JPH08251117A - Multicarrier transmission system and method thereof - Google Patents
Multicarrier transmission system and method thereofInfo
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- JPH08251117A JPH08251117A JP5261695A JP5261695A JPH08251117A JP H08251117 A JPH08251117 A JP H08251117A JP 5261695 A JP5261695 A JP 5261695A JP 5261695 A JP5261695 A JP 5261695A JP H08251117 A JPH08251117 A JP H08251117A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば無線ＬＡＮ、Ｃ
ＡＴＶ、デジタルセルラーの基地局、デジタルＴＶ放送
等の通信システムに適用されるマルチキャリア伝送シス
テム及びマルチキャリア伝送方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a wireless LAN, C, etc.
The present invention relates to a multicarrier transmission system and a multicarrier transmission method applied to a communication system such as an ATV, a digital cellular base station, and digital TV broadcasting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、デジタルＴＶ放送、携帯電話や自
動車電話、無線ＬＡＮ等放送・移動通信の分野において
は、画像や音声を高速に伝送するためのデジタル変調方
式や伝送方式の研究開発が盛んである。2. Description of the Related Art In recent years, in the field of broadcasting / mobile communication such as digital TV broadcasting, mobile phones, car phones, wireless LAN, etc., research and development of digital modulation methods and transmission methods for high-speed transmission of images and sounds have become popular. Is.
【０００３】図１６に主なデジタル変調方式とその応用
例を示す。デジタル変調方式は、送信する情報を搬送波
の振幅、位相、周波数のいずれか、あるいはその組み合
わせにデータを重畳する方式である。放送や移動通信の
分野で用いるデジタル変調方式は、多値変調、狭帯域変
調、スペクトル拡散変調、そしてマルチキャリア変調、
と大きく４つに分類され、特にマルチパス等の干渉に強
いことから、スペクトル拡散方式とマルチキャリア変調
方式は注目されている方式である。FIG. 16 shows main digital modulation methods and their application examples. The digital modulation method is a method in which data to be transmitted is superimposed on any one of the amplitude, phase, and frequency of a carrier wave, or a combination thereof. Digital modulation methods used in the field of broadcasting and mobile communication are multilevel modulation, narrowband modulation, spread spectrum modulation, and multicarrier modulation,
The spread spectrum method and the multi-carrier modulation method are the methods that are attracting attention because they are roughly classified into four types and are particularly resistant to interference such as multipath.
【０００４】スペクトル拡散方式には、直接拡散方式
（ＤＳ：direct sequence ）と周波数ホッピング方式
（ＦＨ：frequency hopping ）の２種類がある。直接拡
散方式は、データに拡散（ＰＮ）符号を乗算して周波数
軸上に数十倍から数百倍に拡散する方式である。周波数
ホッピング方式は、搬送波周波数を一定時間間隔で次々
と切り替える方式である。このようにすることで、直接
拡散方式、周波数ホッピング方式とも、秘話性、秘匿
性、耐干渉性等を向上することが可能となる。わが国に
おいては、1992年郵政省令の改正にともない、2.4GHz帯
にてこのスペクトル拡散方式を前提とする無線ＬＡＮが
利用可能となっている。There are two types of spread spectrum systems, a direct spread system (DS) and a frequency hopping system (FH: frequency hopping). The direct spread method is a method in which data is multiplied by a spread (PN) code and spread on the frequency axis by several tens to several hundreds. The frequency hopping method is a method of switching carrier frequencies one after another at fixed time intervals. By doing so, it becomes possible to improve the confidentiality, confidentiality, anti-interference property, etc. in both the direct spread method and the frequency hopping method. In Japan, with the revision of the Ordinance of the Ministry of Posts and Telecommunications in 1992, a wireless LAN based on this spread spectrum system has become available in the 2.4 GHz band.
【０００５】一方、マルチキャリア変調方式は、代表的
なものとして、送信するデータのシンボル情報を数百以
上のキャリアに重畳して伝送するＯＦＤＭ（orthogonal
frequency division multiplex ）方式があり、近年の
デジタルオーディオ放送やデジタルテレビ放送用に有力
な方式として注目されている。On the other hand, the multi-carrier modulation system is a typical one in which OFDM (orthogonal) is used in which symbol information of data to be transmitted is superimposed on several hundreds of carriers and transmitted.
frequency division multiplex) system, which has been attracting attention as a powerful system for digital audio broadcasting and digital television broadcasting in recent years.
【０００６】ところで、現行の直接拡散方式やＯＦＤＭ
方式は、以下のような問題を有する。 すなわち、直接
拡散方式の場合、伝送速度を高速化するための最も一般
的な方法として、チップレートを上げるということが考
えられるが、かかる直接拡散方式では受信機にて符号の
同期が合うことが前提となるため、伝送環境によって受
信機にて同期捕捉・保持が可能となるチップレートは限
度がある。By the way, the current direct spread method and OFDM
The method has the following problems. That is, in the case of the direct spread method, increasing the chip rate can be considered as the most general method for increasing the transmission speed. However, in such a direct spread method, the synchronization of the codes may be matched at the receiver. Since this is a prerequisite, there is a limit to the chip rate at which the receiver can acquire and hold synchronization depending on the transmission environment.
【０００７】図１７は直接拡散方式の受信機のチップ同
期タイミング誤差とビット誤り率のシミュレーション結
果を示したものである。但し、同図の横軸は誤差時間τ
を１チップ幅Ｔｃで正規化してある。同図に示すよう
に、チップ同期のタイミング誤差が１チップ幅の20％程
度前後にずれただけで、ビットエラーレートは一桁程度
悪くなっている。FIG. 17 shows a simulation result of a chip synchronization timing error and a bit error rate of a direct spread type receiver. However, the horizontal axis of the figure is the error time τ
Is normalized by a one-chip width Tc. As shown in the figure, the bit error rate is deteriorated by about an order of magnitude only when the timing error of chip synchronization is shifted to about 20% of the width of one chip.
【０００８】例えば，室内で無線伝送した場合、図１８
（ａ）に示すように送信機１から発射された電波は室内
の壁や天井等で反射して複数のパス２ａ、２ｂ…を経由
して受信機３に信号が到着し、受信機３は一般に最も信
号のレベルが高いパスの信号に同期タイミングを合わせ
る。そのため、端末の移動等に伴って同図（ｂ）に示す
ように今まで同期のタイミングを合わせていたパス２ｂ
が塞がれた等が原因で、パスの経路が変化し、別のパス
２ａの信号に同期を合わせる必要が生じた場合、パスの
経路長の違いから遅延ゆらぎが生じ、これによってチッ
プ同期タイミングにずれが生じ、この結果、伝送エラー
が生じる。[0008] For example, in the case of wireless transmission indoors, FIG.
As shown in (a), the radio wave emitted from the transmitter 1 is reflected by a wall or ceiling in the room and arrives at the receiver 3 via a plurality of paths 2a, 2b ... Generally, the synchronization timing is adjusted to the signal of the path having the highest signal level. Therefore, the path 2b, which has been synchronized with the synchronization timing until now, as shown in FIG.
If the path of the path changes due to the blocking of the path, and it becomes necessary to synchronize with the signal of another path 2a, a delay fluctuation occurs due to the difference in the path length of the path, which causes the chip synchronization timing. Shift occurs, which results in a transmission error.
【０００９】例えば、情報レートを10Mbps、情報変調を
ＱＰＳＫ、符号の周期を 8とした場合、１チップの時間
は25nsecとなり、チップ同期タイミングの誤差は 5nsec
以下にする必要がある。一方、一般に、オフィス等の室
内の遅延分散は20nsecから 150nsec程度と言われてい
る。例えば、平均遅延時間を10nsec、遅延分散を25nsec
とし、遅延分散の分布を正規分布と仮定して、平均値よ
り前後 5nsec以上ずれた遅延波が到着する確率Ｐ１を求
めると、 Ｐ１＝Prob（遅延時間 5nsec以下）＋Prob（遅延時間15nsec以上） ＝ 1− 2＊Ｆ（（15−10 /25）） ＝ 1− 2＊0.0793＝0.841 ＝84％ 但し、Ｆ（ｚ）は標準正規分布の累積確率を示し、以下
の式で与えられる。For example, when the information rate is 10 Mbps, the information modulation is QPSK, and the code period is 8, the time for one chip is 25 nsec, and the error of the chip synchronization timing is 5 nsec.
Must be: On the other hand, it is generally said that the delay dispersion in a room such as an office is about 20 to 150 nsec. For example, average delay time is 10nsec, delay dispersion is 25nsec
Then, assuming that the distribution of delay dispersion is a normal distribution, the probability P1 of arrival of a delayed wave that is deviated by 5 nsec or more from the average value is obtained. 1-2 * F ((15-10 / 25)) = 1-2 * 0.0793 = 0.841 = 84% However, F (z) shows the cumulative probability of standard normal distribution, and is given by the following formula.
【００１０】すなわち、That is,
【数１】 となり、非常に高い確率である。したがって、移動等に
伴って同期はずれが発生する可能性が高い。[Equation 1] Is a very high probability. Therefore, there is a high possibility that synchronization may be lost due to movement or the like.
