JP2015023460A

JP2015023460A - Ｏｆｄｍ変調方式の送信装置、受信装置及び送受信システム

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Publication number: JP2015023460A
Application number: JP2013150893A
Authority: JP
Inventors: 啓之濱住; Hiroyuki Hamazumi; 誠田口; Makoto Taguchi
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: JP6195755B2

Abstract

【課題】同一空間内で同じ周波数で複数組のＯＦＤＭ変調方式の送・受信装置を使用した場合であっても、受信パイロット信号に干渉が生じない送受信システムを提供する。【解決手段】ＯＦＤＭ変調方式の送・受信装置にそれぞれグループ番号を設定する機能を備え、複数の送・受信装置が同一空間内で同じ周波数を利用する場合には、それぞれ異なるグループ番号を設定し、ＯＦＤＭ変調方式の送信側で、パイロット信号に乗算される符号Ｗｉに対して、設定されたグループ番号に応じた異なる初期値を割り当てることでパイロット信号を区別する。干渉による伝送路特性の推定精度の低下を防止することができ、ＯＦＤＭ方式のラジオマイク等で有効である。【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式による送信装置、受信装置及び送受信システムに関する。

ＯＦＤＭ変調方式は、データを多数の搬送波（サブキャリア）に乗せるマルチキャリア変調であり、これらのサブキャリアは互いに直交しているため、従来の周波数分割多重化方式（ＦＤＭ）と異なり、互いに干渉しない利点がある。ＯＦＤＭ変調方式は、強力な誤り訂正符号と組み合わせることができ、マルチパス障害や同一チャネル混信に強い方式であるため、広帯域デジタル通信において広く使われている。具体的な応用として、デジタルテレビ放送（非特許文献１）、無線ＬＡＮ、第四世代携帯電話等が挙げられる。

近年では、特定ラジオマイク（Ａ型ワイヤレスマイク）の周波数移行が求められており、新しい周波数帯域でのデジタル方式のワイヤレスマイクの検討も行われている。総務省より公表されている周波数再編アクションプランにおいて、現在７７０〜８０６ＭＨｚの特定ラジオマイクの移行先周波数帯は、地上テレビジョン放送用周波数帯のホワイトスペース等及び１．２ＧＨｚ帯（１２４０〜１２６０ＭＨｚ）とされている（非特許文献２）。そして、この周波数帯域でのワイヤレスマイクとして、音声信号の変調にＯＦＤＭ変調方式を利用することが検討されている。この変調方式により、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ことが期待されている。

以下、本発明及びその背景技術に関し、ＯＦＤＭ方式ワイヤレスマイクへの応用を例として説明するが、本発明の用途は、ワイヤレスマイクに限られるものではない。

本件の発明者らは、既に、先行する特許出願（特願２０１３−０９５９７６号）において、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送受信システムを提案している。このＯＦＤＭ送信装置の伝送路符号化部の基本構成を図５に示す。

図５に示すように、ＯＦＤＭ送信装置は、エネルギー拡散部５１と、外符号符号化部５２と、内符号符号化部５３と、キャリア変調部５４と、周波数インターリーブ部５５と、パイロット信号生成部５６と、ＴＭＣＣ信号生成部５７と、ＯＦＤＭフレーム構成部５８と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部５９と、ガードインターバル付加部６０と、を備える。さらに、キャリア変調部５４は、ビットインターリーブ部５４１と、マッピング部５４２とを備える。これらの構成のうち、キャリア変調部５４からガードインターバル付加部６０までは、ＯＦＤＭ変調部を構成する。なお、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。マイクから入力されるアナログの音声信号は、図示しないＡ／Ｄ変換部によってデジタル音声信号に変換され、エネルギー拡散部５１に入力される。エネルギー拡散部５１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、デジタル音声信号を、擬似ランダム信号等を用いてランダム化する。

外符号符号化部５２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、内符号符号化部５３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、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）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。なお、エネルギー拡散部５１と外符号符号化部５２は、その順を反対にして処理を行っても良い。

