特開 2024-15899 送信システムおよびプログラム

(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】P2024015899

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】送信システムおよびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/04 20060101AFI20240130BHJP

   H03F 1/32 20060101ALI20240130BHJP

   H04L 27/00 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

H04B1/04 R

H03F1/32 141

H04L27/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022118275

(22)【出願日】2022-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100163511

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 啓太

(72)【発明者】

【氏名】小島 政明

(72)【発明者】

【氏名】秋山 良太

(72)【発明者】

【氏名】横澤 真介

(72)【発明者】

【氏名】小泉 雄貴

(72)【発明者】

【氏名】長坂 正史

(72)【発明者】

【氏名】亀井 雅

【テーマコード（参考）】

5J500

5K060

【Ｆターム（参考）】

5J500AA01

5J500AA41

5J500AC21

5J500AC92

5J500NG03

5K060BB07

5K060CC04

5K060CC13

5K060DD03

5K060DD05

5K060HH11

5K060KK06

(57)【要約】

【課題】ハードウェア規模を低減しつつ、歪補償機能を実現する。
【解決手段】送信装置１００は、デジタル信号を所定の変調方式で変調したＩＱ信号を生成するマッピング部１０２と、ＩＱ信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第１の波形整形を行うＱＲＲＦ部１０６と、第１の波形整形後のＩＱ信号をＤ／Ａ変換して、変調波信号として信号処理装置２００に出力するＤ／Ａ変換部１０５と、を備え、信号処理装置２００は、送信装置１００から出力された変調波信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２０１と、所定の伝送器による伝送路歪を補償する信号成分を付加する疑似伝送器２０２と、疑似伝送器２０２を通過した信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第２の波形整形を行うＱＲＲＦ部２０３と、第２の波形整形後の信号をＤ／Ａ変換して所定の伝送器に出力するＤ／Ａ変換部２０４と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

デジタル信号が所定の変調方式で変調された変調波信号を生成する送信装置と、前記変調波信号が伝送される所定の伝送路による伝送路歪を補償するための信号成分を前記変調波信号に付加する信号処理装置とを備え、
前記送信装置は、
前記デジタル信号を前記所定の変調方式で変調したＩＱ信号を生成するマッピング部と、
前記ＩＱ信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第１の波形整形を行う第１の波形整形部と、
前記第１の波形整形後のＩＱ信号をＤ／Ａ変換して、前記変調波信号として前記信号処理装置に出力するＤ／Ａ変換部と、を備え、
前記信号処理装置は、
前記送信装置から出力された変調波信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記伝送路上の所定の伝送器の特性の逆特性を有し、前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換後の信号の通過により、前記所定の伝送器による伝送路歪を補償する信号成分を付加する疑似伝送器と、
前記疑似伝送器を通過した信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第２の波形整形を行う第２の波形整形部と、
前記第２の波形整形後の信号をＤ／Ａ変換して前記所定の伝送器に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える送信システム。

【請求項2】

コンピュータを、請求項１に記載の送信装置として動作させるプログラム。

【請求項3】

コンピュータを、請求項１に記載の信号処理装置として動作させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送信システムおよびプログラムに関する。

【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、放送衛星に備えられた伝送器（衛星中継器）を使って、複数の放送事業者が独立したＴＳ（トランスポートストリーム）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－Ｓ、ＩＳＤＢ－Ｓ３、ＤＶＢ－Ｓ２、ＤＶＢ－Ｓ２Ｘなどがある。

【0003】

図４は、従来の衛星放送システム１Ａの構成例を示す図である。図４に示す衛星放送システム１Ａは、送信装置２と、衛星中継器３と、複数の受信装置４（受信装置４－１～４－Ｎ（Ｎは１以上の自然数）とを備える。なお、送信装置２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２は、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号などの制御情報で指定される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・データ信号などを多重した主信号を衛星中継器３に送信する。変調方式としては、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２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、実衛星（衛星中継器３）に向けてアップリンクされる。

【0005】

衛星中継器３は、送信装置２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３は、進行波管増幅器（以下、「ＴＷＴＡ」と称する。）３２と、ＴＷＴＡ３２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。）３１と、ＴＷＴＡ３２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。）３３と、を備える。

