JP5984468B2 - 中継器及び中継システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、人工衛星（通信衛星）に搭載される衛星搭載用中継器に関する。本発明は、デジタル信号処理を用いてスペクトルの分割・結合、及び周波数変換を行う中継器の多元接続に関するものである。

通信衛星は、地上の地球局からの通信信号を受信し、フィルタにより通信信号のスペクトルを分割し、分割したスペクトルの周波数変換を行い地上に向けて送出する。この周波数変換をより柔軟に行うため、デジタル信号処理にて、スペクトルの分割・結合、及び周波数変換を行う衛星搭載用中継器が望まれている。

従来技術として、デジタル方式でトランスポンドされた機能とデジタル方式での再生式の機能との両方が、オ−ルデジタルの衛星ペイロ−ド内で与えられ、トランスポンドされた機能と再生式の機能とを共通のデジタルプラットフォ−ムに組合せることにより、衛星の全体的な効率性、及び機能性を向上させようとするものがある（特許文献１参照）。

特表２００６−５１６８６７号 特開２００７−１６６４２４号 特表２００８−０７２２１９号 特表２００８−１２４６６５号

衛星にて受信される通信信号をＡＤ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換を行うことで、アナログ信号からデジタル信号へ変換し、デジタル信号処理にてスペクトルを分割し、切り出したスペクトル単位でスペクトルの順番の交換を行い、再度スペクトルを１つの連続した帯域に連結する機能を有し、連続したスペクトルをＤＡ変換（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ）することで、通信信号を地上に送出するデジタル信号処理機能を有する衛星中継局において、従来の衛星中継局は、衛星中継局にて多元接続機能を持たず、異なる周波数でマッピングされた周波数を多重するための機能を有していないため、周波数の利用効率が劣化するという課題がある。

また従来の衛星における多元接続機能は、特許文献１に示されるように再生型の中継システムを前提としており、衛星中継局にて受信される通信信号を、再生することなく多重化できないという課題がある。

本発明は、例えば、通信衛星に搭載された中継器において、入力信号に含まれる複数のユーザチャネルを再生することなく多重化・多元化することで、周波数の利用効率を向上させるとともに通信信号の品質を向上させることを目的とする。

本発明に係る中継器は、
入力スペクトルを入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記入力スペクトルを複数のサブスペクトルに分割するスペクトル分割部と、
複数の出力ポートと前記複数の出力ポートに対応する複数のサブスペクトル多重部とを備える交換部であって、各サブスペクトル多重部が前記スペクトル分割部により分割された前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルの少なくとも一部のサブスペクトルを多重してひとつの多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記複数の出力ポートのうちの対応する出力ポートに出力する交換部と、
前記複数の出力ポートから出力された複数の前記多重サブスペクトルを結合し、出力スペクトルを生成するスペクトル結合部と
を備えることを特徴とする。

本発明に係る中継器は、例えば、入力信号の入力スペクトルに含まれる複数のユーザチャネルを再生することなく多重化することができるため、周波数の利用効率を向上させるとともに、多重チャネルの利得と帯域を制御することで，無線通信信号の品質を向上させることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る中継器５００の機能ブロック図（ペイロードブロック図）である。 実施の形態１に係る中継器５００のスペクトル分割部１０６のスペクトル分割機能を示す図である。 実施の形態１に係る中継器５００のスペクトル結合部１０９のスペクトル結合機能を示す図である。 実施の形態１に係る中継器５００の交換部１０７の交換機能を示す図である。 実施の形態１に係るサブスペクトル多重部２３１のサブスペクトル多重機能を示す図である。 実施の形態１に係る中継器５００の実施の効果を示すための機能ブロック図である。 実施の形態１に係るサブスペクトル多重部２３１の実施の効果を示す図である。 実施の形態２に係る中継器５００及び中継器５００の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態３に係る中継器５０１の機能ブロック図である。 実施の形態３に係る中継器５０１及び中継器５０１の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態４に係る中継器５０２の機能ブロック図である。 実施の形態４に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態５に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロック図である。 実施の形態６に係る中継システム８００の機能ブロック図である。

実施の形態１．
本実施の形態に係る中継器５００は、例えば、通信衛星に搭載される中継器（トラスポンダ）である。中継器（トラスポンダ）は、通信衛星の備えるアンテナ（受信器）により受信した地球局からの入力信号を入力し、入力信号を周波数変換して出力信号として地上へ送出する。

図１は、本実施の形態に係る中継器５００の機能ブロック図である。図１を用いて、本実施の形態に係る中継器５００の機能構成について説明する。

中継器５００は、ＡＤ変換部１０５（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、スペクトル分割部１０６、交換部１０７（スイッチ部、サブスペクトル多重部）、スペクトル結合部１０９、ＤＡ変換部１１０（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ・Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、多元接続制御部４００を備える。

中継器５００は、入力スペクトル１０３を入力する。入力スペクトル１０３は、衛星アンテナからの入力信号（図示無し）スペクトルである。本実施の形態では、入力スペクトル１０３は、１０３ａ〜１０３ｎの複数の入力スペクトル１０３が入力される。例えば、通信衛星にアンテナが複数（アンテナａ〜ｎまでの１４）あれば、複数の入力ポートから複数の入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎが入力される。同様に複数の出力ポートから複数の出力スペクトル１０４ａ〜１０４ｎが衛星アンテナに向けて出力される。

以下、「入力スペクトル１０３」との記載は、入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎ全体を意味する場合と、入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎのそれぞれ、又は入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎの一部の入力スペクトルを意味する場合がある。また、符号に添え字を有する他の機能ブロック（ＡＤ変換部１０５、スペクトル分割部１０６、スペクトル結合部１０９、ＤＡ変換部１１０、サブスペクトル多重部２３１（図４参照））についても同様とする。

