JP7118310B2

JP7118310B2 - 制御局、送信局、データ伝送システム、制御回路、記憶媒体およびデータ伝送制御方法

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Publication number: JP7118310B2
Application number: JP2022514879A
Authority: JP
Inventors: 和真金子; 道也早馬
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2022-08-15
Anticipated expiration: 2040-04-13
Also published as: WO2021210043A1; JPWO2021210043A1

Description

本開示は、送信局のデータ伝送を制御する制御局、送信局、データ伝送システム、制御回路、記憶媒体およびデータ伝送制御方法に関する。

衛星通信システムは、地上通信網を利用できない海上の船舶、航空機などでの通信手段として広く利用されている他、災害時に有効な通信手段としても利用されている。衛星通信システムは、将来的には、第５世代移動通信システムの実用化に向けて地上ネットワークのバックホール回線としての利用も期待されている。このように、衛星通信システムの役割は増加していくと考えられている。一方で、衛星通信システムは、衛星の組み立ておよび打ち上げにかかる多大なコストが課題となっており、低コスト化が必要とされている。打ち上げコストは衛星の大きさおよび重量に依存するため、衛星の小型化および軽量化は、コスト削減に大きな影響を与える。そのため、衛星の搭載機器としては小型で軽量なものが求められており、デルタシグマ変調器に注目が集まっている。

デルタシグマ変調は、信号帯域での量子化雑音を低減するノイズシェーピング特性を有する変調方式である。デルタシグマ変調は、従来の構成では必要だったアナログＤＡＣ（Digital Analog Converter）が不要となることから、衛星通信システムの低コスト化につながる技術として注目されている。デルタシグマ変調は、信号を配置する通過帯域内の雑音を抑圧し、通過帯域外に雑音を移動させ、アナログフィルタを用いて通過帯域外の雑音を除去する。ただし、デルタシグマ変調においても、雑音を抑圧した通過帯域内に抑圧しきれなかった雑音が残留し、通過帯域内において、雑音が大きく盛り上がった部分、および雑音が低減されたノッチの部分に分かれる。ノッチの周波数軸上の位置は、デルタシグマ変調器の零点配置によって決まる。特許文献１には、無線通信システムにおいて、零点配置を制御することによって通過帯域外の雑音を制御し、アナログフィルタへの設計要求を緩和する技術が開示されている。

特開２００４－２２２２６５号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、アナログフィルタの設計要求の緩和を目的としており、通過帯域内の雑音については検討していない。そのため、信号の配置によっては信号の大部分が雑音と重なり信号の受信品質、例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）が低下する、すなわち、通過帯域内のノッチ位置がチャネル配置に適していない場合はチャネルのＳＩＮＲが低下する、という問題があった。また、複数チャネルを用いて送信する場合、チャネル配置とノッチ位置との位置関係によってはチャネルごとのＳＩＮＲが異なるケースも発生する。

サービスエリアに複数のビームを照射するマルチビーム衛星のような通信装置は、ビームごとに使用する周波数帯を変え、ビーム間距離が大きく干渉の影響が小さいビームでは同一周波数帯を繰り返し使用することで周波数利用効率を向上させている。通信装置は、使用する信号帯域に合わせてデルタシグマ変調の通過帯域を狭めることで、自ビームにおけるチャネルのＳＩＮＲを向上させることが可能である。しかしながら、通信装置は、通過帯域外の雑音を除去するアナログフィルタの特性を変えることはできないため、狭めた通過帯域とアナログフィルタで除去される雑音との間に大きな雑音が発生する。大きな雑音が発生する部分の周波数は、他のビームで使用しているため、他のビームへの干渉となってしまう。そのため、通信装置は、デルタシグマ変調の通過帯域を狭めることなく、チャネルのＳＩＮＲを向上させる必要がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、デルタシグマ変調を行う送信局を制御して、送信局からの信号を受信する受信局での受信品質を向上させることが可能な制御局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、送信局の動作を制御する制御局である。制御局は、周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成する周波数制御部と、デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに零点配置を示す零点配置情報を生成する零点制御部と、チャネル配置情報および零点配置情報を用いて、送信局が使用する零点配置を決定する演算処理部と、を備えることを特徴とする。

