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技術 直交周波数分割多重信号送信装置、直交周波数分割多重信号受信装置、及び直交周波数分割多重信号送受信装置

出願人 日本ビクター株式会社
発明者 高岡勝美金子敬一
出願日 2001年3月26日 (18年5ヶ月経過) 出願番号 2001-087800
公開日 2002年5月17日 (17年4ヶ月経過) 公開番号 2002-141884
状態 特許登録済
技術分野 時分割方式以外の多重化通信方式 交流方式デジタル伝送
主要キーワード リファレンス位置 送信間隔情報 静止環境 復調信号レベル 復調品質 主要パラメータ 変動レベル 挿入位置情報
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図面 (11)

課題

OFDM信号を、劣悪な伝送路ではデータ誤り率の増加を防ぎ、良質な伝送路では高いデータレートにより伝送することにある。

解決手段

FFT回路により復調した信号をデジタル信号に変換するデマッピングのための、リファレンスキャリア信号挿入間隔を受信される信号をリファレンス信号解析手段83により解析し、解析結果によりリファレンス信号挿入位置をリファレンス信号位置情報設定手段11により定め、そのリファレンス位置情報信号と、供給される情報信号とを時分割多重したパケット信号として後、複数のデジタル変調されたキャリア信号を直交周波数分割多重信号生成手段31により空間伝送路放射する信号を生成するようにした。

概要

背景

近年、インターネットを中心とするマルチメディアネットワーク発達には目覚しいものがあり、世界各国ではIT(Information Technology)を中心とする情報革命が進められている。

そのマルチメディアネットワークは、現在においては主に有線により結合されるコンピュータを中心として進められているが、利用者の利便性を図るためには、ネットワーク無線による結合が重要であり、一部の端末では無線を利用して接続する製品も開発され、市場に出されている。

そして、そのマルチメディアネットワークが扱う情報の量も、当初は文字データが中心であったが、やがて画像データ、映像データ、音声データが伝送されるようになり、その映像データも通常のTV並の映像を伝送したいとする要求も多くなってきている。

この様な状況の中で、毎秒20Mビット以上の伝送レートを有する無線ネットワーク方式の実現が検討されている。その方式は、例えば5GHzのサブミリ波帯域でOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用い、情報の伝送は、無線LAN(LocalAria Network)方式に適するパケット型、即ちバースト通信方式を用いるものである。

このOFDMを用いるバースト型の通信方式としては、例えば最近標準化されたIEEE802.11a(Institute of Eelectrical and Electronics Engineers 802.11 activities)や、ETSI(European Telecommunications StandardsInstitute)のHiperLAN 2、さらには国内で審議がされているMMAC(Multimedia Mobile Access Communication:広帯域移動アクセス)システムなどがあり、いずれもマルチメディア無線伝送に適した通信システムの実現に向けて検討が進められている。

そのOFDM方式は、日欧におけるデジタル地上放送に採用されているデジタル変調方式であり、マルチパスに強い伝送特性を有することが知られているが、さらに空間伝送路の特性を補償するため、十分な伝送路推定を行うことにより、より一層伝送レートの高い情報信号を伝送することができるものである。

その伝送路特性推定は、例えばバースト的に伝送されるパケット構造のデータの先頭プリアンブルデータ期間を設け、その複数のパケットと共に伝送されるプリアンブルデータの一部をリファレンス信号割り当てるシンボルとして規定し、そのようにして伝送されたリファレンス信号(以下リファレンスシンボルと呼ぶ)を基に受信機側で伝送路特性の補償を行うものである。

そして、その伝送路特性の補償を行う第2の方法として、パケット構造のデータを伝送する複数あるサブキャリアのうち、特定のサブキャリアをパイロットキャリア伝送用キャリアとして規定して、伝送し、受信側ではその伝送されて、受信されたパイロットキャリアの特性を調べ、調べて得られた特性に基づいて伝送路特性を補償する方法もある。

さらに、伝送路特性の推定を行う第3の方法として、特にデータを伝送する期間が長いときなどは、そのリファレンスシンボルを所定の期間ごとに伝送するようにする方法でもよい。

図8に、IEEE802.11a、HiperLAN 2、及びMMACなどで審議が進められているOFDM方式によりパケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用のOFDMデータシンボルの主要パラメータを示す。

これらのOFDMデータシンボルの主要パラメータ仕様では、次数が64であるIFFT(逆高速フーリエ変換)を用いてOFDMの信号を生成しており、そのIFFTは53本のサブキャリアを64個の時系列サンプル点信号により生成する。

このようにして生成されたサブキャリアは、伝送路におけるマルチパス歪を軽減するため、IFFTより得られた64サンプルの信号の内の、最後の8、又は16サンプルの信号がガードインターバル信号としてその64サンプルの信号の前に挿入される。図9に、IFFTにより生成された信号とガードインターバルの関係を示す。

このようにして、53本のサブキャリアの内の、48本のサブキャリアはデータキャリアとして割り当てられ、IFFTは供給される伝送すべき情報信号に基づいてこれらのデータキャリアをBPSK(bi-phase shift keying)、QPSK(quadrature phase shift keying)、16QAM(16-quadrature amplitudemodulation)、又は64QAMによりデジタル変調を行った信号として供給する。

そして、そのIFFTに供給される信号は、パケット構成とされる情報データがバースト信号として供給され、そのバースト信号の先頭にはプリアンブルと称されるヘッダ信号が付されており、そのプリアンブル信号の一部にリファレンスシンボルと称するデータ復号のための基準信号が挿入されるようになっている。

そしてこれらの規格では、その基準信号はプリアンブル期間に挿入される信号の他に、プリアンブル期間に続くデータ期間の信号についても、53本のサブキャリア内の特定の4本のサブキャリアをパイロットキャリアと定義し、そのパイロットキャリアにより復号用の基準信号を伝送することが決められている。

図10に、この送信装置から送信されるサブキャリアの構成について示す。それらのサブキャリアの内、4本のサブキャリアはパイロットキャリアとされ、常に復号用の基準信号を伝送するようにし、受信機側ではその受信される復号用の基準信号を伝送、推定された伝送特性を基にデータキャリアの復号を行うものである。

概要

OFDM信号を、劣悪な伝送路ではデータ誤り率の増加を防ぎ、良質な伝送路では高いデータレートにより伝送することにある。

FFT回路により復調した信号をデジタル信号に変換するデマッピングのための、リファレンスキャリア信号挿入間隔を受信される信号をリファレンス信号解析手段83により解析し、解析結果によりリファレンス信号挿入位置をリファレンス信号位置情報設定手段11により定め、そのリファレンス位置情報信号と、供給される情報信号とを時分割多重したパケット信号として後、複数のデジタル変調されたキャリア信号を直交周波数分割多重信号生成手段31により空間伝送路に放射する信号を生成するようにした。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調したキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するデジタル変調信号送信装置において、供給される間隔設定入力信号に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置

