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公開番号2024069018
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-21
出願番号2022179772
出願日2022-11-09
発明の名称送信装置及びプログラム
出願人日本放送協会
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04B 7/005 20060101AFI20240514BHJP(電気通信技術)
要約【課題】伝送路で生じる受信信号の振幅歪を軽減し、受信性能を改善することができる送信装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】デジタル信号を所定の変調方式で変調した変調波信号を、所定の伝送路を介して送信する送信装置であって、IQ信号出力部と、前記伝送路上の伝送器の特性に近似した特性を有する擬似伝送器を含む疑似伝送路と、前記擬似伝送路を通過させた前記IQ信号と無歪の前記IQ信号との誤差信号を求め、係数乗算された前記誤差信号に基づいて、歪補償されたIQ信号を生成する信号補償演算手段と、前記IQ信号出力部におけるIQ信号点配置、前記擬似伝送器の特性と動作点、及び、前記信号補償演算手段における係数の情報を取得し、伝送路出力におけるIQ信号点を解析して、その歪量に応じて前記擬似伝送器の特性を補正する特性解析部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
デジタル信号を所定の変調方式で変調した変調波信号を、所定の伝送路を介して送信する送信装置であって、
前記デジタル信号を前記所定の変調方式で変調したＩＱ信号を生成するＩＱ信号出力部と、
前記伝送路上の伝送器の特性に近似した特性を有する擬似伝送器を含む疑似伝送路と、前記擬似伝送路を通過させたＩＱ信号と前記ＩＱ信号出力部から入力された対応する無歪の前記ＩＱ信号との誤差信号を求め、係数乗算された前記誤差信号と無歪の前記ＩＱ信号に基づいて、歪補償されたＩＱ信号を生成する信号補償演算手段と、を備える歪補償部と、
前記ＩＱ信号出力部におけるＩＱ信号点配置、前記擬似伝送器の特性と動作点、及び、前記信号補償演算手段における係数の情報を少なくとも取得し、伝送路出力におけるＩＱ信号点を解析して、その歪量に応じて前記擬似伝送器の特性を補正する特性解析部と、
を備えることを特徴とする送信装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の送信装置において、
前記特性解析部は、伝送路出力におけるＩＱ信号点を解析して、その歪量に応じて前記擬似伝送器の特性を補正する処理を複数回行うことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の送信装置において、
前記疑似伝送路は、前記疑似伝送器の前段に、ＩＱ信号点に対しＮ倍（Ｎは２以上の整数）のアップサンプリングを行うアップサンプリング（Ｕ／Ｓ）部と、ルートロールオフフィルタで波形整形を行う波形整形部を備え、前記疑似伝送器の後段に、ルートロールオフフィルタで波形整形を行う前記波形整形部と、ＩＱ信号点を１／Ｎに間引くダウンサンプリング（Ｄ／Ｓ）部を備えており、
送信装置はさらに、前記歪補償部から出力されたＩＱ信号点に対しＮ倍（Ｎは２以上の整数）のアップサンプリングを行う前記アップサンプリング（Ｕ／Ｓ）部と、ルートロールオフフィルタで波形整形を行う前記波形整形部と、波形整形後の信号をＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換後の信号を直交変調して、アナログの変調波信号として出力するＤ／Ａ変換・直交変調部とを備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の送信装置において、
前記信号補償演算手段は、前記擬似伝送路を通過させた前記ＩＱ信号のベクトルと、対応する理想ＩＱ信号のベクトルとの差分である誤差ベクトルを求め、係数乗算された前記誤差ベクトルの逆ベクトルに前記理想ＩＱ信号のベクトルを加算し、歪補償されたＩＱ信号を生成するベクトル演算手段であることを特徴とする送信装置。
【請求項５】
請求項３に記載の送信装置において、
前記信号補償演算手段は、前記擬似伝送路を通過させた前記ＩＱ信号を振幅及び位相に変換した振幅値及び位相値と、対応する理想ＩＱ信号点を振幅及び位相に変換した理想振幅値及び理想位相値との差分である振幅誤差値及び位相誤差値を求め、係数乗算された前記振幅誤差値及び前記位相誤差値のそれぞれの符号反転値に前記理想ＩＱ信号点の理想振幅値及び理想位相値を加算し、加算処理された振幅値及び位相値をＩＱ信号点に変換して、歪補償されたＩＱ信号を生成する振幅位相演算手段であることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の送信装置において、
前記所定の変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＡＰＳＫ又は３２ＡＰＳＫを含む、あるいは高階層と低階層の異なる２つの変調方式を含むことを特徴とする送信装置。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の送信装置のＩＱ信号出力部、疑似伝送路、信号補償演算手段、及び特性解析部として機能させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は送信装置及びプログラムに関し、特に、伝送路による信号点の歪補償をおこなうデジタル信号の送信装置及び歪補償のためのプログラムに関する。なお、本発明は、衛星放送を例として説明するが、一般の伝送路による信号点の歪補償に適用できるものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在運用されている各種規格のデジタル放送のうち、衛星放送を例にとれば、放送衛星に備えた伝送器（衛星中継器）を使って、複数の放送事業者が独立したＴＳ（Transport Stream）を伝送することができるように、放送波信号は多重伝送される。衛星デジタル放送で採用済みの規格には、ＩＳＤＢ（Integrated Services Digital Broadcasting）－Ｓ、ＩＳＤＢ－Ｓ３、ＤＶＢ（Digital Video Broadcasting）－Ｓ２、ＤＶＢ－Ｓ２Ｘなどがある。
