JP4998476B2 - マルチキャリア信号送信装置およびマルチキャリア信号送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、階層化したマルチキャリア信号をディジタル混信することなく伝送できるマルチキャリア信号送信装置、マルチキャリア信号受信装置、マルチキャリア信号送信方法、およびマルチキャリア信号受信方法に関する。

従来の階層化伝送できるマルチキャリア信号送信装置は、階層化伝送の信頼性を向上させるために、各搬送波に対して電力レベルおよび変調方式を割り当てている。このようなマルチキャリア信号送信装置は、例えば、特許文献１に開示されている。この電力レベルを割り当てる方法は、マルチキャリア変調する際に巡回的に電力レベルを割り当てることで、階層化したマルチキャリア信号の電力スペクトル密度が平坦になり、他のサービスに混信することを防止できる。同様に、この変調方式の割り当ては、マルチキャリア変調する際にあらかじめ指定されたＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭで変調方式を巡回的に割り当てることで、マルチパスによる特定の周波数帯域に妨害が発生することを防止できる。

図１１は、従来の階層化変調方式および送受信装置を示すものである。

図１１において、電力・変調割り当て回路１１０５は各搬送波に対して電力レベルおよび変調方式の割り当てをしている。マルチキャリア変調回路１１０１は各搬送波をマルチキャリア変調してマルチキャリア信号を生成する。周波数変換器１１０３はマルチキャリア変調回路１１０１から出力されたマルチキャリア信号を伝送する物理チャンネルの中心周波数帯に変換している。

しかしながら、上述の従来の構成では、電力・変調割り当て回路１１０５が巡回的に電力レベルおよび変調方式を割り当てているが、階層化したマルチキャリア信号がディジタル混信しないように電力レベルを割り当てていない。したがって、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とがディジタル混信するという課題を有している。
特開平７−３２１７６５号公報

本発明は、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とがディジタル混信することなく、階層化したマルチキャリア信号を伝送することができるマルチキャリア信号送信装置、マルチキャリア信号受信装置、マルチキャリア信号送信方法、およびマルチキャリア信号受信方法を提供する。

マルチキャリア信号送信装置は、マルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部が入力されマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを変換して出力する電力変換器、または、マルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部が入力されマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を変換して出力する周波数変換器と、電力変換器から出力されるマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差、または、周波数変換器から出力されるマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差を検出する混信保護判定回路を備える。混信保護判定回路は、電力レベル差が所定の閾値より小さい場合は所定の閾値の情報を電力変換器と周波数変換器の少なくとも一方へ入力する。電力変換器は出力されるマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差が所定の閾値以上となるように、出力されるマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを制御する。周波数変換器は出力されるマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部のいずれかの中心周波数を高く若しくは低くする。

マルチキャリア信号受信装置は、受信された信号を必要に応じて周波数逆変換してマルチキャリア信号を出力する周波数逆変換器と、マルチキャリア信号の電力を必要に応じて逆変換する電力逆変換器と、電力逆変換器から出力されるマルチキャリア信号を搬送波に戻すマルチキャリア復調回路と、搬送波を復調するキャリア復調回路を備える。

マルチキャリア信号送信方法は、マルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを変換して出力するステップ、または、マルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を変換して出力するステップと、電力変換されたマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差、または、周波数変換されたマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差を検出するステップと、検出された電力レベル差が所定の閾値より小さい場合はマルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部の電力レベル差が前記所定の閾値以上となるように、マルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルまたは周波数の少なくとも一方を制御するステップを備える。

マルチキャリア信号受信方法は、受信された信号を必要に応じて周波数逆変換してマルチキャリア信号を出力するステップと、マルチキャリア信号の電力を必要に応じて逆変換するステップと、電力逆変換されて出力されるマルチキャリア信号を搬送波に戻すステップと、搬送波を復調するステップを備える。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるマルチキャリア信号送信装置の一実施例を示すブロック図である。

図１において、マルチキャリア信号送信装置１１０は、キャリア変調回路１００とマルチキャリア変調回路１０１と電力変換器１０２と周波数変換器１０３と混信保護判定回路１０４を備えている。キャリア変調回路１００は、キャリア変調するための複数の入力信号を入力し、複数の搬送波を出力する。マルチキャリア変調回路１０１は、キャリア変調回路１００から出力された複数の搬送波を入力し、複数のマルチキャリア信号を出力する。このマルチキャリア信号とは、複数の搬送波が周波数軸上で多重されて並列に伝送される信号である。電力変換器１０２は、マルチキャリア変調回路１０１から出力された複数のマルチキャリア信号を入力し、電力レベルを大きくしたり、あるいは小さくしたり、あるいは変更しないで複数のマルチキャリア信号を出力する。この電力変換については、その電力変換内容を示す情報を多重して伝送することなどが考えられる。周波数変換器１０３は、電力変換器１０２から出力されたマルチキャリア信号を入力し、中心周波数を高くしたり、あるいは低くしたり、あるいは変更しないで階層化したマルチキャリア信号を出力する。この周波数変換については、その周波数変換内容を示す情報を多重して伝送することなどが考えられる。なお、この階層化したマルチキャリア信号として、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部の２つの階層である場合を例に挙げて、以下説明する。混信保護判定回路１０４は、電力変換器１０２からマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差のデータ情報を入力する。そうして、混信保護判定回路１０４は、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とがディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を電力変換器１０２に出力する。また、混信保護判定回路１０４は、周波数変換器１０３からマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差のデータ情報を入力する。そうして、混信保護判定回路１０４は、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とがディジタル混信しないように周波数変換情報を周波数変換器１０３に出力する。

