JP2000013298A - Radio communication system and radio communication equipment - Google Patents

Radio communication system and radio communication equipment

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JP2000013298A
JP2000013298A JP10174406A JP17440698A JP2000013298A JP 2000013298 A JP2000013298 A JP 2000013298A JP 10174406 A JP10174406 A JP 10174406A JP 17440698 A JP17440698 A JP 17440698A JP 2000013298 A JP2000013298 A JP 2000013298A
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JP
Japan
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signal
frequency
band
communication system
converting
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JP10174406A
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Japanese (ja)
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Takaaki Saeki
隆昭 佐伯
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system that uses information data for a radio relay system where an airship is resident in the stratosphere. SOLUTION: The radio communication system is a system where a flying body such as an airship resident in the stratosphere transmits a digital information signal with a radio wave at a high frequency band to ground and consists of a means 12 that extracts a channel assigned for broadcast with the frequency of the digital information signal by a tuning filter, a means 14 that converts the signal from the extraction means into a primary intermediate frequency, means 15-17 that limit a frequency band to the information signal converted into the primary intermediate frequency and down-convert the signal to a VHF frequency band, a means 18 that A/D convert the signal from the down-convert means, means 31-35 that convert digital data from the A/D converter means into an orthogonal multi-carrier signal, a means 36 that up-converts the orthogonal multi-carrier signal from the conversion means into a very weak radio wave, and a means 37 that transmits an output of the means that up-converts the orthogonal multi-carrier signal from the conversion means into a very weak radio wave.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システム及
び同期マルチキャリア送信装置に係り、特に成層圏に飛
行船を滞空させて行う電波中継システムの情報データを
用いる無線通信システム及び同期マルチキャリア送信装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radio communication system and a synchronous multicarrier transmission apparatus, and more particularly to a radio communication system and a synchronous multicarrier transmission apparatus using information data of a radio relay system in which an airship stays in the stratosphere.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタルビデオ信号などの比較的大き
な情報量を有する情報の伝送は、その情報量に応じた広
い周波数帯域を必要とするため、サブミリ波、ミリ波と
いった高い周波数のキャリアを用いて伝送するのが一般
的である。また、従来、ディジタル情報の伝送には、通
信型マルチメディアの走りとされるインターネットが用
いられ、ISDN(サービス統合ディジタル網)又はア
ナログの電話回線にモデムを接続してディジタル情報を
伝送するようにしている。しかし、インターネットのデ
ータレートは毎秒数十キロビット程度で、せいぜい静止
画程度の情報しか伝送できない。マルチメディアと呼ば
れる情報の伝送には、毎秒1メガビット乃至6メガビッ
トの動画像を伝送できるのが望ましく、そのためのイン
フラストラクチャの構築が望まれている。
2. Description of the Related Art Transmission of information having a relatively large amount of information, such as digital video signals, requires a wide frequency band according to the amount of information. Therefore, high-frequency carriers such as submillimeter waves and millimeter waves are used. It is common to transmit. Conventionally, for transmitting digital information, the Internet, which runs communication-type multimedia, has been used. A modem is connected to an ISDN (Integrated Services Digital Network) or analog telephone line to transmit digital information. ing. However, the data rate of the Internet is on the order of several tens of kilobits per second, and at most, only information on the order of still images can be transmitted. For transmission of information called multimedia, it is desirable to be able to transmit a moving image of 1 megabit to 6 megabits per second, and it is desired to construct an infrastructure therefor.

【0003】光ケーブルを各家庭まで敷設してCATV
その他各種の通信サービスを提供する加入者網光化(フ
ァイバ・ツウ・ザ・フォーム(FTTH))が機能すれ
ば、動画像を伝送出来る程度のビットレートは得られる
が、光ケーブルの端末への工事費は極めて高く、30兆
円とも見積もられている。これは日本の世帯数を300
万世帯とすると、1世帯あたり100万円の出費がかか
る計算となる。現時点では、ファイバ・ツウ・ザ・フォ
ーム(FTTH)を実現するのはかなり困難である。ま
た、光ケーブル以外の手段により、毎秒数Mbps程度
の伝送レートを確保するための通信手段として、xDS
Lがある。これは家庭まで配線されているツイストペア
の電話線を用いる方法であるが、日本の場合、電話線の
特性は非常に大きくばらついており、家庭まで確実に所
要の伝送レートの信号を補償することは困難であり、実
際面での導入、運用が難しい状況にある。
[0003] CATV by laying optical cables to each home
If optical fiber networking (fiber-to-the-form (FTTH)) that provides various other communication services functions, a bit rate sufficient to transmit moving images can be obtained, but construction of optical cable terminals The cost is extremely high, estimated at 30 trillion yen. This means 300 Japanese households
Assuming that there are 10,000 households, this is a calculation that costs 1 million yen per household. At present, implementing fiber-to-the-form (FTTH) is quite difficult. Also, xDS is used as a communication means for securing a transmission rate of several Mbps per second by means other than the optical cable.
There is L. This is a method that uses a twisted pair telephone line that is wired to the home, but in Japan, the characteristics of the telephone line vary greatly, and it is impossible to reliably compensate the signal of the required transmission rate to the home. It is difficult, and it is difficult to introduce and operate it in practice.

