JP5594205B2 - 無線装置および送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、送信技術に関し、特にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号を送信する無線装置および送信方法に関する。

地上デジタル放送では、ひとつのチャンネル内に複数のセグメントが周波数分割多重されている。また、ワンセグメント放送は、ひとつのセグメントだけを使用して、番組が格納された信号を送信する。ひとつの送信機が、複数の番組を放送する際、ひとつのチャンネルに含まれた複数のセグメントを使用する（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−１５４４１６号公報

エリアワンセグメント放送とは、地上デジタル放送のひとつであるワンセグメント放送を利用し、放送事業者によって使用される送信電力よりも低い送信電力によって、狭いエリアに限定的にコンテンツデータを送信するサービスである。エリアワンセグメント放送によって提供される番組数が増加した場合、各無線装置が、ひとつのチャンネル内の別のセグメントを使用する。そのとき、周波数の有効利用を図る場合は、ガードバンドなしで周波数分割多重通信がなされるので、隣接のセグメント間の干渉が問題となる。これに対応するために、ひとつの無線装置がマスタ機器として動作し、別の無線装置がスレーブ機器として動作する。このようなマスタモードとスレーブモードによる周波数分割多重がなされると、隣接セグメントのＯＦＤＭ信号をマスタとしてシンボル同期が実行される。シンボル同期したタイミングにてＯＦＤＭ信号を送信することによって、隣接したセグメント間にガードバンドがなくても、チャンネル間の干渉が低減される。

スキャッタードパイロット信号（ＳＰ）は、キャリアごとにコード化し電力拡散されているとともに、フルセグメントの地上デジタル放送においてセグメントごとに異なる初期値にて生成されている。その結果、各セグメントのスキャッタードパイロット信号が、互いに異なった値となるので、電力拡散するように運用されている。またＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号は、フルセグメントの地上デジタル放送においてセグメントごとに同じ内容がセグメントごとに異なるキャリア配置の初期値をもとに生成されて運用されている。一方、ワンセグメント放送では、セグメント０に対する初期値が使用される。そのため、エリアワンセグメント放送において、ひとつのチャンネルに含まれた複数のセグメントを使用する場合、１３セグメントのＯＦＤＭフレームタイミングのすべてで、スキャッタードパイロット信号やＴＭＣＣ信号が同一の値になる。その結果、送信波形における振幅のピークが大きくなりやすい。送信波形における振幅のピークが大きくなるほど、送信アンプや受信アンプにおいて歪みが生じやすくなる。このような歪みによって、通信品質は悪化する。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数分割多重がなされている状況下において、同一パターンのスキャッタードパイロットを使用しながらも、送信されるスキャッタードパイロット信号がシンボル単位で見たときにセグメントごとに一致しないようにする技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、周波数領域において連続して配置された複数の帯域のうち、他の無線装置が複数のＯＦＤＭシンボルを含むフレーム信号を送信している帯域を調査する調査部と、調査部が調査した結果を記憶する記憶部と、記憶部が記憶した調査結果をもとに、他の無線装置がフレーム信号を送信している帯域のうちのひとつである第１帯域と、他の無線装置がフレーム信号を非送信である第２帯域とを選択する選択部と、選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号に対して、ＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成する第１生成部と、第１生成部が生成したシンボルタイミングのＯＦＤＭシンボルが複数含まれたフレーム信号のフレームタイミングであって、かつ選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号のフレームタイミングからＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずれたフレームタイミングを生成する第２生成部と、第２生成部が生成したフレームタイミングおよび第１生成部が生成したシンボルタイミングにしたがって、選択部が選択した第２帯域においてフレーム信号を送信する送信部と、を備える。

この態様によると、第１帯域に対して、シンボルタイミングを同期させながら、フレームタイミングをＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずらすので、帯域間において、処理単位に異なったタイミングのフレームを生成できる。

送信部から送信されるフレーム信号には、選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号に含まれたパイロット信号およびＴＭＣＣ信号のうちの少なくともいずれか一方に対して、フレーム信号内で相対的に同一パターンの信号が含まれていてもよい。この場合、フレーム信号内で相対的に同一パターンのパイロット信号およびＴＭＣＣ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号が含まれるので、帯域ごとに、パイロット信号およびＴＭＣＣ信号のうちの少なくともいずれか一方の信号を変えることができる。

第２生成部は、フレームタイミングを生成するために、複数の帯域内における第２帯域の位置に応じたずれ量を使用してもよい。この場合、複数の帯域内における第２帯域の位置に応じたずれ量を使用してフレームタイミングをずらすので、確実にずらすことができる。

本発明の別の態様は、送信方法である。この方法は、周波数領域において連続して配置された複数の帯域のうち、他の無線装置が複数のＯＦＤＭシンボルを含むフレーム信号を送信している帯域を調査するステップと、調査した結果をメモリに記憶するステップと、メモリに記憶した調査結果をもとに、他の無線装置がフレーム信号を送信している帯域のうちのひとつである第１帯域と、他の無線装置がフレーム信号を非送信である第２帯域とを選択するステップと、選択した第１帯域において受信したフレーム信号に対して、ＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成するステップと、生成したシンボルタイミングのＯＦＤＭシンボルが複数含まれたフレーム信号のフレームタイミングであって、かつ選択した第１帯域において受信したフレーム信号のフレームタイミングからＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずれたフレームタイミングを生成するステップと、生成したフレームタイミングおよび生成したシンボルタイミングにしたがって、選択した第２帯域においてフレーム信号を送信するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、周波数分割多重がなされている状況下において、同一パターンのスキャッタードパイロットを使用しながらも、送信されるスキャッタードパイロット信号がシンボル単位で見たときにセグメントごとに一致しないようにすることができる。

