JP2005260342A - Ｏｆｄｍ信号送信装置およびｏｆｄｍ信号受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のＯＦＤＭ信号を同一時間且つ同一周波数上で伝送する場合に、伝送誤りの発生を防止することができるＯＦＤＭ信号送信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置を提供する。
【解決手段】 ＯＦＤＭ信号送信装置１は、同一周波数のＯＦＤＭ信号を送信する送信手段３を複数備えて成るものであって、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５と、フレーム構成部１３と、を備え、フレーム構成部１３が、同期ワードに従って、複数のＯＦＤＭ信号間において、ＴＭＣＣ信号のデータを送信手段３で送出する送出タイミングが時間軸上または周波数軸上で異なる伝送フレームを構成することとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、同一周波数の搬送波で複数のＯＦＤＭ信号を、装置内で多重させて送信する、または、送信後、伝送空間で多重させるＯＦＤＭ信号送信装置と、この多重された複数のＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ信号受信装置に関する。

一般に、地上波デジタル放送で採用され、第四世代携帯電話の伝送方式の候補とされる、マルチキャリア変調方式の一種であるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が知られている。

このＯＦＤＭ方式は、送信するデータ信号を複数に分割し、この分割したそれぞれの信号を互いに直交する複数の搬送波（サブキャリア）に割り当てて伝送する方式である。このＯＦＤＭ方式では、分割したそれぞれの信号を、直交する複数の搬送波（サブキャリア）で搬送しており、搬送波（サブキャリア）同士を干渉しない限界まで隣接させて当該搬送波（サブキャリア）に割り当てられている周波数を有効に活用しているので、周波数の利用効率が良い。

また、このＯＦＤＭ方式は、当該ＯＦＤＭ方式によって伝送されるＯＦＤＭ信号に、ガードインターバルと呼ばれる、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル（データ信号を分割したもの）の途中から後端に至る一部をコピーしたものを、有効シンボルの直前に付加することによって、ＯＦＤＭ信号の直接波と反射波との干渉によって生じるマルチパス（マルチパスひずみ）の影響を、ガードインターバルを除去することで排除し、マルチパス環境に強い性質を持たせたものである。それゆえ、このＯＦＤＭ方式は、放送・通信分野等の幅広い分野で注目されており、数多の文献で詳細に説明されている（例えば、非特許文献１参照）。

ここで、従来のＯＦＤＭ信号送信装置について、図１９を参照して説明する。
図１９に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置１０１は、入力された送信データ信号をＯＦＤＭ信号に変調して送信するもので、誤り訂正符号化部１０３と、インターリーブ部１０５と、Ｍａｐｐｅｒ部１０７と、フレーム構成部１０９と、ＩＦＦＴ部１１１と、ＧＩ信号付加部１１３と、直交変調部１１５と、Ｄ／Ａ変換部１１７と、乗算部１１９と、送信アンテナ１２１とを備えている。

誤り訂正符号化部１０３は、入力された送信データ信号に誤り訂正符号を加え、受信側において、送信データ信号の受信誤りを訂正することができる誤り訂正機能を付加するものである。ちなみに、誤り訂正符号は、信号に誤り訂正能力を持たせるために用いる符号のことである。

インターリーブ部１０５は、送信後のＯＦＤＭ信号が受信側で受信された際に、複雑なバースト誤り訂正符号を用いなくても誤り訂正能力を高めるために、誤り訂正符号化後のデータの順序を入れ替えるものである。

Ｍａｐｐｅｒ部１０７は、インターリーブ部１０５で順序の入れ替えられたデータに対して、ＱＡＭ等の変調を施すものである。
フレーム構成部１０９は、Ｍａｐｐｅｒ部１０７で誤り訂正符号化を行った変調信号に、制御情報が付加されたＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）信号や、付加情報を伝送するＡＣ（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号や、復調基準となるパイロット信号等の信号を付加すると共に、予め決められた周波数に配置した伝送フレームを構成するものである。

ＩＦＦＴ部１１１は、フレーム構成部１０９で構成された、様々な信号から成る伝送フレームをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）を施して、周波数軸データを時間軸データ（時間軸のデジタル信号）に変換するものである。

ＧＩ信号付加部１１３は、ＩＦＦＴ部１１１で変換された時間軸データに、ガードインターバル（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加するものである。
直交変調部１１５は、ＧＩ信号付加部１１３でガードインターバルが付加された時間軸データ（時間軸のデジタル信号）を直交変調するものである。

Ｄ／Ａ変換部１１７は、直交変調部１１５で変調された時間軸データ（時間軸のデジタル信号）をアナログ化（アナログ変換）、つまり、時間軸のアナログ信号に変換するものである。
乗算部１１９は、Ｄ／Ａ変換部１１７から出力されるアナログ信号にローカル信号を乗じるものである。この乗算部１１９でローカル信号が乗じられ、ＯＦＤＭ信号は送信される。
送信アンテナ１２１は、ＯＦＤＭ信号を送信するものである。

また、ここで、従来のＯＦＤＭ信号受信装置について、図２０を参照して説明する。
図２０に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置１２３は、受信したＯＦＤＭ信号を復調して、元々の情報である送信データ信号を出力するもので、受信アンテナ１２５と、乗算部１２７と、Ａ／Ｄ変換部１２９と、直交復調部１３１と、ＧＩ信号除去部１３３と、ＦＦＴ部１３５と、逆フレーム構成部１３７と、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部１３９と、逆インターリーブ部１４１と、誤り訂正復号化部１４３とを備えている。

受信アンテナ１２５は、送信側から送信されたＯＦＤＭ信号を受信するものである。
乗算部１２７は、受信アンテナ１２５で受信されたＯＦＤＭ信号にローカル信号を乗じることで、ＩＦ（中間周波数）信号に変換するものである。

Ａ／Ｄ変換部１２９は、乗算部１２７で変換されたＩＦ（中間周波数）信号をデジタル信号に変換するものである。
直交復調部１３１は、Ａ／Ｄ変換部１２９で変換されたデジタル信号を直交復調し、複素信号に変換するものである。

ＧＩ信号除去部１３３は、直交復調部１３１で直交復調された複素信号に付加されているガードインターバルを除去するものである。
ＦＦＴ部１３５は、ガードインターバルが除去された時間軸データにＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施して、時間軸データを周波数軸データに変換するものである。

逆フレーム構成部１３７は、ＦＦＴ部１３５で変換された周波数軸データを構成する伝送フレームから、様々な信号（パイロット信号、ＡＣ信号、ＴＭＣＣ信号、変調信号［送信データ信号が変調されたビット列］）を分離するものである。

Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部１３９は、逆フレーム構成部１３７で分離された変調信号に、ＱＡＭ等の復調を施して、ビット列を出力するものである。
逆インターリーブ部１４１は、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部１３９で復調されたビット列の順序を入れ替えるものである。
誤り訂正復号化部１４３は、逆インターリーブ部１４１で順序が入れ替えられたビット列の誤り訂正復号化をし、元々の送信データ信号を出力するものである。

これら従来のＯＦＤＭ信号送信装置１０１やＯＦＤＭ信号受信装置１２３には、直交した偏波を搬送波として同時に２つのＯＦＤＭ信号を送信して、受信する「偏波多重伝送方式」（例えば、非特許文献２参照）や、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを用いて、複数のＯＦＤＭ信号を同時に伝送する「ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式」等がある。
尾知 博著 「ＯＦＤＭシステム技術とＭＡＴＬＡＢシミュレーション解説」（全頁） ＣＱ出版 「直交偏波を用いたＯＦＤＭ信号の多重伝送方式に関する検討」 岡部 聡、池田 哲臣 電子情報通信学会 信学技報 ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ ＯＦ ＩＦＩＣＥ Ａ−Ｐ ２００３−１７３，ＲＣＳ２００３−１７９（２００３−１１）