【００１１】一方、チップレートを上げずに高速化する
方法としては、複数のチャンネルに送信するデータを分
割し、各々を異なる拡散符号にてスペクトルを拡散して
これらの信号を多重して伝送する多重伝送等がある。し
かし、この場合、送信信号が多値となるため、送信機・
受信機に多値信号を忠実に再現できるような高精度のフ
ィルタが必要となる。On the other hand, as a method for increasing the speed without increasing the chip rate, the data to be transmitted is divided into a plurality of channels, the spectrum is spread by different spreading codes, and these signals are multiplexed and transmitted. There are multiple transmissions. However, in this case, since the transmission signal is multi-valued,
It is necessary for the receiver to have a high-precision filter that can faithfully reproduce the multilevel signal.
【００１２】以上のように直接拡散方式では、伝送中に
生じる遅延ゆらぎの影響のため、チップレートに上限が
生じ、また信号の多重には高精度のフィルタが必要にな
る等の理由で、10Mbps以上の高速伝送を実現することが
困難であった。[0012] As described above, in the direct spread method, the chip rate has an upper limit due to the influence of delay fluctuations occurring during transmission, and a signal with high precision is required for signal multiplexing. It was difficult to realize the above high-speed transmission.
【００１３】また、かかる直接拡散方式では、電子レン
ジ等の他の装置と周波数を共用することがあるため、次
のような問題を生じる。Further, in such a direct diffusion system, since the frequency may be shared with other devices such as a microwave oven, the following problems occur.
【００１４】例えば、前述したスペクトル拡散方式を前
提とした無線ＬＡＮでは、2.4GHz帯を使用するため、電
子レンジとの周波数の共用は避けられない。直接拡散方
式の場合、干渉波から受ける干渉量は干渉波のレベルに
比例する。電子レンジからは数100MHzの狭帯域の信号が
不規則に放射され、そのレベルは数10mW/MHzから1W/MHz
との報告がある。一方、2.4GHz帯で使用可能な無線ＬＡ
Ｎの送信電力は10mW/MHz以下であり、電子レンジから漏
れる電波のほうが強い。そのため、電子レンジ等のよう
にレベルの強い干渉波が存在すると、通信不能となる。
同様に、周波数ホッピング方式等の狭帯域の電波を送出
する無線装置が近傍にいても、その影響を受けることに
なる。For example, in the wireless LAN based on the above-mentioned spread spectrum system, since the 2.4 GHz band is used, it is inevitable to share the frequency with the microwave oven. In the case of the direct diffusion method, the amount of interference received from the interference wave is proportional to the level of the interference wave. A narrow band signal of several 100 MHz is radiated irregularly from the microwave oven, and its level is from several tens of mW / MHz to 1 W / MHz.
There is a report. On the other hand, wireless LA that can be used in the 2.4GHz band
The transmission power of N is less than 10 mW / MHz, and the electric wave leaking from the microwave oven is stronger. Therefore, if there is a strong interference wave such as a microwave oven, communication becomes impossible.
Similarly, even if there is a wireless device such as a frequency hopping system that transmits a narrow band radio wave in the vicinity, it will be affected.
【００１５】一方、ＯＦＤＭ方式の場合は、干渉波と周
波数が重なったキャリアの部分にてシンボルエラーが発
生するため、誤り訂正符号を施す等の対策を講じなけれ
ば、このような電子レンジ、ＦＨ方式等の狭帯域の信号
を送出する装置が存在する環境では使用できないことに
なる。同様の理由で、ＯＦＤＭ方式の場合、特定の周波
数のレベルが極端に低くなるような周波数選択性フェー
ジングに遭遇した場合、その周波数のキャリアで伝送す
るシンボルの情報に誤りが生じる。On the other hand, in the case of the OFDM system, a symbol error occurs in the part of the carrier where the frequency overlaps with the interference wave. Therefore, unless measures such as applying an error correction code are taken, such microwave oven, FH It cannot be used in an environment where there is a device for transmitting a narrow band signal such as a system. For the same reason, in the case of the OFDM system, when the frequency selective fading such that the level of a specific frequency becomes extremely low is encountered, the information of the symbol transmitted by the carrier of the frequency has an error.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】以上を説明したよう
に、従来の直接拡散スペクトル拡散方式やＯＦＤＭ方式
では、次のような課題がある。As described above, the conventional direct sequence spread spectrum system and OFDM system have the following problems.
【００１７】（１）従来の直接拡散スペクトル拡散方式
では、高速伝送になるにつれ遅延波のばらつきの影響を
大きくうけ高品質の伝送が困難である。(1) In the conventional direct spread spectrum spread system, it is difficult to achieve high quality transmission due to the influence of delay wave variations as the transmission speed increases.
【００１８】（２）従来の直接拡散スペクトル拡散方式
では、電子レンジ、ＦＨ方式の無線ＬＡＮ等の干渉波が
存在した場合、これらの装置から放射された信号によっ
て受ける干渉量は、そのレベルに比例するため、特にレ
ベルが大の信号をうけると通信不能となる。(2) In the conventional direct sequence spread spectrum system, when there is an interference wave of a microwave oven, an FH system wireless LAN, etc., the amount of interference received by signals radiated from these devices is proportional to the level thereof. Therefore, it becomes impossible to communicate, especially when a signal with a large level is received.
【００１９】（３）従来のＯＦＤＭ方式では、周波数ホ
ッピング方式の無線装置や電子レンジ、レーダ等の干渉
波が存在した場合、シンボルエラーが発生する。(3) In the conventional OFDM system, a symbol error occurs when an interference wave of a frequency hopping system radio device, a microwave oven, a radar, or the like exists.
【００２０】（４）従来のＯＦＤＭ方式では、周波数選
択性フェージングの影響によってシンボルエラーが発生
する。(4) In the conventional OFDM system, a symbol error occurs due to the influence of frequency selective fading.
【００２１】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、遅延のばらつきによる影響や電子レンジ
等の狭帯域干渉、周波数選択性フェージングの影響を低
減できるマルチキャリア伝送システム及びマルチキャリ
ア伝送方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and is a multicarrier transmission system and a multicarrier transmission which can reduce the influence of delay variation, narrow band interference such as microwave oven, and frequency selective fading. The purpose is to provide a method.
【００２２】また、本発明の別の目的は、同一の伝送帯
域においてより高速の伝送を可能とするマルチキャリア
伝送システム及びマルチキャリア伝送方法を提供するこ
とである。Another object of the present invention is to provide a multi-carrier transmission system and a multi-carrier transmission method that enable higher-speed transmission in the same transmission band.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載のマルチキャリア伝送システム
（ａ）送信系が、送信情報の少なくとも一部を変調する
変調手段と、この変調手段により変調された変調信号を
所定の拡散系列により拡散する拡散手段と、この拡散手
段により拡散された拡散データを並列データに変換する
直列／並列変換手段と、この直列／並列変換手段により
変換された並列データを逆フーリエ変換してマルチキャ
リア信号を生成する逆フーリエ変換手段とを備え、
（ｂ）受信系が、前記マルチキャリア信号をフーリエ変
換するフーリエ変換手段と、このフーリエ変換手段によ
り変換された並列データを直列データに変換する並列／
直列変換手段と、この並列／直列変換手段により変換さ
れた直列データを前記所定の拡散系列により逆拡散する
逆拡散手段と、この逆拡散手段により逆拡散された変調
信号を前記送信情報に復調する復調手段とを具備する。In order to solve the above-mentioned problems, the multicarrier transmission system (a) according to claim 1, wherein the transmission system modulates at least a part of the transmission information, and this modulation means. A spreading means for spreading the modulated signal modulated by a predetermined spreading sequence, a serial / parallel converting means for converting the spread data spread by the spreading means into parallel data, and a serial / parallel converting means for converting the spread data. And inverse Fourier transform means for generating a multicarrier signal by inverse Fourier transforming the parallel data,
(B) The receiving system includes a Fourier transform unit for performing a Fourier transform on the multi-carrier signal, and a parallel / parallel unit for converting the parallel data converted by the Fourier transform unit into serial data.
Serial conversion means, despreading means for despreading the serial data converted by the parallel / serial conversion means by the predetermined spreading sequence, and a modulated signal despread by the despreading means to demodulate the transmission information. And demodulation means.