【0006】

ＩＭＵＸフィルタ３１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。ＩＭＵＸ３１は、送信装置２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抽出する。ＴＷＴＡ３２は、ＩＭＵＸ３１により抽出された１チャンネル分の放送波信号の電力を増幅する。ＯＭＵＸフィルタ３３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。ＯＭＵＸフィルタ３３は、ＴＷＴＡ３２により増幅された信号から、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抽出する。ＯＭＵＸフィルタ３３による不要周波数成分の抑圧後、ＯＭＵＸフィルタ３３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）から受信装置４－１～４－Ｎに向けて送信される。ＴＷＴＡ３２の入出力特性（ＡＭ／ＡＭ特性およびＡＭ／ＰＭ特性）の一例を図５に示す。また、ＩＭＵＸフィルタ３１およびＯＭＵＸフィルタ３３の応答特性（周波数対振幅特性および周波数対群遅延特性）の一例を図６に示す。

【0007】

受信装置４－１～４－Ｎは、多重された放送波信号とともに伝送されるＴＭＣＣ信号などの制御情報を絶えず監視することにより、送信装置２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】

ＴＷＴＡ３２においては、入出力電力および位相偏移特性などの影響により、所望のＩＱ信号点からずれが生じることがある。また、ＩＭＵＸフィルタ３１およびＯＭＵＸフィルタ３３においては、周波数振幅および群遅延特性などの影響により、シンボル間干渉が生じ、所望の信号点から広がりが生じることがある。伝送路内では、ＩＱ信号点のずれおよび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（例えば、非特許文献１参照）。また、変調方式として、１６ＡＰＳＫあるいは３２ＡＰＳＫのような多値振幅位相変調方式を用いる場合、衛星中継器３のＴＷＴＡ３２のような電力増幅器は一般にバックオフをとる（入力レベルを下げて、出力レベルを下げた状態で運用する）ことが行われる。

【0009】

ここで、ＴＷＴＡ３２におけるバックオフについて説明する。ＴＷＴＡ３２は、入力レベルと出力レベルと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。しかしながら、ＴＷＴＡ３２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、また、入力信号に対する出力信号の位相も回転する。従って、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。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、出力飽和点という。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Ｘ［ｄＢ］」といい、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Ｙ［ｄＢ］」という。

【0010】

バックオフをとることで出力電圧が低下し、結果として、受信装置４における受信Ｃ／Ｎマージンが小さくなる（非特許文献１参照）。衛星放送システムの受信側は一般に、受信アンテナの開口径が４５ｃｍと小さく、晴天時においても受信Ｃ／Ｎマージンが約２０ｄＢと小さい。そのため、所要Ｃ／Ｎと出力バックオフとはトレードオフの関係にあり、所要Ｃ／Ｎと出力バックオフとの加算値ができる限り小さくなる運用が、回路設計上、有利となる。

【0011】

受信装置４は、多重された放送波信号とともに伝送されるＴＭＣＣ信号などの制御情報を絶えず監視することにより、送信装置２において様々な伝送制御が行われても、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。

【0012】

特許文献１には、衛星中継器で発生する歪を補償する歪補償機能を備えた送信装置が記載されている。特許文献１に記載の送信装置においては、衛星中継器３で発生する伝送路歪に対して、デジタル信号処理段で、衛星中継器３を模擬した疑似伝送路の特性を付加することで、伝送路歪を事前に発生させる。その後、ベクトル演算により理想的な信号点（以下、「理想信号点」と称する。）からみた歪ベクトルに対する逆ベクトルとなるように信号点が補正される。こうすることで、実際の伝送路では、ＩＱ信号点のずれおよび広がりがキャンセルされるので、受信側の信号点を理想信号点に収束させることができる。

【0013】

また、特許文献２には、歪補償の汎用性向上を目的に、歪補償機能を有する信号処理装置（外付対応歪補償装置）を、歪補償機能を有さない一般的な送信装置の後段に設置する構成が記載されている。特許文献２に記載の構成においては、外付対応歪補償装置には、送信装置が生成した変調波信号が入力される。外付対応歪補償装置は、入力された変調波信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号に伝送路歪の逆特性を付加し、帯域制限フィルタにより補償による帯域外不要波成分を除去した上でＤ／Ａ変換する。こうすることで、特許文献２に記載の外付対応歪補償装置によれば、伝送路による所要Ｃ／Ｎの劣化を軽減することができる。非特許文献２には、特許文献２に示される構成の有効性が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特許第６６８１６７２号公報

【特許文献2】特開２０２１－１６４０９８号公報

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】電子情報通信学会技術報告ＳＡＴ２０１９－５３

【非特許文献2】電子情報通信学会技術報告ＳＡＴ２０２１－５２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

