JPH1032557A

JPH1032557A - 中継方式及びこれに用いる送信装置及び中継装置

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Publication number: JPH1032557A
Application number: JP8184828A
Authority: JP
Inventors: Taku Arazeki; 卓荒関
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JP2768354B2

Abstract

(57)【要約】【課題】遅延時間差をＯＦＤＭ信号のガードインター
バルの期間内に抑えるためには、従来は送信装置と中継
装置との距離を狭くするか、又はガードインターバルの
期間を長くする必要がある。二周波数ネットワークは周
波数利用効率がＳＦＮよりも悪く、また、移動受信には
適さない。【解決手段】送信装置１において、伝送すべき情報は
遅延回路２により、送信装置１と中継装置１１との間を
電波２１が伝搬する時間に、中継装置１１の信号処理に
要する時間を加算した時間とする。階層変調回路３は受
信機用信号ａには上位２ビット（低次（低Ｃ／Ｎ時も受
信可）側）を割り当て、中継装置用信号ｂには下位２ビ
ット（高次（低Ｃ／Ｎ時には受信不能）側）を割り当て
て階層化してから、ＯＦＤＭ変調する。中継装置１１に
おいては、階層復調回路１４によりＯＦＤＭ復調し、高
次側に割り当てられた中継装置用信号のみを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中継方式及びこれに
用いる送信装置及び中継装置に係り、特に受信機が送信
装置及び中継装置の一方又は両方から直交周波数分割多
重信号を受信する中継方式及びこれに用いる送信装置及
び中継装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地上ディジタル放送の変調方式として、
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が検討されてい
る。ＯＦＤＭ方式は、ガードインターバルと呼ばれる冗
長な期間を設けることが可能であり、このガードインタ
ーバル期間内の遅延時間のゴースト（マルチパス）に対
して、シングルキャリア方式のディジタル放送方式に比
較して非常に強い耐性を有している。このため、単一周
波数ネットワーク（ＳＦＮ）と呼ばれる単一周波数によ
る中継が可能となり、受信機は送信装置及び中継装置の
一方又は両方から同一周波数で同一内容の直交周波数分
割多重信号を受信することができる。

【０００３】また、このことを利用し、ビル影等の電界
強度が低下する場所での送受信に対して、ギャップフィ
ラーと呼ばれる同一周波数を使用する中継装置（再送信
装置）により安定な伝送状態を維持することも可能であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単一の
周波数を用いて中継を行う場合、中継点に設けられる中
継装置は送信点に設けられた送信装置の電波を受信し、
そのまま増幅して再送信するため、再送信する信号が、
送信点と中継点との間の電波伝搬時間の遅れ並びに中継
装置自体の信号処理（増幅）に必要な時間の遅れを有し
たものとなり、送信装置から送信される電波と中継装置
から再送信される電波との間に時間差を生ずる結果、受
信点におけるゴースト（マルチパス）の遅延時間差が大
きくなる。

【０００５】受信点において、送信装置から送信される
電波と中継装置から再送信される電波との間の遅延時間
差が最も大きくなるのは、送信装置と中継装置とを結ぶ
直線上に受信点が位置し、かつ、送信装置から見て中継
装置とは反対の方向に受信点が位置する場合である。こ
の場合の遅延時間差は、送信装置と中継装置との間の電
波伝搬時間の２倍に中継装置自体の信号処理（増幅）に
必要な時間を加えたものとなる。

【０００６】このような遅延時間差をＯＦＤＭ信号のガ
ードインターバルの期間内に抑えるためには、従来は送
信装置と中継装置との距離を狭くするか、又はガードイ
ンターバルの期間を長くする必要がある。また、上記の
従来の中継方式では、ガードインターバルの期間を越え
る遅延時間を有するゴースト（マルチパス）が存在する
場合には、急激に伝送品質が劣化する。一方、ガードイ
ンターバルは冗長な期間であり、この期間を長くするこ
とは伝送容量の低下を招く。

【０００７】一方、従来より二つの周波数帯域を使用す
る二周波数ネットワーク（ＤＦＮ）が提案されている
（都竹愛一郎他、「ＯＦＤＭによる地上ディジタル放送
−二周波放送中継（ＤＦＮ）の検討」、１９９５年テレ
ビジョン学会年次大会予稿集、２７７頁〜２７８頁）。
このＤＦＮは、１番組当り二つの周波数を交互に繰り返
し用いる方式であるため、このＤＦＮを採用することに
より、ゴーストによる伝送品質の低下が軽減される。