しかしながら、従来の「偏波多重伝送方式」や「ＭＩＭＯ伝送方式」において、複数のＯＦＤＭ信号の多重化を行った場合に生じる干渉波を除去するためには、各ＯＦＤＭ信号のパイロット信号を用いた伝送路推定が必要になる。しかし、パイロット信号を用いた伝送路推定を行う場合には、まず始めにこのパイロット信号の送信元を識別する必要がある。このためには、各ＯＦＤＭ信号のフレーム同期を取り、受信された各ＯＦＤＭ信号の送信元を識別して、それぞれのパイロット信号の開始点を見つけ出す必要がある。通常、フレーム同期は、ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号に含まれる同期ワードを用いて取られが、従来の「偏波多重伝送方式」や「ＭＩＭＯ伝送方式」では、フレーム同期を取るために必要なＴＭＣＣ信号も多重化により干渉してしまうので、このフレーム同期を取ることができないという問題がある。

ちなみに、同一周波数の複数ＯＦＤＭ信号を受信する受信側において、ＯＦＤＭ信号同士の干渉を除去しなければ、多重したＯＦＤＭ信号を誤り無く受信することは困難である。このような干渉を排除する種々の技術について、例示すると、トランスバーサルフィルタを用いる方法が知られている（「電子情報通信ハンドブック（第２分冊）」電子情報通信学会編、発行：オーム社、参照）。

しかし、従来の方式では、干渉波を除去する場合において、受信された各ＯＦＤＭ信号のフレーム同期を復調する際に正確に捕捉する（捉える）必要がある。すなわち、ＯＦＤＭ信号を送信する送信側で何らかの工夫を施す必要があったので、ＴＭＣＣ信号のフレーム同期を取るために用いられる同期ワードを挿入する構成とした。ＯＦＤＭ信号を受信する受信側では、この同期ワードによって、伝送フレームのフレーム同期が取られることとなる。

なお、ＯＦＤＭ信号では、一般に、フレーム同期を取るためにＴＭＣＣ信号が用いられている。
ここで、図２１を参照して、電波産業会の標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３（「ＴＶ放送番組素材伝送用可搬型ＯＦＤＭ方式デジタル無線伝送システム」標準規格 社団法人電波産業会（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉｏ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）参照）に則したＯＦＤＭ信号（フルモード／ＦＦＴポイント数＝１０２４）を例にして、ＴＭＣＣ信号について説明する。

この図２１に示すように、ＴＭＣＣ信号は、ＯＦＤＭ信号１シンボル（サブキャリア総数：８５７本）当たり、１０本のサブキャリア（点線部分）に割り当てられている。この１０本のサブキャリアは、同一シンボル内で同一であり、１シンボルで１ｂｉｔのＴＭＣＣ信号が伝送されている。ＴＭＣＣ信号は、１フレーム（４０８シンボル）で１周期の信号として送信されている。すなわち、ＯＦＤＭ信号は４０８ｂｉｔのＴＭＣＣ信号を１フレームの時間をかけて伝送している。

さらに、図２２に示すように、ＴＭＣＣ信号の４０８ｂｉｔの情報の内、ＯＦＤＭ信号のフレーム同期を取るための同期ワードとして、１６ｂｉｔの信号が２つ含まれている。
なお、参考として、受信側では同期ワードの相関処理を行うことにより、フレーム同期を取る方法もある。

さらにまた、図２３に示すように、従来の地上デジタル放送やデジタルＦＰＵで用いられているＯＦＤＭ信号は、１つの周波数で１系統のＯＦＤＭ信号を送信することを想定している、つまり、周波数ｆ１は送信機Ａに向け、周波数ｆ２は送信機Ｂに向け、周波数ｆ３は送信機Ｃに向け、周波数ｆ４は送信機Ｄに向けて送信している。

このため、図２４に示すように、周波数利用効率の向上を目的として、同一周波数で複数のＯＦＤＭ信号を多重して伝送する偏波多重伝送やＭＩＭＯ伝送システムにそのまま適用した場合、ＯＦＤＭ信号間の相互の干渉により、伝送特性が著しく劣化してしまう。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、複数のＯＦＤＭ信号を伝送する場合に、伝送誤りの発生を防止することができるＯＦＤＭ信号送信装置およびＯＦＤＭ信号受信装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載のＯＦＤＭ信号送信装置は、同一周波数のＯＦＤＭ信号を送信する送信手段を複数備えて成るＯＦＤＭ信号送信装置であって、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段と、フレーム構成手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号送信装置は、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段によって、ＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを、伝送フレームに挿入制御する。なお、ＴＭＣＣ信号は、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の一種であり、受信側の機器を制御する各ＯＦＤＭ信号固有の制御情報を伝送するものであって、当該ＴＭＣＣ信号内の同期ワード（例えば、１６ｂｉｔ）は、当該ＯＦＤＭ信号の１フレーム分のフレーム同期をとるために使用している。

そして、このＯＦＤＭ信号送信装置は、フレーム構成手段によって、各種の信号を組み合わせる（繋ぎあわせる）際に、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御に従って同期ワードを挿入して、伝送フレームを構成し、送信手段によって、連続する伝送フレームをＯＦＤＭ信号として送信する。このフレーム構成手段は、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御（出力された制御信号）に従って、複数のＯＦＤＭ信号間において、ＴＭＣＣ信号のデータを送信手段で送出するタイミングが時間軸上または周波数軸上で異なる伝送フレームを構成する。すなわち、各ＯＦＤＭ信号において、ＴＭＣＣ信号のデータの挿入されるタイミングが予め設定されているパターンに基づいて行われている。つまり、複数のＯＦＤＭ信号の間においては、１つのＯＦＤＭ信号がＴＭＣＣ信号のデータを送出しているタイミングでは、他のＯＦＤＭ信号は、ＮＵＬＬ信号を送出している。または、このフレーム構成手段は、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御（出力された制御信号）に従って、複数のＯＦＤＭ信号間において、ＴＭＣＣ信号のデータを送信手段で送出する際に確保する周波数帯域が周波数軸上で多重するそれぞれのＯＦＤＭ信号で異なる伝送フレームを構成する。すなわち、各ＯＦＤＭ信号において、ＴＭＣＣ信号のデータの送出する周波数軸上の帯域が予め設定されいるパターンに基づいて確保される。つまり、複数のＯＦＤＭ信号の間においては、１つのＯＦＤＭ信号がＴＭＣＣ信号のデータを送出する帯域を確保しているときには、他のＯＦＤＭ信号は、この帯域で、ＮＵＬＬ信号を送出している。

請求項２記載のＯＦＤＭ信号送信装置は、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を同時に送信する状況下で、当該ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置であって、送信手段と、同期手段と、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段と、フレーム構成手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号送信装置は、同期手段で取られる（図られる）同期に従い、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段によって、ＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを、伝送フレームに挿入制御する。フレーム構成手段によって、各種の信号を組み合わせる（繋ぎあわせる）際に、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御に従って同期ワードを挿入して、伝送フレームを構成し、送信手段によって、連続する伝送フレームをＯＦＤＭ信号として送信する。

請求項３記載のＯＦＤＭ信号送信装置は、請求項１または請求項２に記載のＯＦＤＭ信号送信装置において、前記フレーム構成手段が、フレーム構成パターン情報記憶手段と、スイッチ制御手段と、出力手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号送信装置は、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段から出力された制御信号に従って、フレーム構成手段に備えられているフレーム構成パターン情報記憶手段によって、フレーム構成パターン情報をスイッチ制御手段に出力する。フレーム構成パターン情報は、各種の信号（送信データ信号、ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、ＮＵＬＬ信号、パイロット信号）を組み合わせる（繋ぎあわせる）パターンに関する情報である。

続いて、このＯＦＤＭ信号送信装置は、スイッチ制御手段によって、フレーム構成パターン情報に基づいて、各種の信号の出力を切替制御し、この切替制御に従って出力手段によって、各種の信号を出力する。すると、フレーム構成パターン情報に基づいた伝送フレームが構成されることになる。

請求項４記載のＯＦＤＭ信号送信装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＯＦＤＭ信号送信装置において、前記ＯＦＤＭ信号に含まれる前記ＴＭＣＣ信号の同期ワードは、前記送信手段全てに同一のものを用いることを特徴とする。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号送信装置は、ＯＦＤＭ信号毎に含まれるＴＭＣＣ信号の同期ワードを送信手段全てに同一にしている。例えば、ＯＦＤＭ信号１とＯＦＤＭ信号２とを多重する場合、双方のＴＭＣＣ信号内の同期ワード部分のみを統一することによって、ＯＦＤＭ信号１とＯＦＤＭ信号２とのフレーム同期を同時に取ることができるようにしている。この際には、各ＯＦＤＭ信号を識別する識別信号および同期ワード以外のＴＭＣＣ信号が各ＯＦＤＭ信号の同期ワード以外のＴＭＣＣ信号と混信しないように時間軸上または周波数軸上で間欠して伝送している。