請求項2

前記リファレンス信号位置情報設定手段における前記供給される間隔設定入力信号は、前記リファレンス信号の送信間隔を定めて伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置より送信される信号を受信して得た信号であることを特徴とする請求項1記載の直交周波数分割多重信号送信装置。

請求項3

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、前記参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調される所望のリファレンスキャリア信号の時間間隔を設定し、その設定したリファレンス信号の送信間隔情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送されるリファレンス信号の送信間隔情報に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

請求項4

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔を基にリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

請求項5

前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基に定めるリファレンス信号の送信間隔は、その送信間隔ごとに前記復調品質に関る情報として前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送されるリファレンス信号のレベル差を前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、変更するように構成したことを特徴とする請求項4に記載の直交周波数分割多重信号送信装置。

請求項6

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を送信する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号送受信装置より伝送されるリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を基にリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

請求項7

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点の復調品質を基に前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段と、そのリファレンス信号復調手段より得られるリファレンス信号を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られる信号を基に、前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔として定め、その定められた時間間隔に基づく情報を供給するリファレンス信号解析手段と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

請求項8

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段と、そのリファレンス信号復調手段より得られるリファレンス信号を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られる信号を基に、前記リファレンス信号の復調品質情報信号を生成し、その生成された復調品質情報信号を供給するリファレンス信号解析手段と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

請求項9

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点の復調品質を基に前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段と、そのリファレンス信号復調手段より得られ、相隣り合う前記時間間隔で復調されるリファレンス信号のレベル差を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するための情報信号を生成し、その生成された情報信号を供給するリファレンス信号解析手段と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

請求項10

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を送信する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送受信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より供給される信号点の復調品質情報を解析し、解析した信号を得るリファレンス信号解析手段と、そのリファレンス信号解析手段より得られる解析した信号を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められた送信間隔情報に基づく信号を伝送用信号として供給するリファレンス信号位置情報手段と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号送受信装置。

請求項11

供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調したキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その定められた参照信号点位置におけるデジタル変調されるレファレンスキャリア信号は、そのレファレンスキャリア信号の送信間隔を定めて伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置より送信された信号を受信して得た信号を基にして生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られ信号を空間伝送路に伝送する直交周波数分割多重信号送信装置より送信された信号を受信するデジタル変調信号受信装置であって、空間伝送路より前記複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得てそれぞれのキャリア信号の復調出力信号を得るキャリア信号復調手段と、そのキャリア信号復調手段より得られた復調出力信号より、前記直交周波数分割多重信号送受信装置より送信された前記リファレンスキャリア信号の送信間隔情報を得て前記復調出力信号に含まれるリファレンスキャリア信号の前記2次元平面における復調信号レベルを得るリファレンス信号レベル得手段と、そのリファレンス信号レベル取得手段により得られた復調信号レベルを基に前記キャリア信号復調手段より得られた復調出力信号の復号を行う復調信号復号手段と、を具備して構成することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

技術分野

0001

本発明は、直交周波数分割多重方式を用い、送信するデータはパケット構造を用い、バースト的に行うデータ伝送型の直交周波数分割多重信号送信装置直交周波数分割多重信号受信装置、及び直交周波数分割多重信号送受信装置に関し、特に空間伝送路振幅位相特性補償を行うために用いるリファレンス信号の挿入に関するものである。

背景技術

0002

近年、インターネットを中心とするマルチメディアネットワーク発達には目覚しいものがあり、世界各国ではIT(Information Technology)を中心とする情報革命が進められている。

0003

そのマルチメディアネットワークは、現在においては主に有線により結合されるコンピュータを中心として進められているが、利用者の利便性を図るためには、ネットワーク無線による結合が重要であり、一部の端末では無線を利用して接続する製品も開発され、市場に出されている。

0004

そして、そのマルチメディアネットワークが扱う情報の量も、当初は文字データが中心であったが、やがて画像データ、映像データ、音声データが伝送されるようになり、その映像データも通常のTV並の映像を伝送したいとする要求も多くなってきている。

0005

この様な状況の中で、毎秒20Mビット以上の伝送レートを有する無線ネットワーク方式の実現が検討されている。その方式は、例えば5GHzのサブミリ波帯域でOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を用い、情報の伝送は、無線LAN(LocalAria Network)方式に適するパケット型、即ちバースト通信方式を用いるものである。

0006

このOFDMを用いるバースト型の通信方式としては、例えば最近標準化されたIEEE802.11a(Institute of Eelectrical and Electronics Engineers 802.11 activities)や、ETSI(European Telecommunications StandardsInstitute)のHiperLAN 2、さらには国内で審議がされているMMAC(Multimedia Mobile Access Communication:広帯域移動アクセス)システムなどがあり、いずれもマルチメディア無線伝送に適した通信システムの実現に向けて検討が進められている。

0007

そのOFDM方式は、日欧におけるデジタル地上放送に採用されているデジタル変調方式であり、マルチパスに強い伝送特性を有することが知られているが、さらに空間伝送路の特性を補償するため、十分な伝送路推定を行うことにより、より一層伝送レートの高い情報信号を伝送することができるものである。

0008

その伝送路特性推定は、例えばバースト的に伝送されるパケット構造のデータの先頭プリアンブルデータ期間を設け、その複数のパケットと共に伝送されるプリアンブルデータの一部をリファレンス信号に割り当てるシンボルとして規定し、そのようにして伝送されたリファレンス信号(以下リファレンスシンボルと呼ぶ)を基に受信機側で伝送路特性の補償を行うものである。

0009

そして、その伝送路特性の補償を行う第2の方法として、パケット構造のデータを伝送する複数あるサブキャリアのうち、特定のサブキャリアをパイロットキャリア伝送用キャリアとして規定して、伝送し、受信側ではその伝送されて、受信されたパイロットキャリアの特性を調べ、調べて得られた特性に基づいて伝送路特性を補償する方法もある。

0010

さらに、伝送路特性の推定を行う第3の方法として、特にデータを伝送する期間が長いときなどは、そのリファレンスシンボルを所定の期間ごとに伝送するようにする方法でもよい。

0011

図8に、IEEE802.11a、HiperLAN 2、及びMMACなどで審議が進められているOFDM方式によりパケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用のOFDMデータシンボルの主要パラメータを示す。

0012

これらのOFDMデータシンボルの主要パラメータ仕様では、次数が64であるIFFT(逆高速フーリエ変換)を用いてOFDMの信号を生成しており、そのIFFTは53本のサブキャリアを64個の時系列サンプル点信号により生成する。