【０００８】しかしながら、このＤＦＮは二つの周波数
帯を使用することから、周波数利用効率がＳＦＮよりも
悪く、また、番組素材の中継の場合には二つの周波数帯
を使用することは困難である。更に、ＤＦＮでは受信者
が二つの周波数帯を受信点に応じて選択して受信する必
要があり、移動受信には適さない。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
送信装置と中継装置が同一の周波数を用いるＳＦＮにお
いて、送信装置から送信される電波と中継装置から再送
信される電波の受信点での遅延時間差を小さくし得る中
継方式及びこれに用いる送信装置及び中継装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】また、本発明の他の目的は、送信装置と中
継装置の距離の長距離化あるいは、冗長な期間であるガ
ードインターバルの期間を短くして伝送容量を大きくし
得る中継方式及びこれに用いる送信装置及び中継装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の中継方式は、送信装置が伝送すべき情報を
所定の変調方式で変調した後所定周波数で送信し、中継
装置が送信装置が送信した電波を受信及び復調した後再
度変調して伝送すべき情報を、送信装置と同一周波数を
用いて再送信し、受信機により送信装置及び中継装置の
一方又は両方からの送信電波を受信させる中継方式にお
いて、送信装置は、中継装置が再送信するための中継装
置用信号と、受信機へ直接送信するための受信機用信号
とを階層化により重畳すると共に第１の直交周波数分割
多重信号に変調して送信し、中継装置は、送信装置が送
信した電波を受信して中継装置用信号を分離復調した後
再度変調して第２の直交周波数分割多重信号として再送
信することを特徴とする。

【００１２】この発明では、中継装置へ向けた中継装置
用信号が、送信装置から受信機へ向けた受信機用信号に
重畳されているため、送信装置内の同一の送信部から受
信機と中継装置の両方にむけてそれぞれの信号を同時に
送信することができる。

【００１３】また、上記の目的を達成するため、本発明
の送信装置は、伝送すべき情報を送信点から中継点まで
の電波伝搬時間と中継装置の信号処理時間との和の時間
に相当する時間遅延して受信機用信号を出力する遅延回
路と、受信機用信号と共に、遅延回路に入力される伝送
すべき情報を中継装置用信号として入力され、これら受
信機用信号と中継装置用信号とをそれぞれ異なるビット
に割り当てて階層化し直交周波数分割多重変調する階層
変調回路と、階層変調回路の出力変調信号を所定周波数
帯に変換して送信する送信部とを有する構成としたもの
である。

【００１４】送信装置から送信する信号のうち、中継装
置を介さずに直接に受信点に向けた受信機用信号は、送
信装置から中継装置へ向けた中継装置用信号に対して送
信点と中継点との間の電波伝搬時間に、中継装置自体の
信号処理（増幅、復調、再変調）に必要な時間を加えた
時間だけ遅延回路により遅延された情報である。このた
め、本発明では、中継装置から受信機へ再送信される信
号と、送信装置から受信機へ送信される受信機用信号の
送信タイミングをほぼ一致させることができ、これらの
信号は送信装置と中継装置において常に同じ情報内容と
なる。

【００１５】この結果、受信機において、送信装置から
送信される電波と中継装置から再送信される電波との間
の遅延時間差が最も大きくなる場合においても、その遅
延時間差は送信装置と中継装置との間の電波伝搬時間を
越えることはない。従って、従来の中継方式に比較し、
受信機における送信装置から送信される電波と中継装置
から再送信される電波との間の遅延時間差は２分の１以
下になる。

【００１６】また、本発明では送信装置は中継装置が複
数ある場合に、伝送すべき情報を送信点から複数の各中
継点までのそれぞれの電波伝搬時間に各中継点に配置さ
れている複数の中継装置の信号処理時間を加えた時間の
うち、最大の時間を遅延時間として遅延回路に設定した
構成とし、中継装置は送信装置の送信時刻と、自装置が
送信する時刻とをほぼ一致させるための遅延回路を、階
層復調回路の入力側又は出力側に設けるようにしたた
め、複数の中継装置から受信機へ再送信される信号と、
送信装置から受信機へ送信される受信機用信号の送信タ
イミングをほぼ一致させることができる。

