JPH08307381A - 周波数分割多重信号送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受信装置で直交周波数分割多重信号の復号に
必須な同期信号を確実に復号し得る周波数分割多重信号
送信装置を提供することを目的とする。 【構成】 切換回路５は入力回路２からのディジタルデ
ータと同期データ発生器６よりの同期データの一方を切
換えて出力する。ＩＦＦＴ回路７は複数の入力端子に切
換回路５の出力信号が入力され、同期データは予め定め
た入力端子に入力されて予め定めた搬送波で伝送する変
調を行う。マイク１１はアナログ音声信号を発生する。
直交変調器１４はアナログ音声信号送信モード時には、
ＡＭ変調波と同期データで変調された所定周波数の搬送
波からなる周波数分割多重信号を発生し、ディジタル情
報信号送信モード時には多数の搬送波が多値ＱＡＭ変調
されたＯＦＤＭ信号を発生する。送信部１８はアナログ
音声信号を直交周波数分割多重信号送信時よりも大電力
で送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は周波数分割多重信号送信
装置に係り、特に符号化されたディジタル情報信号を限
られた周波数帯域の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Or
thogonal Frequency Division Multiplex）信号に変換
して送信する周波数分割多重信号送信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】符号化されたディジタル映像信号などを
限られた周波数帯域で伝送する方式の一つとして、２５
６直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modul
ation）などの多値変調されたディジタル情報を多数の
搬送波を用いて伝送するＯＦＤＭ方式が従来より知られ
ている。このＯＦＤＭ方式は多数の搬送波を直交して配
置し、各々の搬送波で独立したディジタル情報を伝送す
る方式である。なお、「搬送波が直交している」とは、
隣接する搬送波のスペクトラムが当該搬送波の周波数位
置で零になることを意味する。

【０００３】このＯＦＤＭ方式によれば、ガードバンド
期間（ガードインターバル）を設定し、その期間の情報
を重複して伝送するようにしているため、電波のマルチ
パスにより生ずる伝送歪みを軽減できる。すなわち、こ
のＯＦＤＭ信号の受信は、シンボル期間内に伝送される
信号の振幅、位相変調成分を検出し、これらのレベルに
より情報の値を復号するものであるから、最初のガード
インターバル期間の信号を除いて復号することにより、
同一シンボル区間のマルチパス信号と、受信すべき信号
の周波数成分は同一であるため、比較的狭い周波数帯域
で、伝送歪みの少ない復号ディジタルデータを伝送でき
る。

【０００４】従来は、上記のＯＦＤＭ信号は単一の逆高
速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ回路）を用いて生成され
ている。このＩＦＦＴ回路はデータ系列の長さＮが２の
べき乗２^L であるとき、サイズＮの離散的フーリエ変換
（ＤＦＴ）をサイズがＮ／２のＤＦＴに分解してバタフ
ライ演算を多重して行う回路であり、次数をｋとすると
きｋの実数部と虚数部の端子に伝送しようとするディジ
タル値に対応する値（レベル）の信号を与えて、ディジ
タル値を伝送するための信号を得る。時間間隔Ｔの間に
Ｎ個の複素数による逆ＤＦＴを実行すると、ＯＦＤＭ信
号を生成でき、逆ＤＦＴの各点が搬送波に相当すること
が知られている（「データ圧縮とディジタル変調」、日
経エレクトロニクスブック、２３３頁）。

【０００５】このＩＦＦＴ回路を用いて発生された多数
の情報搬送波は、送信すべき情報に応じて変調、送信さ
れるため、これらの情報搬送波の周波数分割多重信号で
あるＯＦＤＭ信号はランダム信号としての形態をとる。