【００２４】請求項２記載のマルチキャリア伝送方法
は、送信情報の少なくとも一部を変調し、変調された変
調信号を所定の拡散系列により拡散し、拡散された拡散
データを並列データに変換し、変換された並列データを
逆フーリエ変換してマルチキャリア信号を生成して送信
し、受信した前記マルチキャリア信号をフーリエ変換
し、変換された並列データを直列データに変換し、変換
された直列データを前記所定の拡散系列により逆拡散
し、逆拡散された変調信号を前記送信情報に復調する。
請求項３記載のマルチキャリア伝送システムは、
（ａ）送信系が、送信情報の一部を変調する変調手段
と、前記送信情報の残りの一部を参照して、複数の拡散
系列のうち所定の数の拡散系列を選択し、前記変調手段
により変調された変調信号を選択した拡散系列により拡
散する拡散手段と、この拡散手段により拡散された拡散
データを並列データに変換する直列／並列変換手段と、
この直列／並列変換手段により変換された並列データを
逆フーリエ変換してマルチキャリア信号を生成する逆フ
ーリエ変換手段とを備え、（ｂ）受信系が、前記マルチ
キャリア信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
このフーリエ変換手段により変換された並列データを直
列データに変換する並列／直列変換手段と、この並列／
直列変換手段により変換された直列データを前記複数の
拡散系列により逆拡散して受信した前記マルチキャリア
信号に含まれる拡散系列を判定する拡散系列判定手段
と、この拡散系列判定手段により受信した前記マルチキ
ャリア信号に含まれていると判定された拡散系列の組み
合わせに応じて前記送信情報の一部を再生する第１の情
報復調手段と、受信した前記マルチキャリア信号に含ま
れていると判定された拡散系列を前記再生された直列デ
ータに乗算して変調信号を再生する変調信号再生手段
と、この変調信号再生手段により再生された変調信号を
復調して前記送信情報の一部を再生する第２の情報復調
手段と、これら第１及び第２の情報復調手段により再生
された送信情報の並びを変えて前記送信情報の全てを再
送する手段とを具備する。A multicarrier transmission method according to a second aspect of the present invention modulates at least a part of transmission information, spreads the modulated modulation signal by a predetermined spreading sequence, converts the spread data to parallel data, The converted parallel data is inverse-Fourier-transformed to generate and transmit a multi-carrier signal, the received multi-carrier signal is Fourier-transformed, the converted parallel data is converted into serial data, and the converted serial data is converted into serial data. Despread with the predetermined spreading sequence, and demodulate the despread modulated signal into the transmission information.
The multicarrier transmission system according to claim 3,
(A) A transmission system selects a predetermined number of spreading sequences from a plurality of spreading sequences by referring to a modulating means for modulating a part of the transmitting information and the remaining part of the transmitting information, and performs the modulation. Spreading means for spreading the modulated signal modulated by the means by a selected spreading sequence, and serial / parallel conversion means for converting the spread data spread by the spreading means to parallel data,
An inverse Fourier transform means for inverse Fourier transforming the parallel data transformed by the serial / parallel transform means to generate a multicarrier signal, and (b) a Fourier transform means for Fourier transforming the multicarrier signal by the receiving system. When,
Parallel / serial conversion means for converting the parallel data converted by the Fourier transform means into serial data, and the parallel / serial conversion means
Spreading sequence determination means for determining a spreading sequence included in the multi-carrier signal received by despreading the serial data converted by the serial conversion means by the plurality of spreading sequences, and the multi-stream received by the spreading sequence determination means. First information demodulation means for reproducing a part of the transmission information according to a combination of spreading sequences determined to be included in the carrier signal, and it is determined to be included in the received multicarrier signal Modulation signal reproducing means for reproducing a modulated signal by multiplying the reproduced serial data by a spread sequence, and second for reproducing a part of the transmission information by demodulating the modulated signal reproduced by the modulated signal reproducing means. Information demodulating means, and means for changing the arrangement of the transmission information reproduced by the first and second information demodulating means and retransmitting all of the transmission information. .
【００２５】請求項４記載のマルチキャリア伝送システ
ムは、上記システムにおいて、拡散手段が、送信情報の
一部が持つ情報量よりも、複数の拡散系列のうち所定の
数の拡散系列を選ぶ組み合わせがもつ情報量の方が大と
なるように、拡散系列を選択する。In the multi-carrier transmission system according to claim 4, in the above system, the spreading means has a combination of selecting a predetermined number of spreading sequences from a plurality of spreading sequences rather than the amount of information that a part of transmission information has. The spreading sequence is selected so that the amount of information it has is greater.
【００２６】請求項５記載のマルチキャリア伝送方法
は、送信情報の一部を変調し、送信情報の残りの一部を
参照して、複数の拡散系列のうち所定の数の拡散系列を
選択し、前記変調された変調信号を選択した拡散系列に
より拡散し、拡散された拡散データを並列データに変換
し、変換された並列データを逆フーリエ変換してマルチ
キャリア信号を生成して送信し、受信した前記マルチキ
ャリア信号をフーリエ変換し、変換された並列データを
直列データに変換し、変換された直列データを前記複数
の拡散系列により逆拡散して受信した前記マルチキャリ
ア信号に含まれる拡散系列を判定し、受信した前記マル
チキャリア信号に含まれていると判定された拡散系列の
組み合わせに応じて前記送信情報の一部を再生し、受信
した前記マルチキャリア信号に含まれていると判定され
た拡散系列を前記再生された直列データに乗算して変調
信号を再生し、再生された変調信号を復調して前記送信
情報の一部を再生し、これら再生された送信情報の並び
を変えて前記送信情報の全てを再送する。A multicarrier transmission method according to claim 5 modulates a part of the transmission information, selects a predetermined number of spreading sequences from a plurality of spreading sequences with reference to the remaining part of the transmission information. , Spread the modulated signal by a selected spreading sequence, convert the spread data to parallel data, inverse Fourier transform the converted parallel data to generate a multi-carrier signal, transmit and receive Fourier transform the multi-carrier signal was converted, the converted parallel data is converted to serial data, the spread series contained in the received multi-carrier signal by despreading the converted serial data by the plurality of spread sequences. A part of the transmission information is reproduced according to the combination of spreading sequences determined to be included in the received multicarrier signal, and the received multicarrier signal is reproduced. A) The reproduced serial data is multiplied by a spread sequence determined to be included in a signal to reproduce a modulated signal, and the reproduced modulated signal is demodulated to reproduce a part of the transmission information. All the transmitted information is retransmitted by changing the arrangement of the reproduced transmitted information.
【００２７】[0027]
【作用】本発明では、送信側において、送信情報の少な
くとも一部を変調し、変調された変調信号を所定の拡散
系列により拡散し、拡散された拡散データを並列データ
に変換し、変換された並列データを逆フーリエ変換して
マルチキャリア信号を生成して送信する。一方、受信側
では、受信したマルチキャリア信号をフーリエ変換し、
変換された並列データを直列データに変換し、変換され
た直列データを所定の拡散系列により逆拡散し、逆拡散
された変調信号を送信情報に復調している。したがっ
て、遅延のばらつきによる影響や電子レンジ等の狭帯域
干渉、そして周波数選択性フェージングの影響を低減で
きる。In the present invention, at the transmitting side, at least a part of the transmission information is modulated, the modulated modulated signal is spread by a predetermined spreading sequence, the spread data is converted into parallel data, and the converted data is converted. Inverse Fourier transform is performed on the parallel data to generate a multicarrier signal and the multicarrier signal is transmitted. On the other hand, on the receiving side, the received multi-carrier signal is Fourier transformed,
The converted parallel data is converted into serial data, the converted serial data is despread by a predetermined spreading sequence, and the despread modulated signal is demodulated into transmission information. Therefore, it is possible to reduce the influence of delay variation, narrow band interference of microwave ovens, and frequency selective fading.
【００２８】また、本発明によれば、送信情報の一部を
参照して複数の拡散系列のうち所定の数の拡散系列を選
択的に乗算し、一方受信信号に含まれる拡散系列の組み
合わせを調べて送信情報の一部を再生するため、同一の
伝送帯域にて高速の伝送が可能となる。Further, according to the present invention, a predetermined number of spreading sequences among a plurality of spreading sequences are selectively multiplied with reference to a part of transmission information, and a combination of spreading sequences included in a received signal is obtained. Since the information is checked and a part of the transmission information is reproduced, high-speed transmission can be performed in the same transmission band.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づき
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００３０】図１は本発明のマルチキャリア伝送システ
ムを概念的に示した図である。FIG. 1 is a diagram conceptually showing a multicarrier transmission system of the present invention.
【００３１】同図において、１０は送信系を示し、２０
は受信系を示している。In the figure, 10 indicates a transmission system, and 20
Indicates a receiving system.
【００３２】送信系１０は、送信情報ａの少なくとも一
部を変調する情報変調手段１１と、情報変調手段１１よ
り出力された変調信号ｂに拡散符号ｐｎを乗算し、スペ
クトルを拡散する拡散変調手段１２と、拡散変調手段１
２より出力された拡散変調信号ｃをＮ個の並列データｄ
1 〜ｄN に変換する直列並列変換手段１３と、Ｎ個の並
列データを逆フーリエ変換してマルチキャリア信号から
なる送信信号ｅを生成するマルチキャリア生成手段１４
とから構成される。The transmission system 10 multiplies the information modulation means 11 for modulating at least a part of the transmission information a and the modulation signal b output from the information modulation means 11 by the spreading code pn to spread the spectrum. 12 and spread modulation means 1
2 the spread modulation signal c output from the N parallel data d
Serial-parallel conversion means 13 for converting into 1 to d N , and multi-carrier generation means 14 for performing inverse Fourier transform of N pieces of parallel data to generate a transmission signal e composed of a multi-carrier signal.
Composed of and.
