JP6431293B2 - 受信システム - Google Patents

Description

本発明は、所定の帯域内で複数の信号波を用いて伝送される信号の受信技術に関し、特に、複数種の偏波を複数の信号波として用いる偏波ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送方式や同一偏波で複数の信号波を用いる空間ＭＩＭＯ伝送方式等の、ＭＩＭＯ伝送方式の受信波を伝送する受信システムに関する。

日本の地上デジタルテレビジョン放送方式であるＩＳＤＢ-Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial）は、固定受信向けにハイビジョン放送（もしくは複数チャンネルの標準画質放送）を実現している。次世代の地上デジタルテレビジョン放送方式では、従来のハイビジョンに変わり３次元ハイビジョン放送や、このハイビジョンの１６倍の解像度を持つスーパーハイビジョン等のような更に情報量の多いサービスを提供することが求められている。このため、１チャンネル当たりの伝送容量を２倍にするために、水平・垂直の両偏波を用いた偏波ＭＩＭＯ伝送方式の信号伝送が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

ＭＩＭＯ伝送方式の信号を受信する場合、受信アンテナを有する屋外機から屋内機（受信機）までの配線には一般的に２本以上のケーブルを必要とする。

一方、ＭＩＭＯ伝送方式とは異なるが、複数の受信アンテナ（例えば、２本の受信アンテナ）にてＵＨＦ帯の地上デジタルテレビジョン放送信号を受信し、一方の受信信号をＳＨＢ（スーパーハイバンド）帯等の空きチャンネル等の未使用帯域へ周波数変換し、他方の受信信号と周波数変換した受信信号とを周波数多重し、この多重信号を１本のケーブルで受信機まで伝送するよう構成したダイバシティ受信システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４７１９２２９号明細書

日本放送協会、"地上波によるスーパーハイビジョンの伝送実験に成功！"、報道資料、［online］、平成24年5月15日、ARIB、［平成26年6月6日検索］、インターネット〈URL：http://www3.nhk.or.jp/pr/marukaji/pdf_ver/327.pdf〉

前述したように、一般的には、ＭＩＭＯ伝送方式の信号を受信する受信システムを構成する場合、受信アンテナを有する屋外機から屋内機（受信機）までの配線に２本以上のケーブルを必要とする。しかしながら、通常、既存の地上デジタルテレビジョン放送方式用の配線は１本であり、ケーブルの増設は好ましくない。

そこで、ＭＩＭＯ伝送方式を、特許文献１の技法に適用することにより、既存のデジタル放送用の配線である１本のケーブルをそのまま利用した伝送を実現することが想定される。つまり、例えば送信アンテナ数を２本及び受信アンテナ数を２本とした２ｘ２ＭＩＭＯ伝送方式の受信システムとして、２つの受信信号のうち一方の受信信号（例えば、垂直偏波の受信信号）を未使用帯域（例えば、ＳＨＢ帯）へ周波数変換し、この周波数変換した受信信号と他方の受信信号（例えば、水平偏波の受信信号）とを周波数多重することが想定される。

しかしながら、特許文献１の技法に従うと、未使用帯域としてＳＨＢ帯を利用する際には、このＳＨＢ帯（現在の帯域割当として、２２２〜４６８ＭＨｚ）のほぼ全てを使って地上デジタルテレビジョン放送信号の全てのチャンネルを含むＵＨＦ帯（現在の帯域割当として、４７０〜７１０ＭＨｚ）の全帯域をブロックコンバート（周波数変換）可能に構成することが必要となり、実質的にＳＨＢ帯に空きを残すことができなくなる。これは、ＳＨＢ帯の他の利用の妨げとなり、好ましくない。

また、次世代の地上デジタルテレビジョン放送方式では、現在比較的空いているＵＨＦ帯の上部（５６６〜７１０ＭＨｚ）に使用帯域が集中する可能性が高いことも鑑みて、ＭＩＭＯ伝送方式を利用するには、高精度で、周波数利用効率の高くなるブロックコンバート（周波数変換）が求められる。