本開示に係る制御局は、デルタシグマ変調を行う送信局を制御して、送信局からの信号を受信する受信局での受信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に係るデータ伝送システムの構成例を示す図実施の形態１に係る制御局の構成例を示す第１のブロック図実施の形態１に係る制御局の構成例を示す第２のブロック図実施の形態１に係る制御局の構成例を示す第３のブロック図実施の形態１に係る送信局の構成例を示すブロック図実施の形態１に係る送信局が備える中継部の構成例を示すブロック図実施の形態１に係る中継部が備える送信周波数変換部の構成例を示すブロック図実施の形態１に係る制御局の動作を示すフローチャート実施の形態１に係るデータ伝送システムの送信局における通過帯域および雑音の関係を示す図実施の形態１に係るデータ伝送システムの送信局における零点配置とチャネル配置との関係を示す第１の図実施の形態１に係るデータ伝送システムの送信局における零点配置とチャネル配置との関係を示す第２の図実施の形態１に係る送信局の動作を示すフローチャート実施の形態１に係る制御局が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図実施の形態１に係る制御局が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図実施の形態２に係る制御局の構成例を示すブロック図実施の形態２に係る制御局の動作を示すフローチャート実施の形態２に係る送信局の動作を示すフローチャート

以下に、本開示の実施の形態に係る制御局、送信局、データ伝送システム、制御回路、記憶媒体およびデータ伝送制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るデータ伝送システム５００の構成例を示す図である。データ伝送システム５００は、制御局１００と、受信局２００と、送信局３００と、を備える。データ伝送システム５００において、制御局１００と送信局３００とは無線通信によって接続して通信を行い、受信局２００と送信局３００とは無線通信によって接続して通信を行っている。データ伝送システム５００は、デルタシグマ変調を行う送信局３００が受信局２００にデータを送信するシステムであって、制御局１００が送信局３００の動作を制御するものである。なお、図１では、受信局２００の数が２つであるが、一例であり、これに限定されない。データ伝送システム５００において、受信局２００の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。データ伝送システム５００については、デルタシグマ変調を行う送信局３００を衛星に搭載した衛星無線システムを想定しているが、データ伝送システム５００の用途はこれに限定されない。

データ伝送システム５００が備える各装置の構成について説明する。なお、受信局２００は、本実施の形態において具体的な特徴は有していないため、詳細な説明は省略する。

まず、制御局１００の構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る制御局１００の構成例を示す第１のブロック図である。制御局１００は、制御情報送受信部１０１と、フィルタ制御部１０２と、零点制御部１０３と、周波数制御部１０４と、演算処理部１０５と、を備える。

周波数制御部１０４は、送信局３００がデータの送信に使用する周波数帯、すなわち通過帯域において、周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを決定する。周波数制御部１０４は、チャネルの各ビームへの割り当て、すなわち送信局３００がデータの送信に使用する周波数帯でのチャネル配置を示すチャネル配置情報を生成し、制御情報送受信部１０１および演算処理部１０５に出力する。

零点制御部１０３は、送信局３００がデータの送信に使用する周波数帯、すなわち通過帯域において、デルタシグマ変調の零点配置を決定する。零点制御部１０３は、零点配置を示す零点配置情報を生成し、演算処理部１０５に出力する。零点制御部１０３は、デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに零点配置を示す零点配置情報を生成し、演算処理部１０５に出力する。また、零点制御部１０３は、演算処理部１０５において送信局３００で使用される零点配置が決定された場合の零点配置を示す零点配置情報をフィルタ制御部１０２に出力する。

演算処理部１０５は、周波数制御部１０４から取得したチャネル配置情報、および零点制御部１０３から取得した零点配置情報を用いて、送信局３００が使用する零点配置を決定する。具体的には、演算処理部１０５は、チャネル配置情報および零点配置情報を用いて、受信局２００における受信品質推定値を導出する。受信品質推定値は、例えば、送信局３００から受信局２００へ送信されるデータ、すなわち送信信号の平均ＳＩＮＲ、要求に対する満足度、干渉量などであるが、これらに限定されない。受信品質推定値は、送信信号の平均ＳＩＮＲ、要求に対する満足度、干渉量のうち少なくとも１つ以上によって定義されてもよい。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値に基づいて、送信局３００が使用する零点配置を決定する。演算処理部１０５は、送信局３００が使用する零点配置を決定した場合、その旨を零点制御部１０３に通知する。

