JP2014112815A - ワイヤレスマイク用ｏｆｄｍ送信装置、受信装置及び送受信システム - Google Patents

ワイヤレスマイク用ｏｆｄｍ送信装置、受信装置及び送受信システム Download PDF

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Abstract

【課題】音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、また、複数の伝送モードで使用可能なワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置を提供する。
【解決手段】ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａは、外符号符号化部１２と、内符号符号化部１４と、ＯＦＤＭ変調部を備え、バイトインターリーブ以外のインターリーブを行う。
ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置１ｂは、内符号復号部２４と、外符号復号部２６と、誤りが検出された場合に、誤りが発生する直前の値を保持するコンシールメント部２７を備える。また、クロック周波数を切り換えて複数のモードに対応することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式により送受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置、受信装置及び送受信システムに関するものである。
従来、ワイヤレスマイクの伝送方式として、アナログ方式とデジタル方式がある。非特許文献１には「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」について策定された標準規格が記されており、非特許文献２には「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」について策定された標準規格が記されている。
また、ワイヤレスマイクについては伝送帯域幅についての標準規格も設定されており、非特許文献３には、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）の２５ＭＨｚ〜３ＧＨｚ帯のワイヤレスマイクに関する標準規格として、１ＧＨｚ未満の周波数帯では最大の伝送帯域幅を２００ｋＨｚとし、１ＧＨｚ以上の周波数帯でのみ利用できる伝送帯域幅を２５０ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、及び６００ｋＨｚと区分することが定められている。
アナログ方式のワイヤレスマイクは、遅延時間が少なく、現在広く用いられているが、障害物で途切れやすい、伝送距離が短い、干渉しやすいという問題がある。そのため、屋外やコンサートホールなどで高品質の音声を提供するには、デジタル方式のワイヤレスマイクを用いる必要がある。
例えば、特許文献１には、デジタル方式で音声を圧縮符号化して伝送するワイヤレスマイクシステムが開示されている。図２１はこのような従来のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。ワイヤレスマイク送信装置３は、マイク３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、圧縮符号化部３３と、インターリーブ・誤り訂正部３４と、変調部３５と、Ｄ／Ａ変換部３６と、送信周波数変換部３７と、送信アンテナ３８とを備える。ワイヤレスマイク送信装置３は、Ａ／Ｄ変換部３２によりマイク３１から入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化部３３によりデジタル信号を圧縮符号化し、インターリーブ・誤り訂正部３４によりインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク送信装置３は、変調部３５により例えばπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式で変調し、Ｄ／Ａ変換部３６により変調信号をアナログ信号に変換し、送信周波数変換部３７により送信周波数に変換し、送信アンテナ３８に出力する。
ワイヤレスマイク受信装置４は、受信アンテナ４１と、受信周波数変換部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、復調部４４と、デインターリーブ・誤り訂正部４５と、伸張復号部４６と、Ｄ／Ａ変換部４７と、スピーカ４８とを備える。ワイヤレスマイク受信装置４は、受信周波数変換部４２により受信アンテナ４１から入力される信号を周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部４３によりデジタル信号に変換し、復調部４４により、送信側で変調された変調信号を復調し、デインターリーブ・誤り訂正部４５によりデインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク受信装置４は、伸張復号部４６により、送信側で圧縮された信号を伸張し、Ｄ／Ａ変換部４７により伸張信号をアナログ信号に変換し、スピーカ４８に出力する。
特開平１０−１５０６９２号公報
「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−２２、社団法人電波産業会 「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−１５、社団法人電波産業会 欧州電気通信標準化機構 「ＥＴＳＩ ＥＮ３００ ４２２−１」 [online]、[２０１２年９月１０日検索]、インターネット<URL: http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/300400_300499/30042201/01.03.02_60/en_30042201v010302p.pdf>
しかし、従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、周波数帯域を節約するために、圧縮符号化部３３により圧縮処理を行い、伸張復号部４６により圧縮処理された信号の伸張処理を行っており、これらの処理による遅延時間が生じている。図２１に示した従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、ワイヤレスマイク送信装置３とワイヤレスマイク受信装置４で合わせて約３ｍｓの遅延時間が生じている。そのうち、圧縮符号化部３３の圧縮処理及び伸張復号部４６の伸張処理による遅延時間は、合計で約１ｍｓであると言われている。
また、屋外や移動しながらワイヤレスマイクを使用する場合には、マルチパスによるフェージングが発生し、品質が低下する。
したがって、本発明の目的は、上記問題を解決するため、音声信号の変調にＯＦＤＭ変調方式を利用するものであり、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置、受信装置及び送受信システムを提供することにある。
また、これまでワイヤレスマイクの設計にあたっては、その使用周波数帯域や伝送帯域幅に応じて各種の伝送パラメータ設定や回路設計を行っていたため、それぞれが各伝送モードに専用の送受信装置となっていた。仮に複数の伝送モードを選択して利用する装置を作製する場合には、回路規模が大きなものとなっていた。
したがって、本発明の他の目的は、複数の伝送モードで使用可能な小型のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置、受信装置及び送受信システムを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、外符号を生成する外符号符号化部と、外符号化されたデータを内符号化して内符号を生成する内符号符号化部と、前記内符号符号化部出力をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部とを備え、インターリーブとして、ビットインターリーブと周波数インターリーブを用いることを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部、及び前記外符号符号化部からなるデジタル音声信号処理手段を２系統備え、前記２系統のデジタル音声信号処理手段で処理されたデータをパラレル／シリアル変換した後に、前記内符号符号化部の処理を行うことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、第１の総キャリア数を有する第１ＯＦＤＭフレーム構成と、第２の総キャリア数を有する第２ＯＦＤＭフレーム構成とを選択可能とする選択部と、をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、ビットインターリーブとして、ビットローテーションを用いることを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を６００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を４００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を３００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を２８８ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を２００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＱＰＳＫ又はＢＰＳＫ−ＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を６００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を４００ｋＨｚ以下としたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、逓倍・分周クロックは、前記クロックの周波数を３／２倍、３／４倍，２／３倍、１／２倍、６／１３倍、９／２０倍又は１／３倍することを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、第１の総キャリア数が４６であり、第２の総キャリア数が３１であることを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記データ圧縮は、圧伸則に基づく瞬時圧縮又はＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）符号化処理であることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、前述のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置であって、ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、復調された信号に対して内符号を復号する内符号復号部と、前記内符号の復号の後に、外符号を復号する外符号復号部と、前記内符号復号部又は前記外符号復号部で誤りデータが検出された場合に、当該誤りデータを他の値で代替するコンシールメント部とを備え、デジタルの音声信号を生成することを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、前記外符号復号部、前記コンシールメント部、及び圧縮されたデジタル信号を復元するデータ復元部からなるデジタル信号処理手段を２系統備え、前記内符号復号部により処理されたデータをシリアル／パラレル変換した後、前記２系統のデジタル信号処理手段で処理することを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、イヤーモニター用ＯＦＤＭ受信装置であることを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、前記データ復元は、圧伸則に基づく瞬時伸張又はＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）復号処理であることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムは、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、外符号を生成する外符号符号化部と、外符号化されたデータを内符号化して、内符号を生成する内符号符号化部と、前記内符号符号化部出力をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部とを備えるとともに、インターリーブとして、ビットインターリーブと周波数インターリーブを用い、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、復調された信号に対して内符号を復号する内符号復号部と、前記内符号の復号の後に、外符号を復号する外符号復号部と、前記内符号復号部又は前記外符号復号部で誤りデータが検出された場合に、当該誤りデータを他の値で代替するコンシールメント部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部、及び前記外符号符号化部からなるデジタル音声信号処理手段を２系統備え、前記２系統のデジタル音声信号処理手段で処理されたデータをパラレル／シリアル変換した後に、前記内符号符号化部の処理を行い、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、前記外符号復号部、前記コンシールメント部、及び圧縮されたデジタル信号を復元するデータ復元部からなるデジタル信号処理手段を２系統備え、前記内符号復号部により処理されたデータをシリアル／パラレル変換した後、前記２系統のデジタル信号処理手段で処理することを特徴とする。
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムは、イヤーモニター用ＯＦＤＭ送受信システムであることを特徴とする。
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、第１の総キャリア数を有する第１ＯＦＤＭフレーム構成と、第２の総キャリア数を有する第２ＯＦＤＭフレーム構成とを選択可能とする選択部と、をさらに備え、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、ビットインターリーブとして、ビットローテーションを用いることを特徴とする。
本発明によれば、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。
また、本発明によれば、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ級及び４００ｋＨｚ級のＬＰＣＭ（Linear Pulse Code Modulation）又は高耐干渉低遅延ラジオマイクと、伝送帯域幅が３００ｋＨｚ級、２８８ｋＨｚ級及び２００ｋＨｚ級の多チャンネル低遅延ラジオマイクの送受信部の回路が共用できるので、複数の伝送モードを選択して利用する場合に回路規模を大幅に削減できる。
実施の形態１のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信装置の構成を示すブロック図である。 ビットインターリーブ（ビットローテーション、総キャリア数４６）の例を示す図である。 ビットインターリーブ（ビットローテーション、総キャリア数３１）の例を示す図である。 周波数インターリーブ（総キャリア数４６）の例を示す図である。 コンシールメント処理の例を示す図である。 実施の形態２のステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信装置の構成を示すブロック図である。 瞬時圧縮、瞬時伸張の例を示す図である。 実施の形態３のマルチモードＯＦＤＭ送受信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態４のマルチモードＯＦＤＭ送受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明のＯＦＤＭフレーム構成Ａの一例を示す図である。 本発明のＯＦＤＭフレーム構成Ｂの一例を示す図である。 低遅延デジタルラジオマイクの主な諸元を示す図である。 低遅延デジタルラジオマイクのイメージ図である。 低遅延ワイヤレスマイク（総キャリア数４６・データキャリア数３９）の伝送パラメータ例を示す図である。 高耐干渉ワイヤレスマイク（総キャリア数４６）の伝送パラメータ例を示す図である。 低遅延ワイヤレスマイク（総キャリア数４６・データキャリア数４０）の伝送パラメータ例を示す図である。 低遅延ワイヤレスマイク（総キャリア数３１）の伝送パラメータ例を示す図である。 高耐干渉ワイヤレスマイク（総キャリア数３１）の伝送パラメータ例を示す図である。 ステレオワイヤレスマイク(総キャリア数４６) の伝送パラメータ例を示す図である。 ステレオワイヤレスマイク(総キャリア数３１) の伝送パラメータ例を示す図である。 従来のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。
