JP2015103930A - Transmitter, receiver, and transmission method of ofdm modulation system - Google Patents
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Abstract
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、及び伝送方法に関する。 The present invention relates to a transmitter, a receiver, and a transmission method using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme.
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。 The OFDM modulation method is multicarrier modulation in which data is carried on a large number of carrier waves (subcarriers). Since these subcarriers are orthogonal to each other, they do not interfere with each other unlike conventional frequency division multiplexing (FDM). There are advantages. The OFDM modulation method can be combined with a powerful error correction code and is strong against multipath failure and co-channel interference, and is therefore widely used in broadband digital communication. Specific applications include digital television broadcasting (Non-Patent Document 1), wireless LAN, fourth-generation mobile phones, and the like.
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。 In recent years, the frequency shift of a specific radio microphone (A type wireless microphone) has been demanded, and a digital wireless microphone in a new frequency band is also being studied. In the frequency reorganization action plan published by the Ministry of Internal Affairs and Communications, the transition frequency band of the specific radio microphone currently at 770 to 806 MHz is the white space of the terrestrial television broadcasting frequency band and the 1.2 GHz band (1240 to 1260 MHz). (Non-Patent Document 2). As a wireless microphone in this frequency band, use of an OFDM modulation method for modulation of an audio signal has been studied. This modulation method is expected to reduce the delay time due to the transmission / reception of the audio signal and prevent the deterioration of the reception quality due to multipath fading.
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。 In the following, the present invention and the background art thereof will be described taking application to an OFDM wireless microphone as an example, but the application of the present invention is not limited to a wireless microphone.
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。 The inventors of the present case have already proposed an OFDM transmission / reception system for a wireless microphone in a prior patent application (Japanese Patent Application No. 2013-095976). FIG. 5 shows a basic configuration of the transmission path encoding unit of this OFDM transmitter.
図5に示すように、OFDM送信装置は、外符号符号化部51と、エネルギー拡散部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。
As shown in FIG. 5, the OFDM transmitter includes an
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、外符号符号化部51に入力される。外符号符号化部51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52に出力する。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。ただし、外符号符号化部51の符号化の処理は、複数の誤り訂正符号を組み合わせた連接符号のときの処理であって、連接符号ではない場合は、外符号符号化部51は省略してもよい。
Each component will be described. An analog audio signal input from the microphone is converted into a digital audio signal by an A / D conversion unit (not shown) and input to the outer
エネルギー拡散部52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。なお、エネルギー拡散部52と外符号符号化部51は、その順を反対にして処理を行っても良い。
The
内符号符号化部53は、エネルギー拡散部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。
The inner
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、周波数インタリーブ部55に出力する。
The
周波数インタリーブ部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。移動受信時の伝送特性を改善する目的、例えばOFDM信号の帯域全体が同時に減衰するようなフラットフェージング環境下では、周波数インターリーブの効果が得られないため、周波数インタリーブ部55の後段に、時間的にデータを分散させる時間インタリーブ部(図示せず)を挿入し、強力な伝送路符号化としてもよい。
The
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。 The pilot signal generation unit 56 generates a scattered pilot (SP) signal and / or a continuous pilot (CP) signal that serves as a reference signal of amplitude and phase. Since the amplitude and phase at the time of signal generation of these signals are known, the transmission path characteristics can be estimated on the receiving side.
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Wi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Wkに関係付けられたBPSK(Binary Phase Shift Keying)信号とすることができる。 The scattered pilot (SP) is related to W k corresponding to the OFDM symbol number n and the carrier number k with respect to the output bit string W i of the PRBS (Pseudo-random bit sequence) generation circuit. An attached BPSK (Binary Phase Shift Keying) signal can be used.
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Wkに関係付けられたBPSK信号とすることができる。なお、変調位相はシンボル方向で同一である。 Further, the continuous pilot (CP) can be a BPSK signal related to W k corresponding to the carrier number k. The modulation phase is the same in the symbol direction.