中継器５００は、ＡＤ変換部１０５ａ〜１０５ｎ、スペクトル分割部１０６ａ〜１０６ｎを入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎ単位で備える。また、中継器５００は、スペクトル結合部１０９ａ〜１０９ｎ、ＤＡ変換部１１０ａ〜１１０ｎを出力スペクトル１０４ａ〜１０４ｎ単位で備える。

ＡＤ変換部１０５ａ〜１０５ｎは、入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎをデジタル変換し入力する入力部の一例である。ＡＤ変換部１０５ａ〜１０５ｎは、入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎを入力して、アナログデジタル変換を行い、入力スペクトル１０３ａ〜１０３ｎをデジタル化する。以下、添え字（ａ〜ｎ）は省略する場合もある。

スペクトル分割部１０６（図１）（１０６ａ〜１０６ｎ）は，入力スペクトル１０３（１０３ａ〜１０３ｎ）を、分割の単位となる周波数帯域幅で複数のサブスペクトルに分割し、サブスペクトルを交換部１０７へ出力する。

図２は、本実施の形態に係る中継器５００のスペクトル分割部１０６のスペクトル分割機能を示す図である。
スペクトル分割部１０６は、ＡＤ変換部１０５（入力部）より入力された入力スペクトル１０３を、デジタルフィルタを用いて分割の単位となる周波数帯域幅で複数のサブスペクトル２１４（２１４−１〜２１４−ｍ，ｍは自然数）に分割する。
例えば、スペクトル分割部１０６ａは、入力信号２０１，２０２，２０３が含まれる入力スペクトル１０３ａを、サブスペクトル２１４ａ−１〜サブスペクトル２１４ａ−ｍに分割する。また、スペクトル分割部１０６ｂは、入力スペクトル１０３ｂをサブスペクトル２１４ｂ−１〜サブスペクトル２１４ｂ−ｍに分割する。

交換部１０７（図１）は、入力スペクトル１０３に含まれる入力信号を任意の出力スペクトル１０４の任意の周波数にマッピングするため、スペクトル分割部１０６で分割されたサブスペクトル単位で交換を行い、交換されたサブスペクトルをスペクトル結合部１０９へ出力する。

スペクトル結合部１０９（図１）（１０９ａ〜１０９ｎ）は、交換部１０７から出力されるサブスペクトルを結合し出力スペクトルをＤＡ変換部１１０（１１０ａ〜１１０ｎ）へ出力する。

図３は、本実施の形態に係る中継器５００のスペクトル結合部１０９のスペクトル結合機能を示す図である。
スペクトル結合部１０９（１０９ａ〜１０９ｎ）は、交換部１０７から出力されるサブスペクトル２１５−１〜サブスペクトル２１５−ｍを結合し、連続スペクトルである出力スペクトル１０４に変換し、ＤＡ変換部１１０へ出力する。

例えば、スペクトル結合部１０９ａは、サブスペクトル２１５ａ―１〜２１５ａ−ｍを結合し、出力スペクトル１０４ａを生成する。スペクトル結合部１０９ｂは、サブスペクトル２１５ｂ−１〜サブスペクトル２１５ｂ−ｍを結合し、出力スペクトル１０４ｂを生成する。

ＤＡ変換部１１０ａ〜１１０ｎは、スペクトル結合部で連続スペクトルに変換された出力スペクトルをデジタルアナログ変換し、出力スペクトル１０４ａ〜１０４ｎを生成する。スペクトル結合部１０９（１０９ａ〜１０９ｎ）とＤＡ変換部１１０（１１０ａ〜１１０ｎ）は、出力スペクトル１０４（１０４ａ〜１０４ｎ）を生成して出力する出力部の一例である。

本実施の形態の中継器５００は、以上のようにＡＤ変換部１０５、スペクトル分割部１０６、交換部１０７、スペクトル結合部１０９、ＡＤ変換部１１０が備えられたデジタル処理を可能とする中継器を前提とする。

図４は、本実施の形態の特徴であるサブスペクトル単位での多重を可能とする交換部１０７の機能構成を示す実施例である。

交換部１０７は、スペクトル分割部１０６で分割したサブスペクトル２１４をサブスペクトルの単位で交換し多重する機能を備える。
交換部１０７は、スペクトル分割部１０６ａ〜１０６ｎからのサブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ｎ−ｍを入力とし、サブスペクトル２１５ａ−１〜２１５ｎ−ｍをスペクトル結合部１０９ａ〜１０９ｎへ出力する交換機である。
例えば、スペクトル分割部１０６ａからのサブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ａ−ｍは、入力ポート２２０ａ−１〜２２０ａ−ｍに入力され、スペクトル分割部１０６ｂからのサブスペクトル２１４ｂ−１〜２１４ｂ−ｍは、入力ポート２２０ｂ−１〜２２０ｂ−ｍに入力される。

出力ポート２２１ａ−１〜２２１ａ−ｍから出力されるサブスペクトル２１５ａ−１〜２１５ａ−ｍは、スペクトル結合部１０９ａに入力され、出力ポート２２１ｂ−１〜２２１ｂ−ｍから出力されるサブスペクトル２１５ｂ−１〜２１５ｂ−ｍは、スペクトル結合部１０９ｂに入力される。