フィルタ制御部１０２は、零点制御部１０３で決定された零点配置となるようなフィルタの係数を導出する。フィルタ制御部１０２は、導出したフィルタの係数を示すフィルタ情報を制御情報送受信部１０１に出力する。

制御情報送受信部１０１は、周波数制御部１０４から取得したチャネル配置情報、およびフィルタ制御部１０２から取得したフィルタ情報を、制御情報として送信局３００に送信する。

なお、制御局１００は、チャネル配置情報から良好な受信品質が得られる零点配置を計算によって求めることができる場合、受信品質推定値に応じて零点配置を変更する必要がなくなるため、零点制御部１０３から演算処理部１０５への零点配置情報の出力は不要である。図３は、実施の形態１に係る制御局１００の構成例を示す第２のブロック図である。図３に示す制御局１００は、図２に示す制御局１００と比較して、零点制御部１０３から演算処理部１０５への出力を省略している。

また、制御局１００は、内部で受信品質推定値の導出を行わず、実際の受信局２００の受信品質を用いてもよい。図４は、実施の形態１に係る制御局１００の構成例を示す第３のブロック図である。図４に示す制御局１００は、図２に示す制御局１００と比較して、演算処理部１０５を省略している。図４に示す制御局１００において、制御情報送受信部１０１は、実際の受信局２００での受信品質情報を送信局３００経由で受信し、受信品質情報を零点制御部１０３に出力する。データ伝送システム５００では、受信局２００が、自局で測定した受信品質情報を送信局３００に送信しているものとする。

つぎに、送信局３００の構成について説明する。図５は、実施の形態１に係る送信局３００の構成例を示すブロック図である。送信局３００は、中継部３０１と、送信部３０２と、を備える。送信部３０２は、受信局２００に送信するデータを生成する。中継部３０１は、信号、すなわち送信部３０２で生成されたデータを中継し、受信局２００にデータ伝送を行う。

図６は、実施の形態１に係る送信局３００が備える中継部３０１の構成例を示すブロック図である。中継部３０１は、制御情報送受信部３１１と、アンテナ３２０と、受信周波数変換部３２１と、チャネライザ３３１と、送信周波数変換部３４１と、アンテナ３４２と、を備える。制御情報送受信部３１１は、制御局１００から制御情報を受信し、中継部３０１を構成する各構成の動作を制御する。受信周波数変換部３２１は、信号、すなわち送信部３０２から受信したデータの周波数を変換する。受信周波数変換部３２１は、送信部３０２からのデータをアンテナ３２０で受信してもよいし、アンテナ３２０を備えず、有線で取得してもよい。チャネライザ３３１は、受信周波数変換部３２１で周波数変換後の信号、すなわちデータを分波する。チャネライザ３３１は、分波後のデータを、送信するビームに対応する送信周波数変換部３４１に出力する。送信周波数変換部３４１は、制御情報に基づいて、デルタシグマ変調器のフィルタ係数を変更し、分波後のデータの周波数を送信周波数に変換する。送信周波数変換部３４１は、送信周波数に変換後のデータをアンテナ３４２から送信する。

なお、図６の例では、中継部３０１は、アンテナ３２０、受信周波数変換部３２１、送信周波数変換部３４１、およびアンテナ３４２を３つ備えているが、一例であり、これに限定されない。中継部３０１は、アンテナ３２０、受信周波数変換部３２１、送信周波数変換部３４１、およびアンテナ３４２を２つ以下、または４つ以上備えていてもよい。また、図６では、制御情報送受信部３１１と１つの送信周波数変換部３４１とが接続されているが、実際には、制御情報送受信部３１１と全ての送信周波数変換部３４１とが接続されているものとする。