マルチキャリア信号送信装置１１０の各部の動作を、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５および図６に例を挙げて更に説明を行う。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５および図６において、横軸は周波数、縦軸は電力を示している。また、これらの図において、周波数Ｆ１はマルチキャリア信号を伝送する物理チャンネルの中心周波数を示す。周波数Ｆ０は、周波数Ｆ１の低い周波数側に隣接する物理チャンネルの中心周波数を示す。周波数Ｆ２は、周波数Ｆ１の高い周波数側に隣接する物理チャンネルの中心周波数を示す。電力Ｐ０は、マルチキャリア信号高階層部２００やマルチキャリア信号単一階層部３０３が電力変換器１０２で電力を変換されない場合の電力レベルを示している。電力Ｐ１は、マルチキャリア信号低階層部２０１が電力変換器１０２で電力を変換されない場合の電力レベルを示す。電力Ｐｍ０はマルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰの電力レベルを示し、電力Ｐｍ１はマルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰの電力レベルを示す。

キャリア変調回路１００は複数の入力信号をあらかじめ指定された変調方式の何れかで変調して複数の搬送波を出力する。その指定された変調方式とは、例えば、ＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどである。

マルチキャリア変調回路１０１は複数の搬送波を逆フーリエ変換して複数のマルチキャリア信号を出力する。

電力変換器１０２はマルチキャリア変調回路１０１から出力された複数のマルチキャリア信号の電力レベルを変換した複数のマルチキャリア信号を出力、もしくは電力変換しないで複数のマルチキャリア信号を出力する。電力変換器１０２は、マルチキャリア変調回路１０１から出力された複数のマルチキャリア信号の電力レベルを変換する場合は、入力された複数のマルチキャリア信号の電力レベルを大きくもしくは小さくして、電力レベルを変換した複数のマルチキャリア信号をする。また、電力変換器１０２が階層化状態のマルチキャリア信号の電力レベルを大きくもしくは小さくしたならば、電力変換器１０２は電力レベル変換後のマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差のデータ情報を混信保護判定回路１０４に送信する。さらに、電力変換器１０２は混信保護判定回路１０４からディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を受信する。そうして、電力変換器１０２はディジタル混信しない電力レベル差になるようにマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを大きくもしくは小さくする。

図２Ａおよび図２Ｂは、電力変換器１０２の動作例を示している。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、マルチキャリア信号高階層部２００とマルチキャリア信号低階層部２０１とが階層化伝送されている。このとき、電力変換器１０２はマルチキャリア信号低階層部２０１の電力レベルＰ１を電力レベルＰｍ０になるように大きく、または電力レベルＰｍ１になるように小さく変換できる。マルチキャリア信号低階層部２０１は、電力変換器１０２で電力レベルが高くなるように電力変換されると、マルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰになる。マルチキャリア信号低階層部２０１は、電力変換器１０２で電力レベルが低くなるように電力変換されると、マルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰになる。

周波数変換器１０３は電力変換器１０２から出力された複数のマルチキャリア信号の中心周波数を変換もしくは周波数変換しないで複数のマルチキャリア信号を出力する。周波数変換器１０３は、入力された複数のマルチキャリア信号の中心周波数を変換する場合は、入力された複数のマルチキャリア信号の中心周波数帯を高くもしくは低くして周波数変換した複数のマルチキャリア信号を出力する。また、周波数変換器１０３がマルチキャリア信号の中心周波数を高くもしくは低くした結果、階層化状態になるならば、周波数変換器１０３はマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差のデータ情報を混信保護判定回路１０４に送信する。さらに、周波数変換器１０３は混信保護判定回路１０４からディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を受信する。そうして、周波数変換器１０３はディジタル混信しない電力レベル差になるようにマルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を高くもしくは低くするように動作する。