【0004】その面で注目されるのが、気象条件が比較
的安定している成層圏(高度約10km〜50km)に
滞留する飛行船や気球等の飛翔体を、衛星通信システム
における静止衛星中継局のように見做して無線通信を行
うようにした無線通信システムである(長谷良裕他、"
成層圏無線プラットフォームを用いた高速無線アクセス
ネットワークの提案" 、電子情報通信学会技術報告、SS
T97-54,RCS97-93(1997-09))。この飛翔体を利用した無
線通信システムでは、光ケーブルの工事費は個人の宅地
近辺で高価につく反面、飛行船等の飛翔体に向いた窓に
信号が到来するので、飛行船からの電波を受信する装置
を設置し、比較的大容量の情報を家庭内に導き入れるこ
とが出来る。また、この無線通信システムは、飛行船等
の飛翔体が20km程度の高度に滞空しているので、静
止衛星に比べて低高度であり、地上発信端末からの送信
電力が静止衛星に比べて小さくて済み、また遅延時間も
短くて済むために、複数の無線プラットフォームを多数
配備して全国的なマルチメディアネットワークを構築す
ることも可能である。また、従来、上記の成層圏に滞留
する飛翔体を中継局のように見做して無線通信するシス
テムにおいて、無線プラットフォーム(空中局)の基準
周波数を基準地球局から受けた周波数安定度の高い信号
から再生することにより、適用通信システムの要求条件
を満足する周波数安定度の信号を移動局等の各ユーザ地
上局に送出し得るシステムも知られている(特開平5−
259952号公報)。
[0004] In this respect, attention is paid to flying objects such as airships and balloons staying in the stratosphere (altitudes of about 10 km to 50 km) where the weather conditions are relatively stable, and are used as stationary satellite relay stations in satellite communication systems. This is a wireless communication system that performs wireless communication by considering it as such (Yoshihiro Hase et al.,
Proposal of High Speed Wireless Access Network Using Stratospheric Wireless Platform ", IEICE Technical Report, SS
T97-54, RCS97-93 (1997-09)). In the wireless communication system using this flying object, the construction cost of the optical cable is expensive near the residential area of the individual, but the signal arrives at the window facing the flying object such as an airship, so the device that receives the radio wave from the airship Can be installed to bring a relatively large amount of information into the home. Further, in this wireless communication system, since the flying object such as an airship is hovering at an altitude of about 20 km, the altitude is lower than that of the geostationary satellite, and the transmission power from the terrestrial transmitting terminal is smaller than that of the geostationary satellite. It is also possible to construct a nationwide multimedia network by deploying a large number of wireless platforms in order to reduce the delay time. Conventionally, in a system in which a flying object staying in the stratosphere is regarded as a relay station and performs wireless communication, a signal having a high frequency stability received from a reference earth station by a reference frequency of a wireless platform (air station) is provided. There is also known a system capable of transmitting a signal having a frequency stability satisfying the requirements of the applied communication system to each user ground station such as a mobile station by reproducing from the communication system (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei.
No. 25,952).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の成層圏に滞留す
る飛翔体を中継局のように見做して無線通信するシステ
ムのアプリケーションとして、point-to-multipoint 形
態の多目的小エリア放送を考えると、この無線通信方式
は、前述したようにサブミリ波・ミリ波を用いるため、
伝播環境としてはほとんど見通し領域に限定される。よ
って、家庭やオフィス屋内での利用を考慮した場合、通
常は屋外に設置されたパラボラアンテナ(ビームアンテ
ナ)で受信し、その後受信機まで同軸ケーブルを用いた
有線伝送が考えられる。しかし、この方法では複数の受
信機に対しては、その都度受信機までのケーブル配線作
業を伴うことになり大変煩雑になる。
As an application of a wireless communication system in which the above-mentioned flying object staying in the stratosphere is regarded as a relay station, multipoint small area broadcasting in a point-to-multipoint format is considered. Since this wireless communication system uses submillimeter waves and millimeter waves as described above,
The propagation environment is almost limited to the line-of-sight area. Therefore, in consideration of use inside a home or office, wired transmission using a coaxial cable to a receiver, which is normally received by a parabolic antenna (beam antenna) installed outdoors, can be considered. However, in this method, a cable wiring operation to the receivers is required for each of the plurality of receivers, which is very complicated.