【００１７】更に、本発明では階層変調回路が、受信機
用信号は低次側に、かつ、中継装置用信号は高次側に階
層変調する構成としたため、中継装置における受信所要
Ｃ／Ｎは高くなるが、ビルの屋上などの受信環境の良い
所に設置することが可能な中継装置では、一般の受信機
よりも高いＣ／Ｎで送信装置からの電波を受信できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００１９】図１は本発明になる中継方式及びこれに用
いる送信装置及び中継装置の第１の実施の形態のブロッ
ク図を示す。この実施の形態の中継方式は、送信装置１
と中継装置１１が同一周波数で同一内容のＯＦＤＭ信号
を送信し、受信機２５がそのＯＦＤＭ信号を受信する方
式であり、送信装置１が階層変調回路３を有し、中継装
置１１が階層復調回路１４を有する点に特徴がある。

【００２０】送信装置１は、伝送すべき情報を遅延する
遅延回路２と、この遅延回路２の出力信号が受信機用信
号ａとして、また伝送すべき情報が中継装置用信号ｂと
してそれぞれ入力されて、これらの信号を階層化しＯＦ
ＤＭ変調する階層変調回路３と、階層変調回路３の出力
信号を増幅及び高周波の送信帯域に周波数変換して空中
線５を介して送信する送信高周波数部４から構成されて
いる。なお、階層変調回路３では、受信機用信号ａは低
次（低搬送波電力対雑音電力比（Ｃ／Ｎ）時も受信可
能）側に、中継装置用信号ｂは高次（低Ｃ／Ｎ時には受
信不能）側に階層変調する。階層変調回路３は、例えば
図２のブロック図に示すように、マッピング回路６と、
逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路７と直交変調回路
８とからなる。

【００２１】中継装置１１は、送信装置１からの電波２
１を受信する空中線１２と、空中線１２からの受信信号
から所要周波数帯域の信号を抽出、増幅する受信高周波
部１３と、受信高周波部１３からの受信高周波信号をＯ
ＦＤＭ復調して、階層化された信号を分離し、更に高次
側の信号である中継装置用信号ｃを得る階層復調回路１
４と、中継装置用信号ｃをＯＦＤＭ変調する変調回路１
５と、変調回路１５の出力ＯＦＤＭ信号を増幅及び高周
波数帯に変換する送信高周波部１６と、送信高周波部１
６の出力高周波信号を電波２３として送信する空中線１
７とから構成されている。階層復調回路１４は例えば図
３のブロック図に示すように、直交復調器１８と、高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）回路１９と、判別回路２０から
構成されている。

【００２２】なお、空中線１７から送信される電波２３
の周波数は、送信装置１からの電波２１及び２２と同じ
周波数とする。また、受信機２５は、送信装置１から送
信された電波２２と中継装置１１から送信された電波２
３とを空中線２４で受信後復調する。

【００２３】次に、この実施の形態の動作について、図
４及び図５を併せ参照して詳細に説明する。図４（Ａ）
は送信装置１が設置された送信点３１、中継装置１１が
設置された中継点３２、受信機２５の位置である受信点
３３の位置関係を示す図であり、ｔ１、ｔ２及びｔ４は
それぞれ送信点３１と受信点３３の間、送信点３１と中
継点３２の間、及び中継点３２と受信点３３の間の電波
伝搬に要する遅延時間を示し、ｔ３は中継点３２に設置
された中継装置１１での処理時間、つまり再送信に必要
な遅延時間を示す。

【００２４】受信点３３では、送信点３１から送られて
くる電波３４と中継点３２から送られてくる電波３６と
を同時に受信する。いま、中継点３２に設置された中継
装置１１が送信点３１から送られてきた電波３５を単に
増幅して再送信するものであるとすると、受信点３３で
は送信点３１から送られてくる電波３４と、中継点３２
から送られてくる電波３６との間に（ｔ２＋ｔ３＋ｔ４
−ｔ１）なる遅延時間差を生ずる。

【００２５】図４（Ｂ）はこのときの電波３４の信号３
７と電波３６の信号３８との受信点３３における時間関
係を示す図である。信号３７及び３８は同じ内容の信号
であるが、遅延時間差ｔ５を生じている。この遅延時間
差ｔ５は前記遅延時間差（ｔ２＋ｔ３＋ｔ４−ｔ１）で
ある。それぞれの信号３７及び３８は情報ｄ１とガード
インターバルｄ２から１シンボルを構成している。ＯＦ
ＤＭ復調には、この１シンボル期間内の任意の期間から
情報ｄ１の部分に相当する長さの期間を抽出する。