【０００６】また、従来装置では多数の情報搬送波を合
成してできるＯＦＤＭ信号に対し、特に瞬間的に生じる
ピーク電力に対する対策を施していないため、まれに大
電力が発生されることがある。そのため、従来の周波数
分割多重信号発生装置では、全情報搬送波の最大振幅値
が一致する確率は非常に小さく、実際には殆ど発生しな
いが、平均電力値は余裕をもった低い値に設定し、送信
電力装置も平均電力の１０〜２０倍程度の余裕をもった
大きな出力信号を発生させられるものを用い、まれに生
じる大電力信号に対しても飽和させないで送信できるよ
うに考慮していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＯＦＤＭ信
号を復号するためには、周波数分割多重信号受信装置に
より復号回路のサンプル同期を正確に保ち、ＯＦＤＭ信
号中に伝送される同期情報を正確に抽出する必要があ
る。しかし、ＯＦＤＭ信号は周波数分割される多数の搬
送波により構成されるため、単一搬送波の変調波に比
し、各々の搬送波の変調度は小さな値に設定されるのが
一般的である。従って、従来のフェーズ・ロックド・ル
ープ（ＰＬＬ）回路を用いてＯＦＤＭ信号を受信復調す
る受信装置では、ＰＬＬ回路中に用いられる電圧制御発
振器（ＶＣＯ）は自走発振周波数が近接する搬送波に誤
って同期することのないよう、正確な値である必要があ
り、また、そのＶＣＯを用いるＰＬＬは微小な周波数変
化に対して十分な位相検出出力を持つ構成でなければな
らない。

【０００８】発振回路に水晶振動子を用いる電圧制御型
水晶発振回路（ＶＣＸＯ）はＰＬＬのＶＣＯとして用い
ることは可能であり、通常のＶＣＯよりも周波数安定度
が高く正確な自走発振周波数を得ることができるが、そ
の出力発振周波数の可変範囲が狭い。従って、周波数分
割多重信号受信装置のように、多数の異なる受信周波数
を受信する場合には、その多数の受信周波数毎にそれに
対応した発振周波数を発振させるための水晶振動子が必
要であり、ＶＣＸＯを用いることは回路設計が煩雑であ
り、また回路構成が複雑で高価となる。

【０００９】そのため、従来は伝送単位であるフレーム
を同期シンボルとデータシンボルとに分け、信号情報は
データシンボルで伝送し、同期情報は専用の同期シンボ
ルで送信し、ＯＦＤＭ信号受信装置では受信復号信号中
のこの同期シンボルから送信された同期情報を検出し
て、サンプルクロックとシンボル位置同期信号を生成し
ている。

【００１０】しかし、この方法では、同期情報を伝送す
る時間は数百シンボル毎にしか行われないため、離散的
な同期情報しか得られない。このため、移動受信時など
マルチパスの状態が変化したり、ドップラー効果などに
より、同期信号にジッタ（時間軸変動）成分があるとき
は、それによりＯＦＤＭ信号の復調動作が乱され、復調
成分に誤りが多くなる。

【００１１】一方、多数の搬送波の一つを用いて同期情
報を伝送するときには、同期情報を伝送する搬送波の電
力は全搬送波電力の１／（全搬送波数）倍と低く、ま
た、隣接搬送波の影響を受け易いという課題がある。反
面、シンボル同期などは、一度同期状態に入るとサンプ
ルクロック情報が得られている限りその状態が保たれ易
い。従って、受信開始時点で如何に正確な同期信号を復
号するかが重要な鍵となる。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
周波数分割多重信号とアナログ音声信号とを切り換えな
がら伝送できるように構成し、アナログ音声信号を伝送
するときには周波数分割多重信号の復調に必要な同期情
報搬送波を同時に送信することにより、受信装置により
同期情報を確実に受信させて正確な復号を行わせ得る周
波数分割多重信号送信装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】また、本発明の他の目的は、受信装置によ
り周波数分割多重信号の先頭の部分から同期受信させ得
る周波数分割多重信号送信装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、送信すべきディジタル情報信号と送信する
周波数分割多重信号の復調に必要な同期データとを切り
換える切換回路と、切換回路の出力信号が複数の入力端
子に入力されると共に、同期データは予め定められた入
力端子に入力されてディジタル変調された信号を出力す
る逆高速フーリエ変換回路と、アナログ音声信号を発生
するアナログ音声信号発生手段と、入力信号を直交変調
する直交変調手段と、ディジタル情報信号の送信モード
時には逆高速フーリエ変換回路の出力信号のみを直交変
調手段に入力して多値変調された複数の搬送波からなる
直交周波数分割多重信号を出力させ、アナログ音声信号
の送信モード時には同期データの直交変調信号とアナロ
グ音声信号の変調波を多重した信号を直交変調手段より
出力させるモード設定手段と、直交変調手段の出力信号
を送信する送信手段とからなる構成としたものである。