また、ブロックコンバート（周波数変換）にはチャンネルごとにその変換量を示すローカル信号が必要となるが、他の信号との干渉を避けるため、このローカル信号の周波数についても、未使用帯域内に収まるように工夫することが望まれる。

また、受信アンテナを有する屋外機と屋内機とを１本のケーブルで接続するには、ブロックコンバート（周波数変換）の機能を屋外機と屋内機の双方に設けることになるが、ローカル信号も屋外機と屋内機の双方に供給することが必要となり、ローカル信号を生成する機能部について、屋外機の小型化、及びメンテナンス性を高める態様で構成することが望まれる。

本発明の目的は、上述の問題を鑑みて、デジタル放送用に割り当てられた所定の帯域内で複数の信号波（例えば、偏波ＭＩＭＯ伝送方式であれば、垂直偏波と水平偏波の２つの信号波）を用いて伝送される信号を受信する受信システムを提供することにある。

本発明による受信システムは、デジタル放送用に割り当てられた所定の帯域（例えば、ＵＨＦ帯）内で複数の信号波（例えば、偏波ＭＩＭＯ伝送方式であれば、垂直偏波と水平偏波の２つの信号波）を用いて伝送される信号を受信するように構成される。

特に、本発明による受信システムは、当該所定の帯域（例えば、ＵＨＦ帯）の一部を第１の帯域（例えば、ＵＨＦ帯の上部）とし、この第１の帯域を第２の帯域（例えば、ＳＨＢ帯）内の固定帯域へと周波数変換する対象帯域とし、受信アンテナ（例えば、偏波共用アンテナ）を有する屋外機と、この屋外機に接続される屋内機とを備える。これにより、周波数変換に利用する未使用帯域としてＳＨＢ帯を利用する際には、ＳＨＢ帯に空きを残すことが可能となり、ＳＨＢ帯における未使用帯域を確保することができる。

屋外機は、第１の帯域（例えば、ＵＨＦ帯の上部）内の複数の信号波のうち第１の信号波（例えば、水平偏波）以外の信号波（例えば、垂直偏波）の受信信号を第２の帯域内の固定帯域へと周波数変換を行ない、当該第１の信号波の受信信号と周波数多重することにより合成して多重信号を生成し、１本のケーブルを介して屋内機に出力する。屋内機は、多重信号を分離し、当該周波数変換された信号波（例えば、垂直偏波）の受信信号については逆周波数変換を行い、当該複数の信号波の受信信号を復元する。これにより、１本のケーブルで伝送可能となり、例えば既存のデジタル放送用の配線をそのまま利用できる。尚、例えば送信アンテナ数を４本及び受信アンテナ数を２本とした４ｘ２ＭＩＭＯ伝送方式など、第１の信号波以外の信号波は、１つとは限らず、複数とすることができる。

好適には、当該周波数変換の対象帯域である第１の帯域（例えば、ＵＨＦ帯の上部）を予め定められた複数種類に区切り、区切られた分割帯域（例えば、実施形態の説明で後述する帯域Ａ，Ｂ，Ｃ）ごとに選択的に周波数変換を行うとともに、帯域Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの周波数変換後の帯域が第２の帯域（例えば、ＳＨＢ帯）内の一部の固定帯域となるように構成される。これにより、例えば水平・垂直の両偏波を用いた偏波ＭＩＭＯ伝送方式を利用する際に、高精度で、周波数利用効率もより高くなる。

また、この分割帯域に対応するローカル信号の各周波数は、第２の帯域（例えば、ＳＨＢ帯）内となるよう定められ、好適には、それぞれ整数比で表される比率となるよう定められる。これにより、ローカル信号を生成する機能部として、例えばＰＬＬ（位相同期回路）で構成する場合、安価、且つ高精度とすることが可能となる。

そして、屋外機と屋内機の双方に供給するローカル信号は、屋内機側で生成されるよう構成されている。これにより、屋外機の小型化、及び受信システムの高メンテナンス性を実現することができる。