0013

このようにして生成されたサブキャリアは、伝送路におけるマルチパス歪を軽減するため、IFFTより得られた64サンプルの信号の内の、最後の8、又は16サンプルの信号がガードインターバル信号としてその64サンプルの信号の前に挿入される。図9に、IFFTにより生成された信号とガードインターバルの関係を示す。

0014

このようにして、53本のサブキャリアの内の、48本のサブキャリアはデータキャリアとして割り当てられ、IFFTは供給される伝送すべき情報信号に基づいてこれらのデータキャリアをBPSK(bi-phase shift keying)、QPSK(quadrature phase shift keying)、16QAM(16-quadrature amplitudemodulation)、又は64QAMによりデジタル変調を行った信号として供給する。

0015

そして、そのIFFTに供給される信号は、パケット構成とされる情報データがバースト信号として供給され、そのバースト信号の先頭にはプリアンブルと称されるヘッダ信号が付されており、そのプリアンブル信号の一部にリファレンスシンボルと称するデータ復号のための基準信号が挿入されるようになっている。

0016

そしてこれらの規格では、その基準信号はプリアンブル期間に挿入される信号の他に、プリアンブル期間に続くデータ期間の信号についても、53本のサブキャリア内の特定の4本のサブキャリアをパイロットキャリアと定義し、そのパイロットキャリアにより復号用の基準信号を伝送することが決められている。

0017

図10に、この送信装置から送信されるサブキャリアの構成について示す。それらのサブキャリアの内、4本のサブキャリアはパイロットキャリアとされ、常に復号用の基準信号を伝送するようにし、受信機側ではその受信される復号用の基準信号を伝送、推定された伝送特性を基にデータキャリアの復号を行うものである。

発明が解決しようとする課題

0018

ところで、上記従来例の装置におけるリファレンスシンボル、及びパイロットキャリアによる復号用基準信号の伝送は、それぞれのデータキャリアが空間伝送路のマルチパス特性による周波数選択性の伝送特性を有している場合、さらにその周波数選択性の伝送振幅特性が時間とともに変動する場合、そして伝送されるバーストデータ長が長い場合などにおいては、これらのリファレンスシンボル、及びそれらの4本のパイロットキャリアを用いて、それぞれのデータキャリアに対する十分な伝送路の推定を行うことが難しく、伝送路の特性によっては誤りデータが頻繁に生じてしまう。

0019

そして、MMAC推進協議会の一標準化仕様であるHiSWAN高速無線アクセス:High Speed Wireless Access)においては、親機より端末機に向けて行う下り方向の通信において、上記のパイロットキャリアに加えて、周期的にリファレンスシンボル信号を印加するように規定しており、その挿入されるリファレンスシンボル信号を用いることにより、バースト期間の長いデータ信号に対しても、一定間隔ごとに全てのキャリアについて伝送路補償を行えるようにしているため良好な伝送特性を得ることができている。

0020

しかしながら、ある特定のシンボル期間に伝送される全てのサブキャリアをリファレンス信号としてしまうことは、それによりデータ伝送に用いるシンボル期間が減少することとなり、そのシンボル期間の減少に伴いデータ伝送効率が低下することとなる。

0021

このようにして、従来のリファレンス信号の伝送では、マルチパス歪の影響を受けないような良好な空間伝送路においては所定の性能を有してデータ伝送を行なうことができるが、空間伝送路のマルチパス歪特性が悪い環境下ではデータ誤り率が増加してしまうなど十分な通信路を確保することができない。

0022

そのような、マルチパス歪の多い空間伝送路でも十分な伝送特性の補償を行うべく周期的にリファレンスシンボルを挿入して行う方法はあるが、その場合はデータ誤り率を改善することはできるがデータの転送レートが低下してしまうといった欠点を有している。

0023

本発明は、劣悪なマルチパス歪を有する環境に対しても、データ誤り率の劣化の少ないデータ伝送を行うとともに、マルチパス歪の少ない良質な空間伝送路においてはできるだけ伝送効率を低下させず、できるだけ高い伝送レートでデータ伝送を行う通信路を確保する直交周波数分割多重信号送信装置、直交周波数分割多重信号受信装置、及び直交周波数分割多重信号送受信装置を提供しようというものである。

課題を解決するための手段

0024

本発明は、上記課題を解決するために以下の1)〜11)の手段より成るものである。すなわち、

0025

1) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調したキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するデジタル変調信号送信装置において、供給される間隔設定入力信号に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段(11)と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段(12、21)と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段(31)と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段(36、41)と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

0026

2) 前記リファレンス信号位置情報設定手段における前記供給される間隔設定入力信号は、前記リファレンス信号の送信間隔を定めて伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置より送信される信号を受信して得た信号であることを特徴とする1)項記載の直交周波数分割多重信号送信装置。

0027

3) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、前記参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調される所望のリファレンスキャリア信号の時間間隔を設定し、その設定したリファレンス信号の送信間隔情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送されるリファレンス信号の送信間隔情報に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段(11)と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段(12、21)と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段(31)と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段(36、41)と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

0028

4) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔を基にリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段(11)と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段(12、21)と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段(31)と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段(36、41)と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

0029

5) 前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基に定めるリファレンス信号の送信間隔は、その送信間隔ごとに前記復調品質に関る情報として前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送されるリファレンス信号のレベル差を前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、変更するように構成したことを特徴とする4)項に記載の直交周波数分割多重信号送信装置。

0030

6) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を送信する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送信装置であって、前記直交周波数分割多重信号送受信装置より伝送されるリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を基にリファレンス位置情報信号を生成するリファレンス信号位置情報設定手段(11)と、そのリファレンス位置情報信号と、前記供給される情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成するパケット信号生成手段(12、21)と、そのパケット信号生成手段により生成されたパケット信号が供給され、前記複数のキャリア信号を前記デジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する直交周波数分割多重信号生成手段(31)と、その生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う高周波信号処理手段(36、41)と、よりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号送信装置。

0031

7) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点の復調品質を基に前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段(67)と、そのリファレンス信号復調手段より得られるリファレンス信号を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られる信号を基に、前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔として定め、その定められた時間間隔に基づく情報を供給するリファレンス信号解析手段(83)と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

0032

8) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段(67)と、そのリファレンス信号復調手段より得られるリファレンス信号を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られる信号を基に、前記リファレンス信号の復調品質情報信号を生成し、その生成された復調品質情報信号を供給するリファレンス信号解析手段(83)と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

0033

9) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点の復調品質を基に前記リファレンス信号が送信されるべき前記所定の時間間隔に関る情報を前記直交周波数分割多重信号送信装置に伝送する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号受信装置であって、前記得られたリファレンスキャリア信号を復調してリファレンス信号を得るリファレンス信号復調手段(67)と、そのリファレンス信号復調手段より得られ、相隣り合う前記時間間隔で復調されるリファレンス信号のレベル差を、前記2次元平面における信号点の位置として解析し、その解析して得られるレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するための情報信号を生成し、その生成された情報信号を供給するリファレンス信号解析手段(83)と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

