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公開番号2023015631
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-02-01
出願番号2021119535
出願日2021-07-20
発明の名称伝送装置
出願人株式会社日立国際電気
代理人個人,個人
主分類H04L 27/26 20060101AFI20230125BHJP(電気通信技術)
要約【課題】受信強度が低い場合でも雑音の影響が低減される伝送装置を得る。
【解決手段】ミキサ14に入力するパイロット信号PLの帯域がBPF(バンドパスフィルタ)で制限され、BPFとしては、帯域幅の広いBPF12Aと、帯域幅の狭いBPF12Bが設けられ、これらは切替器171によって切り替えられる。BPF12Aを透過したパイロット信号をPL1、BPF12Bを透過したパイロット信号をPL2とすると、PL1、PL2のいずれかが切替器171によって選択されてパイロット信号PLとなり、このパイロット信号PLが受信側ローカル信号LoRを生成するために用いられる。切替器171における切替動作は、RF信号の受信強度に応じて行われる。切替を行うことによる雑音増加係数の変化の分だけフェージングマージンが改善する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＩＦ伝送方式が用いられ、主信号にパイロット信号が多重された構成を具備する伝送信号が送信機から受信機に向けて発せられ、前記受信機が、受信した前記伝送信号の周波数変換を行う際に、前記伝送信号から抽出された前記パイロット信号を用いて前記伝送信号における位相雑音を圧縮する低雑音従属同期方式で動作する伝送装置であって、
前記受信機は、
前記伝送信号の受信強度が高い場合において、前記位相雑音を圧縮する標準的な前記低雑音従属同期方式で前記周波数変換を行う第１の動作を行い、
前記受信強度が低い場合において、前記標準的な前記低雑音従属同期方式よりも前記位相雑音の圧縮の効果が低い他の方式によって前記周波数変換を行う第２の動作を行う、
ことを特徴とする伝送装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記受信機は、前記パイロット信号を透過させるバンドパスフィルタを用いて、受信した前記伝送信号から前記パイロット信号を抽出し、
前記第１の動作においては、前記バンドパスフィルタとして第１のバンドパスフィルタを用い、
前記第２の動作においては、前記バンドパスフィルタとして、前記第１のバンドパスフィルタよりも狭い透過帯域を有する第２のバンドパスフィルタを用いることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記送信機において周波数変換によって前記伝送信号を生成する際に用いられる送信側ローカル信号は、外部基準信号と同期するように生成され、
前記受信機は、前記第２の動作において、前記送信機において用いられた前記外部基準信号と共通の前記外部基準信号を用いて生成することによって前記送信側ローカル信号と同期した受信側ローカル信号を用いて前記周波数変換を行う独立同期方式の動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項４】
前記受信機は、
前記受信強度が閾値を基準として高い状態から低くなった場合に前記第１の動作から前記第２の動作への切替を行い、
前記受信強度が前記閾値を基準として低い状態から高くなり、かつ前記受信機における前記伝送信号の受信状態の変化が一定期間にわたり小さいと認められた場合に、前記第２の動作から前記第１の動作への切替を行う、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の伝送装置。
【請求項５】
ＩＦ伝送方式が用いられ、主信号にパイロット信号が多重された構成を具備する伝送信号が送信機から受信機に向けて発せられ、前記受信機が、受信した前記伝送信号の周波数変換を行う際に、前記伝送信号から抽出された前記パイロット信号を用いて前記伝送信号における位相雑音を圧縮する低雑音従属同期方式で動作する伝送装置であって、
前記送信機は、前記パイロット信号として、周波数が互いに異なる第１パイロット信号、第２パイロット信号をそれぞれ前記主信号に多重した前記伝送信号を発し、
前記受信機において、前記伝送信号から前記第１パイロット信号、前記第２パイロット信号をそれぞれ抽出し、前記第１パイロット信号から第１受信側ローカル信号、前記第２パイロット信号から第２受信側ローカル信号をそれぞれ生成し、前記第１受信側ローカル信号と前記第２受信側ローカル信号を混合した混合ローカル信号を用いて前記周波数変換を行うことを特徴とする伝送装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、低雑音従属同期方式が用いられるＩＦ伝送方式の伝送装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
地上デジタル放送のための伝送装置として、マイクロ波帯の電波を利用したＴＴＬ（ＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｔｏＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＬｉｎｋ）装置が用いられている。ここで、ＴＴＬ装置（ＴＴＬ回線）は親局送信所（演奏所）と中継送信所（送信所）との間、あるいは異なる２つの中継送信所間の通信のために用いられることによって、中継ネットワークが構成される。
【０００３】