【０００３】
図８は、衛星中継器を介する衛星放送システムの構成例を示すブロック図である。図８に示す衛星放送システムは、送信装置１と、放送衛星（実衛星）に備えた衛星中継器２と、複数の受信装置６（受信装置６－１～６－Ｎ（Ｎは１以上の自然数））とを備える。なお、送信装置１は、上述した衛星デジタル放送の各種規格に適合した一般的な送信装置として説明する。
【０００４】
送信装置１は、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration and Control）信号と呼ばれる制御情報で指定された所定の変調方式に基づいて変調波信号を生成し、映像・音声・データ放送などを多重した主信号を衛星中継器２に送信する。所定の変調方式とは、例えば、衛星放送デジタル規格であるＩＳＤＢ－Ｓ３方式の場合、π／２シフトＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）を含むＢＰＳＫ、π／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）を含むＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＡＰＳＫ（Amplitude Phase Shift Keying）および３２ＡＰＳＫなどがある。送信装置１により生成された変調波信号は、所定の周波数帯域に変換された後、放送衛星（衛星中継器２）に向けてアップリンクされる。
【０００５】
放送衛星の衛星中継器２は、送信装置１から送信された変調波信号を伝送する伝送器である。衛星中継器２は、増幅器４に前置される入力フィルタである入力マルチプレクサフィルタ（以下、「ＩＭＵＸフィルタ」と称する。）３と、進行波管増幅器（以下、「ＴＷＴＡ」と称する。）４と、増幅器４に後置される出力フィルタである出力マルチプレクサフィルタ（以下、「ＯＭＵＸフィルタ」と称する。）５等を具備している。
【０００６】
ＩＭＵＸフィルタ３は、各チャンネル周波数に対応した帯域通過フィルタである。ＩＭＵＸフィルタ３は、送信装置１から受信した変調波信号（放送波信号）から、不要周波数成分を抑圧し、１チャンネル分の帯域成分のみをそれぞれ抽出する。ＴＷＴＡ４は、ＩＭＵＸフィルタ３により抽出された各チャンネルの放送波信号の電力を増幅する。ＯＭＵＸフィルタ５は、各チャンネル周波数に対応した帯域通過フィルタであり、ＴＷＴＡ４により増幅された信号から帯域外不要周波数成分を抑圧し、１チャンネル分の帯域成分のみを抽出する。その後、ＯＭＵＸフィルタ５の後続の合成器（図示せず）により全チャンネル分の放送波信号が合成され、アンテナ（図示せず）から各受信装置６－１～６－Ｎに向けて放送波信号が送信される。
【０００７】
受信装置６（６－１～６－Ｎ）は、衛星中継器２を介した放送波信号（ダウンリンク信号）を受信し、所望のチャンネルの放送波信号を選択して復調する。受信装置６は、多重された放送波信号とともに伝送されるＴＭＣＣ信号等の制御情報を絶えず監視することにより、送信装置１において様々な伝送制御が行われたとしても、それに追従して受信方式などを切り替えることができる。
【０００８】
衛星中継器２の特性と運用について説明する。図９は、衛星中継器２におけるＴＷＴＡ４の入出力特性（入出力電力［ＡＭ／ＡＭ］特性、位相偏移［ＡＭ／ＰＭ］特性）の例である。また、図１０は、ＩＭＵＸフィルタ３及びＯＭＵＸフィルタ５の応答特性（周波数対振幅、周波数対群遅延特性）の例である。
【０００９】
衛星放送システムにおいて、衛星中継器２は、アナログシステム上必要不可欠であるが、ＴＷＴＡ４の入出力電力特性や位相偏移特性の影響により、所望のＩＱ信号点からずれが発生することがある。また、ＩＭＵＸフィルタ３やＯＭＵＸフィルタ５においては、周波数振幅や群遅延特性の影響によりシンボル間干渉が起き、所望のシンボルタイミングにおけるＩＱ信号点から広がりが発生することがある。そして、伝送路内はこれらＩＱ信号点のずれや広がりが相互に影響し合い、結果として所要Ｃ／Ｎが増大し、伝送品質が劣化する（非特許文献１参照）。このため、送信装置１から出力される変調波信号が多値振幅位相変調のとき、衛星中継器２のＴＷＴＡ４といった電力増幅器は、一般にバックオフをとる。
【００１０】
ここで、ＴＷＴＡ４におけるバックオフと信号点配置の関係について説明する。ＴＷＴＡ４は、入力レベルと出力レベルとの間の関係が比例関係となるように電力増幅処理することが望ましい。しかし、ＴＷＴＡ４の入出力特性は、実際には入力レベルが大きくなると利得が低下する非線形性を示し、同時に入力信号に対する出力信号の位相も回転する（図９）。したがって、入力レベルを徐々に上げると、あるレベルまでは出力レベルも上がるが、ある入力レベルを超えると、出力レベルは逆に低下する現象となる。このような出力レベルの低下が起こる直前の動作点を、一般に、出力飽和点と云う。また、この出力飽和点から入力レベルをＸ［ｄＢ］下げて運用する場合を「入力バックオフ（ＩＢＯ）Ｘ［ｄＢ］」と言い、同様に、入力レベルを絞って、出力レベルをＹ［ｄＢ］下げた状態で運用する場合を「出力バックオフ（ＯＢＯ）Ｙ［ｄＢ］」と言う。
（【００１１】以降は省略されています）

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