ＯＦＤＭ変調方式は、従来から高速・広帯域伝送を可能とする変調方式として、デジタルテレビ放送等に利用されており、高度な誤り訂正機能を付加することができ、電波障害に強い方式として知られている。
しかし、このＯＦＤＭ変調方式を様々な信号伝送に利用しようとするアイデアは存在していたとしても、ワイヤレスマイクシステムにＯＦＤＭ変調方式を利用する際に、どのように変調方式及び復調方式を最適化するかは、これまで十分に検討されていない。
伝送路におけるノイズや誤りは、ランダムに生じるばかりでなく、バースト的（局部的で連続した期間）に生じる場合もある。このバースト的な誤りを分散させ、誤り訂正符号の能力を引き出す技術がインターリーブである。ＯＦＤＭ変調方式において、インターリーブには、周波数インターリーブ、ビットインターリーブ、バイトインターリーブ等の種類がある。
周波数インターリーブは、特定の搬送波が妨害を受けた場合の耐性を向上させるために、隣接しているデータを、周波数的に分散するように並び替えるものである。
ビットインターリーブ、特に、キャリア変調部におけるビットインターリーブは、ビット・ストリームを信号点にマッピングする前に、ビット単位でのデータの並び替えを行うものである。
バイトインターリーブは、バイト単位でデータの並べ替えを行うものであって、例えば、２０４（１２×１７）バイトのデータについて、ｎ番目の位置にあるバイトの遅延量Ｄを、Ｄ＝１２×１７×Ｉ（Ｉはｎを１２で除したときの剰余）で与える等の手段により、隣接しているバイト単位のデータを時間的に大きく分散させるものであり、時間インターリーブともいえるものである。
本発明の発明者は、バイトインターリーブはバースト的なノイズに強く、デジタルテレビ放送では有効なインターリーブであるが、時間的に比較的大きな遅延を生じることから、ワイヤレスマイクシステムの求める性能には適合しないことを認識し、本発明においては、バイトインターリーブを使用せず、低遅延のインターリーブである周波数インターリーブと、キャリア変調部におけるビットインターリーブのみを利用することとした。
また、バイトインターリーブを使用しない場合は、時間的に連続するバーストノイズが発生した場合に、誤り訂正機能のみではデータ復元ができなくなる場合があることから、本発明では、受信装置において、外符号復号部の後に、誤りデータを修正するコンシールメント部を設けることとした。
なお、「コンシールメント」とは、誤りデータを正確に元のデータに訂正するのではなく、当該誤りデータを他の値で代替することにより修正又は修復することを意味する。これにより、実質的なデータの訂正効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本明細書において、ワイヤレスマイクは、モノラル、ステレオの双方を含み、送信装置はマイクヘッドとともに用いられるマイク本体や、電子楽器に直接接続する小型トランスミッター等の形態を含む。また、受信装置も固定的な装置のみならず、ヘッドフォンやイヤーモニター等、様々な形態を含むものである。
（実施の形態１）
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置］
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａの構成を示すブロック図である。図１（ａ）に示すように、ＯＦＤＭ送信装置１ａは、Ａ／Ｄ変換部１１と、外符号符号化部１２と、エネルギー拡散部１３と、内符号符号化部１４と、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１８と、送信側クロック発生部１９とを備える。キャリア変調部１５は、ビットインターリーブ部１５１と、マッピング部１５２とを備える。これらの構成のうち、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ部１８は、ＯＦＤＭ変調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ変調部は、ＩＦＦＴ部１８の後に、図示しないガードインターバル付加部を備えている。また、図では省略されているが、ＯＦＤＭ変調部から出力される変調信号は、その後、Ｄ／Ａ変換部でアナログ信号に変換し、さらに、送信周波数変換部により送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナから送信することは、当該技術分野において自明のことである。
各構成要素について説明する。
Ａ／Ｄ変換部１１は、マイクから入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、外符号符号化部１２に出力する。音声信号の情報源符号化（サンプリング）は、サンプリング周波数として、例えば、４８ｋＨｚ又は３２ｋＨｚが利用される。量子化ビット長としては、例えば２４ｂｉｔ、２０ｂｉｔ、１８ｂｉｔ又は１６ｂｉｔが利用され、さらに必要に応じて、瞬時圧縮又はＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）符号化によりビット長の圧縮（図示せず）が行われ、適切な情報レートとなる。
外符号符号化部１２は、データを所定のブロック長のブロックに区切り、ブロックごとにパリティビットを付加する。ＲＳ（リード・ソロモン）符号、ＢＣＨ符号、差集合巡回符号、あるいは、ＣＲＣ符号により、ブロック符号化を行って外符号を生成し、エネルギー拡散部１３に出力する。これは、受信側で誤り訂正を行うため、或いは誤り検出を行い、誤ったブロックに対してコンシールメントを行うためである。特に、ＢＣＨ符号を用いることで、遅延時間を少なくすることができる。例えば、ＲＳ（２０４，１８８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数は、２０４Ｂｙｔｅ＝１６３２ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１３１０μｓとなる。これに対し、ＢＣＨ（１４４，１２８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数が１４４ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１１５μｓである。また、ビット数の少ないＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を利用することも有効である。例えば、非圧縮音声サンプル（２４ｂｉｔ）ごとに、次式のＣＲＣ原始多項式ｐ（ｘ）を用いて２ビット誤り検出として使用することができる。
ｐ（ｘ）＝ｘ２＋ｘ＋１ （１）
ブロック符号化により、情報長Ｋｏのデータから符号長Ｎｏの符号が生成される場合、この符号を（Ｎｏ，Ｋｏ）符号と表し、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏを符号化率という。符号長Ｎｏは、外符号化後のブロック長を意味する。なお、後述する内符号の符号化率と区別するために、外符号の符号化率Ｒｏを外符号化率と称する。
エネルギー拡散部１３は、音声情報の偏りによりＯＦＤＭの特定のキャリアにエネルギーが集中しないように、外符号符号化部１２の出力信号を、擬似ランダム信号等を用いてランダム化する。なお、外符号符号化部１２とエネルギー拡散部１３の順序を逆にしても構わない。
内符号符号化部１４は、エネルギー拡散部１３から入力される信号を内符号化（例えば、畳み込み符号化）し、内符号を生成してキャリア変調部１５に出力する。内符号は、例えば、周知の拘束長ｋ＝７、符号化率１／２をマザーコードとするパンクチャード畳み込み符号であり、マザーコードの生成多項式をＧ１＝１７１ＯＣＴ、Ｇ２＝１３３ＯＣＴとすることができる。
内符号化により、情報長Ｋｉのデータから符号長Ｎｉの符号が生成される場合、Ｒｉ＝Ｋｉ／Ｎｉを符号化率という。なお、前述した外符号化率と区別するために、内符号の符号化率Ｒｉを内符号化率と称する。
キャリア変調部１５は、内符号符号化部１４から入力される信号に対し、ビットインターリーブ部１５１において、大きな時間遅れを生じさせないビット単位でのデータの並び替えを行い、その後、マッピング部１５２において、キャリアごとに所定の変調方式（変調多値数Ｍ）に応じてＩＱ平面へのマッピングを行い、キャリア変調信号を生成し、周波数インターリーブ部１６に出力する。なお、ＩＱ平面へのマッピング後、変調レベル（送信信号レベル）の正規化を行うと良い。この結果、ＯＦＤＭシンボルの平均電力は変調方式によらず１となる。
周波数インターリーブ部１６は、特定の搬送波が妨害を受けた場合の耐性を向上させるために、隣接しているデータを周波数的に分散するように並び替え、並び替えたデータをＯＦＤＭフレーム構成部１７に出力する。
ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、周波数インターリーブ部１６から入力される信号に対して、パイロット信号を挿入して配置することによりＯＦＤＭセグメントフレームを生成し、ＩＦＦＴ部１８に出力する。パイロット信号は、信号生成時の振幅及び位相が既知であるため、受信側において伝送路特性を推定することができる。ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、パイロット信号として、分散して配置されるＳＰ（Scattered Pilot）信号に加え、シンボル方向に連続して配置されるＣＰ（Continual Pilot）信号を挿入してもよい。また、ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、制御情報を伝送するための信号であるＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号を挿入してもよい。ＯＦＤＭフレーム構成は、例えば、総キャリア数４６（データキャリア数３９又は４０）のものや、総キャリア数３１（データキャリア数２６）のものが利用される。
ＩＦＦＴ部１８は、ＯＦＤＭフレーム構成部１７から入力されるＯＦＤＭセグメントフレームに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して有効シンボル信号を生成する。
なお、ＩＦＦＴ部１８で生成された有効シンボル信号は、図示しないガードインターバル付加部に出力され、ガードインターバル付加部は、ＩＦＦＴ部１８から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入する。ガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。
さらに、その後、図示しないＤ／Ａ変換部が、入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。また、図示しない送信周波数変換部が、Ｄ／Ａ変換部から入力されるアナログ信号を、送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナに出力し、送信アンテナを介して受信側に変調信号を送信する。
送信側クロック発生部１９は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレートに応じた適切な周波数のクロックを生成し、外符号符号化部１２、エネルギー拡散部１３、内符号符号化部１４及びＯＦＤＭ変調部等にクロックを供給する。図１の実施例１において、ＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。なお、必要に応じて分周・逓倍部（図示せず）を利用することにより、２．４４８ＭＨｚ（３／２倍）、１．２２４ＭＨｚ（３／４倍）、１．０８８ＭＨｚ（２／３倍）、０．８１６ＭＨｚ（１／２倍）、０．７５３ＭＨｚ（６／１３倍）、０．７３４ＭＨｚ（９／２０倍）、０．５４４ＭＨｚ（１／３倍）等のクロック周波数を用いることができる。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに処理を行う場合、外符号符号化部１２による外符号の符号長をＮｏとすると、外符号符号化部１２から出力される１ブロックあたりのデータ量ａは、Ｎｏ（単位はビット）と等しい。また、内符号符号化部１４による内符号化率をＲｉ、キャリア変調部１５における変調方式の変調多値数をＭ、ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとすると、ＯＦＤＭ信号１シンボルあたりのデータ量ｂは、Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ（単位はビット）で表される。
ここで、ａ＝ｂの場合、外符号符号化部１２からブロック単位で処理するごとに出力される符号長のａビットと、内符号符号化部１４及びＯＦＤＭ変調部にてシンボル単位で処理すべきデータ量のｂビットが等しいため、外符号符号化部１２から出力されるａビット（＝ｂビット）のデータを直ちに内符号符号化処理、ＯＦＤＭ変調処理を実行することができる。そこで、符号長Ｎｏが次式（１）を満たすようにパラメータを設定する。
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ （２）
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなるようにパラメータを設定することにより、ＯＦＤＭ信号を連続して生成することができるため、送信レート調整用のバッファメモリは不要となり、外符号符号化部１２に入力されるデータに対する、内符号符号化部１４及びＯＦＤＭ変調部から出力されるデータの遅延を少なくすることができる。なお、このようなパラメータ設定は、以降の実施例においても、同様に設定できる。
次に、本発明で利用されるビットインターリーブと周波数インターリーブについて説明する。
ビットインターリーブはビット単位でのデータの並び替えを行うものであり、ビット遅延を利用する方法やビットローテーションを利用する方法等がある。このうち、ビット遅延を利用するビットインターリーブは、入力された各ビットを所定の法則に従って遅延させてビット列の並び替えを行う。このとき、ビット遅延の度合いが大きいほどバーストノイズに対して強くなるが、反面、キャリア復調の際に遅延が生じる恐れがある。これは、ビット遅延の結果、１ブロックのビット列が複数のＯＦＤＭ信号シンボル（番号）にまたがると、復調においてはその複数のＯＦＤＭ信号シンボル（番号）を全て受信後にビットデインターリーブを行う必要があるからである。したがって、本発明において、ビット遅延によるビットインターリーブを用いる場合は、１ブロックのビット列が多数のＯＦＤＭ信号シンボル(番号)にまたがらない範囲でビットインターリーブを行うことが望ましい。
ビットローテーションとは、一群のビット列について、ビット列の初めの所定数のビットをビット列の最後に移動して、ビットを順次ローテーションさせるようにビット配置を変更するものである。初めのｎビットをビット列の最後に移動させる方法を「ｎビットローテーション」と呼ぶ。
図２は、総キャリア数４６（データキャリア数３９）のＯＦＤＭフレーム構成におけるビットローテーションの例である。図２（ａ）は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の変調方式を採用した場合のキャリア変調部の処理であり、ビット列（ｂ０，ｂ１，ｂ２・・・ｂ７７）がシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）で２つのビット列（各ビット数３９）に変換される。その後、一方のビット列に対して３０ビットローテーションを行い、次いで、２つのビット列をＱＰＳＫマッピング部でマッピングを行い、ＩＱ信号を得る。また、図２（ｂ）は、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の変調方式を採用した場合のキャリア変調部の処理であり、ビット列（ｂ０，ｂ１，ｂ２・・・ｂ１５５）がシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）で４つのビット列（各ビット数３９）に変換される。その後、第１のビット列に対してはビットローテーションを行わず、第２のビット列に対して１０ビットローテーションを行い、第３のビット列に対して２０ビットローテーションを行い、第４のビット列に対して３０ビットローテーションを行い、次いで、４つのビット列を１６ＱＡＭマッピング部でマッピングを行い、ＩＱ信号を得る。ここで、各ビットローテーションは３９ビットのデータ内での配置変更であるから、１つのＯＦＤＭ信号シンボル内でのビットインターリーブとなり、遅延は生じない。なお、図２（ａ）の３０ビットローテーション、図２（ｂ）の１０，２０，３０ビットローテーションはいずれも一例であり、他のビット数のビットローテーションでも良く、ビットデータが適切に分散されるインターリーブが選ばれる。
