知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 日本通信機株式会社の特許一覧 ▶ 山口放送株式会社の特許一覧 ▶ 株式会社エヌエイチケイアイテックの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022136738
(43)【公開日】2022-09-21
(54)【発明の名称】ＦＭ中継装置
(51)【国際特許分類】
H04B 7/015 20060101AFI20220913BHJP
H04J 1/10 20060101ALI20220913BHJP
H04B 7/08 20060101ALI20220913BHJP
H04H 20/67 20080101ALI20220913BHJP
【ＦＩ】
H04B7/015
H04J1/10
H04B7/08 422
H04H20/67
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021036497
(22)【出願日】2021-03-08
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-07-08
(71)【出願人】
【識別番号】591249323
【氏名又は名称】日本通信機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】515320008
【氏名又は名称】山口放送株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】591164613
【氏名又は名称】株式会社ＮＨＫテクノロジーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110000578
【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】河野 憲治
(72)【発明者】
【氏名】貝嶋 誠
(72)【発明者】
【氏名】峰吉 俊幸
(72)【発明者】
【氏名】大久保 寛
(72)【発明者】
【氏名】▲恵▼良 勝治
(72)【発明者】
【氏名】岩木 昌三
(72)【発明者】
【氏名】山根 実
(72)【発明者】
【氏名】上田 大一朗
【テーマコード（参考）】
5K046
【Ｆターム（参考）】
5K046AA05
5K046EE57
5K046HH11
(57)【要約】
【課題】単一周波数ネットワークを構成するＦＭ放送システムの中継所において、回り込み波等の不要波を抑制する技術を提供する。
【解決手段】第１プロファイル生成部は、信号再生部にて生成された送信信号と、回り込み波探査期間に受信される受信信号との時間軸相関を算出した結果から第１遅延プロファイルを生成する。第２プロファイル生成部は、親局波抽出部にて抽出された親局信号と、マルチパス波探査期間に受信される受信信号との時間軸相関を算出した結果から第２遅延プロファイルを生成する。第１抑制部及び第２抑制部は、遅延プロファイルに従って回り込み波とマルチパス波のレプリカ信号を生成し、信号生成部に入力される受信信号からレプリカ信号を減じる。
【選択図】図２
【解決手段】第１プロファイル生成部は、信号再生部にて生成された送信信号と、回り込み波探査期間に受信される受信信号との時間軸相関を算出した結果から第１遅延プロファイルを生成する。第２プロファイル生成部は、親局波抽出部にて抽出された親局信号と、マルチパス波探査期間に受信される受信信号との時間軸相関を算出した結果から第２遅延プロファイルを生成する。第１抑制部及び第２抑制部は、遅延プロファイルに従って回り込み波とマルチパス波のレプリカ信号を生成し、信号生成部に入力される受信信号からレプリカ信号を減じる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＦＭ放送の放送波を、受信アンテナ（２，２Ａ，２Ｂ）を介して受信するように構成された受信部（３，３Ａ，３Ｂ）と、
前記受信部からの受信信号を復調し、復調した信号を再変調することで送信信号を生成するように構成された信号再生部（４１）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号を用いて前記放送波を再現した中継波を、送信アンテナ（７）を介して送信するように構成された送信部（５）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号と、回り込み波探査期間に受信される前記受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、前記時間軸相関の最大値である最大相関値、及び該最大相関値が得られるときの前記受信信号に対する前記送信信号の遅延時間を含んだ情報である第１遅延プロファイルを生成するように構成された第１プロファイル生成部（４３２）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号を、前記第１遅延プロファイルに従って、前記遅延時間だけ遅延させ且つ前記最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第１レプリカ信号を生成し、前記信号再生部に入力される前記受信信号から前記第１レプリカ信号を減じるように構成された第１抑制部（４３３，４３４）と、
前記放送波の送信元である親局からの直達波を親局波として、前記受信信号から前記親局波に基づく信号成分である親局信号を抽出するように構成された親局波抽出部（４４１）と、
前記親局波抽出部にて抽出された前記親局信号と、マルチパス波探査期間に受信される前記受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、前記時間軸相関の最大値である最大相関値、及び該最大相関値が得られるときの前記親局信号に対する前記送信信号の遅延時間を含んだ情報である第２遅延プロファイルを生成するように構成された第２プロファイル生成部（４４２）と、
前記親局波抽出部にて抽出された前記親局信号を、前記第２遅延プロファイルに従って、前記遅延時間だけ遅延させ且つ前記最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第２レプリカ信号を生成し、前記信号再生部に入力される前記受信信号から前記第２レプリカ信号を減じるように構成された第２抑制部（４４３，４４４）と、
を備え、
前記回り込み波探査期間は、前記送信アンテナから送信された前記中継波が回り込み波として前記受信アンテナにて受信されるまでに要する時間に基づいて設定される回込設定時間（ΔＴｒ）を用いて、前記信号再生部にて前記送信信号が生成されてから前記回込設定時間が経過するまでの期間に設定され、
前記マルチパス波探査期間は、前記受信部にて受信された前記放送波が前記送信部から前記中継波として送信されるまでに要する再送遅延時間（Ｔｒ）を用いて、前記親局波抽出部にて前記親局信号が抽出されてから前記再送遅延時間が経過するまでの期間に設定された、
ＦＭ中継装置。
前記受信部からの受信信号を復調し、復調した信号を再変調することで送信信号を生成するように構成された信号再生部（４１）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号を用いて前記放送波を再現した中継波を、送信アンテナ（７）を介して送信するように構成された送信部（５）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号と、回り込み波探査期間に受信される前記受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、前記時間軸相関の最大値である最大相関値、及び該最大相関値が得られるときの前記受信信号に対する前記送信信号の遅延時間を含んだ情報である第１遅延プロファイルを生成するように構成された第１プロファイル生成部（４３２）と、
前記信号再生部にて生成された前記送信信号を、前記第１遅延プロファイルに従って、前記遅延時間だけ遅延させ且つ前記最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第１レプリカ信号を生成し、前記信号再生部に入力される前記受信信号から前記第１レプリカ信号を減じるように構成された第１抑制部（４３３，４３４）と、
前記放送波の送信元である親局からの直達波を親局波として、前記受信信号から前記親局波に基づく信号成分である親局信号を抽出するように構成された親局波抽出部（４４１）と、
前記親局波抽出部にて抽出された前記親局信号と、マルチパス波探査期間に受信される前記受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、前記時間軸相関の最大値である最大相関値、及び該最大相関値が得られるときの前記親局信号に対する前記送信信号の遅延時間を含んだ情報である第２遅延プロファイルを生成するように構成された第２プロファイル生成部（４４２）と、
前記親局波抽出部にて抽出された前記親局信号を、前記第２遅延プロファイルに従って、前記遅延時間だけ遅延させ且つ前記最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第２レプリカ信号を生成し、前記信号再生部に入力される前記受信信号から前記第２レプリカ信号を減じるように構成された第２抑制部（４４３，４４４）と、
を備え、
前記回り込み波探査期間は、前記送信アンテナから送信された前記中継波が回り込み波として前記受信アンテナにて受信されるまでに要する時間に基づいて設定される回込設定時間（ΔＴｒ）を用いて、前記信号再生部にて前記送信信号が生成されてから前記回込設定時間が経過するまでの期間に設定され、
前記マルチパス波探査期間は、前記受信部にて受信された前記放送波が前記送信部から前記中継波として送信されるまでに要する再送遅延時間（Ｔｒ）を用いて、前記親局波抽出部にて前記親局信号が抽出されてから前記再送遅延時間が経過するまでの期間に設定された、
ＦＭ中継装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＦＭ中継装置であって、
当該ＦＭ中継装置の起動時に、前記送信アンテナが送信する前記中継波の出力レベルを、予め設定された最小レベルに設定し、前記中継波の出力レベルを予め設定された最大レベルまで回り込み波除去の進捗に応じて段階的に調整するように構成された出力調整部（４１４）
を更に備えるＦＭ中継装置。
当該ＦＭ中継装置の起動時に、前記送信アンテナが送信する前記中継波の出力レベルを、予め設定された最小レベルに設定し、前記中継波の出力レベルを予め設定された最大レベルまで回り込み波除去の進捗に応じて段階的に調整するように構成された出力調整部（４１４）
を更に備えるＦＭ中継装置。
【請求項3】
請求項２に記載のＦＭ中継装置であって、
当該ＦＭ中継装置の発振を検知するように構成された発振検知部（４２）と、
を更に備え、