図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係るエリアワンセグメント放送システムにおけるセグメントの配置を示す図である。 図１のエリアワンセグメント放送システムにおける無線装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｅ）は、図２のガードインターバル相関処理部における動作概要を説明する図である。 図２の動作制御部の構成を示す図である。 図２のシンボルタイミング生成部の構成を示す図である。 図６（ａ）−（ｆ）は、図５のシンボルタイミング生成部における動作概要を説明する図である。 図７（ａ）−（ｄ）は、図５のシンボルタイミング生成部における別の動作概要を説明する図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図２のフレームタイミング生成部における動作概要を説明する図である。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、エリアワンセグメント放送におけるコンテンツ配信サービスを実現するために、コンテンツデータが含まれたＯＦＤＭ信号を送信する無線装置に関する。各無線装置は、ワンセグメント放送と同様に、１セグメントのみを使用する。当該エリアワンセグメント放送においては、周波数の利用効率を向上させるために、周波数帯域において連続して配置された複数のセグメントがそれぞれ使用されており、セグメント間にガードバンドが設定されていない。また、各無線装置は、必要に応じてＯＦＤＭ信号の送信開始／停止を適宜行なう。このような状況において、隣接セグメント間の干渉を低減するために、無線装置は、次の処理を実行する。

無線装置では、スレーブモードとマスタモードとが規定される。無線装置は、ＯＦＤＭ信号の送信を開始する際に、他の無線装置が先行してＯＦＤＭ信号を送信中のセグメントが存在する場合、スレーブモードの動作を選択し、セグメントが存在しない場合、マスタモードの動作を選択する。スレーブモードで動作する場合、無線装置は、複数のセグメントにおけるＯＦＤＭ信号検出を定期的に実行することによって、他の無線装置によって使用されているセグメントを検出し、既に使用されているセグメントのひとつをマスタセグメントとして選択し、使用されていないセグメントのひとつを使用すべきセグメント（以下、「使用セグメント」という）として選択する。無線装置は、マスタセグメントにおいて受信したＯＦＤＭ信号のＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成し、生成したシンボルタイミングにてＯＦＤＭシンボルを生成する。さらに、無線装置は、生成したＯＦＤＭシンボルを使用セグメントにて送信する。

各セグメントにて送信されるＯＦＤＭ信号は、所定期間をフレームとして構成されており、フレームの開始タイミングから終了タイミングにわたって、スキャッタードパイロット信号およびＴＭＣＣ信号が配置されている。ここで、フレーム内のスキャッタードパイロット信号のパターンおよびＴＭＣＣ信号は、セグメントにかかわらず、同一であるとする。前述のごとく、複数のセグメントにおけるフレームが同期していると、同一値のスキャッタードパイロット信号およびＴＭＣＣ信号が重なり合ってしまうので、振幅のピークが増大してしまう。これに対応するために、無線装置は、シンボルタイミングを同期させながらも、使用されたセグメントに応じてフレームタイミングをずらす。そのため、複数のセグメントにおけるフレームが同期しなくなり、同一値のスキャッタードパイロット信号およびＴＭＣＣが重なり合ってしまうことが低減される。

図１（ａ）−（ｂ）は、本発明の実施例に係るエリアワンセグメント放送システムにおけるセグメントの配置を示す。図１（ａ）は、本実施例において使用されるセグメントに相当する。図示のごとく、５．７ＭＨｚ帯域幅の中に１３個のセグメントが配置されており、これは地上デジタル放送と同一である。そのため、各セグメントは、約４２９ｋＨｚの帯域を有する。地上デジタル放送では、中央のセグメント０がワンセグメント放送に使用される。エリアワンセグメント放送において、サービスを提供するチャンネルが増えた場合、セグメント０だけを使用していてはチャンネル不足になってしまう。そこでチャンネル数を増やすために、本実施例では、中央のセグメント０以外の１２個のセグメントも使用する。この場合、使用される１２個の各セグメント間、すなわち各エリアワンセグメント放送を放送する各チャンネル間にはガードバンドが設けられていない状況となる。

図１（ｂ）は、本実施例の比較対象となるセグメントの配置である。ここでは、ひとつおきのセグメントを使用し、その間のセグメントをガードバンドとして使用する。そのため、図１（ａ）と同一幅の周波数帯域において、７セグメントしか使用できない。しかしながら、ガードバンドを設けることによって、セグメント間の干渉が低減される。そのため、異なったセグメントに対する同期したＦＦＴクロックなどの送信が不要になり、シンボルタイミング同期も不要になる。一方、前述のごとく、本実施例では、図１（ａ）のごとく、ガードバンドが設けられていないので、これらに対する対策が必要になる。

図２は、エリアワンセグメント放送システムにおける無線装置１００の構成を示す。無線装置１００は、受信処理部１０、送信処理部１２を含む。また、受信処理部１０は、ワンセグメントチューナ１４と総称される第０ワンセグメントチューナ１４ａ、第１ワンセグメントチューナ１４ｂ、第１２ワンセグメントチューナ１４ｍ、ガードインターバル相関処理部１６と総称される第０ガードインターバル相関処理部１６ａ、第１ガードインターバル相関処理部１６ｂ、第１２ガードインターバル相関処理部１６ｍ、動作制御部１８、スイッチ２０、送信キャリア設定部２２、ＦＦＴ部４２、ＴＭＣＣデコーダ部４４を含む。また、送信処理部１２は、撮像素子２４、マイク２６、エンコード部２８、ＯＦＤＭフレーム構成部３０、シンボルタイミング生成部３２、ＯＦＤＭ変調部３４、周波数変換部３６、局部発振部３８、ＲＦ部４０、フレームタイミング生成部４６を含む。