図３は、総キャリア数３１（データキャリア数２６）のＯＦＤＭフレーム構成におけるビットローテーションの例である。図３（ａ）は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の変調方式を採用した場合のキャリア変調部の処理であり、ビット列（ｂ０，ｂ１，ｂ２・・・ｂ５１）がシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）で２つのビット列（各ビット数２６）に変換される。その後、一方のビット列に対して１８ビットローテーションを行い、次いで、２つのビット列をＱＰＳＫマッピング部でマッピングを行い、ＩＱ信号を得る。また、図３（ｂ）は、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の変調方式を採用した場合のキャリア変調部の処理であり、ビット列（ｂ０，ｂ１，ｂ２・・・ｂ１０３）がシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）で４つのビット列（各ビット数２６）に変換される。その後、第１のビット列に対してはビットローテーションを行わず、第２のビット列に対して６ビットローテーションを行い、第３のビット列に対して１２ビットローテーションを行い、第４のビット列に対して１８ビットローテーションを行い、次いで、４つのビット列を１６ＱＡＭマッピング部でマッピングを行い、ＩＱ信号を得る。ここで、各ビットローテーションは２６ビットのデータ内での配置変更であるから、１つのＯＦＤＭ信号シンボル内でのビットインターリーブとなり、遅延は生じない。なお、図２（ａ）の１８ビットローテーション、図２（ｂ）の６，１２，１８ビットローテーションはいずれも一例であり、他のビット数のビットローテーションでも良く、ビットデータが適切に分散されるインターリーブが選ばれる。
次に、周波数インターリーブについて説明する。周波数インターリーブは、本来隣接しているシンボルのキャリア番号を並び替え、データを周波数的に分散するものである。本発明では、キャリア番号とシンボル番号を用いた式により、インターリーブ後のキャリア番号を定義した。総キャリア数４６（データキャリア数３９）の場合、例えば、次式が用いられる。
インターリーブ後のキャリア番号
＝（インターリーブ前のキャリア番号×２０＋シンボル番号）mod３９ （３）
図４（ａ）は、式（３）に従って周波数インターリーブを行ったときの、インターリーブ前のキャリア番号とインターリーブ後のキャリア番号との対応関係（シンボル番号０の場合）を図示したものである。
総キャリア数４６（データキャリア数４０）の場合は、インターリーブ後のキャリア番号として、例えば次式が用いられる。
インターリーブ後のキャリア番号
＝（インターリーブ前のキャリア番号×２１＋シンボル番号）mod４０ （４）
図４（ｂ）は、式（４）に従って周波数インターリーブを行ったときの、インターリーブ前のキャリア番号とインターリーブ後のキャリア番号との対応関係（シンボル番号４の場合）を図示したものである。
また、総キャリア数３１（データキャリア数２６）の場合、例えば、次式が用いられる。
インターリーブ後のキャリア番号
＝（インターリーブ前のキャリア番号×１５＋シンボル番号）mod２６ （５）
なお、式（３）〜（５）において、シンボル番号は各ＯＦＤＭフレーム（４０シンボル）ごとにリセットする。また、インターリーブ後のキャリア番号を導く数式は一例であって、キャリア番号が適切に分散される方法であれば良い。
次に、本実施例１のワイヤレスマイクにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示する。なお、以下に記載される信号処理及び変調方式の数値は、いずれも図１４ないし図１８に記載された各伝送パラメータに対応している。
本実施例１のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚを用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクが実現できる。
また、同様に、本実施例１のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２０ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは９６０ｋｂｐｓ（２０ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚを用い、外符号化率１、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクが実現できる。
また、本実施例１のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして３／２倍されたクロック（２．４４８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして２／３倍されたクロック（１．０８８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行った後に、データの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、これを外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２０ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行った後に、データの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを４８０ｋｂｐｓ（１０ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、これを外符号化率１、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数４０）のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２０ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行った後に、データのＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）符号化（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを２４０ｋｂｐｓ（５ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、これを外符号化率１、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数４０）のＢＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行った後に、データの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして３／２倍したクロック（２．４４８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行った後に、データの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして２／３倍されたクロック（１．０８８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行った後に、データの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。これにより、低遅延の高耐干渉マイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして２分周されたクロック（０．８１６ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数が４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅３００ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。なお、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータ圧縮率０．５の瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮しても良く、他のパラメータを同じにして低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１８ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを４３２ｋｂｐｓ（９ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして２分周されたクロック（０．８１６ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数が４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅３００ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして３／４倍されたクロック（１．２２４ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数が３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅３００ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして６／１３倍されたクロック（０．７５３ＭＨｚ）を用い、外符号化率１、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数が４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅２８８ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１８ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを４３２ｋｂｐｓ（９ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして９／２０倍されたクロック（０．７３４ＭＨｚ）を用い、外符号化率１、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数が４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅２８８ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。なお、変調方式として全キャリア数が３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅２８８ｋＨｚ以下を実現することもできる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして３分周されたクロック（０．５４４ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数が４６の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅２００ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
また、本実施例１の回路構成のワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、さらにデータの瞬時圧縮（図示せず）等を行うことにより、信号の伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。クロックとして２分周されたクロック（０．８１６ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数が３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、占有周波数帯域幅２００ｋＨｚ以下を実現することもできる。これにより、低遅延の多チャンネルマイクが実現できる。
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置］
次に、本発明によるワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置について説明する。
図１（ｂ）は、本発明の実施例１に係るＯＦＤＭ受信装置１ｂの構成を示すブロック図である。図に示すように、ＯＦＤＭ受信装置１ｂは、少なくとも１系統のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部２１１〜２１４と、周波数デインターリーブ部２２と、デマッピング部２３１及びビットデインターリーブ部２３２から構成されるキャリア復調部２３と、内符号復号部２４と、エネルギー逆拡散部２５と、外符号復号部２６と、コンシールメント部２７と、Ｄ／Ａ変換部２８とを備える。なお、図１（ｂ）においては、４系統のダイバーシティ受信を行っているために、４つのＦＦＴ部２１１〜２１４を備えており、さらに、最大比合成部２１５により、各受信信号をレベルに応じて重み付けして合成しているが、これは一例であり、受信信号の合成はどのような手段でも良く、また、ＦＦＴ部は２系統でも１系統でも、適切なものを選択すればよい。これらの構成のうち、ＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、キャリア復調部２３は、ＯＦＤＭ復調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ復調部は、ＦＦＴ部２１１〜２１４の前に、それぞれ図示しないガードインターバル除去部を備えている。また、図では省略されているが、アンテナから受信された受信信号は、受信周波数変換部により中間周波数に変調され、Ａ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換し、ＯＦＤＭ復調部に入力されることは、当該技術分野において自明のことである。
ＦＦＴ部２１１〜２１４は、受信後にデジタル化された信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施す。この実施例１においては、ＦＦＴ部２１１〜２１４の出力信号は、最大比合成部２１５により合成され、その結果が、周波数デインターリーブ部２２に出力される。
周波数デインターリーブ部２２は、最大比合成部２１５で合成されたＦＦＴ部２１１〜２１４からの信号、一般には少なくとも1系統のＦＦＴ部から入力される信号に対して、周波数デインターリーブ処理を行い、周波数的に並び替えられたデータを元に戻す。
キャリア復調部２３は、周波数デインターリーブ部２２から入力される信号に対して、キャリアごとに復調を行い、内符号復号部２４に出力する。復調する際には、ＳＰ信号を抽出し、基準値（既知の振幅と位相）と比較することにより、ＳＰ信号の存在するキャリアの伝送路特性を算出し、算出した伝送路特性を時間方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出する。推定された伝送路特性に基づいて、デマッピング部２３１でＩ信号値とＱ信号値を得て、ビット単位のデータに復調する。また、ビットデインターリーブ部２３２において、送信側のキャリア変調部１５においてビット単位で並べ替えたデータを、元の配列に戻す。
内符号復号部２４は、キャリア復調部２３から入力される信号を内符号復号処理する。内符号復号部２４は、ビタビ復号等の復号化処理では復号・訂正しきれないデータが生じた場合、後述するコンシールメント部２７に対して、どの音声信号のブロックに誤りが含まれているかとの情報を有する「誤り情報」を送信する。
次に、エネルギー逆拡散部２５は、エネルギー逆拡散を施して、元の信号出力に戻し、外符号復号部２６に出力する。
外符号復号部２６は、送信側で付加した誤り訂正符号を利用して、誤り訂正を行う。伝送路において生じた誤りが離散的であれば、誤り訂正符号を利用して、誤りを正確に訂正することが可能である。しかしながら、本発明では、時間遅延を防止するために、バイトインターリーブを用いていないため、時間的に連続するバーストノイズが発生した場合には、誤り訂正符号を利用しても、外符号復号部２６でデータ復元ができなくなる場合がある。このような場合は、外符号復号部２６は、誤り訂正符号を利用して復号・訂正処理したデータとともに、訂正しきれなかったデータの情報、すなわち、どのビットに誤りが含まれているかとの情報を有する「誤り情報」をコンシールメント部２７に送る。なお、誤り検出符号としてＣＲＣ符号等を用い、外符号復号部では誤り訂正を行わず、誤り検出のみを行う場合もある。なお、エネルギー逆拡散部２５と外符号復号部２６の順序を送信装置の処理順序に従い、入れ替えても構わない。
コンシールメント部２７は、内符号復号部２４及び／又は外符号復号部２６から送られた誤り情報に基づいて、訂正できなかった誤りデータに対して、誤りが発生する直前の値を保持する等のコンシールメント処理を行う。なお、誤り情報は、内符号復号部２４と外符号復号部２６の少なくとも一方から送られるようにすれば良く、直前の外符号復号部２６から送られた誤り情報に基づいてコンシールメント処理を行うのが効率的である。
コンシールメント処理としては、次のようなものが考えられ、いずれか最適な処理を選択すれば良い。
１）データが誤りの場合、誤りが発生する直前の値を保持する。
２）データが誤りの場合、一定値を挿入する。
３）データが誤りの場合、零値を挿入する。
４）データが誤りの場合、一定値を挿入して、帯域制限フィルタ処理を施す。
５）データが誤りの場合、零値を挿入して、帯域制限フィルタ処理を施す。
６）データが誤りの場合、前後のデータで線形補間を行う。