図７は、実施の形態１に係る中継部３０１が備える送信周波数変換部３４１の構成例を示すブロック図である。送信周波数変換部３４１は、フィルタ３５１と、量子化器３６１と、フィルタ３７１と、加算器３８１と、を備える。フィルタ３５１は、デルタシグマ変調を行うためのフィルタである。量子化器３６１は、フィルタ３５１通過後の信号を量子化する。フィルタ３７１は、通過帯域外の雑音を抑圧するためのフィルタである。加算器３８１は、量子化器３６１から出力された信号をフィードバックする。送信周波数変換部３４１では、フィルタ３５１のタップ係数を変更することで零点配置の変更が可能となるが、タップ係数の数によってデルタシグマ変調の次数が決定される。デルタシグマ変調において発生するノッチ数の最大値は、デルタシグマ変調の次数と等しくなる。また、設定するべき零点の数も、デルタシグマ変調の次数と等しくなる。

つづいて、データ伝送システム５００において、送信局３００から受信局２００へデータ伝送を行う際の各装置の動作および制御局１００の制御方法について説明する。一般的に、チャネライザを搭載した衛星は、周波数をチャネルという単位に分割し、チャネルをビームに割り当てることで周波数割り当てを実現する。本実施の形態では、制御局１００の周波数制御部１０４が、各ビームが使用するチャネルを決定する。ここで、同一のチャネルを複数のビームで使用すれば多くのビームで効率的に周波数資源を利用することができるが、同一のチャネルを利用するビームの間隔が狭くなりすぎると干渉によってチャネルごとの容量が小さくなってしまい、結果としてデータ伝送システム５００の容量、すなわちデータ通信量が低下してしまう。そのため、制御局１００の周波数制御部１０４は、ビームへの適切なチャネル割り当てが必要となる。各ビームが使用する周波数帯の決定方法としては、例えば、ビーム間での干渉量が最小となるような割り当て方法がある。

図８は、実施の形態１に係る制御局１００の動作を示すフローチャートである。制御局１００において、零点制御部１０３は、零点配置の仮決定を行い、零点配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ１０１）。演算処理部１０５は、零点制御部１０３から零点配置情報を取得する。また、演算処理部１０５は、周波数制御部１０４からチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を取得する。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４で決定されたビームのチャネル配置において、零点制御部１０３で仮決定された零点配置に対する受信品質推定値を導出する（ステップＳ１０２）。

演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１０３）。導出した受信品質推定値が規定された閾値未満の場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３に対して零点配置候補が残っているか否かを確認する（ステップＳ１０４）。零点配置候補が残っている場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３に対して次の零点配置の仮決定を指示する。零点制御部１０３は、次の零点配置の仮決定を行い、零点配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ１０５）。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４で決定されたビームのチャネル配置において、零点制御部１０３で仮決定された零点配置に対する受信品質推定値を導出する（ステップＳ１０２）。

ここで、零点配置とチャネル配置との関係について説明する。図９は、実施の形態１に係るデータ伝送システム５００の送信局３００における通過帯域および雑音の関係を示す図である。前述のように、送信局３００は、デルタシグマ変調によって通過帯域内の雑音を低減する。しかしながら、通過帯域内において、雑音が大きく盛り上った部分と、雑音が低減されたノッチの部分が発生する。

図１０は、実施の形態１に係るデータ伝送システム５００の送信局３００における零点配置とチャネル配置との関係を示す第１の図である。図１０において、＃Ａはチャネル＃Ａを示し、＃Ｂはチャネル＃Ｂを示す。後述する図１１においても同様とする。チャネル♯Ａと雑音とが図１０に示すような位置関係の場合、チャネル♯Ａは、雑音の大きい部分に重なっているため、受信品質推定値は低くなる。また、チャネル♯Ｂと雑音とが図１０に示すような位置関係の場合、チャネル♯Ｂは、チャネル幅は広いがチャネル♯Ｂと重なるノッチの数は１つのみであるため、チャネル♯Ｂと重なる雑音の量が多い。このようなケースでは、データ伝送システム５００は、零点配置を変更してノッチ位置をずらすことで、各チャネルの受信品質推定値の向上が見込める。