上述したような衛星放送システムにおいては、送信側の設備には、ハードウェア規模を低減しつつ、歪補償機能を実現することが求められる。

【0017】

本発明の目的は、上述した課題を解決し、ハードウェア規模を低減しつつ、歪補償機能を実現することができる送信システムおよびプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決するため、本発明に係る送信システムは、デジタル信号が所定の変調方式で変調された変調波信号を生成する送信装置と、前記変調波信号が伝送される所定の伝送路による伝送路歪を補償するための信号成分を前記変調波信号に付加する信号処理装置とを備え、前記送信装置は、前記デジタル信号を前記所定の変調方式で変調したＩＱ信号を生成するマッピング部と、前記ＩＱ信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第１の波形整形を行う第１の波形整形部と、前記第１の波形整形後のＩＱ信号をＤ／Ａ変換して、前記変調波信号として前記信号処理装置に出力するＤ／Ａ変換部と、を備え、前記信号処理装置は、前記送信装置から出力された変調波信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、前記伝送路上の所定の伝送器の特性の逆特性を有し、前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換後の信号の通過により、前記所定の伝送器による伝送路歪を補償する信号成分を付加する疑似伝送器と、前記疑似伝送器を通過した信号に対して、４乗根のルートロールオフフィルタにより第２の波形整形を行う第２の波形整形部と、前記第２の波形整形後の信号をＤ／Ａ変換して前記所定の伝送器に出力するＤ／Ａ変換部と、を備える。

【0019】

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上述した送信装置として動作させる。

【0020】

また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上述した信号処理装置として動作させる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る送信システムおよびプログラムによれば、ハードウェア規模を低減しつつ、歪補償機能を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る送信システムを含む衛星放送システムの構成例を示す図である。

【図2】図１に示す送信装置および信号処理装置の構成例を示す図である。

【図3】図２および図９に示す信号処理装置の出力信号のスペクトラム特性を示す図である。

【図4】衛星放送システムの構成例を示す図である。

【図5】ＴＷＴＡが備える特性の一例を示す図である。

【図6】ＩＭＵＸフィルタおよびＯＭＵＸフィルタが備える特性一例を示す図である。

【図7】歪補償機能を備えない、従来の送信装置の構成の一例を示す図である。

【図8】歪補償機能を備える、従来の送信装置の構成の一例を示す図である。

【図9】従来の信号処理装置（外付対応外付対応歪補償装置）の構成例を示す図である。

【図10】図９に示す疑似伝送器の特性の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0024】

まず、比較のために、図７から図９を参照して、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０の構成、特許文献１に開示されるような、歪補償機能を備える従来の送信装置３００の構成、および、特許文献２に開示されるような、従来の信号処理装置（外付対応歪補償装置）４００の構成について説明する。まず、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０の構成について説明する。

【0025】

図７は、送信装置１０の構成例を示す図である。送信装置１０は、例えば、ＩＳＤＢ－Ｓ３方式に準拠した一般的な送信装置である。

【0026】

図７に示すように、送信装置１０は、Ｓ／Ｐ変換部１０１と、マッピング部１０２と、Ｕ／Ｓ部１０３と、ルートロールオフフィルタ部（以下、「ＲＲＦ部」と称する。）１０４と、Ｄ／Ａ変換・直交変調部１０５とを備える。

【0027】

Ｓ／Ｐ変換部１０１は、伝送すべきデジタル信号（情報ビットのシリアル系列）が入力される。Ｓ／Ｐ変換部１０１は、入力されたデジタル信号を、１ビットずつ、後述するマッピング部１０２によるマッピングのビット数（例えば、変調方式が３２ＡＰＳＫであれば５ビット）に応じた並列のビット列に変換し、マッピング部１０２に出力する。

【0028】

マッピング部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列のビット列を、所定の変調方式（π／２シフトＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＡＰＳＫ、３２ＡＰＳＫなど）でＩＱ平面上にマッピングしたＩＱ信号（ＩＱ_data）を生成し、Ｕ／Ｓ部１０３に出力する。

【0029】

Ｕ／Ｓ部１０３は、マッピング部１０２から出力されたＩＱ信号のサンプル点に対し、２倍以上のアップサンプリングを行う（サンプル点とサンプル点との間を非サンプル点で補完する）。以下では、Ｕ／Ｓ部１０３は、２倍のアップサンプリングを行うものとする。

【0030】

ＲＲＦ部１０４は、Ｕ／Ｓ部１０３により２倍のアップサンプリングが行われた、非サンプル点を含むＩＱ信号に対して、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行う。帯域制限フィルタ処理には一般的に、ルートロールオフ特性を有するデジタルフィルタが用いられる。ルートロールオフ特性は、ロールオフ特性の理論式（ナイキスト定理）に基づき、送信側でルート根（√Ｒ（ｆ））、また、受信側でルート根（√Ｒ（ｆ））となる。伝送路としてはこれらが乗算されるため、受信側では以下の式（１）で示されるナイキスト定理（Ｒ（ｆ））を満たすシンボル間干渉のない受信が可能となる。

