると誤検知した場合の影響は甚大である。中継装置400が放送波中継局である場合を例に採ると、ループ発振が発生した場合には、発振動作によりPAの破損や隣接チャネルへの漏洩を抑える目的で、機器の出力を一旦停止する。送信停止により、放送が停止してしまうため大きな問題となる。
When the level fluctuation of the received signal is large, it may be detected as loop oscillation. In particular, when returning from an instantaneous interruption, the rate of change in the signal level increases rapidly, and there is a possibility of erroneous detection as loop oscillation. The effect of false detection of loop oscillation is enormous. Taking the case where the
これを回避するため、本実施の形態では、レベル低下を検出するレベル検出部201と、ループ発振を検知したとき、レベル制御部401による送信を停波又は減力させる発振検知回路410とを設け、変化率判定部412は受信信号のレベルの変化率を判定し、発振検知回路410は、レベル低下が起きた際にはレベル制御部401に出力される発振検知信号をマスクする。
In order to avoid this, in the present embodiment, a
図11は、上記レベル検出部201から出力されるレベル低下検出信号を示す図である。図11(a)は、受信変換部102の出力信号波形、図11(b)は、受信変換部102から回り込み変化率判定部412に出力されるレベル低下検出信号を示す。
FIG. 11 is a diagram illustrating a level decrease detection signal output from the
図11(a)に示すように、レベル検出部201は、受信変換部102のOFDM出力信号のレベル低下を検出し、図11(b)に示すレベル低下検出信号を変化率判定部412に出力する。レベル検出部201は、図11(a)に示す瞬時レベル低下区間を検出した場合、レベル低下検出時から立ち下がり、前記瞬時レベル低下区間経過して、図11(b)に示す所定の引き延ばし処理時間後に立ち上るレベル低下検出信号を、変化率判定部412に出力する。ここでは、レベル検出部201は、レベル低下検出時に直ちに、レベル低下検出信号を出力するとともに、レベル低下の復帰より、減算部103→発振検知回路410による発振検知の処理遅延時間分引き延ばした信号を発振検知回路410に出力する。発振検知回路410は、レベル低下時又はレベル低下からの復帰時には発振検知の結果にマスクする。これにより、図11(a)のa.に示すように、レベル低下の復帰からの復帰は、変化率が大きい場合であってもループ発振とは見なさないように例外処理する。
As illustrated in FIG. 11A, the
このように、本実施の形態の中継装置400によれば、発振検知回路410は、受信信号のレベル変動が検出されると、レベル低下区間とその後一定時間については、レベル制御部401に送出する発振検知信号をマスクするので、レベル低下から復帰した際に、減算部103出力のレベルが増大してループ発振と誤判定されることを未然に防ぐことができる。
As described above, according to
また、発振検知回路410は、従来方式より早い段階で、ループ発振検知を行えるので、後段のPAの保護、隣接チャネル漏洩の遮断が可能となる。 Further, since the oscillation detection circuit 410 can detect the loop oscillation at an earlier stage than the conventional method, it is possible to protect the PA in the subsequent stage and to block the adjacent channel leakage.
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。 The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this.
例えば、設定する閾値としては実験などによって得られる最適値を予め設定しておくことも、また、D/U(Desired to Undesired Ratio)(dB値)などに応じて変更するようにすることが可能である。 For example, as a threshold value to be set, an optimum value obtained by an experiment or the like can be set in advance, or can be changed according to D / U (Desired to Undesired Ratio) (dB value) or the like. It is.
また、実施の形態1,2では、メモリ109に記憶した前回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Pbと今回の回り込み推定結果であるIFFT出力電力総和Paとの変化率が異常推定の判定閾値αと比較してレベル変動の有無を判定しているが、レベル変動の有無を判定できるものであればどのような方法でもよく、例えばIFFT出力電力総和PbとIFFT出力電力総和Paとの差分の絶対値の比較でもよい。
In the first and second embodiments, the rate of change between the IFFT output power sum Pb, which is the previous wraparound estimation result stored in the
さらに、メモリに格納する値は前回のIFFT出力の総和だけではなく、前回のIFFT出力も含まれる。IFFT出力の総和は、各遅延時間に分布する回り込みの推定誤差に急激な推定誤差が発生していないかを判定するための判定値であり、IFFT出力の総和よりFIRフィルタの係数は発生しない。異常判定のみにIFFT出力の総和を用い、結果として異常がなければ今回のIFFT出力を係数更新処理してフィルタの係数とする。異常があれば、メモリに記憶した前回のIFFT出力より係数更新処理をしてフィルタの係数とする。 Further, the value stored in the memory includes not only the sum of the previous IFFT outputs but also the previous IFFT output. The total IFFT output is a determination value for determining whether or not an abrupt estimation error has occurred in the wraparound estimation error distributed in each delay time, and no coefficient of the FIR filter is generated from the total IFFT output. The sum of the IFFT outputs is used only for abnormality determination, and if there is no abnormality as a result, the current IFFT output is subjected to coefficient update processing to be a filter coefficient. If there is an abnormality, the coefficient is updated from the previous IFFT output stored in the memory to obtain a filter coefficient.
