特許 7597666 伝送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】伝送装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

H04L27/26 420

H04L27/26 114

H04L27/26 410

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021119535

(22)【出願日】2021-07-20

(65)【公開番号】P2023015631

(43)【公開日】2023-02-01

【審査請求日】2023-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】神谷 伶

【審査官】北村 智彦

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１５９４１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１４０６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２７７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１３３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】地上デジタル放送用デジタルＳＴＬ／ＴＴＬ伝送方式，ARIB STD-B22，第2.1版，一般社団法人電波産業会，2014年03月18日，pp.71-75

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ２７／００－２７／３８

Ｈ０４Ｂ １／０６

Ｈ０４Ｂ １／１０

Ｈ０４Ｂ ７／１４－７／２２

(57)【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、前記位相雑音の圧縮の効果が当該低雑音従属同期方式よりも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。

【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。

【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（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｔｏ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｌｉｎｋ）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（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｅａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）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：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）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（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）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】

【数1】

【0012】

（３）式における分母（１＋（Ｃ／Ｎ）_ｏｆｄｍ／（Ｃ／Ｎ）_{ｌｏｃａｌ}）は、受信側における熱雑音の増加度に対応する。この増加度をｄＢ表示した値をＸとして、Ｘは下の（４）式のとおりとなる。

【0013】

【数2】

【0014】

すなわち、パイロット信号の帯域幅ｂを広くすることによって、熱雑音は大きくなる。これは、前記の位相雑音とは逆の関係となる。更に、前記の非特許文献１に記載されたように、ＩＦ－ＴＴＬにおいては、パイロット信号以外にも、ＳＣ（サービスチャンネル）信号がＯＦＤＭ信号に対して多重される場合もある。このように、ＯＦＤＭ信号（主信号）以外の信号が複数種類多重されている場合には、より一般化して、ＯＦＤＭ信号以外のこの各成分の種類に対応した指数をｉとし、対応する成分のレベルをＰ_ｉとすると、総電力ＰとＯＦＤＭ電力Ｐ_ｏｆｄｍの関係は、以下の（５）式のとおりとなり、これをＸと同様にｄＢ表示したＹは（６）式の通りとなる。ここで、ｉで識別される各成分には、前記のパイロット信号、ＳＣ信号が含まれ、ここではこれら以外の成分も含めて一般化されている。

【0015】

【数3】

【0016】

このＹは熱雑音の増加度となる。上記のＸ（（４）式）とＹ（（６）式）の和（Ｘ＋Ｙ）が受信側における雑音の増加を示す雑音増加係数ｚとなり、回線設計時においては受信機の熱雑音に加算されて考慮される。上記の３種類の伝送方式におけるパイロット信号、ＳＣ信号の緒元については非特許文献１に記載され、図９は、その内容の一部を示す表である。前記のように、低雑音従属同期方式においては、パイロット信号の抽出帯域を広く設定することによって、位相雑音を圧縮することができる。

【0017】

また、非特許文献１にも記載されている諮問第１１０号情報通信審議会答申「デジタル方式のＳＴＬ／ＴＴＬの技術的条件」に述べられているように、全雑音（Ｃ／Ｎ）の目標値を設定した場合、各雑音成分の配分をこれに応じて設定することができる。図１０は、全雑音（Ｃ／Ｎ）を３７．６ｄＢとした場合におけるこの配分の例を示す。ここで示されたローカル雑音は前記の位相雑音の圧縮に関連し、熱雑音は前記の雑音増加係数に関連する。