【0031】

【数1】

【0032】

式（１）において、ｆは周波数、Ｔはシンボル周期、αはロールオフ率（本実施形態では、例えば、０．０３）である。

【0033】

Ｄ／Ａ変換・直交変調部１０５は、ＲＲＦ部１０４による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変調波信号を生成する。

【0034】

次に、歪補償機能を備える従来の送信装置３００の構成について説明する。図８は、歪補償機能を備える従来の送信装置３００の構成例を示す図である。

【0035】

図８に示すように、歪補償機能を備える従来の送信装置３００は、Ｓ／Ｐ変換部３０１と、マッピング部３０２と、Ｕ／Ｓ部３０３，３１２と、ＲＲＦ部３０４，３０６，３１３と、疑似伝送器３０５と、Ｄ／Ｓ部３０７と、遅延部３０８と、ベクトル加算部３０９，３１１と、逆特性係数部３１０と、Ｄ／Ａ変換・直交変調部３１４とを備える。遅延部３０８、ベクトル加算部３０９，３１１および逆特性係数部３１０は、ベクトル演算部３１５を構成する。

【0036】

Ｓ／Ｐ変換部３０１は、伝送すべきデジタル信号（情報ビットのシリアル系列）が入力される。Ｓ／Ｐ変換部３０１は、入力されたデジタル信号を、１ビットずつ、後述するマッピング部３０２によるマッピングのビット数（例えば、変調方式が３２ＡＰＳＫであれば５ビット）に応じた並列のビット列に変換し、マッピング部３０２に出力する。

【0037】

マッピング部３０２は、Ｓ／Ｐ変換部３０１から出力された並列のビット列を、所定の変調方式（π／２シフトＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＡＰＳＫ、３２ＡＰＳＫなど）でＩＱ平面上にマッピングしたＩＱ信号（ＩＱ_data）を生成し、Ｕ／Ｓ部３０３および遅延部３０８に出力する。

【0038】

Ｕ／Ｓ部３０３は、マッピング部３０２から出力されたＩＱ信号のサンプル点に対し、２倍以上のアップサンプリングを行い、アップサンプリング後のＩＱ信号をＲＲＦ部３０４に出力する。

【0039】

ＲＲＦ部３０４は、Ｕ／Ｓ部３０３によるアップサンプリング後のＩＱ信号に対して、図７を参照して説明したＲＲＦ部１０４と同様にして、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行い、帯域制限フィルタ処理後のＩＱ信号を疑似伝送器３０５に出力する。

【0040】

疑似伝送器３０５は、ＲＲＦ部３０４から出力されたＩＱ信号が衛星中継器（伝送器）３を通過した場合の信号を疑似した信号を生成し、ＲＲＦ部３０６に出力する。疑似伝送器３０５は、疑似ＩＭＵＸフィルタ３１ａと、疑似ＴＷＴＡ３２ａと、疑似ＯＭＵＸフィルタ３３ａとを備える。疑似ＩＭＵＸフィルタ３１ａは、特性値として、図６に示すＩＭＵＸフィルタ３１の特性を近似した設定値を有し、ＲＲＦ部３０４から出力された信号から、１チャンネル分の帯域成分のみを抽出する。疑似ＴＷＴＡ３２ａは、特性値として、図５に示すＴＷＴＡ３２の特性を近似した設定値を有し、疑似ＩＭＵＸフィルタ３１ａにより抽出された１チャンネル分の帯域成分の信号の電力を増幅する。疑似ＯＭＵＸフィルタ３３ａは、特性値として、図６に示すＯＭＵＸフィルタ３３の特性を近似した設定値を有し、ＴＷＴＡ３２ａにより増幅された信号から、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抽出して出力する。これにより、疑似伝送器３０５は、送信するデジタル信号の信号点のマッピング後の理想信号点に対して、衛星中継器３によって生じうる信号点のずれを模擬した信号点を有するＩＱ信号を出力することができる。

【0041】

ＲＲＦ部３０６は、疑似伝送器３０５から出力されたＩＱ信号に対して、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行い、帯域制限フィルタ処理後のＩＱ信号をＤ／Ｓ部３０７に出力する。