前記第１プロファイル生成部は、生成した前記第１遅延プロファイルを記憶し、前記第２プロファイル生成部は、生成した前記第２遅延プロファイルを記憶するように構成され、
前記第１抑制部は、前記第１プロファイル生成部に記憶された前記第１遅延プロファイルに従って前記第１レプリカ信号を生成し、前記第２抑制部は、前記第２プロファイル生成部に記憶された前記第２遅延プロファイルに従って前記第２レプリカ信号を生成するように構成され、
前記第１プロファイル生成部及び前記第２プロファイル生成部は、前記発振検知部による発振検知時に、前記第１遅延プロファイル及び前記第２遅延プロファイルの記憶内容を再設定する再設定処理を行うように構成された、
前記出力調整部は、前記起動時に加え、前記発振検知部による発振検知時にも、前記中継波の出力レベルを調整するように構成された、
ＦＭ中継装置。
当該ＦＭ中継装置の発振を検知するように構成された発振検知部（４２）と、
を更に備え、
前記第１プロファイル生成部は、生成した前記第１遅延プロファイルを記憶し、前記第２プロファイル生成部は、生成した前記第２遅延プロファイルを記憶するように構成され、
前記第１抑制部は、前記第１プロファイル生成部に記憶された前記第１遅延プロファイルに従って前記第１レプリカ信号を生成し、前記第２抑制部は、前記第２プロファイル生成部に記憶された前記第２遅延プロファイルに従って前記第２レプリカ信号を生成するように構成され、
前記第１プロファイル生成部及び前記第２プロファイル生成部は、前記発振検知部による発振検知時に、前記第１遅延プロファイル及び前記第２遅延プロファイルの記憶内容を再設定する再設定処理を行うように構成された、
前記出力調整部は、前記起動時に加え、前記発振検知部による発振検知時にも、前記中継波の出力レベルを調整するように構成された、
ＦＭ中継装置。
【請求項4】
請求項３に記載のＦＭ中継装置であって、
前記再設定処理として、前記第１プロファイル生成部は前記第１遅延プロファイルの記憶内容を消去し、前記第２プロファイル生成部は前記第２遅延プロファイルの記憶内容を消去するように構成された
ＦＭ中継装置。
前記再設定処理として、前記第１プロファイル生成部は前記第１遅延プロファイルの記憶内容を消去し、前記第２プロファイル生成部は前記第２遅延プロファイルの記憶内容を消去するように構成された
ＦＭ中継装置。
【請求項5】
請求項３に記載のＦＭ中継装置であって、
前記第１プロファイル生成部は、前記第１遅延プロファイルの履歴を更に記憶し、前記第２プロファイル生成部は、前記第２遅延プロファイルの履歴を更に記憶するように構成され、
前記第１プロファイル生成部は、前記再設定処理として、前記第１遅延プロファイルの記憶内容を、前記第１遅延プロファイルの履歴を用いて発振検知前の状態に戻し、前記第２プロファイル生成部は、前記再設定処理として、前記第２遅延プロファイルの記憶内容を、前記第２遅延プロファイルの履歴を用いて発振検知前の状態に戻すように構成された、
ＦＭ中継装置。
前記第１プロファイル生成部は、前記第１遅延プロファイルの履歴を更に記憶し、前記第２プロファイル生成部は、前記第２遅延プロファイルの履歴を更に記憶するように構成され、
前記第１プロファイル生成部は、前記再設定処理として、前記第１遅延プロファイルの記憶内容を、前記第１遅延プロファイルの履歴を用いて発振検知前の状態に戻し、前記第２プロファイル生成部は、前記再設定処理として、前記第２遅延プロファイルの記憶内容を、前記第２遅延プロファイルの履歴を用いて発振検知前の状態に戻すように構成された、
ＦＭ中継装置。
【請求項6】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のＦＭ中継装置であって、
前記放送波の無音状態を検知する無音検知部（４５）を更に備え、
前記第１プロファイル生成部及び前記第２プロファイル生成部は、前記無音検知部にて前記無音状態が検知されている間、前記第１遅延プロファイル及び前記第２遅延プロファイルの生成を停止するように構成された
ＦＭ中継装置。
前記放送波の無音状態を検知する無音検知部（４５）を更に備え、
前記第１プロファイル生成部及び前記第２プロファイル生成部は、前記無音検知部にて前記無音状態が検知されている間、前記第１遅延プロファイル及び前記第２遅延プロファイルの生成を停止するように構成された
ＦＭ中継装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のＦＭ中継装置であって、
前記受信部は、前記受信信号を、同相成分を表すＩ信号及び直交成分を表すＱ信号に変換して出力し、
前記送信部は、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号で表された前記送信信号を直交復調して送信するように構成された
ＦＭ中継装置。
前記受信部は、前記受信信号を、同相成分を表すＩ信号及び直交成分を表すＱ信号に変換して出力し、
前記送信部は、前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号で表された前記送信信号を直交復調して送信するように構成された
ＦＭ中継装置。
【請求項8】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＦＭ中継装置であって、
前記受信部は、前記放送波を、二つの受信アンテナ（２Ａ，２Ｂ）を用いて受信するように構成され、
前記受信部から得られる二つの受信信号を、干渉波に基づく信号成分である干渉波成分の位相が逆相となり、かつ、前記干渉波成分の信号強度が一致するように合成するように構成された信号合成部（４０）を更に備え、
前記信号再生部及び前記第１プロファイル生成部、前記第１抑制部、前記親局波抽出部、前記第２プロファイル生成部、前記第２抑制部は、処理対象となる前記受信信号として、前記信号合成部にて合成された合成信号を用いるように構成された、
を備えるＦＭ中継装置。
前記受信部は、前記放送波を、二つの受信アンテナ（２Ａ，２Ｂ）を用いて受信するように構成され、
前記受信部から得られる二つの受信信号を、干渉波に基づく信号成分である干渉波成分の位相が逆相となり、かつ、前記干渉波成分の信号強度が一致するように合成するように構成された信号合成部（４０）を更に備え、
前記信号再生部及び前記第１プロファイル生成部、前記第１抑制部、前記親局波抽出部、前記第２プロファイル生成部、前記第２抑制部は、処理対象となる前記受信信号として、前記信号合成部にて合成された合成信号を用いるように構成された、
を備えるＦＭ中継装置。
【請求項9】
請求項８に記載のＦＭ中継装置であって、
前記二つの受信アンテナは、前記放送波に基づく信号成分である放送波成分が、前記信号再生部での処理に必要な信号強度で前記合成信号に含まれるように配置された
ＦＭ中継装置。
前記二つの受信アンテナは、前記放送波に基づく信号成分である放送波成分が、前記信号再生部での処理に必要な信号強度で前記合成信号に含まれるように配置された
ＦＭ中継装置。
【請求項10】
請求項９に記載のＦＭ中継装置であって、
前記二つの受信アンテナで受信される前記放送波の位相差をΔθｐ、前記放送波のレベル差をΔＰｐ、前記干渉波の位相差をΔθｒ、前記干渉波のレベル差をΔＰｒ、前記信号再生部での処理に必要な信号強度に応じて設定される下限閾値をＴＨθ、ＴＨｐとして、
前記二つの受信アンテナは、｜Δθｐ－Δθｒ｜≧ＴＨθ、及びΔＰｐ－ΔＰｒ≧ＴＨＰのうち、少なくとも一方を満たすように配置された
ＦＭ中継装置。
前記二つの受信アンテナで受信される前記放送波の位相差をΔθｐ、前記放送波のレベル差をΔＰｐ、前記干渉波の位相差をΔθｒ、前記干渉波のレベル差をΔＰｒ、前記信号再生部での処理に必要な信号強度に応じて設定される下限閾値をＴＨθ、ＴＨｐとして、
前記二つの受信アンテナは、｜Δθｐ－Δθｒ｜≧ＴＨθ、及びΔＰｐ－ΔＰｒ≧ＴＨＰのうち、少なくとも一方を満たすように配置された
ＦＭ中継装置。
【請求項11】
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載のＦＭ中継装置であって、
前記信号合成部は、
前記受信部から得られる前記二つの受信信号を、設定された合成係数に従って位相差及びレベル差が調整された状態で合成することで前記合成信号を生成するように構成された干渉波逆相合成部（４０１）と、
前記合成信号の信号品質を指標として前記合成係数を設定するように構成された係数設定部（４０２，４０４）と、
を備えるＦＭ中継装置。
前記信号合成部は、
前記受信部から得られる前記二つの受信信号を、設定された合成係数に従って位相差及びレベル差が調整された状態で合成することで前記合成信号を生成するように構成された干渉波逆相合成部（４０１）と、
前記合成信号の信号品質を指標として前記合成係数を設定するように構成された係数設定部（４０２，４０４）と、
を備えるＦＭ中継装置。
【請求項12】
請求項１１に記載のＦＭ中継装置であって、
前記信号合成部は、予め設定された計測時間毎に、前記二つの受信信号の位相差の平均値及びレベル差の平均値を算出するように構成された差分検出部（４０３）を更に備え、
前記係数設定部は、前記干渉波が前記放送波より受信強度が大きい状態のときに、前記差分検出部での検出結果に従って前記合成係数を設定するように構成された
ＦＭ中継装置。
前記信号合成部は、予め設定された計測時間毎に、前記二つの受信信号の位相差の平均値及びレベル差の平均値を算出するように構成された差分検出部（４０３）を更に備え、
前記係数設定部は、前記干渉波が前記放送波より受信強度が大きい状態のときに、前記差分検出部での検出結果に従って前記合成係数を設定するように構成された
ＦＭ中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ＦＭ放送システムの放送波を中継する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
周波数変調された同一周波数かつ同一プログラムの音声放送波を、複数の送信所から送信するＦＭ同期放送が知られている。ＦＭは、frequency Modulationの略である。一般に放送システムでは、受信エリアを拡大するために中継所が設けられる。既存のＦＭ放送で用いられる中継所は、複数周波数ネットワーク（ＭＦＮ）を構築する。すなわち、ＭＦＮに属する各中継所は、親局となる送信所から受信した放送波（以下、親局波）とは異なる周波数の放送波（以下、中継波）を再送信する。
【0003】
これに対して、ＦＭ同期放送で用いられる中継所は、親局波と同一周波数の中継波を用いる単一周波数ネットワーク（以下、ＳＦＮ）を構築する。すなわち、ＳＦＮに属する各中継所は、親局波と同一周波数の中継波を再送信する。そして、ＳＦＮに属する中継所では、受信アンテナに親局波より強いレベルの中継波が回り込む、いわゆるマイナスＤ／Ｕの状態になると回り込み発振を起こすため、回り込み発振への対策が必要となる。
【0004】