【0018】

また、このような雑音成分の配分は、実際には親局送信機から最終的なユーザのテレビジョン受信機までの間で考慮する必要がある。この点についても、非特許文献１に記載され、ここでは、ＴＴＬの区間でフェージングが発生して（受信電力が低下して）Ｃ／Ｎが劣化して放送システムがダウンする場合のＣ／ＮとしてスレッショールドＣ／Ｎが定義される。システムの設計上、このスレッショールドＣ／Ｎを適正な根拠に基づき適正な値に設定することが要求され、この際にも前記のようなノイズ成分の配分が行われる。このスレッショールドＣ／Ｎの設定は、合理的な基準に基づいて行われ、例えば、この基準を、「放送エリアでフェージングが発生していない場合には干渉・マルチパス雑音は配分された値よりも小さく、エリアの半分の面積の境界にある受信機ではＣ／Ｎが２２ｄＢとする」とすることができる。図１１の表は、対象となるエリアをその広さに応じた４種類とした場合における、この場合の雑音（Ｃ／Ｎ）の配分を示す。ここで、伝送路雑音がＴＴＬに対するスレッショールドＣ／Ｎとなり、その値は２８ｄＢとなっている。

【0019】

このようにスレッショールドＣ／Ｎが定められた場合には、これに対する裕度が問題となり、回線設計においては、定常時の熱雑音のＣ／ＮとこのスレッショールドＣ／Ｎの差がこの裕度に対応するフェージングマージンとして定義される。ここで用いられる熱雑音のＣ／Ｎ（（Ｃ／Ｎ）_ＮＦ）は、受信電界のレベルをＰ_ｉｎ［ｄＢｍ］、ボルツマン定数をｋ［Ｊ／Ｋ］、温度をＴ［Ｋ］、雑音指数をｗ、前記の雑音増加係数をｚとすると、以下の（７）式で与えられる。

【0020】

【数4】

【0021】

すなわち、フェージングマージンの算定においては、ローカル雑音（位相雑音）ではなく、熱雑音が問題になる。あるいは、フェージングが発生する状況では、位相雑音ではなく熱雑音が支配的になる。この場合、（７）式より、本来の熱雑音成分（ｌｏｇ成分）に加えて、低雑音従属同期方式では雑音増加係数ｚの影響が加わるため、その分（Ｃ／Ｎ）_ＮＦが小さくなり、フェージングマージンが低下する。

【0022】

また、上記のようなフェージングマージンの算定は、受信強度が低い場合には搬送波全体の電界強度が一様に減衰していることを前提としている。しかしながら、実際には特定の周波数帯においてのみ電界強度が低下する場合（周波数選択性フェージング）もある。この周波数選択性フェージングが図８において広い帯域をもつＯＦＤＭ信号の範囲で発生した場合には、部分的なサブキャリアの減衰が発生するだけであるため、他のサブキャリアによってこの影響が補償されれば、これによる実質的な受信特性の劣化は小さい。しかしながら、これと比べて狭い帯域のパイロット信号でこのような周波数選択性フェージングが発生した場合には、パイロット信号は受信機側で正常に認識できなくなるため、ＯＦＤＭ信号の帯域に異常が発生しなくとも、適正にＩＦ信号を生成することができなくなる。パイロット信号を使用しない独立同期方式においてはこうした問題は発生しない。

【0023】

このため、フェージングが発生しやすい（受信電界強度が低下しやすい）状況下では、独立同期方式が好ましい。あるいは、パイロット信号を用いない独立同期方式においてはこのようにパイロット信号に起因する問題は発生しないため、パイロット信号に起因する問題が発生するような環境下では好ましい。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0024】

【文献】ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ２２ 地上デジタル放送用デジタルＳＴＬ／ＴＴＬ伝送方式

【特許文献】

【0025】

【文献】国際公開公報ＷＯ２０１８／１５９４１１

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0026】

低雑音従属同期方式では、位相雑音が圧縮されるという目的は達成される一方で、雑音増加係数ｚに起因してフェージングマージンが低下した。雑音増加係数ｚはＸ（（４）式）で示されるようにパイロット信号の帯域幅ｂが広い場合に大きくなる。一方、低雑音従属同期方式では帯域幅ｂを広くすることによって位相雑音を圧縮することが本来の目的であり、帯域幅ｂを狭くすることにより、位相雑音の圧縮が困難となる。すなわち、従来の低雑音従属同期方式では、熱雑音の低減と位相雑音の圧縮はトレードオフの関係にあり、このために、特に受信電界が低下する（フェージングが発生する）ような状況下では総合的な雑音の影響を低減することは困難であった。

