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WO2018159411A1 - 伝送システム、送信装置、及び受信装置 - Google Patents

伝送システム、送信装置、及び受信装置 Download PDF

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WO2018159411A1
WO2018159411A1 PCT/JP2018/006211 JP2018006211W WO2018159411A1 WO 2018159411 A1 WO2018159411 A1 WO 2018159411A1 JP 2018006211 W JP2018006211 W JP 2018006211W WO 2018159411 A1 WO2018159411 A1 WO 2018159411A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
synchronization method
pilot
transmission
reception
Prior art date
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PCT/JP2018/006211
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English (en)
French (fr)
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翔太 橋本
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/06Speed or phase control by synchronisation signals the synchronisation signals differing from the information signals in amplitude, polarity or frequency or length

Definitions

  • the present invention relates to a transmission system that matches the synchronization method of a transmission device and a reception device, and a transmission device and a reception device that are used in such a transmission system.
  • a pilot signal is transmitted separately from the main wave OFDM (Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing) signal in order to stabilize the frequency.
  • OFDM Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing
  • a pilot signal is multiplexed with an OFDM signal, and a reception local frequency is synchronized with a pilot signal on the reception side.
  • the synchronization method of IF-TTL transmission method is roughly divided into the following three types.
  • the table of FIG. 8 shows a list of synchronous selection methods. The characteristics of each are as follows.
  • Independent synchronization method Transmits only OFDM signals.
  • Standard dependent synchronization method This is a dependent synchronization method for transmitting a pilot signal in addition to an OFDM signal, and enables transmission of an SC (Service Channel) signal. This method is mainly intended for frequency stability.
  • SC Service Channel
  • Low noise subordinate synchronization scheme A subordinate synchronization scheme that transmits a pilot signal in addition to an OFDM signal, and also enables transmission of an SC signal. This is a method that has a phase noise compression effect than the standard dependent synchronization method.
  • the above three methods are properly used according to the application.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a general transmission system (sending device 60a, receiving device 60b) of the subordinate synchronization method.
  • the OFDM signal as the main wave is controlled to a desired level by an AGC (Auto-Gain-Control) circuit 62.
  • the synthesizer SY61 synthesizes the OFDM signal that is the main wave and the pilot signal generated by the pilot oscillator 61 based on a predetermined pilot ratio shown in the table of FIG.
  • the synthesized signal is up-converted and transmitted by the mixer MX61 based on the signal of the soot transmission local oscillator 63.
  • the pilot extraction circuit 65 extracts a pilot signal based on the extraction band shown in the table of FIG.
  • the IF signal of the original OFDM signal is output by operating the PLL control circuit inside the reception local oscillator 64 on the basis of the extracted pilot signal and down-converting the main line signal by the mixer MX62.
  • the reception pilot signal level is insufficient due to the difference in the pilot signal level of the dependency synchronization method.
  • the effect of removing the phase noise component by the noise method is impaired.
  • noise increases due to the difference in the pilot signal extraction bandwidth of the dependent synchronization method. That is, if the synchronization method on the transmission side and the reception side do not match, the desired effect is not exhibited on the reception side.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and aims to solve the above problems.
  • the present invention is a transmission system that matches a synchronization method between a transmission device and a reception device, wherein the transmission device transmits a signal in which different signals corresponding to the synchronization method are superimposed, and the reception device receives the signal.
  • the superposed signal is detected from a signal, a synchronization method corresponding to the detected signal is selected in advance, and a different signal corresponding to the synchronization method corresponds to the signal level of the OFDM signal as the main wave. This is the signal signal synthesis ratio of the pilot signal whose synthesis ratio is adjusted or the SC signal.
  • the present invention is a transmitting apparatus in the above transmission system, which monitors the signal level of the OFDM signal as the main wave, and has a constant ratio to the signal level of the OFDM signal corresponding to the synchronization method.
  • the pilot signal whose level has been adjusted is superimposed on the OFDM signal and transmitted, or the SC signal is generated as synchronization method information corresponding to the synchronization method and transmitted on the signal.
  • the present invention is a receiving apparatus in the transmission system described above, and detects a composite ratio of the signal level of the OFDM signal as the main wave and the signal level of the pilot signal, and corresponds to the detected composite ratio.
  • the reception device includes a control signal transmission device that transmits synchronization method information to the transmission device, and the transmission device includes a synchronization method of the reception device from the control signal transmission device. Based on the information, the signal may be transmitted by superimposing different signals corresponding to the synchronization method.
  • the present invention it is possible to realize a function of matching the synchronization method of the transmission device and the reception device.