交換部１０７は、スイッチ部２３０とサブスペクトル多重部２３１から構成され、スイッチ部２３０は、例えば，クロスバースイッチからなるスイッチマトリックスを形成し、 サブスペクトル多重部２３１（２３１ａ−１〜２３１ｎ−ｍ）は、出力ポート２２１単位（出力ポート２２１ａ−１〜２２１ｎ−ｍ）に備えられる。

サブスペクトル多重部２３１ａ−１は、スペクトル分割部１０６ａ〜１０６ｎから出力される全サブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ｎ−ｍを、スイッチ部２３０経由で受信する。サブスペクトル多重部２３１ａ−１は、サブスペクトルの選択と多重を行うため，２１４ａ−１〜２１４ｎ−ｍまでの入力サブスペクトルからサブスペクトルを選択し、多重サブスペクトル２１５ａ−１を生成する。また、サブスペクトル多重部２３１ａ−２は、２１４ａ−１〜２１４ｎ−ｍまでの入力サブスペクトルから多重信号を生成し、サブスペクトル２１５ａ−２を生成する。

図５は、本実施の形態に係る中継器５００のサブスペクトル多重部２３１のサブスペクトル多重機能を示す図である。
図５に示すように、サブスペクトル多重部２３１ａ−１は、利得制御部２４０ａ−１とサブスペクトル加算部２４１ａ−１とを備える。サブスペクトル多重部２３１ａ−１は、多元接続制御部４００からの指示に従い、入力ポート２４３ａ−１〜２４３ｎ−ｍから入力するサブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ｎ−ｍに対し、重み値２４２−１〜２４２−ｘを用いて重み付け乗算を行う。サブスペクトル加算部２４１ａ−１は、利得制御部２４０ａ−１から出力された乗算結果を加算する。

サブスペクトル多重部２３１のサブスペクトル多重機能により、任意のサブスペクトルを抽出し多重することが可能となるため、サブスペクトルの周波数位置の変更と同時に１つ以上のサブスペクトルの多重を可能とする。つまり、衛星中継器でのサブスペクトル多重を可能とすることで、多元接続を備えた周波数変換機能付き交換部１０７を構築することができる。
サブスペクトル多重部２３１ａ−１は、利得制御とサブスペクトル加算を行うことで、サブスペクトルの選択と多重を可能とするサブスペクトル多重部の一例である。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５００は、サブスペクトル単位で多重を行う機能を有することで、異なる周波数にマッピングされる複数の入力信号（例えば入力信号２０１，２０２，２０３）を、同じ周波数、或いは同じサブスペクトルに多重することを特徴とする衛星中継局の多元接続機能を備える。

図６は、本実施の形態に係る中継器５００の実施の効果を示すための機能ブロック図であり、入力信号である信号１（２５０）と信号２（２５１）が、同じサブスペクトルに多重されている例を示している。

図７は、図６の実施例におけるサブスペクトル多重部２３１の実施の効果を示す機能ブロック図である。図６及び図７を用いて、本実施の形態に係る中継器５００において、異なる入力スペクトルの異なる周波数帯域にマッピングされる信号（信号１（２５０）、信号２（２５１））が、同一のサブスペクトルに多重される多重機能について説明する。

図７は、サブスペクトル多重部２３１ａ−１を示している。入力ポート２４３ａ−１〜２４３ａ−ｍには、サブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ａ−ｍが入力され、入力ポート２４３ｂ−１〜２４３ｂ−ｍには、サブスペクトル２１４ｂ−１〜２１４ｂ−ｍが入力される。多元接続制御部４００は、サブスペクトル２１４ａ−２と２１４ｂ−ｍを多重し、出力ポート２２１ａ−１から出力するため、重み２４２−２（Ｗ２）と重み２４２−ｘ（Ｗｘ）を１とし、他の重みを０とする。利得制御部２４０ａ−１は、多元接続制御部４００にて指定された重み付け値を用いて、入力サブスペクトル２１４ａ−１〜２１４ｂ−ｍに重みを乗算し、サブスペクトル加算部２４１ａ−１は、乗算された結果を加算する。これにより、信号１（２５０）と信号２（２５１）とは、同じサブスペクトル２１５ａ−１に多重される。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５００は、デジタル信号処理機能を有する衛星中継局であって、衛星にて受信される通信信号を再生することなく多重することを可能にする多元接続機能を有する。

本実施の形態に係る中継器５００によれば、上述した多元接続機能を有しているので、複数の入力スペクトル１１３の任意の周波数にマッピングされるサブチャネルを多重することができ，周波数利用効率を改善する周波数分割多元接続を実現する。

実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１において説明した中継器５００について、異なる入力スペクトル１０３ａ，１０３ｂに含まれる拡散信号のスペクトルを同一周波数帯域に多重化する符号分割多重（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ・Ｄｉｖｉｓｉｏｎ・Ｍｕｌｔｉｐｌｅ・Ａｃｃｅｓｓ）を行う方式について説明する。

図８に示すように、入力スペクトル帯域（入力スペクトル１０３ａ）は、符号分割多元方式により所定の周波数帯域（チャネル＃１）で通信される拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３を含み、入力スペクトル帯域（入力スペクトル１０３ｂ）は、符号分割多元方式により所定の周波数帯域（チャネル＃２）で通信される拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４を含む。

中継器５００が、信号を多重する機能（多元接続機能）を有さない場合には、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４とを、異なる周波数帯域にマッピングしなければならない。しかし、本実施の形態に係る中継器５００は、信号を多重する機能（多元接続機能）を有しているため、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４とを多重することができ、周波数利用効率を向上させることができる。