内符号符号化部５３は、外符号符号化部５２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５４に出力する。

キャリア変調部５４は、内符号符号化部５３から入力される信号に対し、ビットインターリーブ部５４１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う。ビットインターリーブの方法としては、遅延を低減するため、１シンボル内のビットローテーションを行うことが望ましい。その後、マッピング部５４２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５５に出力する。

周波数インターリーブ部５５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５８に出力する。

パイロット信号生成部５６は、振幅と位相の基準信号となるスキャッタードパイロット（Scattered Pilot：ＳＰ）信号、及び／又はコンティニュアルパイロット（Continual Pilot：ＣＰ）信号を生成する。これらの信号は、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。

スキャッタードパイロット（ＳＰ）は、ＰＲＢＳ（Pseudo-random bit sequence：擬似ランダム・ビット・シーケンス）生成回路の出力ビット列Ｗ_ｉに対し、ＯＦＤＭのシンボル番号ｎおよびキャリア番号ｋに相当するＷ_ｉに関係付けられたＢＰＳＫ信号とすることができる。Ｗ_ｉと変調信号の対応を表１に示す。

また、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）は、キャリア番号ｋに相当するＷ_ｋに関係付けられたＢＰＳＫ信号とすることができる。Ｗ_ｋと変調信号の対応は表１に同じである。なお、変調位相はシンボル方向で同一である。

ＴＭＣＣ信号生成部５７は、伝送や多重の初期化や制御を行うＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号を生成する。ＴＭＣＣ信号は、受信機の復調・復号を補助する制御情報（伝送モード）や電池残量情報などを伝送することができる。ＴＭＣＣ信号は、情報データ及びＳＰ，ＣＰのパイロット信号とともにＯＦＤＭフレーム構成部５８に出力される。

ＯＦＤＭフレーム構成部５８は、周波数インターリーブ部５５から入力されるデータ信号に対して、ＳＰ，ＣＰのパイロット信号及びＴＭＣＣ信号を挿入して配列することによりＯＦＤＭセグメントフレームを生成し、ＩＦＦＴ部１８に出力する。

図７は、本発明者らが既に提案したＯＦＤＭフレーム構成であり、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ変調を用い、キャリア総数４６（データキャリア数３９）のＯＦＤＭフレームの例である。Dn,k は、インターリーブ後のデータのキャリアシンボルを表わす。ここで“ｋ”はＯＦＤＭフレーム構成におけるキャリア方向の番号に相当し、“ｎ”はシンボル方向の番号に相当する。分散して配置されるスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号は、例えば、図７に示すようにキャリア方向に１５キャリアに１回、シンボル方向に５シンボルに１回挿入される。また、シンボル方向に連続して配置されるコンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号を挿入してもよい。また、制御情報を伝送するための信号であるＴＭＣＣ信号（Ｔ）は、特定のキャリアを用いて伝送され、例えばキャリア番号２，２０，３４の３つのキャリアに挿入することができる。なお、ＯＦＤＭフレームの構成はこれに限られず、例えばＴＭＣＣ信号を２つのキャリアに挿入して送信することもできる。

ＩＦＦＴ部５９は、ＯＦＤＭフレーム構成部５８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。生成された有効シンボル信号は、ガードインターバル付加部６０に出力される。

ガードインターバル付加部は、ＩＦＦＴ部５９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。こうして、ＯＦＤＭ変調信号が出力される。

なお、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。

また、図６は、本発明者らにより既に提案されたＯＦＤＭ受信装置の基本構成である。ＯＦＤＭ受信装置は、ガードインターバル除去部６１と、少なくとも１系統のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部６２と、スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部６３と、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部６４と、ＴＭＣＣ分離部６５と、Ｗｉ乗算部６６と、伝送路特性推定部６７と、ＴＭＣＣ信号再生部６８と、除算部６９と、周波数デインターリーブ部７０と、キャリア復調部７１と、内符号復号部７２と、外符号復号部７３と、エネルギー逆拡散部７４と、を備える。キャリア復調部７１は、図示しないデマッピング部及びビットデインターリーブ部を含んでいる。これらの構成のうち、ガードインターバル除去部６１からキャリア復調部７１までの回路構成は、ＯＦＤＭ復調部を構成する。