図３Ａおよび図３Ｂは、周波数変換器１０３の動作例を示している。図３Ａは、電力変換器１０２からのマルチキャリア信号高階層部３００とマルチキャリア信号低階層部３０１とが階層化伝送の状態である場合を示している。このとき、周波数変換器１０３はマルチキャリア信号低階層部３０１の中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数を高く、または中心周波数帯Ｆ０になるように周波数を低く変換できる。

混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２から出力されたマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差をデータ情報として受信する。この受信したデータ情報から、混信保護判定回路１０４は後述するディジタル混信の判定を行う。このとき、混信保護判定回路１０４がディジタル混信は発生すると判定したならば、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信する。また、混信保護判定回路１０４がディジタル混信しないと判定したならば、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。

なお、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を周波数変換器１０３が検出しても良い。この場合、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３から出力されたマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差をデータ情報として受信する。この受信したデータ情報から、混信保護判定回路１０４は後述するディジタル混信の判定を行う。このとき、混信保護判定回路１０４がディジタル混信すると判定したならば、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信する。また、混信保護判定回路１０４がディジタル混信しないと判定したならば、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。

次に、図４を用いて混信保護判定回路１０４が上述の判定をする基準を説明する。図４に示す電力レベル差Ｗ０は、マルチキャリア信号高階層部４００とマルチキャリア信号低階層部４０１とがディジタル混信しないと混信保護判定回路１０４が判断する電力レベル差である。混信保護判定回路１０４で検出した電力レベル差Ｗ０は、ディジタル混信しないと判断するための基準である所定の閾値である。マルチキャリア信号高階層部４００とマルチキャリア信号低階層部４０１とがディジタル混信しない電力レベル差とは、電力レベル差Ｗ０より大きい状態である。また、マルチキャリア信号高階層部４００とマルチキャリア信号低階層部４０１とがディジタル混信する電力レベル差とは、電力レベル差Ｗ０より小さい状態である。

図５は、混信保護判定回路１０４の動作例を示す。図５において、混信保護判定回路１０４が判定するディジタル混信しない基準を電力レベル差Ｗ０とする。電力変換器１０２はマルチキャリア信号低階層部５０２の電力レベルＰ１を電力レベルＰｍ０になるように電力レベル変換し、マルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰに変換したと仮定する。すると、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２からマルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０のデータ情報を受信して、電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０は混信保護判定部２０５の電力レベル差Ｗ０より小さいということが判定される。この判定結果は、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰとがディジタル混信を発生する電力レベル差なので、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を送信する。その結果、電力変換器１０２は、ディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を受信して、電力変換の処理を変更する。

また、電力変換器１０２はマルチキャリア信号低階層部５０２の電力レベルＰ１を電力レベルＰｍ１になるように電力レベル変換し、マルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰに変換したと仮定する。すると、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２からマルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１のデータ情報を受信して、電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１は電力レベル差Ｗ０より大きいということが判定される。この判定結果は、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰとはディジタル混信を発生しない電力レベル差なので、混信保護判定回路１０４は電力変換器１０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。従って、電力変換器１０２は電力変換の処理を変更しない。

なお、電力変換器１０２は、混信保護判定回路１０４からディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を受信しても、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰ（または、マルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰ）との電力レベル差を変換しない場合もある。その場合は、周波数変換器１０３がマルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰ（または、マルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰ）の中心周波数を変換する。図６とともに、この場合について説明する。

図６において、電力変換器１０２から出力される電力レベルＰｍ０であるマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰに着目する。周波数変換器１０３は、マルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数変換したと仮定する。そうすると、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３からマルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０のデータ情報を受信して電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、この電力レベル差Ｗｍ０は電力レベル差Ｗ０より小さいので、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信する。そうして、周波数変換器１０３はその周波数変換動作を変更する。ちなみに、周波数変換器１０３がマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ０に周波数変換する場合は、中心周波数Ｆ０にマルチキャリア信号高階層部が存在しないので、階層化状態ではない。そのため、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。そうして、周波数変換器１０３はその周波数変換動作を変更しない。

次に、電力変換器１０２から出力される電力レベルＰｍ１であるマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰに着目する。周波数変換器１０３がマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数変換したと仮定する。そうすると、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３からマルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１のデータ情報を受信して、電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１は電力レベル差Ｗ０より大きい。電力レベル差Ｗｍ１が電力レベル差Ｗ０より大きいということは、ディジタル混信は発生しないということなので、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。そうして、周波数変換器１０３はその周波数変換動作を変更しない。同様に、周波数変換器１０３がマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ０に周波数変換する場合は、中心周波数Ｆ０にマルチキャリア信号高階層部が存在しないので、階層化状態ではない。そのため、混信保護判定回路１０４は周波数変換器１０３にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。そうして、周波数変換器１０３はその周波数変換動作を変更しない。