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)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。
The TMCC
OFDMフレーム構成は、例えば、キャリア総数46(データキャリア数39)でシンボル数40のOFDMフレームとすることができる。TMCC信号は、特定のキャリアを用いて伝送され、例えばキャリア番号2,22,34の3つのキャリアに挿入される。なお、TMCC信号の配置はこれに限られず、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。
The OFDM frame configuration may be, for example, an OFDM frame with a total number of carriers 46 (number of data carriers 39) and 40 symbols. The TMCC signal is transmitted using a specific carrier, and is inserted into three carriers having
TMCC信号の具体的な構造について、表1、表2に基づいて説明する。TMCC信号は通常、DBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying)信号で伝送される。差動基準B0は、前述したキャリア番号kに相当するWkで規定される。Wkと変調信号の対応を表1に示す。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。
A specific structure of the TMCC signal will be described based on Tables 1 and 2. The TMCC signal is usually transmitted as a DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying) signal. The differential reference B 0 is defined by W k corresponding to the carrier number k described above. Table 1 shows the correspondence between W k and the modulation signal. The TMCC modulation signal takes (+4/3, 0) and (−4/3, 0) signal points with respect to
OFDMフレームが60シンボルであるとき、差動符号化前の情報B0からB59に対し、差動符号化後の情報B’0からB’59は次のように規定される。 When the OFDM frame has 60 symbols, the information B ′ 0 to B ′ 59 after differential encoding is defined as follows with respect to the information B 0 to B 59 before differential encoding.
表2にTMCC信号の構造の一例を示す。TMCC信号は一般に、同期信号と、制御情報と、パリティを含む。B1〜B16の同期信号については、偶数フレームと奇数フレームで異なっても良い。B17〜Bxx-1については、制御情報(例えば、キャリア変調方式や誤り訂正符号化率等の情報)を設定することができ、全てのフレーム(偶数フレーム及び奇数フレーム)で同一の制御情報を書き込む。Bxx〜B59については、パリティの情報を設定する。 Table 2 shows an example of the structure of the TMCC signal. The TMCC signal generally includes a synchronization signal, control information, and parity. The synchronization signals B 1 to B 16 may be different between even frames and odd frames. For B 17 to B xx−1 , control information (for example, information such as carrier modulation scheme and error correction coding rate) can be set, and the same control information in all frames (even frames and odd frames) Write. Parity information is set for B xx to B 59 .
OFDMフレーム構成部58は、周波数インタリーブ部55もしくは、時間インタリーブ部(図示せず)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59に出力する。
The OFDM
IFFT部59は、OFDMフレーム構成部58から入力されるOFDM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期間のIFFT出力信号を生成する。生成されたIFFT出力信号は、ガードインターバル付加部60に出力される。
The IFFT
ガードインターバル付加部60は、IFFT部59から入力されるIFFT出力信号の先頭に、IFFT出力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。
The guard
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。 Thereafter, a D / A converter (not shown) converts the input digital signal into an analog signal. A transmission frequency converter (not shown) modulates an analog signal input from the D / A converter to a transmission frequency, amplifies the power, and outputs the modulated signal to the reception side via the transmission antenna. Send.
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、パイロット信号分離部63と、伝送路特性推定部64と、TMCC分離部65と、TMCC信号再生部66と、除算部67と、周波数デインタリーブ部68と、キャリア復調部69と、内符号復号部70と、エネルギー逆拡散部71と、外符号復号部72とを備える。キャリア復調部69は、図示しないデマッピング部及びビットデインタ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69までの回路構成は、OFDM復調部を構成する。
FIG. 6 shows a basic configuration of an OFDM receiver already proposed by the present inventors. The OFDM receiver includes a guard interval removing unit 61, at least one FFT (Fast Fourier Transform)
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。
In FIG. 6, the received signal is received by one system, but a plurality of systems are provided with a guard interval removing unit 61 and an
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。 The guard interval removal unit 61 removes the guard interval given on the transmission side from the signal digitized after reception, and creates an effective symbol signal.