ワンセグメントチューナ１４は、アンテナを介して図示しない他の無線装置から送信された信号を受信する。１３個のワンセグメントチューナ１４のそれぞれは、アンテナで受信した信号を入力する。各ワンセグメントチューナ１４は、図１（ａ）に示されたセグメントに１対１で対応する。つまり、各ワンセグメントチューナ１４は、互いに異なったセグメントの信号を受信できるように設定されている。各ワンセグメントチューナ１４は、設定されたセグメントの信号を抽出する。各ワンセグメントチューナ１４は、抽出した信号をガードインターバル相関処理部１６、ＦＦＴ部４２へ出力する。

ガードインターバル相関処理部１６は、ワンセグメントチューナ１４と同様に１３個備えられ、１３個のガードインターバル相関処理部１６のそれぞれは、ワンセグメントチューナ１４と１対１で対応する。各ガードインターバル相関処理部１６は、ワンセグメントチューナ１４からの信号を入力する。各ガードインターバル相関処理部１６は、ワンセグメントチューナ１４から入力した信号に対して、ガードインターバルでの相関処理を実行する。受信される信号は、ＯＦＤＭ信号である。このＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭシンボルとよばれる所定単位期間ごとに区切って送信される。各ＯＦＤＭシンボルの先頭部分には、ガードインターバルが付加され、それにつづいて有効シンボルが配置されている。また、ガードインターバルは、ＯＦＤＭシンボルの最後の部分を複製することによって作成されている。なお、以降の説明ではＯＦＤＭ信号を、ＯＦＤＭシンボル、または単に信号とよぶことがある。

ガードインターバル相関処理部１６は、入力した信号を有効シンボルの期間だけ遅延させ、遅延させた信号と入力した信号との相関値を検出する。当該相関値は、ガードインターバルの部分を入力しているときにピークとなる。そのため、相関値を検出することによって、ＯＦＤＭシンボルの開始タイミングを検出することができる。これは、ＯＦＤＭ信号を受信していることを検出することに相当する。つまり、ガードインターバル相関処理部１６は、周波数領域において連続して配置された複数のセグメントのうち、他の無線装置がＯＦＤＭ信号を送信している帯域を調査する。なお、ガードインターバル相関処理部１６は、後述のごとく無線装置１００がＯＦＤＭ信号を送信している場合においても調査を繰り返し実行する。以下では、本機器が送信を開始する時点で他の無線装置によって既に先行して使用されているセグメントを便宜的に「既占有セグメント」という。

図３（ａ）−（ｅ）は、ガードインターバル相関処理部１６における動作概要を説明する。図３（ａ）は、ＯＦＤＭシンボルの構成を示す。前述のごとく、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとの組合せによって構成される。ここでは、有効シンボルの後ろの部分を切り出し、これをＧＩとして有効シンボルの前に付加されている。図３（ｂ）は、受信されるＯＦＤＭ信号の構成を示す。図示のごとく、図３（ａ）に示されたＯＦＤＭシンボルが繰り返されている。図３（ｃ）は、相関処理を実行すべき区間を示す。図示のごとく、有効シンボル長離れたふたつのウインドウが設定されており、各ウインドウはＧＩ長の相当区間を有する。ここでは、Ｈｉｇｈレベルの区間がウインドウを示す。ガードインターバル相関処理部１６は、ふたつのウインドウに入力された信号同士に対して相関処理を実行する。

図３（ｄ）は、相関処理によって生成された相関値を示す。相関値は、ＧＩの中においてピークになる。図３（ｅ）は、図３（ｄ）の相関値をもとに生成したシンボル区間パルスを示す。シンボル区間パルスは、相関値のピーク近傍のタイミングにおいてＬｏｗレベルになり、それ以外の期間においてＨｉｇｈレベルになる波形である。シンボル区間パルスを生成することは、前述のＯＦＤＭシンボルの開始タイミングを検出することに相当する。なお、ワンセグメントチューナ１４およびガードインターバル相関処理部１６にＯＦＤＭ信号が入力されていない場合、シンボル区間パルスは、Ｈｉｇｈレベルを維持している。図２に戻る。ガードインターバル相関処理部１６は、動作制御部１８にシンボル区間パルスを出力する。

動作制御部１８は、各ガードインターバル相関処理部１６からのシンボル区間パルスを入力する。動作制御部１８は、シンボル区間パルスをもとに、所定の処理を実行する。所定の処理とは、（１）既占有セグメントの認識処理、（２）使用セグメントの選択処理、（３）動作モードの設定処理、（４）スレーブモードにおけるマスタセグメントの選択処理である。既占有セグメントの認識処理は、使用されているセグメントの有無の認識と記憶である。使用セグメントの選択処理は、無線装置１００が使用すべきセグメント番号の設定である。動作モードの設定処理は、無線装置１００の動作モードとして、マスタモードあるいはスレーブモードの設定である。マスタセグメントの選択処理は、スレーブモードで動作する場合のマスタセグメントの設定である。これらの処理によって、所定のセグメント、例えば０番のセグメントをマスタセグメントとし、別のセグメント、例えば２番のセグメントを使用セグメントとし、マスタセグメントでのＯＦＤＭ信号をマスタとし、使用セグメントでのＯＦＤＭシンボル同期送信を行う。一方、マスタセグメントが設定されない場合には、マスタモードとして動作される。

図４は、動作制御部１８の構成を示す。動作制御部１８は、既占有セグメント記憶部５０、セグメント選択部５２、動作モード設定部５４、マスタセグメント選択部５６を含む。
（１）既占有セグメントの認識処理
既占有セグメント記憶部５０は、各ガードインターバル相関処理部１６からのシンボル区間パルスをもとに既占有セグメントの有無と該当セグメント情報を取得する。つまり、既占有セグメント記憶部５０は、各セグメントに対して、シンボル区間パルスのなかにＬｏｗレベルの区間が含まれているかを監視することによって、それぞれのセグメントが既占有セグメントであるか否かの情報を取得する。