0034

10) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その参照信号点位置により所定の時間間隔でデジタル変調されるキャリア信号をリファレンス信号として生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られた信号を空間伝送路に送信するための直交周波数分割多重信号送信装置と、空間伝送路より、前記直交周波数分割多重信号送信装置より送信された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得、その得られたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られた前記参照信号点の情報を基に複数のキャリア信号の前記信号点位置を復調し、その復調して得られた信号点位置情報を基に前記送信された情報信号を復号して得るとともに、復調して得られる前記参照信号点、又は復調して得られる前記デジタル変調し、直交周波数分割多重されたキャリア信号の信号点の復調品質に関る情報を送信する機能を有する、ようになした直交周波数分割多重信号受信装置と、前記直交周波数分割多重信号受信装置より伝送される前記復調品質に関る情報を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められたリファレンスキャリア信号の送信間隔情報を伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置と、を含んで構成される直交周波数分割多重信号送受信システムにおける前記直交周波数分割多重信号送受信装置であって、前記直交周波数分割多重信号受信装置より供給される信号点の復調品質情報を解析し、解析した信号を得るリファレンス信号解析手段(83)と、そのリファレンス信号解析手段より得られる解析した信号を基にリファレンス信号の送信間隔を定め、その定められた送信間隔情報に基づく信号を伝送用信号として前記直交周波数分割多重信号送信装置に供給するリファレンス信号位置情報手段(11)と、を具備することを特徴とする直交周波数分割多重信号送受信装置。

0035

11) 供給される情報信号を複数の信号に分割し、その分割されたそれぞれの信号を伝送するための複数のキャリア信号を設け、それぞれのキャリア信号は、定義される同相軸と直交軸で表わされる2次元平面に所定のデジタル値に対応する複数の信号点を定め、その定められた信号点に所定のデジタル信号値を対応させてデジタル変調したキャリア信号として生成すると共に、前記2次元平面に定められる複数の信号点の位置と所定の対応関係にある位置を参照信号点として定め、その定められた参照信号点位置におけるデジタル変調されるレファレンスキャリア信号は、そのレファレンスキャリア信号の送信間隔を定めて伝送する直交周波数分割多重信号送受信装置より送信された信号を受信して得た信号を基にして生成し、それらの生成された複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を時分割多重した信号として得、その得られ信号を空間伝送路に伝送する直交周波数分割多重信号送信装置より送信された信号を受信するデジタル変調信号受信装置であって、空間伝送路より前記複数のキャリア信号、及びリファレンスキャリア信号を得てそれぞれのキャリア信号の復調出力信号を得るキャリア信号復調手段(51、61、66)と、そのキャリア信号復調手段より得られた復調出力信号より、前記直交周波数分割多重信号送受信装置より送信された前記リファレンスキャリア信号の送信間隔情報を得て前記復調出力信号に含まれるリファレンスキャリア信号の前記2次元平面における復調信号レベルを得るリファレンス信号レベル得手段(67)と、そのリファレンス信号レベル取得手段により得られた復調信号レベルを基に前記キャリア信号復調手段より得られた復調出力信号の復号を行う復調信号復号手段(71)と、を具備して構成することを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。

発明を実施するための最良の形態

0036

以下、本発明の直交周波数分割多重信号送信装置、直交周波数分割多重信号受信装置、及び直交周波数分割多重信号送受信装置の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。図1は、その実施例に関わる直交周波数分割多重信号送信装置の概略構成を示したものである。

0037

この直交周波数分割多重信号送信装置は、リファレンス信号位置情報発生回路11、ヘッダ信号生成回路12、誤り訂正信号付加回路13、リファレンス信号発生回路14、マッピング回路21、逆フーリエ変換回路31、ガードインターバル付加回路36、及び高周波信号処理回路41とよリ構成される。

0038

その様に構成される直交周波数分割多重信号送信装置は、伝送すべき情報信号が供給され、その情報信号は所定のデータサイズに分割され、分割されたデータの頭部にはヘッダ信号が付され、これらのヘッダ信号とデータ信号は、伝送路特性を補償するためのリファレンス信号とともに直交周波数分割多重変調され、変調された信号はガードインタバル信号が付され、高周波信号処理がなされてアンテナより空間伝送路に放射される。

0039

以下、前述の図1とともにこの直交周波数分割多重信号送信装置の動作について述べる。まず、伝送されるべき情報信号のデータは誤り訂正信号付加回路に供給され、ここでは空間伝送路で生じる誤り信号受信端末訂正するために使用する誤り訂正信号が付加されてマッピング回路21に供給される。

0040

そのマッピング回路21には、データ信号の外に、リファレンス信号の記録位置情報生成回路11が生成するリファレンス信号の位置情報を含み、ヘッダ信号生成回路12により生成されたヘッダ信号と、リファレンス信号生成回路14により生成されたリファレンス信号とが供給される。

0041

このようにして供給された情報信号、ヘッダ信号、及びリファレンス信号はマッピング回路21により時分割多重されるとともに時分割多重された信号は逆フーリエ変換回路31で直交周波数分割多重変調される52本のサブキャリアに対応する実数部信号と虚数部信号として合計104の並列信号とされて逆フーリエ変換回路31に供給される。

0042

そして、52本のサブキャリアの実数部と虚数部のそれぞれに対応されて生成されたマッピング回路21の信号は次数が64である逆フーリエ変換回路31に供給され、逆フーリエ変換回路はそれぞれの供給された信号に対応させた52本の変調されたサブキャリア信号を、有効シンボル期間における離散データ数が64であるサンプルデータとして生成する。

0043

このようにして生成された64個のサンプルデータはガードインターバル付加回路36に供給され、ここではサンプルデータの最後の8個と同じ値のデータを64個のサンプルデータの手前に配置され、合計72個のサンプルデータの信号とされる。

0044

その8個のデータがガードインターバルのデータであり、空間伝送路におけるマルチパス歪を軽減させるため信号として作用するが、そのようにして生成されたデータは高周波信号処理回路41に供給される。

0045

その高周波信号処理回路では実数部、及び虚数部信号出力として生成されたサブキャリア信号を直交変調することにより合成された信号に変換さえ、変換されて得られる信号は空間伝送路に放射する周波数の信号に変換され、さらにその周波数変換された高周波信号電力増幅されて、図示しないアンテナ回路に供給されるものである。

0046

図2に、直交周波数分割多重信号受信装置の構成を示し説明する。この直交周波数分割多重信号受信装置は、高周波信号処理回路51、ガードインターバル除去回路61、フーリエ変換回路66、リファレンス信号復調回路67、デマッピング回路71、誤り信号訂正処理回路81、ヘッダ信号取得回路82、及びリファレンス信号解析回路83とより構成される。