  • the pilot signal level is controlled by AGC according to the OFDM signal level that is the main wave.
  • the OFDM signal level which is the main wave, is constantly monitored by a control circuit such as a CPU (Central Processing Unit) to control the pilot signal level.
  • a control circuit such as a CPU (Central Processing Unit) to control the pilot signal level.
  • the receiving apparatus detects the main signal OFDM signal to pilot signal synthesis ratio, and controls the bandwidth of the pilot extraction filter of the pilot extraction circuit, so that the pilot extraction of the receiving apparatus is performed in accordance with the synchronization method of the transmitting apparatus. Select the filter bandwidth and match the synchronization method of the transmitter and receiver.
  • the transmitting device transmits the SC signal carrying the synchronization method information to the receiving device, and the receiving device restores the SC signal, and the bandwidth of the pilot extraction filter of the receiving device is matched to the synchronizing method of the transmitting device.
  • the width By selecting the width, the synchronization method of the transmission device and the reception device is matched.
  • the pilot ratio of the transmitting device is selected based on the transmitted information, and the synchronization method of the transmitting device and the receiving device is matched.
  • the synchronization method of the transmitting device and the receiving device is matched.
  • the basic technique of the subordinate synchronization method will be described below, and will be specifically described in the first to fourth embodiments.
  • FIG. 5 is a simplified system diagram of a subordinate transmission / reception system. With reference to this figure, the operation of the basic subordinate synchronization method will be described.
  • the synthesizer SY51 combines the pilot signal generated by the pilot oscillator 51 with the IF signal of the OFDM signal as the main wave.
  • the subsequent mixer MX51 multiplies the signal with the transmission local oscillator 52, and the transmission amplifier unit 53 transmits the signal at a desired output level.
  • the separation fixture SP51 separates the main line signal amplified to a desired level by the reception amplifier unit 54, and sends the separated signal to the pilot extraction circuit 56.
  • the pilot extraction circuit 56 operates a PLL (Phase lock Locked Loop) control circuit in the reception local oscillator 55 based on the extracted pilot signal.
  • the PLL-controlled oscillation frequency becomes the output of the reception local oscillator 55, and the reception frequency is multiplied by the mixer MX52. Then, the IF signal of the original OFDM signal is output.
  • the pilot frequency is fp
  • the transmission local frequency is fl
  • the main line transmission frequency is fr
  • the pilot signal transmission frequency is fq
  • fr fi + fl
  • fq fp + fl (2) (however, the local frequency is under-local).
  • the main line IF signal is fi ′
  • the pilot frequency is fp ′
  • the reception local frequency is fl ′
  • the low noise dependent synchronization method is a method specialized in reducing the phase noise of the transmission local oscillator 52 and the reception local oscillator 55 in addition to the standard dependent synchronization method.
  • the OFDM signal and pilot signal which are main waves are frequency-converted by the same local oscillator. Therefore, the phase noise of the local oscillator is similarly added to the OFDM signal and pilot signal which are the main waves.
  • the receiving device 50b Since the receiving device 50b outputs the local signal of the receiving local oscillator 55 based on the pilot signal on which the phase noise is superimposed, when down-converting, the phase noise of the OFDM signal which is the main wave in the mixer MX52 is reversed. It is possible to cancel each other.
  • the phase noise generated by the local oscillator can be reduced, but the random thermal noise in the vicinity of the pilot signal passes through the loop band of the PLL control circuit.
  • the noise increases as the extraction bandwidth of the pilot extraction circuit 56 increases, and the noise decreases as the pilot signal level increases.
  • the level of the pilot signal component is increased, the level of the OFDM signal component, which is the main wave, is reduced, and as a result, there is a risk of increasing thermal noise.
  • FIG. 8 shows a list of synchronization methods in the IF transmission method
  • FIG. 7 shows a transmission signal frequency arrangement in the IF transmission method.
  • FIG. 1 shows a system diagram of a transmission apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the pilot signal generated by the pilot oscillator 11 of the transmitting apparatus 10 is combined with the IF signal of the OFDM signal as the main wave by the combiner SY1 via the AGC circuit 12, and the local oscillator 1 is output by the mixer MX1 at the subsequent stage. Is multiplied by the output of 4.
  • the control circuit 13 takes in the OFDM signal level that is the main wave, and controls the pilot signal level by the AGC circuit 12.
  • the pilot signal can be controlled so that the desired pilot ratio is always obtained.
  • control circuit 13 has two tables of a standard dependent synchronization method and a low noise dependent synchronization method regarding the target value of the pilot signal level controlled by the AGC circuit 12, and can be switched by an internal setting or the like. Therefore, it is possible to select the combining ratio on the transmitting side in accordance with the dependent synchronization scheme on the receiving side.