【００３３】一方、受信系２０は、マルチキャリア信号
からなる受信信号ｅ’をフーリエ変換して複数の並列デ
ータｄ’1 〜ｄ’N を再生するマルチキャリア再生手段
１５と、複数の並列データｄ’1 〜ｄ’N を直列データ
に変換する並列直列変換手段１６と、直列データ（再生
された拡散変調信号）ｃ’に拡散系列を乗算した後に相
関演算を行って、変調信号ｂ’を再生する逆拡散復調手
段１７と、この変調信号を復調する情報復調手段１８と
から構成される。On the other hand, the receiving system 20 multi-carrier reproducing means 15 for Fourier-transforming the received signal e'composed of multi-carrier signals to reproduce a plurality of parallel data d' 1 to d' N , and a plurality of parallel data d. Parallel-serial conversion means 16 for converting ' 1 to d' N into serial data and serial data (regenerated spread modulation signal) c'is multiplied by a spreading sequence and then correlation operation is performed to reproduce modulation signal b'. Despreading demodulation means 17 and information demodulation means 18 for demodulating this modulated signal.
【００３４】ここで、情報ａはアナログ音声信号やアナ
ログ音声信号をＡ−Ｄ変換したデジタル信号、あるいは
データ信号である。この情報ａは一部もしくは全部が情
報変調手段１１によって変調される。なお、情報ａの一
部を変調するか、全部を変調するかについては、後述す
る。Here, the information a is an analog voice signal, a digital signal obtained by A / D converting the analog voice signal, or a data signal. The information a is partially or wholly modulated by the information modulating means 11. It should be noted that whether to modulate a part or all of the information a will be described later.
【００３５】また、情報変調手段１１は、通常の変調方
式を利用できる。例えば、アナログ信号の変調の場合に
は周波数変調（ＦＭ）や位相変調（ＰＭ）、あるいは振
幅変調（ＡＭ）等が利用でき、デジタル信号の場合に
は、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）変調や周波数シフ
トキーイング（ＦＳＫ）、あるいはＭＳＫ（Minimum Sh
ift Keying）やＧＭＳＫ（Gaussian Filtered MSK ）等
を利用できる。Further, the information modulating means 11 can use a normal modulation method. For example, frequency modulation (FM), phase modulation (PM), amplitude modulation (AM), or the like can be used in the case of analog signal modulation, and phase shift keying (PSK) modulation or frequency shift in the case of digital signal. Keying (FSK) or MSK (Minimum Sh
Ift Keying) and GMSK (Gaussian Filtered MSK) can be used.
【００３６】情報復調手段１８は、送信系１０の変調方
式に対応する復調器となる。The information demodulating means 18 is a demodulator corresponding to the modulation system of the transmission system 10.
【００３７】拡散符号ｐｎは、スペクトルを拡散するた
めに使用されたものであり、自己相関の強い疑似雑音符
号やＭ系列、Gold符号、また異なる符号の相互相関値が
0となるような直交符号、 walsh符号等を利用してよ
い。The spread code pn is used to spread the spectrum, and a pseudo-noise code having a strong autocorrelation, an M sequence, a Gold code, or a cross-correlation value of different codes is used.
An orthogonal code such as 0, a walsh code, or the like may be used.
【００３８】直列並列変換手段１３と及びマルチキャリ
ア生成手段１４は、ＯＦＤＭ方式等で用いているものを
そのまま利用することができ、素子としてはデジタル信
号処理プロセッサやゲートアレイによりＡ／Ｄコンバー
タやメモリ、ゲート回路やシリパラ変換器等を組み合わ
せて実現できる。As the serial / parallel conversion means 13 and the multicarrier generation means 14, those used in the OFDM system or the like can be used as they are, and as the elements, an A / D converter or a memory by a digital signal processor or a gate array is used. It can be realized by combining a gate circuit and a serial-parallel converter.
【００３９】次に、マルチキャリア伝送システムをより
具体的に説明する。図２に送信系１０に相当する送信機
の構成を示し、図３に受信系２０に相当する受信機の構
成を示す。また、その場合の具体的なパラメータは、次
の通りである。Next, the multi-carrier transmission system will be described more specifically. FIG. 2 shows the configuration of a transmitter corresponding to the transmission system 10, and FIG. 3 shows the configuration of a receiver corresponding to the reception system 20. The specific parameters in that case are as follows.
【００４０】 情報 デジタルデータ（1,1,0,0,1,0 ） 情報レート 10Ｍｂｐｓ 情報変復調 ＱＰＳＫ 変調レート 5Ｍｂａｕｄ 拡散符号 Ｗｓｌｓｈ符号（-1,1,-1,1,-1,1,-1,1 ） チップレート 40Ｍｃｈｉｐ／ｓ 図２において、３１はＱＰＳＫの変調器、３２、３３は
乗算器、３４は拡散系列生成回路、３５、３６は直列並
列変換器、３７は逆ＦＦＴ器、３８、３９はデジタル−
アナログ変換器、４０は局部発振器、４１、４２はミキ
サ（乗算器）、４３は位相器、４４は加算器、４５はフ
ィルタ、４６はアンテナを示している。図３において、
４７はアンテナ、４８はバンドパスフィルタ、４９は局
部発振器、５０は位相を90度遅らせる位相器、５１、５
２はミキサ、５３、５４はアナログ−デジタル変換器、
５５はＦＦＴ器、５６、５７は各々８個の並列データを
０をしきい値として−１または＋１の２値の直列データ
に変換する並列−直列変換器、５８は送信側で乗じられ
た系列を同じ拡散系列を生成する拡散系列生成回路、５
９、６０はミキサ、６１は合成器、６２、６３は拡散系
列の一周期ごとに入力データを積分する積分回路、６４
はバンドパスフィルタ、６５は情報復調用のＱＰＳＫ復
調器を示している。Information digital data (1,1,0,0,1,0) Information rate 10 Mbps Information modulation / demodulation QPSK Modulation rate 5 Mbaud Spreading code Wslsh code (-1,1, -1,1, -1,1, -1) , 1) Chip rate 40 Mchip / s In FIG. 2, 31 is a QPSK modulator, 32 and 33 are multipliers, 34 is a spreading sequence generation circuit, 35 and 36 are serial-parallel converters, 37 is an inverse FFT device, 38, 39 is digital
An analog converter, 40 is a local oscillator, 41 and 42 are mixers (multipliers), 43 is a phase shifter, 44 is an adder, 45 is a filter, and 46 is an antenna. In FIG.
47 is an antenna, 48 is a bandpass filter, 49 is a local oscillator, 50 is a phase shifter for delaying the phase by 90 degrees, 51, 5
2 is a mixer, 53 and 54 are analog-digital converters,
55 is an FFT unit, 56 and 57 are parallel-serial converters for converting each of the 8 parallel data into binary serial data of -1 or +1 with 0 as a threshold value, and 58 is a sequence multiplied by the transmission side. A spreading sequence generation circuit for generating the same spreading sequence, 5
Reference numerals 9 and 60 denote mixers, 61 denotes a combiner, 62 and 63 denote integration circuits for integrating input data for each cycle of the spreading sequence, 64
Is a bandpass filter, and 65 is a QPSK demodulator for information demodulation.
【００４１】次に、動作を具体的に示すため送信機内お
よび受信機内で生成される信号波形について説明する。Next, the signal waveforms generated in the transmitter and the receiver in order to specifically show the operation will be described.
【００４２】送信機内の信号波形を図４〜図６に示す。Signal waveforms in the transmitter are shown in FIGS.
【００４３】図４（１）に送信する情報を示す。同図に
示すように、送信する情報は１または０のデジタルデー
タであり、ここでは説明のため、１、１、０、０、１、
０の順に 6ビットのデータが10Ｍｂｐｓの情報レートで
発生したものとする。この情報はＱＰＳＫ変調器３１に
入力され、図４（２）に示すような 5Ｍｂａｕｄの変調
信号（Ｉ軸の変調信号ｂI ［１］〜ｂI ［３］とＱ軸の
変調信号ｂQ ［１］〜ｂQ ［３］がＱＰＳＫ変調器３１
より出力される。この変調信号ｂｉおよびｂｑは乗算器
３２、３３に入力され、図４（３）に示すような１周期
8ｃｈｉｐ、チップレート40Ｍｃｈｉｐ／ｓの拡散系列
ｐｎと乗算され図４（４）に示すような40Ｍｂａｕｄ
（１シンボル時間25ｎｓｅｃ）の拡散変調信号Ｃｉ、Ｃ
ｑが生成される。この信号は直列並列変換器によって図
５（５）に示すように、 5Ｍｂａｕｄ（１シンボル時間
200ｎｓｅｃ）に低速化され、Ｉ軸とＱ軸について各々
８系列の並列データｄI1〜ｄI8、ｄQ1〜ｄQ8に変換され
る。この並列データｄｄI1〜ｄI8、ｄQ1〜ｄQ8は逆ＦＦ
Ｔ器３７により演算が施された後、図６（６）に示すよ
うな８つのキャリア周波数ｆ1 〜ｆ8 をもつ変調信号が
生成される。そして、これら８つの信号を合成されたも
のが送信信号ｃｉ、ｃｑとなり、各々が局部発振器４０
とミキサ４１、４２によって高周波に変換され、その
後、バンドパスフィルタ４５にて帯域が制限され、図７
に示すように、周波数軸上において直交する８つのキャ
リア周期の信号をもった送信信号ｅとして送出される。The information to be transmitted is shown in FIG. As shown in the figure, the information to be transmitted is digital data of 1 or 0. Here, for the sake of explanation, 1, 1, 0, 0, 1,
It is assumed that 6-bit data is generated in the order of 0 at an information rate of 10 Mbps. This information is input to the QPSK modulator 31, and a 5 Mbaud modulation signal (I-axis modulation signals b I [1] to b I [3]) and a Q-axis modulation signal b Q [as shown in FIG. 1] to b Q [3] are QPSK modulators 31
Will be output. The modulated signals bi and bq are input to the multipliers 32 and 33, and one cycle as shown in FIG.