0047

この直交周波数分割多重信号受信装置は、前述の直交周波数分割多重信号送信装置より空間に放射された信号を図示しないアンテナ回路により得て、その得られた52本のサブキャリアよりなる直交周波数分割多重信号をフーリエ変換することによりそれぞれのサブキャリア信号を復調する。

0048

そのようにして構成される直交周波数分割多重信号受信装置は、サブキャリア信号を復調して得られた復調信号を基にデマッピング回路によりデジタル信号を復号し、復号して得られるヘッダ信号の情報を基にリファレンス信号を得、得られたリファレンス信号を基にして情報信号を復号し、復号された情報信号は誤り訂正処理がなされて出力されるようになされている。

0049

このようにして構成される直交周波数分割多重信号受信装置の動作について、装置を構成する回路ブロックごとに詳述する。まず、空間に放射された直交周波数分割多重信号送信装置からの信号は図示しないアンテナ回路により得て、得られた信号は高周波信号処理回路51により高周波増幅され、増幅された信号は信号処理の容易な中間周波数に変換され、中間周波数に変換された信号は直交復調され、52本のサブキャリアに対する実数部信号、及び虚数部信号としてガードインターバル除去回路61に供給される。

0050

ガードインターバル除去回路61では、送信装置で付加されたガードインターバル信号の部分、即ち8サンプル分の信号は除去され、64サンプル分の信号が得られ、その得られた信号はフーリエ変換回路66に供給される。

0051

そのフーリエ変換回路66は、供給された64サンプル分の信号のフーリエ変換を行い、52本のサブキャリア各々に対する実数部と虚数部のフーリエ解析結果を得る。

0052

ここで、52本のサブキャリアの内、所定の周波数のサブキャリアはリファレンス信号を伝送するために用いられており、その周波数のサブキャリアの実数部、及び虚数部の信号レベルがデジタル信号を復号するための基準レベルとなる。

0053

このようにして得られた基準レベルをもとにして、ヘッダ信号を復号し、復号されたヘッダ信号を基に、他のリファレンスレベル送信情報を得るとともに、これらのリファレンスレベル信号を基にしてデータ信号の復号を行う。

0054

ここで、リファレンスレベルは実数軸上の値が1、又は−1とされる信号点の位置でQPSK変調される信号が用いられるが、この信号点の位置は予め送信装置側で定められていればこれ以外の復調しやすい信号点の位置で、BPSK変調されるような信号によってもよい。

0055

そして、復号されたデータ信号は誤り信号訂正処理回路に供給されて空間伝送路などの伝送品質の低下に基づいて生じた誤りデータを正しい値に訂正されてデータ出力として供給される。

0056

ここで、この直交周波数分割多重信号受信装置からはデータ出力の他に、リファレンス信号要求出力信号が出力されるが、この後述のリファレンス信号要求出力信号は、供給されるリファレンス信号のレベル変動等を解析し、その解析した結果を直交周波数分割多重信号送信装置に供給し、最適化されたリファレンス信号により送信される信号を受信しようとするものである。

0057

このようにして直交周波数分割多重信号送信装置から送信された信号は直交周波数分割多重信号受信装置により受信されるが、それらのIEEE802.11a、HiperLAN 2、及びMMACなどで審議がなされている、パケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用のOFDM信号の送信、及び受信を行う直交周波数分割多重通信方式について更に述べる。

0058

これらの通信方式は、従来有線で結合、構成されているLAN(Local Area Network)を無線で結合するLANとして、次世代の無線通信インフラ構築しようとするものであり、その無線に使用する周波数帯域は5GHz帯である。

0059

その無線による機器の結合は、複数の端末を複数のループで結合するネットワーク構成とし、それらの結合された端末同士の通信は、連続して信号を送信するようなコンティニュアス通信を行わず、短時間で複数の機器が送受切り替えつつ行うバースト通信方式によっている。

0060

その、バースト通信を行うため、連続するデータは分割されてバーストデータとされるとともに、そのバーストデータの先頭にはプリアンブルと称される期間が設けられ、このプリアンブル信号が伝送される期間に、それぞれの端末はプリアンブル信号とともに伝送されるシンボル同期用タイミング信号の取得、及び復調回路駆動用同期信号の周波数、位相同期を行う。

0061

さらに、そのプリアンブル期間の一部にリファレンスシンボル期間を設け、そのリファレンスシンボル期間に、パイロットキャリアと称されるリファレンス信号が伝送され、このリファレンス信号を用いてデータ伝送路の伝送特性推定が行われ、その推定された伝送特性を基に送信されるデータの復号が行われる。

0062

通常は、そのリファレンス信号はプリアンブル信号の期間中に挿入されて伝送されるが、プリアンブルに続いて伝送されるデータ長、即ちバースト長が長くなるときは、その長いデータ期間に対して所定の間隔おきにリファレンスシンボルを挿入するようにするものもある。

0063

そのような端末間のデータの送受信について図とともに述べる。図3は、機器A、機器B、機器Cが無線LANによりネットワーク結合されている構成の例を示している。

0064

同図において、機器Aはデータを送信する送信端末として、機器Bはデータを受信する受信端末として結合されている場合であり、これらの端末間のデータの送受信は次のように行われる。

0065

まず、機器Aにより情報データであるデータaを送信し、機器Bはその情報データを受信する場合について述べる。すなわち、このとき機器Aにより送信されるデータaの中には間欠的にリファレンス信号が挿入されるが、そのリファレンスシンボルの挿入、及びリファレンスシンボルの送信間隔は適応的に設定されるものである。

0066

そして、リファレンスシンボルの挿入された信号を送信するとき、受信側ではそのリファレンス信号を基にOFDM変調された信号を復調し、復調して得られた信号をもとにデマッピングしてデジタル信号を得るが、それと同時に基準となる信号点配置の信号レベルを得ることが出来るため、その基準レベルを基にデマッピング動作を正確に行なうことが出来る。

0067

デマッピング動作を行うための基準信号レベル変動要因として、高周波回路、および復調回路の温度特性や、回路中に設けられる各種フィルタ類の特性の変動など多くの要因があるが、最も大きな変動要因は空間伝送路におけるマルチパス歪の影響による振幅特性、位相特性の乱れである。

0068

そして、マルチパス歪によるリファレンス信号の振幅、位相特性の乱れは、送受信を移動環境下で行うときは大きな値となるが、静止した環境におけるリファレンス信号の変動レベルは小さい。