ここで、帯域制限フィルタ処理は、音声帯域である２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚのバンドパスフィルタを通過させることにより、不自然な信号データを除去する処理である。
上記６）の線形補間のコンシールメント処理について、図５を用いて説明する。外符号復号部２６にて復号化されたデータは、デジタル音声データ、例えば、１６ビットの音声データとして取り出される。図５は、第１の１６ビット音声データ（Ｄ１）には誤りが無く、続く第２〜第４の１６ビット音声データ（Ｄ２〜Ｄ４）に誤りがあり、次の第５の１６ビット音声データ（Ｄ５）には誤りが無い状態を示している。このとき、誤りの無い第１の１６ビット音声データ（Ｄ１）と第５の１６ビット音声データ（Ｄ５）を用いて、その間の第２〜第４の１６ビット音声データ（Ｄ２〜Ｄ４）のそれぞれの値を線形補間により推定し、得られたデータで誤りデータ（Ｄ２〜Ｄ４）を代替する。このように、前後の２サンプルデータで線形補間を行うことができる。この線形補間のコンシールメント処理は、連続した誤りデータが生じた場合等において、ノイズをより低減することができる。
このようなコンシールメント処理を行った後、コンシールメント部２７は、データをＤ／Ａ変換部２８に出力する。
Ｄ／Ａ変換部２８は、コンシールメント部２７から受けたデジタルデータを、デジタル／アナログ変換し、アナログ音声信号を出力する。
受信側クロック発生部２９は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレートに応じた適切な周波数のクロックを生成し、ＯＦＤＭ復調部、内符号復号部２４、エネルギー逆拡散部２５、及び外符号復号部２６等にクロックを供給する。図１の実施例１において、ＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。なお、必要に応じて分周・逓倍部（図示せず）を利用することにより、２．４４８ＭＨｚ（３／２倍）、１．２２４ＭＨｚ（３／４倍）、１．０８８ＭＨｚ（２／３倍）、０．８１６ＭＨｚ（１／２倍）、０．７５３ＭＨｚ（６／１３倍）、０．７３４ＭＨｚ（９／２０倍）、０．５４４ＭＨｚ（１／３倍）等のクロック周波数を用いることができる。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
（実施の形態２）
［ステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置］
次に、本発明の実施の形態２について説明をする。図６（ａ）は、本発明の実施例２に係るステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置２ａの構成を示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例２に係るステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置２ａは、実施例１に係る構成と比較して、音声入力が２系統（ステレオ伝送）となっている点が相違する。なお、実施例１のリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送するワイヤレスマイク（ラジオマイク）と互換性のある伝送パラメータを採用することで、実施例１のワイヤレスマイクと装置の共有化を図ることも可能である。
図６（ａ）に示すように、ＯＦＤＭ送信装置２ａは、２系統のＡ／Ｄ変換部１１１，１１２と、データ圧縮部１１３，１１４と、外符号符号化部１２１，１２２、及び、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部１２３とを有する。さらに、エネルギー拡散部１３と、内符号符号化部１４と、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１８と、送信側クロック発生部１９とを備えることは実施例１と同じである。キャリア変調部１５は、ビットインターリーブ部１５１と、マッピング部１５２とを備える。これらの構成のうち、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ部１８は、ＯＦＤＭ変調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ変調部は、ＩＦＦＴ部１８の後に、図示しないガードインターバル付加部を備えている。また、図では省略されているが、ＯＦＤＭ変調部から出力される変調信号は、その後、Ｄ／Ａ変換部でアナログ信号に変換し、さらに、送信周波数変換部により送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナから送信することは、当該技術分野において自明のことである。
各構成要素について説明する。
Ａ／Ｄ変換部１１１，１１２は、マイクから入力されるアナログの音声信号（右側音声信号と左側音声信号）をそれぞれデジタル信号に変換するものであり、実施例１のＡ／Ｄ変換部１１と同等である。実施例２のＡ／Ｄ変換部１１１，１１２は、例えば１６ビットで量子化を行い、それぞれ、データ圧縮部１１３，１１４にデジタル信号を出力する。
なお、１６ビットの量子化は、直接１６ビットのデータを生成することのみならず、一度、２４ビットで量子化を行った後、不要な下位の８ビットの情報を削除して形成すること等も含まれる。また、量子化も１６ビットに限定されず、例えば２０ビットや１８ビット等、後のデータ圧縮処理等を考慮して、適宜設定することができる。
データ圧縮部１１３，１１４は、入力されたデジタル信号（例えば１６ビット）を時間遅延を生じることなくデータ圧縮（情報量の削減）を行い、例えば１２ビットのデジタル信号に変換する。この時間遅延を生じないデータ圧縮としては、例えば、瞬時圧縮が用いられる。瞬時圧縮には、公知の１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔ圧伸則を用いることができる。１６ｂｉｔと１２ｂｉｔとを相互に変換する圧伸則の例を図７に示す（図７の出典：兼六館出版「サウンドエンジニアのためのディジタルオーディオ」第９７ページ）。データ圧縮部１１３，１１４で圧縮された信号は、それぞれ外符号符号化部１２１，１２２に出力される。
なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の圧縮・復元手段としては、瞬時圧伸の他に、ＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）処理により、データの圧縮（符号化）と復元（復号）を行っても良い。ＡＤＰＣＭは、過去の信号標本と現在の信号標本との差分信号を符号化する差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ、差分ＰＣＭ）を改良した方法であって、適応予測及び適応量子化を利用し、量子化幅を変化させて効率的なデータ圧縮を行うものである。当該技術分野において一般的なデータ圧縮技術であるので、詳細な説明は省くが、ＡＤＰＣＭ符号化処理を利用することより、時間遅延を生じることなくデータ圧縮をすることができる。同様に、処理時間が低遅延であるデータの圧縮・復元を行うことのできる他の手段を用いても良い。
外符号符号化部１２１，１２２は、ステレオ２系統の各々の信号ごとに外符号符号化処理を施し、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部１２３に出力する。
パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換部１２３は、２系統の信号をパラレル／シリアル変換処理してシリアル信号とした後、エネルギー拡散部１３に出力する。
エネルギー拡散部１３から、内符号符号化部１４、ＯＦＤＭ変調部（キャリア変調部１５、周波数インターリーブ部１６、ＯＦＤＭフレーム構成部１７、ＩＦＦＴ部１８、ガードインターバル付加部）を経てＯＦＤＭ信号を生成し、その後、Ｄ／Ａ変換部でアナログ信号に変換し、さらに、送信周波数変換部により送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナから送信することは、実施例１のＯＦＤＭ送信装置と共通である。ビットインターリーブや周波数インターリーブも実施例１と同様に行う。
また、送信側クロック発生部１９も、実施例１と同様にクロックを発生・供給し、そのＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。なお、必要に応じて分周・逓倍部（図示せず）を利用することにより、２．４４８ＭＨｚ（３／２倍）、１．０８８ＭＨｚ（２／３倍）等のクロック周波数を用いることもできる。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
本実施例２のステレオワイヤレスマイクにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示すると、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を各系統ごとに量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを瞬時圧縮で１２ｂｉｔに圧縮することにより、全体（２系統合計）の伝送レートは実施例１と同様に、１１５２ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ×２［ステレオ］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚを用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。
また、同様に、本実施例２のステレオワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を各系統ごとに量子化ビット長２０ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを瞬時圧縮で１０ｂｉｔに圧縮することにより、全体（２系統合計）の伝送レートは実施例１と同様に、９６０ｋｂｐｓ（１０ｂｉｔ×２［ステレオ］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚを用い、外符号化率１、畳込み符号化率１／２として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。
また、本実施例２の回路構成のステレオワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を各系統ごとに量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを瞬時圧縮で１２ｂｉｔに圧縮することにより、全体（２系統合計）の伝送レートは１１５２ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ×２［ステレオ］×４８ｋＨｚ）となる。クロックとして３／２倍されたクロック（２．４４８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅６００ｋＨｚ以下を実現する。
また、本実施例２の回路構成のステレオワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を各系統ごとに量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、これを瞬時圧縮で１２ｂｉｔに圧縮することにより、全体（２系統合計）の伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ×２［ステレオ］×３２ｋＨｚ）となる。クロックとして２／３倍されたクロック（１．０８８ＭＨｚ）を用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。
また、本実施例２の回路構成のステレオワイヤレスマイクにおいて、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を各系統ごとに量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、これを瞬時圧縮で１２ｂｉｔに圧縮することにより、全体（２系統合計）の伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ×２［ステレオ］×３２ｋＨｚ）となる。クロックとして１．６３２ＭＨｚのクロックを用い、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３として、変調方式として全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、占有周波数帯域幅４００ｋＨｚ以下を実現する。
なお、上記の信号処理及び変調方式の数値は、いずれも、図１９及び図２０に記載された各伝送パラメータに対応している。
このような伝送パラメータを採用することで、実施例１のリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送するワイヤレスマイク（ラジオマイク）と、エネルギー拡散部１３以降の回路構成について、装置の共有化が図れる。
［ステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置］
次に、実施の態様２におけるステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置について説明する。ステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の具体例としては、ステージ・舞台等で使用するイヤーモニターがあげられる。図６（ｂ）は、本発明の実施例２に係るＯＦＤＭ受信装置２ｂの構成を示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例２に係るステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、実施例１に係る構成と比較して、音声出力が２系統（ステレオ伝送）となっている点が相違する。
図６（ｂ）に示すように、ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、少なくとも１系統のＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、デマッピング部２３１及びビットデインターリーブ部２３２から構成されるキャリア復調部２３と、内符号復号部２４と、エネルギー逆拡散部２５とを有し、更に、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部２６３と、２系統の外符号復号部２６１，２６２と、コンシールメント部２７１，２７２と、データ復元部２８１，２８２と、Ｄ／Ａ変換部２８３，２８４とを備える。これらの構成のうち、ＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、キャリア復調部２３は、ＯＦＤＭ復調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ復調部は、ＦＦＴ部２１１〜２１４の前に、それぞれ図示しないガードインターバル除去部を備えている。また、図では省略されているが、アンテナから受信された受信信号は、受信周波数変換部により中間周波数に変調され、Ａ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換し、ＯＦＤＭ復調部に入力されることは、当該技術分野において自明のことである。
ＦＦＴ部２１１〜２１４から、エネルギー逆拡散部２５に至る信号処理は、実施例１のＯＦＤＭ受信装置１ｂと同じである。
エネルギー逆拡散部２５は、エネルギー逆拡散を施して、信号（シリアル信号）をシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部２６３に出力する。
シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部２６３は、エネルギー逆拡散後の信号をシリアル／パラレル変換処理により２系統の信号に分離し、それぞれの信号を外符号復号部２６１，２６２に出力する。
外符号復号部２６１，２６２は、それぞれ、送信側で付加した誤り訂正符号を利用して、誤り訂正を行う。外符号復号部２６１，２６２は、誤り訂正符号を利用して復号・訂正処理したデータとともに、訂正しきれなかったデータの情報、すなわち、どのビットに誤りが含まれているかとの情報を有する「誤り情報」をコンシールメント部２７１，２７２に送る。
コンシールメント部２７１，２７２は、外符号復号部２６１，２６２から送られた誤り情報に基づいて、訂正できなかった誤りデータに対して、誤りが発生する直前の値を保持する等のコンシールメント処理を行う。なお、誤り情報は、内符号復号部２４から得ることもできる。コンシールメント処理は、実施例１と同様であり、最適なコンシールメント処理を行った後、コンシールメント部２７１，２７２は、データをデータ復元部２８１，２８２に出力する。