【００１５】

【作用】本発明では、周波数分割多重信号の復調に必要
な同期データがアナログ音声信号と共に送信するように
したため、このアナログ音声信号と共に受信される同期
データに基づいて周波数分割多重信号の復調のためのク
ロック復号回路の同期を確立させることができる。

【００１６】また、本発明では送信手段は、アナログ音
声信号の送信モード時にはディジタル情報信号の送信モ
ード時よりも平均送信電力を大にして送信することがで
きるため、受信装置側ではディジタル情報信号の送信モ
ードで送信された直交周波数分割多重信号の受信時より
もＣ／Ｎの悪い状態でもアナログ音声信号の受信ができ
る。

【００１７】更に、アナログ音声信号の送信モードを設
定した後にディジタル情報信号の送信モードに設定する
ようにしたため、ディジタル情報信号の受信時にはアナ
ログ音声信号と共に送信された同期データに基づいて受
信装置の周波数分割多重信号の復調のためのクロック復
号回路の同期を確立させることができる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。図
１は本発明の周波数分割多重信号送信装置の一実施例の
ブロック図を示す。

【００１９】本実施例の基本的な仕様は以下の通りであ
る。

【００２０】 （１）中心搬送波周波数 １００ＭＨｚ （２）伝送帯域幅 １００ｋＨｚ （３）変調方式 ２５６ＱＡＭ、ＯＦＤＭ （４）使用搬送波数 ２５７波 情報伝送用搬送波数 ２４８波 （５）転送レート ７５０ｋｂｐｓ （６）ガードインターバル ６０μｓｅｃ （７）音声変調方式 ＤＳＢ（搬送波抑圧振幅変調） （８）音声信号帯域 １５ｋＨｚ （９）音声信号モード時の同期信号の種類 中心搬送波、サンプルクロック 情報、シンボル同期情報 次に、本実施例の構成及び動作について説明する。図１
において、入力端子１には伝送すべきディジタルデータ
が入力される。このディジタルデータとしては、例えば
カラー動画像符号化表示方式であるＭＰＥＧ方式などの
符号化方式で圧縮されたディジタル映像信号や音声信号
などである。ここでは、入力データは４ビットの信号レ
ベルで、１６（＝２⁴）のレベルの信号として表現さ
れ、また、情報を伝送する搬送波に対して振幅方向に１
６レベル、角度（位相）方向に１６レベルを定義する。
このようにして、１６×１６の２５６の値を特定して伝
送する方式は、周知のように２５６ＱＡＭ（直交振幅変
調）と呼ばれる。

【００２１】この入力ディジタルデータは、入力回路２
に供給されて必要に応じて誤り訂正符号の付与がクロッ
ク分周器３よりのクロックに基づいて行われる。クロッ
ク分周器３は後述の中間周波数発振器１５よりの１０．
７ＭＨｚの中間周波数を分周して、この中間周波数に同
期したクロックを発生する。

【００２２】誤り訂正符号が付加されたディジタルデー
タは入力回路２から切換回路５に供給される。切換回路
５はこのディジタルデータと同期データ発生器６よりの
同期データとをそれぞれ入力信号として受け、モード制
御信号入力端子４よりのモード制御信号に応じてディジ
タルデータ又は同期データを切換出力する。すなわち、
モード制御信号は周波数分割多重信号を発生させるモー
ドかアナログ音声信号を発生させるモードかを設定する
制御信号である。