即ち、本発明による受信システムは、デジタル放送用に割り当てられた所定の帯域内で複数の信号波を用いて伝送される信号を受信する受信システムであって、当該所定の帯域の一部を第１の帯域とし、前記第１の帯域内の当該複数の信号波のうち第１の信号波以外の信号波の受信信号を第２の帯域内の固定帯域へと周波数変換を行うにあたり、該周波数変換対象の信号波のチャンネル数より少ない種類数で、前記第１の帯域について予め区切られた複数種類の分割帯域を前記第２の帯域内の固定帯域へと周波数変換を行う第１の周波数変換部、及び、当該第１の信号波の受信信号と周波数多重することにより合成して多重信号を生成する合成部を有する屋外機と、前記屋外機と１本のケーブルで接続され、前記多重信号を分離し、前記周波数変換された信号波の受信信号について該周波数変換の逆変換を行う第２の周波数変換部、及び、当該複数の信号波の受信信号を復元し信号処理する受信処理部を有する屋内機と、を備え、前記複数種類の分割帯域単位で対応付けられたローカル信号の周波数の各々が、それぞれ整数比で表される比率となるよう定められていることを特徴とする。

また、本発明による受信システムにおいて、前記複数種類の分割帯域単位で対応付けられたローカル信号の周波数が、前記第２の帯域内となるよう定められている。

また、本発明による受信システムにおいて、前記屋内機は、前記ローカル信号を生成するローカル信号生成部を備え、該ローカル信号生成部は、前記ローカル信号を前記第２の周波数変換部に供給するとともに、前記１本のケーブルを介して前記第１の周波数変換部に供給するよう構成されていることを特徴とする。

また、本発明による受信システムにおいて、前記所定の帯域はＵＨＦ帯とし、前記第１の帯域は該ＵＨＦ帯の一部とし、前記第２の帯域はＳＨＢ帯となるよう定められていることを特徴とする。

また、本発明による受信システムにおいて、前記複数の信号波は、ＭＩＭＯ伝送方式に基づく信号波であることを特徴とする。

本発明によれば、１本のケーブルで伝送可能となり、例えば既存のデジタル放送用の配線をそのまま利用できる。そして、第１の帯域（例えば、ＵＨＦ帯の上部）の周波数変換後の第２の帯域（例えば、ＳＨＢ帯）に空きを残すことが可能となり、第２の帯域（例えば、ＳＨＢ帯）における未使用帯域を確保することができる。

また、例えば垂直・水平の両偏波を用いた偏波ＭＩＭＯ伝送方式を利用する際に、高精度で、周波数利用効率も高くなる。

また、ローカル信号を生成する機能部として、例えばＰＬＬ（位相同期回路）の構成を安価、且つ高精度とすることが可能となる。そして、ローカル信号を屋内機側で生成するよう構成すれば、屋外機の小型化、及び受信システムの高メンテナンス性を実現することができる。受信システム全体として、ハードウェアの負荷が軽くなるため、小型化、低価格化が実現可能となる。

本発明による一実施形態の受信システムを備える送受信システムの全体構成を示す概略図である。 本発明による一実施形態の受信システムに信号伝送する送信装置の概略を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の受信システムにおける屋外機の概略を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の受信システムにおける屋内機内の受信制御部の概略を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の受信システムにおける屋内機内の受信処理部の概略を示すブロック図である。 本発明による一実施形態の受信システムの動作を示すフローチャートである。 本発明による一実施形態の受信システムに係る周波数配置例を示す図である。 本発明による一実施形態の受信システムに係る分割帯域とローカル信号の周波数を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態の受信システム１を説明する。以下に説明する一実施形態の受信システム１は、複数種の偏波を複数の信号波として用いる偏波ＭＩＭＯ伝送方式や、同一偏波で複数の信号波を用いる空間ＭＩＭＯ伝送方式に適用可能であり、代表して偏波ＭＩＭＯ伝送方式を例に説明する。