以上のように、電力変換器１０２でマルチキャリア信号高階層部およびマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを大きくもしくは小さくした場合、混信保護判定回路１０４がディジタル混信しないようにマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を判定している。そのため、階層化したマルチキャリア信号をディジタル混信することなく伝送できる。また、周波数変換器１０３でマルチキャリア信号高階層部およびマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を高くもしくは低くした場合にも、混信保護判定回路１０４がディジタル混信しないようにマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を判定している。そのため、階層化したマルチキャリア信号をディジタル混信することなく伝送できる。よって、マルチキャリア信号の階層化伝送において、信頼性の高い伝送をすることができる。

なお、実験の結果では、２つのＯＦＤＭ信号を用いて、中心周波数が４７９．１４２８５７ＭＨｚで、マルチキャリア信号高階層部の電力レベルが−１６．４０ｄＢｍで、マルチキャリア信号低階層部の電力レベルが−３８．２１ｄＢｍで階層化伝送したときに、電力レベル差２１．８１ｄＢｍで、高階層のＯＦＤＭ信号と低階層のＯＦＤＭ信号とのディジタル混信を防ぐことができた。

なお、上述の説明では、マルチキャリア変調回路１０１の後に電力変換器１０２を、電力変換器１０２の後に周波数変換器１０３を設けた場合を例に挙げている。しかし、マルチキャリア変調回路１０１の後に周波数変換器１０３を、周波数変換器１０３の後に電力変換器１０２を設けても良い。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２におけるマルチキャリア信号送信装置７１０の一実施例を示すブロック図である。図７において、図１同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図７において、可変増幅器７００は、マルチキャリア変調回路１０１から出力された複数のマルチキャリア信号を入力し、振幅レベルを大きくして複数のマルチキャリア信号を出力する。振幅レベルを大きくすると電力レベルも大きくなる。可変減衰器７０１は、可変増幅器７００から出力された複数のマルチキャリア信号を入力し、振幅レベルを小さくした複数のマルチキャリア信号を出力する。振幅レベルを小さくすると電力レベルも小さくなる。周波数処理器７０２は、可変減衰器７０１から出力された複数のマルチキャリア信号を入力し、中心周波数を高くもしくは低くして階層化したマルチキャリア信号を出力する。混信保護判定回路１０４は、可変増幅器７００と可変減衰器７０１と周波数処理器７０２とからマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差のデータ情報を入力する。そうして、混信保護判定回路１０４は、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とがディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を可変増幅器７００と可変減衰器７０１と周波数処理器７０２とに出力する。

このように、可変増幅器７００と可変減衰器７０１とが、図１の電力変換器１０２と同様の機能を実施でき、電力変換器１０２に対応する。また、周波数処理器７０２は、図１の周波数変換器１０３と同様の機能を実施でき、周波数変換器１０３に対応する。

図７に示したマルチキャリア信号送信装置７１０の各部の動作を、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５および図６とともに説明を行う。

可変増幅器７００はマルチキャリア変調回路１０１から出力された複数のマルチキャリア信号の信号レベルを大きくした複数のマルチキャリア信号を出力するか、もしくは信号レベルを変更せずに複数のマルチキャリア信号を出力する。なお、信号レベルを大きくすると、振幅レベルが大きくなるように変換されるので、電力が大きくなるように電力変換することと等価である。また、可変増幅器７００が階層化状態のマルチキャリア信号の振幅レベルを大きくしたならば、可変増幅器７００は振幅変換後のマルチキャリア信号高階層部２００とマルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰとの電力レベル差のデータ情報を混信保護判定回路１０４に送信する。可変増幅器７００は、混信保護判定回路１０４からディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を受信すると、ディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０になるようにマルチキャリア信号高階層部２００もしくはマルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰの振幅レベルを調節する。

可変増幅器７００の動作例を図２Ａおよび図２Ｂとともに更に説明する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、マルチキャリア信号高階層部２００とマルチキャリア信号低階層部２０１とが階層化伝送されているとき、可変増幅器７００はマルチキャリア信号低階層部２０１の電力レベルＰ１が電力レベルＰｍ０になるように、マルチキャリア信号低階層部２０１の振幅レベルを大きくできる。可変増幅器７００はマルチキャリア信号低階層部２０１の振幅レベルを変化させない場合もある。

可変減衰器７０１は可変増幅器７００から出力された複数のマルチキャリア信号の振幅レベルを小さくして、振幅変換した複数のマルチキャリア信号を出力、もしくは振幅変換しないで複数のマルチキャリア信号を出力する。振幅レベルが小さくなるように振幅変換することは、電力を小さくなるように電力変換することと等価である。また、可変減衰器７０１が階層化状態のマルチキャリア信号の振幅レベルを小さくしたならば、可変減衰器７０１は電力レベル変換後のマルチキャリア信号高階層部２００とマルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰとの電力レベル差のデータ情報を混信保護判定回路１０４に送信する。さらに、可変減衰器７０１は、混信保護判定回路１０４からディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を受信すると、ディジタル混信しない電力レベル差になるようにマルチキャリア信号高階層部２００もしくはマルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰの電力レベルを調節する。