  • the control circuit 13 controls the AGC circuit 12 so that the pilot signal level for the OFDM signal, which is the main wave, becomes “1: 0.017”.
  • the control circuit 13 controls the AGC circuit 12 so that the pilot signal level for the OFD M signal as the main wave becomes “1: 0.17”.
  • FIG. 2 shows a system diagram of the receiving device 20 according to the second embodiment.
  • the pilot extraction circuit 22 extracts the main signal OFDM signal and pilot signal based on the signal separated by the separator SP2.
  • the control circuit 23 detects the pilot signal ratio, determines the synchronization method of the transmission device, and controls the band of the pilot extraction filter of the pilot extraction circuit 22.
  • the PLL control circuit inside the local oscillator 21 is operated based on the extracted pilot signal, and the main line signal is down-converted by the mixer MX2. As a result, the IF signal of the original OFDM signal is output.
  • the pilot ratio detected by the pilot extraction circuit 22 of the reception apparatus is about “1: 0.017”.
  • the receiving side can be set to the standard dependent synchronization system.
  • the pilot ratio detected by the pilot extraction circuit 22 on the reception side is about “1: 0.17”. In that case, by widening the filter band of the pilot extraction circuit 22, it is possible to make the receiving apparatus a low noise dependent synchronization system.
  • FIG. 3 shows a system diagram of a transmission system (transmitting device 30a, receiving device 30b) using SC signals in the third embodiment.
  • the IF transmission method it is possible to transmit an SC signal with a bandwidth of 110 kHz that is used for control of a transmitting station and communication.
  • an SC generator 32 for generating an SC signal in the configuration of FIG. 1 is added on the transmission side, and an SC extraction circuit 38 for extracting the SC signal is added to the configuration of FIG. 2 on the reception side.
  • the pilot signal generated by the pilot oscillator 31 is combined with the IF signal of the OFDM signal, which is the main wave, by the combiner SY32 via the AGC circuit 33, and multiplied by the output of the local oscillator 35 by the mixer MX31 at the subsequent stage. Is done.
  • the control circuit 34 controls the SC generator 32 and multiplexes the synchronization method information in the synthesizer SY31.
  • the pilot extraction circuits 3-7 extract the OFDM signal and the pilot signal which are main waves.
  • the PLL control circuit inside the local oscillator 36 is operated based on the extracted pilot signal as a reference, the main MX signal is down-converted by the mixer MX32, and the IF signal of the original OFDM signal is output.
  • the trap control circuit 39 detects the pilot signal ratio, determines the synchronization method of the transmitter, and controls the band of the pilot extraction filter of the pilot extraction circuit 37.
  • the SC extraction circuit 38 restores the synchronization method information of the transmission device 30a from the signal separated by the separator SP32, discriminates the synchronization method of the transmission device by the control circuit 39 from the detected synchronization method information, and the pilot extraction circuit 37 filter bands are controlled. As a result, the synchronization methods of the transmission device 30a and the reception device 30b can be matched.
  • FIG. 4 shows a system diagram of a transmission system (transmitting device 40a, receiving device 40b) using a control signal transmission device for feedback in the fourth embodiment.
  • control signal transmission devices for feedback control signal receiving device 44, control signal transmitting device 47
  • FIG. 4 shows a system diagram of a transmission system (transmitting device 40a, receiving device 40b) using a control signal transmission device for feedback in the fourth embodiment.
  • control signal transmission devices for feedback control signal receiving device 44, control signal transmitting device 47
  • a control signal transmitting device 47 is added to the configuration of FIG. 2 for the receiving side.
  • the pilot signal generated by the pilot oscillator 41 is combined with the IF signal of the OFDM signal, which is the main wave, by the combiner SY41 via the AGC circuit 42, and is locally generated by the mixer MX41 in the subsequent stage.
  • the output of the oscillator 45 is multiplied.
  • the pilot extraction circuits 4 to 8 extract the OFDM signal and the pilot signal which are main waves.
  • the PLL control circuit inside the local oscillator 46 is operated using the extracted pilot signal as a reference, and the main MX signal is down-converted by the mixer MX42 to output the IF signal of the original OFDM signal.
  • the control circuit 49 of the receiving device 40b detects the pilot signal ratio, determines the synchronization method of the transmitting device 40a, and transmits to the control signal transmitting device 47 the synchronization method information of the receiving device 40b and the OFDM signal versus pilot that is the main wave. Transmits signal synthesis ratio information.