【0006】よって、無線による屋内サービスを実施す
ることが考えられるが、その実現には以下のような課題
がある。 1)成層圏無線プラットフォームの使用周波数は、30
GHz 程度が予定されている。そのため、その周波数を増
幅して屋内にそのまま再無線化しても完全な見通し領域
でないと受信は出来ない。 2)再無線化した場合、電波法規上の制約から送信電力
の制限を受けたり、受信機のRFデバイスの技術水準を
考慮した場合、再無線化する時は、より低い周波数への
変換が必要である。 3)屋内は、直接波と時間の比較的短い遅延波との受信
レベル差の小さい(D/U比の小さい)伝播環境であ
り、単に成層圏無線プラットフォームからの受信電波を
より低い周波数のキャリアに変換しても、十分なビット
エラーレート(BER)を確保できない恐れがある。 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、周波数を有
効に利用し得る無線通信システムを提供することを目的
とする。
Therefore, it is conceivable to provide wireless indoor service, but there are the following problems in realizing it. 1) The operating frequency of the stratospheric wireless platform is 30
GHz range is planned. For this reason, even if the frequency is amplified and re-wired indoors as it is, reception cannot be performed unless it is in a perfect line-of-sight area. 2) When re-wireless, transmission power is limited due to restrictions in radio regulations, and in consideration of the technical level of the RF device of the receiver, conversion to a lower frequency is required when re-wireless. It is. 3) The indoor environment is a propagation environment in which the reception level difference between the direct wave and the delayed wave having a relatively short time is small (the D / U ratio is small), and the reception wave from the stratospheric wireless platform is simply transmitted to the lower frequency carrier. Even if the conversion is performed, there is a possibility that a sufficient bit error rate (BER) cannot be secured. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system that can effectively use a frequency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、成層圏に滞留する飛行船等の飛
翔体から送信される高周波数帯でディジタル情報信号を
地上へ無線送信する無線通信システムであって、前記飛
翔体からの高周波数帯ディジタル情報信号から希望する
受信データ帯域を受信し、前記受信した高周波数帯ディ
ジタル情報信号をVHF帯の直交マルチキャリア周波数
に変換し、前記マルチキャリア周波数に変換した信号を
送信無線信号として再送信するようにした。請求項2の
発明は、成層圏に滞留する飛行船等の飛翔体から高周波
数帯でディジタル情報信号を地上へ直交マルチキャリア
変調方式により、無線送信する無線通信システムであっ
て、前記飛翔体から送信される高周波数帯ディジタル情
報信号から希望する受信データ帯域を受信し、前記受信
した高周波数帯ディジタル情報信号をVHF帯のキャリ
ア周波数に変換し、前記VHF帯の直交マルチキャリア
信号を送信無線信号として再送信するようにした。請求
項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の無線通
信システムにおいて、前記送信無線信号は、微弱電波と
して再送信するようにした。請求項4の発明は、請求項
1または請求項2に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信無線信号は、情報データが有効シンボル期間に
配置され、かつガードインターバル期間を設けた複数の
マルチキャリア変調信号で変調されて再送信されるよう
にした。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 transmits a digital information signal to the ground by radio in a high frequency band transmitted from a flying object such as an airship staying in the stratosphere. A wireless communication system, comprising: receiving a desired reception data band from a high frequency band digital information signal from the flying object; converting the received high frequency band digital information signal into a VHF band orthogonal multicarrier frequency; The signal converted to the multicarrier frequency is retransmitted as a transmission radio signal. The invention according to claim 2 is a wireless communication system for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere by the orthogonal multicarrier modulation method, wherein the wireless communication system transmits the digital information signal from the flying object. A desired reception data band is received from the high frequency band digital information signal, the received high frequency band digital information signal is converted to a VHF band carrier frequency, and the VHF band orthogonal multicarrier signal is re-transmitted as a transmission radio signal. Send it. According to a third aspect of the present invention, in the wireless communication system according to the first or second aspect, the transmission wireless signal is retransmitted as a weak radio wave. According to a fourth aspect of the present invention, in the wireless communication system according to the first or second aspect,
In the transmission radio signal, information data is arranged in an effective symbol period, and is modulated by a plurality of multicarrier modulation signals provided with a guard interval period, and retransmitted.

【0008】請求項5の発明は、成層圏に滞留する飛行
船等の飛翔体から高周波数帯でディジタル情報信号を地
上へ無線送信する無線通信装置であって、前記ディジタ
ル情報信号の周波数から放送用に割り当てられているチ
ャンネルを同調フィルタで抽出する手段と、前記抽出す
る手段よりの信号を第一次中間周波数に変換する手段
と、前記第一次中間周波数に変換された情報信号を帯域
制限し、VHF周波数帯にダウンコンバートする手段
と、前記ダウンコンバートする手段よりの信号をA/D
変換する手段と、前記A/D変換する手段よりのディジ
タルデータを直交したマルチキャリア信号に変換する手
段と、前記変換する手段よりの直交マルチキャリア信号
を微弱電波にアップコンバートする手段と、前記微弱電
波にアップコンバートする手段の出力を送信する手段と
を有する構成とした。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a wireless communication apparatus for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere. Means for extracting the assigned channel with a tuning filter, means for converting a signal from the extracting means to a first intermediate frequency, and band limiting the information signal converted to the first intermediate frequency, Means for down-converting to a VHF frequency band, and A / D
Means for converting the digital data from the means for A / D conversion into orthogonal multi-carrier signals; means for up-converting the orthogonal multi-carrier signals from the converting means into weak radio waves; Means for transmitting the output of the means for up-converting to radio waves.

