JP6204803B2

JP6204803B2 - Ｏｆｄｍ変調方式の送信装置、受信装置、及び伝送方法

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Publication number: JP6204803B2
Application number: JP2013242411A
Authority: JP
Inventors: 誠田口; 啓之濱住
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-11-22
Also published as: JP2015103930A

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_ｋに関係付けられたＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）信号とすることができる。

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。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）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。

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Ｂ_０は、前述したキャリア番号ｋに相当するＷ_ｋで規定される。Ｗ_ｋ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。

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Ｂ_０からＢ_５９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。

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。Ｂ_１〜Ｂ_１６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。Ｂ_１７〜Ｂ_ｘｘ-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。Ｂ_ｘｘ〜Ｂ_５９については、パリティの情報を設定する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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１１月２０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施の形態１のＴＭＣＣ信号の構成の例を示す図である。実施の形態１のＴＭＣＣ信号のメーカ定義領域の例を示す図である。実施の形態２のＴＭＣＣ信号の構成の例を示す図である。実施の形態２のＴＭＣＣ信号のメーカ定義領域の例を示す図である。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。

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。

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。

ＴＭＣＣ信号の最初のビットＢ_０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Ｗ_ｉに対し、ＯＦＤＭのキャリア番号ｋに相当するＷ_ｋ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Ｂ_１からＢ_５９までは、前述の（式２）の規定で差動符号化される。

ビット番号Ｂ_１からＢ_１６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。

図１の例では、次のＢ_１７からＢ_２３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Ｂ_１７からＢ_１８の２ビットにキャリア変調方式の情報を設定し、Ｂ_１９からＢ_２１の３ビットに時間インタリーブの情報を設定し、Ｂ_２２からＢ_２３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Ｂ_１７からＢ_１８の２ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、Ｂ_１９からＢ_２１の３ビットにシステム識別の情報を設定し、Ｂ_２２からＢ_２３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。

図１の例では、ＴＭＣＣ信号のＢ_２４からＢ_２７の４ビットを予備としている。また、Ｂ_２８からＢ_４７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。

Ｂ_４８からＢ_５９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。

図２は、図１のＴＭＣＣ信号において、Ｂ_２８からＢ_４７（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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Ｂ_０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Ｗ_ｉに対し、ＯＦＤＭのキャリア番号ｋに相当するＷ_ｋ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Ｂ_１からＢ_５９までは、前述の（式２）の規定で差動符号化される。

ビット番号Ｂ_１からＢ_１６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。

図３の例では、次のＢ_１７からＢ_３０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、Ｂ_１７からＢ_２０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、Ｂ_１７からＢ_１８の２ビットにキャリア変調方式の情報を設定し、Ｂ_１９からＢ_２０の２ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、Ｂ_２１からＢ_２３の３ビットに時間インタリーブの情報を設定し、Ｂ_２４からＢ_２５の２ビットに占有帯域幅の情報を設定し、Ｂ_２６からＢ_２７の２ビットに情報識別の情報を設定し、Ｂ_２８からＢ_３０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、Ｂ_１７からＢ_１８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、Ｂ_１９からＢ_２０の２ビットに誤り訂正符号化率の情報を設定し、Ｂ_２１からＢ_２７の７ビットは予備とし、Ｂ_２８からＢ_３０の３ビットにシステム識別の情報を設定する。

図３の例では、ＴＭＣＣ信号のＢ_３１からＢ_４７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。

図４は、図３のＴＭＣＣ信号において、Ｂ_３０からＢ_４７（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。

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。

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。

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
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パイロット信号分離部
６４伝送路特性推定部
６５ＴＭＣＣ分離部
６６ＴＭＣＣ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

Claims

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送信装置。
請求項１記載の送信装置において、前記ＴＭＣＣ信号には、メーカ定義領域を有することを特徴とする送信装置。
請求項１記載の送信装置において、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を特徴とする送信装置。
請求項１記載の送信装置において、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を特徴とする送信装置。
請求項２記載の送信装置において、前記ＴＭＣＣ信号の前記メーカ定義領域には、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、時間ダイバーシティのいずれかの情報が含まれ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、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受信装置。
請求項６記載の受信装置において、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を特徴とする受信装置。
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伝送方法。