図８は、本実施の形態に係る中継器５００の実施の効果を示す図である。
図８に示すように、スペクトル分割部１０６ａは、入力スペクトル１０３ａを分割の単位となる周波数帯域幅で複数のサブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄに分割する。また、スペクトル分割部１０６ｂは、入力スペクトル１０３ｂを分割の単位となる周波数帯域幅で複数のサブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄに分割する。図８では、説明を容易にするため、スペクトル分割部１０６ａ，１０６ｂが４つのサブスペクトルにスペクトル分割している例を示している。

交換部１０７は、スイッチ部２３０、サブスペクトル多重部２３１ａ−１〜２３１ａ−４で構成される。サブスペクトル多重部２３１は、利得制御部２４０（２４０ａ−１〜２４０ａ−４）、サブスペクトル加算部２４１（２４１ａ−１〜２４１ａ−４）で構成される。

交換部１０７に入力されたサブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄ，３０６ａ〜３０６ｄは、スイッチ部２３０を経由し、全入力サブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄ，３０６ａ〜３０６ｄは、サブスペクトル多重部２３１ａ−１〜２３１ａ−４の各々に入力される。

多元接続制御部４００は、サブスペクトル多重部２３１ａ−１〜２３２ａ−４の重み付け値を指示することで、多重するサブスペクトルの選択を行う。図８では、サブスペクトル３０５ａとサブスペクトル３０６ａ、サブスペクトル３０５ｂとサブスペクトル３０６ｂ、サブスペクトル３０５ｃとサブスペクトル３０６ｃ、サブスペクトル３０５ｄとサブスペクトル３０６ｄの重み値を１とし多重している。

つまり、サブスペクトル３０５ａとサブスペクトル３０６ａが多重されサブスペクトル３０７ａが生成され、サブスペクトル３０５ｂと３０６ｂが多重されサブスペクトル３０７ｂが生成され、サブスペクトル３０５ｃと３０６ｃが多重されサブスペクトル３０７ｃが生成され、サブスペクトル３０５ｄと３０６ｄが多重されサブスペクトル３０７ｄが生成される。

そして、サブスペクトル３０７ａとサブスペクトル３０７ｂとサブスペクトル３０７ｃとサブスペクトル３０７ｄとは、スペクトル結合部１０９ａにおいて連続する出力スペクトル１０４ａに結合され出力される。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５００は、デジタル信号処理機能を有する衛星中継局であって、衛星にて受信される通信信号を再生することなく多重することを可能にする多元接続機能を有する。

本実施の形態に係る中継器５００によれば、上述した多元接続機能を有しているので、異なる入力スペクトル１０３ａ，１０３ｂに含まれる通信信号に対して、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ・Ｄｉｖｉｓｉｏｎ・Ｍｕｌｔｉｐｌｅ・Ａｃｃｅｓｓ）を実現することができ周波数利用効率を改善する。

実施の形態３．
本実施の形態では、中継器５０１において、サブスペクトル（サブチャネル）ごとに利得制御を行うことにより、符号分離多重、周波数分離多重後に相加される雑音量を低減する方式について説明する。

図９は、本実施の形態に係る中継器５０１の機能ブロック図である。図９は、実施の形態１において説明した図１に対応する図であり、図１と同様の機能については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９に示すように、本実施の形態に係る中継器５０１は、利得制御量４０１に従い多元接続制御部４００が重みを決定することで、多重する信号の利得（信号電力）を制御する機能を備える。

図１０は、符号分離多重、周波数分離多重後に相加される雑音量を低減するため、利得制御を行うことを特徴とする多重方式の一例を示したものである。図１０の機能ブロックは実施の形態２の図８に対応するものであり、同様の機能については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１０では、中継器５０１は、利得制御量４０１を備える。

図１０の多元接続制御部４００は、利得制御量４０１に従い、利得制御量を決定する。図１０は、Ｓ／Ｎ（ＳＮＲ）（Ｓｉｇｎａｌｅ・ｔｏ・Ｎｏｉｓｅ・Ｒａｔｉｏ）の低い入力拡散信号１（拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３）とＳ／Ｎ（ＳＮＲ）の高い入力拡散信号２（拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４）を符号分離多重（ＣＤＭＡ多重）する場合の例を示している。衛星中継局で符号分離多重を実施する場合、衛星の受信系で生じる雑音が互いに相加される。拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４を多重する場合、Ｎ１雑音３０１とＮ２雑音３０２も同時に重畳される。

図１０に示すように、サブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄは、入力信号である拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３のスペクトル分割信号成分に加えて、その帯域内の雑音（Ｎ１雑音３０１）を含んでいる。同様にサブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄは、入力信号である拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４のスペクトル分割信号成分に加えて、その帯域内の雑音（Ｎ２雑音３０２）を含んでいる。図１０では、サブスペクトル数を４としているが、サブスペクトル数はデジタルフィルタの規模により決まるため、４に限定されるわけではない。

この雑音電力によるＳＮＲの劣化を緩和するため、入力スペクトルのＳＮＲに余裕のあるチャネルの利得を下げることで、相加される雑音電力量を削減することができる。入力スペクトルのＳＮＲに余裕のあるとは、雑音に対して信号電力が十分に高いことを意味し、入力スペクトルのＳＮＲに余裕が無いとは、雑音に対し信号電力のマージンが少ないことを意味する。図１０では、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４のＳＮＲが、同じ所望ＳＮＲである拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３に対し、３ｄＢ大きい場合の例を示している。

多元接続制御部４００は、利得制御量４０１に従い、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４のサブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄに対し、重みＷ＝１／２とすることで、信号電力を１／２にして多重を行う。