【0027】

このため、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が望まれた。

【0028】

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、上記課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0029】

本発明の伝送装置は、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、前記位相雑音の圧縮の効果が当該低雑音従属同期方式よりも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。
本発明の伝送装置において、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てもよい。
本発明の伝送装置は、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ってもよい。
本発明の伝送装置において、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ってもよい。
本発明の伝送装置は、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。

【発明の効果】

【0030】

本発明によると、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ことができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る伝送装置における受信機の構成を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る伝送装置における、切替動作の前後における雑音の状況を模式的に示す図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態に係る伝送装置における送信機、受信機の構成を示す図である。

【図4】本発明の第１、第２の実施の形態に係る伝送装置における受信機の動作の例を示すフローチャートである。

【図5】本発明の第３の実施の形態に係る伝送装置において用いられる伝送信号の周波数配列の例である。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係る伝送装置における送信機、受信機の構成を示す図である。

【図7】従属同期方式で動作する従来の伝送装置における送信機、受信機の例の構成を示す図である。

【図8】従属同期方式で動作する従来の伝送装置において用いられる伝送信号の周波数配列の例である。

【図9】非特許文献１に記載された、独立同期方式、標準従属同期方式、低雑音従属同期方式におけるパイロット信号、サービスチャンネル（ＳＣ）信号の緒元を示す表である。

【図10】諮問第１１０号情報通信審議会答申「デジタル方式のＳＴＬ／ＴＴＬの技術的条件」に記載された、全雑音（Ｃ／Ｎ）の目標値を設定した場合における、各雑音成分の配分の例である。

【図11】４種類のエリアを設定した場合における、雑音の成分毎の配分の例である。

【0032】

次に、本発明を実施するための形態に係る伝送装置について具体的に説明する。この伝送装置は、ＩＦ－ＴＴＬ方式かつ低雑音従属同期方式で動作する伝送装置である。このため、この伝送装置においては、前記のように、伝送されるべき本来の信号であるＯＦＤＭ信号（主信号）に対して、パイロット信号が付加されて伝送信号（ＲＦ信号）として用いられる。このパイロット信号は、受信したＲＦ信号を周波数変換（ダウンコンバート）してＩＦ信号とする際に用いられる受信側ローカル信号を生成するために用いられる。これにより、位相雑音とＯＦＤＭ信号における位相雑音が相殺するように、周波数変換が行われる。

【0033】

ただし、前記のように、熱雑音の低減と位相雑音の圧縮はトレードオフの関係にあるため、従来は雑音の影響を総合的に低減することは困難であった。これに対して、本発明では、以下に説明する構成によって、雑音の影響が特に受信強度が低い場合に低減されることによって、総合的に低減される。以下に説明する各実施の形態においては、このような動作の目的は共通であるが、このために行われる動作あるいは構成が異なる。

【0034】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る伝送装置１は、常に従属同期方式で動作し、受信側において使用されるパイロット信号の帯域が２種類に設定される。図１は、この伝送装置１における受信機１０の構成を示す図である。ここで用いられる送信機は、図７に示された従来の伝送装置９における送信機８０と変わりがないために、その記載を省略する。このため、ここで用いられる伝送信号（ＲＦ信号）の周波数配列も、図８に示されたものと同様である。

【0035】

受信機１０において、分離器１１、ローカル発振器（受信側ローカル発振器）１３、ミキサ１４、１５、ＡＧＣ１６は、それぞれ前記の受信機９０における分離器９１、ローカル発振器（受信側ローカル発振器）９３、ミキサ９４、９５、ＡＧＣ９６と同様である。ここで、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）で制限される点についても受信機９０と同様であるが、このための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、分離器１８１によって分岐されたＲＦ信号の一部を検波器１８２が検知し、切替制御部１７２が受信電界Ｐ_ｉｎを認識することによって制御される。ここで、帯域幅の広いＢＰＦ１２Ａは、標準的な低雑音従属同期方式に対応したものであり、ＰＬ１は図７におけるＰＬと等しい。ここで、受信電界がある値（切替閾値Ｐ_ＳＷ）を下回った場合に、切替制御部１７２は、切替器１７１をＢＰＦ１２Ａ（ＰＬ１）からＢＰＦ１２Ｂ（ＰＬ２）を選択するように切り替える。