【００２６】図４（Ｂ）においては、復調区間ｔ６がこ
れに相当する。しかし、信号３７と信号３８との遅延時
間差ｔ５が大きく、信号３７と信号３８とが合成された
場合には、シンボル間干渉区間ｔ７を生ずる。このシン
ボル間干渉区間ｔ７では、異なる情報を持つシンボルが
合成されるため、復調後に本来の情報に誤りを生ずる。
つまり、遅延時間差ｔ５がガードインターバルｄ２の期
間よりも長い場合には、少なくともその時間差に相当す
るシンボル間干渉区間ｔ７を生じ、誤りを生ずる。

【００２７】本実施の形態はこのシンボル間干渉区間を
生じさせないことを目的とするものであり、送信装置１
と中継装置１１とにより図４（Ａ）に示す（ｔ２＋ｔ
３）に相当する遅延時間の補償を行うことにより、遅延
時間差ｔ５を（ｔ４−ｔ１）とするものである。図４
（Ｃ）はこのときの電波３４の信号３７と電波３６の信
号３８との受信点３３における時間関係を示している。
同図に示すように、遅延時間差ｔ５がガードインターバ
ルｄ２の期間よりも短く、シンボル干渉区間を生じな
い。

【００２８】次に、階層変調について図５と共に説明す
る。図５（Ａ）はノンユニフォーム１６ＱＡＭ（直交振
幅変調）のコンスタレーションを示すものであり、図中
の４桁の数字は各信号点に割り当てられた４ビットの符
号を示す。各数字の上位２ビットは各信号点が位置する
象限に対応しており、下位２ビットは各象限内の信号点
の位置に対応している。上位２ビットについては、各符
号の距離が大きく、低Ｃ／Ｎでの伝送が可能であるが、
下位２ビットについては、各符号の距離が小さく上位２
ビットに比較して高いＣ／Ｎが要求される。従って、低
次（低Ｃ／Ｎ時も受信可能）側の情報を上位２ビットに
割り当て、高次（低Ｃ／Ｎ時には受信不能）側の情報を
下位２ビットに割り当てることにより、階層変調が可能
となる。

【００２９】また、上位２ビットについては、図５
（Ｂ）に示すＱＰＳＫ（４相位相変調）のコンスタレー
ションと同じ数字が割り当てられている。従って、図５
（Ａ）に示すノンユニフォーム１６ＱＡＭの信号のう
ち、低次（低Ｃ／Ｎ時も受信可能）側の信号のみが受信
できればよい場合には、ノンユニフォーム１６ＱＡＭの
信号を図５（Ｂ）に示すＱＰＳＫの信号として処理を行
うことができる。

【００３０】図５（Ｃ）はノンユニフォーム１６ＤＡＰ
ＳＫ（差動振幅位相変調）のコンスタレーションを示す
ものである。図中の４桁の数字は各信号点に割り当てら
れた４ビットの符号を示す。この場合も、ノンユニフォ
ーム１６ＱＡＭと同じく、上位２ビットは各信号点が位
置する象限に対応しており、下位２ビットは各象限内の
信号点の位置に対応している。従って、同様に低次（低
Ｃ／Ｎ時も受信可能）側の信号のみが受信できればよい
場合には、ノンユニフォーム１６ＤＡＰＳＫの信号を図
５（Ｂ）に示すＱＰＳＫの信号として処理を行うことが
できる。

【００３１】再び図１に戻って動作について説明する
に、送信装置１において、伝送すべき情報は２分配さ
れ、一方は遅延回路２により所定時間遅延される。この
遅延時間は、送信装置１と中継装置１１との間を電波２
１が伝搬する時間（図４（Ａ）のｔ２）に、中継装置１
１の信号処理に要する時間（図４（Ａ）のｔ３）を加算
した時間とする。従って、図４（Ａ）に示した例では、
この遅延時間は（ｔ２＋ｔ３）に設定され、遅延時間差
ｔ５を（ｔ４−ｔ１）とする。遅延回路２により遅延さ
れた信号は、受信機用信号ａとなる。遅延回路２の遅延
時間をこのように定めることにより、送信装置１と中継
装置１１とから同じタイミングで情報を送信することが
できる。

【００３２】２分配された伝送すべき情報の他方は、中
継装置用信号ｂとして直接に階層変調回路３に供給され
る。階層変調回路３は上記の中継装置用信号ｂと遅延回
路３よりの受信機用信号ａとを入力信号として受け、こ
れらを階層化した上でＯＦＤＭ変調を行う。すなわち、
階層変調回路３は図２のブロック図に示す構成とされて
おり、入力された受信機用信号ａと中継装置用信号ｂと
をマッピング回路６においてＯＦＤＭ信号を構成する各
搬送波へそのデータが割り振られると共に、図５（Ａ）
又は図５（Ｃ）に示すＩ，Ｑ軸からなる複素平面上に、
受信機用信号ａと中継装置用信号ｂがそれぞれ低次側、
高次側に配置されることにより、階層化される。