請求項５記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、同一周波数のＯＦＤＭ信号を受信する受信手段を複数備えて成るＯＦＤＭ信号受信装置であって、逆フレーム構成手段と、ＴＭＣＣ信号検出制御手段と、フレーム同期検出手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号受信装置は、逆フレーム構成手段によって、受信手段で受信したそれぞれのＯＦＤＭ信号について、当該ＯＦＤＭ信号を構成している伝送フレームを出力する。続いて、このＯＦＤＭ信号受信装置は、ＴＭＣＣ信号検出制御手段によって、逆フレーム構成手段で出力された伝送フレームからＴＭＣＣ信号を検出し、複数のＯＦＤＭ信号の中で所望のＯＦＤＭ信号の各伝送フレームのＴＭＣＣ信号（所望のＴＭＣＣ信号）を選択して出力する。そして、このＯＦＤＭ信号受信装置は、フレーム同期検出手段によって、ＴＭＣＣ信号検出制御手段で出力されたＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードに基づいて、各ＯＦＤＭ信号（所望のＯＦＤＭ信号）のフレーム同期を検出する。

請求項６記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を同時に受信する状況下で、当該ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ信号送信装置であって、受信手段と、逆フレーム構成手段と、ＴＭＣＣ信号検出制御手段と、フレーム同期検出手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号受信装置は、逆フレーム構成手段によって、受信手段で受信したＯＦＤＭ信号について、当該ＯＦＤＭ信号を構成している伝送フレームを出力する。続いて、このＯＦＤＭ信号受信装置は、ＴＭＣＣ信号検出制御手段によって、逆フレーム構成手段で出力された伝送フレームからＴＭＣＣ信号を検出し、ＯＦＤＭ信号の各伝送フレームのＴＭＣＣ信号（所望のＴＭＣＣ信号）を選択して出力する。そして、このＯＦＤＭ信号受信装置は、フレーム同期検出手段によって、ＴＭＣＣ信号検出制御手段で出力されたＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードに基づいて、各ＯＦＤＭ信号（所望のＯＦＤＭ信号）のフレーム同期を検出する。

請求項７記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項５または請求項６に記載のＯＦＤＭ信号受信装置において、前記逆フレーム構成手段が、フレーム構成パターン情報記憶手段と、スイッチ制御手段と、出力手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、ＯＦＤＭ信号受信装置は、逆フレーム構成手段に備えられているスイッチ制御手段によって、フレーム構成パターン情報記憶手段に記憶されているフレーム構成パターン情報に基づいて、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の出力を切替制御し、この切替制御に従って出力手段によって、各種の信号を出力する。すると、フレーム構成パターン情報に基づいた伝送フレームが構成されることになる。

請求項１、２記載の発明によれば、ＴＭＣＣ信号の挿入を制御することで、各ＯＦＤＭ信号間において、当該ＴＭＣＣ信号の有効シンボルを時間軸上で、または、当該ＴＭＣＣ信号のサブキャリアを周波数軸上で間欠させているので、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を伝送しても、受信側で受信した際に、これらＴＭＣＣ信号同士の干渉がなくなり、伝送誤りの発生を防止することができる。

請求項３、７記載の発明によれば、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を伝送しても、フレーム構成パターン情報によるフレーム構成パターン（いわゆる送信フォーマット）によって、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号同士の干渉を抑制することができ、伝送誤りの発生を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、ＯＦＤＭ信号毎に含まれるＴＭＣＣ信号の同期ワードを全て同一にすることによって、受信側でＯＦＤＭ信号が受信された後、フレーム同期を取るために行う、同期ワードを用いたＴＭＣＣ信号を検出する際に用いられる相関検出において、全てのＯＦＤＭ信号の自己相関ピークが足し合わされて検出されるため、検出される自己相関ピーク値を大きくすることができ、相関検出の確実性を向上させ、検出時間の短縮を図ることができる。

請求項５、６記載の発明によれば、ＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを検出することで、伝送フレームの同期を確実、且つ、容易に行うことができ、伝送誤りの発生を防止することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
（ＯＦＤＭ信号送信装置の構成）
図１にＯＦＤＭ信号送信装置のブロック図を示す。
この図１に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を送信（多重伝送）するもので、複数の送信手段３（第１送信手段〜第Ｎ送信手段）と、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５とから構成されている。なお、このＯＦＤＭ信号送信装置１では、複数の送信手段３を一体の装置としているが、それぞれの送信手段３を別体の送信装置として構成し、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５から出力される制御信号を入力可能にしておいてもよい。

送信手段３それぞれは、入力された送信データ信号をＯＦＤＭ信号に変調して送信するもので、誤り訂正符号化部７と、インターリーブ部９と、Ｍａｐｐｅｒ部１１と、フレーム構成部１３と、ＩＦＦＴ部１５と、ＧＩ信号付加部１７と、直交変調部１９と、Ｄ／Ａ変換部２１と、乗算部２３と、送信アンテナ２５とを備えている。

誤り訂正符号化部７は、入力された送信データ信号（入力ビット列）を誤り訂正符号化後のデータ、つまり、誤り訂正符号に変換するものである。
ＯＦＤＭ信号を取り扱う装置（システム）では、誤り訂正符号として、畳み込み符号がよく使用される。この実施形態でも同様に、送信データ信号を畳み込み符号（符号化されたビット列）に変換している。

インターリーブ部９は、送信後のＯＦＤＭ信号が受信側で受信された際に、バースト誤りを軽減するために、誤り訂正符号化後のデータ（符号化されたビット列）の順序を入れ替えるものである。

Ｍａｐｐｅｒ部１１は、インターリーブ部９で順序の入れ替えられた誤り訂正符号化後のデータ（符号化され、並び替えられたビット列）に対して、ＱＡＭ等の変調を施すものである。

フレーム構成部１３は、Ｍａｐｐｅｒ部１１で誤り訂正符号化が行われた変調信号に、制御情報が付加されたＴＭＣＣ信号や、付加情報を伝送するＡＣ信号や、復調基準となるパイロット信号等の信号（ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号）を付加すると共に、予め決められた時間および周波数に配置した伝送フレームを構成するものである。

ちなみに、ＯＦＤＭ信号は、これらの信号を別々のサブキャリア（搬送波）に乗せること（マルチキャリア）によって構成されている。なお、ＯＦＤＭ信号は、数百から数千のサブキャリア（モードに依る）を用いて、送信する信号（情報）を分散させて伝送させるものである。有効シンボルは、一定長に区切られた信号の本体部分（情報の構成単位）であり、ガードインターバル（符号間干渉領域用の緩衝時間）を除いた部分を指すものである。伝送フレームは、各種の信号を一定のパターン（順序）で繋ぎあわせて、送出（送信）する際の単位である。

このフレーム構成部１３の詳細な構成を図２に示す。この図２に示すように、フレーム構成部１３は、フレーム構成パターン情報記憶手段１３ａと、スイッチ制御手段１３ｂと、出力手段１３ｃとを備えている。

フレーム構成パターン情報記憶手段１３ａは、不揮発性のメモリ等によって構成され、フレーム構成パターン情報を記憶すると共に、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５から出力された制御信号に基づいて、フレーム構成パターン情報をスイッチ制御手段１３ｂに出力するものである。

このフレーム構成パターン情報は、送信データ信号（変調信号）と、ＴＭＣＣ信号と、ＡＣ信号と、パイロット信号と、ＮＵＬＬ信号とのキャリア配置の順序（フレーム構成パターン）を特定したものである。