特許文献１には、ＳＦＮを採用する地上デジタル放送システムにおいて、中継所で生じる回り込み波をキャンセルする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１０５８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ＯＦＤＭ信号を用いる地上デジタル放送を前提とするものであり、使用する放送信号の形式が全く異なるアナログ変調方式のＦＭ放送に適用することができないという問題があった。
【0007】
本開示の１つの局面は、単一周波数ネットワークを構成するＦＭ放送システムの中継所において、回り込み波等の不要波を抑制する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様は、ＦＭ中継装置であって、受信部（３，３Ａ，３Ｂ）と、信号再生部（４１）と、送信部（５）と、第１プロファイル生成部（４３２）と、第１抑制部（４３３，４３４）と、親局波抽出部（４４１）と、第２プロファイル生成部（４４２）と、第２抑制部（４４３，４４４）と、を備える。
【0009】
受信部は、ＦＭ放送の放送波を、受信アンテナ（２，２Ａ，２Ｂ）を介して受信するように構成される。信号再生部は、受信部からの受信信号を復調し、復調した信号を再変調することで送信信号を生成するように構成される。送信部は、信号再生部にて生成された送信信号を用いて放送波を再現した中継波を、送信アンテナ（７）を介して送信するように構成される。
【0010】
第１プロファイル生成部は、信号再生部にて生成された送信信号と、回り込み波探査期間に受信される受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、時間軸相関の最大値である最大相関値、及び最大相関値が得られるときの受信信号に対する送信信号の遅延時間を含んだ情報である第１遅延プロファイルを生成するように構成される。第１抑制部は、信号再生部にて生成された送信信号を、第１遅延プロファイルに従って、遅延時間だけ遅延させ且つ最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第１レプリカ信号を生成し、信号再生部に入力される受信信号から第１レプリカ信号を減じるように構成される。
【0011】
親局波抽出部は、放送波の送信元である親局からの直達波を親局波として、受信信号から親局波に基づく信号成分である親局信号を抽出するように構成される。第２プロファイル生成部は、親局波抽出部にて抽出された親局信号と、マルチパス波探査期間に受信される受信信号とを用いて時間軸相関を算出し、時間軸相関の最大値である最大相関値、及び最大相関値が得られるときの親局信号に対する送信信号の遅延時間を含んだ情報である第２遅延プロファイルを生成するように構成される。第２抑制部は、親局波抽出部にて抽出された親局信号を、第２遅延プロファイルに従って、遅延時間だけ遅延させ且つ最大相関値に応じた強度と位相に調整することで第２レプリカ信号を生成し、信号再生部に入力される受信信号から第２レプリカ信号を減じるように構成される。
【0012】
回り込み波探査期間は、送信アンテナから送信された中継波が回り込み波として受信アンテナにて受信されるまでに要する時間に基づいて設定される回込設定時間（ΔＴｒ）を用いて、信号再生部にて送信信号が生成されてから回込設定時間が経過するまでの期間に設定される。マルチパス波探査期間は、受信部にて受信された放送波が送信部から中継波として送信されるまでに要する再送遅延時間（Ｔｒ）を用いて、親局波抽出部にて親局信号が抽出されてから再送遅延時間が経過するまでの期間に設定される。
【0013】
このように構成されたＦＭ中継装置によれば、受信信号を時間的に区分けして、第１探索期間では、送信信号（すなわち、中継波）と同じ波形を有する回り込み波を抽出し、第２探索期間では、親局信号（すなわち、放送波）と同じ波形を有するマルチパス波を抽出する。したがって、回り込み波及びマルチパス波を、いずれも的確に抽出できる。
【0014】
ＦＭ中継装置では、第１レプリカ信号は、回り込み波と同じ波形を有するため、発振の原因となる回り込み波に基づく信号成分を的確に抑制できる。
ＦＭ中継装置では、回り込み波及びマルチパス波の影響を抑制する処理を、アナログ的な波形レベルで行っているため、回り込み波及びマルチパス波が有する遅延時間に関する情報と位相に関する情報とを、別個に分離することなく同時に処理でき、装置構成を簡略化できる。
ＦＭ中継装置では、回り込み波及びマルチパス波の影響を抑制する処理を、アナログ的な波形レベルで行っているため、回り込み波及びマルチパス波が有する遅延時間に関する情報と位相に関する情報とを、別個に分離することなく同時に処理でき、装置構成を簡略化できる。
【0015】
ＦＭ中継装置では、処理を繰り返すことで、強度の大きい回り込み波及びマルチパス波から順番に処理されるため、回り込み波の数及びマルチパス波の数に関わらず、全ての回り込み波及びマルチパス波に対処できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】同一周波数ＦＭ放送システムの概要を示す説明図である。
【図2】第１実施形態のＦＭ中継装置の構成を示すブロック図である。
【図3】ＦＭ中継装置における親局波、中継波、回り込み波、マルチパス波の関係を示す説明図である。
【図4】ステレオコンポジット信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図5】相関解析部での処理内容を示すフローチャートである。
【図6】遅延プロファイルの概要、及び遅延プロファイルの生成に用いるパラメータを示す説明図である。
【図7】起動時及び発振検知時に実施される中継波の出力レベル制御を示す説明図である。
【図8】第２実施形態のＦＭ中継装置の構成を示すブロック図である。
【図9】信号合成部の構成を示すブロック図である。
【図10】信号品質の検出結果を例示するグラフである。
【図11】第１及び第２受信ＩＱ信号、並びに合成ＩＱ信号に含まれる親局波成分及び回り込み波成分をベクトルで示した説明図である。
【図12】処理ブロックＢ５で検出される信号品質の検出結果を複素平面上に示したグラフである。
【図13】遅延プロファイルの概要、及び遅延プロファイルの生成に用いるパラメータを示す説明図である。
【図14】回り込み波による干渉がない場合及び干渉がある場合それぞれについての受信ＩＱ信号を、複素平面上で示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．同一周波数ＦＭ放送システム］
まず、本開示に係るＦＭ中継装置１が適用される同一周波数ＦＭ放送システム１００について説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．同一周波数ＦＭ放送システム］
まず、本開示に係るＦＭ中継装置１が適用される同一周波数ＦＭ放送システム１００について説明する。
【0018】
同一周波数ＦＭ放送システム１００は、図１に示すように、配信局１０１と一つ以上の送信所１０２，１０３と、一つ以上の中継所１０５とを備える。配信局１０１は、同一の音声信号を、所定の伝送網１０４を介して各送信所１０２，１０３に配信する。送信所１０２，１０３は、それぞれの放送エリアＡ１，Ａ２の少なくとも一部が、互いに重なり合うように配置される。以下では、重なり合う放送エリアを重複エリアＡｄという。送信所１０２，１０３は、伝送網１０４を介して配信局１０１から受信した同一の音声信号により、同一周波数の搬送波を周波数変調した放送波を送信することで、ＦＭ同期放送（以下、単に同期放送）を行う。また、送信所１０２，１０３では、ＧＰＳを利用して取得される１秒パルス信号（以下、１ｐｐｓ）に同期したクロックを用いてＦＭ変調のタイミングを含むＦＭ変調特性が、両送信所間で同一となるように制御される。ＧＰＳは、Global Positioning Systemの略である。
【0019】
音声信号の配信に用いる伝送網１０４は、送信所１０２，１０３毎に異なっていてもよいし、同じでもよい。また、伝送網１０４は、例えば無線伝送網やＩＰ伝送網などで構成されるが、これらに限定されるものではない。
【0020】
中継所１０５は、地勢的な影響で送信所１０２，１０３ではカバーできない地域（以下、難聴地域）Ａ３での番組聴取を可能とするために設けられ、親局（図１では、送信所１０２）から受信し、同一周波数にて再送信することで中継放送を実現する。
【0021】
［１－２．ＦＭ中継装置の構成］
中継所１０５を構成するＦＭ中継装置１について説明する。
図２に示すように、ＦＭ中継装置１は、受信アンテナ２と、受信部３と、中継処理部４と、送信部５と、パワーアンプ６と、送信アンテナ７と、を備える。
中継所１０５を構成するＦＭ中継装置１について説明する。
図２に示すように、ＦＭ中継装置１は、受信アンテナ２と、受信部３と、中継処理部４と、送信部５と、パワーアンプ６と、送信アンテナ７と、を備える。
【0022】
以下では、図３に示すように、親局となる送信所１０２から受信アンテナ２に直接到来する放送波を親局波Ｄ、送信アンテナ７から送信される再現された放送波を中継波Ｄｒという。また、親局から送信され何らかの物体に反射して間接的に受信アンテナ２に到達する親局波Ｄをマルチパス波Ｍ０～Ｍｍ、送信アンテナ７から受信アンテナ２に回り込む中継波Ｄｒを回り込み波Ｕ０～Ｕｎという。回り込み波Ｕ０～Ｕｎは、受信アンテナ２での受信強度が大きい順に番号が付与されるものとする。通常、受信強度が最大となる回り込み波Ｕ０は、送信アンテナ７から受信アンテナ２に直接到達する直達波である。その他の回り込み波Ｕ１～Ｕｎは、何らかの物体に反射して間接的到達する反射波である。回り込み波Ｕ０～Ｕｎは、いずれも中継波Ｄｒを減衰かつ遅延させた波形を有する。
【0023】
また、ＦＭ中継装置１は、中継波Ｄｒが親局波Ｄから再送遅延時間Ｔｒだけ遅延して送信されるように設計される。再送遅延時間Ｔｒは、親局波Ｄと中継波Ｄｒとの干渉によって後述するステレオコンポジット信号Ｓｃにおける１９ＫＨｚのパイロット信号の歪を低減するために、パイロット信号の１周期（すなわち、５２．６μｓ）の整数倍に設定される。具体的には、例えば、パイロット信号の周期の６倍、即ち、Ｔｒ＝３１５．８μｓに設定される。但し、回り込み波を十分に除去できる運用条件においては、干渉によるパイロット信号の歪みも低減されることから、パイロット信号周期の整数倍に限定する必要はない。
【0024】
図２に戻り、受信アンテナ２は、親局波Ｄを少なくとも受信するように配置される。受信アンテナ２は、無指向性アンテナでも指向性アンテナでもよい。親局波Ｄは、ＦＭ変調波であり、その中心周波数をｆｃとする。
【0025】
受信部３は、増幅器３１と、ローカル信号生成器３２と、ミキサ３３と、Ａ／Ｄ変換器３４と、直交復調器３５と、帯域制限フィルタ３６とを備える。
増幅器３１は、受信アンテナ２からの受信信号を増幅する。
増幅器３１は、受信アンテナ２からの受信信号を増幅する。
【0026】
ローカル信号生成器３２は、受信アンテナ２から供給される受信信号の周波数をダウンコンバートするためのローカル信号ＬＯを生成する。以下では、ローカル信号ＬＯの周波数をｆｌとする。