【0042】

Ｄ／Ｓ部３０７は、ＲＲＦ部３０６から出力されたＩＱ信号から、非サンプル点を含むＩＱ信号点を間引いて（ダウンサンプリングを行い）、Ｕ／Ｓ部３０３によるアップサンプリング前の元の信号に戻す。例えば、Ｕ／Ｓ部３０３により２倍のアップサンプリングが行われている場合、Ｄ／Ｓ部３０７は、ＲＲＦ部３０６から出力された信号点を１／２に間引く。Ｄ／Ｓ部３０７は、ダウンサンプリング後のＩＱ信号をベクトル加算部３０９に出力する。

【0043】

遅延部３０８は、ベクトル加算部３０９，３１１に入力される２系統の信号を同期させるために、マッピング部３０２から出力されたＩＱ信号を遅延させ、ベクトル加算部３０９およびベクトル加算部３１１に出力する。すなわち、遅延部３０８は、疑似伝送器３０５およびＲＲＦ部３０６などで生じる遅延量と同じ遅延量だけ、マッピング部３０２から出力されたＩＱ信号を遅延させて、ベクトル加算部３０９，３１１に出力する。

【0044】

ベクトル加算部３０９は、Ｄ／Ｓ部３０７から出力されたＩＱ（疑似伝送器３０５を通過後のＩＱ信号）の信号点ベクトルと、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号の信号点ベクトルとを加算し、逆特性係数部３１０に出力する。ここで、ベクトル加算部３０９は、遅延部３０８側の入力を符号反転している。したがって、ベクトル加算部３０９は、Ｄ／Ｓ部３０７から出力されたＩＱ信号の信号点ベクトルから、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号の信号点ベクトルを差し引いた誤差ベクトルを逆特性係数部３１０に出力する。上述したように、Ｄ／Ｓ部３０７から出力されたＩＱ信号は、マッピング後の信号が疑似伝送器３０５を通過したことにより生じた歪を含む信号である。また、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号は、Ｄ／Ｓ部３０７から出力されたＩＱ信号と同期する信号である。したがって、ベクトル加算部３０９は、疑似伝送器３０５の通過により生じた歪成分を誤差ベクトルとして逆特性係数部３１０に出力する。

【0045】

逆特性係数部３１０は、ベクトル加算部３０９から出力された誤差ベクトルに所定の係数（例えば、１）を乗算して、ベクトル加算部３１１に出力する。

【0046】

ベクトル加算部３１１は、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号の信号点ベクトルと、逆特性係数部３１０により所定の係数が乗算された誤差ベクトルとを加算する。ここで、ベクトル加算部３１１は、逆特性係数部３１０側の入力を符号反転している。したがって、ベクトル加算部３１１は、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号の信号点ベクトルから、所定の係数が乗算された誤差ベクトルを差し引いた信号をＵ／Ｓ部３１２に出力する。上述したように、遅延部３０８から出力されたＩＱ信号は、Ｄ／Ｓ部３０７から出力されたＩＱ信号と同期する信号である。また、誤差ベクトルは、マッピング後の信号が疑似伝送器３０５を通過したことにより生じた歪成分である。したがって、ベクトル加算部３１１は、マッピング後の信号に対して、疑似伝送器３０５の通過による歪を補正した（疑似伝送器３０５の逆特性を付加した）信号を歪補償信号として出力する。

【0047】

Ｕ／Ｓ部３１２は、ベクトル加算部３１１から出力されたＩＱ信号のサンプル点に対し、２倍以上のアップサンプリングを行い、アップサンプリング後のＩＱ信号をＲＲＦ部３１３に出力する。

【0048】

ＲＲＦ部３１３は、Ｕ／Ｓ部３１２によるアップサンプリング後のＩＱ信号に対して、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行い、帯域制限フィルタ処理後の信号をＤ／Ａ変換・直交変調部３１４に出力する。

【0049】

Ｄ／Ａ変換・直交変調部３１４は、ＲＲＦ部３１３から出力された信号をＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換後の信号を直交変調して、変調波信号として出力する。

【0050】

図８を参照して説明した、歪補償機能を備える従来の送信装置３００では、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０に対して、Ｕ／Ｓ部３０３、疑似伝送器３０５、ＲＲＦ部３０６、Ｄ／Ｓ部３０７およびベクトル演算部３１５を付加する必要があり、ハードウェア規模の増大を招いてしまう。