図２Ａおよび図２Ｂに示すように、マルチキャリア信号高階層部２００とマルチキャリア信号低階層部２０１とが階層化伝送されているとき、可変減衰器７０１はマルチキャリア信号低階層部２０１の電力レベルＰ１が電力レベルＰｍ１になるように、マルチキャリア信号低階層部２０１の振幅レベルを小さくできる。

次に、図８は周波数処理器７０２の構成例を示す。図８に示すように、周波数処理器７０２は、複数の周波数シフター８０３と、複数の可変帯域濾波器８０４（図８では可変ＢＰＦ８０４と記載し、以降可変ＢＰＦ８０４と呼ぶ）、合成器８０５で構成されている。周波数シフター８０３は、可変減衰器７０１から出力された複数のマルチキャリア信号で複数の中心周波数帯に周波数シフトして、複数の可変ＢＰＦ８０４へ供給する。可変ＢＰＦ８０４は、それぞれの可変ＢＰＦ８０４に設定されたそれぞれの所定の周波数帯域のみを通過させる。さらに、合成器８０５は、複数の可変ＢＰＦ８０４から出力される信号を合成する。

ところで、個々の周波数シフター８０３は、入力される個々のマルチキャリア信号をどの中心周波数帯に周波数移動させるかという情報に応じて、周波数シフトを設定している。個々の周波数シフター８０３の構成は、例えば、ヘテロダイン回路と局部発信回路とＢＰＦ（帯域濾波器）とで構成される。マルチキャリア信号はヘテロダイン回路に入力される。ヘテロダイン回路は、マルチキャリア信号と局部発信回路から出力される局部信号とを例えば乗算し、マルチキャリア信号の周波数を局部信号の周波数だけ高い信号と局部信号の周波数だけ低い信号の２つを出力する。そうして、ＢＰＦはその２つの信号の一方のみ通過させて、他方を減衰させる。例えばこのような構成で、周波数シフター８０３は実現できる。

こうすることにより、図７および図８に示した実施の形態２のマルチキャリア信号送信装置は、実施の形態１と同じように、階層化したマルチキャリア信号を伝送することができる。

次に、可変増幅器７００、可変減衰器７０１、周波数処理器７０２の動作を、図２Ａから図６とともに更に説明する。図３Ａと図３Ｂに示すように、マルチキャリア信号高階層部３００とマルチキャリア信号低階層部３０１とが階層化伝送されているとする。このとき、周波数処理器７０２はマルチキャリア信号低階層部３０１の中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数を高く、または中心周波数Ｆ０になるように周波数を低く変換できる。

混信保護判定回路１０４は、可変増幅器７００から出力されたマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差をデータ情報として受信する。この受信したデータ情報から、混信保護判定回路１０４は後述するディジタル混信の判定を行う。このとき、混信保護判定回路１０４は、ディジタル混信が発生すると判定をすると、混信保護判定回路１０４は可変増幅器７００にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信する。また、混信保護判定回路１０４は、ディジタル混信は発生しないと判定をすると、混信保護判定回路１０４は可変増幅器７００にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信しない。

なお、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を可変減衰器７０１で検出しても良い。この場合、混信保護判定回路１０４は可変減衰器７０１から出力されたマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差をまたは振幅レベル差をデータ情報として受信する。この受信したデータ情報から、混信保護判定回路１０４は後述するディジタル混信の判定を行う。このとき、混信保護判定回路１０４はディジタル混信が発生すると判定すると、混信保護判定回路１０４は可変減衰器７０１にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信する。また、混信保護判定回路１０４はディジタル混信が発生しないと判定をすると、混信保護判定回路１０４は可変減衰器７０１にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信しない。

また、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を周波数処理器７０２で検出しても良い。この場合、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２から出力されたマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差をデータ情報として受信する。この受信したデータ情報から、混信保護判定回路１０４は後述するディジタル混信の判定を行う。このとき、混信保護判定回路１０４はディジタル混信が発生すると判定をすると、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信する。また、混信保護判定回路１０４はディジタル混信が発生しない判定をすると、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報またはその電力レベル差Ｗ０に相当する振幅レベル差のデータ情報を送信しない。