  • the control signal transmitter 47 feeds back the information to the control signal receiver 44 of the transmitter / receiver 40a.
  • the control circuit 43 captures the information transmitted from the control signal transmission device 47.
  • the control circuit 43 controls the pilot synthesis ratio based on the information. Accordingly, the synchronization method of the transmission device 40a and the reception device 40b can be matched.
  • the transmission apparatus can select the synchronous transmission method regardless of the synchronization method of the reception apparatus.
  • the synchronization method can be selected by the receiving device regardless of the synchronization method of the transmission device.
  • the present invention is suitable for a transmission system that matches the synchronization method of a transmission device and a reception device, and a transmission device and a reception device that are used in such a transmission system.
  • Control signal receiving device ⁇ 47 Control signal sending device SY1, SY31, SY32, SY41 Synthesizer SP2, SP31, SP32, SP41 Separator MX1, MX2, MX31, MX32, MX41, MX42 mixer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

課題:送信装置と受信装置の同期方式を一致させる伝送システムにおいて、送信側と受 信側の同期を適切に行う技術を提供する。 解決手段:パイロット発振器11が発生させたパイロット信号は、AGC回路12を経 由して、合成器SY1で主波であるOFDM信号のIF信号と合成され、後段のミキサー MX1にてローカル発振器14の出力と乗算される。制御回路13は、OFDM信号レベ ルを取り込み、パイロット信号レベルをAGC回路12で制御する。これにより、常に所 望のパイロット比率となるようにパイロット信号を制御することができる。制御回路13 は、AGC回路12で制御するパイロット信号レベルの目標値に関して、標準従属同期方 式、低雑音従属同期方式の2つのテーブルをもち、受信側の従属同期方式に合わせて送信 側の合成比率を選択する。

Description

伝送システム、送信装置、及び受信装置
 本発明は、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる伝送システム、そのような伝送 システムに用いられる送信装置及び受信装置に関する。
 伝送システムにおいては、送信側と受信側との同期が行われるが、同期を適切に行うた めに各種の技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 地上デジタル放送のIF(Intermediate Frequency)伝送方式TTL(Transmitter to  Transmitter Link)では、周波数の安定化を図るために、主波であるOFDM(Orthogo nal Frequency Division Multiplexing)信号とは別にパイロット信号を伝送する従属同 期方式がある。この方式は、パイロット信号をOFDM信号に多重し、受信側でパイロッ ト信号に受信ローカル周波数を同期させる。
 IF-TTL伝送方式の同期方式は大別して以下の3つがある。図8のテーブルに同期 方式一覧を示す。それぞれの特徴は以下のとおりである。 (1)独立同期方式:OFDM信号のみを伝送する。 (2)標準従属同期方式:OFDM信号の他にパイロット信号を伝送する従属同期方式で あり、SC(Service Channel)信号の伝送も可能とする。主に周波数の安定を目的とし た方式である。 (3)低雑音従属同期方式:OFDM信号の他にパイロット信号を伝送する従属同期方式 であり、SC信号の伝送も可能とする。標準従属同期方式よりも位相雑音の圧縮効果があ る方式である。 IF伝送方式では、上記の3つの方式が、用途に応じて使い分けられる。