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。
The
パイロット信号分離部63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、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)信号を分離し、伝送路特性推定部64に出力する。
The pilot
伝送路特性推定部64は、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)信号に基づいて所定の処理を行い、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。
The transmission path
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TMCC信号を分離し、TMCC信号再生部66に出力する。
The
TMCC信号再生部66は、TMCC分離部65で分離されたTMCC信号を再生し、同期信号や制御情報等を抽出する。
The TMCC
除算部67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64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。
The
周波数デインタリーブ部68は、除算部67で処理された信号に対して、周波数デインタリーブ処理を行い、周波数的に並び替えられたデータを元に戻す。また、また、OFDM送信装置側で、時間インタリーブの処理されている場合は、周波数デインタリーブ部68の前段に時間デインタリーブ部(図示せず)を挿入する必要がある。
The
キャリア復調部69は、周波数デインタリーブ部68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70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。
The
内符号復号部70は、キャリア復調部69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70は、ビタビ復号等の誤り訂正復号処理を行う。
The inner
エネルギー逆拡散部71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。次に、外符号復号部72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。また、OFDM送信装置側で、誤り訂正符号が連接符号ではない場合は、外符号復号部72は省略してもよい。
The
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72とエネルギー逆拡散部71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70及び/又は外符号復号部72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。
The digital audio signal can be restored by the above processing. Note that the order of the outer
これまでのOFDM変調方式の送・受信装置は、TMCC信号でOFDM伝送に関する制御情報を送信側から受信側に送信していたが、全てのフレームで同じ制御情報を送っていたため、TMCC信号の限られたビット数で送信できる情報量には限界があった。他方、OFDM伝送方式は近年より高度化し、送信すべき制御情報は増加しており、全ての制御情報を送信することが困難になりつつあるという課題があった。 Conventional OFDM modulation transmission / reception devices transmit control information related to OFDM transmission from the transmission side to the reception side using TMCC signals. However, since the same control information is transmitted in all frames, the limit of TMCC signals is limited. There is a limit to the amount of information that can be transmitted with the determined number of bits. On the other hand, the OFDM transmission system has become more sophisticated in recent years, and the control information to be transmitted has increased, and there has been a problem that it is becoming difficult to transmit all the control information.
また、OFDM変調方式の送・受信装置が、例えば、ワイヤレスマイク等の一般ユーザー向けの製品に使用される場合には、各システム設計者(メーカ)或いは各ユーザーが独自の制御情報や追加的情報を受信装置側に送信したいというニーズがあるが、そのようなニーズに対応できるフレーム構成になっていないという課題があった。 In addition, when an OFDM modulation transmission / reception device is used in a product for general users such as a wireless microphone, each system designer (manufacturer) or each user has his own control information and additional information. However, there is a problem that the frame configuration is not suitable for such needs.
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、より高度化した多様なOFDM変調方式に対応でき、また、システム設計者或いはユーザーの独自の制御情報や追加的情報を送信することも可能なOFDM変調方式の送信装置、受信装置、及び伝送方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention made in view of the above problems is compatible with a variety of more advanced OFDM modulation schemes, and transmits unique control information and additional information of the system designer or user. Another object of the present invention is to provide a transmission device, a reception device, and a transmission method of an OFDM modulation scheme that can be performed.
上記課題を解決するための手段は、TMCC信号に設定する制御情報を偶数フレームと奇数フレームで異ならせることである。 Means for solving the above problem is to make the control information set in the TMCC signal different between even frames and odd frames.
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、同期信号と制御情報とパリティとを含むTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)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であって、前記TMCC信号の前記制御情報は、偶数フレームと奇数フレームとで異なっていることを特徴とする。 That is, in order to solve the above-described problem, a transmission apparatus according to the present invention uses an OFDM modulation scheme in which a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal including a synchronization signal, control information, and parity is arranged at a predetermined position in an OFDM frame. The transmission apparatus is characterized in that the control information of the TMCC signal differs between even frames and odd frames.
また、前記TMCC信号には、メーカ定義領域を有することが望ましい。 The TMCC signal preferably has a manufacturer-defined area.
また、前記TMCC信号に含まれる前記制御情報は、偶数フレームと奇数フレームとで全て異なっていることが望ましい。 The control information included in the TMCC signal is preferably different between even frames and odd frames.
また、前記TMCC信号の前記制御情報には、キャリア変調方式、誤り訂正符号化率、時間インタリーブ、システム識別、占有帯域幅、情報識別のいずれかの情報が含まれることが望ましい。 The control information of the TMCC signal preferably includes any information of a carrier modulation scheme, error correction coding rate, time interleaving, system identification, occupied bandwidth, and information identification.