〔送受信システム〕
まず、図１を参照して、本実施形態の受信システム１を備える送受信システムについて説明する。図１は、本発明による一実施形態の受信システム１を備える送受信システムの全体構成を示す概略図である。この送受信システムは、垂直・水平の両偏波による偏波ＭＩＭＯ伝送方式を実現するように構成されており、本実施形態の受信システム１と、送信装置２とを備える。受信システム１は、屋外機１１と、屋内機１２とを備え、屋外機１１と屋内機１２は、１本のケーブル１３（例えば、既存のデジタル放送用の配線）で接続されている。また、屋内機１２は、受信制御部１２０及び受信処理部１３０を備える。以下の説明では、送信装置２は、例えばＵＨＦ帯の垂直偏波及び水平偏波の２種類の偏波をそれぞれ送信アンテナの送信部Ｔｘ１，Ｔｘ２から送信し、受信システム１が、ＵＨＦ帯の垂直偏波及び水平偏波の２種類の偏波をそれぞれ受信アンテナの受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２を介して受信するものとして説明する。このような送信アンテナや受信アンテナは、例えば非特許文献１に示されるような偏波共用アンテナとするなど、偏波ＭＩＭＯ伝送方式として利用可能な任意のものを利用することができる。

（送信装置）
図２は、本発明による一実施形態の受信システム１に信号伝送する送信装置２の概略を示すブロック図である。送信装置２は、誤り訂正符号化部２１及びＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）変調部２２を備える。尚、図２において、本発明に関連する機能部のみを示しており、本発明に関連しない機能部は省略している。

誤り訂正符号化部２１は、送信対象のデータを入力し、所定の符号を用いて誤り訂正符号化を行う。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部２２は、誤り訂正符号化部２１により誤り訂正符号化されたデータを入力し、所定のキャリア変調方式によりキャリア変調を行う等、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調を行い、変調信号を分割して垂直偏波のＯＦＤＭ信号及び水平偏波のＯＦＤＭ信号を生成し、それぞれ送信部Ｔｘ１，Ｔｘ２から送信する。

尚、送信装置２は、垂直偏波及び水平偏波の各ＯＦＤＭ信号に対し、それぞれ局情報や偏波識別フラグを含む制御信号（例えばＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration and Control）信号）を付加して送信する。ここで、局情報は、送信対象のデータの送信元を示す放送局を識別するための情報であり、偏波識別フラグは、偏波の種類を識別するための情報である。この制御信号により、受信システム１は、垂直偏波及び水平偏波の信号を識別可能となる。

（受信システムの構成）
前述したように、受信システム１は、屋外機１１と、屋内機１２とを備え、屋外機１１と屋内機１２は、１本のケーブル１３（例えば、既存のデジタル放送用の配線）で接続されている。図３は、本発明による一実施形態の受信システム１における屋外機１１の概略を示すブロック図である。屋外機１１は、偏波共用アンテナ等の受信アンテナ１１ａの直下に設けられ、電源部１１１と、増幅器１１２，１１６と、周波数変換部として機能するブロックコンバータ１１３と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４と、合成部１１５と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７とを備える。

電源部１１１は、ケーブル１３を介して屋内機１２から交流信号で電源供給を受け、直流源に変換し、増幅器１１２，１１６等に電源供給する。

増幅器１１２は、受信アンテナ１１ａにより受信したＵＨＦ帯の垂直偏波の信号を、受信部Ｒｘ１を介して入力し、所定の利得値で増幅してブロックコンバータ１１３に出力する。増幅器１１６は、受信アンテナ１１ａにより受信したＵＨＦ帯の水平偏波の信号を、受信部Ｒｘ２を介して入力し、所定の利得値で増幅して合成部１１５に出力する。

ブロックコンバータ１１３は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７を経て得られるローカル信号を基に、ＵＨＦ帯の垂直偏波の信号をＳＨＢ帯の信号へと周波数変換し、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４に出力する。尚、詳細に後述するが、周波数変換の移行先は、ＳＨＢ帯内の一部の固定帯域であり、ローカル信号は、屋内機１１から供給される当該周波数変換の変換量を示す信号であり、ユーザによって指定されたチャンネルの帯域に対応している。

バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４は、ＳＨＢ帯の信号へと周波数変換された垂直偏波の信号をＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ等によるバンドパスフィルタ処理により抽出し、合成部１１５に出力する。尚、周波数変換の移行先はＳＨＢ帯内の一部の固定帯域であることから、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４を固定のフィルタ処理とすることができ、可変タイプよりも精度を向上させることが容易で、小型化も可能となる。

合成部１１５は、増幅器１１６から得られる水平偏波の信号と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４から得られる周波数変換された垂直偏波の信号とを周波数多重することにより合成して多重信号を生成し、ケーブル１３を介して屋内機１２へと出力する。

バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７は、ケーブル１３を介して得られる屋内機１２からのローカル信号をバンドパスフィルタ処理により抽出し、ブロックコンバータ１１３へと出力する。

図４は、本発明による一実施形態の受信システム１における屋内機１１内の受信制御部１２０の概略を示すブロック図である。屋内機１１は、屋内に設けられ、その受信制御部１２０は、電源重畳部１２１と、周波数変換部として機能するブロックコンバータ１２２と、ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２３，１２６と、増幅器１２４，１２７と、ローカル信号生成部１２５とを備える。

電源重畳部１２１は、ケーブル１３を介して交流信号で屋外機１１の電源部１１１に電源供給する。

ブロックコンバータ１２２は、ケーブル１３を介して、屋外機１１の合成部１１５によって生成される多重信号を入力するとともに、ローカル信号生成部１２５からローカル信号を入力し、ローカル信号を基に、この多重信号からＳＨＢ帯の信号へと周波数変換された垂直偏波の信号を分離して、ＳＨＢ帯の垂直偏波の信号をＵＨＦ帯の信号へと周波数変換し、ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２３に出力する。

ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２３は、ＵＨＦ帯の信号へと周波数変換された垂直偏波の信号をバンドパスフィルタ処理により抽出し、増幅器１２４に出力する。ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２６は、ケーブル１３を介して、屋外機１１の合成部１１５によって生成される多重信号を入力し、この多重信号からＵＨＦ帯の水平偏波の信号をバンドパスフィルタ処理により分離して抽出し、増幅器１２７に出力する。

増幅器１２４は、ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２３を介して得られる垂直偏波の信号を、所定の利得値で増幅して受信部Ｒｘ１の受信信号として受信処理部１３０に出力する。増幅器１２７は、ＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２６を介して得られる水平偏波の信号を、所定の利得値で増幅して受信部Ｒｘ２の受信信号として受信処理部１３０に出力する。

ローカル信号生成部１２５は、受信処理部１３０から帯域（チャンネル）選択信号を受信し、この帯域（チャンネル）選択信号によって選択的に指定される帯域（後述する分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃ）に対応するローカル信号を生成し、ブロックコンバータ１２２に出力するとともに、ケーブル１３を介して、屋外機１１側に出力する。このように、ローカル信号を屋内機１２側で生成するよう構成しているため、屋外機１１の小型化、及び受信システム１の高メンテナンス性を実現することができる。

図５は、本発明による一実施形態の受信システム１における屋内機１１内の受信処理部１３０の概略を示すブロック図である。尚、図５において、本発明に関連する機能部のみを示しており、本発明に関連しない機能部は省略している。受信処理部１３０は、受信制御部１２０を経て得られる受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２の各垂直・水平の両偏波の受信信号を処理する機能部であり、チャンネル選択信号生成部１３１と、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部１３２と、誤り訂正復号部１３３とを備える。

チャンネル選択信号生成部１３１は、図示しない表示装置からユーザによって選択的に指定されるチャンネルの情報を受け付け、このチャンネルに該当する分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃ（詳細は後述する）のいずれかを示す帯域（チャンネル）選択信号を生成して、受信制御部１２０に出力する。尚、チャンネルスキャン部（図示せず）を屋内機１１内（例えば、受信処理部１３０）に設け、このチャンネルスキャン部により、表示装置から分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃの帯域の識別指示を受け付け、分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃのチャンネルスキャンを実行し、このチャンネルスキャン後の分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃの帯域をチャンネル選択信号生成部１３１に設定する構成としてもよい。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部１３２は、受信制御部１２０を経て得られる受信部Ｒｘ１，Ｒｘ２の垂直・水平の両偏波の受信信号を入力し、当該指定されるチャンネルの当該制御信号（前述した例ではＴＭＣＣ信号）から局情報及び偏波識別フラグを読み出し、垂直偏波及び水平偏波の信号を識別して、送信装置２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部２２の逆処理となるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調処理を施して結合し、誤り訂正復号部１３３に出力する。