【0009】請求項6の発明は、成層圏に滞留する飛行
船等の飛翔体から高周波数帯でディジタル情報信号を地
上へ直交マルチキャリア変調方式により、無線送信する
無線通信装置であって、前記ディジタル情報信号の周波
数から放送用に割り当てられているチャンネルを同調フ
ィルタで抽出する手段と、前記抽出する手段よりの信号
を中間周波数に変換する手段と、前記中間周波数に変換
された情報信号を帯域制限する手段と、前記帯域制限す
る手段よりの直交マルチキャリア信号を微弱電波にアッ
プコンバートする手段と、前記微弱電波にアップコンバ
ートする手段の出力を再送信する手段とを有する構成と
した。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a wireless communication apparatus for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere by orthogonal multicarrier modulation. Means for extracting a channel allocated for broadcasting from the frequency of the signal with a tuning filter, means for converting the signal from the extracting means to an intermediate frequency, and band limiting the information signal converted to the intermediate frequency Means, means for up-converting the orthogonal multicarrier signal from the means for band limiting to a weak radio wave, and means for retransmitting the output of the means for up-converting the signal to the weak radio wave.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図と共に説明する。図1は本発明になる無線通信シス
テム(同期マルチキャリア送信装置)の一実施例のブロ
ック図を示している。この実施例は、上述した成層圏無
線プラットフォームと同様に、高度20km程度の成層
圏に滞空させた大容量のATM(非同期転送モード)ネ
ットワークに接続されるサーバを搭載した飛行船と地上
局との無線通信から成り立つ。この無線通信システム
は、光ケーブルにより実現しようとするマルチメディア
高度化社会を、無線系により実現させようとするもの
で、自由空間を伝送路として使用するため、伝送歪みも
少なく、静止衛星に比べて飛行船が低空に滞空している
ため、遅延時間も少なく、送信電力も少なくてよく、更
に実現するための費用がFTTH等に比べて低廉である
等の特長を有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a wireless communication system (synchronous multicarrier transmitting apparatus) according to the present invention. In this embodiment, similar to the above-described stratospheric wireless platform, wireless communication between an airship and a ground station equipped with a server connected to a large-capacity ATM (asynchronous transfer mode) network suspended in the stratosphere at an altitude of about 20 km is used. Holds. This wireless communication system is intended to realize the advanced multimedia society, which is to be realized by optical cables, using a wireless system. Since free space is used as a transmission path, transmission distortion is small, and compared to geostationary satellites. Since the airship stays in the low altitude, it has features that the delay time is small, the transmission power is small, and the cost for realizing the airship is lower than that of FTTH or the like.

【0011】この実施例では、使用周波数をサブミリ
波、ミリ波帯とし、中心周波数30GHz、周波数帯域
800MHz程度を確保している。変調方式について
は、QPSKやDQPSKなどシングルキャリアが提案
されている。図1に示す同期マルチキャリア送信装置
は、飛行船からの受信信号から希望信号を選局して第一
中間周波数と第二中間周波数に周波数変換するチューナ
ー部14,17と、チューナー部からの信号をディジタ
ル信号に変換するA/D変換器18、同期再生回路3
1、マルチキャリア信号を発生する多周波数発振器3
2、制御回路33、加算器34,ディジタル信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換器35、及びアナログ信
号を微弱電波に変換する周波数変換器36により構成さ
れる。
In this embodiment, the operating frequencies are sub-millimeter wave and millimeter wave bands, and a center frequency of 30 GHz and a frequency band of about 800 MHz are secured. As a modulation method, a single carrier such as QPSK or DQPSK has been proposed. The synchronous multicarrier transmitting apparatus shown in FIG. 1 tunes a desired signal from a received signal from an airship and tunes the signals to the first intermediate frequency and the second intermediate frequency. A / D converter 18 for converting to digital signal, synchronous reproduction circuit 3
1. Multi-frequency oscillator 3 for generating a multi-carrier signal
2, a control circuit 33, an adder 34, a D / A converter 35 for converting a digital signal into an analog signal, and a frequency converter 36 for converting an analog signal into a weak radio wave.

【0012】次に、本実施例の無線通信システムに用い
る同期マルチキャリア微弱変調システムについて説明す
る。マルチキャリアを行う周波数分割では、互いのマル
チキャリア同士に直交性を保つため、シンボル期間を設
け、それを同一な期間とする。すなわち、周波数分割多
重される多数のキャリアを一つの情報信号で分散して変
調したマルチキャリア信号を生成するに当たり、変調信
号となる情報信号内容を示すディジタルデータ列を配置
するシンボル期間を、各マルチキャリア信号で同一とす
る。また、帯域100MHzに割り当てられた放送チャ
ンネル内をさらに数チャンネルの異なる放送サービスを
提供することを考慮した場合、周波数分割の方法として
は、以下の2通りがある。図3に示すように、第1の周
波数分割方法は、伝送可能な全周波数帯域を任意の分割
周波数帯域21〜27に分割する方法である。なお、こ
こでは、7分割を一例としてあげているが、分割数は適
用するシステムに応じて決まり、これに限定されるもの
ではない。
Next, a synchronous multi-carrier weak modulation system used in the wireless communication system of the present embodiment will be described. In frequency division using multicarriers, a symbol period is provided and the same period is set in order to maintain orthogonality between the multicarriers. That is, in generating a multicarrier signal in which a large number of carriers to be frequency division multiplexed are dispersed and modulated by one information signal, a symbol period in which a digital data sequence indicating information signal content to be a modulated signal is arranged is defined by each multipath. The same is assumed for the carrier signal. Further, in consideration of providing different broadcasting services of several channels in a broadcasting channel allocated to a band of 100 MHz, there are the following two methods of frequency division. As shown in FIG. 3, the first frequency division method is a method of dividing the entire transmittable frequency band into arbitrary divided frequency bands 21 to 27. Here, seven divisions are taken as an example, but the number of divisions is determined according to the system to which the system is applied, and is not limited to this.