また、前記TMCC信号の前記メーカ定義領域には、音声信号を圧縮する方法(非圧縮のリニアPCM、瞬時圧伸、ADPCMなど)を示す圧縮モード、圧縮後の音声データに対して機密性保持のための暗号化有無を示すスクランブル、マイクの音声入力レベルを調整するための入力アッテネータ値を示すマイク音声の感度切り替え、マイクのRF送信電力値を示す送信電力、マイクの装置異常を示すアラーム、マイクの電池やバッテリー残量を示す電池残量、被干渉時に音声信号が途切れることを回避するため、時間ダイバーシティで同じ情報を繰り返し送信する際の送り周期や送り回数を示す時間ダイバーシティのいずれかの情報が含まれることが望ましい。 Further, the manufacturer-defined area of the TMCC signal has a compression mode indicating a method for compressing the audio signal (non-compressed linear PCM, instantaneous companding, ADPCM, etc.), and confidentiality is maintained for the compressed audio data. Scrambled to indicate the presence / absence of encryption, microphone voice sensitivity switching to indicate the input attenuator value for adjusting the microphone's audio input level, transmission power to indicate the RF transmission power value of the microphone, alarm to indicate a device malfunction of the microphone, microphone In order to avoid the interruption of the audio signal at the time of interference, the remaining battery level indicating the battery, the remaining battery level, and time diversity information indicating the sending cycle and number of times of sending the same information repeatedly with time diversity Is preferably included.
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、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号を分離し、前記分離した信号から少なくとも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であって、偶数フレームと奇数フレームの前記TMCC信号から、それぞれ異なる制御信号を抽出することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a receiving apparatus according to the present invention separates a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal from a received signal subjected to FFT (Fast Fourier Transform) processing, and at least a synchronization signal from the separated signal. And a control signal extraction apparatus that extracts different control signals from the TMCC signals of even frames and odd frames.
また、前記TMCC信号から、メーカ定義領域に設定された情報を抽出することが望ましい。 Further, it is desirable to extract information set in the manufacturer definition area from the TMCC signal.
上記課題を解決するために本発明に係る伝送方法は、同期信号と制御情報とパリティとを含むTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号が所定の位置に配置されたOFDMフレームを送受信するOFDM変調方式の伝送方法であって、前記TMCC信号は、偶数フレームと奇数フレームとで前記制御情報が異なっていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a transmission method according to the present invention includes an OFDM modulation scheme that transmits and receives an OFDM frame in which a transmission and multiplexing configuration control (TMCC) signal including a synchronization signal, control information, and parity is arranged at a predetermined position. The TMCC signal is characterized in that the control information differs between even frames and odd frames.
本発明によれば、TMCC信号に設定する制御情報を偶数フレームと奇数フレームで異ならせることにより、従来の2倍の制御情報を伝送することができ、より高度化した多様なOFDM変調方式に対応することができる。また、TMCC信号内に設定したメーカ定義領域により、システム設計者(メーカ)或いはユーザーの独自の制御情報や追加的情報を、受信機側に送信することも可能となる。 According to the present invention, the control information set in the TMCC signal is made different between even frames and odd frames, so that twice as much control information as before can be transmitted, and it corresponds to various more advanced OFDM modulation schemes. can do. In addition, according to the manufacturer definition area set in the TMCC signal, the system designer (manufacturer) or the user's original control information and additional information can be transmitted to the receiver side.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るOFDM送受信装置で使用されるTMCC信号の構成を示す図である。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基本的に同じ構成とすることができ、TMCC信号生成部57で生成されるTMCC信号が従来と異なっている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a TMCC signal used in the OFDM transmission / reception apparatus according to
図1に示すTMCC信号は、偶数フレームと奇数フレームで伝送する制御情報が異なることが、従来と相違している。したがって、TMCC信号のビット数が同じであれば、従来のTMCC信号の2倍の制御情報を送信することができる。また、メーカ定義領域を有しており、システム設計者(メーカ)又はユーザーが自由に情報を定義し設定することができる。図1は、OFDMフレームが60シンボルで構成された例であり、したがって、TMCC信号も60ビットで一巡する。例えば、占有帯域幅が600kHzのモードの場合、一巡する時間は5.0msとなる。288kHzの場合は10.833ms、192kHzの場合は16.25msとなる。なお、TMCC信号のビット数はこれに限られず、OFDMフレームのシンボル数に従って適宜設定される。以下、具体的にその構造を説明する。 The TMCC signal shown in FIG. 1 is different from the conventional one in that control information transmitted in an even frame and an odd frame is different. Therefore, if the number of bits of the TMCC signal is the same, control information twice that of the conventional TMCC signal can be transmitted. In addition, a manufacturer definition area is provided, and information can be freely defined and set by a system designer (manufacturer) or a user. FIG. 1 shows an example in which an OFDM frame is composed of 60 symbols. Therefore, the TMCC signal also makes a round with 60 bits. For example, in the mode in which the occupied bandwidth is 600 kHz, the time for one round is 5.0 ms. In the case of 288 kHz, it becomes 10.833 ms, and in the case of 192 kHz, it becomes 16.25 ms. Note that the number of bits of the TMCC signal is not limited to this, and is appropriately set according to the number of symbols in the OFDM frame. The structure will be specifically described below.