図１１は、実施の形態１に係るデータ伝送システム５００の送信局３００における零点配置とチャネル配置との関係を示す第２の図である。データ伝送システム５００は、図１１に示すように、各チャネルとノッチとを重ねるように配置し、幅の広いチャネルに対しては複数のノッチを重ねるように配置することで、受信品質推定値の向上が可能である。ただし、チャネルの数および配置によって、受信品質の良好なノッチ位置は変化する。そのため、データ伝送システム５００は、複数の零点配置候補において受信品質推定値を導出する必要がある。

データ伝送システム５００において制御局１００は、零点配置を仮決定して受信品質推定値を導出する処理を、受信品質推定値が規定された閾値以上になるまで繰り返し実施する。本実施の形態では、制御局１００は、通過帯域内に一定周波数ごとにノッチ候補点を設定し、ノッチ候補点の組み合わせごとに受信品質推定値を導出する。ノッチ候補点の数がｍであり、デルタシグマ変調器の次数がｎ_ｏであった場合、零点の選び方の全組み合わせＣ_ｚ１は、重複組み合わせとなるため以下の式（１）で表すことができる。

制御局１００において、演算処理部１０５は、最大でＣ_ｚ１通りの零点配置の組み合わせの受信品質推定値を導出する。なお、演算処理部１０５は、零点配置を決定する方法について、ノッチ候補点から次数分のノッチを選択する全組み合わせにおける受信品質推定値を導出して記録しておき、閾値以上か否かを判定してもよい。

図８のフローチャートの説明に戻る。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１０３）。導出した受信品質推定値が規定された閾値以上の場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、演算処理部１０５は、零点配置を決定する（ステップＳ１０６）。演算処理部１０５は、送信局３００が使用する零点配置を決定した場合、その旨を零点制御部１０３に通知する。零点制御部１０３は、仮決定していた零点配置を示す零点配置情報をフィルタ制御部１０２に出力する。このとき、演算処理部１０５は、零点配置をビームごとに独立して決定する。零点制御部１０３は、全ビーム分の零点配置情報をフィルタ制御部１０２に出力する。

フィルタ制御部１０２は、零点配置情報に基づいてフィルタの係数を導出し、フィルタ情報を制御情報送受信部１０１に出力する。制御情報送受信部１０１は、周波数制御部１０４から取得したチャネル配置情報、およびフィルタ制御部１０２から取得したフィルタ情報を、制御情報として送信局３００に送信する（ステップＳ１０７）。なお、零点配置候補が残っていない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、零点配置を決定せず、制御局１００は、図８に示すフローチャートの動作を終了する。このように、制御局１００では、演算処理部１０５は、受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、零点配置を決定する。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値未満の場合、受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、零点制御部１０３に零点配置を変更させる。

制御局１００は、図８に示すフローチャートによる処理時間を短縮するため、遺伝的アルゴリズムのような最適化アルゴリズムを用いてもよい。また、チャネル配置情報から計算によって良好な受信品質が得られる零点配置を求めることができる場合、零点制御部１０３は、チャネル配置情報から良好な受信品質が得られる零点配置をフィルタ制御部１０２に出力する。

つぎに、制御局１００から制御情報を受信した送信局３００の動作について説明する。図１２は、実施の形態１に係る送信局３００の動作を示すフローチャートである。送信局３００において、制御情報送受信部３１１は、制御局１００から制御情報を受信する（ステップＳ２０１）。制御情報送受信部３１１は、対応したビームの送信周波数変換部３４１に制御情報を出力する。送信周波数変換部３４１は、制御情報に含まれるフィルタ情報に基づいて、フィルタの係数を設定する（ステップＳ２０２）。

なお、データ伝送システム５００は、送信局３００が衛星に搭載されている場合、制御局１００の機能を衛星に搭載し、制御局１００と衛星の制御部とが接続されるよう構成にしてもよい。