【0013】図4(a)に示すように、第2の周波数分
割方法は、伝送可能な全周波数帯域を、所定の周波数間
隔(例えば、100kHz間隔)で複数のキャリアが並
べられており、実際の送信は、図4(b)に示すよう
に、複数本おき毎のキャリアを全部で複数本(図4
(b)の例では、9本)使用し、それらをディジタルデ
ータで分散して変調し、かつ、多重して送信する方法で
ある。この第2の周波数分割方法では、全周波数帯域で
伝送するキャリア総数が、例えば使用する全周波数帯域
を所定の周波数間隔で並べられるp×q(ただし、p≦
q)本のキャリアのうち、q本毎のキャリアからなる互
いに異なる全部でp組のキャリア群が得られるので、各
組のキャリア群を一つのマルチキャリア信号として多重
する方法である。換言すると、繰り返し周波数の数を
r、送信セル番号をsとしたとき、s、r+s、2r+
s、… …、nr+sとなるような番号のキャリアから
なるマルチキャリア信号を送信セル番号sのセルに割り
当てる。
As shown in FIG. 4A, in the second frequency division method, a plurality of carriers are arranged at predetermined frequency intervals (for example, 100 kHz intervals) in the entire transmittable frequency band. As shown in FIG. 4 (b), transmission of a plurality of carriers every other plurality (FIG.
In the example of (b), nine are used, and they are dispersed and modulated with digital data and multiplexed and transmitted. In the second frequency division method, the total number of carriers transmitted in all frequency bands is, for example, p × q (where p ≦ q) in which all used frequency bands are arranged at predetermined frequency intervals.
q) Of the q carriers, a total of p sets of carrier groups different from each other consisting of q carriers are obtained, so that each set of carrier groups is multiplexed as one multicarrier signal. In other words, when the number of repetition frequencies is r and the transmission cell number is s, s, r + s, 2r +
..,..., nr + s, a multicarrier signal composed of carriers having numbers such as nr + s is allocated to the cell having the transmission cell number s.

【0014】図3に示す第1の周波数分割方法に比べ
て、図4に示す第2の周波数分割多重方法の方が、広い
周波数帯域で伝送するため、周波数選択性のフェージン
グに対して有利である。すなわち、図3の第1の周波数
分割方法では、所定キャリア周波数が逆相のマルチパス
の影響で打ち消され、急激なレベル低下がある時、周波
数的に隣接するキャリアのレベルも大きな減衰を受けて
いる可能性が高い。復号すべきキャリアのうちの一部が
ダメージを受けた場合は、誤り訂正の手法により消失し
たデータの復元が出来るが、多くのキャリアが同時にダ
メージを受けた場合は、誤り訂正の手法ではデータの復
元が困難である。このような意味で、図4による第2の
周波数分割方法には、周波数インターリーブの効果があ
り、周波数選択性のマルチパスフェージングに対して有
利である。
Compared to the first frequency division method shown in FIG. 3, the second frequency division multiplexing method shown in FIG. 4 is more advantageous for frequency-selective fading since it transmits over a wide frequency band. is there. That is, in the first frequency division method shown in FIG. 3, the predetermined carrier frequency is canceled out by the influence of the anti-phase multipath, and when there is a sharp level drop, the level of the carrier adjacent in frequency is also greatly attenuated. Likely to be. If some of the carriers to be decoded are damaged, the lost data can be restored by the error correction method. However, if many carriers are damaged at the same time, the error correction method Restoration is difficult. In this sense, the second frequency division method according to FIG. 4 has the effect of frequency interleaving and is advantageous for frequency selective multipath fading.

【0015】次に、本発明になる同期マルチキャリア送
信装置の一実施例について、図1、図2のブロック図と
共に説明する。本発明システムは、成層圏に滞留する飛
行船等の飛翔体から高周波数帯でディジタル情報信号を
地上へ無線送信する無線通信システムにおいて、そのデ
ィジタル情報信号の30GHz、帯域約800MHzの
周波数からプッシュ型の放送用に割り当てられているチ
ャンネル(帯域100MHz)を同調フィルタで抽出す
る手段12と、抽出した信号を1.5GHz程度の第一
次中間周波数に変換する手段13,14と、第一次中間
周波数に変換された情報信号をBPFにより帯域制限し
センター周波数51MHzのVHF周波数帯にダウンコ
ンバートする手段15〜17と、ダウンコンバートされ
た信号をA/D変換する手段18と、A/D変換された
ディジタルデータを直交したマルチキャリア信号に変換
する手段31〜35と、変換された直交マルチキャリア
信号を中心周波数270MHz程度の微弱電波にアップ
コンバートする手段36とより構成される。
Next, an embodiment of the synchronous multicarrier transmitting apparatus according to the present invention will be described with reference to the block diagrams of FIGS. The system of the present invention is a radio communication system for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere in a push-type broadcast from a frequency of 30 GHz and a band of about 800 MHz of the digital information signal. Means for extracting a channel (band 100 MHz) allocated for use by a tuning filter, means 13 and 14 for converting the extracted signal to a primary intermediate frequency of about 1.5 GHz, Means 15 to 17 for down-converting the converted information signal to a VHF frequency band having a center frequency of 51 MHz by BPF, means for A / D converting the down-converted signal, and A / D converted digital Means 31 to 35 for converting data into orthogonal multicarrier signals; More constructed orthogonal multicarrier signal to the weak radio wave of about a center frequency 270MHz and means 36 for up-converting.