このフレーム構成パターン情報によって伝送フレームの構成が成されることによって、ＴＭＣＣ信号の有効シンボルが時間軸上で重ならない、または、ＴＭＣＣ信号のサブキャリアが周波数軸上で重ならないこととなる。つまり、フレーム構成パターン情報は、１つのＯＦＤＭ信号が、ＴＭＣＣ信号の有効シンボルを送出するタイミングでは、その他全てのＯＦＤＭ信号については、ＴＭＣＣ信号の有効シンボルの送出を行わず、ＮＵＬＬ信号の有効シンボルの送出を行うように設定されている。また、フレーム構成パターン情報は、１つのＯＦＤＭ信号が、ＴＭＣＣ信号のサブキャリアを送出する帯域を確保しているときには、その他全てのＯＦＤＭ信号については、ＴＭＣＣ信号のサブキャリアの帯域として確保せず、ＮＵＬＬ信号のサブキャリアの帯域として確保するように設定されている。なお、伝送フレームの構成例（キャリア配置）は、図７、８（時間軸方向）および図１０、１１（周波数軸方向）について、具体的に例示することとする。

スイッチ制御手段１３ｂは、フレーム構成パターン情報記憶手段１３ａから出力されたフレーム構成パターン情報に基づいて、フレーム構成部１３に入力されたＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号（送信データ信号（変調信号）、ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、パイロット信号、ＮＵＬＬ信号）の出力を制御するものである。

出力手段１３ｃは、フレーム構成部１３に入力されたＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号（送信データ信号（変調信号）、ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、パイロット信号、ＮＵＬＬ信号）を入力する入力端子と、スイッチ制御手段１３ｂによる制御によって出力させる信号を切り替える切替器と、この切替器で切り替えられた信号を出力する出力端子とから構成されるものである。

図１に戻って、ＯＦＤＭ信号送信装置１の構成の説明を続ける。
ＩＦＦＴ部１５は、フレーム構成部１３で構成された、様々な信号から成る伝送フレームをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）を施して、周波数軸データから時間軸データに変換するものである。

ＧＩ信号付加部１７は、ＩＦＦＴ部１５で変換された時間軸データに、ガードインターバル（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を付加するものである。

直交変調部１９は、ＧＩ信号付加部１７でガードインターバルが付加された時間軸データを直交変調するものである。ここで、この直交変調部１９における直交変調について説明する。複素信号から成るＯＦＤＭ信号は、実際の回路でアナログ処理される場合に、複素信号のＩ信号およびＱ信号がそれぞれ実数の信号に分離されて処理される必要があり、直交変調は、Ｉ信号およびＱ信号に対し、互いに直交した波（ｃｏｓ波、ｓｉｎ波）を加えることにより２つの信号を識別するために行われるものである。この直交変調部１９で直交変調された時間軸データをデジタル変調信号とする。

Ｄ／Ａ変換部２１は、直交変調部１９から出力されるデジタル変調信号（時間軸のデジタル信号）をアナログ信号に変換するものである。

乗算部２３は、Ｄ／Ａ変換部２１でアナログ化されたアナログ信号に、ローカル信号を乗じるものである。この乗算部２３でローカル信号が乗じられることによって、ＯＦＤＭ信号とされる。

送信アンテナ２５は、乗算部２３で、時間軸データにローカル信号が乗じられたＯＦＤＭ信号を送信するものである。

ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５は、フレーム構成部１３で構成される伝送フレームに、ＴＭＣＣ信号のフレーム同期を取るための同期ワードを挿入させるための制御を行うと共に、同期ワードを挿入するタイミングを図るものである。

このＴＭＣＣ信号挿入制御手段５は、各ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号が、伝送フレームの時間軸上で重ならないように当該ＴＭＣＣ信号を挿入させる、または、各ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号が、伝送フレームの周波数軸上で重ならないように当該ＴＭＣＣ信号を挿入させる機能を有している。

また、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５では、挿入する同期ワードを、ＯＦＤＭ信号毎に全て同一のものとしている。その際に、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５では、ＯＦＤＭ信号を送信する送信元（ＯＦＤＭ信号送信装置１を管理運営する事業者等）を識別する識別信号を付加する必要がある。

このＯＦＤＭ信号送信装置１によれば、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５によって、ＴＭＣＣ信号を有効シンボル毎に送信手段３で送出するタイミングが伝送フレームの時間軸上で重ならないように、ＴＭＣＣ信号が制御され、送信手段３のフレーム構成部１３によって、各種の信号を組み合わせる（繋ぎあわせる）際に、同期ワードおよびその他のＴＭＣＣ信号が挿入されて、伝送フレームが構成されて、連続する伝送フレームがＯＦＤＭ信号として送信される。このため、ＯＦＤＭ信号を受信する受信側で、ＴＭＣＣ信号の同期ワードを基準にして、フレーム同期の検出を行えば、複数のＯＦＤＭ信号を伝送する場合に、各ＯＦＤＭ信号を識別することができる。

また、このＯＦＤＭ信号送信装置１によれば、フレーム構成部１３のフレーム構成パターン情報記憶手段１３ａに記憶されているフレーム構成パターン情報によって、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を伝送しても、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号同士の干渉を抑制することができ、伝送誤りの発生を防止することができる。

さらに、このＯＦＤＭ信号送信装置１によれば、ＯＦＤＭ信号毎に含まれるＴＭＣＣ信号の同期ワードを全て同一にし、ＯＦＤＭ信号を送信する送信元（ＯＦＤＭ信号送信装置１を管理運営する事業者等）を識別する識別信号を付加することにより、受信側でＯＦＤＭ信号が受信された後、ＴＭＣＣ信号を検出する際に用いられる相関検出において、検出される自己相関ピーク値を大きくすることができ、相関検出の確実性を向上させ、検出時間の短縮を図ることができる。

（ＯＦＤＭ信号受信装置の構成）
図３にＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図を示す。
この図３に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を受信するもので、複数の受信手段３３（第１受信手段〜第Ｎ受信手段）と、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５と、フレーム同期検出手段３７とから構成されている。なお、このＯＦＤＭ信号受信装置３１では、複数の受信手段３３を一体の装置としているが、それぞれの受信手段３３を別体の受信装置として構成し、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５およびフレーム同期検出手段３７が各受信手段３３に接続されるように構成してもよい。

受信手段３３は、受信したＯＦＤＭ信号を復調し、復号化して出力するもので、受信アンテナ３９と、乗算部４１と、Ａ／Ｄ変換部４３と、直交復調部４５と、ＧＩ信号除去部４７と、ＦＦＴ部４９と、逆フレーム構成部５１と、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部５３と、逆インターリーブ部５５と、誤り訂正復号化部５７とを備えている。

受信アンテナ３９は、送信側のＯＦＤＭ信号送信装置１から送信されたＯＦＤＭ信号を受信するものである。なお、各受信手段３３の受信アンテナ３９で受信されるＯＦＤＭ信号は、同一周波数であるので、各受信アンテナ３９では、複数のＯＦＤＭ信号が受信されることになる。

乗算部４１は、受信アンテナ３９で受信されたＯＦＤＭ信号にローカル信号を乗算することで、ＩＦ（中間周波数）信号に変換するものである。つまり、この乗算部４１では、受信されたＯＦＤＭ信号がダウンコンバートされることとなる。

Ａ／Ｄ変換部４３は、乗算部４１で変換されたＩＦ（中間周波数）信号をデジタル信号に変換して、変換したデジタル信号を直交復調部４５に出力するものである。

直交復調部４５は、Ａ／Ｄ変換部４３で変換されたデジタル信号を複素信号に直交復調するものである。

ＧＩ信号除去部４７は、直交復調部４５で直交復調された複素信号に付加されているガードインターバルを除去するものである。

ＦＦＴ部４９は、ＧＩ信号除去部４７でガードインターバルが除去された複素信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を施して、複素信号を周波数軸データに変換するものである。

逆フレーム構成部５１は、ＦＦＴ部４９で変換された周波数軸データについて、当該周波数軸データを構成する伝送フレームから、様々な信号（パイロット信号、ＡＣ信号、ＴＭＣＣ信号、変調信号［送信データ信号が変調されたビット列］））を分離するものである。なお、この逆フレーム構成部５１から出力された様々な信号の内、ＴＭＣＣ信号は、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５に出力される。

この逆フレーム構成部５１の詳細な構成を図４に示す。この図４に示すように、逆フレーム構成部５１は、フレーム構成パターン情報記憶手段５１ａと、スイッチ制御手段５１ｂと、出力手段５１ｃとを備えている。