【００３３】ここで、階層化には図５（Ａ）に示したコ
ンスタレーションのノンユニフォーム１６ＱＡＭや、同
図（Ｃ）に示したコンスタレーションのノンユニフォー
ム１６ＤＡＰＳＫが使用され、受信機用信号ａには上位
２ビット（低次（低Ｃ／Ｎ時も受信可）側）を割り当
て、中継装置用信号ｂには下位２ビット（高次（低Ｃ／
Ｎ時には受信不能）側）を割り当てる。この結果、受信
機２５へ向けた情報（すなわち、受信機用信号ａ）は、
低Ｃ／Ｎ時にも受信可能となる。

【００３４】図２において、ＩＦＦＴ回路７はＯＦＤＭ
信号を構成する多数の搬送波の数に相当する数の複素信
号入力部（実数部入力部と虚数部入力部）を有してお
り、マッピング回路６から出力された、図５（Ａ）又は
同図（Ｃ）に示したＩ，Ｑ軸からなる複素平面上の座標
に相当する信号が、対応する入力部に入力されて複素の
逆フーリエ変換を行うことにより、周波数軸上の入力信
号を時間軸上の複素信号（データシンボル列）に変換す
る。この複素信号は直交変調器８に供給されて直交変調
されることにより、高周波数のＯＦＤＭ信号とされる。

【００３５】階層変調回路３より取り出されたＯＦＤＭ
信号は、図１に示した送信高周波部４により増幅及び送
信周波数帯に周波数変換された後、空中線５から中継装
置１１及び受信機２５に対して電波２１、２２として送
信される。

【００３６】中継装置１１においては、送信装置１から
の電波２１を空中線１２により受信し、受信高周波部１
３で所要周波数帯域の信号を抽出、増幅した後に階層復
調回路１４によりＯＦＤＭ復調し、階層化された信号を
分離する。すなわち、階層復調回路１４は図３のブロッ
ク図に示す構成とされており、受信信号を直交復調器１
８により直交復調して時間軸上の複素信号を得、その複
素信号をＦＦＴ回路１９に供給して複素の高速フーリエ
変換させることにより、周波数軸上の受信信号を出力さ
せ、更にこの受信信号を判別回路２０に供給して順次し
きい値との比較によりＩ，Ｑ軸に対応したディジタル信
号を復調出力する。

【００３７】中継装置１１において、ノンユニフォーム
１６ＱＡＭ信号を復調する場合、ノンユニフォーム１６
ＱＡＭのコンスタレーションが６４ＱＡＭのコンスタレ
ーションの部分集合である場合には、判別回路２０では
６４ＱＡＭとしての判別、つまりＩ，Ｑの各軸において
それぞれ等間隔の８段階の値をとるものとして、通常の
６４ＱＡＭ信号と同様のしきい値により判別することが
できる。

【００３８】中継装置１１においては、階層変調された
ノンユニフォーム１６ＱＡＭの情報のうち、高次側の中
継装置用信号ｂの情報のみが再送信のために必要であ
り、低次側の受信機用信号ａの情報は不要であるので、
ノンユニフォーム１６ＱＡＭ信号を判別した結果のう
ち、象限の情報（図５（Ａ）に示した上位２ビット）は
捨てられ、象限内の情報（図５（Ａ）に示した下位２ビ
ット）のみを出力し、図１の変調回路１５へ供給する。

【００３９】すなわち、階層復調回路１４は送信装置１
の階層変調回路３により高次（低Ｃ／Ｎ時には受信不
能）側に割り当てられた中継装置用信号のみを出力する
ようになされている。中継装置１１は、ビルの屋上や山
の頂上等の受信環境の良い所に設置することが可能なた
め、一般の受信機よりも高いＣ／Ｎで送信装置１からの
電波２１を受信することができるので、高次（低Ｃ／Ｎ
時には受信不能）側に割り当てられた信号でも十分に誤
りなく復調することができる。

【００４０】階層復調回路１４の出力信号、つまり中継
装置用信号ｃは変調回路１５に供給され、ここでＱＰＳ
ＫによるＯＦＤＭ変調された後、送信高周波部１６によ
り送信装置１からの電波２１と同一周波数に変換され、
空中線１７から受信機２５に対して電波２３として送信
される。

