JP4967387B2 - ギャップフィラー装置 - Google Patents

Description

本発明は衛星を使ったディジタル放送における衛星波が届かない場所に電波を埋めるためのギャップフィラーシステムに関するものであり、詳しくは、モバイル放送用高出力ギャップフィラーの変調精度の改善に関するものである。

特許文献１には、ギャップフィラーの語意が開示されている。

すなわち、特許文献１には、ギャップフィラー（gapfilar；再送信設備）は、問題がある部分を他の情報でフォローして、1つの流れを作り上げる技術、または通信などで電波が届きにくいところなどがある場合、一度電波を受信し、電波が届きにくいところなどに向かって電波出力を増幅して再送信する設備の総称であり、高速道路のトンネルなどで、電波がとぎれる場合にも利用されると記載されている。

特開２００５−１２３９０１号公報

以下、図５を参照して従来のギャップフィラー装置について説明する。図５は従来のギャップフィラー装置の構成図である。図５において、従来のギャップフィラー装置は、アンテナ１０、信号処理部２０、高周波部３０、アンテナ４０で構成される。

アンテナ１０は、図示しない通信衛星から送信されるＴＤＭ（Time Division Multiplex;時分割多重)信号を受信する。信号処理部２０は、ＴＤＭ復調部２１とＣＤＭ変調部２２で構成され、ＴＤＭ復調部２１はＴＤＭ信号を復調し、ＣＤＭ変調部２２はＣＤＭ信号を出力する。

高周波部３０は増幅部３１とＢＰＦ（Band Pass Filter）３２で構成され、増幅部３１はＣＤＭ信号を増幅し、ＢＰＦ３２は増幅部３１で生じた歪を取り除いてアンテナ４０に出力する。ここで、増幅部３１の特性について図６を参照して説明する。図６の縦軸はスペクトルであり、横軸は周波数である。また、図６（ａ）は歪の少ない元の信号であり、図６（ｂ）は増幅部３１により歪んだ信号である。アンテナ４０は図示しないサービスエリアに向けて信号を放射する。

図７はＢＰＦ３２の特性例であり、振幅特性を示す図７（ａ）の縦軸は損失、横軸は中心周波数からのズレを示す。図７（ａ）から明らかなように、中心周波数から周波数がずれるほど損失が大きくなっていることが分かる。ところが、群遅延量を示す図７（ｂ）では、中心周波数からのズレが大きくなるに連れ群遅延量が増加すると共に、所定の周波数を超えるとそこから徐々に群遅延量が減少していることが分かる。

なお、群遅延特性とは、基本波と高調波からなる波形が回路素子を通過するときの遅延特性である。一般に、ＢＰＦ３２のような素子をこのような波形が通過するとき、この基本波と高調波の関係が崩れないことが要求される。

このように、ギャプフィラー装置１は、信号の歪みによる隣接チャンネルへの漏洩を防ぐため、高周波部３０にＢＰＦ３２を挿入する必要がある。

しかし、図７から明らかなように、ＢＰＦ３２は振幅特性および群遅延特性の平坦性に問題があり、変調精度特性の悪化を招くおそれがある。

従来では、このようなＢＰＦ３２における変調精度の悪化を防ぐため、増幅器３１に高性能の部品を使用する代わりに、ＢＰＦ３２のフィルタ特性を緩やかにする方法がとられていた。

しかし、この方法では増幅器３１に高性能の部品を使用しなければならないため、増幅器３１が高価となる。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、安価でありながら、変調精度特性に優れた高出力のギャップフィラー装置を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために請求項１記載の発明は、
ＴＤＭ信号をＣＤＭ信号に変換してＣＤＭ信号を出力するＣＤＭ変調部と、
このＣＤＭ信号を増幅する増幅部と、
この増幅部で生じた歪を取り除くＢＰＦと、
前記ＣＤＭ変調部に内蔵されたロールオフフィルタの特性に、前記ＢＰＦの信号帯域内振幅特性および群遅延特性をキャンセルしてその特性を平坦化させるような特性を持たせたことを特徴とする。