【００２３】モード制御信号が例えば０の電圧のときに
は切換回路５を入力回路２から出力されたディジタルデ
ータをそのまま次段の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）
回路７に入力し、かつ、スイッチ１３を断として音声増
幅器１２の出力アナログ音声信号の通過を阻止すること
により、周波数分割多重信号を発生させる。また、モー
ド制御信号が例えば正の電圧のときには、切換回路５を
同期データ発生回路６よりの同期データを選択してＩＦ
ＦＴ回路７に入力し、かつ、スイッチ１３をオンとして
マイク１１により収音され、音声増幅器１２により所要
レベルに増幅されたアナログ音声信号を、スイッチ１３
を通して加算器１０へ入力する。回路６に供給する。

【００２４】ＩＦＦＴ回路７は、例えばデータ系列Ｎが
２５６であるＩＦＦＴ回路である。このＩＦＦＴ回路７
は、実数部（Ｒ）の入力端子数が２５６、虚数部（Ｉ）
の入力端子数が２５６であり、周波数分割多重信号であ
るＯＦＤＭ信号を送信するときには、入力回路２及び切
換回路５を通してそれぞれ４ビットのディジタルデータ
が実数部及び虚数部共に計２５６個ずつの入力端子に入
力されることにより、０番目（ｋ＝０）の入力端子の入
力情報は伝送する搬送波の中心周波数で伝送され、ｋ＝
Ｎ／２、１２７番目（ｋ＝Ｎ／２）の入力端子の入力情
報はナイキスト周波数に等価である両端周波数で伝送さ
れる。

【００２５】ここでは、ＩＦＦＴ回路７からの２５８組
の出力のうち、ｋ＝０の中心搬送波周波数で伝送される
一組の出力を除く２５７波のうち、２４８波の搬送波を
用いて情報を伝送し、残りの９波はキャリブレーション
用、その他の補助信号の伝送のために用いられる。その
ため、１シンボル期間中に２４８バイトのディジタルデ
ータ、すなわち、１シンボル期間中に、４ビットずつ一
対の並列データ又はキャリブレーション信号２４８組が
切換回路５からＩＦＦＴ回路７の実数部入力端子と虚数
部入力端子に入力される。ＩＦＦＴ回路７は２４８波の
搬送波のそれぞれが１バイトの情報により２５６ＱＡＭ
変調されたＯＦＤＭ信号を発生させるために用いられ
る。

【００２６】クロック分周器３からのクロックに基づい
て、ＩＦＦＴ回路７からＩＦＦＴ演算されて取り出され
た計２５７組の出力データは、マルチパス歪みを軽減さ
せるためのガードインターバル回路８を通してＤ／Ａ変
換器・低域フィルタ（ＬＰＦ）９に供給され、ここでク
ロック分周器３からのクロックをサンプリングクロック
としてアナログ信号に変換された後、ＬＰＦにより必要
な周波数帯域の成分の実数部成分と虚数部成分とが通過
されて加算器１０に入力される。ＯＦＤＭ信号を送信す
るときはスイッチ１３が断とされているため、Ｄ／Ａ変
換器・ＬＰＦ９の出力信号がそのまま加算器１０を経て
直交変調器１４へそれぞれ供給される。

【００２７】直交変調器１４は中間周波数発振器１５よ
りの１０．７ＭＨｚの中間周波数を第１の搬送波とし、
かつ、この中間周波数の位相を９０°シフタ１６により
９０°シフトした１０．７ＭＨｚ中間周波数を第２の搬
送波として、それぞれＤ／Ａ変換器・ＬＰＦ９より加算
器１０を介して入力されたディジタルデータの実数部成
分（実数部データ）と虚数部成分（虚数部データ）で直
交振幅変調（ＱＡＭ）して２５７波の情報搬送波からな
るＯＦＤＭ信号を生成する。