図５は、混信保護判定回路１０４の動作例を示す。図５に示すように、ディジタル混信が発生しないと混信保護判定回路１０４が判定する基準電力レベル差Ｗ０とする。このとき、可変増幅器７００は、電力レベルＰ１のマルチキャリア信号低階層部５０２に対して、電力レベルＰｍ０になるように振幅レベルを変換する。そうすると、混信保護判定回路１０４は可変増幅器７００からマルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０のデータ情報を受信する。そうして、混信保護判定回路１０４は電力レベル差Ｗｍ０と電力レベル差Ｗ０とを比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０は電力レベル差Ｗ０より小さいと、混信保護判定回路１０４は検知する。電力レベル差Ｗｍ０が電力レベル差Ｗ０より小さい場合はディジタル混信が発生するので、混信保護判定回路１０４は可変増幅器７００にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信する。

また、可変減衰器７０１が、マルチキャリア信号低階層部５０２の電力レベルＰ１を電力レベルＰｍ１に相当するように振幅レベルを減衰すると、混信保護判定回路１０４は可変減衰器７０１からマルチキャリア信号高階層部５００とマルチキャリア信号低階層部５０２ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１のデータ情報を受信して混信保護判定部１０４の電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、混信保護判定回路１０４は、電力レベル差Ｗｍ１は電力レベル差Ｗ０より大きいことを検知する。電力レベル差Ｗｍ０が電力レベル差Ｗ０より大きい場合はディジタル混信が発生しないので、混信保護判定回路１０４は可変減衰器７０１にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。

なお、可変増幅器７００または可変減衰器７０１でマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差あるいはそれに相当する振幅レベル差を調整しない場合もありうる。その場合は、周波数処理器７０２がマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を変換してもよい。この場合を図６とともに説明する。

図６に示すように、周波数処理器７０２は、電力レベルＰｍ０のマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰに対して、その中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数変換する場合を仮定する。その場合、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２からマルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０のデータ情報を受信して、電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰとの電力レベル差Ｗｍ０は電力レベル差Ｗ０より小さいので、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差Ｗ０のデータ情報を送信する。ちなみに、周波数処理器７０２がマルチキャリア信号低階層部６０４ＨＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ０に周波数変換する場合は、中心周波数Ｆ０では階層化状態ではないので、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。

また、周波数処理器７０２は、電力レベルＰｍ１のマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰに対して、がマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ２になるように周波数変換する場合を仮定する。その場合、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２からマルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１のデータ情報を受信して、電力レベル差Ｗ０と比較する。この比較結果により、マルチキャリア信号単一階層部６０３とマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰとの電力レベル差Ｗｍ１は電力レベル差Ｗ０より大きいことが検知される。そのため、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。周波数処理器７０２がマルチキャリア信号低階層部６０４ＬＰの中心周波数Ｆ１を中心周波数Ｆ０に周波数変換する場合は、中心周波数Ｆ０ではマルチキャリア信号は階層化状態ではないので、混信保護判定回路１０４は周波数処理器７０２にディジタル混信しない電力レベル差のデータ情報を送信しない。

実施の形態２でのマルチキャリア信号送信装置は、以上のような構成および動作である。このマルチキャリア信号送信装置は、可変増幅器７００でマルチキャリア信号高階層部およびマルチキャリア信号低階層部の振幅レベルを大きくできる。可変減衰器７０１でマルチキャリア信号高階層部およびマルチキャリア信号低階層部の振幅レベルを小さくできる。そうして、混信保護判定回路１０４は、ディジタル混信しないようにマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を判定しているので、階層化したマルチキャリア信号をディジタル混信することなく伝送できる。また、周波数処理器７０２でマルチキャリア信号高階層部およびマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を高くもしくは低くできる。そうして、混信保護判定回路１０４は、ディジタル混信しないようにマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差を判定している。したがって、階層化したマルチキャリア信号をディジタル混信することなく伝送できる。よって、階層化伝送において信頼性の高い伝送をすることができる。

なお、実施の形態２において、図７は、マルチキャリア変調回路１０１の後に可変増幅器７００、可変増幅器７００の後に可変減衰器７０１、可変減衰器７０１の後に周波数処理器７０２を設けた場合を示している。しかし、実施の形態２におけるマルチキャリア信号送信装置では、可変増幅器７００、可変減衰器７０１および周波数処理器７０２を設ける順番はこれに限られるものではなく、他の順番で配置してもよい。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３におけるマルチキャリア信号受信装置について、図９とともに説明する。

図９に示すように、実施の形態３におけるマルチキャリア信号受信装置９００は、周波数逆変換器９１０、電力逆変換器９２０、マルチキャリア復調回路９３０、キャリア復調回路９４０を備えている。このマルチキャリア信号受信装置９００は、図１に示したマルチキャリア信号送信装置１１０または図７に示したマルチキャリア信号送信装置７１０と逆の処理を実行する。