【0016】図1で、パラボラアンテナ(ビームアンテ
ナ)11で受信した中心周波数30GHz、帯域幅10
0MHzの情報信号は、同調フィルタ12で必要とする
チャンネル信号を抽出し、局部周波数発振器13とDB
M(ダブルバランスドモジュレータ)14により、1.
5GHzを中心周波数とした、第一次中間周波数に周波
数変換される。次に、その信号は、BPF(バンドパス
フィルタ)15により不要なスプリアス及びイメージ信
号を除去したあと、局部周波数発振器16とDBM(ダ
ブルバランスドモジュレータ)17により、51MHz
を中心周波数とした、第二次中間周波数に、ダブルコン
バージョンされる。ダブルコンバージョンされた51M
Hzを中心周波数とした帯域100MHzの信号は、A
/D変換器18によりディジタルデータに変換される。
そして、そのディジタルデータは、図2に示すマルチキ
ャリア変調回路30を構成する、インタフェース回路3
1、多周波数発振器32、制御回路33、加算器34、
D/A変換器35、及び周波数変換器36によって、微
弱マルチキャリア信号に変換される。
In FIG. 1, a center frequency 30 GHz and a bandwidth 10 received by a parabolic antenna (beam antenna) 11 are shown.
The 0 MHz information signal is obtained by extracting a channel signal required by the tuning filter 12,
M (double balanced modulator) 14
The frequency is converted to a first intermediate frequency having a center frequency of 5 GHz. Next, after removing unnecessary spurious and image signals by a BPF (Band Pass Filter) 15, the local frequency oscillator 16 and a DBM (Double Balanced Modulator) 17 remove the 51 MHz signal.
Is double-converted to a second intermediate frequency having a center frequency. 51M double converted
A signal having a center frequency of 100 MHz and a band of 100 MHz is A
The data is converted into digital data by the / D converter 18.
Then, the digital data is supplied to an interface circuit 3 constituting the multi-carrier modulation circuit 30 shown in FIG.
1, multi-frequency oscillator 32, control circuit 33, adder 34,
The signal is converted into a weak multicarrier signal by the D / A converter 35 and the frequency converter 36.

【0017】次に、図2のマルチキャリア変調回路30
の動作について説明する。図2において、マルチキャリ
ア変調回路30内のインタフェース回路31にシリアル
に入力され、ここでシンボル期間毎に伝送出来る量のデ
ータが取り込まれてmビット×n列のパラレル信号に変
換された後、少なくともn個並列に配置された発振器か
らなる多周波数発振器32内の各発振器にmビットの信
号が制御信号としてそれぞれ入力される。制御回路33
は、多周波数発振器32のうちどの発振出力を生じさせ
るかを、入力される信号内容に応じて制御する。例え
ば、送信する直交マルチキャリア信号が16QAMで変
調された信号であるとすると、制御回路33は4ビット
の入力加入者系データに基づいて、多周波数発振器32
内の16個の発振器のうちのどの発振器を動作させるか
を決定する。これにより、多周波数発振器32からは1
6QAM信号に等価な変調器出力信号として取り出され
る。
Next, the multi-carrier modulation circuit 30 shown in FIG.
Will be described. In FIG. 2, after an amount of data that is serially input to an interface circuit 31 in a multicarrier modulation circuit 30 and can be transmitted in each symbol period and is converted into an m-bit × n-column parallel signal, An m-bit signal is input as a control signal to each oscillator in the multi-frequency oscillator 32 including n oscillators arranged in parallel. Control circuit 33
Controls which oscillation output of the multi-frequency oscillator 32 is to be generated in accordance with the input signal content. For example, assuming that a quadrature multicarrier signal to be transmitted is a signal modulated by 16QAM, the control circuit 33 determines a multi-frequency oscillator 32 based on 4-bit input subscriber system data.
Determine which of the 16 oscillators to operate. Thus, the multi-frequency oscillator 32 outputs 1
It is extracted as a modulator output signal equivalent to the 6QAM signal.

【0018】このようにして、多周波数発振器32から
は送信されるキャリア数(ここではn本)に対して、そ
の多値化の状態で必要とする発振信号の種類の情報を有
しており、mビットの入力信号で所定の変調方式で変調
された変調波を、n本の変調された直交マルチキャリア
で分散して出力する。なお、各キャリアの同一のシンボ
ル期間は同一のデータで変調され、各キャリアの周波数
間隔はシンボル同期周波数の整数倍となるように設定さ
れている。
As described above, the number of carriers (here, n carriers) transmitted from the multi-frequency oscillator 32 has information on the type of oscillation signal required in the multi-level state. , A modulated wave modulated by an m-bit input signal by a predetermined modulation method is dispersed and output by n modulated orthogonal multicarriers. The same symbol period of each carrier is modulated with the same data, and the frequency interval of each carrier is set to be an integral multiple of the symbol synchronization frequency.