【0027】
ミキサ３３は、増幅器３１にて増幅された受信信号に、ローカル信号生成器３２から供給されるローカル信号ＬＯを混合することで、受信信号の周波数をｆｃ－ｆｌにダウンコンバートする。
【0028】
Ａ／Ｄ変換器３４は、ミキサ３３にてダウンコンバートされた受信信号を予め設定されたサンプリング周波数Ｆａｄにてサンプリングする。なお、Ａ／Ｄ変換器３４より上流の処理に関する説明では、「信号」はアナログ信号を意味し、Ａ／Ｄ変換器３４より下流の処理に関する説明では、「信号」はデジタル値の系列を意味する。Ａ／Ｄ変換器３４のサンプリング周波数Ｆａｄは、所望するチャンネル（すなわち、放送波Ｄに割り当てられた周波数帯）以外の広帯域のノイズ成分（あるいは別チャンネルの放送波）を除去するために、数十ＭＨｚ程度に設定される。具体的には、信号処理用のサンプリング周波数の整数倍、例えば、４９．１５２ＭＨｚに設定される。また、信号処理用のサンプリング周波数の整数倍に設定することで、後述のダウンサンプリングを簡潔に行うことができる。
【0029】
直交復調器３５は、受信信号にヒルベルト変換を施すことで受信信号のサンプル値毎に同相成分及び直交成分を求めることで、受信信号を複素化する。具体的には、互いに直交する（即ち、位相が９０°異なる）二つの搬送波信号を、受信信号に乗じることで同相成分を表すＩ信号及び直交成分を表すＱ信号を生成する。Ｉ信号及びＱ信号はベースバンド信号である。Ｉ信号及びＱ信号はＦＭ変調信号の２倍以上の帯域をカバーする周波数、例えば７６８ｋＨｚまでダウンサンプリングすることでデータ数を減らし、以降の中継処理部４での演算負荷を軽減してもよい。この信号処理用のサンプリング周波数Ｆｓは、ＦＭ変調信号の帯域を十分カバーすることができればよく、７６８ｋＨｚ以外に設定されてもよい。
【0030】
帯域制限フィルタ３６は、直交復調器３５にて生成されるＩ信号及びＱ信号から、ＦＭ変調された搬送波がとり得る周波数範囲の信号を抽出する。
以下では、受信部３で生成されるＩ信号及びＱ信号を総称して、受信ＩＱ信号という。
以下では、受信部３で生成されるＩ信号及びＱ信号を総称して、受信ＩＱ信号という。
【0031】
中継処理部４は、受信部３にて生成された受信ＩＱ信号をＦＭ復調し、再度、ＦＭ変調することで一定の振幅となるＩ信号及びＱ信号を再生する。なお、中継処理部４の詳細は、後述する。以下では、中継処理部４で再生されるＩ信号及びＱ信号を総称して、送信ＩＱ信号という。
【0032】
送信部５は、直交変調器５１と、Ｄ／Ａ変換器５２と、ローカル信号生成器５３と、ミキサ５４と、増幅器５５とを備える。
直交変調器５１は、中継処理部４にて再生された送信ＩＱ信号に、互いに直交する二つの搬送波信号を乗じて加算することで、ＦＭ変調された送信信号を生成する。
直交変調器５１は、中継処理部４にて再生された送信ＩＱ信号に、互いに直交する二つの搬送波信号を乗じて加算することで、ＦＭ変調された送信信号を生成する。
【0033】
Ｄ／Ａ変換器５２は、デジタル値の系列で表された送信信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器５２より下流の処理に関する説明では、「信号」はアナログ信号を意味する。
【0034】
ローカル信号生成器５３は、送信信号の周波数をアップコンバートするためのローカル信号ＬＯを生成する。ローカル信号生成器５３は、受信部３のローカル信号生成器３２と共通の装置であってもよい。
【0035】
ミキサ５４は、Ｄ／Ａ変換器５２にて生成された送信信号と、ローカル信号生成器５３にて生成されたローカル信号ＬＯとを混合して、送信信号の周波数をアップコンバートする。アップコンバートされた送信信号の中心周波数は、親局波Ｄの中心周波数ｆｃと同じである。
【0036】
増幅器５５は、ミキサ５４にてアップコンバートされた送信信号を増幅する。この増幅された送信信号を中継信号という。
パワーアンプ６は、送信部５にて生成された中継信号を、更に増幅して送信アンテナ７に供給する。なお、パワーアンプ６は、中継所１０５がカバーする中継エリアの大きさに応じて設定される増幅器であり、多段接続されてもよいし、省略されてもよい。
パワーアンプ６は、送信部５にて生成された中継信号を、更に増幅して送信アンテナ７に供給する。なお、パワーアンプ６は、中継所１０５がカバーする中継エリアの大きさに応じて設定される増幅器であり、多段接続されてもよいし、省略されてもよい。
【0037】
送信アンテナ７は、中継信号に応じた中継波Ｄｒを中継エリアに向けて送信する。
［１－３．中継処理部］
中継処理部４は、信号再生部４１と、発振検知部４２と、回り込み波除去部４３と、マルチパス波除去部４４と、無音検知部４５とを備える。
［１－３．中継処理部］
中継処理部４は、信号再生部４１と、発振検知部４２と、回り込み波除去部４３と、マルチパス波除去部４４と、無音検知部４５とを備える。
【0038】
中継処理部４の機能は、全てハードウェアによって実現されてもよいし、少なくとも一部が、プロセッサ及び非遷移的実体的記録媒体であるメモリを有するマイクロコンピュータが実行する処理によって実現されてもよい。この場合、マイクロコンピュータによって実現される各種機能は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。
【0039】
［１－３－１．信号再生部］
信号再生部４１は、帯域制限フィルタ４１１と、ＦＭ復調部４１２と、コンポジットフィルタ４１３と、ＦＭ変調部４１４と、を備える。
信号再生部４１は、帯域制限フィルタ４１１と、ＦＭ復調部４１２と、コンポジットフィルタ４１３と、ＦＭ変調部４１４と、を備える。
【0040】
帯域制限フィルタ４１１は、回り込み波除去部４３及びマルチパス波除去部４４を介して受信部３から供給される受信ＩＱ信号から、ＦＭ変調された搬送波がとり得る周波数範囲の信号を抽出する。帯域制限フィルタ４１１は、前述した帯域制限フィルタ３６と同様のフィルタである。
【0041】
ＦＭ復調部４１２は、帯域制限フィルタ４１１で不要成分が除去された受信ＩＱ信号を用いて、予め設定された単位期間Δｔ毎に、受信信号の位相を算出すると共に、直前の単位期間Δｔに算出された位相との差分である瞬時位相変化分Δθを算出する。なお、単位期間Δｔは、信号処理用のサンプリング周期Ｆｓの逆数であるサンプリング周期Ｔｓ＝１／Ｆｓ又はその整数倍に設定される。そして、算出した瞬時位相変化分Δθを、予め用意された変換テーブル又は変換式を用いてＦＭ変調度に置き換えるΔｆ検波を行うことで、音声信号を生成する。ＦＭ変調度は、無変調時にゼロとなり、正負の符号を有した値をとる。音声信号は、ステレオ放送の場合はステレオコンポジット信号Ｓｃであり、モノラル放送の場合はモノラル音声信号である。
【0042】
ステレオコンポジット信号Ｓｃは、図４に示すように、１９ｋＨｚのパイロット信号と、１５ｋＨｚ以下の周波数成分を有するＬ＋Ｒ信号と、３８ｋＨｚを中心に±１５ｋＨｚの周波数成分を有するＬ－Ｒ信号とを有する。なお、Ｌ＋Ｒ信号は、ステレオ音声信号を表すＬ信号及びＲ信号を加算した信号である。Ｌ－Ｒ信号は、Ｌ信号からＲ信号を減算した信号によって、パイロット信号の２倍の周波数（即ち、３８ｋＨｚ）を有する搬送波をＡＭ変調した信号である。モノラル音声信号は、１５ｋＨｚ以下の周波数成分を有する信号である。
【0043】
図２に戻り、コンポジットフィルタ４１３は、ステレオ放送の場合、ＦＭ復調部４１２にて復調されたステレオコンポジット信号Ｓｃから、パイロット信号、Ｌ＋Ｒ信号、及びＬ－Ｒ信号以外の不要成分を除去する。コンポジットフィルタ４１３は、各信号を個別に抽出する３つのバンドパスフィルタで構成されてもよいし、各信号を一括して抽出する１つのバンドパスフィルタで構成されてもよい。コンポジットフィルタ４１３は、モノラル放送の場合、モノラル音声信号を通過させるバンドパスフィルタで構成する。なお、コンポジット信号に５７ｋＨｚや７６ｋＨｚを中心とする有効な信号がある場合は、必要に応じてフィルタの帯域を変更してもよい。
【0044】
ＦＭ変調部４１４は、ＦＭ復調部４１２で復調された信号を再変調する。具体的には、ＦＭ変調部４１４は、コンポジットフィルタ４１３を通過した音声信号（すなわち、ステレオコンポジット信号Ｓｃ又はモノラル音声信号）について単位期間Δｔ毎にＦＭ変調度Δｆを算出し、ＦＭ復調部４１２で用いる同じ変換テーブルを用いて、ＦＭ変調度Δｆから瞬時位相変化分Δθを算出する。そして、ＦＭ変調部４１４は、この瞬時位相変化分Δθから、送信信号の同相成分を表すＩ信号及び直交成分を表すＱ信号、すなわち、送信ＩＱ信号を生成する。
【0045】
ＦＭ変調部４１４は、生成した送信ＩＱ信号の出力レベルを複数段階で制御できるように構成される。そして、ＦＭ中継装置１の起動時、又は発振検知部４２から出力される発振検知信号Ｓｏがアクティブレベルになったときに、ＦＭ変調部４１４の出力レベルは最小レベルに初期設定される。発振検知信号Ｓｏのアクティブレベルは、回り込み発振が検知されたことを表す。その後、ＦＭ変調部４１４は、予め設定された起動時間をかけて回り込み波Ｕを順次除去しながら出力レベルを最大レベルまで段階的に増大させる。なお、最小レベルは、受信アンテナ２で直接受信される送信アンテナ７からの回り込み波ＵＯの受信強度が、親局波Ｄの受信強度より十分に小さくなるように設定される。最大レベルは、送信部５での処理によって信号の飽和が発生しない大きさに設定される。
【0046】
［１－３－２．発振検知部／無音検知部］
発振検知部４２は、受信ＩＱ信号の振幅を監視し、振幅の変動が予め設定された閾値を超えている場合、又は飽和している場合に、アクティブレベルに設定した発振検知信号Ｓｏを出力する。つまり、発振検知部４２では、ＦＭ変調波を表す受信ＩＱ信号は、理想的には振幅が一定となるが、ＦＭ変調波に、遅延が異なる信号（すなわち、回り込み波Ｕ０～Ｕｎ）が重畳されている場合には、振幅が変動することを利用して、発振を検知している。なお、振幅の変動幅が一定値を超えるＦＭ変調波は、正しく復調することが困難となる。また、監視対象となる受信ＩＱ信号は、帯域制限フィルタ４１１の入力側の信号でも出力側の信号でもよい。無音検知信号Ｓｓは、後述する回り込み波除去部４３の相関解析部４３２及びマルチパス波除去部４４の相関解析部４４２、並びにＦＭ変調部４１４に入力される。
発振検知部４２は、受信ＩＱ信号の振幅を監視し、振幅の変動が予め設定された閾値を超えている場合、又は飽和している場合に、アクティブレベルに設定した発振検知信号Ｓｏを出力する。つまり、発振検知部４２では、ＦＭ変調波を表す受信ＩＱ信号は、理想的には振幅が一定となるが、ＦＭ変調波に、遅延が異なる信号（すなわち、回り込み波Ｕ０～Ｕｎ）が重畳されている場合には、振幅が変動することを利用して、発振を検知している。なお、振幅の変動幅が一定値を超えるＦＭ変調波は、正しく復調することが困難となる。また、監視対象となる受信ＩＱ信号は、帯域制限フィルタ４１１の入力側の信号でも出力側の信号でもよい。無音検知信号Ｓｓは、後述する回り込み波除去部４３の相関解析部４３２及びマルチパス波除去部４４の相関解析部４４２、並びにＦＭ変調部４１４に入力される。