周波数逆変換器９１０は、受信された信号を必要に応じて周波数逆変換する。すなわち、周波数逆変換器９１０は、受信されたマルチキャリア信号の中心周波数が送信時に変換されていた場合は、その中心周波数を逆変換して本来の中心周波数に戻すことが可能である。例えば、図３Ｂのマルチキャリア信号低階層部３０４ＨＦまたはマルチキャリア信号低階層部３０４ＬＦを受信した場合は、周波数逆変換器９１０はマルチキャリア信号低階層部３０４ＨＦまたはマルチキャリア信号低階層部３０４ＬＦを図３Ａのマルチキャリア信号低階層部３０１に戻すことができる。なお、受信されたマルチキャリア信号の中心周波数が送信時に変換されていたか否かは、例えば、送信時に生成されて多重送信された中心周波数の周波数変換情報を基にして判断する方法がある。

電力逆変換器９２０は、周波数逆変換器９１０から出力されるマルチキャリア信号の電力を必要に応じて逆変換する。すなわち、電力逆変換器９２０は、受信されたマルチキャリア信号の電力が送信時に変換されていた場合は、その電力を逆変換して本来の電力に戻すことが可能である。例えば、図２Ｂのマルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰまたはマルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰを受信した場合は、電力逆変換器９２０はマルチキャリア信号低階層部２０２ＨＰまたはマルチキャリア信号低階層部２０２ＬＰを図２Ａのマルチキャリア信号低階層部２０１に戻すことができる。なお、マルチキャリア信号の電力が送信時に変換されていたか否かは、例えば、送信時に生成されて多重送信された電力の変換情報を基にして判断する方法がある。あるいは、送信時にマルチキャリア変調するに際して巡回的に電力レベルを割り当てる方式も採用している場合は、その巡回規則との差異を検知して電力の変換を判断する方法もある。

マルチキャリア復調回路９３０は、図１または図７のマルチキャリア変調回路１０１と逆の処理を行う。すなわち、マルチキャリア復調回路９３０は電力逆変換器９２０の出力である複数のマルチキャリア信号を複数の搬送波に戻す。

キャリア復調回路９４０は、図１または図７のキャリア変調回路１００と逆の処理を行う。すなわち、キャリア復調回路９４０はマルチキャリア復調回路９３０の出力である複数の搬送波を復調して、図１または図７のキャリア変調回路１００への入力信号を復元し、出力する。

この様にして、実施の形態３のマルチキャリア信号受信装置９００は、図１に示したマルチキャリア信号送信装置１１０や図７に示したマルチキャリア信号送信装置７１０と逆の処理を実行し、受信信号から図１または図７のキャリア変調回路１００への入力信号を復元し、出力する。

なお、実施の形態３におけるマルチキャリア信号受信装置で、周波数逆変換器９１０と電力逆変換器９２０の順序は図９に示された順序に限定されるものではない。すなわち、周波数逆変換器９１０と電力逆変換器９２０の順序は図９の順序と逆であっても良い。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４におけるマルチキャリア信号受信装置について、図１０とともに説明する。

図１０に示す実施の形態４におけるマルチキャリア信号受信装置１０００は、図９に示した実施の形態３におけるマルチキャリア信号受信装置に逆変換判定回路９５０を更に備えたものである。逆変換判定回路９５０以外は、図９と同様であるので、逆変換判定回路９５０を中心に説明する。

逆変換判定回路９５０は、周波数逆変換器９１０と電力逆変換器９２０の両者あるいは一方の逆変換動作を制御する。

逆変換判定回路９５０が周波数逆変換器９１０を制御する場合は、例えば、送信時に生成されて多重送信された中心周波数の変換情報を基にして逆変換判定回路９５０が周波数逆変換器９１０を制御する。

逆変換判定回路９５０が電力逆変換器９２０を制御する場合は、例えば、送信時に生成されて多重送信された電力の変換情報を基にして逆変換判定回路９５０が電力逆変換器９２０を制御する。

逆変換判定回路９５０が電力逆変換器９２０を制御する他の方法としては、マルチキャリア信号の平均電力を検出してその平均電力との差異を基にして、電力逆変換器９２０を制御する方法がある。これは、図１に示した電力変換器１０２（または図７に示した可変増幅器７００や可変減衰器７０１）で電力変換する際、電力変換後の所定期間での平均電力が所定値になるように設定された場合はそのことを利用する。すなわち、逆変換判定回路９５０は、周波数逆変換器９１０から出力されるマルチキャリア信号の電力所定期間での平均電力を算出する。そうして、逆変換判定回路９５０は周波数逆変換器９１０から出力されるマルチキャリア信号と算出した平均電力と比較する。その比較結果が所定範囲を超えておる場合には、逆変換判定回路９５０は電力逆変換が必要であると判断して、電力逆変換器９２０を制御する。