【００２８】すなわち、本実施例ではそれぞれ１６のレ
ベルを示す４ビットの実数部データと４ビットの虚数部
データのディジタル・アナログ変換信号を直交変調器１
４に供給することにより、直交変調器１４からは中心周
波数Ｆ０が１０．７ＭＨｚの例えば図２に示す如き周波
数スペクトラムのＯＦＤＭ信号が取り出される。

【００２９】図２の周波数スペクトラムは、ＩＦＦＴ回
路７のデータ系列がＮ（＝２５６）である場合のＯＦＤ
Ｍ信号の周波数スペクトラムで、周波数帯域９９ｋＨｚ
内に全部で２５７波の搬送波が存在し、そのうち２４８
波の搬送波が１バイトの情報データで２５６ＱＡＭ変調
されており、中心周波数Ｆ０を含む残りの９波の搬送波
が補助信号などの伝送のために使用される。

【００３０】ここで、中心周波数Ｆ０より高域側の搬送
波は、ＩＦＦＴ回路７の１番目から１２８番目の実数部
入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ等で変
調されており、また中心周波数Ｆ０より低域側の搬送波
は、ＩＦＦＴ回路７の１２８番目から２５５番目の実数
部入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ等で
変調されている。

【００３１】また、図２に「１２８」及び「−１２８」
で示す位置には、それぞれナイキスト周波数の搬送波が
発生し、これは１２８番目の入力端子に入力された固定
電圧データに基づいて生成されたパイロット信号伝送用
搬送波である。すなわち、同一の１２８番目の入力端子
に入力された固定電圧データは、二つの搬送波により伝
送される。

【００３２】なお、ＩＦＦＴの周期をＮ（＝２５６）と
したときの有効シンボル周波数ｆ_Ｓと、有効シンボル期
間ｔ_Ｓとは次のようになる。

【００３３】 ｆ_Ｓ＝９９，０００／２５６＝３８７（Ｈｚ） ｔ_Ｓ＝１／ｆ_Ｓ＝２５８６（μｓｅｃ） これにガードインターバル回路８により与えられたマル
チパス歪除去用区間であるガードインターバルｇ_ｉを６
０μｓｅｃとして付加したときのシンボル期間ｔ_ａとシ
ンボル周波数ｆ_ａはそれぞれ次のようになる。

【００３４】ｔ_ａ＝ｔ_Ｓ＋ｇ_ｉ＝２５８６＋６０＝２６
４６（μｓｅｃ） ｆ_ａ＝１／ｔ_ａ＝３７８（Ｈｚ） 直交変調器１４より取り出された、ガードインターバル
処理される前のデータのシンボル周波数である３８７Ｈ
ｚ毎に隣接配置された複数の搬送波からなる上記のＯＦ
ＤＭ信号は、図１の周波数変換器１７に供給されて送信
周波数帯に周波数変換され、例えば上記の中心搬送波周
波数Ｆ０が１００ＭＨｚとされてから送信部１８により
リニア増幅され、送信アンテナより空間伝送路１９へ放
射される。

【００３５】ところで、本実施例では、上記のＯＦＤＭ
信号送信に先立ちまず、アナログ音声信号を同期データ
と共に送信する。このアナログ音声信号送信時には、同
期データが切換回路５を介してＩＦＦＴ回路７に供給さ
れる。この同期データはＯＦＤＭ信号を復号するときに
必要とする同期信号を発生させるためのデータで、中心
搬送波とサンプルクロック用同期データとシンボル同期
データである。これらの同期データはＩＦＦＴ回路７に
より同期データで変調された周波数分割多重信号に変換
され、更にガードインターバル回路８及びＤ／Ａ変換器
・ＬＰＦ９をそれぞれ経て加算器１０に供給され、ここ
でスイッチ１３を通して入力されたアナログ音声信号と
加算される。

【００３６】上記の同期データで変調された周波数分割
多重信号は後述するように、第０番目（中心搬送波）と
±６４番目及び±１２８番目の搬送波からなるように設
定されている。加算器１０の出力信号は直交変調器１４
の実数部入力端子（リアルパート）に入力されることに
より、アナログ音声信号は搬送波が抑圧された両側帯波
（ＤＳＢ）信号として出力される。ここで、アナログ音
声信号の周波数帯域は１５ｋＨｚであり、搬送波が抑圧
された両側帯波も±１５ｋＨｚに生じる。