40 Mbaud as shown in FIG. 4 (4), which is multiplied by a spreading sequence pn of 8 chips and a chip rate of 40 Mchip / s.
Spread modulation signals Ci, C of (one symbol time 25 nsec)
q is generated. This signal is converted to 5 Mbaud (1 symbol time by the serial-parallel converter as shown in Fig. 5 (5).
Are slow to 200 nsec), is converted into each 8 parallel data d I1 to d I8 series, d Q1 to d Q8 for I axis and Q axis. The parallel data dd I1 ~d I8, d Q1 ~d Q8 reverse FF
After the calculation is performed by the T unit 37, a modulated signal having eight carrier frequencies f 1 to f 8 as shown in FIG. 6 (6) is generated. Then, a combination of these eight signals becomes the transmission signals ci and cq, each of which is the local oscillator 40.
Is converted to a high frequency by the mixers 41 and 42, and then the band is limited by the band pass filter 45.
As shown in, the signal is transmitted as a transmission signal e having signals of eight carrier periods orthogonal to each other on the frequency axis.
【００４４】次に、受信機内の信号波形を図８〜図１０
に示す。Next, the signal waveforms in the receiver are shown in FIGS.
Shown in
【００４５】アンテナ４７にて受信された受信信号ｅ´
は、バンドパスフィルタ４８にて所望の帯域の信号成分
のみ取り出され、この信号はミキサー５１、５２にて局
部発振器４９から生成されたＩ軸とＱ軸の基準信号が乗
算され、図８（１）に示すようなベースバンドの信号に
変換される。次に、この信号はＡＤ変換器５３、５４に
てデジタル信号に変換され、次にＦＦＴ器５５にて図９
（２）に示すようにＩ軸、Ｑ軸各々８個の並列データ
（ｄ´I1〜ｄ´I8、ｄ´Q1〜ｄ´Q8）の信号に分離され
る。この並列データ（ｄ´I1〜ｄ´I8、ｄ´Q1〜ｄ
´Q8）は各々並列直列変換器５６、５７にて図１０
（３）に示すような直列データｃｉ´およびｃｑ´に変
換される。その後、直列データｃｉ´およびｃｑ´はミ
キサー５９、６０にて各々送信側と同じ拡散系列ｐｎが
乗じられ、次に、拡散系列の一周期にわたって積分器６
３、６３にて積分され、図１０（４）に示すような信号
が取り出される。その後、合成器６１にてＩ軸とＱ軸の
信号が合成され、ＬＰＦ６４にて帯域外の信号が取り除
かれた後、ＱＰＳＫ復調器６５にて情報復調される。こ
の結果、図１０（５）に示すように、送信されたデジタ
ルデータが１、１、０、０、１、０が再生される。以上
のように受信機では、送信機との逆の動作を行い送信デ
ータを再生する。Received signal e'received by the antenna 47
In the bandpass filter 48, only the signal component in the desired band is extracted. This signal is multiplied by the I-axis and Q-axis reference signals generated from the local oscillator 49 in the mixers 51 and 52. ) Is converted into a baseband signal as shown in FIG. Next, this signal is converted into a digital signal by the AD converters 53 and 54, and then by the FFT unit 55.
(2) I-axis as shown in, Q axis each eight parallel data (d'I1 ~d' I8, d'Q1 ~d' Q8) is separated into signals. This parallel data (d'I1 ~d' I8, d'Q1 ~d
' Q8 ) are shown in FIG.
It is converted into serial data ci ′ and cq ′ as shown in (3). After that, the serial data ci ′ and cq ′ are multiplied by the same spreading sequence pn on the transmitting side in the mixers 59 and 60, respectively, and then the integrator 6 over one period of the spreading sequence.
The signals are integrated at 3, 63 and a signal as shown in FIG. After that, the combiner 61 combines the I-axis and Q-axis signals, the LPF 64 removes the out-of-band signal, and the QPSK demodulator 65 demodulates the information. As a result, as shown in FIG. 10 (5), 1, 1, 0, 0, 1, 0 of the transmitted digital data is reproduced. As described above, the receiver performs the reverse operation of the transmitter to reproduce the transmission data.
【００４６】次に、本発明の効果を説明するために、図
１１（１）に直接拡散スペクトル拡散方式を用いた場合
の送信波形、（２）にＯＦＤＭの送信波形、（３）本発
明のによる送信波形（但し、Ｉ軸のみ）を各々ベースバ
ンド伝送時について示す。Next, in order to explain the effect of the present invention, FIG. 11 (1) shows a transmission waveform when the direct spread spectrum spread method is used, (2) an OFDM transmission waveform, and (3) the present invention. The transmission waveforms (however, only the I-axis) are shown for each baseband transmission.
【００４７】直接拡散スペクトル拡散方式の場合、送信
波形は１シンボルごとに１周期の拡散系列が変調された
波形となり、１チップ時間は 200ｎｓｅｃ×１／８＝25
ｎｓｅｃとなる。したがって、従来の技術で説明したよ
うに、平均遅延時間10ｎｓｅｃ、遅延分散25ｎｓｅｃ、
遅延波の到着時間の分布を正規分布としたとき、パスの
経路が変化した時、同期タイミングよりも 2.5ｎｓｅｃ
以上前後にずれる確率は、84％程度となる。したがっ
て、直接拡散スペクトラム拡散通信方式では、パスの経
路が変化した時、高い確率で符号誤りが発生すると予想
される。In the case of the direct spread spectrum spread method, the transmission waveform is a waveform in which a spread sequence of one cycle is modulated for each symbol, and one chip time is 200 nsec × 1/8 = 25.
It becomes nsec. Therefore, as described in the prior art, the average delay time is 10 nsec, the delay dispersion is 25 nsec,
When the arrival time distribution of the delayed wave is a normal distribution, when the path route changes, it is 2.5 nsec longer than the synchronization timing.
The probability that it will shift back and forth will be about 84%. Therefore, in the direct sequence spread spectrum communication system, it is expected that a code error will occur with a high probability when the path route changes.
【００４８】一方、本発明による方式の場合、図１１
（３）に示すように、送信波形のシンボルは各チップの
値を変調した８つの搬送波をもつ信号波形となる。この
とき、１シンボル時間は 200ｎｓｅｃであり、受信機の
ＦＦＴ器５５では、この時間内の少なくとも１点にて８
つの搬送波と同期をとり、各搬送波が運ぶチップの値を
取り出せばよい。したがって、上記直接拡散方式と同様
に、遅延波が平均値より１シンボルの20％（40ｎｓｅ
ｃ）以上ずれて到着する確率Ｐ３は以下のようになる。On the other hand, in the case of the method according to the present invention, FIG.
As shown in (3), the symbol of the transmission waveform is a signal waveform having eight carrier waves obtained by modulating the value of each chip. At this time, one symbol time is 200 nsec, and the FFT unit 55 of the receiver has 8 points at at least one point within this time.
It is sufficient to synchronize with one carrier wave and extract the value of the chip carried by each carrier wave. Therefore, as in the case of the direct spread method, the delay wave is 20% (40 nse) of one symbol from the average value.
c) The probability P3 of arriving with a delay of more than is as follows.
【００４９】 Ｐ３＝１−２×Ｆ（（５０−１０）／２５） ＝１−２＊Ｆ（１．６） ＝１−２＊０．４４５＝０．１１＝１１％ よって、同期はずれの確率は直接拡散方式と比べかなり
低くなると考えられる。同様に考えると、従来のＯＦＤ
Ｍ方式の場合は、１シンボル時間が600 ｎｓｅｃとなる
ため、本発明の方が同期はずれの確率は少なくなる。P3 = 1-2 × F ((50-10) / 25) = 1-2 * F (1.6) = 1-2 * 0.445 = 0.11 = 11% Therefore, there is a loss of synchronization. The probability is considered to be much lower than that of the direct diffusion method. Considering the same, the conventional OFD
In the case of the M method, since one symbol time is 600 nsec, the probability of loss of synchronization is smaller in the present invention.