【0036】

以下に、図１１に示されたようにスレッショールドＣ／Ｎが２８ｄＢである場合における、この切替動作の例について説明する。（４）式により、雑音増加係数はパイロット信号の帯域幅（ＢＰＦの帯域幅）ｂに応じて定まり、例えば帯域幅の広いＢＰＦ１２Ａを用いた場合には４．５ｄＢ、帯域幅の狭いＢＰＦ１２Ｂを用いた場合に０ｄＢであるものとする。すなわち、（７）式により、ＢＰＦ１２Ａを用いた通常の状態からＢＰＦ１２Ｂに切り替えることによって、受信機１０におけるローカル信号の熱雑音Ｃ／Ｎ（（Ｃ／Ｎ）_Ｌｏ）は、４．５ｄＢだけ改善する。この際の受信電界のレベルＰ_ｉｎが、この切替を行う際の受信電界Ｐ_ＳＷであるものとすると、（７）式より、以下の（８）式が成立する。

【0037】

【数5】

【0038】

この場合、Ｔを２９８Ｋ（２５℃）、Ｂ＝６ＭＨｚ、ｗ＝４とし、ＢＰＦ１２ＡもしくはＢＰＦ１２Ｂを用いた場合の（Ｃ／Ｎ）_Ｌｏが３５ｄＢである場合、Ｐ_ＳＷは－７１．５ｄＢｍとなる。Ｐ_ｉｎがこのＰ_ＳＷとなった場合に切替を行わない場合に（Ｃ／Ｎ）_ＬｏがスレッショールドＣ／Ｎ（＝２８ｄＢ）に達する受信電界Ｐ_ｉｎは－７４．１ｄＢとなるのに対し、切替を行った場合におけるこのＰ_ｉｎは－７８．６ｄＢとなる。すなわち、この差４．５ｄＢがフェージングマージンの増加分となる。図２に、この状況（左側：切替前、右側：切替後）を模式的に示す。すなわち、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。

【0039】

すなわち、このような受信機１０を用い、パイロット信号の帯域幅を受信電界レベルに応じて切り替えることによって、受信電界Ｐ_ｉｎが高い状況では低雑音従属同期方式を用いながら、受信電界Ｐ_ｉｎが低い状況では、この状況で支配的となる熱雑音の影響をＢＰＦの切替により低減することによって、フェージングマージンを高く維持することができる。

【0040】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る伝送装置２においては、前記の伝送装置１において受信電界Ｐ_ｉｎと切替閾値Ｐ_ＳＷの大小関係に応じてＢＰＦの帯域幅が変更されたのに対し、これらの大小関係に応じて方式（低雑音従属同期方式、独立同期方式）の切替が行われる。こうした構成は、フェージングの状況によって特に受信側で適正にパイロット信号に起因する問題が発生しやすくなる場合に好ましい。

【0041】

図３は、伝送装置２における送信機２０、受信機３０の構成を示す図である。ここでは、前記の伝送装置１の場合とは異なり、送信機２０の構成が従来の伝送装置９における送信機８０とは異なるため、ここでは、送信機２０、受信機３０の構成が示されている。この送信機２０におけるパイロット信号発振器２１、合成器２２、ミキサ２４については、前記の送信機８０におけるパイロット信号発振器８１、合成器８２、ミキサ８４と、それぞれ同様である。このため、ここで用いられるＲＦ信号、ＩＦ信号も、図８に示されたものと同様に、ＯＦＤＭ信号（ＯＦＤＭ）にパイロット信号ＰＬが多重されて構成されている。

【0042】

ただし、ここでＩＦ信号をＲＦ信号に変換するために用いられるローカル発振器（送信側ローカル発振器）２３１は、通常の独立同期方式の場合に用いられる外部基準信号（例えばＧＮＳＳ信号）と同期するように設定され、このために、この外部信号を入手するための外部基準信号入手部２３２が設けられる。このため、ここで用いられる送信側ローカル信号ＬｏＴ２は、外部基準信号と同期する。これにより、この伝送装置２は、従属同期方式（低雑音従属同期方式）として動作できると共に、独立同期方式としても動作することもできる。