誤り訂正復号部１３３は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調処理を施して結合した受信信号を入力し、送信装置２の誤り訂正符号化部２１の逆処理となる復号処理を施してデータを復元し、表示装置に出力する。尚、片偏波の信号に周波数変換を行った際に誤差が生じたとしても、誤り訂正復号部１３３は、結合した受信信号について送信装置２の誤り訂正符号化部２１の逆処理となる復号処理を施すこととなるため、その誤差を無視できる程度に抑制することができる。

このように構成された受信システム１は、偏波共用アンテナ等の直下に設置される屋外機１１から１本のケーブル１３で接続される屋内機１２により、複数種の偏波の信号を受信して処理することができる。

（受信システムの動作）
次に、図６を参照して、受信システム１の動作について詳細に説明する。まず、受信処理部１３０は、チャンネル選択信号生成部１３１により、表示装置からユーザによって選択的に指定されるチャンネルの情報を受け付け（ステップＳ１）、このチャンネルに該当する分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかを示す帯域（チャンネル）選択信号を生成し、受信制御部１２０に出力する（ステップＳ２）。

図７は、本発明による一実施形態の受信システム１に係る周波数配置例を示す図である。また、図８は、本発明による一実施形態の受信システム１に係る分割帯域とローカル信号の周波数を示す図である。ブロックコンバート（周波数変換）の対象帯域は、ＵＨＦ帯の一部の帯域（ＵＨＦ帯の上部）とし、好適には、この対象帯域を更に複数に分けた分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃとして選択制とする。更に、分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれの周波数変換後の移行先は、ＳＨＢ帯内の一部の固定帯域とし、ローカル信号を帯域に合わせて変えることでＳＨＢ帯では固定のバンドパスフィルタを使うことができ、装置コストを抑えるとともに周波数利用効率を高めることができる。したがって、受信システム１全体としても、ハードウェアの負荷が軽くなるため、小型化、低価格化が実現可能となる。尚、この周波数変換後の移行先となるＳＨＢ帯内の一部の固定帯域は、利用する宅内において、ケーブルテレビ等でも使用されていない未使用の周波数領域を想定しており、仮に使用中であることを想定して、複数の候補を選択可能にしておき、外部から設定可能とするか、又はチャンネルスキャンによりＳＨＢ帯内の空き領域を検知して設定するように構成することもできる。

そして、ローカル信号と、周波数変換された片偏波の信号のそれぞれがＳＨＢ帯内に収まるように定めることで周波数利用効率を高め、周波数変換後のＳＨＢ帯に空きを残すことが可能となり、ＳＨＢ帯における未使用帯域を確保することができる。ＳＨＢ帯は放送波としては使用されていないため、万が一、外部に漏えいしたとしても与える影響は小さいことから、周波数変換先の帯域として好適である。

また、分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃの各ローカル信号の周波数に関して、例えば、図７及び図８に示すように、ＵＨＦ帯の周波数変換の対象帯域である帯域Ａ，Ｂ，Ｃの各中心周波数ｆｃの帯域が、ＳＨＢ帯での使用帯域の固定の中心周波数ｆｃ’ の帯域に変換され、帯域Ａ，Ｂ，Ｃの各ローカル信号の周波数（ｆｃ−ｆｃ’）は、最大公約数を示す比較周波数１８ＭＨｚで、比率として１５／１３，１７／１３で表される。