データ復元部２８１，２８２は、入力されたデジタル信号（例えば１２ビット）を時間遅延を生じることなくデータ復元（圧縮されていた情報量の復元）を行い、例えば１６ビットのデジタル信号に変換する。この時間遅延を生じないデータ復元としては、例えば、瞬時伸張が用いられる。瞬時伸張には、公知の１２ｂｉｔ→１６ｂｉｔ圧伸則を用いることができる。１２ｂｉｔから１６ｂｉｔへの伸張特性の例を図７（ｂ）に示す。データ復元部２８１，２８２で復元（伸張）された信号は、それぞれＤ／Ａ変換部２８３，２８４に出力される。
なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の圧縮・復元手段としＡＤＰＣＭ処理を利用する場合は、瞬時伸張に代えて、ＡＤＰＣＭ復号処理を用いる。ＡＤＰＣＭ復号処理を利用することより、時間遅延を生じることなくデータの復元をすることができる。
Ｄ／Ａ変換部２８３，２８４は、伸張されたデジタルデータを、デジタル／アナログ変換し、アナログ音声信号を出力する。アナログ音声信号は、２系統のステレオ音声信号となる。
なお、図６（ｂ）では、コンシールメント処理を行った後にデータ復元を行っているが、コンシールメント部２７１，２７２とデータ復元部２８１，２８２との配置を入れ替えて、データ復元（伸張）を行ったデータに対してコンシールメント処理を行うこともできる。
また、受信側クロック発生部２９は、実施例１と同様にクロックを発生・供給し、そのＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。必要に応じて分周・逓倍部（図示せず）を利用することにより、２．４４８ＭＨｚ（３／２倍）、１．０８８ＭＨｚ（２／３倍）等のクロック周波数を用いることもできる。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
本実施例２のステレオワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、上記のような伝送パラメータを採用することで、実施例１のリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置１ｂと、受信アンテナからエネルギー逆拡散部２５までの回路構成について、装置の共有化が図れる。
（実施の形態３）
［クロック選択によるマルチモードＯＦＤＭ送信装置］
次に、本発明の実施の形態３について説明をする。図８（ａ）は、本発明の実施例３に係るクロック選択によるマルチモードＯＦＤＭ送信装置３ａの構成を示すブロック図である。マルチ（又はデュアル）モードとしては、例えば、伝送帯域幅６００ｋＨｚの低遅延リニアＰＣＭマイクと、多数の同時利用が可能な伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイクとの２つのモードを切り換えて使用できるマイクがあげられる。さらに、前述した伝送帯域幅４００ｋＨｚの低遅延リニアＰＣＭマイク、及び／又は、伝送帯域幅３００ｋＨｚ或いは２８８ｋＨｚの多チャンネルマイクを加え、３つ或いは４つのモードを切り換えて使用できるマイクを構成できる。なお、伝送帯域幅６００ｋＨｚとは、伝送帯域幅の上限値が６００ｋＨｚのことであり、６００ｋＨｚ以下と同義である。以下、各モードを呼ぶときには、簡略に伝送帯域幅６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ等と記載する。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例３に係るクロック選択によるマルチ（デュアル）モードＯＦＤＭ送信装置３ａは、実施例１に係る構成と比較して、音声信号を非圧縮で処理する信号処理と、データ圧縮して処理する信号処理とを、選択可能となっている点が相違する。なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の圧縮手段としては、例えば、瞬時圧縮が用いられるが、ＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）処理により、データの圧縮（符号化）を行っても良い。さらに、音声信号を非圧縮で処理する信号処理と、瞬時圧縮をする信号処理と、ＡＤＰＣＭ符号化処理をする信号処理の３つの処理を、選択可能としても良い。また、クロック周波数を切り換え可能とすることで、伝送帯域幅の異なる複数のワイヤレスマイクについて、その信号処理において、互換性のある伝送パラメータを利用可能とし、信号処理部を共有化して、一つのワイヤレスマイクで実現することができる。
図８（ａ）に示すように、ＯＦＤＭ送信装置３ａは、Ａ／Ｄ変換部１１の出力が、そのままのリニアＰＣＭ用の非圧縮デジタル信号と、データ圧縮部１１３で時間遅延を生じることなくデータ圧縮されたデジタル信号とに分かれ、それぞれ選択部１１５に入力される。選択部１１５は、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号により、非圧縮信号又は圧縮信号を選択し、外符号符号化部１２に出力する。
外符号符号化部１２と、エネルギー拡散部１３と、内符号符号化部１４と、ビットインターリーブ部１５１及びマッピング部１５２からなるキャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ部１８と、送信側クロック発生部１９とを備えることは実施例１と同じである。ただし、送信側クロック発生部１９で発生したクロックはそのままの基本クロックと、逓倍・分周部１９１で周波数を所定の倍率で逓倍又は分周された逓倍・分周クロックとに分かれ、それぞれクロック選択部１９２に入力される。クロック選択部１９２は、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号により、基本クロック又は逓倍・分周クロックを選択し、各信号処理部に供給する。
これらの構成のうち、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７と、ＩＦＦＴ部１８は、ＯＦＤＭ変調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ変調部は、ＩＦＦＴ部１８の後に、図示しないガードインターバル付加部を備えている。また、図では省略されているが、ＯＦＤＭ変調部から出力される変調信号は、その後、Ｄ／Ａ変換部でアナログ信号に変換し、さらに、送信周波数変換部により送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナから送信することは、当該技術分野において自明のことである。
送信側クロック発生部１９のＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。ＯＦＤＭ送信装置３ａは、送信側クロック発生部１９から出力した１．６３２ＭＨｚの基本クロックと、１．６３２ＭＨｚを２／３倍したクロック（１．０８８ＭＨｚ）と、２分周したクロック（０．８１６ＭＨｚ）と、６／１３倍したクロック（０．７５３ＭＨｚ）と、３分周したクロック（０．５４４ＭＨｚ）の例えば５つのクロックをクロック選択部１９２により選択することができ、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２８８ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各モードに応じて、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号によって選択される。なお、必要あれば更に、３／２倍したクロック（２．４４８ＭＨｚ）や３／４倍したクロック（１．２２４ＭＨｚ）、９／２０倍したクロック（０．７３４ＭＨｚ）等を加えることができる。また、デュアルモードの場合は２種類のクロック選択ができるように構成すればよい。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
本実施例３のマルチモードＯＦＤＭ送信装置３ａにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示すると、伝送帯域幅が６００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。この非圧縮信号を１．６３２ＭＨｚのクロックを用いて信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクとなる。このとき、シンボル長は８３．３μｓである。
また、伝送帯域幅が４００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。この非圧縮信号を２／３倍された１．０８８ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用することにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクとなる。このとき、シンボル長は１２５μｓである。
伝送帯域幅が３００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらに瞬時圧縮部１１３で１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。この圧縮信号を２分周された０．８１６ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、伝送帯域幅３００ｋＨｚの多チャンネルマイクとなる。このとき、シンボル長は１６６．７μｓである。
伝送帯域幅が２８８ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらに瞬時圧縮部１１３で２４ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行うこと（量子化ビット長を１６ｂｉｔとし、１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行っても良い）により、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。この圧縮信号を６／１３倍された０．７５３ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率１、畳込み符号化率２／３、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、伝送帯域幅２８８ｋＨｚの多チャンネルマイクとなる。このとき、シンボル長は１８０．６μｓである。
伝送帯域幅が２００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、さらに瞬時圧縮部１１３で１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行うことにより、信号の伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。この圧縮信号を３分周された０．５４４ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用して、伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイクとなる。このとき、シンボル長は２５０μｓである。
このような伝送パラメータを採用することで、伝送帯域幅６００ｋＨｚのリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送する低遅延ワイヤレスマイクと、伝送帯域幅４００ｋＨｚのリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送する低遅延ワイヤレスマイクと、伝送帯域幅３００ｋＨｚの多チャンネルマイクと、伝送帯域幅２８８ｋＨｚの多チャンネルマイクと、伝送帯域幅２００ｋＨｚ以下の多チャンネルマイクとにおいて、外符号符号化部１２以降の回路構成を共有化し、同じＯＦＤＭ変調方式を用いて、一つのマイクをマルチモードで使用できる送信装置が実現できる。
なお、上記の数値例においては、全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式を例として、各伝送パラメータを例示したが、実施例１で例示した全キャリア数４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式や全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式を利用して、同様に、一つのマイクをマルチモードで使用できる送信装置が実現できる。
また、さらにキャリア変調部１５において、１６ＱＡＭとＱＰＳＫの切り換えが可能であれば、低遅延の高耐干渉マイクを実現することができ、マルチモードの選択肢をさらに広げることができる。
［クロック選択によるマルチモードＯＦＤＭ受信装置］
次に、実施の態様３におけるクロック選択によるマルチモードＯＦＤＭ受信装置について説明する。図８（ｂ）は、本発明の実施例３に係るＯＦＤＭ受信装置３ｂの構成を示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例３に係るクロック選択によるマルチ（又はデュアル）モードＯＦＤＭ受信装置３ｂは、実施例１に係る構成と比較して、外符号復号化部２６とコンシールメント部２７との間（又は、コンシールメント部の直後）にデータ復元部２８１が設けられており、コンシールメント部２７での処理の後、そのままの信号と、データ復元（伸張）処理された信号とを、選択可能となっている点が相違する。なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の復元手段としては、例えば、瞬時伸張が利用されるが、ＡＤＰＣＭ処理により、データの復元（復号）を行っても良い。さらに、音声信号を非伸張で処理する信号処理と、瞬時伸張をする信号処理と、ＡＤＰＣＭ復号処理をする信号処理の３つの処理を、選択可能としても良い。また、クロック周波数を切り換え可能とすることで、伝送帯域幅６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２８８ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各信号処理において、互換性のある伝送パラメータを利用可能とし、信号処理部を共有化して、一つの受信装置で実現することができる。
図８（ｂ）に示すように、ＯＦＤＭ受信装置３ｂは、少なくとも１系統のＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、デマッピング部２３１及びビットデインターリーブ部２３２から構成されるキャリア復調部２３と、内符号復号部２４と、エネルギー逆拡散部２５と、外符号復号部２６と、コンシールメント部２７とを備えることは、実施例１と同じである。そして、外符号復号部２６の後で信号経路が分離し、外符号復号化処理されたそのまま（非伸張）の信号と外符号復号化処理後にデータ復元部２８１でデータ復元（伸張）処理された信号に分かれ、両者がコンシールメント部２７に入力され、コンシールメント処理された後に選択部２８５に入力される。なお、他の回路構成として、外符号復号化部２６とコンシールメント部２７の間は実施例１のように直接接続され、コンシールメント部２７の後で信号経路が分離し、コンシールメント処理されたそのまま（非伸張）の信号と、コンシールメント処理後にデータ復元部２８１でデータ復元（伸張）処理された信号に分かれ、両者が選択部２８５に入力される構成を採用しても良い。選択部２８５は、帯域幅・伸張設定部２００からの選択信号により、非伸張信号又はデータ復元部２８１を経た復元（伸張）信号を選択し、Ｄ／Ａ変換部２８に出力する。なお、このデータ復元処理は、送信装置３ａにおいてデータ圧縮処理がされた信号に対して行われる。
受信側クロック発生部２９で発生したクロックは、そのままの基本クロックと、逓倍・分周部２９１で周波数を所定の倍率で逓倍又は分周された逓倍・分周クロックとに分かれ、それぞれクロック選択部２９２に入力される。クロック選択部２９２は、帯域幅・伸張設定部２００からの選択信号により、基本クロック又は逓倍・分周クロックを選択し、各信号処理部に供給する。
これらの構成のうち、ＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、キャリア復調部２３は、ＯＦＤＭ復調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ復調部は、ＦＦＴ部２１１〜２１４の前に、それぞれ図示しないガードインターバル除去部を備えている。また、図では省略されているが、アンテナから受信された受信信号は、受信周波数変換部により中間周波数に変調され、Ａ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換し、ＯＦＤＭ復調部に入力されることは、当該技術分野において自明のことである。
受信側クロック発生部２９のＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。ＯＦＤＭ受信装置３ｂは、受信側クロック発生部２９から出力した１．６３２ＭＨｚの基本クロックと、１．６３２ＭＨｚを２／３倍したクロック（１．０８８ＭＨｚ）と、２分周したクロック（０．８１６ＭＨｚ）と、６／１３倍したクロック（０．７５３ＭＨｚ）と、３分周したクロック（０．５４４ＭＨｚ）の例えば５つのクロックをクロック選択部２９２により選択することができ、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２８８ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各モードに応じて、帯域幅・伸張設定部２００からの選択信号によって選択される。なお、必要あれば更に、３／２倍したクロック（２．４４８ＭＨｚ）や３／４倍したクロック（１．２２４ＭＨｚ）、９／２０倍したクロック（０．７３４ＭＨｚ）等を加えることができる。また、デュアルモードの場合は２種類のクロック選択ができるように構成すればよい。むろん、周波数はこれらに限られるものではない。