【0043】

図３の受信機３０において、分離器３１、ＢＰＦ３２、ミキサ３４、３５、ＡＧＣ３６は、前記の受信機９０における分離器９１、ＢＰＦ９２、ミキサ９４、９５、ＡＧＣ９６と、それぞれ同様である。ＢＰＦ３２は、低雑音従属同期方式に対応した広い透過帯域を有する。また、ここで用いられる第１ローカル発振器３３は、前記の受信機９０におけるローカル発振器（受信側ローカル発振器）９３と同様である。このため、受信機３０で受信されたＲＦ信号から分離器３１によってパイロット信号を分離してＢＰＦ３２を通過させることによって、受信機３０側で用いるパイロット信号ＰＬが抽出され、このパイロット信号ＰＬを用いて第１受信側ローカル信号ＬｏＲ１が生成される。この第１受信側ローカル信号ＬｏＲ１は、図７における受信側ローカル信号ＬｏＲと等しい。このため、この第１受信側ローカル信号ＬｏＲ１を用いた低雑音従属同期方式によってＩＦ信号（ＯＦＤＭ信号）を得ることができる。

【0044】

一方、この受信機３０においては、第１ローカル発振器３３とは別の第２ローカル発振器３７１も設けられる。第２ローカル発振器３７１は送信機２０側におけるローカル発振器（送信側ローカル発振器）２３１に対応し、送信機２０側で用いられた外部基準信号と共通の外部基準信号と同期するように設定され、このために、この外部信号を入手するための外部基準信号入手部３７２が設けられる。第２ローカル発振器３７１によって生成された第２受信側ローカル信号ＬｏＲ２は、外部基準信号を介して送信機２０側のローカル信号ＬｏＴ２と同期がとれているため、この場合にはパイロット信号を用いる必要はない。このように第２受信側ローカル信号ＬｏＲ２を生成し、これを受信側ローカル信号ＬｏＲとして用いて周波数変換を行う動作は、通常の独立同期方式と同様である。

【0045】

このため、この受信機３０においては、通常の低雑音従属同期方式の動作と通常の独立同期方式の動作の２種類が切り替えて行われる。この切替動作においては、ＬｏＲ１、ＬｏＲ２のいずれかを選択してＬｏＲとする切替器３８１が設けられる。切替器３８１におけるこの切り替え動作は、ＢＰＦ３２を通過し生成されたパイロット信号について分離器３９１によって分岐された信号の一部を検波器３９２が検知して切替制御部３８２が受信電界Ｐ_ｉｎを認識することによって制御される。すなわち、切替制御部３８２は、受信電界Ｐ_ｉｎが大きな場合（Ｐ_ｉｎ≧Ｐ_ＳＷ）の場合にはＬｏＲ１を選択し、受信電界Ｐ_ｉｎが小さな場合（Ｐ_ｉｎ＜Ｐ_ＳＷ）の場合にはＬｏＲ２を選択するように動作する。これにより、この受信機３０は、受信電界Ｐ_ｉｎが大きな場合には通常の低雑音従属同期方式で動作し、受信電界Ｐ_ｉｎが小さく熱雑音の影響が大きくなる場合には、パイロット信号を用いない独立同期方式で動作する。

【0046】

こうした動作は、受信電界Ｐ_ｉｎが小さい場合において特に周波数選択性フェージングが発生しやすく、パイロット信号が失われる場合等、パイロット信号に起因する問題が発生しやすい場合において、特に好ましい。