 図6は、一般的な従属同期方式の伝送システム(送信装置60a、受信装置60b)の 系統図である。送信装置60aにおいて、主波であるOFDM信号はAGC(Auto Gain  Control)回路62により所望のレベルに制御される。その後、合成器SY61が、主波 であるOFDM信号と、パイロット発振器61で発生したパイロット信号とを、図8のテ ーブルに示す所定のパイロット比をもとに合成する。合成信号は、ミキサーMX61で、 送信ローカル発振器63の信号をもとにアップコンバートされ送出される。受信装置60 bでは、パイロット抽出回路65にて、図8のテーブルに示す抽出帯域をもとにパイロッ ト信号を抽出する。抽出したパイロット信号を基準として受信ローカル発振器64内部の PLL制御回路を動作させ、ミキサーMX62で本線の信号をダウンコンバートさせるこ とで、もとのOFDM信号のIF信号が出力する。
特開2016-123017号公報
 ところで、例えば、送信側の方式が標準従属同期方式、受信側の方式が低雑音従属同期 方式であった場合、従属同期方式のパイロット信号レベルの違いから、受信パイロット信 号レベルが不足し、低雑音方式による位相雑音成分の除去効果が損なわれるという課題が ある。また、従属同期方式のパイロット信号抽出帯域幅の違いから、雑音の増加も発生す るという課題もある。つまり、送信側と受信側の同期方式が一致せねば、受信側にて所望 の効果を発揮しない。
 同期方式の変更を伴う機器更新の際、同期方式の異なる旧機と新機の組合せでは、適切 な運用ができない。そのため、送信装置と受信装置を同時期に更新し、同期方式を一致さ せる必要ある。通常、放送機器における更新工事は、短いメンテナンス時間に実施する必 要があり、かつ緊急時の対応なども考慮する必要もあるため、柔軟性をもった更新計画を 策定することが肝要である。送信装置と受信装置を同時期に更新することは、更新工事に おけるリスクとなる場合もあり、柔軟性をもった更新計画の策定を阻む要因の一つとなる 。
 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。
 本発明は、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる伝送システムであって、前記送 信装置は、同期方式に対応した異なる信号を重畳した信号を送信し、前記受信装置は、受 信した信号から前記重畳された信号を検出し、前記検出された信号に基づき予め対応した 同期方式を選択し、前記同期方式に対応した異なる信号は、主波であるOFDM信号の信 号レベルに対応して合成比率が調整されたパイロット信号の信号レベルの合成比率、また は、SC信号である。
 本発明は、上記の伝送システムにおける送信装置であって、前記主波であるOFDM信 号の信号レベルを監視し、同期方式に対応して前記OFDM信号の信号レベルと一定の比 率となるようにレベルが調整された前記パイロット信号を前記OFDM信号に重畳して送 信、または、同期方式に対応して同期方式情報として前記SC信号を発生して信号に重畳 して送信する。
 本発明は、上記の伝送システムにおける受信装置であって、前記主波であるOFDM信 号の信号レベルと前記パイロット信号の信号レベルの合成比率を検出し、前記検出した合 成比率に対応して予め定められた同期方式を選択、または、受信信号から抽出したSC信 号に対応して予め定められた同期方式を選択し、選択された同期方式に対応して予め定め られたパイロット信号の抽出帯域となるように制御する。
 上記伝送システムであって、前記受信装置は、同期方式の情報を前記送信装置に送信す る制御信号送信装置を備え、前記送信装置は、前記制御信号送信装置からの前記受信装置 の同期方式の情報に基づき、同期方式に対応した異なる信号を重畳して信号を送信しても よい。
 本発明によると、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる機能を実現できる。
実施形態に係る、同期方式の制御を可能とする送信装置の系統図である。 実施形態に係る、同期方式の制御を可能とする受信装置の系統図である。 実施形態に係る、SC信号を利用した同期方式の制御を可能とする送受信シ ステムの系統図である。 実施形態に係る、制御信号伝送装置を利用した同期方式の制御を可能とする 送受信システムの系統図である。 実施形態に係る、従属同期方式の送受信システムの簡易的な系統図である。 実施形態に係る、従属同期方式の送受信システムの詳細な系統図である。 実施形態に係る、IF-TTL伝送方式における伝送信号周波数配列の例を 示す図である。 実施形態に係る、IF-TTL伝送方式における同期方式一覧を示すテーブ ルである。
 次に、本発明を実施するための形態(以下、単に「実施形態」という)を、図面を参照 して具体的に説明する。本実施形態の概要は次の通りである。すなわち、送信装置におい て、主波であるOFDM信号レベルに応じ、パイロット信号レベルをAGCで制御する。 このとき、主波であるOFDM信号レベルを常にCPU(Central Processing Unit)な どの制御回路にて監視し、パイロット信号レベルを制御する。このことにより、常に一定 比率のパイロット合成が可能となる。また、標準従属同期方式、低雑音従属同期方式の2 つのパイロット比率を制御回路で選択できる機能を有することで、受信装置の同期方式に 合わせて送信装置のパイロット比率を選択し、送信装置と受信装置の同期方式を一致させ る。