図１０では、サブスペクトル３０５ａ（重みＷ＝１）とサブスペクトル３０６ａ（重みＷ＝１／２）が多重されサブスペクトル３０７ａが生成され、サブスペクトル３０５ｂ（重みＷ＝１）とサブスペクトル３０６ｂ（重みＷ＝１／２）が多重されサブスペクトル３０７ｂが生成され、サブスペクトル３０５ｃ（重みＷ＝１）とサブスペクトル３０６ｃ（重みＷ＝１／２）が多重されサブスペクトル３０７ｃが生成され、サブスペクトル３０５ｄ（重みＷ＝１）とサブスペクトル３０６ｄ（重みＷ＝１／２）が多重されサブスペクトル３０７ｄが生成される。

スペクトル加算部２４１ａ−１〜２４１ａ−４で加算されたサブスペクトルは、スペクトル結合部１０９ａで連続スペクトルに結合され出力スペクトル１０４ａを生成する。出力スペクトル１０４ａの雑音３１１の雑音電力は、Ｎ１＋Ｎ２／２となり、出力信号のＳＮＲは、Ｓ１／（Ｎ１＋Ｎ２／２）、（Ｓ２／２）／（Ｎ１＋Ｎ２／２）と改善される。例えば雑音電力（Ｎ１）と（Ｎ２）が等しい場合、ＳＮＲ劣化量が３ｄＢから１．７２ｄＢに改善される。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５０１及び中継器５０１による多元接続方式によれば、利得制御量４０１に従い多元接続制御部４００にて利得（重み）を制御し、サブスペクトル多重部２３１の利得制御部２４０で利得を制御することにより、同一周波数帯域に相加される雑音量を低減することができ、同一周波数帯域にマッピングされるスペクトル拡散信号（拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３及び拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４）のＳＮＲを改善することができる。

また、上述した実施の形態１と組み合わせて実施することにより、周波数分割多元接続においても、ユーザチャネルの多重時に相加される雑音量を低減することができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式（多元接続機能）において、スペクトル拡散信号の帯域を削減し（例えば１／Ｎ、Ｎ＝１、２、３、…）、異なる連続周波数にマッピングする周波数多重を行う方式について説明する。

スペクトル拡散信号の周波数帯域Ｓ（Ｈｚ）を、例えば、１／Ｎに削減した場合、地上端末でＳ（Ｈｚ）の複合を行うと、ＳＮＲは劣化する。しかし、スペクトル拡散信号の信号電力が、雑音に比べて十分高ければ、周波数帯域１／Ｎに削減する方式を多元接続方式（多元接続機能）として利用することができる。

図１１は、本実施の形態に係る中継器５０２の機能ブロック図である。図１１は、実施の形態１において説明した図１に対応する図であり、図１と同様の機能については同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１１に示すように、本実施の形態に係る中継器５０２は、利得制御量４０１に加えて、帯域制御量４０２に従い多元接続制御部４００が重みを決定することで、多重する信号の帯域を制御する機能を備える。

図１２は、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロックである。実施の形態３と同様に、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４を入力する。スペクトル分割部１０６ａ，１０６ｂは、入力スペクトルをサブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄ、サブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄに分割する。

図１２に示すように、サブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄは、入力信号である拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３のスペクトル分割信号成分に加えて、その帯域内の雑音（Ｎ１雑音３０１）を含んでいる。同様にサブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄは、入力信号である拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４のスペクトル分割信号成分に加えて、その帯域内の雑音（Ｎ２雑音３０２）を含んでいる。この雑音電力によるＳＮＲの劣化を削減するため、多重する拡散信号スペクトルの帯域幅を制御する。図１２では、サブスペクトル数を４としているが、サブスペクトル数はデジタルフィルタの規模により決まるため、４に限定されるわけではない。

図１２では、多元接続制御部４００は、予め決められた帯域制御量４０２に従い拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４の帯域を１／２にするため、利得制御部２４０ａ−１〜２４０ａ−４の重みを決定する。

図１２では、サブスペクトル３０５ａ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０８ａが生成され、サブスペクトル３０５ｂ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０８ｂが生成され、サブスペクトル３０６ｃ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０８ｃが生成され、サブスペクトル３０６ｄ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０８ｄが生成される。

本実施の形態に係る中継器５０２の多元接続制御では、異なる信号を同じ周波数で加算しないことから、サブスペクトル３０８ａ〜３０８ｂには、サブスペクトル３０８ｃ〜３０８ｄの雑音が相加されることがなく、また、サブスペクトル３０８ｃ〜３０８ｄにサブスペクトル３０８ａ〜３０８ｂの雑音が相加されることも無い。したがって、図１２の例では、帯域を１／２としたことから、Ｓ１出力拡散信号スペクトル２９１と、Ｓ２出力拡散信号スペクトル２９２とのＳＮＲは３ｄＢ劣化での多元接続を可能とする。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式によれば、入力されたスペクトル拡散信号帯域に、複数のスペクトル拡散信号を、周波数軸上に帯域を削減しマッピングすることで、入力されたスペクトル拡散信号帯域内に複数のスペクトル拡散信号をマッピングすることを可能とし、周波数利用効率を改善する。

実施の形態５．
本実施の形態では、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式（多元接続機能）において、スペクトル拡散信号の通信品質（例えばＳＮＲ）に従い，スペクトル拡散信号の帯域を削減し（例えば１／Ｎ、Ｎ＝１、２、３、…）、異なる連続周波数にマッピングする周波数多重を行う方式について説明する。

図１３は、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式の効果を説明するための機能ブロックである。実施の形態３と同様に、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４を入力する。