つづいて、制御局１００のハードウェア構成について説明する。制御局１００において、制御情報送受信部１０１、フィルタ制御部１０２、零点制御部１０３、周波数制御部１０４、および演算処理部１０５は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図１３は、実施の形態１に係る制御局１００が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路９０の構成例を示す図である。図１３に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、制御局１００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を制御局１００に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、周波数制御部１０４が、周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成する第１のステップと、零点制御部１０３が、デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに零点配置を示す零点配置情報を生成する第２のステップと、演算処理部１０５が、チャネル配置情報および零点配置情報を用いて、送信局３００が使用する零点配置を決定する第３のステップと、を制御局１００に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１４は、実施の形態１に係る制御局１００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の例を示す図である。図１４に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、制御局１００のハードウェア構成について説明したが、送信局３００のハードウェア構成についても、制御局１００のハードウェア構成と同様である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、データ伝送システム５００において、制御局１００は、デルタシグマ変調を行う送信局３００のチャネル配置に応じて零点配置を設定し、ノッチ位置を調整することとした。これにより、データ伝送システム５００は、送信局３００からの信号を受信する受信局２００での受信品質を向上させることができる。データ伝送システム５００は、送信局３００のハードウェア構成を変更することなく、受信局２００での受信品質を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、良好な受信品質が得られる零点配置を選択する場合について説明した。実施の形態２では、零点配置に加えて、良好な受信品質が得られるチャネル配置を選択する場合について説明する。

実施の形態２において、データ伝送システム５００の構成は、図１に示す実施の形態１のデータ伝送システム５００の構成と同様である。データ伝送システム５００では、零点配置を変更し、ノッチ位置をずらす場合、信号が配置されていない周波数帯で雑音が大きくなる。この雑音は、ノッチ位置をずらしたビームでは問題とならないが、その周波数帯を使用する他のビームに対しては干渉を与える。そのため、零点配置およびチャネル配置については、他のビームへの影響まで含めて検討する必要がある。

図１５は、実施の形態２に係る制御局１００の構成例を示すブロック図である。実施の形態２では、導出した受信品質推定値が規定された閾値に達していない場合、周波数制御部１０４は、別のチャネル配置候補を演算処理部１０５に出力する。

図１６は、実施の形態２に係る制御局１００の動作を示すフローチャートである。本実施の形態では、制御局１００は、実施の形態１では指定していなかったチャネル配置についても仮決定および評価を繰り返し実施することで、一層の受信品質の向上を実現する。

制御局１００において、周波数制御部１０４は、全ビームのチャネル配置の仮決定を行い、チャネル配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ３０１）。零点制御部１０３は、全ビームの零点配置の仮決定を行い、零点配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ３０２）。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４からチャネル配置情報を取得し、零点制御部１０３から零点配置情報を取得する。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４で仮決定されたチャネル配置および零点制御部１０３で仮決定された零点配置に対する受信品質推定値を導出する（ステップＳ３０３）。

演算処理部１０５は、受信品質推定値の導出の際、自ビームのみならず、他のビームからの干渉についても考慮しなければならない。自ビームに割り当てられたチャネルが他ビームにも割り当てられている場合、自ビームに割り当てられたチャネルは、干渉を受けることになる。また、他ビームでは零点配置によって雑音の形状が変わるが、自ブームで使用しているチャネルの周波数帯における雑音は、自ビームに干渉を与える。このことから、演算処理部１０５は、受信品質推定値の導出のため、自ビームのチャネル配置および零点配置に加え、他ビームのチャネル配置および零点配置、さらにビーム間の距離情報が必要となる。そのため、演算処理部１０５は、周波数制御部１０４および零点制御部１０３から、他ビームについての情報も取得する。

演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３０４）。導出した受信品質推定値が規定された閾値未満の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３に対して零点配置候補が残っているか否かを確認する（ステップＳ３０５）。零点配置候補が残っている場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３に対して次の零点配置の仮決定を指示する。零点制御部１０３は、次の零点配置の仮決定を行い、零点配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ３０６）。

このとき、零点配置の候補数Ｃ_ｚ２は、ノッチ候補点の数がｍであり、デルタシグマ変調器の次数がｎ_ｏ、ビーム数がｎ_ｂであった場合、以下の式（２）で表すことができる。

実施の形態２では、全ビームの零点配置が相互に影響を及ぼすことから、全ビームの零点配置の組み合わせについて検討する必要がある。従って、１ビームでの零点配置の組み合わせのビーム数乗の組み合わせが実施の形態２での零点配置の候補数となる。制御局１００は、零点配置の全候補について受信品質推定値を導出し、受信品質推定値が規定された閾値に達しなかった場合、チャネル配置の候補を変更する。チャネル数がｎ_ｃであり、ビームｉでの要求チャネル数をｎ_ｉとし、全ビームに要求分のチャネルを割り当てるという条件の場合、チャネル数の全組み合わせＣ_ｃは、以下の式（３）で表すことができる。