0069

従って、静止した送受信環境でリファレンスシンボルの送信間隔を小さくした場合でもBER特性ビット誤り率特性)の改善はなされないが、移動環境下においてリファレンスシンボルの間隔を小さくするときは、BER特性は大きく改善され、反対にリファレンスシンボルの間隔を大きくするとBER特性は大きく劣化する。

0070

このようにして、リファレンスシンボルの挿入間隔が小さくなると伝送効率が下がるため静止環境では所望するBER特性を確保できる範囲でリファレンスシンボルの間隔を大きくし、移動環境では所望するBER特性が得られるようにリファレンスシンボルの間隔を小さく設定するようにする。

0071

このとき、リファレンスシンボルの間隔を小さくすることにより伝送効率は低下するが、移動環境により受信信号が殆ど復号出来ないような動作は回避することができる。

0072

このようにして、送受信が行われる環境に応じて適応的にリファレンスシンボルを挿入する間隔を可変させることは、伝送効率の低下を少なく保ちつつ所望のBER特性を得て通信するために有効な手法である。

0073

なお、このときのレファレンスシンボルの挿入は、間欠的に挿入されるリファレンスシンボルが複数シンボルに渡って連続して挿入されるようにしても良く、次にその挿入方法について述べる。

0074

図4は、直交周波数分割多重信号送信装置から送信されるデータのパケット構造について示したものである。同図において、プリアンブル、ヘッダ、データ、リファレンスシンボル、データの順で送信されるパケットの構造が示されており、そのヘッダにはリファレンス信号の間隔情報が挿入されている。

0075

このようにして送信された信号を受信する受信装置は、ヘッダ領域で伝送されるリファレンス信号間隔情報を復号し、その復号されたリファレンス信号間隔情報を基にしてリファレンス信号を得、その得られたリファレンス信号を基に信号点配置の基準レベルを得て、その基準レベルを基にフーリエ変換回路で復調されたデータをデマッピングすることにより復号動作を行う。

0076

ここで、リファレンスシンボルは送信されるデータのN(Nは正の整数)シンボル後に再度送信されるが、このようなリファレンスシンボルの送信間隔に関する情報は、例えば同図に示すヘッダ情報により送信され、受信装置はこのようにして送信されるヘッダ情報を受信しつつ、リファレンスシンボル間隔の情報を得、その得られた情報に基づいて上述の復調、及び復号を行う。

0077

さらに受信装置は、現在受信されているリファレンス信号と、Nシンボル前に受信されたリファレンス信号に対する振幅、位相変動値をリファレンス信号解析回路83により求め、その求められた値がある設定した閾値以上であるならばリファレンスシンボル間隔を小さくするように送信装置に対して要求する信号を送信するようにする。

0078

図5は、そのような受信装置から送信装置に要求する信号を送信するための返信パケット信号の構成を示す図である。同図において、返信パケットはプリアンブルとヘッダより構成されており、ヘッダにはリファレンス信号変動情報、及びリファレンスシンボル間隔変更情報などが含まれている。

0079

受信装置が、このような返信パケットを送信装置に送信することにより、リファレンスシンボル間隔変更要求を送信装置に対して行い、送信装置はその要求に従って、送信パケットのヘッダに変更されたリファレンスシンボル間隔情報を割り当て、その間隔情報に従ったリファレンスシンボルを挿入しつつ、データの送信を行う。

0080

以上のような動作は、前述の図3に示したような、受信装置Bが送信する返信パケットにリファレンス信号の変動情報を割り当てたデータbとして送信装置Aに送信し、送信装置Aはそのリファレンス信号の変動情報を基にリファレンスシンボルの間隔を設定する方法である。

0081

そして、そのリファレンス信号の変動情報は、受信装置Bより送信されるリファレンス信号の変動情報の外に、受信装置Bにより返信される受信パケット欠損率情報を基に、送信装置Aはリファレンスシンボルの間隔を設定する方法によってもよい。

0082

以上は、相対応する送信装置Aと受信装置B間の返信パケットの通信によるリファレンスシンボル間隔の設定であるが、そのリファレンスシンボル間隔の設定を他の装置Cにより行う方法がある。

0083

その装置Cは、情報データの送受信には直接関係していないが、例えばその装置Cは送信装置Aと受信装置Bとで行われるデータ通信を制御するマスタ装置Cである場合等である。

0084

ここで、受信装置Bが送信する返信パケットにリファレンス信号の変動情報が挿入されて、データcとして送信され、マスタ装置Cはそのリファレンス信号の変動情報を基に送信装置Aが送信すべきリファレンスシンボルの間隔を決定し、そのリファレンスシンボルの間隔情報をデータdとして、マスタ装置Cより送信装置Aに対して要求を出す方法がある。

0085

そして、マスタ装置Cを介して行う他の方法として、受信装置Bがリファレンスシンボル間隔の決定を行い、その決定したリファレンスシンボル間隔をマスタ装置Cに、返信パケットにリファレンス信号間隔変更情報を割り当てたデータcとして送信し、マスタ装置Cはそのリファレンスシンボルの間隔情報をデータdとして、送信装置Aに要求送信する場合である。

0086

図6に、そのような動作を行うマスタ装置の構成を示す。そのマスタ装置は、受信部50、リファレンス信号解析回路83、リファレンス信号位置情報回路11、及び送信部10よりなっている。

0087

この様に構成されるマスタ装置は、受信部50により受信装置Bより送信される返信パケットの信号を受信して得、リファレンス信号解析回路83はその得られた返信パケット信号よりリファレンス信号の受信状態に関する情報を得、リファレンス信号位置情報回路ではその得られた情報を基にリファレンス信号の挿入間隔、及び挿入位置を定め、送信部10はその定められた挿入間隔、及び挿入位置の信号を得て送信し、その送信された信号は送信装置Aにより受信されるようになされている。

0088

そのようにして行うマスタ装置Cを介してリファレンスシンボル間隔の制御を行う方法では、通常の場合のネットワークは複数の機器が接続されて構成されているため、機器Cがマスタ装置とされる場合などは、機器Cはネットワーク上全ての機器と通信可能となるように結合されるため、その機器Cより送信されたリファレンスシンボル間隔情報は同時に全てのネットワーク接続される機器が取得出来るようになされている。

0089

以上、マスタ装置Cによるリファレンスシンボル間隔情報の制御について述べたが、もちろん、送信装置である機器Aが送信するリファレンスシンボル間隔情報をネットワーク上の他の機器が認識するようにしても良く、また通信を行う機器同士が独立してリファレンスシンボル間隔情報をお互いに設定するような構成としてもよい。

0090

このようにしてリファレンスシンボル間隔の設定がなされて効率的な情報信号の送信、受信がなされるが、次にそのリファレンスシンボル間隔の設定方法について述べる。図7は、送信されるリファレンスシンボルの変動について示したものである。