【0047】
無音検知部４５は、ＦＭ復調部４１２で生成される瞬時位相変化分Δθを監視し、瞬時位相変化分Δθの絶対値が閾値以下である状態が一定時間以上継続した場合に、アクティブレベルに設定した無音検知信号Ｓｓを出力する。つまり、無音検知部４５では、無音時には、パイロット信号以外の瞬時位相変化分Δθがゼロになることを利用して、無音状態を検知する。閾値は、Δθに含まれる検出誤差程度の大きさに設定される。無音検知信号Ｓｓは、後述する回り込み波除去部４３の相関解析部４３２に入力される。
【0048】
［１－３－３．回り込み波除去部］
回り込み波除去部４３は、帯域制限フィルタ４３１と、相関解析部４３２と、適応フィルタ４３３と、減算器４３４とを備える。
回り込み波除去部４３は、帯域制限フィルタ４３１と、相関解析部４３２と、適応フィルタ４３３と、減算器４３４とを備える。
【0049】
帯域制限フィルタ４３１は、信号再生部４１にて再生された送信ＩＱ信号から、ＦＭ変調された搬送波がとり得る周波数範囲の信号を抽出する。帯域制限フィルタ４３１は、前述した帯域制限フィルタ３６，４１１と同様のフィルタである。
【0050】
相関解析部４３２は、回り込み探査期間に当該回り込み波除去部４３から出力される受信ＩＱ信号と、帯域制限フィルタ４３１から供給される送信ＩＱ信号との時間軸相関を算出する。回り込み探査期間は、送信ＩＱ信号に対する遅延時間が０～ΔＴｒとなる期間である。ΔＴｒは、送信アンテナ７から送信された中継波Ｄｒが回り込み波Ｕとして受信アンテナ２にて受信されるまでに要する時間の最大値より大きな値に設定される回込設定時間である。回込設定時間ΔＴｒは、適応フィルタ４３３のタップ数を調整することで設定され、例えば、４５μｓ程度に設定される。但し、図６では、親局波Ｄ（すなわち、受信ＩＱ信号）の受信タイミングを基準にして記載されており、親局波Ｄに対して中継波Ｄｒ（すなわち、送信ＩＱ信号）は再送遅延時間Ｔｒだけ遅延するため、回り込み波探索期間は、Ｔｒ～Ｔｒ＋ΔＴｒで表される。
【0051】
相関解析部４３２は、具体的には、あらかじめ設定された畳み込み演算時間Ｔｏ（＜ΔＴｒ）毎に受信ＩＱ信号及び送信ＩＱ信号を切り取る。そして、回り込み波探査期間Ｔｒ～Ｔｒ＋ΔＴｒにおいて、サンプリング周期Ｔｓの時間ずつ、送信ＩＱ信号を順次遅延させながら、畳み込み演算時間Ｔｏ分の受信ＩＱ信号と送信ＩＱ信号の複素共役信号を乗算して畳み込み演算を行う。畳み込み演算時間Ｔｏは、信号の波形が十分識別できる時間、例えば、１００Ｈｚ～数ｋＨｚの周波数が主となる音声信号を識別するには１０ｍｓ程度に設定する。
【0052】
相関解析部４３２は、畳み込み演算の結果である時間軸相関に基づき、相関係数の最大値である最大相関値と、その最大相関値が得られる遅延時間ＤＬ（但し、ＤＬ≠０）とを抽出する。そして、相関解析部４３２は、抽出結果から推定される遅延波の信号強度Ａと位相θと遅延時間ＤＬとを遅延プロファイルとして記憶する。遅延プロファイルは、記憶内容を書き換え可能なメモリに記憶される。以下、相関解析部４３２にて生成される遅延プロファイルを、回り込み波用遅延プロファイルという。
【0053】
ここで、相関解析部４３２での処理の流れを、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
相関解析部４３２での処理は、ＦＭ中継装置１が起動すると開始される。
相関解析部４３２での処理は、ＦＭ中継装置１が起動すると開始される。
【0054】
Ｓ１１０では、相関解析部４３２は、回り込み波用遅延プロファイルの記憶内容を初期化（例えば、ゼロクリア）する。
Ｓ１２０では、相関解析部４３２は、発振検知部４２にて発振が検知されたか否か、即ち、発振検知信号Ｓｏがアクティブレベルになったか否かを判定する。相関解析部４３２は、発振が検知されたと判定した場合、処理をＳ１３０に移行し、発振が検知されていないと判定した場合、処理をＳ１４０に移行する。
Ｓ１２０では、相関解析部４３２は、発振検知部４２にて発振が検知されたか否か、即ち、発振検知信号Ｓｏがアクティブレベルになったか否かを判定する。相関解析部４３２は、発振が検知されたと判定した場合、処理をＳ１３０に移行し、発振が検知されていないと判定した場合、処理をＳ１４０に移行する。
【0055】
Ｓ１３０では、相関解析部４３２は、回り込み波用遅延プロファイルの記憶内容を再設定（例えば、ゼロクリア）して、処理をＳ１２０に戻す。
Ｓ１４０では、相関解析部４３２は、無音検知部４５にて無音状態が検知されたか否か、即ち、無音検知信号Ｓｓがアクティブレベルになったか否かを判定する。相関解析部４３２は、無音状態が検知されたと判定した場合、処理をＳ１２０に戻し、無音状態が検知されていないと判定した場合、処理をＳ１５０に移行する。
Ｓ１４０では、相関解析部４３２は、無音検知部４５にて無音状態が検知されたか否か、即ち、無音検知信号Ｓｓがアクティブレベルになったか否かを判定する。相関解析部４３２は、無音状態が検知されたと判定した場合、処理をＳ１２０に戻し、無音状態が検知されていないと判定した場合、処理をＳ１５０に移行する。
【0056】
Ｓ１５０では、相関解析部４３２は、送信ＩＱ信号と受信ＩＱ信号との畳み込み演算を実行することで時間軸相関を算出する。なお、送信ＩＱ信号及び受信ＩＱ信号は、いずれもＩ信号とＱ信号とで表現される複素平面上のベクトルとして扱われ、畳み込み演算は、送信ＩＱ信号の複素共役信号と受信ＩＱ信号の複素信号とを乗算することで行われる。
【0057】
続くＳ１６０では、相関解析部４３２は、畳み込み演算の演算結果である時間軸相関に基づいて回り込み波用遅延プロファイルを作成する。以下では、Ｓ１６０にて畳み込み演算時間Ｔｏ毎に生成される回り込み波用遅延プロファイルを生成プロファイルとし、既に記憶されている回り込み波用遅延プロファイルを既存プロファイルという。
【0058】
続くＳ１７０では、相関解析部４３２は、遅延時間ＤＬが生成プロファイルと一致する既存プロファイルが存在するか否かを判定する。相関解析部４３２は、一致する既存プロファイルが存在しないと判定した場合、処理をＳ１８０に移行し、一致する既存プロファイルが存在すると判定した場合、処理をＳ１９０に移行する。
【0059】
Ｓ１８０では、相関解析部４３２は、生成プロファイルを追加でメモリに記憶させて、処理をＳ１２０に戻す。
Ｓ１９０では、相関解析部４３２は、一致する既存プロファイルについて記憶されている信号強度Ａと位相θに、生成プロファイルの信号強度Ａと位相θを加えることで既存プロファイルの内容を更新して、処理をＳ１２０に戻す。
Ｓ１９０では、相関解析部４３２は、一致する既存プロファイルについて記憶されている信号強度Ａと位相θに、生成プロファイルの信号強度Ａと位相θを加えることで既存プロファイルの内容を更新して、処理をＳ１２０に戻す。
【0060】
相関解析部４３２での処理の結果、回り込み波探査期間Ｔｒ～Ｔｒ＋ΔＴｒにおいて畳み込み演算時間Ｔｏ毎に遅延プロファイルが生成され、回り込み波用遅延プロファイルを記憶するメモリには、図６に示すように、遅延時間ＤＬの異なる複数の回り込み波用遅延プロファイルが蓄積される。回り込み波用遅延プロファイルは、受信アンテナ２にて受信される回り込み波Ｕ０～Ｕｎの状態を表す情報である。
【0061】
図２に戻り、適応フィルタ４３３は、相関解析部４３２にて生成されメモリに記憶された回り込み波用遅延プロファイルのそれぞれに基づき、レプリカＩＱ信号を生成する。レプリカＩＱ信号は、回り込み波用遅延プロファイルに示された遅延時間ＤＬ、信号強度Ａ、位相θに基づき、送信ＩＱ信号を遅延時間ＤＬだけ遅延させ、信号強度Ａに基づいて振幅を調整し、位相θに基づいて位相を調整した信号である。レプリカＩＱ信号は、レプリカＩ信号、及びレプリカＩ信号とは位相が９０°異なるレプリカＱ信号の総称である。以下、適応フィルタ４３３で生成されるレプリカＩＱ信号を、回り込み波用レプリカＩＱ信号という。適応フィルタ４３３は、回り込み波用遅延プロファイルの数と同数の回り込み波用レプリカＩＱ信号を生成する。
【0062】
減算器４３４は、受信部３から供給される受信ＩＱ信号から、適応フィルタ４３３にて生成された回り込み波用レプリカＩＱ信号を減じた結果を、マルチパス波除去部４４に供給する。
【0063】
［１－３－４．マルチパス波除去部］
マルチパス波除去部４４は、親局波抽出部４４１と、相関解析部４４２と、適応フィルタ４４３と、減算器４４４とを備える。
マルチパス波除去部４４は、親局波抽出部４４１と、相関解析部４４２と、適応フィルタ４４３と、減算器４４４とを備える。
【0064】
親局波抽出部４４１は、当該マルチパス波除去部４４が出力する（すなわち、信号再生部４１に入力される）受信ＩＱ信号から、親局からの直達波である親局波を抽出する。親局波の抽出には、干渉を受けていないＦＭ変調波は振幅が一定となり、干渉を受けているＦＭ変調波は振幅が変動するという特性を利用する。つまり、一定振幅の信号が親局波に基づく信号（以下、親局信号）であると推定する。
【0065】
相関解析部４４２は、マルチパス探査期間に当該マルチパス波除去部４４から出力される受信ＩＱ信号と、親局波抽出部４４１にて抽出された親局信号との時間軸相関を算出する。マルチパス波探査期間は、図６に示すように、親局信号に対する遅延時間が０～Ｔｒとなる期間である。
【0066】
相関解析部４４２は、具体的には、畳み込み演算時間Ｔｏ毎に受信ＩＱ信号及び親局信号を切り取る。そして、マルチパス波探査期間０～Ｔｒにおいて、サンプリング周期Ｔｓの時間ずつ、親局信号を順次遅延させながら、畳み込み演算時間Ｔｏ分の受信ＩＱ信号と親局信号の複素共役信号を乗算して畳み込み演算を行う。
【0067】
相関解析部４４２は、畳み込み演算の結果である時間軸相関に基づき、相関解析部４３２での処理と同様に、遅延プロファイルを作成して記憶する。以下、相関解析部４４２にて生成される遅延プロファイルを、マルチパス波用遅延プロファイルという。
【0068】
相関解析部４４２での処理の流れは、図５に示すフローチャートを用いて説明した相関解析部４３２での処理の流れと同様である。処理の説明において、「回り込み波」は「マルチパス波」に読み替え、「送信ＩＱ信号」は「親局信号」に読み替える。
【0069】
相関解析部４４２での処理の結果、マルチパス波探査期間内において畳み込み演算時間Ｔｏ毎にマルチパス波用遅延プロファイルが生成され、マルチパス波用遅延プロファイルを記憶するメモリには、図６に示すように、遅延時間ＤＬの異なる複数のマルチパス波用遅延プロファイルが蓄積される。マルチパス波用遅延プロファイルは、受信アンテナ２にて受信されるマルチパス波Ｍ０～Ｍｍの状態を表す情報である。
【0070】
図２に戻り、適応フィルタ４４３は、相関解析部４４２にて生成されメモリに記憶されたマルチパス波用遅延プロファイルのそれぞれに基づき、レプリカＩＱ信号を生成する。レプリカＩＱ信号は、マルチパス波用遅延プロファイルに示された遅延時間ＤＬ、信号強度Ａ、位相θに基づき、親局信号を遅延時間ＤＬだけ遅延させ、信号強度Ａに基づいて振幅を調整し、位相θに基づいて位相を調整した信号である。以下、適応フィルタ４４３で生成されるレプリカＩＱ信号を、マルチパス波用レプリカＩＱ信号という。適応フィルタ４４３は、マルチパス波用遅延プロファイルの数と同数のマルチパス波用レプリカＩＱ信号を生成する。