TMCC信号の最初のビットB0は、差動復調の基準となる信号であり、従来と同様に、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Wiに対し、OFDMのキャリア番号kに相当するWkに関係付けられた信号とすることができる。他の基準信号を用いても良い。それ以降のビット番号B1からB59までは、前述の(式2)の規定で差動符号化される。 The first bit B 0 of the TMCC signal is a signal serving as a reference for differential demodulation, as in the conventional, PRBS: to the output bit sequence W i of (Pseudo-random bit sequence a pseudo-random bit sequence) generator , A signal related to W k corresponding to the OFDM carrier number k. Other reference signals may be used. Subsequent bit numbers B 1 to B 59 are differentially encoded according to the above-mentioned definition of (Equation 2).
ビット番号B1からB16までは、同期信号であり、従来と同様に、16ビットの信号を設定する。例えば、偶数フレームと奇数フレームは互いに相補的なビット列とすることができる。なお、同期信号は、図1に示されたビット数及びビット列に限られるものではない。 Bit numbers B 1 to B 16 are synchronization signals, and a 16-bit signal is set as in the conventional case. For example, the even frame and the odd frame can be complementary bit strings. Note that the synchronization signal is not limited to the number of bits and the bit string shown in FIG.
図1の例では、次のB17からB23までを制御情報に割り当てており、偶数フレームと奇数フレームは、伝送する制御情報が完全に異なっている。例えば、偶数フレームにはB17からB18の2ビットにキャリア変調方式の情報を設定し、B19からB21の3ビットに時間インタリーブの情報を設定し、B22からB23の2ビットに占有帯域幅の情報を設定する。これに対して、奇数フレームにはB17からB18の2ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、B19からB21の3ビットにシステム識別の情報を設定し、B22からB23の2ビットに情報識別の情報を設定する。なお、情報の種類や設定場所は、これに限られるものではない。 In the example of FIG. 1, the next B 17 to B 23 are allocated to the control information, and the control information to be transmitted is completely different between the even frame and the odd frame. For example, for even frames, carrier modulation information is set in 2 bits from B 17 to B 18 , information in time interleaving is set in 3 bits from B 19 to B 21 , and 2 bits from B 22 to B 23 are set. Set the occupied bandwidth information. On the other hand, error correction coding rate information is set in 2 bits from B 17 to B 18 for odd frames, system identification information is set in 3 bits from B 19 to B 21 , and B 22 to B Information identification information is set in 2 bits of 23 . Note that the type of information and the setting location are not limited to this.
図1の例では、TMCC信号のB24からB27の4ビットを予備としている。また、B28からB47の20ビットをメーカ定義領域としている。メーカ定義領域は、システム設計者(メーカ)又はユーザーが自由に定義して情報を設定することのできる領域であり、偶数フレームと奇数フレームで同じ情報を設定しても、異なる情報を設定しても良い。 In the example of FIG. 1, 4 bits from B 24 to B 27 of the TMCC signal are reserved. Further, 20 bits from B 28 to B 47 are used as the manufacturer definition area. The manufacturer definition area is an area where system designers (manufacturers) or users can freely define and set information. Even if the same information is set for even frames and odd frames, different information can be set. Also good.