つまり、帯域Ａのローカル信号の周波数ｆａ＊１３＝帯域Ｂのローカル信号の周波数ｆｂ＊１５が成り立ち、帯域Ａのローカル信号の周波数ｆａ＊１３＝帯域Ｃのローカル信号の周波数ｆｃ＊１７が成り立つように構成している。このような整数比で表されるローカル信号の周波数では、最大公約数を示す比較周波数もより大きくなり（本例では１８ＭＨｚ）、各ローカル信号の周波数の相対誤差をより小さくすることが可能となる。そして、整数比の周波数で表されるローカル信号の生成は、ＰＬＬの構成も簡素化することができ、安価、且つ高精度とすることが可能となり、部品点数削減による小型化及びその動作の信頼性を高めることができる。

続いて、図６を参照するに、受信制御部１２０は、ローカル信号生成部１２５により、受信処理部１３０から帯域（チャンネル）選択信号を受信し、この帯域（チャンネル）選択信号によって選択的に指定される帯域（後述する分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃ）に対応するローカル信号を生成し、ブロックコンバータ１２２に出力するとともに、ケーブル１３を介して、屋外機１１側に出力する（ステップＳ３）。

屋外機１１は、ブロックコンバータ１１３により、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１７を経て得られるローカル信号を基に、増幅器１１２から得られる、ＵＨＦ帯の指定された分割帯域（帯域Ａ，Ｂ，Ｃのいずれか）の垂直偏波の信号をＳＨＢ帯の信号へと周波数変換する（ステップＳ４）。

続いて、屋外機１１は、合成部１１５により、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１４を経て得られる周波数変換後の垂直偏波の信号と、増幅器１１６から得られる水平偏波の信号と周波数多重することにより合成して多重信号を生成し、ケーブル１３を介して、屋内機１２側に出力する（ステップＳ５）。

受信制御部１２０は、ブロックコンバータ１２２により、屋外機１１の合成部１１５によって生成される多重信号を入力し、この多重信号からＳＨＢ帯の信号へと周波数変換された垂直偏波の信号を分離して（ステップＳ６）、ローカル信号を基に、ＳＨＢ帯の垂直偏波の信号をＵＨＦ帯の信号へと逆周波数変換する（ステップＳ７）。

続いて、受信制御部１２０は、逆周波数変換後の垂直偏波の信号、及び、水平偏波の信号を、それぞれのＵＨＦ帯用のＢＰＦ１２３，１２６と増幅器１２４，１２７を経て、受信処理部１３０に出力する（ステップＳ８）。

続いて、受信処理部１３０は、垂直偏波の信号、及び、水平偏波の信号に対して、送信装置２側の変調・符号化処理に対応する復調・復号処理を施し、表示装置へ出力する（ステップＳ９）。

以上のように、屋外機１１は、偏波共用アンテナ等の直下に設置し、各偏波の受信信号をそれぞれ入力し、片偏波側のみブロックコンバート（周波数変換）を行う。この際、屋内機１２より送られてくるローカル信号を元に周波数変換を行う。この後、２つ偏波の信号は合成され、１本のケーブル１３を介して多重信号として屋内機１２に送られる。屋内機１２では、多重された２つの偏波の信号をそれぞれ帯域ごとに分離し、周波数変換された信号は、水平・垂直の各偏波に共通のローカル信号で元の帯域に再ブロックコンバートされる。したがって、ＵＨＦ帯の全帯域を周波数変換する技法と比較して、帯域Ａ、Ｂ、Ｃの３種類を選択可能に周波数変換するよう構成しているため、周波数利用効率が高まるようになる。

本発明は、上述の実施形態の例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。例えば、垂直偏波を周波数変換の対象とする例を説明したが、水平偏波を周波数変換の対象とすることができる。また、水平偏波や垂直偏波を利用する態様とする以外に、右斜め４５°の偏波及び左斜め４５°の偏波を利用する態様や、右旋偏波及び左旋偏波を利用する態様とすることもできる。さらに、偏波ではなく空間分離によって構成されるＭＩＭＯ伝送に対しても同様に対象とすることができる。即ち、Ｎ個の送信アテナから送信される複数の信号波をＭ個の受信アンテナで受信するＮｘＭのＭＩＭＯ伝送方式に、本発明を適用することができ、このようなＮｘＭのＭＩＭＯ伝送方式は、空間ＭＩＭＯ伝送方式や偏波ＭＩＭＯ伝送方式が含まれる。また、特許文献１に記載されるようなダイバシティ合成を目的とした用途にも適用可能である。