【0071】
減算器４４４は、回り込み波除去部４３から供給される受信ＩＱ信号から、適応フィルタ４４３にて生成されたマルチパス波用レプリカＩＱ信号を減じた結果を、信号再生部４１に供給する。
【0072】
［１－４．動作］
システムの動作について説明する。
ＦＭ中継装置１の起動直後では、中継処理部４で再生される送信ＩＱ信号は、最低強度で出力される。これにより、受信アンテナ２で受信される回り込み波Ｕ０～Ｕｎの強度が十分に小さくなるため、回り込み波Ｕ０～Ｕｎによる発振が抑制される。
システムの動作について説明する。
ＦＭ中継装置１の起動直後では、中継処理部４で再生される送信ＩＱ信号は、最低強度で出力される。これにより、受信アンテナ２で受信される回り込み波Ｕ０～Ｕｎの強度が十分に小さくなるため、回り込み波Ｕ０～Ｕｎによる発振が抑制される。
【0073】
回り込み波除去部４３において、相関解析部４３２は、処理を行う時点で、受信ＩＱ信号に含まれる最も強度が強い回り込み波Ｕｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ）についての遅延プロファイル（すなわち、回り込み波用遅延プロファイル）を生成する。従って、最初は、直達波Ｕ０についての回り込み波用遅延プロファイルが生成されて、メモリに記憶される。適応フィルタ４３３は、メモリに記憶された回り込み波用遅延プロファイルに従って直達波Ｕ０についての回り込み波用レプリカＩＱ信号を生成する。減算器４３４が、回り込み波用レプリカＩＱ信号を受信ＩＱ信号から減じることで、直達波Ｕ０に基づく信号成分が受信ＩＱ信号から除去される。
【0074】
引き続き、回り込み波除去部４３では、直達波Ｕ０の影響が除去された受信ＩＱ信号について、同様の処理が行われることにより、直達波Ｕ０を除いて最大強度となる反射波Ｕ１についての回り込み波用遅延プロファイルが新たに生成され、メモリに記憶された回り込み波用遅延プロファイルの内容が更新される。適応フィルタ４３３は、メモリに記憶された回り込み波用遅延プロファイルに従って、直達波Ｕ０，反射波Ｕ１についての回り込み波用レプリカＩＱ信号を生成する。減算器４３４が、回り込み波用レプリカＩＱ信号を受信ＩＱ信号から減じることで、直達波Ｕ０及び反射波Ｕ１に基づく信号成分が受信ＩＱ信号から除去される。
【0075】
以下、同様の処理を繰り返すことで、回り込み波Ｕ０～Ｕｎに基づく信号成分が受信強度の大きい順に、受信ＩＱ信号から順次除去される。また、起動時等には、前述した回り込み波Ｕ０～Ｕｎを除去する処理の進捗に伴い、送信ＩＱ信号（ひいては、中継波Ｄｒ）の出力レベルが徐々に大きくなる。
【0076】
マルチパス波除去部４４において相関解析部４４２は、処理を行う時点で、受信ＩＱ信号に含まれる最も強度が強いマルチパス波Ｍｊ（ｊ＝０，１，…，ｍ）についての遅延プロファイル（すなわち、マルチパス波用遅延プロファイル）を生成して、順次、メモリに記憶する。つまり、最初は、マルチパス波Ｍ０についてのマルチパス波用遅延プロファイルが生成される。適応フィルタ４４３は、メモリに記憶されたマルチパス波用遅延プロファイルに従って、マルチパス波Ｍ０についてのマルチパス波用レプリカＩＱ信号を生成する。減算器４４４が、マルチパス波用レプリカＩＱ信号を受信ＩＱ信号から減じることで、マルチパス波Ｍ０に基づく信号成分が受信ＩＱ信号から除去される。
【0077】
引き続き、マルチパス波除去部４４では、マルチパス波Ｍ０の影響が除去された受信ＩＱ信号について、同様の処理が行われる。つまり、マルチパス波Ｍ０を除いて最大強度となるマルチパス波Ｍ１についてのマルチパス波用遅延プロファイルが新たに生成され、メモリに記憶されたマルチパス波用遅延プロファイルの内容が更新される。適応フィルタ４４３は、メモリに記憶されたマルチパス波用遅延プロファイルに従って、マルチパス波Ｍ０，Ｍ１についてのマルチパス波用レプリカＩＱ信号を生成する。減算器４４４が、マルチパス波用レプリカＩＱ信号を受信ＩＱ信号から減じることで、マルチパス波Ｍ０，Ｍ１に基づく信号成分が受信ＩＱ信号から除去される。
【0078】
以下、同様の処理を繰り返すことで、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍに基づく信号成分が受信強度の大きい順に、受信ＩＱ信号から順次除去される。
［１－５．用語の対応］
本実施形態において、相関解析部４３２が第１プロファイル生成部に相当し、適応フィルタ４３３及び減算器４３４が第１抑制部に相当し、相関解析部４４２が第２プロファイル生成部に相当し、適応フィルタ４４３及び減算器４４４が第２抑制部に相当する。ＦＭ変調部４１４において出力レベルを調整する機能を実現するための構成が出力調整部に相当し、Ｓ１４０での処理が再設定処理に相当する。回り込み波用遅延プロファイルが第１遅延プロファイルに相当し、回り込み波用レプリカ信号が第１レプリカ信号に相当する。マルチパス波探査期間がマルチパス波探査期間に相当し、マルチパス波用遅延プロファイルが第２遅延プロファイルに相当し、マルチパス波用レプリカ信号が第２レプリカ信号に相当する。
［１－６．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
［１－５．用語の対応］
本実施形態において、相関解析部４３２が第１プロファイル生成部に相当し、適応フィルタ４３３及び減算器４３４が第１抑制部に相当し、相関解析部４４２が第２プロファイル生成部に相当し、適応フィルタ４４３及び減算器４４４が第２抑制部に相当する。ＦＭ変調部４１４において出力レベルを調整する機能を実現するための構成が出力調整部に相当し、Ｓ１４０での処理が再設定処理に相当する。回り込み波用遅延プロファイルが第１遅延プロファイルに相当し、回り込み波用レプリカ信号が第１レプリカ信号に相当する。マルチパス波探査期間がマルチパス波探査期間に相当し、マルチパス波用遅延プロファイルが第２遅延プロファイルに相当し、マルチパス波用レプリカ信号が第２レプリカ信号に相当する。
［１－６．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【0079】
（１ａ）ＦＭ中継装置１では、親局波Ｄを受信してから再送遅延時間Ｔｒが経過するまでの期間をマルチパス波探索期間とし、中継波Ｄｒを送信してから所定時間ΔＴｒが経過するまでの期間を回り込み波探索期間として、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍと、回り込み波Ｕ０～Ｕｎとを区別して抽出する。したがって、マルチパス波及び回り込み波を、いずれも的確に抽出できる。
【0080】
すなわち、ＦＭ放送波は、音声信号の変化を中心周波数からの周波数偏移に変換して伝送するアナログ変調信号であり、地上デジタル放送波とは異なり、回り込み波Ｕを推定するための情報は重畳されていない。ＦＭ中継装置１では、回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍを、期間を区切って探査することで、ＦＭ放送波に特別な信号を重畳することなく、親局波Ｄと同一周波数の回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍの推定を可能としている。
【0081】
（１ｂ）ＦＭ中継装置１では、回り込み波Ｕ０～Ｕｎに基づく信号成分を受信ＩＱ信号から除去するために用いる回り込み波用レプリカＩＱ信号を、中継波Ｄｒの生成に用いる送信ＩＱ信号、即ち、回り込み波Ｕ０～Ｕｎの元となる信号から生成する。このため、ＦＭ中継装置１によれば、発振の原因となる回り込み波Ｕ０～Ｕｎに基づく成分を的確に抑制できる。
【0082】
（１ｃ）ＦＭ中継装置１では、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍに基づく信号成分を受信ＩＱ信号から除去するために用いるマルチパス波用レプリカＩＱ信号を、受信ＩＱ信号から抽出された親局信号、すなわち、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍの元となる信号から生成する。このため、ＦＭ中継装置１によれば、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍに基づく成分を的確に抑制できる。
【0083】
（１ｄ）ＦＭ中継装置１において、回り込み波除去部４３及びマルチパス波除去部４４は、いずれも処理の時点で受信ＩＱ信号に含まれる受信強度が最も大きい１つの回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍについての遅延プロファイルを生成する。従って、処理を繰り返す毎に、回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍの影響は、いずれも信号強度の大きい順に抑制される。このため、適応フィルタ４３３，４４３で生成可能なレプリカＩＱ信号の最大数を超えない限り、任意の数の回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍに対処できる。
【0084】
（１ｅ）ＦＭ中継装置１では、起動時及び発振検知時には、中継波Ｄｒの出力レベルを最小レベルに設定し、時間の経過（すなわち、回り込み波Ｕ０～Ｕｎを除去する処理の進捗）に伴って、出力レベルを徐々に増大させる。このため、ＦＭ中継装置１によれば、図７に示すように、回り込み波Ｕ０～Ｕｎの元となる中継波Ｄｒの最終的な出力信号が、親局波Ｄより大きいレベルで受信アンテナ２に回り込んでも、回り込み発振の発生を抑制できる。なお、回り込み波Ｕ０～Ｕｎを除去する処理の進捗は、時間の経過によって判定する以外に、遅延プロファイルの生成状況等によって判定してもよい。
【0085】
（１ｆ）ＦＭ中継装置１では、無音状態の検知時には、遅延プロファイルの更新を停止する。したがって、無音状態の影響で遅延プロファイルの精度、ひいてはレプリカＩＱ信号による回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍの抑制精度が低下することを抑制できる。
【0086】
（１ｇ）ＦＭ中継装置１では、受信信号をヒルベルト変換することで生成される受信ＩＱ信号から、レプリカＩＱ信号を減じること、すなわち、アナログ的な波形レベルで回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍの影響を抑制する処理を行う。このため、ＦＭ中継装置１によれば、回り込み波Ｕ及びマルチパス波Ｍが有する遅延時間ＤＬに関する情報と、強度Ａ及び位相θに関する情報とを、別個に分離することなく同時に処理できるため、装置構成を簡略化できる。
【0087】
［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【0088】