0091

同図において、横軸はサブキャリアに対する同相成分をI(In-phase)として、縦軸は直交成分をQ(Quadrature)として、送信装置から送信されたRefの位置の信号と、Nシンボルの間隔で間欠的に複数回送信されるリファレンス信号を受信したときのI成分とQ成分について、Ref#rcv1、Ref#rcv2、Ref#rcv3として示したものである。

0092

この時の、それぞれの受信されたリファレンス信号の変動は、Ref#rcv1からRef#rcv2への位相の変動はθ1、振幅の変動はr2/r1であり、そのベクトル量としてはv1である。そして次の、Ref#rcv2からRef#rcv3への位相変動はθ2で、振幅の変動はr3/r2であり、そのベクトル量としてはv2である。

0093

これらの位相、振幅、ベクトル量の情報を用いてリファレンスシンボル間隔を決定することができるが、その間隔の決定はこれらの位相、振幅、ベクトル量の値について閾値を設定し、これらの値が閾値より大きくなったときはリファレンスシンボル間隔を小さくなるように決定し、閾値より小さいときはリファレンスシンボル間隔をそのままとし、そして閾値より非常に小さいときはリファレンスシンボル間隔を大きくするといったように決めるようにする。

0094

同図に示した例の場合は、Ref#rcv2を受信した時、Ref#rcv1からの変動を解析した結果、変動量は小さく閾値以内の場合であり、リファレンスシンボル間隔はそのままの値を保持するが、Ref#rcv3を受信した時に、Ref#rcv2からの変動を解析した結果、この変動は大きく閾値を上回る変動量に相当するため、受信装置Bは送信装置Aに対して返信パケットにリファレンスシンボル間隔の変更情報を割り当てて送信し、送信装置Aに対してデータシンボル数Nの値を小さくし、リファレンスシンボル間隔を短くするようにする。

0095

このときの、リファレンスレベルの変動を所定の閾値に対して比較し、リファレンスシンボル間隔の変更を行うかどうかを決める機能は受信装置の中に設けてもよいが、リファレンスレベルの変動情報を受信装置から送信装置に伝送し、送信装置が受信されたリファレンスレベルの変動情報を基にリフレンシンボル間隔を定めるようにしてもよく、さらにはマスタ装置であるデータ送受信装置で行ってもよい。

0096

このようにして行うリファレンスシンボル間隔の決定は、受信リファレンス信号の振幅、位相、ベクトル量の変動情報を組み合わせて行っても良く、あるいはこれらの変動情報のうちの1つに着目し、その1つの値の変動量を基にしてリファレンスシンボル間隔の決定を行ってもよい。

0097

さらにまた、複数のリファレンス信号について、それぞれの変動量の遷移を調べて決定する方法もあり、その複数のリファレンス信号の変動量を調べる方法としては、伝送帯域の中の一部に周波数選択性の変動量の増加があるときは、それを検出してリファレンスシンボル間隔の変更を行うことができるため、さらに安定したデータの送信、受信を行なうことが出来る。

0098

その複数のリファレンス信号を用いて行うリファレンスシンボル間隔の決定は、周波数伝送帯域内での周波数ごとの伝送特性と、その伝送特性の時間的な変化との、2次元のデータとして変動量の解析が行えるため、変動量の線形的な予測を行うことが出来、より迅速に適応的な最適リファレンスシンボル間隔の決定を行うことが出来るものである。

0099

以上、リファレンスシンボル間隔の決定方法についてそれを実現する手段を中心に述べたが、その手段の実現は、以上の他に、例えば複数のリファレンス信号の遷移変動量平均を求めて行う方法などがあり、その決定方法は、送信装置、あるいは受信装置の固定、移動の環境変化、そして移動する場合は限られたマルチパス環境下で、限られた速度の範囲で移動するか、あるいは電波反射壁の多い劣悪な環境下での移動もあるか等により適した方法を用いればよいことになる。

0100

その方法は、例えば供給される間隔設定入力信号に基づいて、前記リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定めるためのリファレンス位置情報信号を生成する第1のステップと、その第1のステップにより供給されるリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とが供給され、それらの供給された信号を時分割多重したパケット信号として生成する第2のステップと、その第2のステップで生成されたパケット信号が供給され、複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成する第3のステップと、その第3のステップで生成された直交周波数分割多重信号を空間伝送路に放射するための信号処理を行う第4のステップによりなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送信方法である。

0101

以上のように、リファレンスシンボル間隔を適応的に、最適に設定して誤り率が小さく伝送効率のよいデータの送信、受信を行えるが、この適応的なリファレンスシンボル間隔の設定、決定方法は、そのデータ伝送がアシンクロナス通信により行われる場合、及びアイソクロナス通信などにより行われる場合の両者に用いることが出来るなど、この方法は通信方式に依存するものではない。

0102

また、このリファレンスシンボル間隔を適応的に可変する方法は、単独で使用することもできるが、例えばフォールバック制御などと共に用いて、さらに高能率品質の高い通信を行なうことができる。そのような場合は、リファレンスシンボル間隔変更の要求を、フォールバック制御情報とともに送信するようにして構成すればよい。

0103

そして、このようにしてなされる通信の応用として、アシンクロナスパケットの送受信による中継伝送があり、その中継伝送にこのように構成される送信装置、及び受信装置を用いて実現することが出来る。

0104

その中継伝送は、送信装置D、中継装置E、受信装置Fがあるとき、送信装置Dは情報信号を送信し、中継装置Eは送信装置Dからの信号を受信するとともに時局が中継局となるべき命令を受信するときは、受信した送信装置Dからの情報信号をそのまま再度送信する。

0105

このようにして送信された信号は受信装置Fにより受信され、送信装置Dより送信され、中継されて再送信された信号を受信した受信装置Fは返信パケット(Ackパケット)を送信する。

0106

中継装置Eは受信装置Fが送信する返信パケットを受信し、自局が中継局であることを認識した後に、受信装置Fが送信し、受信された返信パケットの再送信を行う。

0107

このようにして送られた受信装置Fからの返信パケットは送信装置Dにより受信され、中継伝送がなされたことになる。

0108

この様にしてなされる中継伝送において、例えば送信装置Dが移動しているときは中継装置Fが受信するリファレンスシンボルの変動が大きくなり、中継装置Eの再送により受信装置Fが受信したリファレンスシンボルの変動は小さな値である。

0109

このように、中継装置Eと無線結合される送信装置D、及び受信装置Fとの間での空間伝送路の質の差に基づくリファレンスシンボルの変動に差があるときの通信方法として、次の2つが考えられる。

0110

第1の方法は、送信装置Dと中継装置E、及び中継装置Eと受信装置Fの間のリファレンスシンボルの間隔を悪い空間伝送路の特性に合わせて、両者のリファレンスシンボルの間隔を短くする方法である。