本発明にかかるマルチキャリア信号送信装置およびマルチキャリア信号送信方法は、混信保護判定回路がマルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部との電力レベル差をディジタル混信しないように判定することにより、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とのディジタル混信を防止できる。また、本発明にかかるマルチキャリア信号受信装置およびマルチキャリア信号受信方法は、マルチキャリア信号高階層部とマルチキャリア信号低階層部とのディジタル混信を防止して、高い性能で高い品質の受信ができる。よって、本発明のマルチキャリア信号受信装置、マルチキャリア信号送信方法、およびマルチキャリア信号受信方法は、マルチキャリア伝送技術の一つである地上ディジタル放送のＯＦＤＭ伝送技術において、難視聴地域に対しても安定的な視聴が可能になるとして有用である。

本発明の実施の形態１におけるマルチキャリア信号送信装置の一実施例を示すブロック図 図１に示す電力変換器および図７に示す可変振幅増幅部と可変振幅減衰部の動作例を示す模式図 図１に示す電力変換器および図７に示す可変振幅増幅部と可変振幅減衰部の動作例を示す模式図 図１に示す周波数変換器および図７の周波数処理器の動作例を示す模式図 図１に示す周波数変換器および図７の周波数処理器の動作例を示す模式図 図１および図７に示す混信保護判定回路１０４の動作例を示す模式図 電力レベル変換時のディジタル混信の有無を示す模式図 中心周波数変換時のディジタル混信の有無を示す模式図 本発明の実施の形態２におけるマルチキャリア信号送信装置の一実施例を示すブロック図 図７に示す周波数処理器の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３におけるマルチキャリア信号受信装置の一実施例を示すブロック図 本発明の実施の形態４におけるマルチキャリア信号受信装置の他の実施例を示すブロック図 従来のマルチキャリア信号送信装置の一実施例を示すブロック図

符号の説明

１００ キャリア変調回路
１０１ マルチキャリア変調回路
１０２ 電力変換器
１０３ 周波数変換器
１０４ 混信保護判定回路
１１０ マルチキャリア信号送信装置
２００，３００，４００，５００ マルチキャリア信号高階層部
２０１，３０１，４０１，５０２ マルチキャリア信号低階層部
２０２ＨＰ，２０２ＬＰ マルチキャリア信号低階層部
３０３，６０３ マルチキャリア信号単一階層部
３０４ＬＦ，３０４ＨＦ マルチキャリア信号低階層部
５０２ＬＰ，５０２ＨＰ マルチキャリア信号低階層部
７００ 可変増幅器
７０１ 可変減衰器
８０３ 周波数シフター
８０４ 可変ＢＰＦ
８０５ 合成器
９１０ 周波数逆変換器
９２０ 電力逆変換器
９３０ マルチキャリア復調回路
９４０ キャリア復調回路
９５０ 逆変換判定回路

Claims (4)

1. マルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部が入力され、前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベルを変換して出力する電力変換器、または、マルチキャリア信号高階層部及びマルチキャリア信号低階層部が入力され、前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の中心周波数を変換して出力する周波数変換器と、
   前記電力変換器から出力される前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差、または、前記周波数変換器から出力される前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差を検出する混信保護判定回路とを備え、
   前記混信保護判定回路は、前記電力レベル差が所定の閾値より小さい場合は前記所定の閾値の情報を前記電力変換器と前記周波数変換器の少なくとも一方へ入力し、
   前記電力変換器は出力される前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差が前記所定の閾値以上となるように、出力される前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベルを制御し、
   前記周波数変換器は出力される前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部のいずれかの中心周波数を高く若しくは低くするマルチキャリア信号送信装置。
2. 前記電力変換器は、
   入力される前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の振幅レベルを増幅させる可変増幅器と、
   入力される前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の振幅レベルを減衰させる可変減衰器と、
   を備える請求項１に記載のマルチキャリア信号送信装置。
3. 前記周波数変換器は周波数処理器で構成され、
   前記周波数処理器は、
   前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部を複数の中心周波数帯に周波数シフトして分配する周波数シフターと、
   前記周波数シフターにおいて分配されたそれぞれの信号について、所定のマルチキャリア信号の中心周波数帯域のみを通過させる可変帯域濾波器と、
   前記可変帯域濾波器の出力を合成する合成器と、
   を備える請求項１に記載のマルチキャリア信号送信装置。
4. マルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の電力レベルを変換して出力するステップ、または、マルチキャリア信号高階層部もしくはマルチキャリア信号低階層部の中心周波数を変換して出力するステップと、
   前記電力変換された前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差、または、前記周波数変換された前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差を検出するステップと、
   検出された前記電力レベル差が所定の閾値より小さい場合は、前記マルチキャリア信号高階層部及び前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベル差が前記所定の閾値以上となるように、前記マルチキャリア信号高階層部もしくは前記マルチキャリア信号低階層部の電力レベルまたは周波数の少なくとも一方を制御するステップと、
   を備えるマルチキャリア信号送信方法。

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