なお、図６においては、受信信号は、１系統で受信しているが、ガードインターバル除去部６１とＦＦＴ部６２を複数系統設け、例えば、４系統のダイバーシティ受信を行って、さらに、最大比合成部により、各受信信号をレベルに応じて重み付けして合成してもよい。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。

ガードインターバル除去部６１は、受信後にデジタル化された信号に対して、送信側で付与されたガードインターバルを除去し、有効シンボル信号を作成する。

ＦＦＴ部６２は、ガードインターバルが除去された受信信号（有効シンボル信号）に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施す。

スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部６３、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部６４、及びＴＭＣＣ分離部６５は、ＦＦＴ処理が施された受信信号から、所定のＯＦＤＭフレーム構成に基づいて、それぞれ、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号、及びＴＭＣＣ信号を分離する。

Ｗ_ｉ乗算部６６は、送信側で用いたビット列Ｗ_ｉと同じビット列Ｗ_ｉをＰＲＢＳ生成回路で生成し、分離されたスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号対して乗算処理をする。コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号については、ビット列Ｗ_ｉによる乗算処理は不要である。これにより、伝送路を経たパイロット信号の基準信号が得られる。

伝送路特性推定部６７は、Ｗ_ｉ乗算部６６から得られたスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号及び／又はコンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号に基づいて、信号伝送路の伝送特性の推定を行う。例えば、ある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、当該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。

ＴＭＣＣ信号再生部６８は、ＴＭＣＣ分離部で分離されたＴＭＣＣ信号を再生し、同期信号や制御信号等を抽出する。

除算部６９は、ＦＦＴ処理が施された受信信号（本線受信信号）に対して、伝送路特性推定部６７で得られた伝送路特性推定値に基づいて除算処理を行い、伝送歪の補正された信号を得る。

周波数デインターリーブ部７０は、除算部６９で処理された信号に対して、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７１は、周波数デインターリーブ部７０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７２に出力する。復調する際には、まず、図示しないデマッピング部で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、図示しないビットデインターリーブ部において、送信側のキャリア変調部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７２は、キャリア復調部７１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７２は、ビタビ復号等の誤り訂正復号化処理を行う。

外符号復号部７３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。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。

次に、エネルギー逆拡散部７４は、エネルギー逆拡散を施して、元の信号出力に戻して出力する。以上の処理により、デジタル音声信号が復元できる。なお、外符号復号部７３とエネルギー逆拡散部７４との順序を送信装置の処理順序に従い、入れ替えることも可能である。また、この後、内符号復号部７２及び／又は外符号復号部７３で訂正できなかった誤りデータに対して、適切な値を代替するためのコンシールメント処理を行うことも可能である。

「ＮＨＫデジタルテレビ技術教科書」２００７年２月２０日第１刷発行、編者：日本放送協会、発行所：日本放送出版協会総務省電波利用ホームページ「我が国の電波利用状況」960〜3000MHzから抜粋、[２０１３年６月１２日検索]、インターネット<URL : http://www.tele.soumu.go.jp/resource/search/myuse/use/960m.pdf>

これまでのＯＦＤＭ方式の送・受信装置（例えば、ワイヤレスマイク）は、送信側でパイロット信号に乗算される符号Ｗ_ｉが既に初期設定されており、異なる装置間で同一であるため、同一空間内で同じ周波数で複数の送・受信装置を利用しようとすると、受信パイロット信号に干渉が生じて、伝送路特性の推定精度が低下するという課題があった。