実施の形態２において、演算処理部１０５は、最大でＣ_ｚ２×Ｃ_ｃ通りの零点配置の組み合わせの受信品質推定値を導出する。

図１６のフローチャートの説明に戻る。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４で仮決定されたチャネル配置および零点制御部１０３で仮決定された零点配置に対する受信品質推定値を導出する（ステップＳ３０３）。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３０４）。導出した受信品質推定値が規定された閾値未満の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３に対して零点配置候補が残っているか否かを確認する（ステップＳ３０５）。零点配置候補が残っていない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、零点制御部１０３で仮決定された零点配置候補を初期化する（ステップＳ３０７）。演算処理部１０５は、周波数制御部１０４に対してチャネル配置候補が残っているか否かを確認する（ステップＳ３０８）。チャネル配置候補が残っている場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、演算処理部１０５は、周波数制御部１０４に対して次のチャネル配置の仮決定を指示する。周波数制御部１０４は、次のチャネル配置の仮決定を行い、チャネル配置情報を演算処理部１０５に出力する（ステップＳ３０９）。

演算処理部１０５は、周波数制御部１０４で仮決定されたチャネル配置および零点制御部１０３で仮決定された零点配置に対する受信品質推定値を導出する（ステップＳ３０３）。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ３０４）。導出した受信品質推定値が規定された閾値以上の場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、演算処理部１０５は、チャネル配置および零点配置を決定する（ステップＳ３１０）。演算処理部１０５は、実施の形態１ではビームごとに独立して零点配置を決定していたが、本実施の形態では、他のビームへの影響を考慮する必要があるため、全ビームについて同時に検討する。演算処理部１０５は、送信局３００が使用する零点配置を決定した場合、その旨を零点制御部１０３に通知する。零点制御部１０３は、仮決定していた零点配置を示す零点配置情報をフィルタ制御部１０２に出力する。

フィルタ制御部１０２は、零点配置情報に基づいてフィルタの係数を導出し、フィルタ情報を制御情報送受信部１０１に出力する。制御情報送受信部１０１は、周波数制御部１０４から取得したチャネル配置情報、およびフィルタ制御部１０２から取得したフィルタ情報を、制御情報として送信局３００に送信する（ステップＳ３１１）。なお、チャネル配置候補が残っていない場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、演算処理部１０５は、チャネル配置および零点配置を決定せず、制御局１００は、図１６に示すフローチャートの動作を終了する。このように、制御局１００では、演算処理部１０５は、受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、チャネル配置および零点配置を決定する。本実施の形態では、周波数制御部１０４は、チャネル配置を変更し、変更するごとにチャネル配置情報を生成する。演算処理部１０５は、受信品質推定値に基づいて送信局３００が使用するチャネル配置を決定する。演算処理部１０５は、導出した受信品質推定値が規定された閾値未満の場合、受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、零点制御部１０３に零点配置を変更させ、周波数制御部１０４にチャネル配置を変更させる。

つぎに、制御局１００から制御情報を受信した送信局３００の動作について説明する。図１７は、実施の形態２に係る送信局３００の動作を示すフローチャートである。送信局３００において、制御情報送受信部３１１は、制御局１００から制御情報を受信する（ステップＳ４０１）。制御情報送受信部３１１は、対応したビームの送信周波数変換部３４１に制御情報を出力する。送信周波数変換部３４１は、制御情報に含まれるフィルタ情報に基づいて、フィルタの係数を設定する（ステップＳ４０２）。また、制御情報送受信部３１１は、チャネライザ３３１に制御情報を出力する。チャネライザ３３１は、制御情報に含まれるチャネル配置情報に基づいて、チャネライザ３３１に入力される各ビームの使用チャネルを設定する（ステップＳ４０３）。