本実施例３のマルチモードＯＦＤＭ受信装置３ｂにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示すると、伝送帯域幅が６００ｋＨｚのモードは、１．６３２ＭＨｚのクロックを用いて信号処理することにより、伸張処理されていない伝送レート１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）のデータをそのままＤ／Ａ変換して、低遅延のリニアＰＣＭマイク用受信装置となる。
また、伝送帯域幅が４００ｋＨｚのモードは、２／３倍された１．０８８ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、伸張処理されていない伝送レート７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）のデータをそのままＤ／Ａ変換して、低遅延のリニアＰＣＭマイク用受信装置となる。
伝送帯域幅が３００ｋＨｚのモードは、２分周された０．８１６ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号復号化後の伝送レート５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）のデータを、データ復元部２８１で１２ｂｉｔ→１６ｂｉｔの瞬時伸張を行い、これをＤ／Ａ変換して、伝送帯域幅３００ｋＨｚの多チャンネルマイク用受信装置となる。
伝送帯域幅が２８８ｋＨｚのモードは、６／１３倍された０．７５３ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号復号化後の伝送レート５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）のデータを、データ復元部２８１で１２ｂｉｔ→２４ｂｉｔの瞬時伸張（１２ｂｉｔ→１６ｂｉｔ瞬時伸張も可能）を行い、これをＤ／Ａ変換して、伝送帯域幅２８８ｋＨｚの多チャンネルマイク用受信装置となる。
伝送帯域幅が２００ｋＨｚのモードは、３分周された０．５４４ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号復号化後の伝送レート３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）のデータを、データ復元部２８１で１２ｂｉｔ→１６ｂｉｔの瞬時伸張を行い、これをＤ／Ａ変換して、伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイク用受信装置となる。
なお、上記の数値例においては、全キャリア数４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式を例として、各伝送パラメータを例示したが、実施例１で例示した全キャリア数４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式や全キャリア数３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式を利用して、同様に、一つのマイクをマルチモードで使用できる受信装置が実現できる。
また、さらにキャリア復調部２３において、１６ＱＡＭとＱＰＳＫの切り換えが可能であれば、低遅延の高耐干渉マイクを実現することができ、マルチモードの選択肢をさらに広げることができる。
（実施の形態４）
［ＯＦＤＭフレーム選択によるマルチモードＯＦＤＭ送信装置］
次に、本発明の実施の形態４について説明をする。図９（ａ）は、本発明の実施例４に係るＯＦＤＭフレーム選択によるマルチモードＯＦＤＭ送信装置４ａの構成を示すブロック図である。マルチ（又はデュアル）モードとしては、例えば、伝送帯域幅６００ｋＨｚの低遅延リニアＰＣＭマイクと、低遅延の伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイクとの２つのモードを切り換えて使用できるマイクがあげられる。さらに、前述した伝送帯域幅４００ｋＨｚの低遅延リニアＰＣＭマイク、及び／又は、伝送帯域幅３００ｋＨｚ或いは２８８ｋＨｚの多チャンネルマイクを加え、３つ或いは４つのモードを切り換えて使用できるマイクを構成できる。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例４に係るＯＦＤＭフレーム選択によるマルチ（デュアル）モードＯＦＤＭ送信装置４ａは、実施例１に係る構成と比較して、音声信号を非圧縮で処理する信号処理と、データ圧縮して処理する信号処理とを、選択可能としている点と、キャリア数が異なる２つのＯＦＤＭフレーム構成を選択可能としている点が相違する。なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の圧縮手段としては、例えば、瞬時圧縮が利用されるが、ＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）処理により、データの圧縮（符号化）を行っても良い。さらに、音声信号を非圧縮で処理する信号処理と、瞬時圧縮をする信号処理と、ＡＤＰＣＭ符号化処理をする信号処理の３つの処理を、選択可能としても良い。また、クロック周波数を切り換え可能とすることで、伝送帯域幅の異なる複数のワイヤレスマイクについて、その信号処理において、互換性のある伝送パラメータを利用可能とし、信号処理部を共有化して、一つのワイヤレスマイクで実現することができる。
図９（ａ）に示すように、ＯＦＤＭ送信装置４ａは、Ａ／Ｄ変換部１１の出力が、そのままのリニアＰＣＭ用の非圧縮デジタル信号と、データ圧縮部１１３でデータ圧縮されたデジタル信号とに分かれ，それぞれ選択部１１５に入力される。選択部１１５は、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号により、非圧縮信号又は圧縮信号を選択し、外符号符号化部１２に出力する。
外符号符号化部１２と、エネルギー拡散部１３と、内符号符号化部１４と、ビットインターリーブ部１５１及びマッピング部１５２からなるキャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６とを備えることは実施例１と同じである。周波数インターリーブ部１６では、ＯＦＤＭフレーム構造に対応した前述の周波数インターリーブ処理が行われ、周波数インターリーブ処理後の信号は、ＯＦＤＭフレーム構成部１７１と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７２にそれぞれ入力される。ＯＦＤＭフレーム構成部１７１，１７２は、周波数インターリーブ部１６から入力される信号に対して、パイロット信号を挿入して配置することにより異なるＯＦＤＭフレーム構成（ＯＦＤＭセグメントフレーム）Ａ，Ｂを生成し、選択部１７３に出力する。選択部１７３は、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号により、ＯＦＤＭフレーム構成（ＯＦＤＭセグメントフレーム）Ａ又はＯＦＤＭフレーム構成（ＯＦＤＭセグメントフレーム）Ｂを選択し、ＩＦＦＴ部１８に出力する。送信側クロック発生部１９で発生したクロックはそのままの基本クロックと、逓倍・分周部１９１で周波数を所定の倍率で逓倍又は分周された逓倍・分周クロックとに分かれ、それぞれクロック選択部１９２に入力される。クロック選択部１９２は、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号により、基本クロック又は逓倍・分周クロックを選択し、各信号処理部に供給する。
これらの構成のうち、キャリア変調部１５と、周波数インターリーブ部１６と、ＯＦＤＭフレーム構成部１７１，１７２と、ＩＦＦＴ部１８は、ＯＦＤＭ変調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ変調部は、ＩＦＦＴ部１８の後に、図示しないガードインターバル付加部を備えている。また、図では省略されているが、ＯＦＤＭ変調部から出力される変調信号は、その後、Ｄ／Ａ変換部でアナログ信号に変換し、さらに、送信周波数変換部により送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナから送信することは、当該技術分野において自明のことである。
送信側クロック発生部１９のＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。ＯＦＤＭ送信装置４ａは、送信側クロック発生部１９から出力した１．６３２ＭＨｚの基本クロックと、例えば１．６３２ＭＨｚを２分周した０．８１６ＭＨｚのクロックの２つのクロックをクロック選択部１９２により選択することができ、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各モードに応じて、帯域幅・圧縮設定部１００からの選択信号によって選択される。なお、必要あれば更に、３／２倍したクロック（２．４４８ＭＨｚ）、３／４倍したクロック（１．２２４ＭＨｚ）、２／３倍したクロック（１．０８８ＭＨｚ）、６／１３倍したクロック（０．７５３ＭＨｚ）、９／２０倍したクロック（０．７３４ＭＨｚ）、３分周したクロック（０．５４４ＭＨｚ）等を加えることができ、伝送帯域幅が２８８ｋＨｚのモードも選択できる。また、デュアルモードの場合はクロック選択をしない場合もある。
本実施例４のマルチモードＯＦＤＭ送信装置４ａにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示すると、伝送帯域幅が６００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。この非圧縮信号を１．６３２ＭＨｚのクロックを用いて信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用し、さらに、全キャリア数４６（データキャリア数３９）のＯＦＤＭフレーム構成Ａを採用することにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクとなる。
また、伝送帯域幅が４００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、これを非圧縮で伝送することにより、伝送レートは７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）となる。この非圧縮信号を１．６３２ＭＨｚのクロックを用いて信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用し、さらに、全キャリア数３１のＯＦＤＭフレーム構成Ｂを採用することにより、低遅延のリニアＰＣＭマイクとなる。
伝送帯域幅が３００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚで行い、さらに瞬時圧縮部で１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行うことにより、信号の伝送レートを５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）に圧縮する。この圧縮信号を２分周された０．８１６ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用し、さらに、全キャリア数４６（データキャリア数３９）のＯＦＤＭフレーム構成Ａを採用することにより、伝送帯域幅３００ｋＨｚの多チャンネルマイクとなる。このとき、シンボル長は１６６．７μｓである。
伝送帯域幅が２００ｋＨｚのモードは、音声信号の情報源符号化（サンプリング）を量子化ビット長１６ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓ＝３２ｋＨｚで行い、さらに瞬時圧縮部で１６ｂｉｔ→１２ｂｉｔの瞬時圧縮を行うことにより、信号の伝送レートを３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）に圧縮する。この圧縮信号を２分周された０．８１６ＭＨｚのクロックを選択して信号処理することにより、外符号化率０．９２３、畳込み符号化率２／３、変調方式として１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを採用し、さらに、全キャリア数３１のＯＦＤＭフレーム構成Ｂを採用することにより、伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイクとなる。このとき、シンボル長は１６６．７μｓである。
このような伝送パラメータを採用することで、伝送帯域幅６００ｋＨｚ以下のリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送する低遅延ワイヤレスマイクと、伝送帯域幅４００ｋＨｚのリニアＰＣＭ（非圧縮）信号を伝送する低遅延ワイヤレスマイクと、伝送帯域幅３００ｋＨｚの多チャンネルマイクと、伝送帯域幅２００ｋＨｚの多チャンネルマイクとにおいて、外符号符号化部１２から周波数インターリーブ部１６までの回路構成を共有化し、一つのマイクをデュアルモードで使用できる送信装置が実現できる。また、多チャンネルマイクのモードにおいてもシンボル長を比較的短くできることから、低遅延化が実現できる。
なお、上記の数値例においては、ＯＦＤＭフレーム構成を２通り、周波数を２通りとして各伝送パラメータを例示したが、ＯＦＤＭフレーム構成と周波数の選択肢を増やせば、実施例１で例示した各種の伝送モードが、全て、一つのマイクで使用できる送信装置が実現できる。
また、さらにキャリア変調部１５において、１６ＱＡＭとＱＰＳＫの切り換えが可能であれば、低遅延の高耐干渉マイクを実現することができ、マルチモードの選択肢をさらに広げることができる。
［ＯＦＤＭフレーム選択によるマルチモードＯＦＤＭ受信装置］
次に、実施の態様４におけるＯＦＤＭフレーム選択によるマルチモードＯＦＤＭ受信装置について説明する。図９（ｂ）は、本発明の実施例４に係るＯＦＤＭ受信装置４ｂの構成を示すブロック図である。ここでは、実施の形態１と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。
実施例４に係るＯＦＤＭフレーム選択によるマルチ（又はデュアル）モードＯＦＤＭ受信装置４ｂは、実施例１に係る構成と比較して、コンシールメント部の後（又は、その前）にデータ復元部２８１が設けられており、コンシールメント部２７での処理の後、そのままの信号と、データ復元（伸張）処理された信号とを、選択可能となっている点が相違する。なお、時間遅延を生じないデジタル信号のデータ量の復元手段として、例えば、瞬時伸張が利用されるが、ＡＤＰＣＭ処理により、データの復元（復号）を行っても良い。さらに、音声信号を非伸張で処理する信号処理と、瞬時伸張をする信号処理と、ＡＤＰＣＭ復号処理をする信号処理の３つの処理を、選択可能としても良い。また、クロック周波数を切り換え可能とすることで、伝送帯域幅６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各信号処理とにおいて、互換性のある伝送パラメータを利用可能とし、信号処理部を共有化して、一つの受信装置で実現することができる。
図９（ｂ）に示すように、ＯＦＤＭ受信装置４ｂは、少なくとも１系統のＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、デマッピング部２３１及びビットデインターリーブ部２３２から構成されるキャリア復調部２３と、内符号復号部２４と、エネルギー逆拡散部２５と、外符号復号部２６と、コンシールメント部２７とを備えることは、実施例１と同じである。そして、コンシールメント部２７の後で信号経路が分離し、コンシールメント処理されたそのまま（非伸張）の信号と、コンシールメント処理後にデータ復元部２８１でデータ復元（伸張）処理された信号に分かれ、両者が選択部２８５に入力される。なお、他の回路構成として、実施例３で示したように、外符号復号部２６の後で信号経路が分離し、外符号復号化処理されたそのまま（非伸張）の信号と外符号復号化処理後にデータ復元部２８１でデータ復元処理された信号に分かれ、両者がコンシールメント部２７に入力され、コンシールメント処理された後に選択部２８５に入力されるように構成されても良い。選択部２８５は、帯域幅・伸張設定部２００からの選択信号により、非伸張信号又は伸張信号を選択し、Ｄ／Ａ変換部２８に出力する。
受信側クロック発生部２９で発生したクロックはそのままの基本クロックと、逓倍・分周部２９１で周波数を所定の倍率で逓倍又は分周された逓倍・分周クロックとに分かれ、それぞれクロック選択部２９２に入力される。クロック選択部２９２は、帯域幅・伸張設定部２００からの選択信号により、基本クロック又は逓倍・分周クロックを選択し、各信号処理部に供給する。