【0047】

上記の受信機１０における切替制御部１７２（切替器１７１）、受信機３０における切替制御部３８２（切替器３８１）の動作は、受信電界Ｐ_ｉｎに応じて同様に行われる。このため、上記の受信機１０、３０は、共に、受信強度が高い場合には通常の低雑音従属同期方式の動作（第１の動作）を行い、受信強度が低い場合には、通常の低雑音従属同期方式とは異なる、これよりも位相雑音の圧縮効果の小さな、他の方式の動作（第２の動作）を行う。第１の動作、第２の動作の切替は、前記のように受信電界Ｐ_ｉｎの大小（Ｐ_ＳＷとの間の大小関係）に応じて行われるが、フェージングが発生する状況下では、実際には受信電界Ｐ_ｉｎは短時間で激しく変動する場合が多いため、一時的な受信電界Ｐ_ｉｎとＰ_ＳＷとの単純な大小関係のみで切替を行った場合には、切替が不適正となる場合がある。このため、受信強度が通常の（高い）状態であり第１の動作が設定されている場合から受信強度が低下した場合には、素早く第２の状態に切り替えることが好ましいが、ここから受信強度が高まった場合には、即時に第１の状態に切り替えずに、一定期間の間において受信状態が良好であることが認められた場合において第１の状態に切り替えることが好ましい。

【0048】

図４は、このような切替制御部１７２（切替制御部３８２）の動作の例を示すフローチャートである。ここでは、上記の動作のために、検波器１８２（検波器３９２）によって受信電界Ｐ_ｉｎを認識するだけでなく、ＡＧＣ１６（ＡＧＣ３６）における制御電圧の時間変化率αが用いられる。αの絶対値の大きさは受信状況の変動の激しさに対応する。

【0049】

ここでは、受信機が通常の低雑音標準同期方式の動作（第１の動作）をさせる状態を標準設定（受信機１０においては切替器１７１がＰＬ１（ＢＰＦ１２Ａ）側に接続された状態、受信機３０においては切替器３８１がＬｏＲ１側に接続された状態）とし、第２の動作をさせる状態を非標準設定（受信機１０においては切替器１７１がＰＬ２（ＢＰＦ１２Ｂ）側に接続された状態、受信機３０においては切替器３８１がＬｏＲ２側に接続された状態）とする。以下では、受信機１０における切替制御部１７２における動作について説明するが、受信機３０における切替制御部３８２の動作も同様である。

【0050】

図４において、まず、切替制御部１７２は、初期状態として、切替器１７１をＰＬ１（ＢＰＦ１２Ａ）側とする（標準設定とする（Ｓ１））。次に、切替制御部１７２は、検波器１８２によって受信電界Ｐ_ｉｎを認識し、Ｐ_ｉｎ＜Ｐ_ＳＷであれば（Ｓ２：Ｙｅｓ）、切替器１７１をＰＬ２（ＢＰＦ１２Ｂ）側に切り替える（非標準設定とする（Ｓ３））。この判定（Ｓ２）は、例えば短時間の一定周期で行うことができ、Ｐ_ｉｎ≧Ｐ_ＳＷであれば、受信状態が良好であるとみなされるため、標準状態が維持される。

【0051】

非標準設定に切り替えられた場合（Ｓ３）、以降は、切替制御部１７２は、この状態を変えるか否か（標準設定に再び戻すか否か）の判定を行う。このためには、切替制御部１７２は、ＡＧＣ１６における制御電圧の時間変化率αのモニターを開始する（Ｓ４）。次に、切替制御部１７２は、所定の期間（Ｘ秒間）の間における、αの絶対値（｜α｜）と、ある閾値α０との大小関係を判定する（Ｓ５）。ここで、この期間内において常時｜α｜≦α０の場合（Ｓ５：Ｎｏ）は、この期間内における受信状態の変化が小さいと考えられるため、次に、再びＰ_ｉｎとＰ_ＳＷの大小関係が判定される（Ｓ６）。ここでＰ_ｉｎ≧Ｐ_ＳＷであれば（Ｓ６：Ｎｏ）、急激な受信状態の変動はなくＸ秒間において安定して受信状態が良好であったと考えられるため、切替制御部１７２は、切替器１７１を再び標準設定に戻す（Ｓ７）。これによって、再び初期状態（Ｓ１）に戻る。