【0019】多周波発振器32から取り出されたn本の
変調されたキャリアは、加算器34で周波数分割多重さ
れて一つの多重信号(直交マルチキャリア信号)とされ
た後に、D/A変換器35により、ディジタル・アナロ
グ変換されてアナログ信号とされる。更にその信号は、
微弱電力周波数変換器36に供給され、270MHzの
VHF帯に周波数変換される。そして、アンテナ37か
ら微弱電波として空中、屋内に放射される。なお、マル
チキャリア信号の各キャリアを変調するデータの各シン
ボル期間が、データが配置される有効シンボル期間とそ
の前に配置されるガードインターバル期間とからなる場
合は、ガードインターバル期間により時間の長い同チャ
ンネル干渉波の妨害を軽減することができるため、異な
る飛行船から同一内容の放送を行い、連続的にサービス
エリアを確保したSFN(単一周波数放送)も可能であ
る。また、マルチキャリア信号は、図3及び図4のいず
れの周波数分割方法でも適用出来る。
The n modulated carriers extracted from the multi-frequency oscillator 32 are frequency-division multiplexed by an adder 34 into one multiplexed signal (orthogonal multi-carrier signal). Is converted into an analog signal by digital-to-analog conversion. Furthermore, the signal
The power is supplied to the weak power frequency converter 36 and the frequency is converted to a VHF band of 270 MHz. Then, the weak radio wave is radiated from the antenna 37 into the air and indoors. When each symbol period of data for modulating each carrier of the multicarrier signal is composed of an effective symbol period in which data is arranged and a guard interval period arranged before the effective symbol period, the guard interval period has a longer time. Since the interference of the channel interference wave can be reduced, the same content can be broadcasted from different airships, and SFN (single frequency broadcast) in which a service area is continuously secured is also possible. Further, the multicarrier signal can be applied by any of the frequency division methods shown in FIGS.

【0020】本発明になる無線通信システム(同期マル
チキャリア送信装置)の他の実施例について、以下に説
明する。本実施例として、成層圏に滞留する飛行船等の
飛翔体から高周波数帯でディジタル情報信号を地上への
無線送信変調形式が、既に直交マルチキャリア変調され
ている無線通信システムがある。このシステムにおいて
は、図1に示す局部周波数発振器16、DBM(ダブル
バランスドモジュレータ)17,及びA/D変換器18
は必要なく、更に図2に示す微弱電力周波数変換器36
以外は必要でない。よって、BPF15の出力を直接に
微弱電力周波数変換器36に供給する構成とする。この
構成により、中心周波数270MHzのVHF帯での微
弱マルチキャリア変調信号を微弱電力周波数変換器36
の出力として得ることが出来る。本発明により、低コス
トで、ミリ波帯からVHF帯でのマルチキャリア変調信
号の変換が可能となる。
Another embodiment of the radio communication system (synchronous multi-carrier transmission device) according to the present invention will be described below. As a present embodiment, there is a wireless communication system in which a digital information signal is wirelessly modulated from a flying object such as an airship staying in the stratosphere to a ground in a high frequency band by orthogonal multi-carrier modulation. In this system, a local frequency oscillator 16, a DBM (double balanced modulator) 17, and an A / D converter 18 shown in FIG.
Is not necessary, and the weak power frequency converter 36 shown in FIG.
Is not required. Therefore, the output of the BPF 15 is directly supplied to the weak power frequency converter 36. With this configuration, the weak multi-carrier modulation signal in the VHF band having the center frequency of 270 MHz is converted into the weak power frequency converter 36.
Can be obtained as output. According to the present invention, it is possible to convert a multicarrier modulation signal from a millimeter wave band to a VHF band at low cost.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
飛行船等の飛翔体から送信されるミリ波帯の情報データ
を、VHF帯に周波数変換し、さらにマルチキャリア化
して微弱電波として再送信することにより、屋内のマル
チパス環境下においても、安定してデータを復調するこ
とが出来る。また、本発明によれば、再送信信号の変調
方式としては、マルチキャリアを用いているので、通信
速度を低めに保ち、時分割による送信、受信の切り換え
が出来、端末側での信号速度は必要以上に速くないた
め、ハードウェアへの負担も余り大きくせずに設定出来
る。
As described above, according to the present invention,
Millimeter-wave band information data transmitted from flying objects such as airships is frequency-converted to the VHF band, converted to multicarrier, and retransmitted as weak radio waves, so that it can be stably used even under indoor multipath environments. Data can be demodulated. Further, according to the present invention, since a multicarrier is used as a modulation method of a retransmission signal, a communication speed can be kept low, transmission and reception can be switched by time division, and a signal speed on a terminal side can be changed. Since it is not faster than necessary, it can be set without increasing the burden on the hardware.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になる無線通信システム(同期マルチキ
ャリア送信装置)の一実施例のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a wireless communication system (synchronous multicarrier transmission device) according to the present invention.

【図2】本発明になる無線通信システム(マルチキャリ
ア変調装置)の一実施例のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of a wireless communication system (multi-carrier modulation device) according to the present invention.

【図3】周波数を周波数帯域毎に分割する方法を説明す
る図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of dividing a frequency for each frequency band.

【図4】所定周波数間隔の周波数を用いることで周波数
を分割する方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of dividing a frequency by using frequencies at predetermined frequency intervals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 パラボラアンテナ(ビームアンテナ) 12 同調フィルタ 13,16 局部周波数発振器 14,17 DBM(ダブルバランスドモジュレータ) 15 BPF 18 A/D変換器 21〜27 分割周波数帯域 30 マルチキャリア変調装置 31 インターフェース回路 32 多周波数発振器 33 制御回路 34 加算器 35 D/A変換器 36 微弱電力周波数変換器 37 アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Parabolic antenna (beam antenna) 12 Tunable filter 13, 16 Local frequency oscillator 14, 17 DBM (double balanced modulator) 15 BPF 18 A / D converter 21-27 Divided frequency band 30 Multicarrier modulator 31 Interface circuit 32 Multi Frequency oscillator 33 control circuit 34 adder 35 D / A converter 36 weak power frequency converter 37 antenna