【００３７】一方、加算器１０の出力信号のうち同期デ
ータで変調されている周波数分割多重信号のうち中心搬
送波は、上記の両側帯波信号に中心搬送波として挿入さ
れることとなり、これらからなる振幅変調波（ＡＭ変調
波）が直交変調器１４から取り出され、また、上記の±
６４番目と±１２８番目の各搬送波からなる周波数分割
多重信号が取り出される。直交変調器１４より取り出さ
れた周波数分割多重信号は、周波数変換器１７に供給さ
れて送信周波数帯に周波数変換され、例えば上記の中心
搬送波周波数Ｆ０が１００ＭＨｚとされてから送信部１
８によりリニア増幅され、送信アンテナより前記ＯＦＤ
Ｍ信号と同一周波数帯域で空間伝送路１９へ放射され
る。

【００３８】ここで、送信部１８の出力平均電力レベル
は、ＯＦＤＭ信号送信時には少ない確率ではあるが稀に
発生するピーク電力も伝送するために、予めピーク電力
の１／１０程度に小さく抑えるような値に設定されるた
め、このとき送信される同期信号出力レベルも小さくさ
れる。一方、アナログ音声信号送信時には、送信部１８
の出力平均電力レベルは、変調波が送信部１８の出力の
制限などでクリップされても、受信装置での忠実度は低
下するものの明瞭度はさほど低下しないため、ＯＦＤＭ
信号送信時よりも大きく設定され、それにより同期信号
出力レベルも大きくできる。同期信号は出力シーケンス
が規定されている信号であり、ピーク電力を発生させる
原因とはならない。

【００３９】次に、本実施例で送信される周波数分割多
重信号の配置について説明する。図２に示すように、搬
送波（キャリア）の名称を本明細書において、中心周波
数に立てられる搬送波Ｆ０を第０キャリアと呼ぶ。中心
周波数の右側の搬送波を中心より離れるにつれて順番に
第１キャリア、第２キャリア、．．．、第１２８キャリ
アと呼び、中心周波数の左側の搬送波を中心より離れる
につれて順番に第ｍ１キャリア、第ｍ２キャリ
ア、．．．、第ｍ１２８キャリアと呼ぶものとする（な
お、ｍはマイナスの意味を示す）。また、モード情報ビ
ットで伝送される所定のキャリブレーションフレームエ
ンド信号の次から伝送されるシンボルに対し、順番に第
１シンボル、第２シンボル、．．．、第２５６シンボル
と呼ぶものとする。

【００４０】また、搬送波割り当ては次のように行う。

【００４１】第０キャリア 搬送波全体に対し振
幅、位相の基礎となる無変調搬送波。

【００４２】第１キャリア システムのモード情報
を伝送する。詳細は別途定義する。

【００４３】第２キャリア 正のキャリブレーショ
ン搬送波で伝送すべきだった情報を伝送する。

【００４４】第６４キャリア 基準角度レベル、基準
振幅レベル、搬送波無しを４シンボルを１シーケンスと
して交互に伝送。

【００４５】第１２８キャリア 正の最高周波数に立て
られる搬送波。

【００４６】第ｍ１キャリア キャリブレーション情
報が伝送される搬送波番号を伝送。

【００４７】第ｍ２キャリア 負のキャリブレーショ
ン搬送波で伝送すべきだった情報を伝送する。

【００４８】第ｍ６４キャリア 基準角度レベル、基
準振幅レベル、搬送波無しを４シンボルを１シーケンス
として交互に伝送。

【００４９】第ｍ１２８キャリア 負の最高周波数に
立てられる搬送波。

【００５０】その他のキャリア キャリブレーション
情報キャリアとして指定される以外は情報を伝送する。

【００５１】また、搬送波の振幅レベルについては、第
０キャリアの信号レベルを基準振幅レベルと呼ぶものと
する。また、基準振幅レベルを算術的に１５分割し、そ
の奇数番目のレベルに対し、０に近い方から順に第１振
幅レベル、第２振幅レベル、．．．、第８振幅レベルと
呼ぶものとする。更に、負の信号レベルは正の信号レベ
ルと同様なＸ軸に対称なレベルを定義し、０に近い方か
ら順に第ｍ１振幅レベル、第ｍ２振幅レベル、．．．、
第ｍ８振幅レベルと呼ぶ。