 また、受信装置において、主波であるOFDM信号対パイロット信号合成比率を検出し 、パイロット抽出回路のパイロット抽出フィルタの帯域幅を制御することで、送信装置の 同期方式に合わせて受信装置のパイロット抽出フィルタの帯域幅を選択し、送信装置と受 信装置の同期方式を一致させる。
 また、送信装置において、同期方式情報を乗せたSC信号を受信装置に伝送し、受信装 置にて、SC信号を復元し、送信装置の同期方式に合わせて受信装置のパイロット抽出フ ィルタの帯域幅を選択することで、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる。
 また、送信装置、受信装置間にフィードバック用の制御信号伝送装置が設置されている 場合、受信装置において、フィードバック用の制御信号伝送装置を利用し、受信装置の同 期方式情報や、主波であるOFDM信号対パイロット信号合成比率情報を、送信装置へフ ィードバックする。送信装置において、伝送された情報をもとに送信装置のパイロット比 率を選択し、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる。
 また、同様の系統でパイロット信号合成の有無を制御することで、従属同期方式だけで なく、独立同期方式にも対応可能である。
 以下、従属同期方式の基本的な技術を説明し、つづいて、実施例1~4で具体的に説明 する。
 <基本技術>
 図5は、従属同期方式の送受信システムの簡易的な系統図である。本図を参照して、基 本的な従属同期方式の動作について説明する。送信装置50aでは、パイロット発振器5 1で発生させたパイロット信号を、合成器SY51が主波であるOFDM信号のIF信号 と合成する。後段のミキサーMX51にて送信ローカル発振器52と乗算し、送信アンプ 部53にて所望の出力レベルで送出する。
 受信装置50bでは、受信アンプ部54にて所望のレベルに増幅させた本線信号を分離 器SP51が分離し、分離した信号をパイロット抽出回路56に送る。パイロット抽出回 路56は抽出したパイロット信号を基準として受信ローカル発振器55内部のPLL(Ph ase Locked Loop)制御回路を動作させる。このとき、PLL制御された発振周波数が受 信ローカル発振器55の出力となり、受信周波数をミキサーMX52にて乗算する。する と、もとのOFDM信号のIF信号が出力する。
 送信装置50aの本線IF信号をfi、パイロット周波数をfp、送信ローカル周波数 をfl、本線送信周波数をfr、パイロット信号送信周波数をfqとすると、
  fr=fi+fl  (1)
  fq=fp+fl  (2) となる (ただし、ローカル周波数はアンダーローカルとする)。
 受信装置50bでは、本線のIF信号をfi’、パイロット周波数をfp’、受信ロー カル周波数をfl’とすると、
  fi’=fr-fl’=(fi+fl)-fl’  (3)
  fp’=fq-fl’=(fp+fl)-fl’  (4) となる。
 また、受信ローカル発振器55内部のPLL回路では、fl’をN×fp’に近づける 動作する。このとき、
  fl=fl’  (5) であるならば、
  fi=fi’  (6) となり、送信IF信号が復元される。 これが従属同期方式の数式的な原理である。
 さらにここで、受信ローカル周波数のずれΔfが発生した場合、
  fl’=fl+Δf   (7) となる。このとき、
  fi’=fr-fl’=(fi+fl)-(fl+Δf)=fi-Δf  (8)
  fp’=fq-fl’=(fp+fl)-(fl+Δf)=fp-Δf  (9) となる。 しかし、受信ローカル発振器55内部のPLL制御回路では、fl’がN×fp’=N× (fp-Δf)となり、fl’をN×Δf分だけ逆方向にずらす周波数に制御する。
 PLL制御回路がロックした状態において、ミキサー出力における周波数のずれは
  Δf=0  (10) となる。
 これにより、受信ローカル周波数のずれによる出力IF周波数のずれは引き起こされず 、安定的な動作が確立する。 
 低雑音従属同期方式は、この標準従属同期方式に加えて、送信ローカル発振器52、受 信ローカル発振器55の位相雑音を低減させることに特化した方式である。従属同期方式 において、主波であるOFDM信号とパイロット信号は、同様のローカル発振器で周波数 変換する。そのため、主波であるOFDM信号とパイロット信号には、ローカル発振器の 位相雑音が同様に付加される。
 受信装置50bでは、位相雑音が重畳されたパイロット信号を基準として受信ローカル 発振器55のローカル信号を出力するため、ダウンコンバートする際、逆位相としてミキ サーMX52で主波であるOFDM信号の位相雑音を打ち消し合うことが可能である。