そして、伝送路特性の推定精度が低下した結果、雑音に対するマージンが無くなり、同一空間内で同じ周波数で送・受信装置（ワイヤレスマイク）を利用しようとする場合に、運用のための離隔距離が大きくなり、同一空間内で同時に利用できる装置の数（マイクの本数）が少なくなるという課題があった。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、同一空間内で同じ周波数で複数組のＯＦＤＭ変調方式の送・受信装置を使用した場合であっても、受信パイロット信号に干渉が生じない送信装置、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に本発明に係る送・受信装置は、グループ番号を設定する機能を備え、パイロット信号に乗算される符号Ｗ_ｉについて、設定されたグループ番号に応じて、それぞれ異なる初期値をＰＲＢＳ生成回路に割り当てるようにし、グループごと符号Ｗ_ｉを異ならせるようにする。

すなわち、上記課題を解決するために本発明に係る送信装置は、ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、スキャッタードパイロット（ＳＰ）基準信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）基準信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号に乗算し、前記乗算された信号をＯＦＤＭフレームの所定の位置に配置するＯＦＤＭ変調方式の送信装置において、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする。

また、前記ＴＭＣＣ信号の同期信号は、前記グループ番号ごとに異なる同期信号のパターンを前記グループ番号の設定に応じて設定し、前記同期信号に対しては前記出力ビット列Ｗｉを乗算しないことが望ましい。

また、前記ＴＭＣＣ信号の同期信号は、前記グループ番号間で共通な基本パターンの信号とし、前記基本パターンの信号に対して前記出力ビット列Ｗｉを乗算して、グループ番号ごとに異なる同期信号を生成することが望ましい。

上記課題を解決するために本発明に係る受信装置は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行った受信信号から、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号を分離し、前記分離した信号にＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを乗算し、前記乗算された信号に基づいて、伝送路特性の推定又は同期信号と制御信号の抽出を行うＯＦＤＭ変調方式の受信装置において、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明に係る送受信システムは、ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、スキャッタードパイロット（ＳＰ）基準信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）基準信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号に乗算し、前記乗算された信号をＯＦＤＭフレームの所定の位置に配置する送信装置と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行った受信信号から、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号を分離し、前記分離した信号にＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを乗算し、前記乗算された信号に基づいて、伝送路特性の推定又は同期信号と制御信号の抽出を行う受信装置と、からなるＯＦＤＭ変調方式の送受信システムにおいて、前記送信装置及び前記受信装置のそれぞれに、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする。

本発明によれば、異なるグループ番号が設定されたパイロット信号は互いに干渉することが無く、受信パイロット信号の精度、したがって伝送路特性の推定精度が低下するという課題を解決できるので、同一空間内で同じ周波数で複数の送・受信装置（例えば、ワイヤレスマイク）を利用しようとする場合に、運用のための離隔距離を少なくし、同一空間内で同時に利用できる装置の数（マイクの本数）を増やすことができる。

実施の形態１のＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１のＰＲＢＳ生成回路と初期値の例である。実施の形態１のＯＦＤＭフレーム構成と信号Ｗｉとの対応を示す図である。実施の形態２のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。提案済みのＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。提案済みのＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。提案済みのＯＦＤＭフレーム構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。本発明のＯＦＤＭ送信装置の全体構成は、図５に示す提案済みの送信装置と同じであり、同じ構成については省略してある。本発明はパイロット信号の生成に関する部分が、図５の送信装置と異なっている。なお、本明細書では、以下、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号及びコンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号に、ＴＭＣＣ信号も含めて、パイロット信号と呼ぶことがある。

図１に、送信側において、設定したグループ番号に応じてＷ_ｉの初期値を変更する構成を示す。図１のＯＦＤＭフレーム構成部１１は、図５のＯＦＤＭフレーム構成部５８と同等のものである。図１の送信装置は、スキャッタードパイロット（ＳＰ）生成部１２、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）生成部１３、及びＴＭＣＣ生成部１４に加えて、グループ番号設定部１５と、初期値発生部１６と、各パイロット信号用のＷ_ｉ乗算部１７が設けられている。