スペクトル分割部１０６ａ，１０６ｂは、入力スペクトル１０３ａをサブスペクトル３０５ａ〜３０５ｄに分割し、入力スペクトル１０３ｂをサブスペクトル３０６ａ〜３０６ｄに分割する。多元接続制御部４００は、予め決められた帯域制御量４０２に従い、ＳＮＲのマージンの大きい拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３の帯域削減量を多くし、ＳＮＲマージンの少ない拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４の帯域分割量を少なくするように重みを決定し、利得制御機能部２３１ａ−１〜２３１ａ−４に指示する。

利得制御機能部２３１ａ−１〜２３１ａ−４は、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３の３／４帯域の重みを１にし、残りの１／４帯域の重みを０にする。また、Ｓ２拡散信号の３／４帯域の重みを０にし、残りの１／４帯域の重みを１にする。これにより、サブスペクトル３０９ａ〜３０９ｄを生成する。

図１３では、サブスペクトル３０５ａ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０９ａが生成され、サブスペクトル３０５ｂ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０９ｂが生成され、サブスペクトル３０５ｃ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０９ｃが生成され、サブスペクトル３０６ｄ（重みＷ＝１）が選択され多重されサブスペクトル３０９ｄが生成される。

スペクトル結合部１０９ａで連続スペクトルに結合された出力スペクトル１０４ａには、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３と拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４が含まれ、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３は、信号帯域が３／４となるため、−１．２５ｄＢの劣化となり、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４は、信号帯域が１／４となるため、−６ｄＢの劣化で多重される。

以上のように、本実施の形態に係る中継器５０２及び中継器５０２の多元接続方式によれば、入力されたスペクトル拡散信号帯域に、複数のスペクトル拡散信号を、信号通信品質（例えばＳＮＲに従い）帯域を分割し、周波数軸上にマッピングすることで、無線通信品質を改善し、且つ周波数利用効率を向上させる。

実施の形態６．
本実施の形態では、実施の形態５で説明した中継器５０２と、地上端末７００と、管制局７１０とを備える中継システム８００について説明する。本実施の形態に係る中継システム８００は、利得制御量４０１と帯域制御量４０２を地上端末７００で観測する通信品質評価（例えば、ＢＥＲ：Ｂｉｔ・Ｅｒｒｏｒ・Ｒａｔｅ）に応じて変更する。

図１４は、本実施の形態に係る中継システム８００の機能ブロック図である。図１４の中継器５０２（衛星中継局）は、図１１で説明したものと同様である。地上端末７００は、復調部７０１、ＢＥＲ評価部７０２を備える。また、管制局７１０は、多元接続部７１１を備える。

地上端末７００は、中継器５０２から出力された下り信号（出力信号）を入力する。復調部７０１は、入力した下り信号を処理装置により復調する。ＢＥＲ評価部７０２は、復調された信号（復調信号）に対して処理装置によりＢＥＲ評価方式によるＢＥＲ評価を実行する。ＢＥＲ評価部７０２は、評価結果であるＢＥＲ値が、所定の値を達成できていない場合、管制局７１０に対してＢＥＲを満足していないことを示す評価結果情報を送信する。地上端末７００には、予め評価結果であるＢＥＲ値の閾値（システムとして所望するＢＥＲ値）を記憶装置に記憶するものとする。ここで、評価方式は、ＢＥＲ評価方式に限られず、他の評価方式でもよい。

管制局７１０の多元接続部７１１は、多元接続のための利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを変更をする。多元接続部７１１は、地上端末７００が出力した評価結果情報を入力して、入力した評価結果情報に基づいて、利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを処理装置により算出し、算出した利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを中継器５０２に送信する。管制局７１０の多元接続部７１１は、制御量算出部の一例である。

例えば、多元接続部７１１は、拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４の帯域を１／４に分割しているが、所望ＢＥＲ（ＢＥＲ値の閾値）を満足しないという評価結果情報を受信した場合、「拡散信号２（Ｓ２）スペクトル３０４の帯域を１／３にし、拡散信号１（Ｓ１）スペクトル３０３の帯域を２／３とする」ための利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを中継器５０２（衛星中継局）の多元接続制御部４００へ送信する。

中継器５０２の多元接続制御部４００は、管制局７１０の多元接続部７１１から利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを入力すると、入力した利得制御量４０１と帯域制御量４０２とに基づいて、記憶装置に記憶された利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを更新する。そして、多元接続制御部４００は、更新した利得制御量４０１と帯域制御量４０２とに基づいて利得制御、周波数帯域を分割してマッピングする多元化処理を行う。多元接続制御部４００及び交換部１０７による多元化処理については、実施の形態１〜５において説明した通りである。

以上のように、本実施の形態に係る中継システム８００によれば、事前に検証し決定した利得制御量４０１と帯域制御量４０２とにおいて、所望ＢＥＲ値が達成されない場合、地上端末７００の通信性能評価（例えばＢＥＲ評価）に応じて、利得制御量４０１と帯域制御量４０２とを可変とすることで伝搬環境変化（例えば天候変化）に適応可能な多元接続機能を実現することができる。

以上、実施の形態１〜６について説明したが、これらの６つの実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの６つの実施の形態のうちのいくつかを部分的に組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの６つの実施の形態をどうのように組み合わせて実施しても構わない。

また、上述した中継器５００，５０１，５０２は、例えば、通信衛星に搭載される場合について説明したが、中継器５００，５０１，５０２は地上の通信局等に搭載されていても構わない。