 この方式では、ローカル発振器により生じる位相雑音を低減することができるが、パイ ロット信号近傍のランダム性熱雑音はPLL制御回路のループ帯域を通過するため、逆に 増加してしまう。このとき、パイロット抽出回路56の抽出帯域幅が広いほど雑音は増加 し、パイロット信号レベルが大きいほど雑音は低減される。ただし、パイロット信号成分 のレベルを大きくすると、主波であるOFDM信号成分のレベルが低下するため、結果的 に熱雑音の増加を招く恐れがある。
 このため、各方式では適当なパイロット信号レベルや抽出帯域幅などがARIBB(As sociation of Radio Industries and Business、電波産業会)のSTANDARDB-2 2にて規定されている。図8のテーブルにIF伝送方式における同期方式一覧を、図7に IF伝送方式における伝送信号周波数配列を示す。
 <実施例1>
 図1に実施例1における送信装置10の系統図を示す。送信装置10のパイロット発振 器11が発生させたパイロット信号は、AGC回路12を経由して、合成器SY1で主波 であるOFDM信号のIF信号と合成され、後段のミキサーMX1にてローカル発振器1 4の出力と乗算される。
 このとき、制御回路13は、主波であるOFDM信号レベルを取り込み、パイロット信 号レベルをAGC回路12で制御する。これにより、常に所望のパイロット比率となるよ うにパイロット信号を制御することができる。
 また、制御回路13は、AGC回路12で制御するパイロット信号レベルの目標値に関 して、標準従属同期方式、低雑音従属同期方式の2つのテーブルをもち、内部の設定等で 切替えを可能であって、受信側の従属同期方式に合わせて送信側の合成比率を選択するこ とができる。
 例えば、受信装置が標準従属同期方式の場合、制御回路13は、主波であるOFDM信 号に対するパイロット信号レベルを「1:0.017」となるように、AGC回路12を 制御する。受信装置が低雑音従属同期方式の場合は、制御回路13は、主波であるOFD M信号に対するパイロット信号レベルを「1:0.17」となるように、AGC回路12 を制御する。以上の機能を有することで、送信装置10のパイロット合成比率を制御する ことによる、送信装置10と受信装置の同期方式の一致が可能となる。
 <実施例2>
 図2に実施例2における受信装置20の系統図を示す。受信装置20では、分離器SP 2で分離した信号をもとに、パイロット抽出回路22が主波であるOFDM信号とパイロ ット信号を抽出する。このとき、制御回路23は、パイロット信号比率を検出し、送信装 置の同期方式を判別し、パイロット抽出回路22のパイロット抽出フィルタの帯域を制御 する。抽出したパイロット信号を基準としてローカル発振器21内部のPLL制御回路を 動作させ、ミキサーMX2で本線の信号をダウンコンバートさせる。これによって、もと のOFDM信号のIF信号が出力する。
 例えば、送信装置が標準従属同期方式の場合、受信装置のパイロット抽出回路22によ り検出されるパイロット比は「1:0.017」程度となる。その際は、パイロット抽出 回路22のフィルタ帯域を狭くすることで、受信側を標準従属同期方式とすることが出来 る。
 また、逆に、送信装置が低雑音従属同期方式の場合、受信側のパイロット抽出回路22 により検出されるパイロット比は「1:0.17」程度となる。その際は、パイロット抽 出回路22のフィルタ帯域を広くすることで、受信装置を低雑音従属同期方式とすること が出来る。以上の機能を有することで、受信装置20のパイロット抽出回路22のフィル タ帯域を制御することによる、送信装置と受信装置20の同期方式の一致が可能となる。
 <実施例3>
 図3に実施例3におけるSC信号を利用した伝送システム(送信装置30a、受信装置 30b)の系統図を示す。IF伝送方式では、送信所の制御や連絡通信に使用される、帯 域110kHzのSC信号を伝送することが可能である。この伝送システムでは、送信側 として図1の構成にSC信号を発生させるSC発生器32を、受信側として図2の構成に SC信号を抽出するSC抽出回路38を追加したものである。
 パイロット発振器31が発生させたパイロット信号は、AGC回路33を経由して、合 成器SY32で主波であるOFDM信号のIF信号と合成され、後段のミキサーMX31 にてローカル発振器35の出力と乗算される。制御回路34は、SC発生器32を制御し 、合成器SY31で同期方式情報を多重させる。
 受信装置30bでは、分離器SP31で分離した信号をもとに、パイロット抽出回路3 7が主波であるOFDM信号とパイロット信号を抽出する。抽出したパイロット信号を基 準としてローカル発振器36内部のPLL制御回路を動作させ、ミキサーMX32で本線 の信号をダウンコンバートさせ、もとのOFDM信号のIF信号を出力する。このとき、 制御回路39は、パイロット信号比率を検出し、送信装置の同期方式を判別し、パイロッ ト抽出回路37のパイロット抽出フィルタの帯域を制御する。
 SC抽出回路38は、分離器SP32で分離した信号から、送信装置30aの同期方式 情報を復元し、検出した同期方式情報から、制御回路39にて送信装置の同期方式を判別 し、パイロット抽出回路37のフィルタ帯域を制御する。これによって、送信装置30a と受信装置30bの同期方式の一致が可能となる。
 <実施例4>