スキャッタードパイロット（ＳＰ）生成部１２、及びコンティニュアルパイロット（ＣＰ）生成部１３は、所定のパターンにより、ＳＰ、ＣＰのそれぞれのパイロット信号の基準信号（例えば、データ“１”に基づく信号）を生成する。すなわち、この後、後述のＷ_ｉ乗算処理を行うことにより、ＯＦＤＭフレームに挿入される各パイロット信号が生成される。また、ＴＭＣＣ生成部１４は、後述のＴＭＣＣ生成手順に従って、ＴＭＣＣ信号を生成する。

グループ番号設定部１５は、ユーザの設定等に基づいて、設定された任意のグループ番号を出力する。なお、本明細書ではグループを番号で区別しているが、この番号は必ずしも数字を意味するものではなく、何らかのグループが区別できるコードを付与することを意味している。

初期値発生部１６は、グループ番号設定部１５で設定したグループ番号に基づいて、例えば図２（ａ）で示されるＰＲＢＳ生成回路に与える初期値を発生する。グループ番号と初期値（Ｗ_０を生成するための最初の値）との関係は、例えば、図２（ｂ）のように対応付ける。

Ｗ_ｉ乗算部１７は、設定したグループ番号に対応する初期値に基づいて、ＰＲＢＳビット列Ｗ_ｉを生成し、生成されたＷ_ｉをＳＰ、ＣＰ、ＴＭＣＣのそれぞれのパイロット信号の少なくとも一つに乗算することにより、パイロット信号の符号拡散を行う。なお、乗算処理にあたっては、ＳＰのみＷ_ｉを乗算するケース、ＳＰ及びＣＰのみＷ_ｉを乗算するケース、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣの全てにＷ_ｉを乗算するケース等が考えられる。ここで、例えば、ＣＰパイロット信号は、他の送信装置のＯＦＤＭ信号のＣＰパイロット信号とキャリア番号にオフセットを設けることにより、混信を防止することが可能であり、このような場合は必ずしもＷ_ｉを乗算する必要はない。また、ＴＭＣＣ信号は、同期をとりやすくするため、Ｗ_ｉを乗算しない場合もある。このように、どのパイロット信号にＷ_ｉを乗算するかは、必要に応じて行うことができる。

ＯＦＤＭフレーム構成部１１は、図５で説明したものと同様に、周波数インターリーブ部から、キャリア変調済みのデジタル音声信号を入力し、パイロット信号とデジタル信号を合成して、ＯＦＤＭセグメントフレームを作成する。そして、ＩＦＦＴ部５９に出力する。

次に、Ｗ_ｉを乗算することによる、パイロット信号の符号拡散について補足する。ＰＲＢＳ生成多項式は、例えば、次式で表される。

g(x) ＝ X¹¹＋ X⁹＋ 1 （１）式

このＰＲＢＳ生成多項式は、図２（ａ）に示すＰＲＢＳ生成回路で実現される。図２（ａ）の回路は、シフトレジスタを構成するように、ビット遅延回路２１を１１段直列に接続し、９段目と１１段目の出力をＥＸ−ＯＲ２２に入力して、その結果を初段に入力している。このＰＲＢＳ生成回路の出力２３として、ＯＦＤＭのシンボル番号ｎおよびキャリア番号ｋに相当する出力ビット列Ｗ_ｉが得られる。なお、ＰＲＢＳ生成回路及び初期値は、図２のものに限られるわけではない。

Ｗ_ｉはＯＦＤＭの1フレーム（例えば４０シンボル）ごとにリセットしてＷ_０となる。リセットした時のＷ_０に適用するＰＷＢＳの初期値（すなわち、最初にＰＲＢＳ生成回路のシフトレジスタの各段に与える初期値）として、図２（ｂ）の初期値を与える。例えば、グループ番号１であれば、初期値「１１１１１１１１１１１」の各ビットが、シフトレジスタ２１の（１）〜（１１）の各段の値として与えられる。