B48からB59の12ビットは、偶数フレーム、奇数フレームとも、パリティに使用する。誤り訂正符号は適宜選択することができるが、例えば、誤り訂正可能ビット数t=2のBCH短縮符号(43,31)とすることができる。 The 12 bits B 48 to B 59 are used for parity in both even and odd frames. The error correction code can be selected as appropriate. For example, the error correction code may be a BCH shortened code (43, 31) having an error-correctable bit number t = 2.
図2は、図1のTMCC信号において、B28からB47(20ビット)に配置されたメーカ定義領域の設定例である。音声信号を圧縮する方法を示す圧縮モード(LPCM[Linear Pulse Code Modulation]、IC[Instantaneous Companding]、ICS[Instantaneous Companding for stereo]、AC[Audio Compression for Stereo])、圧縮後の音声データに対して機密性保持のための暗号化有無を示すスクランブル、マイクの音声入力レベルを調整するための入力アッテネータ値を示すマイク音声の感度切り替え、マイクRF送信電力値を示す送信電力、マイクの装置異常を示すアラーム、マイクの電池やバッテリー残量を示す電池残量等の情報を自由に設定できる。なお、図2の例では、奇数フレームを予備の領域にしているが、情報を偶数フレームと奇数フレームに適宜振り分けることも、重要な情報については両フレームで同じ情報を設定し、確実な送信を行うこともできる。 FIG. 2 is a setting example of the manufacturer definition area arranged from B 28 to B 47 (20 bits) in the TMCC signal of FIG. For compression mode (LPCM [Linear Pulse Code Modulation], IC [Instantaneous Companding], ICS [Instantaneous Companding for stereo], AC [Audio Compression for Stereo]) indicating the method of compressing the audio signal, Scramble indicating the presence / absence of encryption for confidentiality maintenance, sensitivity switching of microphone sound indicating an input attenuator value for adjusting the sound input level of the microphone, transmission power indicating the microphone RF transmission power value, indicating a device abnormality of the microphone Information such as the alarm, the battery of the microphone and the remaining battery level indicating the remaining battery level can be freely set. In the example of FIG. 2, the odd frame is used as a spare area. However, the information is appropriately distributed to the even frame and the odd frame. For important information, the same information is set in both frames, and reliable transmission is performed. It can also be done.
図1のTMCC信号を受信する、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基本的に同じ構成とすることができ、TMCC信号再生部66で生成されるTMCC信号とその後の処理が従来と異なっている。 The overall configuration of the OFDM receiving apparatus of the present invention that receives the TMCC signal of FIG. 1 can be basically the same as the proposed transmitting apparatus shown in FIG. The TMCC signal and subsequent processing are different from conventional ones.
TMCC信号再生部66は、偶数フレームと奇数フレームで得られたTMCC信号から、それぞれ制御情報を別個に取り出し、得られた制御情報に基づいて、キャリア復調及び復号処理を行う。また、メーカ定義領域から所定の情報を分離して取り出し、OFDM受信装置における制御等に利用する。
The TMCC
このように、実施の形態1のOFDM送信装置、受信装置、及び伝送方法によれば、TMCC信号に多くの制御情報を設定することができ、また、メーカ定義領域に自由に情報を設定することができ、より高度化したOFDM伝送方式に対応することができる。 As described above, according to the OFDM transmitter, receiver, and transmission method of the first embodiment, a lot of control information can be set in the TMCC signal, and information can be freely set in the manufacturer definition area. It is possible to cope with a more advanced OFDM transmission system.