以上のように、実施の形態１〜６に係る中継器５００，５０１，５０２は、入力スペクトルをＡＤＣでアナログデジタル変換し、スペクトル分割機能でサブスペクトルに分割し、サブスペクトル単位で交換を行うことでサブスペクトルを任意の周波数にマッピングし、スペクトル結合機能でサブスペクトルを連続スペクトルに変換し、ＤＡＣでデジタルアナログ変換を行う中継器（例えば、衛星中継器）であって、スペクトル加算機能を有することで、異なる周波数にマッピングされた複数の信号の周波数分離多重（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ・Ｄｉｖｉｓｉｏｎ・Ｍｕｌｔｉｐｌｅ・Ａｃｃｅｓｓ）と符号分離多重（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ・Ｄｉｖｉｓｉｏｎ・Ｍｕｌｔｉｐｌｅ・Ａｃｃｅｓｓ）を可能とする多元接続方式機能を有する。

また、実施の形態１〜６に係る中継器５００，５０１，５０２は、サブチャネル（サブスペクトル）ごとに利得制御を行うことで符号分離多重、周波数分離多重後に相加される雑音量を低減することかできる多元接続方式機能を有する。

また、実施の形態１〜６に係る中継器５００，５０１，５０２は、入力スペクトルをＡＤＣでアナログデジタル変換し、スペクトル分割機能でサブスペクトルに分割し、サブスペクトル単位で交換を行うことでサブスペクトルを任意の周波数にマッピングし、スペクトル結合機能でサブスペクトルを連続スペクトルに変換し（戻し）、ＤＡＣ（でデジタルアナログ変換を行う、衛星中継器において、スペクトル拡散信号の帯域を分割し、信号帯域幅を増やすことなく拡散信号を周波数多重することで周波数共有を実現する衛星中継局における多元接続方式機能を有する。

また、実施の形態１〜６に係る中継器５００，５０１，５０２は、地上端末での通信評価に応じて、スペクトル拡散信号の分割量を可変とする多元接続方式機能を備える。

１０３ 入力スペクトル、１０４ 出力スペクトル、１０５ ＡＤ変換部、１０６ スペクトル分割部、１０７ 交換部、１０９ スペクトル結合部、１１０ ＤＡ変換部、２１４，２１５ サブスペクトル、２２０ 入力ポート、２２１ 出力ポート、２３０ スイッチ部、２３１ サブスペクトル多重部、２４０ 利得制御部、２４１ サブスペクトル加算部、２４２ 重み値、２４３ 入力ポート、３０１ Ｎ１雑音、３０２ Ｎ２雑音、３０３ 拡散信号１（Ｓ１）スペクトル、３０４ 拡散信号２（Ｓ２）スペクトル、３０５，３０６，３０７，３０８，３０９ サブスペクトル、３１１ 雑音、４００ 多元接続制御部、４０１ 利得制御量、４０２ 帯域制御量、５００，５０１，５０２ 中継器、７００ 地上端末、７０１ 復調部、７０２ ＢＥＲ評価部、７１０ 管制局、７１１ 多元接続部、８００ 中継システム。

Claims (10)