ここで、ＰＮ（Pseudorandom Noise：擬似雑音）符号は、シフトレジスタの段数ｌの場合の符号長は２^ｌ−１となり、２^ｌ−１個のＷ_ｉが巡回して生成される。初期値を変えることは、符号長２^ｌ−１の位相が代わることに相当する。

Ｗ_０の初期値として採用する符号は「互いに異なるグループ番号間のＷ_０の符号の距離は、ＯＦＤＭのサブキャリア総数の整数倍に一致しないこと。」という条件を満たすものでなければならない。ここで符号の距離とは、ＰＷＢＳ発生回路から出力される符号の数をいう。もし、サブキャリア総数の整数倍に一致している場合は、異なるグループ番号を設定したとしても、時間的にパイロット信号の位相が異なる他の送信装置と一致する条件（同じサブキャリアに同じＷ_ｉが生じる可能性）が発生する。そして一致した場合、伝送路特性推定に悪影響を及ぼす。

一例として、ＯＦＤＭのサブキャリアの総数が４６本の場合を挙げると、これの整数倍、たとえばＳＰが５シンボルで一巡するという５倍を用いると、４６×５＝２３０という距離がグループを識別できなくなる距離である。ここでは、これらを鑑みて、一例として、１を加えた２３１をグループ間の符号間の距離として初期値を求めた。図２（ｂ）はこのようにして求めた初期値の例である。１を加えることでグループ間をまたがってＷ_ｎｋの2次元空間上で符号が一致することが無くなり、グループ番号が異なり、異なる初期値が割り当てられたワイヤレスマイクからの干渉をランダム化することができる。これにより受信するワイヤレスマイク信号の誤り訂正の干渉に対する誤り訂正能力を高めることができる。

シフトレジスタの出力信号Ｗ_ｉは、ＯＦＤＭのシンボル番号ｎおよびキャリア番号ｋに基づいて、ＯＦＤＭフレーム構造に対して、図３に示すように、キャリア方向から順次、Ｗ_ｎｋとして割り付けられる。最右端キャリアまで割り付けられた後、シンボル方向に一つ更新して、順次キャリア方向に割り付けていく。すなわち、ＳＰパイロット信号の配置されたＷ_ｎｋに基づいて、Ｗ_ｉが割付けられ、割り付けられたＷ_ｉをＳＰの基準信号に対して乗算することとなる。例えば、図７において、シンボル番号１、キャリア番号３のＳＰパイロット信号は、図３の対応する４９番目のＷ_ｉ（すなわち、Ｗ_１，３＝Ｗ₄₉）が計算されて、ＳＰの基準信号に乗算される。

次に、ＴＭＣＣ信号の設定について説明する。ＴＭＣＣ信号はＤＢＰＳＫ信号で伝送される。差動基準Ｂ０は、前述したＷ_ｉで規定される。ＴＭＣＣの変調信号は、差動符号化後の情報０，１に対して、(＋4/3, 0)、(−4/3, 0)の信号点をとる。

差動符号化前の情報Ｂ０からＢ３９に対し、差動符号化後の情報Ｂ’０からＢ’３９は次のように規定される。

Ｂ０の差動復調の基準およびＢ１〜Ｂ１６の同期信号については、表３に示すようにグループ番号ごとに異なる同期信号を予め作成し、これを割り当てても良い。この場合は、ＴＭＣＣ信号のＢ１〜Ｂ１６の同期信号については、Ｗ_ｉの乗算処理を行わない。これは、同期信号に乗算処理を行うことにより、同期を取り難くなる場合があるからである。また、同期信号の別の作成方法として、同期信号の基本パターン（Ｂ１〜Ｂ１６）を各送・受信装置で共通にし、グループごとに異なるＷ_ｉの乗算（符号拡散）をして、互いに区別できる同期信号を発生させても良い。これにより、グループごとの異なる同期信号を得ることができる。Ｂ１７〜Ｂ３９については、式３及び表２に示される従来と同様の値を設定することができる。