【００５０】また、上述したように、ＯＦＤＭ方式の場
合、電子レンジや他の無線装置と周波数を共用したとき
に、本発明の場合よりもこれらの装置から放射された信
号の干渉波の影響を大きく受ける。図１２を用いてこの
点について詳しく説明する。図１２（１）はＯＦＤＭ伝
送中に干渉波が存在した時の影響を説明する図であり、
ここでは説明のため、干渉波のエネルギーをＩ0 、干渉
波の帯域をＢとする。同図に示すように、ＯＦＤＭ方式
の場合、各キャリア上には各々シンボルの情報が変調さ
れて運ばれている。そのため、干渉波と帯域が重なった
部分に影響をうけ、この帯域で送信したシンボルが誤る
ことになる。したがって、複数のシンボルに対して誤り
訂正を施す等の対策を講じなければ、通信できない。Further, as described above, in the case of the OFDM system, when the frequency is shared with the microwave oven and other wireless devices, the influence of the interference wave of the signals radiated from these devices is more affected than in the case of the present invention. Receive big. This point will be described in detail with reference to FIG. FIG. 12 (1) is a diagram for explaining the influence when an interference wave exists during OFDM transmission,
Here, for the sake of explanation, it is assumed that the energy of the interference wave is I 0 and the band of the interference wave is B. As shown in the figure, in the case of the OFDM system, symbol information is modulated and carried on each carrier. Therefore, the interference wave and the portion where the band overlaps are affected, and the symbols transmitted in this band are erroneous. Therefore, communication cannot be performed without taking measures such as performing error correction on a plurality of symbols.
【００５１】一方、本発明の場合、図１２（１）に示す
ように干渉波と通信帯域が重なった部分に影響をうけこ
の部分のチップの情報が誤ることになる。この場合、３
番めのチップの情報に誤りが発生するが、このときは逆
拡散した後の出力は、干渉波がない時に逆拡散復調後の
Ｉ軸の出力が８であったものが、出力が１だけ減少する
だけで済む。この逆拡散復調後の出力はその後ＱＰＳＫ
復調器６５にてＩ軸・Ｑ軸がそれぞれ０をしきい値とし
て正負の判定が行われる。したがって、逆拡散後の出力
が＋８から＋７に変化しても、誤りにならないことが判
る。On the other hand, in the case of the present invention, as shown in FIG. 12 (1), the information of the chip in this portion is erroneous due to the influence of the portion where the interference wave and the communication band overlap. In this case 3
An error occurs in the information of the second chip, but in this case, the output after despreading was the I-axis output of 8 after despreading demodulation when there was no interference wave, but the output was only 1. Just reduce it. The output after this despread demodulation is then QPSK
The demodulator 65 determines whether the I-axis and the Q-axis are 0 and 0 as threshold values. Therefore, it is understood that no error occurs even if the output after despreading changes from +8 to +7.
【００５２】直接拡散方式の場合、図１２（３）に示す
ように、受信機内の通過帯域をＷとすると、受信機内で
干渉波は帯域をＷに拡散されるため、復調時に干渉波か
ら受ける干渉エネルギーＩは以下の式で表される。In the case of the direct spread system, as shown in FIG. 12 (3), assuming that the pass band in the receiver is W, the interference wave is spread to W in the receiver, so that the interference wave is received from the interference wave during demodulation. The interference energy I is represented by the following equation.
【００５３】Ｉ＝Ｉ0 ×（Ｂ／Ｗ） 干渉波から受ける干渉エネルギーはＩ0 に比例し、受信
機の通過帯域幅Ｗに反比例する。したがって、直接拡散
方式の場合、スペクトラムの拡散によって、干渉波のレ
ベルを低くすることができるが、受信機の周囲に電子レ
ンジや他の無線装置がある等、そのレベルが大の場合に
は、それらが放射した電波の干渉を受けて通信不能とな
る。I = I 0 × (B / W) The interference energy received from the interference wave is proportional to I 0 and inversely proportional to the pass band width W of the receiver. Therefore, in the case of the direct spread method, the level of the interference wave can be lowered by spread spectrum, but when the level is large, such as when there is a microwave oven or other wireless device around the receiver, Communication is disabled due to the interference of radio waves emitted from them.
【００５４】一方、本発明の場合、干渉波と通信帯域が
重なった部分に影響をうけこの部分のチップの情報が誤
ることになる。例えば、図１２（２）の場合は、３番め
のチップの情報に誤りが発生するが、この時は、逆拡散
した後の出力は、干渉波がないときに逆拡散復調後のＩ
軸の出力が８であったもの（図１０（４）の信号）が、
出力が１だけ減少するだけで済む。この逆拡散復調後の
出力はその後ＱＰＳＫ復調器６５にてＩ軸・Ｑ軸それぞ
れ０をしきい値として正負の判定が行われる。したがっ
て、逆拡散後の出力が＋８から＋７に変化しても、誤り
にならないことが判る。On the other hand, in the case of the present invention, the information of the chip in this portion is erroneous due to the influence of the portion where the interference wave and the communication band overlap. For example, in the case of FIG. 12 (2), an error occurs in the information of the third chip, but at this time, the output after despreading is I after despreading demodulation when there is no interference wave.
The output of the axis was 8 (the signal in Fig. 10 (4))
The output only needs to be reduced by one. The output after the despreading demodulation is then subjected to positive / negative determination in the QPSK demodulator 65 with the I-axis and the Q-axis being 0 as threshold values. Therefore, it is understood that no error occurs even if the output after despreading changes from +8 to +7.
【００５５】以上説明したように、従来の直接拡散方式
は10Ｍｂｐｓ以上の高速伝送の場合、遅延時間のばらつ
きの影響が大であるのに対し、本発明およびＯＦＤＭ方
式の場合は比較的影響が小であるといえる。また、従来
のＯＦＤＭ方式では狭帯域の干渉波が存在した場合、干
渉波の周波数と通信帯域が重なった部分でシンボルエラ
ーが発生するのに対し、本発明ではその影響は受信機内
の逆拡散後の出力の減少になるだけですみ、誤りの発生
を抑えることが可能となる。したがって、本発明により
高速無線伝送を実現することが可能となる。As described above, in the case of the high speed transmission of 10 Mbps or more, the conventional direct spread method has a large influence of the variation of the delay time, whereas the present invention and the OFDM method have a relatively small influence. You can say that. Further, in the conventional OFDM system, when a narrow band interference wave is present, a symbol error occurs in a portion where the frequency of the interference wave and the communication band overlap, whereas in the present invention, the effect is that after despreading in the receiver. It is only necessary to reduce the output of, and it is possible to suppress the occurrence of errors. Therefore, high-speed wireless transmission can be realized by the present invention.
【００５６】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。Next, another embodiment of the present invention will be described.
【００５７】この実施例のマルチキャリア伝送システム
は、上記実施例のシステムよりもさらに高速伝送を可能
とするものであり、送信情報の一部を参照して、複数の
拡散系列のうち所定の数の拡散系列を選択的に乗算し、
一方、受信信号に含まれる拡散系列の組み合わせを調べ
て、送信情報の一部を再生することを特徴とするもので
ある。The multi-carrier transmission system of this embodiment enables higher-speed transmission than the system of the above-mentioned embodiment, and by referring to a part of the transmission information, a predetermined number of spread sequences can be obtained. Selectively multiply the spreading sequence of
On the other hand, it is characterized in that a combination of spreading sequences included in the received signal is examined and a part of the transmission information is reproduced.
【００５８】図１３にこの実施例に係る送信機の構成を
示す。FIG. 13 shows the configuration of the transmitter according to this embodiment.
【００５９】図１３において、７１は入力データを11ビ
ット毎に直列並列変換を行う直列並列変換器、７２〜７
４はＱＰＳＫの変調器、７５は入力された 5ｂｉｔに応
じて８種類の拡散系列の中から３種類の拡散系列を選び
出力する拡散系列選択生成器、７６〜８１は乗算器、８
２、８３は３個の乗算器から出力されたＩ軸、Ｑ軸の拡
散データの成分を合成する合成器、８４、８５は直列並
列変換器、８６は逆ＦＦＴ器、８７、８８はデジタル−
アナログ変換器、８９は局部発振器、９１、９２はミキ
サ（乗算器）、９３は位相器、９４は加算器、９５はフ
ィルタ、９６はアンテナを示している。In FIG. 13, reference numeral 71 denotes a serial / parallel converter for performing serial / parallel conversion of input data every 11 bits, and 72 to 7
4 is a QPSK modulator, 75 is a spreading sequence selection generator that selects and outputs 3 types of spreading sequences from 8 types of spreading sequences according to the input 5 bits, and 76 to 81 are multipliers, 8
Reference numerals 2 and 83 are combiners for combining the I-axis and Q-axis spread data components output from the three multipliers, 84 and 85 are serial-parallel converters, 86 is an inverse FFT device, and 87 and 88 are digital-
An analog converter, 89 is a local oscillator, 91 and 92 are mixers (multipliers), 93 is a phase shifter, 94 is an adder, 95 is a filter, and 96 is an antenna.
【００６０】図１４にこの実施例に係る受信機の構成を
示す。FIG. 14 shows the configuration of the receiver according to this embodiment.