以上説明したように、本実施の形態によれば、データ伝送システム５００において、制御局１００は、デルタシグマ変調を行う送信局３００のチャネル配置および零点配置を設定し、ノッチ位置を調整することとした。これにより、データ伝送システム５００は、実施の形態１と比較して、さらに、送信局３００からの信号を受信する受信局２００での受信品質を向上させることができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００制御局、１０１，３１１制御情報送受信部、１０２フィルタ制御部、１０３零点制御部、１０４周波数制御部、１０５演算処理部、２００受信局、３００送信局、３０１中継部、３０２送信部、３２０，３４２アンテナ、３２１受信周波数変換部、３３１チャネライザ、３４１送信周波数変換部、３５１，３７１フィルタ、３６１量子化器、３８１加算器、５００データ伝送システム。

Claims

デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、前記送信局の動作を制御する制御局であって、
周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成する周波数制御部と、
前記デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに前記零点配置を示す零点配置情報を生成する零点制御部と、
前記チャネル配置情報および前記零点配置情報を用いて、前記送信局が使用する零点配置を決定する演算処理部と、
を備えることを特徴とする制御局。
前記演算処理部は、前記チャネル配置情報および前記零点配置情報を用いて前記受信局における受信品質推定値を導出し、前記受信品質推定値に基づいて前記送信局が使用する零点配置を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御局。
前記演算処理部は、導出した前記受信品質推定値が規定された閾値未満の場合、前記受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、前記零点制御部に零点配置を変更させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の制御局。
前記周波数制御部は、チャネル配置を変更し、変更するごとに前記チャネル配置情報を生成し、
前記演算処理部は、前記受信品質推定値に基づいて前記送信局が使用するチャネル配置を決定する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の制御局。
前記演算処理部は、導出した前記受信品質推定値が規定された閾値未満の場合、前記受信品質推定値が規定された閾値以上になるように、前記周波数制御部にチャネル配置を変更させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の制御局。
前記受信品質推定値は、送信信号の平均Signal to Interference plus Noise Ratio、要求に対する満足度、干渉量のうち少なくとも１つ以上によって定義される、
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載の制御局。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、制御局によって動作が制御される前記送信局であって、
前記制御局から制御情報を受信する制御情報送受信部と、
前記制御情報に基づいて、デルタシグマ変調器のフィルタ係数を変更する送信周波数変換部と、
を備えることを特徴とする送信局。
請求項１から６のいずれか１つに記載の制御局と、
請求項７に記載の送信局と、
を備えることを特徴とするデータ伝送システム。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、前記送信局の動作を制御する制御局を制御するための制御回路であって、
周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成、
前記デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに前記零点配置を示す零点配置情報を生成、
前記チャネル配置情報および前記零点配置情報を用いて、前記送信局が使用する零点配置を決定、
を制御局に実施させることを特徴とする制御回路。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、制御局によって動作が制御される前記送信局を制御するための制御回路であって、
前記制御局から制御情報を受信、
前記制御情報に基づいて、デルタシグマ変調器のフィルタ係数を変更、
を送信局に実施させることを特徴とする制御回路。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、前記送信局の動作を制御する制御局を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、
周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成、
前記デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに前記零点配置を示す零点配置情報を生成、
前記チャネル配置情報および前記零点配置情報を用いて、前記送信局が使用する零点配置を決定、
を制御局に実施させることを特徴とする記憶媒体。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、制御局によって動作が制御される前記送信局を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記制御局から制御情報を受信、
前記制御情報に基づいて、デルタシグマ変調器のフィルタ係数を変更、
を送信局に実施させることを特徴とする記憶媒体。
デルタシグマ変調を行う送信局が受信局にデータを送信するデータ伝送システムにおいて、前記送信局の動作を制御する制御局のデータ伝送制御方法であって、
周波数制御部が、周波数を分割した単位であるチャネルの各ビームへの割り当てを示すチャネル配置情報を生成する第１のステップと、
零点制御部が、前記デルタシグマ変調の零点配置を変更し、変更するごとに前記零点配置を示す零点配置情報を生成する第２のステップと、
演算処理部が、前記チャネル配置情報および前記零点配置情報を用いて、前記送信局が使用する零点配置を決定する第３のステップと、
を含むことを特徴とするデータ伝送制御方法。