これらの構成のうち、ＦＦＴ部２１１〜２１４と、最大比合成部２１５と、周波数デインターリーブ部２２と、キャリア復調部２３は、ＯＦＤＭ復調部を構成する。なお、ＯＦＤＭ復調部は、ＦＦＴ部２１１〜２１４の前に、それぞれ図示しないガードインターバル除去部を備えている。また、図では省略されているが、アンテナから受信された受信信号は、受信周波数変換部により中間周波数に変調され、Ａ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換し、ＯＦＤＭ復調部に入力されることは、当該技術分野において自明のことである。
受信側クロック発生部２９のＦＦＴクロック周波数は、例えば１．６３２ＭＨｚである。ＯＦＤＭ受信装置４ｂは、受信側クロック発生部２９から出力した１．６３２ＭＨｚの基本クロックと、例えば１．６３２ＭＨｚを２分周した０．８１６ＭＨｚのクロックの２つのクロックを選択することができ、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、又は２００ｋＨｚの各モードに応じて、帯域幅・伸張設定部２００によって選択される。なお、必要あれば更に、３／２倍したクロック（２．４４８ＭＨｚ）、３／４倍したクロック（１．２２４ＭＨｚ）、２／３倍したクロック（１．０８８ＭＨｚ）、６／１３倍したクロック（０．７５３ＭＨｚ）、９／２０倍したクロック（０．７３４ＭＨｚ）、３分周したクロック（０．５４４ＭＨｚ）等を加えることができ、伝送帯域幅が２８８ｋＨｚのモードも選択できる。また、デュアルモードの場合はクロック選択をしない場合もある。
本実施例４のマルチモードＯＦＤＭ受信装置４ｂにおける信号処理及び変調方式の代表的な数値を例示すると、伝送帯域幅が６００ｋＨｚ又は４００ｋＨｚのモードは、１．６３２ＭＨｚのクロックを用いてＯＦＤＭフレーム構成Ａ又はＢの信号をそれぞれ処理することにより、外符号復号化処理後の伝送レート１１５２ｋｂｐｓ（２４ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）又は７６８ｋｂｐｓ（１６ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）のデータをそのままＤ／Ａ変換して、低遅延のリニアＰＣＭマイク用受信装置となる。
伝送帯域幅が３００ｋＨｚ又は２００ｋＨｚのモードは、２分周された０．８１６ＭＨｚのクロックを用いてＯＦＤＭフレーム構成Ａ又はＢの信号をそれぞれ処理することにより、外符号復号化処理後の伝送レート５７６ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×４８ｋＨｚ）又は３８４ｋｂｐｓ（１２ｂｉｔ［モノラル］×３２ｋＨｚ）のデータを、瞬時伸張部２８１で１２ｂｉｔ→１６ｂｉｔの瞬時伸張を行い、これをＤ／Ａ変換して、伝送帯域幅３００ｋＨｚ又は２００ｋＨｚの多チャンネルマイク用受信装置となる。
次に、実施例で使用されるＯＦＤＭフレーム構成の例について説明する。
［有効シンボル長］
次に、本発明に係るワイヤレスマイクシステムにおけるＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕについて、送受信間の遅延時間、すなわちワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ，２ａ，３ａ，４ａのマイクに入力された音声がワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂのスピーカから出力されるまでの遅延時間、及びマルチパスによる基本波に対する反射波の遅延時間の観点から最適な値を検討する。
まず、送受信間の遅延時間について検討する。主観評価によると、送受信間による遅延時間が２ｍｓ程度以下になると、遅延を検知しにくくなり、遅延はほぼ気にならなくなると言われている。そこで、本実施例では、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下となるように有効シンボル長Ｔｕを決定する。Ａ/Ｄ変換部１１による遅延時間は約４００μｓ、Ｄ/Ａ変換部２８による遅延時間が約４００μｓである。外符号符号化部１２及び外符号復号部２６による合計の遅延時間は、ＢＣＨ符号を用いた場合、約１１５μｓである。インターリーブ及びデインターリーブの処理による合計の遅延時間は、約１２５μｓである。内符号符号化部１４及び内符号復号部２４の遅延時間の合計は、約２７０μｓである。すると、送受信全体での遅延時間を２ｍｓ以下とするためには、ＯＦＤＭ変調部及びＯＦＤＭ復調部の遅延時間の合計ＴＯＦＤＭを６９０μｓ以下とする必要がある。ＯＦＤＭ変調部及びＯＦＤＭ復調部の処理に、３シンボル長程度の遅延時間が生じるため、有効シンボル長Ｔｕは、次式（４）の条件を満たす必要がある。
Ｔｕ≦ＴＯＦＤＭ／３ （６）
次に、マルチパスによる最大遅延時間について検討する。伝搬距離差の最大値をＬとすると、反射波の最大遅延時間τは、光速ｃを用いて、τ＝Ｌ／ｃで表される。ワイヤレスマイクの使用環境下では、無指向のアンテナを使用した場合でも、直接波と反射波との最大伝搬距離差Ｌは２０００ｍ程度である。マルチパスフェージングによるキャリアの波形ひずみを防止するためには、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある。よって、有効シンボル長Ｔｕは、次式（５）の条件を満たす必要がある。なお、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある点については、例えば、庄納 崇、「インプレス標準教科書シリーズ ＷｉＭＡＸ教科書」、インプレスＲ&Ｄ、2008年7月16日、P7１の記載を参照されたい。
Ｔｕ≧τ×１０＝１０Ｌ／ｃ （７）
式（４）においてＴＯＦＤＭ≦６９０［μｓ］とし、式（５）においてＬ＝２０００［ｍ］とすると、有効シンボル長Ｔｕは、次式（６）を満たす必要がある。よって、送信パラメータ設定部１８は、有効シンボル長Ｔｕが次式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定する。
６６．６［μｓ］≦Ｔｕ≦２３０［μｓ］ （８）
このように、本発明のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ，２ａ，３ａ，４ａ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂによれば、ＯＦＤＭ変調方式を採用し、ガードインターバルを付加することにより、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。また、パラメータをＮｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとするため、レート調整バッファメモリを不要とすることができ、送受信による音声信号の遅延を減少させることができる。また、有効シンボル長Ｔｕが式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定することにより、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下とすることができる。
［ＳＰ信号の挿入間隔］
次に、ＳＰ信号のシンボル方向（時間方向）の挿入間隔について説明する。移動受信をすると、移動のためドップラー効果によりキャリア間の干渉が発生する。このキャリア間の干渉を補償するために、ＯＦＤＭフレーム構成部は、時間方向にＳＰ信号を挿入する。
移動受信によるドップラーシフトによる伝送特性の劣化の影響を防ぐには、有効シンボル長Ｔｕは、フェージング周期Ｔｆの１／１００程度以下にする必要がある。フェージング周期Ｔｆは、最大ドップラー周波数ｆｄの逆数であり、最大ドップラー周波数ｆｄは、移動速度ｖと搬送周波数ｆｃと光速ｃを用いて次式（７）で表される。なお、有効シンボル長Ｔｕをフェージング周期Ｔｆの１／１００程度以下にする必要がある点については、例えば、庄納 崇、「インプレス標準教科書シリーズ ＷｉＭＡＸ教科書」、インプレスＲ&Ｄ、2008年7月16日や、Young-Cheol YU, M, OKADA and H. YAMAMOTO, “Dipole Array Antenna Assisted Doppler Spread Compensator with MRC Diversity for ISDB-T Receiver.”, Vol.E90-B, No.5, IEICE TRANS. COMMUN, May 2007の記載を参照されたい。
ｆｄ＝ｖ×ｆｃ／ｃ （９）
ただし、受信側では受信したＯＦＤＭ信号をシンボル方向に零次ホールドすることにより、見かけ上キャリア方向の挿入間隔を狭くし、伝送路応答に用いるＳＰ信号の数を増やすことが可能である。受信側で零次ホールドする場合には、ＳＰ信号のシンボル方向挿入間隔Ｉｔは、次式（８）の条件を満たす必要がある。すなわち、ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔Ｉｔを、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔ＩｔにＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕを乗じた値が、最大ドップラー周波数ｆｄの逆数であるフェージング周期Ｔｆの１／１００以下となるように設定する。
Ｉｔ×Ｔｕ≦Ｔｆ／１００ （１０）
次に、ＳＰ信号のキャリア方向（周波数方向）の挿入間隔について検討する。ＳＰ信号のキャリア方向の挿入間隔Ｉｆは、有効シンボル長Ｔｕを反射波の最大遅延時間τで除したＴｕ／τ以下とする必要がある。ただし、上述したように、受信側ではシンボル方向に零次ホールドすることが可能であり、この場合には、ＳＰ信号のキャリア方向挿入間隔Ｉｆは、次式（９）の条件を満たす必要がある。すなわち、ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、ＳＰ信号のキャリア方向の挿入間隔Ｉｆを、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕを反射波の最大遅延時間τで除した値に、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔Ｉｔを乗じた値以下となるように設定する。
Ｉｆ≦（Ｔｕ／τ）×Ｉｔ （１１）
マイクを使用して音声を伝送する状況では、携帯電話による受信のように乗物に乗って移動している環境を想定する必要は無く、大人が早歩き又は軽く走る速度で移動する場合を考慮すれば充分である。そこで、具体的に、ｖ＝２．５ｍ／ｓとした場合に必要となるＳＰ信号の挿入間隔を求める。移動速度ｖを２．５ｍ／ｓとすると、搬送周波数ｆｃが６００ＭＨｚのときは、ｆｄ＝２．５×６００×１０６／（３×１０８）＝５［Ｈｚ］、搬送周波数ｆｃが１２００ＭＨｚのときは、ｆｄ＝２．５×１２００×１０６／（３×１０８）＝１０［Ｈｚ］となる。よって、フェージング周期Ｔｆ＝１／ｆｄは、搬送周波数が６００ＭＨｚのときは２００ｍｓ、搬送周波数が１２００ＭＨｚでのときは１００ｍｓとなる。式（８）のＴｆに１００ｍｓ、Ｔｕに６６．６μｓを代入し、式（９）のＴｕに６６．６μｓ、τに６．６６μｓを代入すると、ＳＰ信号のシンボル方向挿入間隔Ｉｔ、及びＳＰ信号のキャリア方向挿入間隔Ｉｆは、次式（１０）を満たす範囲に設定する必要がある。
Ｉｔ≦１５、Ｉｆ≦１０×Ｉｔ （１２）
このように、ＯＦＤＭフレーム構成部１７は、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔Ｉｔを、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔ＩｔにＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕを乗じた値が、最大ドップラー周波数ｆｄの逆数であるフェージング周期Ｔｆの１／１００以下となるように設定し、ＳＰ信号のキャリア方向の挿入間隔Ｉｆを、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕを反射波の最大遅延時間τで除した値に、ＳＰ信号のシンボル方向の挿入間隔Ｉｔを乗じた値以下となるように設定することにより、ＳＰ信号の挿入比率をワイヤレスマイクシステム用に最適化し、伝送効率を向上させることができるようになる。
［ＯＦＤＭフレームの構成例］
次に、本発明の実施例におけるワイヤレスマイクシステムのＯＦＤＭフレームの構成例を示す。実施例４のＯＦＤＭ送信装置４ａでは、ＯＦＤＭフレーム構成部１７１，１７２により、パイロット信号として、ＳＰ信号、ＴＭＣＣ信号、及びＣＰ信号を挿入し、ＯＦＤＭフレーム構成Ａ、Ｂをそれぞれ形成する。本実施例では、ＳＰ信号をキャリア方向に１５キャリアごとに配置する。
図１０は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置４ａにおけるＯＦＤＭフレーム構成Ａの例を示す図である。図１０に示す例では、ＯＦＤＭフレーム構成Ａは総キャリア数が４６であり、次式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。ＴＭＣＣ信号の位置はＳＰ信号、ＣＰ信号以外の任意の位置に挿入することができ、図１０のＯＦＤＭフレーム構成Ａでは、キャリア番号２，２０，３４の位置にＴＭＣＣ信号を配置している。これにより、全キャリア数４６、全帯域のＳＰ信号数３、ＣＰ信号数１、ＴＭＣＣ信号数３であることから、ＯＦＤＭフレーム構成Ａのデータキャリア数は３９となる。
また、図１０に示すＯＦＤＭフレーム構成Ａの変形例として、ＴＭＣＣ信号を全帯域で２個とすることもできる。すなわち、ＯＦＤＭフレームの変形例Ａ’（図示せず）は総キャリア数が４６であり、ＳＰ信号及びＣＰ信号の配置は図と同じであり、ただ、キャリア番号２０の位置のＴＭＣＣ信号を除き、キャリア番号２，３４の位置のみにＴＭＣＣ信号を配置する。これにより、全キャリア数４６、全帯域のＳＰ信号数３、ＣＰ信号数１、ＴＭＣＣ信号数２であることから、ＯＦＤＭフレームの変形例Ａ’のデータキャリア数は４０となる。このＯＦＤＭフレームの変形例Ａ’は、図１６に示される全キャリア数４６（データキャリア数４０）のＯＦＤＭ変調で利用できる。
図１１は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置４ａにおけるＯＦＤＭフレーム構成Ｂの例を示す図である。図１１に示す例では、ＯＦＤＭフレーム構成Ｂは総キャリア数が３１であり、次式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。ここで、ｐは非負整数、ｉはシンボル番号、ｋはＳＰ信号が配置されるキャリアシンボル位置であり、ｍｏｄは剰余を意味する。すなわち、Ｉｔ＝５、Ｉｆ＝１５であり、この値は式（１０）の条件を満たしている。なお、信号配置はこれに限定されるものではない。また、このＯＦＤＭフレーム構成Ａ、Ｂは、実施例４のみならず、実施例１ないし３のＯＦＤＭ送受信装置全てにおいて使用できる。
ｋ＝３×（ｉｍｏｄ５）＋１５ｐ （１３）
図１２は、本発明に係る低遅延デジタルラジオマイクの６００ｋＨｚモードと２００ｋＨｚモードに関する主な諸元を一覧に示したものである。伝送帯域幅６００ｋＨｚのデジタルラジオマイクにおいては、高耐干渉マイク、低遅延リニアＰＣＭマイク、又はイヤーモニター等のステレオマイクの各用途により、変調方式と伝送レート等が一部相違するが、いずれも音声遅延１ｍｓ以下の低遅延性能を実現できる。
また、伝送帯域幅２００ｋＨｚのデジタルラジオマイクにおいては、９ＭＨｚの帯域幅あたり、ガードバンド無しであれば４５本（ガードバンド３０％の場合は３１．５本）のマイク利用が可能な多チャンネルマイクを実現できる。
図１３は、本発明に係る低遅延デジタルラジオマイクのイメージである。ラジオマイクは、本体部１とマイクヘッド２とが着脱可能になっており、本体部１として、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ，２ａ，３ａ，４ａが構成される。本体部１は、各社のマイクヘッドに装着できる小型トランスミッターとして利用でき、楽器等にもコネクタにより装着可能とする。
本体部１には、アンテナ３を備えるとともに、モード切替スイッチ４を設け、複数のモードを切り換え可能とする。例えば、（１）伝送帯域幅６００ｋＨｚモードの１ｍｓ級低遅延伝送リニアＰＣＭマイク、（２）伝送帯域幅６００ｋＨｚモードの１ｍｓ級低遅延伝送高耐干渉マイク、（３）伝送帯域幅２００ｋＨｚモードの２ｍｓ級低遅延伝送多チャンネルマイク、の３つのモードを、モード切替スイッチ４により切り換えることができる。さらに、他の伝送帯域幅のモードを切替えの選択肢に加えても良い。
このように本発明によれば、伝送回路を共有化することにより、一つの小型マイクで用途に応じた複数のモードを選択して利用できる。