(実施の形態2)
以下に、本発明の実施の形態2について説明をする。図3は、本発明の実施の形態2に係るOFDM送受信装置で使用されるTMCC信号の構成を示す図である。実施の形態2においても、OFDM送信装置及び受信装置の全体構成は、図5及び図6に示す提案済みの送受信装置と基本的に同じ構成とすることができ、TMCC信号生成部57で生成され、TMCC信号再生部66で処理されるTMCC信号が従来と異なっている。
(Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a TMCC signal used in the OFDM transmission / reception apparatus according to
図3に示すTMCC信号は、偶数フレームと奇数フレームで伝送する制御情報が異なることが、従来と相違している。また、図1のTMCC信号は偶数フレームと奇数フレームで制御情報が完全に異なっているが、図3のTMCC信号は、一部の重要な制御情報(例えば、キャリア変調方式の情報)は、偶数フレームと奇数フレームで重複して設定しており、他の制御情報については、偶数フレームと奇数フレームのいずれか一方にのみ設定している。したがって、重要な制御情報の確実な伝送を可能とするとともに、従来のTMCC信号よりもより多くの制御情報を送信することができる。また、図1のTMCC信号と同様に、メーカ定義領域を有している。以下、具体的にその構造を説明する。 The TMCC signal shown in FIG. 3 is different from the conventional one in that the control information transmitted in the even frame and the odd frame is different. In addition, although the control information of the TMCC signal in FIG. 1 is completely different between even frames and odd frames, the TMCC signal in FIG. 3 has some important control information (for example, information on the carrier modulation scheme) even. Frames and odd frames are set redundantly, and other control information is set only in either the even frame or the odd frame. Therefore, it is possible to reliably transmit important control information and to transmit more control information than the conventional TMCC signal. Further, similarly to the TMCC signal of FIG. 1, it has a manufacturer-defined area. The structure will be specifically described below.
図3は、OFDMフレームが60シンボルで構成された例であり、したがって、TMCC信号も60ビットで一巡する。TMCC信号の最初のビットB0は、差動復調の基準となる信号であり、従来と同様に、PRBS生成回路の出力ビット列Wiに対し、OFDMのキャリア番号kに相当するWkに関係付けられた信号とすることができる。それ以降のビット番号B1からB59までは、前述の(式2)の規定で差動符号化される。 FIG. 3 shows an example in which an OFDM frame is composed of 60 symbols. Therefore, the TMCC signal also makes a round with 60 bits. The first bit B 0 of the TMCC signal is a signal used as a reference for differential demodulation, and is related to W k corresponding to the OFDM carrier number k with respect to the output bit string W i of the PRBS generation circuit, as in the past. Signal. Subsequent bit numbers B 1 to B 59 are differentially encoded according to the above-mentioned definition of (Equation 2).
ビット番号B1からB16までは、同期信号であり、従来と同様に、16ビットの信号を設定する。例えば、偶数フレームと奇数フレームは互いに相補的なビット列とすることができる。なお、同期信号は、図3に示されたビット数及びビット列に限られるものではない。 Bit numbers B 1 to B 16 are synchronization signals, and a 16-bit signal is set as in the conventional case. For example, the even frame and the odd frame can be complementary bit strings. Note that the synchronization signal is not limited to the number of bits and the bit string shown in FIG.
図3の例では、次のB17からB30までの領域を制御情報に割り当てており、偶数フレームと奇数フレームは、B17からB20には同一の制御情報(例えば、キャリア変調方式の情報)が設定され、それ以外の領域は互いに異なった制御情報が設定されている。すなわち、偶数フレームは、B17からB18の2ビットにキャリア変調方式の情報を設定し、B19からB20の2ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、B21からB23の3ビットに時間インタリーブの情報を設定し、B24からB25の2ビットに占有帯域幅の情報を設定し、B26からB27の2ビットに情報識別の情報を設定し、B28からB30の3ビットを予備としている。これに対して、奇数フレームは、B17からB18の2ビットに偶数フレームと同じキャリア変調方式の情報を設定し、B19からB20の2ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、B21からB27の7ビットは予備とし、B28からB30の3ビットにシステム識別の情報を設定する。 In the example of FIG. 3, the next area from B 17 to B 30 is assigned to the control information, and even frames and odd frames have the same control information (for example, information on the carrier modulation scheme) in B 17 to B 20. ) Is set, and different control information is set in other areas. That is, for even frames, information on the carrier modulation scheme is set in 2 bits from B 17 to B 18 , information on the error correction coding rate is set in 2 bits from B 19 to B 20 , and B 21 to B 23 are set. Time interleave information is set in 3 bits, occupied bandwidth information is set in 2 bits from B 24 to B 25 , information identification information is set in 2 bits from B 26 to B 27 , and B 28 to B 30 3 bits are reserved. On the other hand, in the odd frame, the same carrier modulation information as the even frame is set in 2 bits from B 17 to B 18 and the error correction coding rate information is set in 2 bits from B 19 to B 20. , B 21 to B 27 are reserved, and system identification information is set to 3 bits B 28 to B 30 .