【0052】

Ｘ秒間の間において｜α｜＞α０となった場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）には、この期間における受信状態は不安定であると認識されるため、即時に標準設定に戻すことは好ましくない。このため、切替制御部１７２は、再び、次のＸ秒間における｜α｜とα０との大小関係を判定する（Ｓ８）。ここで、この期間内において｜α｜≦α０の場合（Ｓ８：Ｎｏ）には、受信状態が緩やかに回復したと考えられるため、前記の場合と同様に、切替制御部１７２は、切替器１７１を再び標準設定に戻す（Ｓ７）。

【0053】

次のＸ秒間において｜α｜＞α０となった場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、切替制御部１７２は、所定の期間（Ｙ秒間）において常時Ｐ_ｉｎ≧Ｐ_ＳＷであったか否かを判定する（Ｓ９）。常時Ｐ_ｉｎ≧Ｐ_ＳＷであった場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）には、Ｐ_ｉｎが高くなった状態が長期間維持されたと考えられるため、αの値によらず、切替制御部１７２は、切替器１７１を再び標準設定に戻す（Ｓ７）。この期間内でＰ_ｉｎ＜Ｐ_ＳＷとなった場合があった場合（Ｓ９：Ｎｏ）には、再びＸ秒間における｜α｜とα０との大小関係の判定（Ｓ８）が行われ、前記の動作が繰り返される。

【0054】

上記の動作によれば、受信状態が劣化した場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）には即時に非標準設定への切替が行われる（Ｓ３）のに対して、非標準設定から標準設定の切替は、一定期間（Ｘ秒間、Ｙ秒間）にわたる良好な受信状態の継続が認められた場合（Ｓ５：Ｎｏ、Ｓ８：Ｎｏ、Ｓ９：Ｙｅｓ）においてのみ行われる。これによって、フェージングが発生しやすい状況下でもこの伝送装置１、２を安定して動作させることができる。なお、図４のフローチャートはこのような動作の一例であり、一定期間において受信状態が良好であったか否かの判断基準は適宜設定が可能である。

【0055】

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る伝送装置３は、常時低雑音従属同期方式で動作し、伝送装置１（受信装置１０）、伝送装置２（受信装置３０）におけるような、状況に応じた信号の切替は行われない。この伝送装置３においては、送信機４０において、ＯＦＤＭ信号に対して２種類のパイロット信号が同時に付加される。図５は、この場合のＲＦ信号の周波数配列を図８に対応させて示す。ここで、一方のパイロット信号（第１パイロット信号ＰＬＡ）は図８におけるパイロット信号ＰＬと同一であり、その中心周波数はＦ０＋４ＭＨｚとなる。これに対して、他方のパイロット信号（第２パイロット信号ＰＬＢ）は、図５において第１パイロット信号ＰＬＡと対称な位置に設定され、その中心周波数はＦ０－４ＭＨｚとされる。

【0056】

図６は、この伝送装置３（送信機４０、受信機５０）の構成を示す図である。送信機４０におけるローカル発振器（送信側ローカル発振器）４３、ミキサ４４は送信機８０におけるローカル発振器（送信側ローカル発振器）８３、ミキサ８４と同様であり、これらによってＩＦ信号からＲＦ信号が生成される点も同様である。

【0057】

ただし、この送信機４０においては、第１パイロット信号ＰＬＡを発振する第１パイロット信号発振器４１Ａ、第２パイロット信号ＰＬＢを発振する第２パイロット信号発振器４１Ｂが同時に用いられ、第１パイロット信号ＰＬＡ、第２パイロット信号ＰＬＢが合成器４２でＯＦＤＭ信号に多重されることによって、図５に対応した周波数配列の信号が生成され、これが変換されてＲＦ信号となる。第１パイロット信号ＰＬＡ、第２パイロット信号ＰＬＢには共通の位相雑音が重畳する。このため、低雑音従属同期方式の動作により、受信側でこれらを用いて位相雑音の圧縮を行うことができる。