前述した第１実施形態では、１つの受信アンテナ２で受信される信号に基づいて処理を実行する。これに対し、第２実施形態では、２つの受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される信号に基づいて処理を実行する点で、第１実施形態と相違する。
【0089】
［２－２．構成］
図８に示すように、第２実施形態のＦＭ中継装置１Ａは、二つの受信アンテナ２Ａ，２Ｂと、二つの受信部３Ａ，３Ｂと、中継処理部４Ａと、送信部５と、パワーアンプ６と、送信アンテナ７と、を備える。
図８に示すように、第２実施形態のＦＭ中継装置１Ａは、二つの受信アンテナ２Ａ，２Ｂと、二つの受信部３Ａ，３Ｂと、中継処理部４Ａと、送信部５と、パワーアンプ６と、送信アンテナ７と、を備える。
【0090】
受信アンテナ２Ａ，２Ｂは、理想的には、親局波Ｄが同相で受信され、かつ、回り込み波Ｕ０が逆相（すなわち、１８０°の位相差）で受信されるように配置される。実際には、受信アンテナ２Ａ，２Ｂでそれぞれ受信される親局波Ｄと回り込み波Ｕ０の位相差は、正確に逆相である必要はなく、回り込み波Ｕ０を逆位相、かつ同レベルで合成したとき、親局波Ｄが残るように設定されていればよい。つまり、受信アンテナ２Ａ，２Ｂは、後述する信号合成部４０で生成される信号に、親局波Ｄに基づく信号成分である親局波成分が、信号再生部４１での処理に必要な信号強度で含まれるように配置される。
【0091】
具体的には、受信アンテナ２Ａ，２Ｂは、（１）（２）式のうち、少なくとも一方を満たすように配置されていればよい。但し、受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される親局波Ｄの位相差をΔθｐ、レベル差をΔＰｐ、回り込み波Ｕ０の位相差をΔθｒ、レベル差をΔＰｒとする。また、ＴＨθ，ＴＨＰは、信号再生部４１での処理に必要な信号強度に応じて設定される下限閾値であり、例えば、ＴＨθ＝１０°、ＴＨＰ＝３ｄＢに設定される。
【0092】
｜Δθｐ－Δθｒ｜≧ＴＨθ （１）
ΔＰｐ－ΔＰｒ≧ＴＨＰ （２）
受信アンテナ２Ａ，２Ｂは、無指向性アンテナでも指向性アンテナでもよい。親局波Ｄは、ＦＭ変調波であり、その中心周波数をｆｃとする。
ΔＰｐ－ΔＰｒ≧ＴＨＰ （２）
受信アンテナ２Ａ，２Ｂは、無指向性アンテナでも指向性アンテナでもよい。親局波Ｄは、ＦＭ変調波であり、その中心周波数をｆｃとする。
【0093】
受信部３Ａは、受信アンテナ２Ａに接続され、受信部３Ｂは、受信アンテナ２Ｂに接続される。
受信部３Ａ，３Ｂは、いずれも第１実施形態の受信部３と同様に構成される。なお、ローカル信号生成器３２は、受信部３Ａ，３Ｂで共通の構成とされてもよい。
受信部３Ａ，３Ｂは、いずれも第１実施形態の受信部３と同様に構成される。なお、ローカル信号生成器３２は、受信部３Ａ，３Ｂで共通の構成とされてもよい。
【0094】
以下では、受信部３Ａにて生成されるＩ信号及びＱ信号を総称して、第１受信ＩＱ信号と呼び、受信部３Ｂにて生成されるＩ信号及びＱ信号を総称して、第２受信ＩＱ信号と呼ぶ。
【0095】
中継処理部４Ａは、受信部３Ａ，３Ｂにて生成された第１受信ＩＱ信号と第２受信ＩＱ信号とを合成した合成ＩＱ信号をＦＭ復調し、再度、ＦＭ変調することで一定の振幅となるＩ信号及びＱ信号を再生する。以下では、中継処理部４Ａで再生されるＩ信号及びＱ信号を総称して、送信ＩＱ信号という。
【0096】
送信部５、パワーアンプ６、送信アンテナ７は、第１実施形態の場合と同様である。
［２－３．中継処理部］
中継処理部４Ａは、信号合成部４０と、信号再生部４１と、発振検知部４２と、回り込み波除去部４３と、マルチパス波除去部４４と、無音検知部４５とを備える。
［２－３．中継処理部］
中継処理部４Ａは、信号合成部４０と、信号再生部４１と、発振検知部４２と、回り込み波除去部４３と、マルチパス波除去部４４と、無音検知部４５とを備える。
【0097】
中継処理部４Ａの機能は、中継処理部４の機能と同様に、全てハードウェアによって実現されてもよいし、少なくとも一部が、プロセッサ及び非遷移的実体的記録媒体であるメモリを有するマイクロコンピュータが実行する処理によって実現されてもよい。
【0098】
なお、中継処理部４Ａにおいて、信号合成部４０以外の構成は、第１実施形態の中継処理部４と同様である。
［２－３－１．信号合成部］
信号合成部４０は、干渉波逆相合成部４０１と、合成誤差解析部４０２と、差分検出部４０３と、係数調整部４０４とを備える。
［２－３－１．信号合成部］
信号合成部４０は、干渉波逆相合成部４０１と、合成誤差解析部４０２と、差分検出部４０３と、係数調整部４０４とを備える。
【0099】
図９に示すように、干渉波逆相合成部４０１は、信号調整器８１と、加算器８２とを備える。信号調整器８１は、係数調整部４０４によって設定される合成係数（φ，Ａ）に従って、第２受信ＩＱ信号の位相及び信号強度を調整する。φは位相調整量であり、Ａはレベル調整量である。ここで、第１受信ＩＱ信号に含まれる最大の回り込み波Ｕ０をＵＡ０とし、第２受信ＩＱ信号に含まれる最大の回り込み波Ｕ０をＵＢ０とする。係数調整部４０４により、信号調整器８１の位相調整量φは、回り込み波ＵＢ０の位相が、回り込み波ＵＡ０とは逆相となるように設定される。また、信号調整器８１のレベル調整量Ａは、回り込み波ＵＢ０の信号強度が、回り込み波ＵＡ０の信号強度と一致するように設定される。ここでは、レベル調整量Ａとして、回り込み波ＵＡ０の信号強度を回り込み波ＵＢ０の信号強度で除した値をデシベルで表したものが用いられる。
【0100】
加算器８２は、信号調整器８１で、位相及び信号強度が調整された第２受信ＩＱ信号と、第１受信ＩＱ信号とを加算することで合成ＩＱ信号を生成する。これにより、回り込み波ＵＡ０，ＵＢ０が打消し合い、親局波ＤＡ，ＤＢが同相に近い状態で合成された合成ＩＱ信号が生成される。つまり、回り込み波ＵＡ０，ＵＢ０が干渉波成分に相当し、親局波ＤＡ，ＤＢが放送波成分に相当する。
【0101】
合成誤差解析部４０２は、合成ＩＱ信号の信号品質を検出する品質検出器９３０を有する。信号品質は、例えば、エラー量を用いることができる。エラー量は、ＦＭ変調信号の場合、単位時間当たりの振幅のばらつき（例えば、分散値）で表すことができる。
【0102】
合成誤差解析部４０２は、更に、５個の処理ブロックＢ１～Ｂ５を有する。各処理ブロックＢｉ（但し、ｉ＝１～５）は、信号調整器９１ｉと、加算器９２ｉと、品質検出器９３ｉとを有する。
【0103】
信号調整器９１ｉは、信号調整器８１と同様に構成され、加算器９２ｉは、加算器８２と同様に構成され、品質検出器９３ｉは、品質検出器９３０と同様に構成される。但し、係数調整部４０４によって信号調整器９１１～９１５に設定される合成係数がそれぞれ異なっている。
【0104】
具体的には、信号調整器８１に設定される合成係数（φ，Ａ）に基づいて、信号調整器９１１には、合成係数（φ，Ａ－ｄＡ）が設定される。信号調整器９１２には、合成係数（φ，Ａ＋ｄＡ）が設定される。信号調整器９１３には、合成係数（φ－ｄφ，Ａ）が設定される。信号調整器９１４には、合成係数（φ＋ｄφ，Ａ）が設定される。信号調整器９１５には、合成係数（φｓ，Ａ）が設定される。但し、ｄＡは微少な強度偏移量を表し、ｄφは微少な位相偏移量を表す。φｓは、位相調整量を３６０°スキャンすることを意味する。
【0105】
各処理ブロックＢｉは、信号調整器９１ｉに設定された合成係数に従って、位相及び信号強度が調整された第２受信ＩＱ信号と、第１受信ＩＱ信号とを加算することで制御用合成信号を生成し、生成された制御用合成信号の信号品質を検出する。
【0106】
つまり、合成誤差解析部４０２は、６種類の合成信号（すなわち、合成ＩＱ信号、及び５種類の制御用合成信号）のそれぞれについて、信号品質を検出して、係数調整部４０４に供給する。
【0107】
差分検出部４０３は、第１受信ＩＱ信号及び第２受信ＩＱ信号のそれぞれについて、予め設定された計測時間毎に、位相差の平均値及びレベル差の平均値を算出し、係数調整部４０４に供給する。計測時間は、例えば、１０ｍｓ（１００Ｈｚの逆数）が用いられるが、これに限定されるものではない。
【0108】
係数調整部４０４は、品質検出器９３０及び処理ブロックＢ１～Ｂ４にて検出された信号品質の検出結果に基づいて、信号品質を指標として、信号品質が最も良くなる（すなわち、エラー量が最小となる）ように、合成係数（φ，Ａ）を生成する。
【0109】
ここで、合成係数が（φ，Ａ－ｄＡ）、（φ，Ａ）、（φ，Ａ＋ｄＡ）であるとき、すなわち、位相調整量φを固定してレベル調整量Ａを微小に変化させたときの信号品質の検出結果の一例を、図１０の上段に示す。また、合成係数が（φ－ｄφ，Ａ）、（φ，Ａ）、（φ＋ｄφ，Ａ）であるとき、すなわち、レベル調整量Ａを固定して位相調整量φを微少に変化させたときの信号品質の検出結果の一例を、図１０の下段に示す。これら二つのグラフを参照し、現在の合成係数（φ，Ａ）に対して、マイナス側に変化させた合成係数（φ，Ａ－ｄＡ）、（φ－ｄφ，Ａ）の信号品質が良好（すなわち、エラー量が小）であれば、調整量φ，Ａをマイナス側に微調整する。現在の合成係数（φ，Ａ）に対して、プラス側に変化させた合成係数（φ，Ａ＋ｄＡ）、（φ＋ｄφ，Ａ）の信号品質が良好であれば、調整量φ，Ａをプラス側に微調整する。位相調整量φの微調整量Δφ、及びレベル調整量Ａの微調整量ΔＡは、固定値であってもよいし、マイナス側の信号品質とプラス側の信号品質との差又は比に応じて設定される可変値であってもよい。そして、合成係数（φ，Ａ－ｄ１）及び（φ，Ａ＋ｄＡ）での信号品質が等しくなり、かつ、合成係数（φ－ｄφ，Ａ）及び（φ＋ｄφ，Ａ）での信号品質が等しくなるように微調整を繰り返すことで、信号品質が最も良好となる合成係数（φ，Ａ）が得られる。
【0110】
但し、係数調整部４０４は、受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される回り込み波Ｕの受信強度が親局波Ｄの受信強度より高くなる、いわゆるマイナスＤ／Ｕとなっている場合は、差分検出部４０３で検出された位相差φAV及び強度差ＡAVを利用して、（３）（４）式を満たすように、合成係数（φ，Ａ）を設定する。
【0111】
φAV＋φ＝１８０° （３）
ＡAV＋Ａ＝０ｄＢ （４）
位相差φAVは、第１受信ＩＱ信号の位相の平均値から、第２受信ＩＱ信号の位相の平均値を減算した結果である。強度差ＡAVは、第１受信ＩＱ信号の強度の平均値を、第２受信ＩＱ信号の強度の平均値で除した結果であり、単位はデシベルである。
ＡAV＋Ａ＝０ｄＢ （４）
位相差φAVは、第１受信ＩＱ信号の位相の平均値から、第２受信ＩＱ信号の位相の平均値を減算した結果である。強度差ＡAVは、第１受信ＩＱ信号の強度の平均値を、第２受信ＩＱ信号の強度の平均値で除した結果であり、単位はデシベルである。
【0112】
すなわち、マイナスＤ／Ｕの場合は、差分検出部４０３では、レベルが最も大きい回り込み波Ｕ０についての位相差φAV及び強度差ＡAVが検出されるため、この値を、合成係数（φ，Ａ）として用いてもよい。