また、上記各実施の形態は、テレビジョン中継を行う中継装置に適用した例であるが、回り込みキャンセラを有する中継装置であればどのような装置への実装も可能である。 In addition, each of the above embodiments is an example applied to a relay device that performs a television relay. However, the present invention can be mounted on any device as long as the relay device has a wraparound canceller.
また、上記各実施の形態では、回り込みキャンセラを有する中継装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、中継放送機及び回り込みキャンセラ等であってもよいことは勿論である。 In each of the above embodiments, the name of the relay device having the wraparound canceller is used. However, this is for convenience of explanation, and it is needless to say that the relay broadcaster and the wraparound canceller may be used.
さらに、上記中継装置を構成する各回路部、例えばフィルタの種類、そのタップ数及び接続方法など、さらには係数更新部・メモリの種類などは前述した各実施の形態に限られない。 Furthermore, each circuit unit constituting the relay device, for example, the type of filter, the number of taps and the connection method, and the type of coefficient updating unit / memory are not limited to the above-described embodiments.
本発明に係る中継装置は、SFNを構成する同一周波数再送信を行う放送波中継局の送受信アンテナ間での信号の回り込みによって発生するループ発振をD(親局波)/U(回り込み波)が真値で1以下(常用対数で負)の場合においても、誤検知することなく正確に検知することのできる回り込みキャンセラを有する中継装置を提供することが可能となる。親局波よりも回り込み波の信号レベルの方が大きい過酷なSFN放送波中継が可能となり、周波数有効利用が安価に実現できる。 In the relay apparatus according to the present invention, D (master station wave) / U (wraparound wave) generates loop oscillation caused by signal wraparound between transmission / reception antennas of a broadcast wave relay station that performs retransmission at the same frequency constituting the SFN. Even when the true value is 1 or less (the common logarithm is negative), it is possible to provide a relay apparatus having a wraparound canceller that can accurately detect without erroneous detection. Severe SFN broadcast wave relay with a sneak wave signal level greater than the master station wave is possible, and effective use of the frequency can be realized at low cost.
100,200,300,400 中継装置
101 受信アンテナ
102 受信変換部
103 減算部
104 送信変換部
105 同期部
106 FFT
107 回り込み波推定部
108 IFFT
109 メモリ
110,210 回り込み波異常判定部
111 係数更新部
112 FIRフィルタ
120 回り込みキャンセラ
121 送信アンテナ
201 レベル検出部
210 回り込み波異常判定部
301 AGC
310 AGCゲイン制御部
401 レベル制御部
411 振幅判定部
412 変化率判定部
100, 200, 300, 400
107 wraparound
109
310 AGC
Claims (7)
回り込みの伝達関数と前記回り込みキャンセラの伝達関数との差分であるキャンセル残差を前記回り込み推定結果として出力する回り込み波推定手段と、
前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果と前記回り込み波推定手段により推定された回り込み推定結果とに基づいて受信信号のレベル変動の有無を判定する判定手段と、
前記レベル変動が所定以上のときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御手段と
を備えることを特徴とする中継装置。 A sneak canceller that removes a sneak wave from the received signal based on the sneak estimation result;
A sneak wave estimation means for outputting a cancellation residual that is a difference between a sneak path transfer function and a sneak canceller transfer function as the sneak estimation result ;
Storage means for storing a sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation means;
Determining means for determining the presence or absence of level fluctuations of the received signal based on the sneak estimation result stored in the storage means and the sneak estimation result estimated by the sneak wave estimation means;
And a control unit that supplies the sneak estimation result stored in the storage unit to the sneak canceller when the level fluctuation is equal to or greater than a predetermined level.
前記制御手段は、
前記受信信号のレベル低下が検出されたときは、前記記憶手段に記憶した回り込み推定結果を前記回り込みキャンセラに供給する制御を行うことを特徴とする請求項1記載の中継装置。 Further comprising level detection means for detecting a decrease in level of the received signal;
The control means includes
2. The relay apparatus according to claim 1, wherein when a decrease in level of the received signal is detected, control is performed to supply a sneak estimation result stored in the storage unit to the sneak canceller.
受信信号から回り込み波を複製するFIRフィルタと、
前記FIRフィルタの出力信号を前記受信信号から減じる減算手段と、
前記FIRフィルタの係数を更新するフィルタ係数更新手段とを有し、
受信信号から回り込み波を除去して出力することを特徴とする請求項1記載の中継装置。 The wraparound canceller is
An FIR filter that replicates a sneak wave from the received signal;
Subtracting means for subtracting the output signal of the FIR filter from the received signal;
Filter coefficient updating means for updating the coefficient of the FIR filter,
2. The relay apparatus according to claim 1, wherein a sneak wave is removed from the received signal and output.
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