本発明では次のような効果がある。
ＢＰＦの特性をキャンセルするイコライザを信号処理部に設けたので、安価でありながら、変調精度特性に優れた高出力のギャップフィラー装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例を説明する。図１は本発明によるギャップフィラー装置の構成図である。アンテナ１０、高周波部３０、アンテナ４０については図５と同様なので説明は省略する。

信号処理部１００は、ＴＤＭ変調部２１、ＣＤＭ変調部２２の他、イコライザ２３を備える。イコライザ２３は安価な部品であり、高周波部３２に設けられたＢＰＦの特性をキャンセルする。ここで、イコライザの特性は例えば図２の通りである。図２（ａ）の縦軸は利得で横軸は周波数を表し、周波数が高くなるに従い利得が高くなる特性を示す。一方、図２（ｂ）の縦軸は群遅延量を示し、横軸は周波数を示す。図２（ｂ）の特性を見ると丁度図７（ｂ）の群遅延特性を相殺し、全体として群遅延特性が平坦となるような特性を示す。

次に、図１のイコライザ２３の挿入前後のコンスタレーション例を示す。図３（ａ）は基準信号のコンスタレーション、すなわち高周波部３２のＢＰＦ３２およびイコライザ２３が無い状態のコンスタレーションであり、図３（ｂ）はＢＰＦ３２の影響を受けた基準信号のコンスタレーションであり、図３（ｃ）はイコライザ２３を挿入した場合のコンスタレーションである。これらの図において、４隅の信号が交わっている部分が一点に集中している信号が、変調精度が良いとされる信号である。

図３（ｂ）ではＢＰＦ３２を挿入することにより４隅の部分が基準信号と比べてばらついていることが分かる。これに対し図３（ｃ）ではイコライザ２３を挿入することにより４隅の信号が交わっている部分が集中し、基準信号に比較的近い変調精度が良い信号に戻っている。

このように、ＢＰＦ３２の特性をキャンセルするイコライザ２３を信号処理部１００に設けたので、安価でありながら、変調精度特性に優れた高出力のギャップフィラー装置を提供することができる。

次に、本発明の応用例について説明する。図１のＣＤＭ変調部２２は、一般に信号の帯域を制限するロールオフフィルタが内蔵されている。ロールオフとは減衰傾度とも呼ばれ、フィルタの切れ具合を表すものである。そこで、このロールオフフィルタの特性を利用して図１の発明と同様の効果を得る方法について説明する。

図４（ａ）はロールオフフィルタの特性例であり、（ｂ）はイコライザの特性で変形した後のロールオフフィルタの特性例である。図４（ｂ）では高周波領域での利得が低減されていることがわかる。このように、このロールオフフィルタの特性をイコライザ特性で変形させることにより、図１と同様に変調精度特性に優れた高出力のギャップフィラー装置を提供することができる。

本発明によるギャップフィラー装置の構成図である。 イコライザ２３の特性例である。 （ａ）は基準信号のコンスタレーション、（ｂ）はＢＰＦ３２の影響を受けた基準信号のコンスタレーション、（ｃ）はイコライザ２３を挿入した場合のコンスタレーションである。 （ａ）はロールオフフィルタの特性例、（ｂ）は変形後のロールオフフィルタの特性例である。 従来のギャップフィラー装置の構成図である。 増幅部３１の特性説明図であり、（ａ）は歪の少ない元の信号、（ｂ）は増幅部３１により歪んだ信号である。 ＢＰＦ３２の特性例であり、（ａ）は振幅特性、（ｂ）は群遅延特性を表す。

符号の説明

２１ ＴＤＭ変調部
２２ ＣＤＭ変調部
３０ 高周波部
３１ 増幅部
３２ ＢＰＦ
１００ 信号処理部

Claims (1)

1. ＴＤＭ信号をＣＤＭ信号に変換してＣＤＭ信号を出力するＣＤＭ変調部と、
   このＣＤＭ信号を増幅する増幅部と、
   この増幅部で生じた歪を取り除くＢＰＦと、
   前記ＣＤＭ変調部に内蔵されたロールオフフィルタの特性に、前記ＢＰＦの信号帯域内振幅特性および群遅延特性をキャンセルしてその特性を平坦化させるような特性を持たせたことを特徴とするギャップフィラー装置。