ここで、既占有セグメント記憶部５０は、Ｌｏｗレベルの区間が含まれている場合、既占有セグメントであると判定し、Ｌｏｗレベルの区間が含まれていない場合、空きのセグメントであると判定する。既占有セグメント記憶部５０は、取得した情報、つまりガードインターバル相関処理部１６での調査結果を記憶する。前述のごとく、ガードインターバル相関処理部１６は、後述のごとく無線装置１００がＯＦＤＭシンボルを送信している場合においても調査を繰り返し実行するので、既占有セグメント記憶部５０は、取得を繰り返し実行することによって、調査結果を更新して記憶する。更新とは具体的には既占有セグメントにおいてＯＦＤＭシンボルの送信が終了した場合、既占有セグメント記憶部５０は、そのＯＦＤＭシンボルの送信が終了した既占有セグメントに関する情報を削除する処理である。なお、新たにＯＦＤＭシンボルの送信を開始したセグメントについては既占有セグメントとはしない。

（２）使用セグメントの選択処理
セグメント選択部５２は、信号送信開始時に、既占有セグメント記憶部５０での記憶が終了したこと、つまり既占有セグメント初期設定が終了したことを確認する。確認後、セグメント選択部５２は、既占有セグメント記憶部５０の内容を参照し、他の無線装置１００がＯＦＤＭシンボルを非送信であるセグメント、つまり使用されていない任意のセグメントとを選択する。選択されたセグメントが、前述の使用セグメントに相当する。また、セグメント選択部５２は、信号送信終了時に、それまで選択していた使用セグメントを解放する。次に、信号送信を再開する際に、セグメント選択部５２は、使用セグメントを新たに選択する。

（３）動作モードの設定処理
動作モード設定部５４は、信号送信開始時に、既占有セグメント記憶部５０での記憶が終了したこと、つまり既占有セグメント初期設定が終了したことを確認する。確認後、動作モード設定部５４は、既占有セグメント記憶部５０の内容を参照し、既占有セグメントが存在する場合、つまり他の無線装置がＯＦＤＭ信号を送信しているセグメントが存在する場合、スレーブモードを設定する。一方、動作モード設定部５４は、既占有セグメントが存在しない場合、マスタモードを設定する。スレーブモードを設定した場合、動作モード設定部５４は、信号送信動作中にわたってマスタセグメント選択部５６での選択内容を監視し、マスタセグメントが存在しなくなれば、マスタモードへ移行させる。マスタモードを設定した場合、動作モード設定部５４は、信号送信終了までマスタモードを維持する。

（４）スレーブモードにおけるマスタセグメントの選択処理
マスタセグメント選択部５６は、信号送信開始時に、既占有セグメント記憶部５０での記憶が終了したこと、つまり既占有セグメント初期設定が終了したことを確認する。確認後、マスタセグメント選択部５６は、動作モード設定部５４での設定内容を参照し、動作モードがスレーブモードである場合に、マスタセグメントの初期設定を実行する。動作モードがスレーブモードである場合、既占有セグメント記憶部５０には、少なくともひとつの既占有セグメントに関する情報が記憶されている。そのため、マスタセグメント選択部５６は、そのうちのひとつの既占有セグメントを任意に選択する。選択した既占有セグメントが、マスタセグメントに相当する。

マスタセグメント選択部５６は、信号送信動作中にわたって、既占有セグメント記憶部５０の記憶内容を参照することによって、マスタセグメントの信号送信状態を監視する。マスタセグメントが既占有セグメント記憶部５０から消失した場合、つまりマスタセグメントでの信号送信が終了した場合、マスタセグメント選択部５６は、既占有セグメント記憶部５０の記憶内容を参照する。既占有セグメント記憶部５０に既占有セグメントに関する情報が含まれていれば、マスタセグメント選択部５６は、それまでマスタセグメントとして選択していた既占有セグメントとは異なった既占有セグメントを任意に新たに選択する。なお、マスタセグメントでの信号送信が終了したことは、ＯＦＤＭ信号が非受信になったことに相当する。マスタセグメント選択部５６は、新たに選択した既占有セグメントを新たなマスタセグメントに設定して、スレーブ動作を継続させる。

このように新たに設定したマスタセグメントでの信号送信が終了した場合、マスタセグメント選択部５６は、これまでと同様の処理を繰り返し実行する。つまり、マスタセグメント選択部５６は、既占有セグメント記憶部５０に既占有セグメントに関する情報が含まれていれば、それまでマスタセグメントとして選択していた既占有セグメントとは異なった既占有セグメントをマスタセグメントして任意に新たに選択する。一方、既占有セグメント記憶部５０に既占有セグメントに関する情報が含まれていなければ、マスタセグメント選択部５６は、処理を停止する。このような場合には、動作モード設定部５４によって、スレーブモードからマスタモードへの切替がなされるからである。なお、動作モード初期設定がマスタモードである場合、マスタセグメント選択部５６は、処理を実行しない。図２に戻る。

スイッチ２０は、各ガードインターバル相関処理部１６からのシンボル区間パルスを入力するとともに、動作制御部１８からの動作モードに関する情報を入力する。また、動作モードがスレーブモードである場合、スイッチ２０は、動作制御部１８から、マスタセグメントに関する情報も入力する。スイッチ２０は、動作モードがスレーブモードである場合、マスタセグメントに関する情報をもとに、マスタセグメントに対応したシンボル区間パルスを選択する。スイッチ２０は、選択したシンボル区間パルスをシンボルタイミング生成部３２に出力する。一方、スイッチ２０は、動作モードがマスタモードである場合、出力を停止する。送信キャリア設定部２２は、動作制御部１８から使用セグメントに関する情報を入力する。送信キャリア設定部２２は、使用セグメントに対する周波数を局部発振部３８に設定する。