その後、必要に応じて、Ｂ１７〜Ｂ３９については、Ｗ_ｉの乗算処理を行うことができる。

このように本発明のＯＦＤＭ送信装置によれば、グループ番号ごとに、異なったＰＲＢＳ出力ビット列Ｗ_ｉを設定することができ、受信側でパイロット信号の識別を容易にすることができる。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２として、受信装置について説明をする。図４は本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。本発明のＯＦＤＭ受信装置の全体構成は、図６に示す提案済みの送信装置と同じであり、同じ構成については省略してある。本発明は、パイロット信号を分離してから伝送路特性や同期信号を導きだす構成が、図６の受信装置と異なっている。

図４は、受信側で設定したグループ番号に応じてＷ_ｉの初期値を変更する構成を示す。図４のＯＦＤＭ受信装置は、少なくとも１系統のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部４１と、スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部４２と、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部４３と、ＴＭＣＣ分離部４４に加えて、グループ番号設定部４５と、初期値発生部４６と、各パイロット信号用のＷ_ｉ乗算部４７が設けられている。伝送路特性推定部４８と、ＴＭＣＣ信号再生部５０と、除算部４９は、図６に記載のものと、基本的に同じ機能を有する。

スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部４２、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部４３、及びＴＭＣＣ分離部４４は、ＯＦＤＭフレーム構成に基づいて、それぞれＳＰ、ＣＰ、ＴＭＣＣのパイロット信号を分離する。

グループ番号設定部４５は、ユーザの設定等に基づいて、設定された任意のグループ番号を出力する。

初期値発生部４６は、グループ番号設定部４５で設定したグループ番号に基づいて、例えば、図２（ａ）で示されるＰＲＢＳ生成回路に与える初期値を発生する。グループ番号と初期値（Ｗ_０を生成するための最初の値）の関係は、例えば、図２（ｂ）のように送信側と同じ対応関係で設定する。Ｗ_ｉはＯＦＤＭの１フレーム（例えば４０シンボル）ごとにリセットしてＷ_０となる。リセットした時のＷ_０に適用するＰＷＢＳの初期値として、図２（ｂ）の初期値を与える。例えば、グループ番号１であれば、初期値「１１１１１１１１１１１」の各ビットが、シフトレジスタ２１の（１）〜（１１）の各段の値として与えられる。

Ｗ_ｉ乗算部４７は、設定したグループ番号に対応する初期値に基づいて、送信側と同様にＰＲＢＳビット列Ｗ_ｉを生成し、生成されたＷ_ｉを、受信信号から分離されたＳＰ、ＣＰ、ＴＭＣＣのそれぞれのパイロット信号に乗算する。なお、乗算処理にあたっては、ＳＰのみＷ_ｉを乗算するケース、ＳＰ及びＣＰのみＷ_ｉを乗算するケース、ＳＰ，ＣＰ，ＴＭＣＣの全てにＷ_ｉを乗算するケース等が考えられ、送信側で行われた乗算処理に対応して受信側の乗算処理を行うことが望ましい。

仮に、送信側とグループが異なっていれば、ビット列Ｗ_ｉは疑似ランダム（PN）符号から生成されているので、初期値が異なる符号が設定された干渉信号は、乗算の結果、干渉成分が拡散されてランダム雑音のようになる。よって、異なるグループの送信装置からの信号のパイロット信号が除去できる。グループが一致していれば、ＰＲＢＳビット列Ｗ_ｉが等しく、乗算の結果、適切なパイロット信号が得られる。

伝送路特性推定部４８は、図６の伝送路特性推定部６７と同様に、Ｗ_ｉ乗算部４７から得られたスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号及び／又はコンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号に基づいて、信号伝送路の伝送特性を推定する。