【００６１】図１４において、９７はアンテナ、９８は
バンドパスフィルタ、９９は局部発振器、１００は位相
を90度遅らせる位相器、１０１、１０２はミキサ、１０
３、１０４はアナログ−デジタル変換器、１０５はＦＦ
Ｔ器、１０６、１０７と４０８２は各々８個の並列デー
タを直接データに変換する並列−直列変換器、１０８は
８種類の拡散系列を生成するマルチ拡散系列生成回路、
１０９〜１２４はミキサ、１２５はミキサ１０９〜１２
４から出力された８種類の相関出力を比較し、このうち
出力の大きい３系統の出力をｘ１，ｘ２，ｘ３として出
力するとともに、この３種類の組み合わせより 5ｂｉｔ
のデータｐ１〜ｐ５を出力する相関出力マッピング器、
１２６〜１２８はフィルタ、１２９〜１３１はＱＰＳＫ
復調器、１３２〜１３６は遅延回路、１３７はＱＰＳＫ
復調器１２９〜１３１および遅延回路１３２〜１３６か
ら出力された出力を直列データに変換する直列並列変換
回路を示している。In FIG. 14, 97 is an antenna, 98 is a band pass filter, 99 is a local oscillator, 100 is a phase shifter for delaying the phase by 90 degrees, 101 and 102 are mixers, and 10
3, 104 are analog-digital converters, 105 is FF
T-units, 106, 107 and 4082 are parallel-serial converters for directly converting eight parallel data into data respectively, and 108 is a multi-spread sequence generation circuit for generating eight types of spread sequences,
109-124 are mixers, 125 is mixers 109-12
8 types of correlation outputs output from 4 are compared, and the outputs of 3 lines with large outputs among them are output as x1, x2, x3, and 5 bits are obtained from the combination of these 3 types.
Output data p1 to p5 of the correlation output mapper,
126 to 128 are filters and 129 to 131 are QPSK
Demodulators, 132 to 136 are delay circuits, 137 is QPSK
A serial-parallel conversion circuit that converts the outputs output from the demodulators 129 to 131 and the delay circuits 132 to 136 into serial data is shown.
【００６２】図１３に示した送信機は、入力データの11
ビット毎に、 6ビットは３つの変換器７２〜７４に入力
し、残りの 5ビットは拡散系列選択器７５に入力する。
拡散系列選択器７５では、例えば入力された 5ビットが
｛０、０、０、０、０｝の場合は｛ＰＮ１、ＰＮ２、Ｐ
Ｎ３｝とを出力し、｛０、０、０、０、１｝の場合は
｛ＰＮ４、ＰＮ５、ＰＮ６｝を出力するという具合に、
８つ用意した拡散系列より３つの系列を選んで出力す
る。The transmitter shown in FIG.
For each bit, 6 bits are input to the three converters 72 to 74, and the remaining 5 bits are input to the spreading sequence selector 75.
In the spreading sequence selector 75, if the input 5 bits are {0, 0, 0, 0, 0}, {PN1, PN2, P
N3} and {0,0,0,0,1} are output {PN4, PN5, PN6}, and so on.
Three sequences are selected from the eight prepared diffusion sequences and output.
【００６３】一方、図１４に示した受信機では、受信信
号からどの拡散系列がどの組み合わせで送られたかを調
べ、これによって 5ビット分を取り出し、残りの 6ビッ
ト分は３つのＱＰＳＫ復調器１２９〜１３１から取り出
すという動作をする。これは、８個の系列のうち３つの
系列を選択する方法は sＣ3 ＝５６通りあるため、 5ビ
ットの情報（３２通り）は拡散系列の組み合わせ方法に
マッピングして伝送することができるためである。On the other hand, in the receiver shown in FIG. 14, it is checked which spreading sequence is transmitted in which combination from the received signal, five bits are taken out by this, and the remaining six bits are three QPSK demodulators 129. The operation is to take out from ~ 131. This is because there are s C 3 = 56 ways to select 3 sequences out of 8 sequences, so 5 bit information (32 ways) can be mapped to a spreading sequence combination method and transmitted. Is.
【００６４】このようにすることによって、以下に示す
ようにチップレートが40Ｍｃｈｉｐ／ｓにて55Ｍｂｐｓ
の伝送速度が実現できるようになる。By doing so, the chip rate is 55 Mbps at 40 Mchip / s as shown below.
The transmission speed of can be realized.
【００６５】 情報 デジタルデータ（1,1,0,0,1,0 ） 情報レート 55Ｍｂｐｓ 情報変復調 ＱＰＳＫ 変調レート 5Ｍｂａｕｄ 拡散符号 Ｗｓｌｓｈ符号（-1,1,-1,1,-1,1,-1,1 ） チップレート 40Ｍｃｈｉｐ／ｓ 本発明で実現できる情報レートＲ［Ｍｂｐｓ］を数式を
使って表現すると次の式で表される。Information digital data (1,1,0,0,1,0) Information rate 55 Mbps Information modulation / demodulation QPSK Modulation rate 5 Mbaud Spreading code Wslsh code (-1,1, -1,1, -1,1, -1) , 1) Chip rate 40 Mchip / s The information rate R [Mbps] that can be realized by the present invention is expressed by the following equation.
【００６６】 Ｒ＝（２×ＭＯＤ−Ｎ＋Ｋ）／（Ｎｃ・Ｔｃ） 但し、ＭＯＤ−ＮはＱＰＳＫ変調器の数、ｋは拡散系列
を選択するための入力データのビット数、Ｔｃはチップ
の周期である。R = (2 × MOD − N + K) / (Nc · Tc) where MOD − N is the number of QPSK modulators, k is the number of bits of input data for selecting the spreading sequence, and Tc is the chip period. Is.
【００６７】なお、上述した実施例では、キャリアの数
を８としたが、図１５（ａ）に示すようにチップの周期
を長くしてキャリア数を増やしたり、図１５（ｂ）に示
すように複数シンボルのチップをまとめて逆ＦＦＴ／Ｆ
ＦＴするような構成にして、キャリア数を数１０から数
百に増やしても、上述した例と同様もしくはそれ以上の
伝送品質改善効果が期待できる。In the above-described embodiment, the number of carriers is eight, but as shown in FIG. 15 (a), the cycle of chips is lengthened to increase the number of carriers, or as shown in FIG. 15 (b). Inverse FFT / F for multiple symbol chips
Even if the number of carriers is increased from several tens to several hundreds with a configuration such as FT, the same or higher transmission quality improvement effect as the above-mentioned example can be expected.
【００６８】[0068]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、遅
延のばらつきによる影響や電子レンジ等の狭帯域干渉、
周波数選択性フェージングの影響を低減でき、また同一
の伝送帯域においてより高速の伝送を可能とする。した
がって、本発明は、高速無線ＬＡＮや移動体通信、デジ
タルＴＶ放送やＣＡＴＶ等適用範囲は広く、このような
システムにて高速・高品質のデータ伝送が可能となる。As described above, according to the present invention, the influence of delay variation, narrow band interference of microwave ovens,
The influence of frequency selective fading can be reduced, and higher speed transmission is possible in the same transmission band. Therefore, the present invention has a wide range of applications such as high-speed wireless LAN, mobile communication, digital TV broadcasting and CATV, and high-speed and high-quality data transmission is possible with such a system.
【００６９】最後に直接拡散方式、ＯＦＤＭ方式、本発
明による特性を比較した一覧を図１９に示す。Finally, FIG. 19 shows a list comparing the characteristics according to the present invention with the direct diffusion method, the OFDM method.
【００７０】同図に示すように、本発明は、複数の端末
が非同期で通信する場合には、キャリアセンス等のアク
セス制御が必要となるが、単一の端末が高速に伝送路を
使うような高速無線ＬＡＮ、デジタルＴＶ放送、移動体
の基地局等に利用すれば、従来の方式よりも高速化・高
品質化の点で有効であることが分かる。As shown in the figure, the present invention requires access control such as carrier sense when a plurality of terminals communicate asynchronously, but a single terminal uses a transmission line at high speed. It can be seen that the present invention is more effective than the conventional method in terms of speeding up and improving quality when used for a high-speed wireless LAN, digital TV broadcasting, mobile base stations, and the like.
【図１】本発明のマルチキャリア伝送システムを概念的
に示した図である。FIG. 1 is a diagram conceptually showing a multicarrier transmission system of the present invention.
【図２】本発明の一実施例に係る送信機の構成図であ
る。FIG. 2 is a configuration diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例に係る受信機の構成図であ
る。FIG. 3 is a configuration diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例に係る送信機内部の信号を説
明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating signals inside a transmitter according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例に係る送信機内部の信号を説
明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating signals inside a transmitter according to an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例に係る送信機内部の信号を説
明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating signals inside a transmitter according to an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例に係る送信波形を示す図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a transmission waveform according to an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例に係る受信機内部の信号を説
明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating signals inside a receiver according to an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例に係る受信機内部の信号を説
明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating signals inside a receiver according to an embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の一実施例に係る受信機内部の信号を
説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating signals inside a receiver according to an embodiment of the present invention.
【図１１】各方式の信号波形（ベースバンド伝送時）を
示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a signal waveform of each method (during baseband transmission).
【図１２】狭帯域干渉の影響を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the influence of narrowband interference.