【００４１】受信機２５においては、送信装置１から送
信された電波２２と中継装置１１から送信された電波２
３とを空中線２４で受信する。送信装置１から送信され
た電波２２は、中継装置用の情報を含むノンユニフォー
ム１６ＱＡＭやノンユニフォーム１６ＤＡＰＳＫで各搬
送波が変調されたＯＦＤＭ信号であり、一方、中継装置
１１から送信された電波２３はＱＰＳＫで各搬送波が変
調されたＯＦＤＭ信号であり、変調方式が異なる。しか
し、受信機２５では電波２２及び２３のうち低次（低Ｃ
／Ｎ時も受信可能）側の信号のみが受信できればよく、
また、前述したように、電波２２のノンユニフォーム１
６ＱＡＭの信号、あるいはノンユニフォーム１６ＤＡＰ
ＳＫの信号を、電波２３と同じＱＰＳＫの信号として処
理を行うことができるため、受信機２５は両電波を同時
に受信して両者が合成された信号をＱＰＳＫの信号とし
て復調できることとなる。

【００４２】このように、この実施の形態によれば、送
信装置１と中継装置１１との情報送信のタイミングを一
致させることが可能であるため、従来と同じガードイン
ターバル期間の場合は従来よりも送信装置１と中継装置
１１との距離を長くすることができ、サービスエリアを
拡大できる。また、送信装置１と中継装置１１との距離
が従来と同じ場合は、冗長な期間であるガードインター
バルの期間を短くすることが可能となり、これにより伝
送する情報量を増加できる。

【００４３】また、中継装置１１へは階層変調した情報
を送信するようにしているので、送信装置１から受信装
置２５へ向けた信号に中継装置１１へ向けた情報を重畳
することができ、専用の回線を不要にできる。

【００４４】次に、本発明になる中継装置の第２の実施
の形態について説明する。図６（Ａ）は本発明になる中
継装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図
中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図６（Ａ）に示す第２の実施の形態の中継
装置４１は、図１に示した中継装置１１に遅延回路４３
を付加することにより、中継点が複数の場合に使用可能
としたものである。

【００４５】すなわち、図１に示した第１の実施の形態
は送信点と中継点とが各１個所の場合の例であるが、中
継点が複数要求される場合もあり得る。図６（Ｃ）は中
継点が５２及び５３で示す如く、送信点５１に対して２
個所設けられた位置関係を示す。この場合、送信点５１
と中継点５２の間の電波伝搬に要する遅延時間はｔ８
で、送信点５１と中継点５３の間の電波伝搬に要する遅
延時間はｔ９であり、それらの遅延時間ｔ８及びｔ９は
等しくなく、それらの距離も等しくないものとする。

【００４６】このような場合には、図１に示した遅延回
路２の遅延時間を一意に定めることはできない。そこ
で、この第２の実施の形態の中継装置４１は、このよう
な場合に、図１に示した遅延回路２の遅延時間を一意に
定めることができるようにした中継装置である。図６
（Ａ）に示した中継装置４１を使用するに当っては、図
１に示した遅延回路２の遅延時間を、中継点と送信点と
の間の電波伝搬に要する遅延時間に中継装置の信号処理
による遅延時間を加えた合計の遅延時間が最大になる中
継装置の遅延時間に合わせる。この結果、遅延時間が最
大になる中継装置以外の中継装置では、送信点よりも早
いタイミングで信号を送信することとなる。

【００４７】図６（Ａ）に示す中継装置４１では、この
タイミングのずれを防止するために、遅延回路４３が階
層復調回路１４の出力に設けられ、階層復調回路１４の
出力復調信号を遅延して変調回路１５に供給する。この
遅延回路４３の遅延時間は、当該中継装置が位置する中
継点と送信点との間の電波伝搬に要する遅延時間に、当
該中継装置の信号処理による遅延時間を加えた合計の遅
延時間に対しての送信装置に設けられた遅延回路２の遅
延時間の差に設定される。これにより、送信点と各中継
点のタイミングが一致する。

【００４８】例えば、図６（Ｃ）において、ｔ９＞ｔ８
であり、かつ、中継点５２及び５３のそれぞれにおいて
中継処理のために時間ｔ３を要するものとすると、送信
点５１に配置された送信装置１内の遅延回路２の遅延時
間は（ｔ９＋ｔ３）に設定され、中継点５３の中継装置
と送信点５１の送信装置１とから実質的に同じタイミン
グで情報を送信させる。