【0058】

受信機５０は、このＲＦ信号を受信し、このＲＦ信号から第１パイロット信号ＰＬＡ、第２パイロット信号ＰＬＢをそれぞれ認識する。このため、図５における第１パイロット信号ＰＬＡに対応した帯域をもつＢＰＦ５２Ａと第２パイロット信号ＰＬＢに対応した帯域をもつＢＰＦ５２Ｂが設けられ、これらがそれぞれ設けられた各系統に、分離器５１によってＲＦ信号が分岐される。第１パイロット信号ＰＬＡを通過させるＢＰＦ５２Ａは、図７におけるＢＰＦ９２と同一である。ＢＰＦ５２Ａ、５２Ｂの透過帯域幅は、低雑音従属同期方式に対応し、十分に広く設定される。

【0059】

受信機５０においては、図７の受信機９０においてパイロット信号ＰＬとローカル発振器９３、ミキサ９４を用いて受信側ローカル信号ＬｏＲが生成されたのと同様に、第１パイロット信号ＰＬＡと第１ローカル発振器５３Ａ、ミキサ５４Ａを用いて第１受信側ローカル信号ＬｏＲＡが、第２パイロット信号ＰＬＢと第２ローカル発振器５３Ｂ、ミキサ５４Ｂを用いて第２受信側ローカル信号ＬｏＲＢが、それぞれ生成される。第１ローカル発振器５３Ａと第２ローカル発振器５３Ｂは独立している。

【0060】

受信機５０におけるミキサ５５、ＡＧＣ５６は、図７におけるミキサ９５、ＡＧＣ９６とそれぞれ同様である。ただし、ここでは、ミキサ５５でＲＦ信号をＩＦ信号に変換するために用いられる受信側ローカル信号ＬｏＲは、第１受信側ローカル信号ＬｏＲＡと、第２受信側ローカル信号ＬｏＲＢとが合成器５７で合成されて生成された混合ローカル信号ＬｏＲＭとなる。

【0061】

このような混合ローカル信号ＬｏＲＭにはＯＦＤＭ信号と同様の位相雑音が重畳しているため、ミキサ５５によって、図７の受信機９０と同様に、この位相雑音の圧縮を行うことができる。すなわち、この場合の動作も低雑音従属同期方式となる。この際、ＲＦ信号が送信機４０側から受信機５０側に伝送される際に周波数選択性フェージングによって第１パイロット信号ＰＬＡ、第２パイロット信号ＰＬＢのうちのいずれかが失われた場合でも、図６における混合ローカル信号ＬｏＲＭを得ることができ、低雑音従属同期方式の動作が可能となる。特に、この場合においては、前記の伝送装置１、２とは異なり、受信機５０側における切替動作を要しない。

【0062】

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0063】

１、２、３、９ 伝送装置
１０、３０、５０、９０ 受信機
１１、３１、９１、１８１、３９１ 分離器
１２Ａ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ：第１のバンドパスフィルタ）
１２Ｂ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ：第２のバンドパスフィルタ）
１３、９３ ローカル発振器（受信側ローカル発振器）
１４、１５、２４、３４、３５、４４、５４Ａ、５４Ｂ、５５、８４、９４、９５ ミキサ
１６、３６、５６、９６ ＡＧＣ
２０、４０、８０ 送信機
２１、８１ パイロット信号発振器
２２、４２、５７、８２ 合成器
３２、５２Ａ、５２Ｂ、９２ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
３３、５３Ａ 第１ローカル発振器
４１Ａ 第１パイロット信号発振器
４１Ｂ 第２パイロット信号発振器
４３、８３、２３１ ローカル発振器（送信側ローカル発振器）
５３Ｂ、３７１ 第２ローカル発振器
１７１、３８１ 切替器
１７２、３８２ 切替制御部
１８２、３９２ 検波器
２３２、３７２ 外部基準信号入手部
ＬｏＲ 受信側ローカル信号
ＬｏＲ１ 第１受信側ローカル信号
ＬｏＲ２ 第２受信側ローカル信号
ＬｏＲＭ 混合ローカル信号
ＬｏＴ、ＬｏＴ２ 送信側ローカル信号
ＰＬ パイロット信号
ＰＬＡ 第１パイロット信号
ＰＬＢ 第２パイロット信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】