【図１３】本発明の他の実施例に係る送信機の構成図で
ある。FIG. 13 is a configuration diagram of a transmitter according to another embodiment of the present invention.
【図１４】本発明の他の実施例に係る受信機の構成図で
ある。FIG. 14 is a configuration diagram of a receiver according to another embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の他の実施例の場合の送信スペクトル
波形を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a transmission spectrum waveform in the case of another embodiment of the present invention.
【図１６】従来の通信方式をまとめた表である。FIG. 16 is a table summarizing conventional communication methods.
【図１７】直接拡散方式におけるチップ同期タイミング
とビット誤り率との関係を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a relationship between a chip synchronization timing and a bit error rate in the direct spread system.
【図１８】パスの変化を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing changes in paths.
【図１９】本発明と従来方式とを比較した表である。FIG. 19 is a table comparing the present invention with a conventional method.
１０…送信系 １１…情報変調手段 １２…拡散変調手段 １３…直列並列変換手段 １４…生成手段 １５…マルチキャリア再生手段 １６…並列直列変換手段 １７…逆拡散復調手段 １８…情報復調手段 ２０…受信系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission system 11 ... Information modulation means 12 ... Spread modulation means 13 ... Serial-parallel conversion means 14 ... Generation means 15 ... Multicarrier reproduction means 16 ... Parallel-serial conversion means 17 ... Despreading demodulation means 18 ... Information demodulation means 20 ... Reception system
Claims (5)
列により拡散する拡散手段と、 この拡散手段により拡散された拡散データを並列データ
に変換する直列／並列変換手段と、 この直列／並列変換手段により変換された並列データを
逆フーリエ変換してマルチキャリア信号を生成する逆フ
ーリエ変換手段とを備え、（ｂ）受信系が、 前記マルチキャリア信号をフーリエ変換するフーリエ変
換手段と、 このフーリエ変換手段により変換された並列データを直
列データに変換する並列／直列変換手段と、 この並列／直列変換手段により変換された直列データを
前記所定の拡散系列により逆拡散する逆拡散手段と、 この逆拡散手段により逆拡散された変調信号を前記送信
情報に復調する復調手段とを具備することを特徴とする
マルチキャリア伝送システム。1. A transmission system comprises: a modulation means for modulating at least a part of transmission information; a spreading means for spreading a modulation signal modulated by the modulation means by a predetermined spreading sequence; and a spreading means. Serial / parallel conversion means for converting the spread data spread to parallel data, and inverse Fourier transform means for inverse Fourier transforming the parallel data converted by the serial / parallel conversion means to generate a multi-carrier signal, (B) The receiving system includes a Fourier transform unit for performing a Fourier transform on the multi-carrier signal, a parallel / serial transform unit for transforming the parallel data transformed by the Fourier transform unit into serial data, and the parallel / serial transform unit. Despreading means for despreading the converted serial data by the predetermined spreading sequence, and a modulation signal despread by the despreading means. Multi-carrier transmission system, characterized by comprising a demodulation means for demodulating the transmission information.
調された変調信号を所定の拡散系列により拡散し、拡散
された拡散データを並列データに変換し、変換された並
列データを逆フーリエ変換してマルチキャリア信号を生
成して送信し、 受信した前記マルチキャリア信号をフーリエ変換し、変
換された並列データを直列データに変換し、変換された
直列データを前記所定の拡散系列により逆拡散し、逆拡
散された変調信号を前記送信情報に復調することを特徴
とするマルチキャリア伝送方法。2. At least a part of transmission information is modulated, a modulated signal is spread by a predetermined spreading sequence, spread spread data is converted into parallel data, and the converted parallel data is inverse Fourier transformed. Then, the multi-carrier signal is generated and transmitted, the received multi-carrier signal is Fourier-transformed, the converted parallel data is converted into serial data, and the converted serial data is despread by the predetermined spreading sequence. A multi-carrier transmission method comprising demodulating a despread modulated signal into the transmission information.
のうち所定の数の拡散系列を選択し、前記変調手段によ
り変調された変調信号を選択した拡散系列により拡散す
る拡散手段と、 この拡散手段により拡散された拡散データを並列データ
に変換する直列／並列変換手段と、 この直列／並列変換手段により変換された並列データを
逆フーリエ変換してマルチキャリア信号を生成する逆フ
ーリエ変換手段とを備え、（ｂ）受信系が、 前記マルチキャリア信号をフーリエ変換するフーリエ変
換手段と、 このフーリエ変換手段により変換された並列データを直
列データに変換する並列／直列変換手段と、 この並列／直列変換手段により変換された直列データを
前記複数の拡散系列により逆拡散して受信した前記マル
チキャリア信号に含まれる拡散系列を判定する拡散系列
判定手段と、 この拡散系列判定手段により受信した前記マルチキャリ
ア信号に含まれていると判定された拡散系列の組み合わ
せに応じて前記送信情報の一部を再生する第１の情報復
調手段と、 受信した前記マルチキャリア信号に含まれていると判定
された拡散系列を前記再生された直列データに乗算して
変調信号を再生する変調信号再生手段と、 この変調信号再生手段により再生された変調信号を復調
して前記送信情報の一部を再生する第２の情報復調手段
と、 これら第１及び第２の情報復調手段により再生された送
信情報の並びを変えて前記送信情報の全てを再送する手
段とを具備することを特徴とするマルチキャリア伝送シ
ステム。3. (a) A transmission system refers to a modulating means for modulating a part of transmission information, and a predetermined number of spreading sequences among a plurality of spreading sequences with reference to the remaining part of the transmitting information. Spreading means for selecting and spreading the modulated signal modulated by the modulating means by the selected spreading sequence, serial / parallel converting means for converting the spread data spread by the spreading means into parallel data, and the serial / parallel Inverse Fourier transforming means for inverse Fourier transforming the parallel data transformed by the transforming means to generate a multicarrier signal, and (b) the receiving system is a Fourier transforming means for Fourier transforming the multicarrier signal; Parallel / serial conversion means for converting parallel data converted by the conversion means into serial data; and serial data converted by the parallel / serial conversion means, Spreading sequence determining means for determining a spreading sequence included in the received multi-carrier signal after despreading with a spread sequence, and a spreading sequence determined to be included in the multi-carrier signal received by the spreading sequence determining means A first information demodulating means for reproducing a part of the transmission information according to a combination of, and multiplying the reproduced serial data by a spreading sequence determined to be included in the received multicarrier signal. Modulation signal reproduction means for reproducing the modulation signal, second information demodulation means for demodulating the modulation signal reproduced by the modulation signal reproduction means to reproduce a part of the transmission information, and the first and second A multi-carrier transmission system, comprising means for changing the arrangement of the transmission information reproduced by the information demodulation means and retransmitting all of the transmission information.
量よりも、複数の拡散系列のうち所定の数の拡散系列を
選ぶ組み合わせがもつ情報量の方が大となるように、拡
散系列を選択することを特徴とする請求項３記載のマル
チキャリア伝送システム。4. The spreading means spreads information such that a combination selecting a predetermined number of spreading sequences among a plurality of spreading sequences has a larger amount of information than the amount of information that a part of transmission information has. The multicarrier transmission system according to claim 3, wherein a sequence is selected.
りの一部を参照して、複数の拡散系列のうち所定の数の
拡散系列を選択し、前記変調された変調信号を選択した
拡散系列により拡散し、拡散された拡散データを並列デ
ータに変換し、変換された並列データを逆フーリエ変換
してマルチキャリア信号を生成して送信し、 受信した前記マルチキャリア信号をフーリエ変換し、変
換された並列データを直列データに変換し、変換された
直列データを前記複数の拡散系列により逆拡散して受信
した前記マルチキャリア信号に含まれる拡散系列を判定
し、受信した前記マルチキャリア信号に含まれていると
判定された拡散系列の組み合わせに応じて前記送信情報
の一部を再生し、受信した前記マルチキャリア信号に含
まれていると判定された拡散系列を前記再生された直列
データに乗算して変調信号を再生し、再生された変調信
号を復調して前記送信情報の一部を再生し、これら再生
された送信情報の並びを変えて前記送信情報の全てを再
送することを特徴とするマルチキャリア伝送方法。5. A part of the transmission information is modulated, a predetermined number of spreading sequences are selected from a plurality of spreading sequences by referring to the remaining part of the transmission information, and the modulated modulated signal is selected. Spread by the spread sequence, convert the spread data to parallel data, inverse Fourier transform the converted parallel data to generate a multicarrier signal and transmit it, and Fourier transform the received multicarrier signal. Converting the converted parallel data to serial data, determining the spreading sequence included in the received multicarrier signal by despreading the converted serial data by the plurality of spreading sequences, and receiving the multicarrier signal The part of the transmission information is reproduced according to the combination of spreading sequences determined to be included in the spread sequence determined to be included in the received multicarrier signal. A column is multiplied by the reproduced serial data to reproduce a modulated signal, the reproduced modulated signal is demodulated to reproduce a part of the transmission information, and the transmission is performed by changing the arrangement of the reproduced transmission information. A multicarrier transmission method characterized in that all information is retransmitted.
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