フレーム構成パターン情報記憶手段５１ａは、不揮発性のメモリ等によって構成され、フレーム構成パターン情報を記憶すると共に、出力手段５１ｃにＯＦＤＭ信号（周波数軸データ）が入力された際に、フレーム構成パターン情報をスイッチ制御手段５１ｂに出力するものである。

このフレーム構成パターン情報は、送信データ信号（変調信号）と、ＴＭＣＣ信号と、ＡＣ信号と、パイロット信号と、ＮＵＬＬ信号との組み合わせ順序（フレーム構成パターン）を特定したものである。

スイッチ制御手段５１ｂは、フレーム構成パターン情報記憶手段５１ａから出力されたフレーム構成パターン情報に基づいて、逆フレーム構成部５１に入力されたＯＦＤＭ信号（周波数軸データ）に含まれる各種の信号（送信データ信号（変調信号）、ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、パイロット信号、ＮＵＬＬ信号）の出力を制御するものである。

出力手段５１ｃは、逆フレーム構成部５１に入力されたＯＦＤＭ信号（周波数軸データ）に含まれる各種の信号（送信データ信号（変調信号）、ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、パイロット信号、ＮＵＬＬ信号）を入力する入力端子と、スイッチ制御手段５１ｂによる制御によって出力させる信号を切り替える切替器と、この切替器で切り替えられた信号を出力する出力端子とから構成されるものである。

図３に戻って、ＯＦＤＭ信号受信装置３１の構成の説明を続ける。
Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部５３は、逆フレーム構成部５１で分離された変調信号に、ＱＡＭ等の復調を施して、ビット列を出力するものである。

逆インターリーブ部５５は、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部５３で復調されたビット列の順序を入れ替えるものである。

誤り訂正復号化部５７は、逆インターリーブ部５５で順序が入れ替えられたビット列を復号化し、元々の送信データ信号を出力するものである。

ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５は、逆フレーム構成部５１から出力された様々な信号の内、ＴＭＣＣ信号（同期ワードも含まれる）を検出するものである。つまり、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５は、伝送フレームの中で、ＴＭＣＣ信号および当該ＴＭＣＣ信号の位置を検出するものである。なお、このＴＭＣＣ信号の検出は、受信しているＯＦＤＭ信号に含まれているＴＭＣＣ信号全てを対象にしてもいいし、任意のＴＭＣＣ信号のみを選択して、当該ＴＭＣＣ信号（選択されたもの）から同期ワードを検出してもよい。

このＴＭＣＣ信号検出制御手段３５では、ＴＭＣＣ信号を検出する際に相関検出を用いて、各ＯＦＤＭ信号に含まれているＴＭＣＣ信号の同期ワードを検出している。また、送信側のＯＦＤＭ信号送信装置１で同期ワードが各ＯＦＤＭ信号で同一にされている場合では、相関検出を用いた際に、検出される自己相関ピーク値を大きくすることができる。

フレーム同期検出手段３７は、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５で検出された同期ワードに基づいて、各ＯＦＤＭ信号の伝送フレーム間の同期を図る（検出する）ものである。

このＯＦＤＭ信号受信装置３１によれば、受信手段３３の逆フレーム構成部５１で、受信されたそれぞれのＯＦＤＭ信号について、当該ＯＦＤＭ信号を構成している伝送フレームが出力され、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５で、伝送フレームからＴＭＣＣ信号が検出され、複数のＯＦＤＭ信号の中で所望のＯＦＤＭ信号の各伝送フレームのＴＭＣＣ信号が選択される。そして、フレーム同期検出手段３７によって、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５で出力されたＴＭＣＣ信号のフレーム同期を取るために必要な同期ワードの相関をとって、各ＯＦＤＭ信号（所望のＯＦＤＭ信号）のフレーム同期が図られる（検出される）。このため、ＴＭＣＣ信号の同期ワードを基準にして、フレーム同期の検出を行うことで、複数のＯＦＤＭ信号を受信する場合に、正確にフレーム同期を検出することができる。

また、送信側のＯＦＤＭ送信装置１にて、ＯＦＤＭ信号毎に含まれるＴＭＣＣ信号の同期ワードが全て同一にされており、ＯＦＤＭ信号を送信する送信元（ＯＦＤＭ信号送信装置１を管理運営する事業者）を識別する識別信号を付加することが必要である。ＯＦＤＭ信号を受信した後、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５でＴＭＣＣ信号の同期ワードを検出する際に用いられる相関検出において、検出される自己相関ピーク値を大きくすることができ、相関検出の確実性を向上させ、検出時間の短縮を図ることができる。

（ＯＦＤＭ信号送信装置の動作）
次に、図５に示すフローチャートを参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１の動作について説明する（適宜、図１参照）。
まず、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、送信データ信号が入力されると、誤り訂正符号化部７によって、この送信データ信号に誤り訂正符号化を行う（Ｓ１）。続いて、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、インターリーブ部９によって、誤り訂正符号化後の信号の順序の入れ替えを行う（Ｓ２）。

すると、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、Ｍａｐｐｅｒ部１１によって、順序の入れ替えられた誤り訂正符号化後の信号を変調する（Ｓ３）。そして、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、フレーム構成部１３によって、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５による制御に基づいて、ＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを挿入しつつ、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号を連結して伝送フレームを構成する（Ｓ４）。

そして、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、ＩＦＦＴ部１５によって、伝送フレーム（周波数軸データ）を、逆高速フーリエ変換する（Ｓ５）。さらに、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、ＧＩ信号付加部１７によって、ＩＦＦＴ部１５で逆高速フーリエ変換された時間軸データにガードインターバルを付加する（Ｓ６）。

さらにまた、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、直交変調部１９によって、ＧＩ信号付加部１７でガードインターバルが付加された時間軸データを直交変調する（Ｓ７）。そして、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、Ｄ／Ａ変換部２１によって、デジタル変調信号である時間軸データをアナログ化する（Ｓ８）。

その後、ＯＦＤＭ信号送信装置１は、乗算部２３によって、アナログ化された信号にローカル信号を乗算し（Ｓ９）、各送信手段（第１送信手段〜第Ｎ送信手段）３の送信アンテナ２５からＯＦＤＭ信号として出力する（Ｓ１０）。

（ＯＦＤＭ信号受信装置の動作）
次に、図６に示すフローチャートを参照して、ＯＦＤＭ信号受信装置３１の動作について説明する（適宜、図３参照）。
まず、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、各受信手段（第１受信手段〜第Ｎ受信手段）３３の受信アンテナ３９によって、ＯＦＤＭ信号を受信する（Ｓ１１）。続いて、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、乗算部４１によって、受信したＯＦＤＭ信号をＩＦ（中間周波数）信号に変換する（Ｓ１２）。

そして、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、Ａ／Ｄ変換部４３によって、ＩＦ（中間周波数）信号をデジタル信号に変換する（Ｓ１３）。また、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、直交復調部４５によって、Ａ／Ｄ変換部４３で変換したデジタル信号を直交復調する（Ｓ１４）。

そして、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、ＧＩ信号除去部４７によって、直交復調部４５で復調した時間軸データからガードインターバルを除去する（Ｓ１５）。そしてまた、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、ＦＦＴ部４９によって、ＧＩ信号除去部４７でガードインターバルが除去された時間軸データを高速フーリエ変換する（Ｓ１６）。

すると、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、逆フレーム構成部５１によって、ＦＦＴ部４９で高速フーリエ変換された周波数軸データ（伝送フレーム）を、各種の信号に分離する（Ｓ１７）。そして、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部５３によって、各種の信号の内、変調信号（送信データ信号が変調されているもの）を復調する（Ｓ１８）。

続いて、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、逆インターリーブ部５５によって、Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部５３で復調された誤り訂正符号の順序が入れ替えられ（Ｓ１９）、誤り訂正復号化部５７によって、誤り訂正符号の復号を行い、出力する（Ｓ２０）。

また、ＯＦＤＭ信号受信装置３１は、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５によって、逆フレーム構成部５１から出力されたＴＭＣＣ信号の同期ワードを検出し（Ｓ２１）、この同期ワードに基づいて、フレーム同期検出手段３７によって、ＯＦＤＭ信号の伝送フレームの同期をとる（Ｓ２２）。