また、上述の実施形態の説明では、２種類の偏波による２つの信号波について受信し、２つの受信信号として制御する例を説明したが、３以上の信号波としてもよいし、３以上の受信信号として制御するよう応用して構成することもできる。ただし、この場合、各受信信号について分離可能な帯域に周波数変換するよう構成する。

また、周波数変換の対象領域をＵＨＦ帯の上部とし、３つの分割帯域Ａ，Ｂ，Ｃを定める例を説明したが、本発明の作用・効果を生じる範囲において、周波数変換の対象帯域を他の領域としてもよいし、分割帯域を１以上の帯域とすることができる。

本発明によれば、複数種の偏波を用いて伝送される信号を受信する屋外機と、屋外機を制御する屋内機とを１本のケーブルで接続するのみで構成し、特に、周波数利用効率を高めることができるので、デジタル放送用に割り当てられた所定の帯域内で複数の信号波を用いて伝送される信号を受信する用途に有用である。

１ 受信システム
２ 送信装置
１１ 屋外機
１２ 屋内機
１３ １本のケーブル
２１ 誤り訂正符号化部
２２ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ変調部
１１１ 電源部
１１２ 増幅器
１１３ ブロックコンバータ（周波数変換部）
１１４ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１１５ 合成部
１１６ 増幅器
１１７ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１２０ 受信制御部
１２１ 電源重畳部
１２２ ブロックコンバータ（周波数変換部）
１２３ ＵＨＦ帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１２４ 増幅器
１２５ ローカル信号生成部
１２６ ＵＨＦ帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１２７ 増幅器
１３０ 受信処理部
１３１ チャンネル選択信号生成部
１３２ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ復調部
１３３ 誤り訂正復号部

Claims (5)

1. デジタル放送用に割り当てられた所定の帯域内で複数の信号波を用いて伝送される信号を受信する受信システムであって、
   当該所定の帯域の一部を第１の帯域とし、前記第１の帯域内の当該複数の信号波のうち第１の信号波以外の信号波の受信信号を第２の帯域内の固定帯域へと周波数変換を行うにあたり、該周波数変換対象の信号波のチャンネル数より少ない種類数で、前記第１の帯域について予め区切られた複数種類の分割帯域を前記第２の帯域内の固定帯域へと周波数変換を行う第１の周波数変換部、及び、当該第１の信号波の受信信号と周波数多重することにより合成して多重信号を生成する合成部を有する屋外機と、
   前記屋外機と１本のケーブルで接続され、前記多重信号を分離し、前記周波数変換された信号波の受信信号について該周波数変換の逆変換を行う第２の周波数変換部、及び、当該複数の信号波の受信信号を復元し信号処理する受信処理部を有する屋内機と、を備え、
   前記複数種類の分割帯域単位で対応付けられたローカル信号の周波数の各々が、それぞれ整数比で表される比率となるよう定められていることを特徴とする受信システム。
2. 前記複数種類の分割帯域単位で対応付けられたローカル信号の周波数が、前記第２の帯域内となるよう定められていることを特徴とする、請求項１に記載の受信システム。
3. 前記屋内機は、前記ローカル信号を生成するローカル信号生成部を備え、該ローカル信号生成部は、前記ローカル信号を前記第２の周波数変換部に供給するとともに、前記１本のケーブルを介して前記第１の周波数変換部に供給するよう構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の受信システム。
4. 前記所定の帯域はＵＨＦ帯とし、前記第１の帯域は該ＵＨＦ帯の一部とし、前記第２の帯域はＳＨＢ帯となるよう定められていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信システム。
5. 前記複数の信号波は、ＭＩＭＯ伝送方式に基づく信号波であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の受信システム。