撮像素子２４は、動画像あるいは静止画像（以下、これらを「画像」と総称する）を撮像する。撮像素子２４は、撮像した画像のデジタルデータ（以下、これを「画像」という）をエンコード部２８に出力する。マイク２６は、音声を取得する。マイク２６は、取得した音声のデジタルデータ（以下、これを「音声」という）をエンコード部２８に出力する。なお、画像および音声は、無線装置１００によって配信されるコンテンツデータに相当する。なお、コンテンツデータは、これに限定されるものではなく、他のものであってもよい。例えば、予め記憶された画像や、図示しないネットワークを介して取得された情報がコンテンツとされてもよい。エンコード部２８は、撮像素子２４から画像を入力するとともに、マイク２６から音声も入力する。エンコード部２８は、画像および音声に対してエンコードを実行する。なお、エンコードには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。エンコード部２８は、エンコード結果（以下、「データ」という）をＯＦＤＭフレーム構成部３０に出力する。

シンボルタイミング生成部３２は、動作制御部１８からの動作モードに関する情報を入力する。動作モードがスレーブモードである場合に、シンボルタイミング生成部３２は、スイッチ２０からのシンボル区間パルスを入力する。シンボルタイミング生成部３２は、入力したシンボル区間パルスをもとに、マスタセグメントで受信したＯＦＤＭシンボルに同期したタイミング（以下、「シンボルタイミング」という）を生成する。また、マスタセグメントが切りかわった場合、シンボルタイミング生成部３２は、新たに選択したマスタセグメントにおいて受信したＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成する。一方、動作モードがマスタモードである場合に、シンボルタイミング生成部３２は、基準となるタイミングを使用せずにフリーランで動作することによって、自律的なタイミングを生成する。

前述のごとく、スレーブモードで動作中に、マスタセグメントにおいてＯＦＤＭシンボルが非受信になり、かつ既占有セグメント記憶部５０に記憶した調査結果において、既占有セグメントが含まれていなければ、シンボルタイミング生成部３２は、スレーブモードからマスタモードに動作モードを切りかえる。その結果、シンボルタイミング生成部３２は、フリーランで動作するようになる。ここでは、スレーブモードに対応したシンボルタイミング生成部３２の構成をさらに詳しく説明する。

図５は、シンボルタイミング生成部３２の構成を示す。シンボルタイミング生成部３２は、ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ６０、比較器６２、ＥＮ回路６４、ゲート素子６６を含む。また、信号として、シンボル区間パルス２００、シンボル区間セットパルス２０２、シンボルタイミング２０４、Ａ＜Ｃ信号２０６、セットパルスディセーブル信号２０８を含む。ここでは、図６（ａ）−（ｆ）および図７（ａ）−（ｆ）を使用しながら、シンボルタイミング生成部３２の構成を説明する。図６（ａ）−（ｆ）は、シンボルタイミング生成部３２における動作概要を説明する図である。図６（ａ）は、マスタセグメントにおいて受信されるＯＦＤＭ信号の構成を示す。図６（ｂ）は、シンボルタイミング生成部３２に入力されるシンボル区間パルス２００を示す。図６（ａ）および（ｂ）は、図３（ｂ）および（ｅ）と同様である。図５に戻る。ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ６０は、シンボル区間パルス２００を入力する。

ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ６０は、例えば、１０ビットのカウンタであり、１０２４カウントを実行する。ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ６０は、シンボル区間パルス２００によってカウンタの値に「３Ｆ７ｈ」をロードする。ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ６０は、カウントデータＣを比較器６２に出力する。比較器６２は、カウントデータＣと比較データＡ「３ＥＣｈ」とを比較する。比較器６２は、比較結果がＡ＜Ｃであれば、Ａ＜Ｃ信号２０６をＨｉｇｈレベルにする。一方、比較器６２は、それ以外の場合にＡ＜Ｃ信号２０６をＬｏｗレベルにする。比較器６２は、Ａ＜Ｃ信号２０６をＥＮ回路６４に出力する。

ＥＮ回路６４は、比較器６２からＡ＜Ｃ信号２０６を入力するとともに、図示しないＯＦＤＭフレーム構成部３０からシンボルタイミング２０４を入力する。シンボルタイミング２０４は、ＯＦＤＭフレーム構成部３０においてＯＦＤＭシンボルを生成する際に使用しているタイミングである。ＥＮ回路６４は、Ａ＜Ｃ信号２０６がＨｉｇｈレベルである場合に、シンボルタイミング２０４がＬｏｗレベルになれば、セットパルスディセーブル信号２０８をＨｉｇｈレベルに設定する。一方、ＥＮ回路６４は、Ａ＜Ｃ信号２０６がＬｏｗレベルである場合に、シンボルタイミング２０４がＬｏｗレベルになれば、セットパルスディセーブル信号２０８をＬｏｗレベルに設定する。セットパルスディセーブル信号２０８は、シンボル区間セットパルス２０２をディセーブルするための信号である。ＥＮ回路６４は、セットパルスディセーブル信号２０８をゲート素子６６に出力する。図６（ｃ）は、セットパルスディセーブル信号２０８を示す。図５に戻る。