図3の例では、TMCC信号のB31からB47の17ビットをメーカ定義領域としている。メーカ定義領域は、システム設計者(メーカ)又はユーザーが自由に定義して情報を設定することのできる領域であり、偶数フレームと奇数フレームで同じ情報を設定しても、異なる情報を設定しても良い。 In the example of FIG. 3, and the B 31 of the TMCC signals of 17 bits of B 47 and manufacturer definition area. The manufacturer definition area is an area where system designers (manufacturers) or users can freely define and set information. Even if the same information is set for even frames and odd frames, different information can be set. Also good.
B48からB59の12ビットは、偶数フレーム、奇数フレームとも、パリティに使用する。誤り訂正符号は適宜選択することができるが、例えば、誤り訂正可能ビット数t=2のBCH短縮符号(43,31)とすることができる。 The 12 bits B 48 to B 59 are used for parity in both even and odd frames. The error correction code can be selected as appropriate. For example, the error correction code may be a BCH shortened code (43, 31) having an error-correctable bit number t = 2.
図4は、図3のTMCC信号において、B30からB47(17ビット)に配置されたメーカ定義領域の設定例である。この例では、偶数フレームに、音声信号の圧縮モード、スクランブル、マイク音声の感度切り替え、送信電力、アラーム、電池残量等の情報を設定し、奇数フレームに、時間ダイバーシティ送り周期と時間ダイバーシティ送り回数の情報を設定している。なお、上記の時間ダイバーシティ送り回数及び送り周期は、OFDM変調方式において、被干渉時に音声信号が途切れることを回避するため、同一の音声信号が含まれるシンボルを複数回繰り返して送信する時間ダイバーシティ送信方法に対応する情報である。メーカ定義の情報は、偶数フレームと奇数フレームに適宜振り分けることも、また、必要に応じて両フレームで同じ情報を設定し、確実な送信を行うこともできる。 FIG. 4 is an example of setting the manufacturer definition area arranged from B 30 to B 47 (17 bits) in the TMCC signal of FIG. In this example, information such as audio signal compression mode, scramble, microphone audio sensitivity switching, transmission power, alarm, battery level, etc. is set for even frames, and the time diversity sending period and time diversity sending count are set for odd frames. Information is set. Note that the time diversity transmission method and the transmission period described above are time diversity transmission methods in which a symbol including the same audio signal is repeatedly transmitted a plurality of times in order to avoid interruption of the audio signal at the time of interference in the OFDM modulation scheme. Is information corresponding to. The manufacturer-defined information can be appropriately distributed between even frames and odd frames, or the same information can be set in both frames as necessary, and reliable transmission can be performed.
このように実施の形態2に係るOFDM送信装置、受信装置、及び伝送方法によれば、TMCC信号に多くの制御情報を設定することができるとともに、重要な制御情報は確実に送信することができ、また、メーカ定義領域に自由に情報を設定することができ、より高度化したOFDM伝送方式に対応することができる。
As described above, according to the OFDM transmitter, the receiver, and the transmission method according to
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。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions and the like included in each means can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means and the like can be combined into one or divided.
51 外符号符号化部
52 エネルギー拡散部
53 内符号符号化部
54 キャリア変調部
55 周波数インタリーブ部
56 パイロット信号生成部
57 TMCC信号生成部
58 OFDMフレーム構成部
59 IFFT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
62 FFT部
63 パイロット信号分離部
64 伝送路特性推定部
65 TMCC分離部
66 TMCC信号再生部
67 除算部
68 周波数デインタリーブ部
69 キャリア復調部
70 内符号復号部
71 エネルギー逆拡散部
72 外符号復号部
51 Outer
Claims (8)
A transmission method of an OFDM modulation scheme that transmits and receives an OFDM frame in which a TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal including a synchronization signal, control information, and parity is arranged at a predetermined position, wherein the TMCC signal includes an even frame, The transmission method characterized in that the control information is different for odd frames.
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