1. 入力スペクトルを入力する入力部と、
   前記入力部により入力された前記入力スペクトルを、複数のサブスペクトルであって各サブスペクトルがサブスペクトル周波数帯域を有する複数のサブスペクトルに分割するスペクトル分割部と、
   複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートに対応する複数のサブスペクトル多重部と、前記複数のサブスペクトルを入力し、前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部に出力するスイッチ部とを備える交換部であって、各サブスペクトル多重部が前記スイッチ部から前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルから少なくとも一部のサブスペクトルを選択し、選択した前記少なくとも一部のサブスペクトルをひとつのサブスペクトル周波数帯域内で加算することにより多重してひとつの多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記複数の出力ポートのうちの対応する出力ポートに出力する交換部と、
   前記複数の出力ポートから出力された複数の前記多重サブスペクトルを結合し、出力スペクトルを生成するスペクトル結合部と
   を備える中継器。
2. 前記交換部は、さらに、
   前記複数のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して重み付けをするための重み値を指定する多元接続制御部を備え、
   前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部は、
   前記複数のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して前記多元接続制御部により指定された前記重み値を乗算することにより、前記少なくとも一部のサブスペクトルを選択する利得制御部と、
   前記利得制御部により選択された前記少なくとも一部のサブスペクトルを加算することにより前記多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記対応する出力ポートに出力するサブスペクトル加算部と
   を備える請求項１に記載の中継器。
3. 前記交換部は、さらに、
   複数の通信信号を含む前記複数のサブスペクトルの一部を選択し指定する多元接続制御部を備え、
   前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部は、
   前記複数の通信信号のうちの１の通信信号を含むサブスペクトルと前記１の通信信号とは異なる通信信号を含むサブスペクトルとを、前記１の通信信号と前記異なる通信信号との帯域が重複しないよう多重することにより、前記多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記対応する出力ポートに出力するサブスペクトル加算部とを備える請求項１に記載の中継器。
4. 前記入力スペクトルは、通信信号と雑音信号とを含み、
   前記多元接続制御部は、
   前記入力スペクトルに含まれる前記通信信号と前記雑音信号との比を示す信号品質値を算出し、算出した前記信号品質値に基づいて、前記入力スペクトルに対応する前記複数のサブスペクトルの利得を制御する利得制御量を決定し、決定した前記利得制御量に基づいて前記重み値を指定する請求項２に記載の中継器。
5. 前記入力スペクトルは、通信信号と雑音信号とを含み、
   前記多元接続制御部は、
   前記入力スペクトルに含まれる前記通信信号と前記雑音信号との比を示す信号品質値を算出し、算出した前記信号品質値に基づいて、前記入力スペクトルに対応する前記複数のサブスペクトルが前記出力スペクトルの周波数帯域に占める量である帯域制御量を決定し、決定した前記帯域制御量に基づいて前記サブスペクトルを選択し指示する請求項２に記載の中継器。
6. 入力スペクトルを中継する中継器と、前記中継器から出力された出力スペクトルを受信する端末と、制御局とを備える中継システムにおいて、
   前記中継器は、
   前記入力スペクトルを複数のサブスペクトルに分割するスペクトル分割部と、
   複数の出力ポートと前記複数の出力ポートに対応する複数のサブスペクトル多重部とを備える交換部であって、各サブスペクトル多重部が前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルのうちの少なくとも一部のサブスペクトルを多重してひとつの多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを対応する出力ポートに出力する交換部と、
   前記複数の出力ポートから出力された複数の前記多重サブスペクトルを結合し、前記出力スペクトルを生成するスペクトル結合部とを備え、
   前記交換部は、
   記憶機器に記憶された制御量に基づいて、前記複数のサブスペクトルの少なくとも一部を選択し指示する多元接続制御部を備え、
   前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部は、
   前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルの各サブスペクトルから、前記多元接続制御部により指示された前記少なくとも一部のサブスペクトルを選択し、選択した前記少なくとも一部のサブスペクトルを加算することにより前記多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記対応する出力ポートに出力し、
   前記端末は、
   前記中継器から出力された前記出力スペクトルを入力し、入力した前記出力スペクトルを復調して復調信号を生成する復調部と、
   前記復調部により生成された復調信号の品質を所定の評価方法により評価し、品質評価結果を出力する品質評価部とを備え、
   前記制御局は、
   前記端末が出力した前記品質評価結果を入力し、入力した前記品質評価結果に基づいて、制御量を算出し、算出した制御量を前記中継器の前記多元接続制御部に送信する制御量算出部を備え、
   前記多元接続制御部は、
   前記制御量算出部により算出された制御量を受信し、記憶機器に記憶された前記制御量を、前記制御量算出部により算出された制御量に更新する中継システム。
7. 入力スペクトルを入力する入力部と、
   前記入力部により入力された前記入力スペクトルを複数のサブスペクトルに分割するスペクトル分割部と、
   複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートに対応する複数のサブスペクトル多重部と、前記複数のサブスペクトルを入力し、前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部に出力するスイッチ部とを備える交換部であって、各サブスペクトル多重部が前記スイッチ部から前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルから少なくとも一部のサブスペクトルを選択し、選択した前記少なくとも一部のサブスペクトルを加算することにより多重してひとつの多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記複数の出力ポートのうちの対応する出力ポートに出力する交換部と、
   前記複数の出力ポートから出力された複数の前記多重サブスペクトルを結合し、出力スペクトルを生成するスペクトル結合部と
   を備え、
   前記交換部は、さらに、
   前記複数のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して重み付けをするための重み値を指定する多元接続制御部を備え、
   前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部は、
   前記複数のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して前記多元接続制御部により指定された前記重み値を乗算することにより、前記少なくとも一部のサブスペクトルを選択する利得制御部と、
   前記利得制御部により選択された前記少なくとも一部のサブスペクトルを加算することにより前記多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記対応する出力ポートに出力するサブスペクトル加算部と
   を備える中継器。
8. 前記入力スペクトルは、通信信号と雑音信号とを含み、
   前記多元接続制御部は、
   前記入力スペクトルに含まれる前記通信信号と前記雑音信号との比を示す信号品質値を算出し、算出した前記信号品質値に基づいて、前記入力スペクトルに対応する前記複数のサブスペクトルの利得を制御する利得制御量を決定し、決定した前記利得制御量に基づいて前記重み値を指定する請求項７に記載の中継器。
9. 前記入力スペクトルは、通信信号と雑音信号とを含み、
   前記多元接続制御部は、
   前記入力スペクトルに含まれる前記通信信号と前記雑音信号との比を示す信号品質値を算出し、算出した前記信号品質値に基づいて、前記入力スペクトルに対応する前記複数のサブスペクトルが前記出力スペクトルの周波数帯域に占める量である帯域制御量を決定し、決定した前記帯域制御量に基づいて前記サブスペクトルを選択し指示する請求項７に記載の中継器。
10. 入力スペクトルを入力する入力部と、
    前記入力部により入力された前記入力スペクトルを複数のサブスペクトルに分割するスペクトル分割部と、
    複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートに対応する複数のサブスペクトル多重部と、前記複数のサブスペクトルを入力し、前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部に出力するスイッチ部とを備える交換部であって、各サブスペクトル多重部が前記スイッチ部から前記複数のサブスペクトルを入力し、入力した前記複数のサブスペクトルから少なくとも一部のサブスペクトルを選択し、選択した前記少なくとも一部のサブスペクトルを加算することにより多重してひとつの多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記複数の出力ポートのうちの対応する出力ポートに出力する交換部と、
    前記複数の出力ポートから出力された複数の前記多重サブスペクトルを結合し、出力スペクトルを生成するスペクトル結合部と
    を備え、
    前記交換部は、さらに、
    複数の通信信号を含む前記複数のサブスペクトルの一部を選択し指定する多元接続制御部を備え、
    前記複数のサブスペクトル多重部の各サブスペクトル多重部は、
    前記複数の通信信号のうちの１の通信信号を含むサブスペクトルと前記１の通信信号とは異なる通信信号を含むサブスペクトルとを、前記１の通信信号と前記異なる通信信号との帯域が重複しないよう多重することにより、前記多重サブスペクトルを生成し、生成した前記多重サブスペクトルを前記対応する出力ポートに出力するサブスペクトル加算部とを備える中継器。

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