ゲート素子６６は、シンボル区間パルス２００を入力するとともに、セットパルスディセーブル信号２０８を入力する。ゲート素子６６は、セットパルスディセーブル信号２０８がＨｉｇｈレベルであれば、シンボル区間セットパルス２０２をＨｉｇｈレベルに維持する。一方、ゲート素子６６は、セットパルスディセーブル信号２０８がＬｏｗレベルであれば、シンボル区間パルス２００が次にＬｏｗレベルである間にわたって、シンボル区間セットパルス２０２をＬｏｗレベルに設定する。図６（ｄ）は、シンボル区間セットパルス２０２を示す。図６（ｅ）は、シンボル区間セットパルス２０２をもとに、図示しないＯＦＤＭフレーム構成部３０において生成されたシンボルタイミング２０４を示す。図６（ｆ）は、シンボルタイミング２０４をもとに、図示しないＯＦＤＭフレーム構成部３０において生成されたＯＦＤＭ信号を示す。図５に戻る。なお、ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、シンボル区間セットパルス２０２がＬｏｗレベルになったタイミングをＯＦＤＭシンボルの先頭タイミングとして、ＯＦＤＭシンボル間隔でＬｏｗレベルになるようなシンボルタイミング２０４を生成する。

このような処理は、シンボルタイミング生成部３２における監視処理といえる。具体的に説明すると、シンボルタイミング生成部３２は、シンボルタイミング２０４とシンボル区間パルス２００との誤差が一定の区間内（以下、「シンボル同期区間」という）におさまっているかを監視している。これを説明するために、図７（ａ）−（ｄ）を使用する。図７（ａ）−（ｄ）は、シンボルタイミング生成部３２における別の動作概要を説明する図である。図７（ａ）は、シンボル区間パルス２００の一部である。

図７（ｂ）は、Ａ＜Ｃ信号２０６を示す。Ａ＜Ｃ信号２０６がＨｉｇｈレベルである区間は、シンボル同期と判定される区間、つまりＧＩを超えない内側の区間になっている。この区間内に、シンボルタイミング２０４のＬｏｗレベルが到来すれば、同期が維持されているといえる。その際、セットパルスディセーブル信号２０８は、Ｈｉｇｈレベルになるので、シンボル区間セットパルス２０２がＬｏｗレベルにならない。一方、Ａ＜Ｃ信号２０６がＬｏｗレベルである区間に、シンボルタイミング２０４のＬｏｗレベルが到来すれば、同期が維持されていない。その際、セットパルスディセーブル信号２０８は、Ｌｏｗレベルになるので、次に到来するシンボル区間パルス２００のＬｏｗレベルによって、シンボル区間セットパルス２０２がＬｏｗレベルになる。

図７（ｃ）は、Ａ＜Ｃ信号２０６がＬｏｗレベルである場合のシンボルタイミング２０４を示し、図７（ｄ）は、Ａ＜Ｃ信号２０６がＬｏｗレベルである場合のセットパルスディセーブル信号２０８を示す。このような比較の結果、タイミングのずれが、ＧＩを超える手前のシンボル同期区間を超えたら、シンボルタイミング２０４をシンボル区間パルス２００でセットしなおすために、シンボル区間セットパルス２０２が出力される。その際、図６（ｆ）に示されたシンボル区間セットパルス２０２でセットしなおす手前のＯＦＤＭシンボルは、ＧＩの半分以下程度短くなるが、有効シンボル長が確保されているので問題にならない。

また、シンボル区間セットパルス２０２によって、ＧＩ内の粗いタイミングでＯＦＤＭシンボルがセットされている。これは、エリアワンセグメント放送が、地上デジタル放送とは異なり、送信電力が低く、遠方から到来する反射波を想定しなくてもよい環境であるからである。例えば、モード３、ＧＩ＝１／８におけるＯＦＤＭシンボルの期間は約１．１２５ｍｓである。この基準がマスタセグメントのタイミングであったと仮定し、かつ無線装置１００でのＯＦＤＭシンボルの周波数が基準に対して１ｐｐｍずれていると仮定すれば、約６２．５秒周期でタイミングがセットされる。図２に戻る。

ＦＦＴ部４２は、ワンセグメントチューナ１４からの信号を入力する。つまり、ＦＦＴ部４２は、各セグメントの信号を入力する。ＦＦＴ部４２は、各セグメントの信号に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部４２は、各セグメントの周波数領域の信号をＴＭＣＣデコーダ部４４に出力する。なお、ＦＦＴ部４２は、信号が送信されていないセグメントに対してはＦＦＴを省略してもよい。

ＴＭＣＣデコーダ部４４は、ＦＦＴ部４２からの信号を入力する。ＴＭＣＣデコーダ部４４は、各セグメントに対してＴＭＣＣを捕捉しデコードする。ＴＭＣＣデコーダ部４４は、各セグメントに対するＴＭＣＣを認識することによって、セグメントごとのフレームタイミングを取得する。フレームは、複数のＯＦＤＭシンボルにて構成されており、連続して繰り返されている。また、フレームタイミングは、フレームの開始タイミングと終了タイミングにて特定される。フレームの期間が固定長である場合、フレームタイミングは、フレームの開始タイミングのみで特定されてもよい。ここでは、説明を明瞭にするために後者であるとする。複数のセグメントから信号が送信されている場合、それらのフレームタイミングは、ＯＦＤＭシンボル単位で異なっているとする。ＴＭＣＣデコーダ部４４は、各セグメントに対するフレームタイミングをフレームタイミング生成部４６に出力する。いずれかひとつのセグメントに対するフレームタイミングが出力されてもよい。