【0113】
受信アンテナ２Ａ，２Ｂの配置により、信号合成部４０に入力される、第１受信ＩＱ信号に含まれる親局波成分ＤＡと、第２受信ＩＱ信号に含まれる親局波成分ＤＢとは、図１１に示すように、略同位相となる。また、第１受信ＩＱ信号に含まれる回り込み波成分ＵＡと、第２受信ＩＱ信号に含まれる回り込み波成分ＵＢとは、１８０°に近い位相差を有するのが望ましいが、親局波成分の位相差と異なればよい。信号合成部４０では、回り込み波成分ＵＡ，ＵＢが、逆位相、且つ同じ信号強度となるように合成係数（φ，Ａ）で調整された第２受信ＩＱ信号と、第１受信ＩＱ信号とが加算合成される。その結果、合成された回り込み波成分ＵＡ，ＵＢは互いに打消し合い、親局波成分ＵＡ，ＵＢは、元からの位相ずれ量に位相調整量φだけ加わった位相差を有した状態で合成される。
【0114】
係数調整部４０４は、処理ブロックＢ５での検出結果、すなわち、合成係数（φｓ，Ａ）で合成された制御用合成信号の信号品質の検出結果に基づいて、図１２に示すような、位相合成パターングラフを生成する。位相合成パターングラフは、親局波Ｄの位相を０°として、合成時に加える位相調整量を０～３６０°変化させたときに各位相で検出される回り込み波Ｕ０の信号強度を表したものである。位相合成パターングラフの凹みに対応する位相が、親局波Ｄに対する回り込み波Ｕ０の位相差を表す。つまり、係数調整部４０４は、この位相差を有する信号（すなわち、回り込み波Ｕ０）の到来方向にアンテナ合成ヌルを形成することで、回り込み波Ｕ０を除去する。従って、合成係数の初期値は、位相合成パターンフラフから読みとられる位相差を用いて設定されてもよい。
【0115】
［２－４．動作］
システムの動作について説明する。
ＦＭ中継装置１Ａの起動直後では、中継処理部４で再生される送信ＩＱ信号は、最低強度で出力される。これにより、受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される回り込み波Ｕ０～Ｕｎの強度が十分に小さくなるため、回り込み波Ｕ０～Ｕｎによる発振が抑制される。
システムの動作について説明する。
ＦＭ中継装置１Ａの起動直後では、中継処理部４で再生される送信ＩＱ信号は、最低強度で出力される。これにより、受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される回り込み波Ｕ０～Ｕｎの強度が十分に小さくなるため、回り込み波Ｕ０～Ｕｎによる発振が抑制される。
【0116】
信号合成部４０は、受信アンテナ２Ａ，２Ｂで受信される回り込み波Ｕ０が逆相となり、信号強度が等しくなるように、第１受信ＩＱ信号と第２受信ＩＱ信号との間の位相差及びレベル差を調整して合成する。このため、図１３に示すように、合成ＩＱ信号では、最大の回り込み波Ｕ０が抑圧される。
【0117】
回り込み波除去部４３は、信号合成部４０にて除去することができない回り込み波Ｕ１～Ｕｎを、受信強度の大きい順に、遅延プロファイルを用いて除去する。仮に、信号合成部４０にて、回り込み波Ｕ０の抑圧が不十分であった場合には、合成ＩＱ信号において、抑圧された回り込み波Ｕ０の強度が最大強度となった時点で遅延プロファイルが生成される。このため、信号合成部４０で除去し切れずに残った回り込み波Ｕ０も合成ＩＱ信号から除去される。
【0118】
マルチパス波除去部４４は、マルチパス波Ｍ０～Ｍｍを、受信強度の大きい順に、遅延プロファイルを用いて除去する。
また、起動時等には、前述した回り込み波Ｕ０～Ｕｎを除去する処理の進捗に伴い、送信ＩＱ信号（ひいては、中継波Ｄｒ）の出力レベルが徐々に大きくなる。
また、起動時等には、前述した回り込み波Ｕ０～Ｕｎを除去する処理の進捗に伴い、送信ＩＱ信号（ひいては、中継波Ｄｒ）の出力レベルが徐々に大きくなる。
【0119】
［２－５．用語の対応］
本実施形態において、合成誤差解析部４０２及び係数調整部４０４が係数設定部に相当する。
本実施形態において、合成誤差解析部４０２及び係数調整部４０４が係数設定部に相当する。
【0120】
［２－６．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）～（１ｇ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）～（１ｇ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
【0121】
（２ａ）ＦＭ中継装置１Ａでは、最大強度の干渉波（例えば、回り込み波Ｕ０）を、二つの受信アンテナ２Ａ，２Ｂから得られる信号の合成によって除去するため、回り込み波Ｕの全体レベルを速やかに低下させることができる。その結果、回り込み波Ｕによる発振が抑制され、動作の安定性を向上させることができる。
【0122】
（２ｂ）ＦＭ中継装置１Ａでは、信号合成部４０は、二つの受信アンテナ２Ａ，２Ｂから得られる信号を合成することで、干渉波を除去するため、最大強度の干渉波が、中継波Ｄｒとは異なる波形を有する場合でも、この干渉波を有効に除去できる。例えば、同一チャンネルで異種プログラム放送が混信する場合においても、アンテナの合成によって異種プログラム放送の位相差が逆位相になるように制御され、混信を除去できる。この場合、最大強度の回り込み波Ｕ０は、遅延プロファイルを用いた処理で除去される。
【0123】
（２ｃ）ＦＭ中継装置１Ａでは、最大強度の干渉波が抑圧された合成ＩＱ信号に対して遅延プロファイルを用いた回り込み波Ｕの除去を行うため、回り込み波除去部４３が扱う信号強度のレンジを狭めることができ、回り込み波除去部４３の構成を簡略化できる。
【0124】
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は前述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【0125】
（３ａ）本開示では、メモリに記憶される遅延プロファイルは、ＦＭ中継装置１，１Ａの起動時に初期化（すなわち、Ｓ１１０）され、発振検知時に再設定（すなわち、Ｓ１４０）される。そして、初期化及び再設定時には、記憶内容をゼロクリアするように構成されているが、本開示は、これに限定されるものではない。例えば、メモリに、遅延プロファイルの更新履歴を記憶させ、相関解析部４３２，４４２は、発振検知時に、遅延プロファイルが記憶されたメモリの記憶内容をゼロクリアする代わりに、更新履歴に基づいて、遅延プロファイルの内容を発振検知前の状態に戻してもよい。このような構成によれば、発振検知後、回り込み波Ｕ０～Ｕｎの影響が十分に抑制された状態に、速やかに復帰させることができる。
【0126】
（３ｂ）本開示では、起動時及び発振検知時における中継波Ｄｒの出力レベルの制御を、ＦＭ変調部４１４で行っているが、増幅器５５や、パワーアンプ６の増幅率を変化させることで行ってもよいし、別途設けた減衰器によって行ってもよい。
【0127】
（３ｃ）本開示では、ＦＭ中継装置１，１Ａを、ＳＦＮを用いるＦＭ同期放送システムにおいて放送エリアを拡張する場合について例示したが、これに限定されるものではなく、ＦＭ同期放送ではない通常のＦＭ放送システムにおいて放送エリアを拡張する場合に適用してもよい。
【0128】
（３ｄ）ＦＭ中継装置１，１Ａは、受信ＩＱ信号（ＦＭ中継装置１Ａの場合は、第１受信ＩＱ信号、第２受信ＩＱ信号、及び合成ＩＱ信号のうち少なくとも一つ）の状態や、合成誤差解析部４０２による信号品質の検出結果（ＦＭ中継装置１Ａの場合のみ）を表示するための構成を備えてもよい。具体的には、ＦＭ中継装置１，１Ａは、受信ＩＱ信号を複素平面上にプロットした画像、信号品質をグラフ化した画像（ＦＭ中継装置１Ａの場合のみ）を表す画像信号を生成する画像信号生成部と、画像信号を出力する画像出力端子とを備えてもよい。更に、画像出力端子に接続される表示装置や、画像信号を外部の表示装置（例えば、携帯電話等）に送信する無線通信器等を備えてもよい。
【0129】
受信ＩＱ信号を複素平面上にプロットした画像は、図１４に示すように、回り込み波やマルチパス波あるいは異種プログラム混信波による干渉がない場合と、干渉がある場合とで、異なる画像が得られるため、干渉の有無を視覚的に確認できる。信号品質をグラフ化した画像（例えば、図１０及び図１２を参照）は、例えば、合成係数を（φ＝１８０°，Ａ＝１）に固定して表示させることで、受信アンテナ２Ａ，２Ｂの設置時に状態を確認しながら作業を進めることができる。
【0130】
（３ｅ）ＦＭ中継装置１，１Ａでは、親局波Ｄに用いる受信ＩＱ信号と、中継波Ｄｒ（ひいては、送信ＩＱ信号）とで、搬送波の中心周波数が同一に設定されているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、中継波Ｄｒの搬送波の中心周波数を、親局波Ｄの搬送波の中心周波数から、オフセット周波数Δｆｏだけ異ならせてもよい。この場合、オフセット周波数Δｆｏは、ＦＭ放送波において許容される中心周波数偏差（２０ｐｐｍ）の範囲内で設定され、例えば、１００Ｈｚ（搬送波信号の周波数が８０ＭＨｚなら１．２５ｐｐｍ）程度に設定されてもよい。
【0131】
また、この場合、受信ＩＱ信号又は合成ＩＱ信号と、送信ＩＱ信号との時間軸相関を算出する際に、畳み込み演算を行う区間の長さを、オフセット周波数Δｆｏの逆数であるオフセット時間Ｔｏに設定してもよい。これにより、受信ＩＱ信号又は合成ＩＱ信号に含まれる親局波Ｄに基づく信号成分は、送信ＩＱ信号との相関が弱くなり、相関解析部４３２での計算上では一種のノイズとして検出される。従って、親局波Ｄに基づく信号成分が、回り込み波Ｕの検出において妨害となることを抑制できる。つまり、中継波Ｄｒと親局波Ｄとで搬送波の中心周波数をオフセット周波数Δｆｏだけ異ならせることで、ＦＭ放送波に特別な信号を重畳することなく回り込み波の推定を可能としてもよい。
【0132】
（３ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
【0133】
（３ｇ）前述したＦＭ中継装置１，１Ａの他、当該ＦＭ中継装置１，１Ａとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、遅延プロファイル生成方法など、様々な形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【0134】
１，１Ａ…ＦＭ中継装置、２，２Ａ，２Ｂ…受信アンテナ、３，３Ａ，３Ｂ…受信部、４，４Ａ…中継処理部、５…送信部、６…パワーアンプ、７…送信アンテナ、４０…信号合成部、４１…信号再生部、４２…発振検知部、４３…回り込み波除去部、４４…マルチパス波除去部、４５…無音検知部、４０１…干渉波逆相合成部、４０２…合成誤差解析部、４０３…差分検出部、４０４…係数調整部、４３１…帯域制限フィルタ、４３２，４４２…相関解析部、４３３，４４３…適応フィルタ、４３４，４４４…減算器、４４１…親局波抽出部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】