0111

第2の方法は、送信装置Dと中継装置E、及び中継装置Eと受信装置Fの間のリファレンスシンボルの間隔を個別な値に適応的に定める方法である。第1の方法は簡便に実現できるが、第2の方法では情報の伝送レートを高くできる等伝送路の利用効率を高められる。

0112

第2の方法を実現する方法として、返信パケットに前述のリファレンス信号の品質に関する情報を挿入して伝送するようにすれば、中継するために使用する複数の伝送路に対して伝送品質の特定を行うことができるため、第2の方法による中継伝送が可能となる。

0113

ここで、中継伝送が複数の中継装置を介して遠くの受信局に情報を伝送する場合などは複数の返信パケットを用いることにより、複数の伝送路ごとに所望のリファレンス信号間隔を設定することができる。

発明の効果

0114

請求項1記載の発明によれば、予め設定可能な間隔設定入力信号に基づいて、リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とが時分割多重されたパケット信号として生成され、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0115

そして、請求項2記載の発明によれば、特にリファレンス信号の送信間隔は直交周波数分割多重信号送受信装置により定められて送信される信号間隔によって与えられるため、空間伝送路に複数の直交周波数分割多重信号送信装置が存在している場合であっても、それらの送信装置は直交周波数分割多重信号送受信装置より伝送される共通のリファレンス信号の送信間隔による伝送を行えるため、請求項1記載の発明による効果に加えて複数の直交周波数分割多重信号送信装置によりデータ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0116

また、請求項3記載の発明によれば、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られるリファレンスキャリアの信号点位置情報を基に所望である参照信号の時間間隔を設定し、そのリファレンス信号の送信間隔情報を前記送信装置に伝送し、その送信装置は伝送された間隔設定情報信号に基づいて、リファレンスキャリア信号の時分割多重位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0117

そして、請求項4記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られるリファレンスキャリアの品質情報を送信装置に伝送することにより、送信装置は受信装置より伝送された品質情報を基に所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0118

さらに、請求項5記載の発明によれば、請求項4の効果に加えて、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して所定の時間間隔ごとに得られるリファレンスキャリアを同相軸と直交軸で構成される2次元平面における信号点の位置情報を送信装置に伝送し、送信装置は伝送された信号点の位置情報をリファレンス信号レベル差として解析し、そのレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するようにし、送信装置は所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、特に1台の送信装置からの信号を複数の受信装置で受信するような場合においても、その送信装置は全ての受信装置から伝送される前記信号点の位置情報を解析し、受信状態の悪い受信装置に対しても空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0119

そしてまた、請求項6記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られるリファレンスキャリアの品質情報をマスタ装置に伝送することにより、マスタ装置は受信装置より伝送された品質情報を基に所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定めて送信装置に伝送し、送信装置はその定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送信装置を構成できる効果がある。

0120

さらに、請求項7記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られるリファレンスキャリアの品質情報を基に所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定めた情報を送信装置に伝送し、送信装置はその受信装置より伝送されたリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置情報に基づいたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号受信装置を構成できる効果がある。

0121

また、請求項8記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して所定の時間間隔ごとに得られるリファレンスキャリアを同相軸と直交軸で構成される2次元平面における信号点の位置の変動をリファレンス信号情報として得、その得られたリファレンス信号情報を前記送信装置に伝送することにより、送信装置は所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号受信装置を構成できる効果がある。

0122

そして、請求項9記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して所定の時間間隔ごとに得られるリファレンスキャリアを同相軸と直交軸で構成される2次元平面における信号点の位置をリファレンス信号レベル差として解析し、そのレベル差信号が所定の範囲を超えたときに、前記所定の時間間隔を変更するための情報を前記送信装置に伝送することにより、送信装置は所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定め、その定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号受信装置を構成できる効果がある。

0123

そしてまた、請求項10記載の発明によれば、受信装置は、送信装置より送信されたリファレンスキャリア信号を復調し、復調して得られるリファレンスキャリアの品質情報をマスタ装置に伝送することにより、マスタ装置は受信装置より伝送された品質情報を基に所望であるリファレンスキャリア信号の時間間隔、及びその挿入位置を定めて送信装置に伝送し、送信装置はその定められたリファレンス位置情報信号と、伝送すべき情報信号とを時分割多重されたパケット信号として生成し、その生成されたパケット信号により複数のキャリア信号をデジタル変調して直交周波数分割多重信号を生成して空間伝送路に伝送しているので、マスタ装置により管理される複数の送信装置があるときは、それぞれの送信装置に対して空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、各々の送信装置において伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善したデータ伝送路を確保することができる直交周波数分割多重信号送受信装置を構成できる効果がある。

0124

さらに、請求項11記載の発明によれば、受信装置は、送受信装置より送信されたリファレンスキャリア信号の送信間隔情報に基づいて送信装置より伝送されるリファレンスキャリアを復調し、その復調して得られるリファレンスキャリアの信号レベルを基に送信装置から伝送される直交周波数分割多重信号を復号するため、空間伝送路を複数の送信装置及び受信装置が共有して通信を行う場合であってもそれらの送信装置から伝送される信号に対して、空間伝送路におけるマルチパス歪などによる伝送路品質に応じて最適なリファレンス信号の間隔を設定することが可能であるため、伝送ビットレートを必要以上に低下させることなく、データ誤り率を改善して伝送されるデータを受信するための直交周波数分割多重信号受信装置を構成できる効果がある。

図面の簡単な説明

0125

図1本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置の概略ブロック図である。
図2本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号受信装置の概略ブロック図である。
図3本発明の実施例に係る送信装置、受信装置、及び送受信装置のネットワーク接続を示す図である。
図4本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置から送信されるデータのパケット構造を示す図である。
図5本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号受信装置から送信される返信パケット構造を示す図である。
図6本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送受信装置の概略ブロック図である。
図7本発明の実施例に係る直交周波数分割多重信号送信装置より送信されるリファレンスシンボルの変動について示したものである。
図8従来のパケット化データをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用OFDMデータシンボルの主要パラメータについて示したものである。
図9従来のOFDM信号におけるガードインターバル信号付加の様子を示した図である。
図10従来のマルチメディア移動アクセス用のOFDM送信装置から送信されるサブキャリアの構成について示した図である。

--

0126

10 送信部
11リファレンス信号位置情報回路
12ヘッダ信号生成回路
13誤り訂正信号付加回路
14 リファレンス信号回路
21マッピング回路
31逆フーリエ変換回路
36ガードインターバル付加回路
41高周波信号処理回路
50 受信部
51 高周波信号処理回路
61ガードインターバル除去回路
66フーリエ変換回路
67 リファレンス信号復調回路
71デマッピング回路
81誤り信号訂正処理回路
82 ヘッダ信号取得回路
83 リファレンス信号解析回路

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