フレームタイミング生成部４６は、シンボルタイミング生成部３２からシンボルタイミングを取得するとともに、ＴＭＣＣデコーダ部４４からフレームタイミングを取得する。フレームタイミング生成部４６は、シンボルタイミング生成部３２が生成したシンボルタイミングのＯＦＤＭシンボルが複数含まれたフレーム信号のフレームタイミングを生成する。その際、フレームタイミングは、マスタセグメント選択部５６が選択したマスタセグメントにおいて受信した信号のフレームタイミングからＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずれるように生成される。ここでは、複数のセグメントのそれぞれとずれ量との関係が予め定められており、フレームタイミング生成部４６は、当該関係から、複数のセグメント内における使用セグメントの位置に応じたずれ量を特定して使用する。

以上の処理をさらに具体的に説明する。フレームタイミング生成部４６は、取得したフレームタイミングのセグメント番号から、当該フレームタイミングに対するずれ量、つまり遅延量をＯＦＤＭシンボル単位で特定する。ここでは、セグメント番号が遅延量であるとする。例えば、セグメント番号が「０」であれば、遅延量が「０」ＯＦＤＭシンボルであり、セグメント番号が「１」であれば、遅延量が「１」ＯＦＤＭシンボルであり、セグメント番号が「２」であれば、遅延量が「２」ＯＦＤＭシンボルであるように規定されている。フレームタイミング生成部４６は、取得したシンボルタイミングを使用して、遅延していないフレームタイミングを生成する。さらに、フレームタイミング生成部４６は、使用セグメントのセグメント番号から、使用セグメントに対する遅延量もＯＦＤＭシンボル単位で特定する。フレームタイミング生成部４６は、遅延していないシンボルタイミングを、特定した遅延量だけ遅延させることによって、フレームタイミングを生成する。フレームタイミング生成部４６は、生成したフレームタイミングをＯＦＤＭフレーム構成部３０に出力する。

図８（ａ）−（ｂ）は、フレームタイミング生成部４６における動作概要を説明する図である。図８（ａ）は、マスタセグメントでのフレームタイミングとシンボルタイミングを示す。ここでは、マスタセグメントがセグメント番号「０」であるとする。図示のごとく、ひとつのフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。図８（ｂ）は、使用セグメントでのフレームタイミングとシンボルタイミングを示す。フレームの期間は、マスタセグメントでのフレームの期間と同一である。一方、フレームの開始タイミングは、マスタセグメントでのフレームの開始タイミングよりも６ＯＦＤＭシンボル遅延している。

ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、シンボルタイミング生成部３２からシンボル区間セットパルス２０２を入力する。前述のごとく、ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、シンボル区間セットパルス２０２をもとにシンボルタイミング２０４を生成する。また、ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、シンボルタイミング２０４をシンボルタイミング生成部３２にフィードバックする。ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、フレームタイミング生成部４６からフレームタイミングを入力する。ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、フレームタイミングとシンボルタイミング２０４をもとに、複数のＯＦＤＭシンボルが含まれたフレームを生成する。

ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、エンコード部２８からデータを入力する。ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、フレームとシンボルタイミング２０４にしたがってデータを配置させる。これは、シンボルタイミング２０４にて示されたシンボル単位にデータをまとめることに相当する。なお、フレームに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルは、フレーム信号と総称される。また、ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、データに対して誤り訂正の符号化を実行してもよい。ＯＦＤＭフレーム構成部３０において生成される信号は、周波数領域のフレーム信号に相当する。フレーム信号には、スキャッタードパイロット信号が含まれている。

ここでは、セグメント番号「０」からワンセグメント放送を送信する際のスキャッタードパイロット信号と比較して、フレーム信号内で相対的に同一パターンのスキャッタードパイロット信号が含まれている。つまり、セグメントに関係なく、フレーム信号内で相対的に同一パターンのスキャッタードパイロット信号が含まれている。セグメント番号「０」からワンセグメント放送を送信する際のスキャッタードパイロット信号のパターンは公知の技術であるので、ここでは説明を省略する。ＯＦＤＭフレーム構成部３０は、周波数領域のフレーム信号をＯＦＤＭ変調部３４に出力する。

ＯＦＤＭ変調部３４は、ＯＦＤＭフレーム構成部３０からの周波数領域の信号に対して、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行することによって、有効シンボルを生成する。また、ＯＦＤＭ変調部３４は、ＧＩを有効シンボルに付加することによって、ベースバンドのＯＦＤＭシンボルを生成する。ＯＦＤＭ変調部３４は、ベースバンドのＯＦＤＭシンボルを周波数変換部３６に出力する。局部発振部３８は、送信キャリア設定部２２によって設定された周波数の局部信号を出力する。周波数は、使用セグメントに対応する。

周波数変換部３６は、ＯＦＤＭ変調部３４から、ベースバンドのＯＦＤＭシンボルを入力し、局部発振部３８から、局部信号も入力する。周波数変換部３６は、局部信号によってベースバンドのＯＦＤＭシンボルを周波数変換することによって、無線周波数のＯＦＤＭシンボルを生成する。周波数変換部３６は、無線周波数のＯＦＤＭシンボルをＲＦ部４０に出力する。ＲＦ部４０は、周波数変換部３６からの無線周波数のＯＦＤＭシンボルを増幅した後、アンテナから送信する。これらの処理によって、スレーブモードで動作している場合に、他のセグメントでのフレームタイミングに異なったフレームタイミング、マスタセグメントでのシンボルタイミングに同期したシンボルタイミングにしたがって、使用セグメントからＯＦＤＭシンボルが送信される。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

本発明の実施例によれば、セグメントごとにフレームタイミングを変えるので、スキャッタードバイロット信号やＴＭＣＣ信号がフレーム内において相対的に同一であっても、同一のスキャッタードバイロット信号やＴＭＣＣ信号の値が同一のＯＦＤＭシンボルに配置される可能性を低減できる。また、同一のスキャッタードバイロット信号やＴＭＣＣ信号の値が同一のＯＦＤＭシンボルに配置される可能性が低減されるので、信号の大きさが大きくなり続ける可能性を低減できる。また、セグメント番号に応じてずれ量を決定するので、複数のセグメントのフレームタイミングをそれぞれ変えることができる。また、ＯＦＤＭシンボルは同期されているので、フレームタイミングの差異を維持させることができる。