その後、除算部４９において、本線受信信号を、推定した伝送路特性で除算して本線復調信号を得る。また、ＴＭＣＣ信号再生部５０は、Ｗ_ｉ乗算部４７から得られたＴＭＣＣ信号を再生し、同期信号や制御信号等を抽出する。

以降の処理は、基本的に、図６における受信装置の処理と同じである。

このように実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置によれば、グループ番号が同じ送信装置から送信されたＯＦＤＭ変調信号のパイロット信号を識別することができ、伝送路特性を正確に推定することができる。

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。

１１ＯＦＤＭフレーム構成部
１２スキャッタードパイロット（ＳＰ）生成部
１３コンティニュアルパイロット（ＣＰ）生成部
１４ＴＭＣＣ生成部
１５グループ番号設定部
１６初期値発生部
１７Ｗ_ｉ乗算部
２１シフトレジスタ
２２排他的論理和
２３シフトレジスタ出力
４１ＦＦＴ部
４２スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部
４３コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部
４４ＴＭＣＣ分離部
４５グループ番号設定部
４６初期値発生部
４７Ｗ_ｉ乗算部
４８伝送路特性推定部
４９除算部
５０ＴＭＣＣ信号再生部
５１エネルギー拡散部
５２外符号符号化部
５３内符号符号化部
５４キャリア変調部
５５周波数インターリーブ部
５６パイロット信号生成部
５７ＴＭＣＣ信号生成部
５８ＯＦＤＭフレーム構成部
５９ＩＦＦＴ部
６０ガードインターバル付加部
６１ガードインターバル除去部
６２ＦＦＴ部
６３スキャッタードパイロット（ＳＰ）分離部
６４コンティニュアルパイロット（ＣＰ）分離部
６５ＴＭＣＣ分離部
６６Ｗｉ乗算部
６７伝送路特性推定部
６８ＴＭＣＣ信号再生部
６９除算部
７０周波数デインターリーブ部
７１キャリア復調部
７２内符号復号部
７３外符号復号部
７４エネルギー逆拡散部

Claims

ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、スキャッタードパイロット（ＳＰ）基準信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）基準信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号に乗算し、前記乗算された信号をＯＦＤＭフレームの所定の位置に配置するＯＦＤＭ変調方式の送信装置において、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする送信装置。
請求項１の送信装置において、前記ＴＭＣＣ信号の同期信号は、前記グループ番号ごとに異なる同期信号のパターンを前記グループ番号の設定に応じて設定し、前記同期信号に対しては前記出力ビット列Ｗｉを乗算しないことを特徴とする送信装置。
請求項１の送信装置において、前記ＴＭＣＣ信号の同期信号は、前記グループ番号間で共通な基本パターンの信号とし、前記基本パターンの信号に対して前記出力ビット列Ｗｉを乗算して、グループ番号ごとに異なる同期信号を生成することを特徴とする送信装置。
ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行った受信信号から、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号を分離し、前記分離した信号にＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを乗算し、前記乗算された信号に基づいて、伝送路特性の推定又は同期信号と制御信号の抽出を行うＯＦＤＭ変調方式の受信装置において、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする受信装置。
ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、スキャッタードパイロット（ＳＰ）基準信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）基準信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号に乗算し、前記乗算された信号をＯＦＤＭフレームの所定の位置に配置する送信装置と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行った受信信号から、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号、コンティニュアルパイロット（ＣＰ）信号、ＴＭＣＣ信号の少なくとも一つの信号を分離し、前記分離した信号にＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを乗算し、前記乗算された信号に基づいて、伝送路特性の推定又は同期信号と制御信号の抽出を行う受信装置と、からなるＯＦＤＭ変調方式の送受信システムにおいて、前記送信装置及び前記受信装置のそれぞれに、所望のグループ番号を設定可能なグループ番号設定部と、設定されたグループ番号に対応して前記ＰＲＢＳ生成回路の初期値を発生する初期値発生部と、を設け、前記ＰＲＢＳ生成回路の出力ビット列Ｗｉを、グループ番号ごとに異ならせることを特徴とする送受信システム。