この場合における伝送方式は、例えば非特許文献１、特許文献１に記載されている。ここでは、受信したマイクロ波からＴＳ多重信号を復調、再生してからＳＴＬ装置と同様に再度伝送を行うＴＳ－ＴＴＬ方式と、このような復調、再生を行わずにＯＦＤＭ（直交多重信号）信号をＩＦ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｅａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換して伝送を行うＩＦ－ＴＴＬ方式と、がある。後者は復調、再生を行わないために装置構成が単純、小型となるため、特に中継のみのために用いられる中継送信所に適している。
【０００４】
このようなＩＦ伝送方式においては、受信側で周波数変換を行う際に用いられる受信側ローカル信号が、送信側で周波数変換のために用いられた送信側ローカル信号と同期していることが要求される。このための同期方式としては、例えば非特許文献１に記載されるように、大別すると、（１）独立同期方式、（２）従属同期方式の２種類がある。（１）独立同期方式においては、伝送された信号と独立した、同期のために使用できる共通の外部基準信号（例えばＧＮＳＳ：ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ信号）を送信側、受信側で用いる方式である。一方、従属同期方式は、伝送信号においてＯＦＤＭ信号（本来伝送されるべきデータに対応した信号：主信号）に加えて、送信側において周波数変換を行う際に使用された送信側ローカル信号と同期したパイロット信号が重畳される。受信側では、伝送信号からこのパイロット信号を抽出し、受信側ローカル信号はこのパイロット信号と同期するように設定される。このため、（１）独立同期方式においてはＯＦＤＭ信号のみが伝送されるのに対して、従属同期方式においてはＯＦＤＭ信号にパイロット信号が多重されて伝送される。この際、パイロット信号だけでなく、サービスチャンネル（ＳＣ）信号も同時に多重される場合もある。このような方式毎の伝送信号の具体的構成については、例えば非特許文献１に記載されている。
【０００５】
図７は、このような従属同期方式の伝送装置９を構成する送信機８０、受信機９０の構成を簡略化して示す図である。ここでは、上記の動作に直接関連する構成要素のみが記載されている。送信機８０においては、本来伝送すべき対象となる情報が変調されて形成されたＯＦＤＭ信号（ＯＦＤＭ：主信号）に対して、パイロット信号発振器８１によって生成されたパイロット信号ＰＬを合成器８２で合成することによって、ＩＦ信号（ＩＦ）が生成される。これに対して、ローカル発振器（送信側ローカル発振器）８３で生成されたローカル信号（送信側ローカル信号）ＬｏＴをミキサ８４で混合することによって周波数変換が行われることによって、最終的にＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号（ＲＦ）として発せられる。
【０００６】
図８は、このＲＦ信号の周波数配列を単純化して示す。この構成は、非特許文献１に記載されたものと同様であり、ここではＳＣ信号は用いられていないものとしている。図示されるように、パイロット信号ＰＬは、広い帯域で構成されたＯＦＤＭ信号（ＯＦＤＭ）の中心周波数をＦ０としてＦ０＋４ＭＨｚとなるように、ＯＦＤＭ信号とは重複しないように多重される。
【０００７】
図７において、受信機９０側ではこのＲＦ信号を受信し、分離器９１によってＲＦにおけるパイロット信号を分離し、図８のパイロット信号ＰＬに対応した透過帯域をもつバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９２を通過させることによって、受信機９０側で用いるパイロット信号ＰＬとして抽出する。一方、ＲＦ信号をＩＦに変換するためのローカル発振器（受信側ローカル発振器）９３が設けられ、その出力と、抽出されたパイロット信号ＰＬとをミキサ９４で混合して生成された受信側ローカル信号ＬｏＲが、ミキサ９５によって元のＲＦ信号と混合されて、ＩＦ信号（ＩＦ）が生成される。ここで、ミキサ９５に入力するＲＦ信号の強度は、ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）９６によって調整される。
【０００８】
ここで、（２）従属同期方式には、（２－１）標準従属同期方式と（２－２）低雑音従属同期方式の２種類がある。送信側においてＯＦＤＭ信号には理想的な信号に対して位相雑音が付加されるところ、ＯＦＤＭ信号とパイロット信号に付加される位相雑音が同等である場合において、このパイロット信号と同期する受信側ローカル信号ＬｏＲにおける位相雑音とＯＦＤＭ信号における位相雑音を逆位相とすることができる。このため、この受信側ローカル信号ＬｏＲを用いて変換後のＩＦ（図７におけるミキサ９５の出力）中の位相雑音を圧縮できることが従属同期方式の利点となる。こうした点においては、低雑音従属同期方式は、標準従属同期方式と比べて、あるいは独立同期方式と比べても優れている。
【０００９】
ただし、この状況は、受信側におけるパイロット信号の抽出帯域（図７におけるＢＰＦ９２の透過帯域）に依存し、この抽出帯域外の位相雑音に対しては上記の効果が得られない。このため、（２－２）低雑音従属同期方式においては、この抽出帯域が十分に広く設定されることによって、上記の効果が特に大きくなる。
【００１０】
以上のように受信側においてＯＦＤＭ信号における位相雑音の影響は低減することが可能である一方、他の雑音成分として熱雑音がある。この熱雑音はランダムであり、その電力は帯域幅に比例する。受信側におけるこの単位帯域当たりの熱雑音をｎ
０
［Ｗ／Ｈｚ］とすると、ＯＦＤＭ信号の全電力をＰ
ｏｆｄｍ
［Ｗ］、ＯＦＤＭ信号の帯域幅をＢ［Ｈｚ］、パイロット信号のレベルをＰ
ｐｌ
［Ｗ］、パイロット信号の帯域幅をｂ[Ｈｚ］とした場合に、受信側ミキサに入力したＯＦＤＭ信号のＣ／Ｎ比（Ｃ／Ｎ）
ｏｆｄｍ
、受信側ローカル信号のＣ／Ｎ比（Ｃ／Ｎ）
ｌｏｃａｌ
はそれぞれ以下の（１）（２）式で与えられ、受信側の総合的なＣ／Ｎ比（Ｃ／Ｎ）
ｔｏｔａｌ
は以下の（３）式で与えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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