【００４９】更に、この場合、中継点５２の中継装置４
１内の遅延回路４３の遅延時間は（ｔ９−ｔ８）に設定
される。これにより、送信点５１に配置された送信装置
１と中継点５２及び５３にそれぞれ配置された中継装置
４１の送信タイミングが実質的に一致する。なお、中継
点５３に配置される中継装置は図１に１１で示した中継
装置と、図６（Ａ）に示した中継装置４１のいずれも使
用可能であるが、中継装置４１の場合は遅延回路４３の
遅延時間は０に設定される。

【００５０】なお、遅延回路４３はディジタル信号を遅
延させる回路であるため、ディジタル処理が可能であ
る。具体的には、メモリを使用し、その書き込み番地と
読み出し番地との間の差により遅延時間を定めることが
できる。従って、遅延時間の設定変更を容易に行える。

【００５１】次に、本発明になる中継装置の第３の実施
の形態について説明する。図６（Ｂ）は本発明になる中
継装置の第３の実施の形態のブロック図を示す。同図
中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。図６（Ｂ）に示す第３の実施の形態の中継
装置４５は、図１に示した中継装置１１に遅延回路４７
を付加することにより、第２の実施の形態と同様に、中
継点が複数の場合に使用可能としたものである。ただ
し、第２の実施の形態では、遅延回路４３を階層復調回
路１４の出力側に設けたが、この第３の実施の形態の中
継装置４５では、図６（Ｂ）に示すように、遅延回路４
７を階層復調回路１４の入力側に設けた点に特徴があ
る。

【００５２】遅延回路４７の遅延時間及び動作は第２の
実施の形態の遅延回路４３のそれと同様であるので説明
は省略する。この遅延回路４７はアナログ、ディジタル
のどちらでも構成することができる。ディジタル処理の
場合は、第２の実施の形態と同様に、メモリの書き込
み、読み出しの番地制御により遅延時間を定めることが
できる。また、アナログ処理の場合には、高い周波数帯
での処理が可能なため、公知のＳＡＷ（表面弾性波）素
子による遅延線を使用することも可能であり、この場合
には遅延時間の設定の自由度は低いが小型化が可能であ
る。

【００５３】上記の第２及び第３の実施の形態の中継装
置４１、４５を用いた中継方式は、第１の実施の形態と
同様の特長を有すると共に、中継点が複数ある中継方式
に適用可能であるという特長を有する。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送信装置内の同一の送信部から受信機と中継装置の両方
に向けてそれぞれの信号を同時に送信することができる
ため、中継装置用の回線を不要にできる。

【００５５】また、本発明によれば、中継装置から受信
機へ再送信される信号と、送信装置から受信機へ送信さ
れる受信機用信号の送信タイミングをほぼ一致させるこ
とで、これらの信号が送信装置と中継装置において常に
同じ情報内容としたため、従来の中継方式に比較し、受
信機における送信装置から送信される電波と中継装置か
ら再送信される電波との間の遅延時間差は２分の１以下
にでき、よって、従来の中継方式と同じガードインター
バル期間の場合は送信装置と中継装置との距離を長くす
ることができ、サービスエリアを拡大することができ
る。

【００５６】また、本発明によれば、送信装置と中継装
置の距離が従来の中継方式と同じ場合では、冗長な期間
であるガードインターバルの期間を低減することができ
るため、伝送する情報量を従来よりも増加させることが
できる。

【００５７】更に、本発明によれば、送信装置は中継装
置が複数ある場合に、伝送すべき情報を送信点から複数
の各中継点までのそれぞれの電波伝搬時間に各中継点に
配置されている複数の中継装置の信号処理時間を加えた
時間のうち、最大の時間を遅延時間として遅延回路に設
定した構成とし、中継装置は送信装置の送信時刻と、自
装置が送信する時刻とをほぼ一致させるための遅延回路
を、階層復調回路の入力側又は出力側に設け、複数の中
継装置から受信機へ再送信される信号と、送信装置から
受信機へ送信される受信機用信号の送信タイミングをほ
ぼ一致させるようにしたため、複数の中継装置が存在す
る中継方式においても、上記の各効果を損なうことのな
いシステムを構築できる。

【００５８】更に、本発明によれば、ビルの屋上などの
受信環境の良い所に設置することが可能な中継装置で
は、一般の受信機よりも高いＣ／Ｎで送信装置からの電
波を受信できるため、受信機用信号は低次側に、かつ、
前記中継装置用信号は高次側に階層変調することによ
り、受信機用信号及び中継装置用信号ともに十分誤りな
く受信復調することができる。