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】成層圏に滞留する飛行船等の飛翔体から高
周波数帯でディジタル情報信号を地上へ無線送信する無
線通信システムであって、 前記飛翔体から送信される高周波数帯ディジタル情報信
号の中から希望する受信データ帯域を受信し、前記受信
した高周波数帯ディジタル情報信号をVHF帯の直交マ
ルチキャリア周波数に変換し、前記マルチキャリア周波
数に変換した信号を送信無線信号として再送信するよう
にしたことを特徴とする無線通信システム。
1. A radio communication system for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere, wherein the high frequency band digital information signal is transmitted from the flying object. Receiving the desired reception data band, converting the received high-frequency band digital information signal into a quadrature multi-carrier frequency in the VHF band, and retransmitting the signal converted into the multi-carrier frequency as a transmission radio signal. A wireless communication system, comprising:
【請求項2】成層圏に滞留する飛行船等の飛翔体から高
周波数帯でディジタル情報信号を地上へ直交マルチキャ
リア変調方式により、無線送信する無線通信システムで
あって、 前記飛翔体から送信される高周波数帯ディジ
タル情報信号の中から希望する受信データ帯域を受信
し、前記受信した高周波数帯ディジタル情報信号をVH
F帯のキャリア周波数に変換し、前記VHF帯の直交マ
ルチキャリア信号を送信無線信号として再送信するよう
にしたことを特徴とする無線通信システム。
2. A wireless communication system for wirelessly transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere by orthogonal multi-carrier modulation. A desired reception data band is received from the frequency band digital information signal, and the received high frequency band digital information signal is converted to VH.
A radio communication system wherein the frequency is converted to an F-band carrier frequency, and the orthogonal multi-carrier signal in the VHF band is retransmitted as a transmission radio signal.
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の無線通信
システムにおいて、 前記再送信無線信号は、微弱電波として再送信すること
を特徴とする無線通信システム。
3. The radio communication system according to claim 1, wherein the retransmitted radio signal is retransmitted as a weak radio wave.
【請求項4】請求項1または請求項2に記載の無線通信
システムにおいて、 前記再送信無線信号は、情報データが有効シンボル期間
に配置され、かつガードインターバル期間を設けた複数
のマルチキャリア変調信号で変調されて送信されること
を特徴とする無線通信システム。
4. The radio communication system according to claim 1, wherein the retransmission radio signal includes a plurality of multicarrier modulated signals in which information data is arranged in an effective symbol period and a guard interval period is provided. A wireless communication system characterized in that the signal is modulated and transmitted.
【請求項5】成層圏に滞留する飛行船等の飛翔体から高
周波数帯でディジタル情報信号を地上へ無線送信する無
線通信装置であって、 前記ディジタル情報信号の周波数から放送用に割り当て
られているチャンネルを同調フィルタで抽出する手段
と、 前記抽出する手段よりの信号を第一次中間周波数に変換
する手段と、 前記第一次中間周波数に変換された情報信号を帯域制限
しVHF周波数帯にダウンコンバートする手段と、 前記ダウンコンバートする手段よりの信号をA/D変換
する手段と、 前記A/D変換する手段よりのディジタルデータを直交
したマルチキャリア信号に変換する手段と、 前記変換する手段よりの直交マルチキャリア信号を微弱
電波にアップコンバートする手段と、 前記微弱電波にアップコンバートする手段の出力を再送
信する手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
5. A radio communication apparatus for radio transmitting a digital information signal to the ground in a high frequency band from a flying object such as an airship staying in the stratosphere, comprising: a channel allocated for broadcasting from the frequency of the digital information signal. Means for extracting a signal from the extracting means, a means for converting the signal from the means for extracting to a first intermediate frequency, and a band limitation of the information signal converted to the first intermediate frequency to down-convert to a VHF frequency band. Means for A / D converting a signal from the means for down-converting; means for converting digital data from the means for A / D conversion into an orthogonal multi-carrier signal; Means for up-converting the orthogonal multicarrier signal into a weak radio wave; and Retransmitting means.
【請求項6】成層圏に滞留する飛行船等の飛翔体から高
周波数帯でディジタル情報信号を地上へ直交マルチキャ
リア変調方式により、無線送信する無線通信装置であっ
て、 前記ディジタル情報信号の周波数から放送用に割り当て
られているチャンネルを同調フィルタで抽出する手段
と、 前記抽出する手段よりの信号を中間周波数に変換する手
段と、 前記中間周波数に変換された情報信号を帯域制限する手
段と、 前記帯域制限する手段よりの直交マルチキャリア信号を
微弱電波にアップコンバートする手段と、 前記微弱電波にアップコンバートする手段の出力を再送
信する手段とを有することを特徴とする無線通信装置。
6. A radio communication apparatus for transmitting a digital information signal from an airplane such as an airship staying in the stratosphere to the ground in a high frequency band by radio using a quadrature multicarrier modulation method, comprising: Means for extracting a channel assigned for use by a tuning filter; means for converting a signal from the extracting means to an intermediate frequency; means for band-limiting the information signal converted to the intermediate frequency; A wireless communication apparatus comprising: means for up-converting a quadrature multicarrier signal from a limiting means to a weak radio wave; and means for retransmitting an output of the means for up-converting the orthogonal multi-carrier signal to a weak radio wave.
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