【0051】

次に、従来の信号処理装置（外付対応歪補償装置）４００の構成について説明する。図９は、従来の信号処理装置４００の構成例を示す図である。

【0052】

図９に示すように、従来の信号処理装置４００は、Ａ／Ｄ変換部２０１と、疑似伝送器２０２と、帯域制限フィルタ４０１と、Ｄ／Ａ変換部２０４とを備える。

【0053】

Ａ／Ｄ変換部２０１は、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０により生成された変調波信号が入力される。送信装置１０と信号処理装置４００とは、例えば、ＩＦ信号ケーブルにより接続される。Ａ／Ｄ変換部２０１は、ＩＦ信号ケーブルを介して、変調波信号が送信装置１０から入力される。Ａ／Ｄ変換部２０１は、入力された変調波信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のＩＱ信号を疑似伝送器２０２に出力する。

【0054】

疑似伝送器２０２は、伝送路上の所定の伝送器（衛星中継器３）が有する特性の逆特性を有する。疑似伝送器２０２は、例えば、図１０に示すように、図５に示すＴＷＴＡ３２の入出力特性（ＡＭ／ＡＭ特性およびＡＭ／ＰＭ特性の逆特性を有する。すなわち、図１０に示す疑似伝送器２０２が備える入出力特性は、ＴＷＴＡ３２におけるＡＭ／ＡＭ特性およびＡＭ／ＰＭ特性（図５）の逆成分となる値に補正した特性である。具体的には、疑似伝送器２０２のＡＭ／ＡＭ特性は、ＴＷＴＡ３２のＡＭ／ＡＭ特性の利得を反転させた特性である。また、疑似伝送器２０２のＡＭ／ＰＭ特性は、ＴＷＴＡ３２のＡＭ／ＰＭ特性の値を符号反転した特性である。

【0055】

図９を再び参照すると、疑似伝送器２０２は、Ａ／Ｄ変換部２０１から出力されたＡ／Ｄ変換後のＩＱ信号を通過させ、帯域制限フィルタ４０１に出力する。疑似伝送器２０２を通過することで、伝送路上の伝送器の逆特性がＩＱ信号に付加される。伝送路上の伝送器の逆特性がＩＱ信号に付加されることで、伝送路上の所定の伝送器による伝送路歪が補償される。このように、疑似伝送器２０２は、伝送路上の所定の伝送器（例えば、衛星中継器３のＴＷＴＡ３２）の特性の逆特性を有し、Ａ／Ｄ変換部２０１によるＡ／Ｄ変換後の信号の通過により、所定の伝送器による伝送路歪を補償する信号成分を付加する。

【0056】

帯域制限フィルタ４０１は、疑似伝送器２０２から出力されたＩＱ信号から、疑似伝送器２０２が備える非線形特性（図１０）により発生した帯域外不要波を抑圧する。ここで、送信装置１０においては、ルートロールオフ特性を有するデジタルフィルタにより波形整形を行っている。そのため、（（１＋α）／２Ｔ）≦｜ｆ｜の帯域で抑圧を行わなければ、デジタル信号の品質に影響し、結果として所要Ｃ／Ｎの劣化を引き起こす懸念がある。そこで、例えば、非特許文献２では、ＩＳＤＢ－Ｓ３のナイキスト帯域（３３．７５６１ＭＨｚ）に対し、３５ＭＨｚの通過帯域で帯域制限フィルタの設計を行っている。

【0057】

帯域制限フィルタ４０１は、帯域外不要波の抑圧後のＩＱ信号をＤ／Ａ変換部２０４に出力する。

【0058】

Ｄ／Ａ変換部２０４は、帯域制限フィルタ４０１から出力されたＩＱ信号をＤ／Ａ変換し、変調波信号として衛星中継器３に送信（アップリンク）する。

【0059】

次に、本開示の一実施形態に係る送信システム５を含む衛星放送システム１の構成について説明する。

【0060】

図１は、本実施形態に係る送信システム５を含む衛星放送システム１の構成例を示す図である。図１において、図４と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0061】

本実施形態に係る送信システム５は、送信対象の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生成し、衛星中継器３に送信するものである。図１に示すように、送信システム５は、送信装置１００と、信号処理装置２００とを備える。

【0062】

送信装置１００は、送信対象のデジタル信号が所定の変調方式で変調された変調波信号を生成し、信号処理装置２００に出力する。

【0063】

信号処理装置２００は、変調波信号が伝送される所定の伝送路（図１の例では、衛星中継器３）による伝送路歪を補償するための信号成分を変調波信号に付加し、衛星中継器３に送信する。信号処理装置２００は、例えば、送信装置１００に外付可能な装置であり、送信装置１００における伝送方式に関わりなく、送信装置１００により生成された変調波信号に対して歪補償を行うことができる。

【0064】

次に、送信装置１００および信号処理装置２００の構成について説明する。図２は、送信装置１００および信号処理装置２００の構成例を示す図である。図２において、図９と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。まず、送信装置１００の構成について説明する。