【００５９】また、更に、本発明は基本的にはＳＦＮで
あるため、ＤＦＮに比し周波数利用効率が良く、また移
動受信にも適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図であ
る。

【図２】図１中の階層変調回路の一例のブロック図であ
る。

【図３】図１中の階層復調回路の一例のブロック図であ
る。

【図４】中継方式における送信点、中継点及び受信点の
位置関係と、信号の時間関係の説明図である。

【図５】図１における階層変調回路を説明するコンスタ
レーション図である。

【図６】本発明の中継装置の第２及び第３の実施の形態
のブロック図と、送信点と中継点との電波伝搬時間等の
説明図である。

【符号の説明】

１送信装置２遅延回路３階層変調回路４送信高周波部６マッピング回路７逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路８直交変調器１１、４１、４５中継装置１３受信高周波部１４階層復調回路１５変調回路１６送信高周波部１８直交復調器１９高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路２０判別回路２１〜２３電波２５受信機３１、５１送信点３２、５２、５３中継点３３受信点４３、４７遅延回路ａ受信機用信号ｂ、ｃ中継装置用信号ｄ１情報ｄ２ガードインターバル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信装置が伝送すべき情報を所定の変調
方式で変調した後所定周波数で送信し、中継装置が前記
送信装置が送信した電波を受信及び復調した後再度変調
して前記伝送すべき情報を、前記送信装置と同一周波数
を用いて再送信し、受信機により前記送信装置及び中継
装置の一方又は両方からの送信電波を受信させる中継方
式において、前記送信装置は、前記中継装置が再送信するための中継
装置用信号と、前記受信機へ直接送信するための受信機
用信号とを階層化により重畳すると共に第１の直交周波
数分割多重信号に変調して送信し、前記中継装置は、前
記送信装置が送信した電波を受信して前記中継装置用信
号を分離復調した後再度変調して第２の直交周波数分割
多重信号として再送信することを特徴とする中継方式。
【請求項２】伝送すべき情報を送信点から中継点まで
の電波伝搬時間と前記中継装置の信号処理時間との和の
時間に相当する時間遅延して受信機用信号を出力する遅
延回路と、該受信機用信号と共に、前記遅延回路に入力される前記
伝送すべき情報を中継装置用信号として入力され、これ
ら受信機用信号と中継装置用信号とをそれぞれ異なるビ
ットに割り当てて階層化し直交周波数分割多重変調する
階層変調回路と、該階層変調回路の出力変調信号を所定周波数帯に変換し
て送信する送信部とを有することを特徴とする請求項１
記載の中継方式に用いる送信装置。
【請求項３】前記中継装置が複数ある場合に、伝送す
べき情報を送信点から複数の各中継点までのそれぞれの
電波伝搬時間に該各中継点に配置されている前記複数の
中継装置の信号処理時間を加えた時間のうち、最大の時
間を遅延時間として前記遅延回路に設定したことを特徴
とする請求項２記載の送信装置。
【請求項４】前記階層変調回路は、前記受信機用信号
は低次側に、かつ、前記中継装置用信号は高次側に階層
化することを特徴とする請求項２又は３記載の送信装
置。
【請求項５】前記階層変調回路は、ノンユニフォーム
１６ＱＡＭ又はノンユニフォーム１６ＤＡＰＳＫにより
階層化を行い、複数の搬送波のそれぞれが該ノンユニフ
ォーム１６ＱＡＭ又はノンユニフォーム１６ＤＡＰＳＫ
で変調された直交周波数分割多重信号を出力することを
特徴とする請求項２又は３記載の送信装置。
【請求項６】前記送信装置が送信した電波を受信する
受信部と、該受信部が受信した信号から前記中継装置用信号を復調
する階層復調回路と、復調された該中継装置用信号を所定の変調方式で変調し
た直交周波数分割多重信号を出力する変調回路と、該変調回路の出力信号を前記送信装置と同一周波数帯に
変換して送信する送信部とを有することを特徴とする請
求項１記載の中継方式に用いる中継装置。
【請求項７】前記送信装置の送信時刻と、自装置が送
信する時刻とをほぼ一致させるための遅延回路を、前記
階層復調回路の入力側又は出力側に設けたことを特徴と
する請求項６記載の中継装置。
【請求項８】前記変調回路は、複数の搬送波のそれぞ
れが前記中継装置用信号でＱＰＳＫ変調された直交周波
数分割多重を生成出力することを特徴とする請求項５又
は６記載の中継装置。