（ＯＦＤＭ信号のキャリア配置について［時間軸方向］）
次に、図７、図８を参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１から出力されるＯＦＤＭ信号のキャリア配置（サブキャリア配置）について説明する（適宜、図１参照）。
図７は、２つのＯＦＤＭ信号を多重して伝送する場合（偏波多重伝送方式等）において、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の内、ＴＭＣＣ信号を時間軸上に間欠して送出した際のキャリア配置を示した図である。
図８は、４つのＯＦＤＭ信号を多重して伝送する場合（ＭＩＭＯシステム等）において、複数のＯＦＤＭ信号を、送信側のＯＦＤＭ信号送信装置１で予め同期させて送出し、ＴＭＣＣ信号を時間軸上に間欠して送出したキャリア配置を示した図である。

これら図７、図８では、横方向は周波数軸（周波数方向）、縦方向は時間軸（時間方向）を表しており、●印（黒丸）はＴＭＣＣキャリアを、×印（バツ）は無信号（Ｎｕｌｌ信号、Ｎｕｌｌキャリア）を、○印（白丸）はＴＭＣＣキャリア以外のＯＦＤＭキャリアを示している。

改めて説明しておくと、ＴＭＣＣ信号は、送信側の同期信号・変調方式情報・誤り訂正情報（制御情報）等を示す信号で、ＴＭＣＣキャリアとはＴＭＣＣ信号を伝送するサブキャリア（搬送波の一つ）のことである。

この図７に示したように、ＯＦＤＭ信号送信装置１では、周波数多重した２つのＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣキャリアがそれぞれ干渉することを防ぐために、ＴＭＣＣキャリアを時間的に間欠して交互に送出している。

具体的には、図７に示したＯＦＤＭ信号１がＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を伝送している場合には、ＯＦＤＭ信号２ではＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の代わりに、Ｎｕｌｌ信号（Ｎｕｌｌキャリア）とし、ＯＦＤＭ信号２がＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を伝送している場合には、ＯＦＤＭ信号１ではＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の代わりに、Ｎｕｌｌ信号（Ｎｕｌｌキャリア）としている。

さらに、図８に示したように、ＯＦＤＭ信号送信装置１によって、複数（４つ）のＯＦＤＭ信号を同一周波数で多重する場合（ＭＩＭＯ伝送システム等）、各ＯＦＤＭ信号を予め同期させて送出し、ＴＭＣＣキャリア同士の干渉を防ぐため、ＴＭＣＣキャリアが重ならないように、ＯＦＤＭ信号毎に時間的に交互に間欠してＴＭＣＣキャリア（ＴＭＣＣ信号）を送信している。

具体的には、図８に示した４つのＯＦＤＭ信号を送信する場合、各ＯＦＤＭ信号を同一周波数で時間的に重ならないように、ＴＭＣＣキャリアを間欠させており、ＯＦＤＭ信号１がＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を伝送している場合には、他のＯＦＤＭ信号２，３，４ではＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の代わりに、Ｎｕｌｌ信号（Ｎｕｌｌキャリア）を送信している。このように、ＯＦＤＭ信号１がＴＭＣＣ信号を送信した後、次のＯＦＤＭ信号２がＴＭＣＣ信号を送信する場合、ＯＦＤＭ信号２以外のＯＦＤＭ信号１，３，４では、ＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の代わりに、Ｎｕｌｌ信号（Ｎｕｌｌキャリア）を送信している。以降、多重するＯＦＤＭ信号数だけ同様の動作を繰り返して、次に伝送するＴＭＣＣキャリアをＯＦＤＭ信号から順番に間欠して送出（送信）する。

このように、ＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の送出タイミングを時間的にずらして送信することにより、ＴＭＣＣキャリア同士の干渉を回避することができる。但し、多重するＯＦＤＭ信号の数が増加する程、受信側でＴＭＣＣ信号全てを受信するまでの時間がより多くかかることになる。

なお、図７、図８では、ＯＦＤＭ信号を１シンボル毎にＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を間欠して送信する例について説明したが、図９に示すように、ＴＭＣＣ信号の数シンボル、または、伝送フレーム単位で時間的に間欠して送信する方式も想定できる。

この図９に示すように、１フレーム分のＴＭＣＣ信号に含まれている同期ワード（１６ｂｉｔ）を区切りに、それぞれのＯＦＤＭ信号１〜４のＴＭＣＣ信号が時間的に（時間軸上で）重ならないように間欠されて送信する方法である。

（ＯＦＤＭ信号のキャリア配置について［周波数軸方向］）
次に、図１０、図１１を参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１から出力されるＯＦＤＭ信号のキャリア配置（サブキャリア配置）について説明する（適宜、図１参照）。
図１０は、２つのＯＦＤＭ信号を多重して伝送する場合（偏波多重伝送方式等）において、ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の内、ＴＭＣＣ信号を周波数軸上で重ならないようにして送出した際のキャリア配置を示した図である。
図１１は、４つのＯＦＤＭ信号を多重して伝送する場合（ＭＩＭＯシステム等）において、複数のＯＦＤＭ信号を、送信側のＯＦＤＭ信号送信装置１で予め同期させて送出し、ＴＭＣＣ信号を周波数軸上で重ならないようにして送出したキャリア配置を示した図である。

これら図１０、図１１では、横方向は周波数軸（周波数方向）、縦方向は時間軸（時間方向）を表しており、●印（黒丸）はＴＭＣＣキャリアを、×印（バツ）は無信号（Ｎｕｌｌ信号、Ｎｕｌｌキャリア）を、○印（白丸）はＴＭＣＣキャリア以外のＯＦＤＭキャリアを示している。

図１０に示すように、ＯＦＤＭ信号１のＴＭＣＣキャリアと、ＯＦＤＭ信号２のＴＭＣＣキャリアとが同じ周波数上で重ならないように、ＯＦＤＭ信号２では、ＯＦＤＭ信号１のＴＭＣＣキャリアに対応するキャリア位置に、Ｎｕｌｌキャリアが配置されており、同様に、ＯＦＤＭ信号１では、ＯＦＤＭ信号２のＴＭＣＣキャリアに対応するキャリア位置に、Ｎｕｌｌキャリアが配置されている。

このため、２つＯＦＤＭ信号１，２のＴＭＣＣ信号同士が混信することを防ぐことができる。また、多重されるＯＦＤＭ信号１，２は、周波数軸上でのみ間欠し、時間的に連続して送信されているので、ＴＭＣＣ信号は、従来の方式と同様の時間で、フレーム同期を図る（捕捉する）ことができる。

但し、各ＯＦＤＭ信号におけるＴＭＣＣキャリアの本数は、従来のＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣキャリアの本数と比較して１／２ずつとなる。

図１１に示すように、同期した４つのＯＦＤＭ信号１〜４のＴＭＣＣ信号を、同一周波数上で重ならないようにＴＭＣＣキャリアを配置しており、ＯＦＤＭ信号２，３，４では、ＯＦＤＭ信号１のＴＭＣＣキャリアが存在するキャリア位置に、Ｎｕｌｌキャリアが配置されており、ＯＦＤＭ信号１，３，４では、、ＯＦＤＭ信号２のＴＭＣＣキャリアが存在するキャリア位置に、Ｎｕｌｌキャリアが配置されている。

このように、多重されるＯＦＤＭ信号１〜４について、周波数方向におけるＴＭＣＣキャリアが重ならないように配置されることによって、ＴＭＣＣキャリア同士の干渉の影響を小さくすることができる。また、従来の方式と同様の時間でフレーム同期を図る（とる）ことが可能になる。但し、多重する信号の数（Ｎとする）が増加する毎に、１つのＯＦＤＭ信号に対応するＴＭＣＣ信号のキャリア本数も減少する（１／Ｎ倍）ので、検出される相関値が低下し、同期を取りにくくなる。

（ＯＦＤＭ信号のキャリア配置について［時間軸方向および周波数軸方向］）
次に、図１３を参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１から出力されるＯＦＤＭ信号のキャリア配置（サブキャリア配置）について説明する（適宜、図１参照）。