 図4に実施例4におけるフィードバック用の制御信号伝送装置を利用した伝送システム (送信装置40a、受信装置40b)の系統図を示す。送信所では、受信装置40bと送 信装置40aにフィードバック用の制御信号伝送装置(制御信号受信装置44、制御信号 送信装置47)が設置されている場合があり、そのような条件における動作例を説明する 。この伝送システムでは、送信側に関して図1の構成に制御信号受信装置44を、受信側 に関して図2の構成に制御信号送信装置47を追加したものである。
 送信装置40aでは、パイロット発振器41が発生させたパイロット信号は、AGC回 路42を経由して、合成器SY41で主波であるOFDM信号のIF信号と合成され、後 段のミキサーMX41にてローカル発振器45の出力と乗算される。
 受信装置40bでは、分離器SP41で分離した信号をもとに、パイロット抽出回路4 8が主波であるOFDM信号とパイロット信号を抽出する。抽出したパイロット信号を基 準としてローカル発振器46内部のPLL制御回路を動作させ、ミキサーMX42で本線 の信号をダウンコンバートさせ、もとのOFDM信号のIF信号を出力する。
 受信装置40bの制御回路49では、パイロット信号比率を検出し、送信装置40aの 同期方式を判別し、制御信号送信装置47へ受信装置40bの同期方式情報や、主波であ るOFDM信号対パイロット信号合成比率情報を伝送する。制御信号送信装置47は、送 信装置40aの制御信号受信装置44にそれら情報をフィードバックする。
 送信装置40aにおいて、制御信号送信装置47から伝送された情報を制御回路43が 取り込む。制御回路43は、それら情報をもとにパイロット合成比率を制御する。これに よって、送信装置40aと受信装置40bの同期方式の一致が可能となる。
 以上、本実施形態によれば、受信装置の同期方式の如何に関わらず、送信装置にて同期 方式を選択することができる。同様に、送信装置の同期方式の如何に関わらず、受信装置 にても同期方式を選択することができる。この機能を有することで、同期方式の変更を伴 う機器更新の際、新旧の送信装置、または受信装置の併用が可能となる。よって、更新工 事におけるリスク回避となり、柔軟性をもった更新計画の策定を図ることができる。
 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。
 この出願は、2017年3月1日に出願された日本出願特願2017-038173を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
 本発明は、送信装置と受信装置の同期方式を一致させる伝送システム、そのような伝送 システムに用いられる送信装置及び受信装置に適している。
 10、30a、40a 送信装置 11、31、41 パイロット発振器 12、33、42 AGC回路 13、23、34、39、43,49 制御回路 14、21、35、36、45、46 ローカル発振器 20、30b、40b 受信装置 22、37、48 パイロット抽出回路 32 SC発生器 38 SC抽出回路 44 制御信号受信装置 47 制御信号送信装置 SY1、SY31、SY32、SY41 合成器 SP2、SP31、SP32、SP41 分離器 MX1、MX2、MX31、MX32、MX41、MX42 ミキサー

Claims (4)

  1.  送信装置と受信装置の同期方式を一致させる伝送システムであって、
     前記送信装置は、同期方式に対応した異なる信号を重畳した信号を送信し、
     前記受信装置は、受信した信号から前記重畳された信号を検出し、前記検出された信号 に基づき予め対応した同期方式を選択し、
     前記同期方式に対応した異なる信号は、主波であるOFDM信号の信号レベルに対応し て合成比率が調整されたパイロット信号の信号レベルの合成比率、または、SC信号であ ることを特徴とする伝送システム。
  2.  請求項1記載の伝送システムにおける送信装置であって、
     前記主波であるOFDM信号の信号レベルを監視し、同期方式に対応して前記OFDM 信号の信号レベルと一定の比率となるようにレベルが調整された前記パイロット信号を前 記OFDM信号に重畳して送信、または、同期方式に対応して同期方式情報として前記S C信号を発生して信号に重畳して送信することを特徴とする送信装置。
  3.  請求項1記載の伝送システムにおける受信装置であって、
     前記主波であるOFDM信号の信号レベルと前記パイロット信号の信号レベルの合成比 率を検出し、前記検出した合成比率に対応して予め定められた同期方式を選択、または、 受信信号から抽出したSC信号に対応して予め定められた同期方式を選択し、選択された 同期方式に対応して予め定められたパイロット信号の抽出帯域となるように制御すること を特徴とする受信装置。
  4.  請求項1に記載の伝送システムであって、
     前記受信装置は、同期方式の情報を前記送信装置に送信する制御信号送信装置を備え、
     前記送信装置は、前記制御信号送信装置からの前記受信装置の同期方式の情報に基づき 、同期方式に対応した異なる信号を重畳して信号を送信することを特徴とする伝送システ ム。
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