また、マスタセグメントでのＯＦＤＭシンボルが非受信になった場合に、既占有セグメントの情報をもとに、別の既占有セグメントをマスタセグメントとして新たに選択するので、マスタセグメントでのＯＦＤＭシンボルが非受信になっても、新たなマスタセグメントを直ちに使用できる。また、新たなマスタセグメントが直ちに使用されるので、それまでのマスタセグメントの使用が終了する場合であっても、同期したタイミングを生成できる。また、同期したタイミングが生成されるので、セグメント間の干渉を低減できる。

また、セグメント間の干渉が低減されるので、ガードバンドを不要にできる。また、ガードバンドが不要にされるので、周波数分割多重がなされている状況下において、ＯＦＤＭ信号を送信する際の周波数利用効率を向上できる。また、ＯＦＤＭ信号を送信する際の周波数利用効率が向上されるので、同一エリア内で多くのエリアワンセグメントの配信サービスを提供できる。また、既占有セグメントの情報において、既占有セグメントが含まれていれば、そのうちのひとつをマスタセグメントとして新たに選択するので、干渉を低減できる。また、既占有セグメントの情報において、既占有セグメントが含まれていなければ、自律的なタイミングを生成し、仮に送信を行っている機器が存在したとしてもそれらの機器は、本機器をマスタとしてスレーブモードで動作するので、干渉を生じさせずに自律的なタイミングを生成できる。

また、複数のデバイスが存在し、それらの任意の１デバイスがマスタとなり共通の通信路を使用して相互通信を行う通信バス（ＩＥＥＥ１３９４等）と比較した場合、次のような相違点がある。通信バスにおいては、あるマスタデバイスが通信を終了した場合、次にマスタとなるデバイスは、マスタが消失した後に「早い者勝ち」で決定される。一方、本発明の実施例においては、次にマスタになる機器は既に決定しておりマスタ機器の通信が終了した後で、残されたスレーブ機器のうちから早い者勝ちで次のマスタが決定されることはない。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 受信処理部、 １２ 送信処理部、 １４ ワンセグメントチューナ、 １６ ガードインターバル相関処理部、 １８ 動作制御部、 ２０ スイッチ、 ２２ 送信キャリア設定部、 ２４ 撮像素子、 ２６ マイク、 ２８ エンコード部、 ３０ ＯＦＤＭフレーム構成部、 ３２ シンボルタイミング生成部、 ３４ ＯＦＤＭ変調部、 ３６ 周波数変換部、 ３８ 局部発振部、 ４０ ＲＦ部、 ４２ ＦＦＴ部、 ４４ ＴＭＣＣデコーダ部、 ４６ フレームタイミング生成部、 ５０ 既占有セグメント記憶部、 ５２ セグメント選択部、 ５４ 動作モード設定部、 ５６ マスタセグメント選択部、 ６０ ＯＦＤＭ伝送シンボルカウンタ、 ６２ 比較器、 ６４ ＥＮ回路、 ６６ ゲート素子、 １００ 無線装置。

Claims (4)

1. 周波数領域において連続して配置された複数の帯域のうち、他の無線装置が複数のＯＦＤＭシンボルを含むフレーム信号を送信している帯域を調査する調査部と、
   前記調査部が調査した結果を記憶する記憶部と、
   前記記憶部が記憶した調査結果をもとに、他の無線装置がフレーム信号を送信している帯域のうちのひとつである第１帯域と、他の無線装置がフレーム信号を非送信である第２帯域とを選択する選択部と、
   前記選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号に対して、ＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成する第１生成部と、
   前記第１生成部が生成したシンボルタイミングのＯＦＤＭシンボルが複数含まれたフレーム信号のフレームタイミングであって、かつ前記選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号のフレームタイミングからＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずれたフレームタイミングを生成する第２生成部と、
   前記第２生成部が生成したフレームタイミングおよび第１生成部が生成したシンボルタイミングにしたがって、前記選択部が選択した第２帯域においてフレーム信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする無線装置。
2. 前記送信部から送信されるフレーム信号には、前記選択部が選択した第１帯域において受信したフレーム信号に含まれたパイロット信号およびＴＭＣＣ信号のうちの少なくともいずれか一方に対して、フレーム信号内で相対的に同一パターンの信号が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記第２生成部は、フレームタイミングを生成するために、複数の帯域内における第２帯域の位置に応じたずれ量を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
4. 周波数領域において連続して配置された複数の帯域のうち、他の無線装置が複数のＯＦＤＭシンボルを含むフレーム信号を送信している帯域を調査するステップと、
   調査した結果をメモリに記憶するステップと、
   メモリに記憶した調査結果をもとに、他の無線装置がフレーム信号を送信している帯域のうちのひとつである第１帯域と、他の無線装置がフレーム信号を非送信である第２帯域とを選択するステップと、
   選択した第１帯域において受信したフレーム信号に対して、ＯＦＤＭシンボルに同期したシンボルタイミングを生成するステップと、
   生成したシンボルタイミングのＯＦＤＭシンボルが複数含まれたフレーム信号のフレームタイミングであって、かつ選択した第１帯域において受信したフレーム信号のフレームタイミングからＯＦＤＭシンボルの間隔単位でずれたフレームタイミングを生成するステップと、
   生成したフレームタイミングおよび生成したシンボルタイミングにしたがって、選択した第２帯域においてフレーム信号を送信するステップと、
   を備えることを特徴とする送信方法。

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