【0065】

図２に示すように、本実施形態に係る送信装置１００は、Ｓ／Ｐ変換部１０１と、マッピング部１０２と、Ｕ／Ｓ部１０３と、ＱＲＲＦ部１０６と、Ｄ／Ａ変換・直交変調部１０５とを備える。本実施形態に係る送信装置１００は、図９に示す従来の送信装置１０と比較して、ＲＲＦ部１０４をＱＲＲＦ部１０６に変更した点が異なる。

【0066】

第１の波形整形部としてのＱＲＲＦ部１０６は、マッピング部１０２により生成されたＩＱ信号（Ｕ／Ｓ部１０３によるアップサンプリング後のＩＱ信号）に対して、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行う。ここで、ＱＲＲＦ部１０６は、４乗根のルートロールオフフィルタにより波形整形（第１の波形整形）を行う。したがって、ＱＲＲＦ部１０６の伝達関数は、（^４√Ｒ（ｆ））となる。Ｒ（ｆ）は１以下の正の実数であるため、ＱＲＲＦ部１０６による波形整形後の信号には、ＲＲＦによる波形整形後の信号よりも、高い周波数対振幅成分が残る。なお、ＱＲＲＦ部１０６からの出力は、電力が規格化されるものとする。ＱＲＲＦ部１０６は、波形整形後のＩＱ信号（第１の波形整形後のＩＱ信号）をＤ／Ａ変換・直交変調部１０５に出力する。Ｄ／Ａ変換・直交変調部１０５に出力された波形整形後のＩＱ信号（第１の波形整形後のＩＱ信号）はＤ／Ａ変換され、Ｄ／Ａ変換後の信号が直交変調されて、変調波信号として信号処理装置２００に出力される。

【0067】

次に、本実施形態に係る信号処理装置２００の構成について説明する。

【0068】

図２に示すように、本実施形態に係る信号処理装置２００は、Ａ／Ｄ変換部２０１と、疑似伝送器２０２と、ＱＲＲＦ部２０３と、Ｄ／Ａ変換部２０４とを備える。本実施形態に係る信号処理装置２００は、図９に示す従来の信号処理装置４００と比較して、帯域制限フィルタ４０１をＱＲＲＦ部２０３に変更した点が異なる。

【0069】

第２の波形整形部としてのＱＲＲＦ部２０３は、疑似伝送器２０２を通過した信号に対して、帯域制限フィルタ処理による波形整形を行う。ここで、ＱＲＲＦ部２０３は、４乗根のルートロールオフフィルタにより波形整形（第２の波形整形）を行う。したがって、ＱＲＲＦ部２０３の伝達関数は、（^４√Ｒ（ｆ））となる。Ｒ（ｆ）は１以下の正の実数であるため、ＱＲＲＦ部２０３による波形整形後の信号には、ＲＲＦによる波形整形後の信号よりも、高い周波数対振幅成分が残る。

【0070】

ＱＲＲＦ部１０６，２０３による帯域制限フィルタ処理により、送信システム５（信号処理装置２００）から出力される変調波信号は、ルートロールオフ特性（√Ｒ（ｆ））を有するスペクトルの信号となる。そのため、受信側で式（１）のナイキスト定理が満たされるような、変調波信号の伝送が可能となる。すなわち、本実施形態に係る送信システム５は、歪補償機能を備える従来の送信装置３００と同様に歪補償を行うことができる。

【0071】

また、本実施形態においては、疑似伝送器２０２を通過した信号に対してＱＲＲＦ部２０３による帯域制限フィルタ処理を行うため、信号処理装置２００の出力信号においては、帯域外不要波は、図９に示す信号処理装置４００の出力信号と比べて、帯域外不要波が残留する可能性を低減することができる。

【0072】

また、本実施形態に係る送信装置１００の構成は、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０におけるＲＲＦ部１０４をＱＲＲＦ部１０６に変更するだけでよい。また、本実施形態に係る送信装置１００によれば、歪補償機能を備える従来の送信装置３００のように、従来の送信装置１０に対して、Ｕ／Ｓ部３０３、疑似伝送器３０５、ＲＲＦ部３０６、Ｄ／Ｓ部３０７およびベクトル演算部３１５などを付加する必要がなく、ハードウェア規模の増大を招くことはない。また、本実施形態に係る信号処理装置２００の構成は、従来の信号処理装置４００における帯域制限フィルタ４０１をＱＲＲＦ部２０３に変更するだけでよい。したがって、送信装置１００および信号処理装置２００から構成される、本実施形態に係る送信システム５によれば、ハードウェア規模を低減しつつ、歪補償機能を実現することができる。