図１３は、ＴＭＣＣキャリア同士の混信を防止するために、時間軸上および周波数軸上で、ＴＭＣＣキャリアを間欠して伝送する際のキャリア配置を示した図である。この図１３では、説明を容易にするために、４つの同期したＯＦＤＭ信号１〜４のＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）の配置を示している。

図９および図１０を使用して説明した時間軸上のみＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を間欠させてＴＭＣＣキャリアを伝送させる場合、受信側で、１フレーム分のＴＭＣＣ信号を受信するのに多重した信号数だけの遅延が生じることになる。また、図１１および図１２を使用して説明した周波数軸上のみＴＭＣＣ信号（ＴＭＣＣキャリア）を間欠させてＴＭＣＣキャリアを伝送させる場合、多重したＯＦＤＭ信号数だけ各ＯＦＤＭ信号に含まれるＴＭＣＣキャリアの本数が減少し、検出される相関値が低下し、同期を取りにくくなる。それゆえ、多重するＯＦＤＭ信号数が増加した場合（ＯＦＤＭ信号の多重数が非常に多くなった場合）、時間軸上のみ、或いは、周波数軸上のみＴＭＣＣキャリアを間欠させる方式は最適であるとは言えなくなってしまう。

そこで、図１３に示したように、時間軸上および周波数軸上でＴＭＣＣキャリアを間欠させることにより、ＴＭＣＣキャリアの本数の減少と、フレーム同期時間の遅延との抑制を行うことができる。

具体的には、図１３に示すように、多重する４つのＯＦＤＭ信号の内、時間軸上で２シンボル毎にＯＦＤＭ信号１，２とＯＦＤＭ信号３，４のＴＭＣＣキャリアとを入れ替えて送信している。これによって、時間軸上でのみＴＭＣＣキャリアを間欠した場合、１つの送信手段３（図１参照）から４シンボル中１シンボルの割合でＴＭＣＣキャリアが送信されていたのに比べ、４シンボル中２シンボルの割合でＴＭＣＣキャリアを送信することができる。

また、周波数軸上でのみ間欠させてＴＭＣＣキャリアを送信した場合、Ｎ多重したときのＴＭＣＣキャリアの総数は、間欠しない場合のＴＭＣＣキャリアの総数の１／Ｎ本になってしまう。そこで、時間軸上で一部間欠させて各ＴＭＣＣ信号を識別させることにより、周波数軸上で間欠されるＴＭＣＣキャリアの総数の減少を抑制することができる。

このように、時間軸上および周波数軸上で、ＴＭＣＣキャリアの間欠の割合を変化させることによって、ＯＦＤＭ信号の多重数に応じた最適なＴＭＣＣキャリア（ＴＭＣＣ信号）の伝送を行うことができる。

（同期ワードについて）
次に、図１４、図１５を参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１およびＯＦＤＭ信号受信装置３１において、取り扱われているＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードについて説明する。
図７から図１３までのキャリア配置図を用いた説明では、送信側のＯＦＤＭ信号送信装置１において、複数のＯＦＤＭ信号を送信する場合に、ＴＭＣＣキャリアを時間軸上、周波数軸上の少なくとも一方で互いに重ならないように配置して送信している。

ところで、受信側のＯＦＤＭ信号受信装置３１でフレーム同期の検出をより確実に容易にするためには、送信側で、複数のＯＦＤＭ信号を送信する場合に、フレーム同期用に挿入するＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを同一にすることが想定される。

なお、同期ワード以外の他のＴＭＣＣ信号は、互いに時間軸上、周波数軸上の少なくとも一方で互いに重ならないように送信する。

図１４は、ＯＦＤＭ信号送信装置１において、多重する各ＯＦＤＭ信号に含まれるＴＭＣＣ信号の同期ワードに全て共通のものを割り当てたことを説明したもので、横方向は周波数軸方向、縦方向は時間軸方向を表している。

この図１４に示すように、多重する複数のＯＦＤＭ信号の同期ワード（同一である１５ｂｉｔの同期ワード）を同一とし、さらに同一のタイミングで送出しているので、混信の影響を考慮する必要が無くなる。また、ＴＭＣＣ信号検出制御手段３５（図３参照）におけるＴＭＣＣ信号（同期ワード）の相関検出においても、多重したＯＦＤＭ信号の個数分の相関ピーク値を得ることができ、相関ピークの検出が容易になる。

この同期ワードには、様々な種類のビット列（信号ビット系列）を割り当てることができる。例えば、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３では、同期ワードに３５ＥＥ（０，０，１，１，０，１，０，１，１，１，１，０，１，１，１，０）の１６ｂｉｔのビット列を時間軸方向に割り当てている。

また、他の同期ワードの例として、次数４、初期値が全ての１のＭ系列符号列１５ｂｉｔ（１，１，１，１，−１，−１，−１，１，−１，−１，１，１，−１，１，−１）を同期ワードに用いて、４つのＯＦＤＭ信号が多重された信号（多重ＯＦＤＭ信号）の相関値を検出し、フレーム同期を図る（捕捉する）様子を図１５に示す。

この図１５に示すように、４つのＯＦＤＭ信号１〜４の自己相関ピークを足し合わせるので、それぞれのＯＦＤＭ信号の干渉による影響を考慮する必要がない。また、各ＯＦＤＭ信号の同期ワードが同一であるため、１つのＯＦＤＭ信号のフレーム同期が捕捉できない場合においても、他のＯＦＤＭ信号のフレーム同期位置からフレーム開始位置を推測することができる。

なお、各ＯＦＤＭ信号の同期ワードを同一にした場合でも、各ＯＦＤＭ信号自体の識別を行うことができないので、同期ワードとは別に送信元の識別信号（各ＯＦＤＭ信号を識別する識別番号）をＴＭＣＣ信号に付加する必要がある。なお、同期ワード以外のＴＭＣＣ信号と当該ＴＭＣＣ信号とは、混信しないように、時間軸上、または、周波数軸上で間欠される必要がある。このＴＭＣＣ信号に付加する識別信号の割当０の一例として、ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３３に準拠したＴＭＣＣ信号のリザーブキャリアに割り当てた、４つのＯＦＤＭ信号１〜４の識別信号２ｂｉｔを図１６に示す。

この図１６に示すように、ＯＦＤＭ信号１には“００”が、ＯＦＤＭ信号２には“０１”が、ＯＦＤＭ信号３には“１１”が、ＯＦＤＭ信号４には“１０”が割り当てられている。

（ＯＦＤＭ信号送信装置、ＯＦＤＭ信号受信装置の別の態様について）
次に、図１７、図１８を参照して、ＯＦＤＭ信号送信装置１の別の態様（図１７）、ＯＦＤＭ信号受信装置３１の別の態様（図１８）について説明する。
図１７は、ＯＦＤＭ信号送信装置１の送信手段３（第１送信手段〜第Ｎ送信手段）にＴＭＣＣ信号挿入制御手段５を内包させた態様のＯＦＤＭ信号送信装置１のブロック図を示している。

この図１７に示したように、送信手段３にＴＭＣＣ信号挿入制御手段５を内包させることで、当該送信手段３を単体の送信装置として、取り扱うことができ、ＯＦＤＭ信号を送信するタイミングを取る同期手段によって、それぞれの送信手段３（単体の送信装置と同様）から出力させるＯＦＤＭ信号のフレーム同期を図ることが可能である。同期手段は、例えば、無線、または、有線のケーブル等によって互いの送信手段３が情報を交換する態様であってもよいし、時刻情報を基準にしてもよいし、当該送信手段３に送り返しの信号がある場合には、当該送り返し信号に同期信号を含ませる態様であってもよい。または、精度の高い基準発振器を用いて、ＴＭＣＣ信号挿入制御手段５がＴＭＣＣ信号を挿入するタイミングを統一するようにしてもよい。

図１８は、ＯＦＤＭ信号受信装置３１の受信手段３３（第１受信手段〜第Ｎ受信手段）にＴＭＣＣ信号検出制御手段３５およびフレーム同期検出手段３７を内包させた態様のＯＦＤＭ信号受信装置３１のブロック図を示している。