図１４ないし図２０は、本発明の各実施例において利用できる各伝送パラメータの一例である。図１４は、伝送方式として全キャリア数が４６（データキャリア数３９）の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを用いた低遅延モードのリニアＰＣＭマイク及び多チャンネルマイクの伝送パラメータであり、図１５は、伝送方式として全キャリア数が４６（データキャリア数３９）のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを用いた高耐干渉モードのワイヤレスマイクの伝送パラメータである。また、図１６は、伝送方式として全キャリア数が４６（データキャリア数４０）の１６ＱＡＭ（又はＱＰＳＫ，ＢＰＳＫ）−ＯＦＤＭを用いた低遅延モードのリニアＰＣＭマイク、高耐干渉モードのワイヤレスマイク及び多チャンネルマイクの伝送パラメータであり、図１７は、伝送方式として全キャリア数が３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを用いた低遅延モードのリニアＰＣＭマイク及び多チャンネルマイクの伝送パラメータであり、図１８は、伝送方式として全キャリア数が３１のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭを用いた高耐干渉モードのワイヤレスマイクの伝送パラメータである。さらに、図１９及び図２０は、それぞれ、伝送方式として全キャリア数が４６の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭ及び全キャリア数が３１の１６ＱＡＭ−ＯＦＤＭを用いた低遅延のステレオワイヤレスマイク（イヤーモニター）の伝送パラメータである。なお、高耐干渉モードワイヤレスマイクとステレオワイヤレスマイクにおいて、伝送帯域幅が３００ｋＨｚと２００ｋＨｚのパラメータが記載されていないが、必要に応じて設定可能であり、伝送パラメータはこれらに限られるものではない。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各構成等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段や構成等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置
１１ Ａ／Ｄ変換部
１２ 外符号符号化部
１３ エネルギー拡散部
１４ 内符号符号化部
１５ キャリア変調部
１５１ ビットインターリーブ部
１５２ マッピング部
１６ 周波数インターリーブ部
１７ ＯＦＤＭフレーム構成部
１８ ＩＦＦＴ部
１９ 送信側クロック発生部
１１１，１１２ Ａ／Ｄ変換部
１１３，１１４ データ圧縮部
１１５ 選択部
１２１，１２２ 外符号符号化部
１２３ Ｐ／Ｓ変換部
１７１，１７２ ＯＦＤＭフレーム構成部
１９１ 逓倍・分周部
１９２ クロック選択部
１００ 帯域幅・圧縮設定部
２１１−２１４ ＦＦＴ部
２１５ 最大比合成部
２２ 周波数デインターリーブ部
２３ キャリア復調部
２４ 内符号復号部
２５ エネルギー逆拡散部
２６ 外符号復号部
２７ コンシールメント部
２８ Ｄ／Ａ変換部
２９ 受信側クロック発生部
２６１，２６２ 外符号復号部
２６３ Ｓ／Ｐ変換部
２７１，２７２ コンシールメント部
２８１，２８２ データ復元部
２８３，２８４ Ｄ／Ａ変換部
２８５ 選択部
２９１ 逓倍・分周部
２９２ クロック選択部
２００ 帯域幅・伸張設定部

Claims (26)

  1. デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、
    デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、外符号を生成する外符号符号化部と、
    外符号化されたデータを内符号化して、内符号を生成する内符号符号化部と、
    前記内符号符号化部出力をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部とを備え、
    インターリーブとして、ビットインターリーブと周波数インターリーブを用いることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  2. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、
    デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部、及び前記外符号符号化部からなるデジタル音声信号処理手段を２系統備え、
    前記２系統のデジタル音声信号処理手段で処理されたデータをパラレル／シリアル変換した後に、前記内符号符号化部の処理を行うことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  3. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、
    デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、
    送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、
    をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  4. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、
    デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、
    送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、
    第１の総キャリア数を有する第１ＯＦＤＭフレーム構成と、第２の総キャリア数を有する第２ＯＦＤＭフレーム構成とを選択可能とする選択部と、
    をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、
    ビットインターリーブとして、ビットローテーションを用いることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  6. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を６００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  7. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を４００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  8. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を３００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  9. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を２８８ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  10. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、送信側のクロックを逓倍・分周する逓倍・分周部を備え、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を２００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  11. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＱＰＳＫ又はＢＰＳＫ−ＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を６００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  12. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部と、前記ＯＦＤＭ変調部は総キャリア数４６又は３１のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭフレーム構成部を含み、伝送帯域幅を４００ｋＨｚ以下としたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  13. 請求項３，４，８−１０のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、逓倍・分周クロックは、前記クロックの周波数を３／２倍、３／４倍，２／３倍、１／２倍、６／１３倍、９／２０倍又は１／３倍することを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  14. 請求項４記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、第１の総キャリア数が４６であり、第２の総キャリア数が３１であることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  15. 請求項２−４，８−１２のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記データ圧縮は、圧伸則に基づく瞬時圧縮又はＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）符号化処理であることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
  16. 請求項１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置であって、
    ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、
    復調された信号に対して内符号を復号する内符号復号部と、
    前記内符号の復号の後に、外符号を復号する外符号復号部と、
    前記内符号復号部又は前記外符号復号部で誤りデータが検出された場合に、当該誤りデータを他の値で代替するコンシールメント部とを備え、
    デジタルの音声信号を生成することを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
  17. 請求項１６記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、
    前記外符号復号部、前記コンシールメント部、及び圧縮されたデジタル信号を復元するデータ復元部からなるデジタル信号処理手段を２系統備え、
    前記内符号復号部により処理されたデータをシリアル／パラレル変換した後、前記２系統のデジタル信号処理手段で処理することを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
  18. 請求項１７記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、イヤーモニター用ＯＦＤＭ受信装置であることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
  19. 請求項１６記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、
    前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、
    受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、
    をさらに備え、帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
  20. 請求項１７ないし１９のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置において、前記データ復元は、圧伸則に基づく瞬時伸張又はＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation：適応的差分パルス符号変調）復号処理であることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
  21. デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムであって、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、
    デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、外符号を生成する外符号符号化部と、
    外符号化されたデータを内符号化して、内符号を生成する内符号符号化部と、
    前記内符号符号化部出力をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部とを備えるとともに、インターリーブとして、ビットインターリーブと周波数インターリーブを用い、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、
    ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、
    復調された信号に対して内符号を復号する内符号復号部と、
    前記内符号の復号の後に、外符号を復号する外符号復号部と、
    前記内符号復号部又は前記外符号復号部で誤りデータが検出された場合に、当該誤りデータを他の値で代替するコンシールメント部とを備える、
    ことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
  22. 請求項２１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、
    デジタルの音声信号をデータ圧縮するデータ圧縮部、及び前記外符号符号化部からなるデジタル音声信号処理手段を２系統備え、
    前記２系統のデジタル音声信号処理手段で処理されたデータをパラレル／シリアル変換した後に、前記内符号符号化部の処理を行い、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、
    前記外符号復号部、前記コンシールメント部、及び圧縮されたデジタル信号を復元するデータ復元部からなるデジタル信号処理手段を２系統備え、
    前記内符号復号部により処理されたデータをシリアル／パラレル変換した後、前記２系統のデジタル信号処理手段で処理する、
    ことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
  23. 請求項２２記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムは、イヤーモニター用ＯＦＤＭ送受信システムであることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
  24. 請求項２１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、
    デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、
    送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、
    前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、
    受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、
    帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
  25. 請求項２１記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、
    デジタルの音声信号と、当該音声信号をデータ圧縮した圧縮音声信号とを選択可能とする選択部と、
    送信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、
    第１の総キャリア数を有する第１ＯＦＤＭフレーム構成と、第２の総キャリア数を有する第２ＯＦＤＭフレーム構成とを選択可能とする選択部と、をさらに備え、
    ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、
    前記外符号復号部による処理後に、前記コンシールメント部による処理をしたデジタル信号と、データ復元処理と前記コンシールメント部による処理をした復元信号とを選択可能とする選択部と、
    受信側クロック発生部からのクロックと、当該クロックを逓倍・分周した逓倍・分周クロックとを選択可能とするクロック選択部と、をさらに備え、
    帯域幅設定・選択機能を有することで、伝送帯域幅が異なる複数のＯＦＤＭ変調方式を切り替えて使用できるようにしたことを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
  26. 請求項２１ないし２５のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムにおいて、
    ビットインターリーブとして、ビットローテーションを用いることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システム。
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