【0073】

なお、疑似伝送器２０２に入力されるＩＱ信号は好適には、図９に示すように、帯域制限フィルタ４０１による帯域制限フィルタ処理後のＩＱ信号であるが、ＱＲＲＦ部２０３による帯域制限フィルタ処理後のＩＱ信号も近似的に取り扱うことが可能である。以下では、ＱＲＲＦ部１０６，２０３による帯域制限フィルタ処理を行った場合にも受信性能に影響しないことを、本実施形態に係る信号処理装置２００および従来の信号処理装置４００それぞれの出力信号のスペクトラム特性と併せて検証する。

【0074】

変調波信号の伝送パラメータはＩＳＤＢ－Ｓ３に準拠するものとし、変調方式は３２ＡＰＳＫ、符号化率は３／４とした。また、図１に示すＴＷＴＡ３２の動作点としては、入力バックオフ（ＩＢＯ）を３．４６ｄＢと設定した。また、図２に示す疑似伝送器２０２の動作点も同値とした。

【0075】

図７に示す、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０により衛星伝送した場合、衛星中継器３の出力バックオフ（ＯＢＯ）は２．２ｄＢ、受信後の所要Ｃ／Ｎは１４．３ｄＢとなった。回路設計上は所要Ｃ／ＮとＯＢＯとの加算値（所要Ｃ／Ｎ＋ＯＢＯ）ができる限り小さくなる運用が有利である。したがって、従来の送信装置１００を所要Ｃ／Ｎ＋ＯＢＯで評価すると、１６．５ｄＢとなった。

【0076】

これに対し、図９に示す送信装置１０および信号処理装置４００からなる送信システムにより衛星伝送した場合、ＯＢＯは２．６ｄＢとなり、所要Ｃ／Ｎは１３．２ｄＢとなり、所要Ｃ／Ｎ＋ＯＢＯは１５．８ｄＢとなった。したがって、図９に示す送信システムによれば、図７に示す、歪補償機能を備えない従来の送信装置１０と比較して、０．７ｄＢの改善が得られた。

【0077】

また、本実施形態に係る送信システム５により衛星伝送した場合、ＯＢＯは２．６ｄＢとなり、所要Ｃ／Ｎは１３．２ｄＢとなり、所要Ｃ／Ｎ＋ＯＢＯは１５．８ｄＢとなった。したがって、本実施形態に係る送信システム５によれば、図９に示す送信システムと同等の性能が得らえた。

【0078】

図３は、図９に示す信号処理装置４００および本実施形態に係る信号処理装置２００の出力信号のスペクトラム特性を示す図である。図３においては、信号処理装置４００の帯域制限フィルタ４０１として、非特許文献２に記載の通過帯域が３５ＭＨｚであるフィルタを用いた。

【0079】

図３に示すように、従来の信号処理装置４００の出力信号には帯域外不要波が含まれるのに対し、本実施形態に係る信号処理装置２００の出力信号では、当該帯域外不要波が取り除かれていることが確認できた。

【0080】

実施形態では特に触れていないが、コンピュータを、送信装置１００または信号処理装置２００として動作させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。

【0081】

あるいは、送信装置１００または信号処理装置２００が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ、および、メモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成され、送信装置１００または信号処理装置２００に搭載されるチップが提供されてもよい。

【0082】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0083】

１，１Ａ 衛星放送システム
２，１０，１００，３００ 送信装置
２００，４００ 信号処理装置
３ 衛星中継器
４ 受信装置
５ 送信システム
３１ ＩＭＵＸフィルタ
３１ａ 疑似ＩＭＵＸフィルタ
３２ ＴＷＴＡ
３２ａ 疑似ＴＷＴＡ
３３ ＯＭＵＸフィルタ
３３ａ 疑似ＯＭＵＸフィルタ
１０１，３０１ Ｓ／Ｐ変換部
１０２，３０２ マッピング部
１０３，３０３，３１２ Ｕ／Ｓ部
１０６ ＱＲＲＦ部（第１の波形整形部）
３０４，３０６，３１３ ＲＲＦ部
２０２，３０５ 疑似伝送器
３０７ Ｄ／Ｓ部
３０８ 遅延部
３０９，３１１ ベクトル加算部
３１０ 逆特性係数部
３１４ Ｄ／Ａ変換・直交変調部
２０１ Ａ／Ｄ変換部
２０３ ＱＲＲＦ部（第２の波形整形部）
２０４ Ｄ／Ａ変換部
４０１ 帯域制限フィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】