この図１８に示したように、受信手段３１にＴＭＣＣ信号検出制御手段３５およびフレーム同期検出手段３７を内包させることで、当該受信手段３１を単体の受信装置として、取り扱うことができ、例えば、時間情報に基づいて、それぞれの受信手段３１（単体の受信装置と同様）で受信するＯＦＤＭ信号のフレーム同期を検出することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、ＯＦＤＭ信号送信装置１、ＯＦＤＭ信号受信装置３１の各構成の処理を汎用的なコンピュータ言語で記述したＯＦＤＭ信号送信プログラム、ＯＦＤＭ信号受信プログラムとみなすことや、各構成の処理を一つずつの過程ととらえたＯＦＤＭ信号送信方法、ＯＦＤＭ信号受信方法とみなすことは可能である。これらの場合、ＯＦＤＭ信号送信装置１、ＯＦＤＭ信号受信装置３１と同様の効果を得ることができる。

実施形態に係るＯＦＤＭ信号送信装置のブロック図である。 図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置のフレーム構成部のブロック図である。 実施形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図である。 図３に示したＯＦＤＭ信号受信装置の逆フレーム構成部のブロック図である。 図１に示したＯＦＤＭ信号送信装置の動作を説明したフローチャートである。 図３に示したＯＦＤＭ信号受信装置の動作を説明したフローチャートである。 偏波多重ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である（時間軸上）。 複数ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示した図キャリア配置図である（時間軸上）。 １フレームの時間間欠を行ったＴＭＣＣ信号の同期ワードの送出タイミングを示した図である。 偏波多重ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である（周波数軸上）。 複数ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である（周波数軸上）。 偏波多重ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である（時間軸上および周波数軸上）。 複数ＯＦＤＭ信号のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である（時間軸上および周波数軸上）。 ＴＭＣＣ信号の同期ワードを同一にした場合のＴＭＣＣ信号の送出タイミングを示したキャリア配置図である。 ＴＭＣＣ信号の同期ワードを同一にした場合の同期ワードの相関検出の一例を示したものである。 ＯＦＤＭ信号の識別信号を含んだＴＭＣＣ信号の割当を示した図である。 ＯＦＤＭ信号送信装置の別の態様のブロック図である。 ＯＦＤＭ信号受信装置の別の態様のブロック図である。 従来のＯＦＤＭ信号送信装置のブロック図である。 従来のＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図である。 ＴＭＣＣ信号のサブキャリアを説明した図である。 １フレームのＴＭＣＣ信号を説明した図である。 従来のＯＦＤＭ信号の送信形態を示した図である。 従来のＭＩＭＯ方式によるＯＦＤＭ信号の送信形態を示した図である。

符号の説明

１ ＯＦＤＭ信号送信装置
３ 送信手段（第１送信手段〜第Ｎ送信手段）
５ ＴＭＣＣ信号挿入制御手段
７ 誤り訂正符号化部
９ インターリーブ部
１１ Ｍａｐｐｅｒ部
１３ フレーム構成部
１３ａ、５１ａ フレーム構成パターン情報記憶手段
１３ｂ、５１ｂ スイッチ制御手段
１３ｃ、５１ｃ 出力手段
１５ ＩＦＦＴ部
１７ ＧＩ信号付加部
１９ 直交変調部
２１ Ｄ／Ａ変換部
２３、４１ 乗算部
２５ 送信アンテナ
３１ ＯＦＤＭ信号受信装置
３３ 受信手段（第１受信手段〜第Ｎ受信手段）
３５ ＴＭＣＣ信号検出制御手段
３７ フレーム同期検出手段
３９ 受信アンテナ
４３ Ａ／Ｄ変換部
４５ 直交復調部
４７ ＧＩ信号除去部
４９ ＦＦＴ部
５１ 逆フレーム構成部
５３ Ｄｅ−Ｍａｐｐｅｒ部
５５ 逆インターリーブ部
５７ 誤り訂正復号化部

Claims (7)

1. 同一周波数のＯＦＤＭ信号を送信する送信手段を複数備えて成るＯＦＤＭ信号送信装置であって、
   前記ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の一種であるＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを、前記各種の信号を組み合わせて構成される伝送フレームに挿入制御するＴＭＣＣ信号挿入制御手段と、
   このＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御に従って、前記各種の信号から前記伝送フレームを構成するフレーム構成手段とを備え、
   前記フレーム構成手段は、前記同期ワードに従って、複数のＯＦＤＭ信号間において、前記ＴＭＣＣ信号のデータを前記送信手段で送出する送出タイミングが時間軸上または周波数軸上で異なる伝送フレームを構成することを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
2. 同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を同時に送信する状況下で、当該ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信装置であって、
   前記ＯＦＤＭ信号を送信する送信手段と、
   前記ＯＦＤＭ信号を送信する他の装置間で、前記ＯＦＤＭ信号を送信する同期を取る同期手段と、
   この同期手段による同期に従い、前記ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号の一種であるＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードを、前記各種の信号を組み合わせて構成される伝送フレームに挿入制御するＴＭＣＣ信号挿入制御手段と、
   このＴＭＣＣ信号挿入制御手段による制御に従って、前記各種の信号から前記伝送フレームを構成するフレーム構成手段とを備え、
   前記フレーム構成手段は、前記同期ワードに従って、複数のＯＦＤＭ信号間において、前記ＴＭＣＣ信号のデータを前記送信手段で送出する送出タイミングが時間軸上または周波数軸上で異なる伝送フレームを構成することを特徴とするＯＦＤＭ信号送信装置。
3. 前記フレーム構成手段は、
   前記各種の信号を組み合わせるパターンに関する情報であるフレーム構成パターン情報を記憶すると共に、前記ＴＭＣＣ信号挿入制御手段から出力された制御信号に従って、当該フレーム構成パターン情報を出力するフレーム構成パターン情報記憶手段と、
   このフレーム構成パターン情報記憶手段から出力されたフレーム構成パターン情報に基づいて、前記各種の信号の出力を切替制御するスイッチ制御手段と、
   このスイッチ制御手段による制御に従って、前記ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＯＦＤＭ信号送信装置。
4. 前記ＯＦＤＭ信号に含まれる前記ＴＭＣＣ信号の同期ワードは、前記送信手段全てに同一のものを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＯＦＤＭ信号送信装置。
5. 同一周波数のＯＦＤＭ信号を受信する受信手段を複数備えて成るＯＦＤＭ信号受信装置であって、
   前記受信手段で受信したそれぞれのＯＦＤＭ信号から、当該ＯＦＤＭ信号を構成する伝送フレームを出力する逆フレーム構成手段と、
   この逆フレーム構成手段で出力された伝送フレームから、当該装置を制御する制御情報が伝送されているＴＭＣＣ信号を検出し、複数の前記ＯＦＤＭ信号の中で所望のＯＦＤＭ信号の各伝送フレームのＴＭＣＣ信号を選択して出力制御するＴＭＣＣ信号検出制御手段と、
   このＴＭＣＣ信号検出制御手段で出力制御されたＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードに基づいて、各ＯＦＤＭ信号の伝送フレームの同期を検出するフレーム同期検出手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
6. 同一周波数の複数のＯＦＤＭ信号を同時に受信する状況下で、当該ＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ信号受信装置であって、
   前記ＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、
   この受信手段で受信したＯＦＤＭ信号から、当該ＯＦＤＭ信号を構成する伝送フレームを出力する逆フレーム構成手段と、
   この逆フレーム構成手段で出力された伝送フレームから、当該装置を制御する制御情報が伝送されているＴＭＣＣ信号を検出し、前記ＯＦＤＭ信号の各伝送フレームのＴＭＣＣ信号を選択して出力制御するＴＭＣＣ信号検出制御手段と、
   このＴＭＣＣ信号検出制御手段で出力制御されたＴＭＣＣ信号の開始を示す同期ワードに基づいて、各ＯＦＤＭ信号の伝送フレームの同期を検出するフレーム同期検出手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
7. 前記逆フレーム構成手段は、
   前記ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号を組み合わせたパターンに関する情報であるフレーム構成パターン情報を記憶するフレーム構成パターン情報記憶手段と、
   このフレーム構成パターン情報記憶手段に記憶されているフレーム構成パターン情報に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号に含まれる各種の信号を切り替える制御をするスイッチ制御手段と、
   このスイッチ制御手段による制御に基づいて、前記各種の信号を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
   
   

Images