【００５２】また、搬送波の角度（Ｑｕａｄｒａｔｕｒ
ｅ）レベルについては、第６４キャリア、第ｍ６４キャ
リアで伝送される正の基準角度信号に対し、基準角度レ
ベルを算術的に１５分割し、その奇数番目のレベルに対
し、低い方から順に第１角度レベル、第２角度レベ
ル、．．．、第８角度レベルと呼ぶ。負の方向に変位さ
れた信号の角度レベルは、伝送される負の基準レベルを
算術的に１５分割し、その奇数番目のレベルに対し、０
に近い方から順に第ｍ１角度レベル、第ｍ２角度レベ
ル、．．．、第ｍ８角度レベルと呼ぶ。

【００５３】また、情報ビットの割り当ては、８ビット
の情報データの上位４ビットに対し、次の振幅レベルを
与える。「０１００：第８振幅レベル」、「０１０１：
第７振幅レベル」、「０１１１：第６振幅レベル」、
「０１１０：第５振幅レベル」、「００１０：第４振幅
レベル」、「００１１：第３振幅レベル」、「０００
１：第２振幅レベル」、「００００：第１振幅レベ
ル」、「１０００：第ｍ１振幅レベル」、「１００１：
第ｍ２振幅レベル」、「１０１１：第ｍ３振幅レベ
ル」、「１０１０：第ｍ４振幅レベル」、「１１１０：
第ｍ５振幅レベル」、「１１１１：第ｍ６振幅レベ
ル」、「１１０１：第ｍ７振幅レベル」、「１１００：
第ｍ８振幅レベル」。

【００５４】また、下位４ビットの情報データに対して
は次の角度レベルを与える。「０１００：第８角度レベ
ル」、「０１０１：第７角度レベル」、「０１１１：第
６角度レベル」、「０１１０：第５角度レベル」、「０
０１０：第４角度レベル」、「００１１：第３角度レベ
ル」、「０００１：第２角度レベル」、「００００：第
１角度レベル」、「１０００：第ｍ１角度レベル」、
「１００１：第ｍ２角度レベル」、「１０１１：第ｍ３
角度レベル」、「１０１０：第ｍ４角度レベル」、「１
１１０：第ｍ５角度レベル」、「１１１１：第ｍ６角度
レベル」、「１１０１：第ｍ７角度レベル」、「１１０
０：第ｍ８角度レベル」。

【００５５】また、第６４キャリアと第ｍ６４キャリア
（これらを±６４キャリアともいう）は、シンボル番号
の下位２ビットで与えられる「０」〜「３」の４つのシ
ンボルシーケンスで次の変調信号（シンボル同期信号）
を伝送する。まず、シンボルシーケンス「０」では第６
４キャリアで第８振幅レベルと第０角度レベルを、第ｍ
６４キャリアで第０振幅レベルと第０角度レベルを伝送
し、シンボルシーケンス「１」では第６４キャリアで第
０振幅レベルと第ｍ８角度レベルを、第ｍ６４キャリア
で第０振幅レベルと第０角度レベルを伝送し、シンボル
シーケンス「２」では第６４キャリアで第０振幅レベル
と第０角度レベルを、第ｍ６４キャリアで第ｍ８振幅レ
ベルと第０角度レベルを伝送し、シンボルシーケンス
「３」では第６４キャリアで第０振幅レベルと第０角度
レベルを、第ｍ６４キャリアで第０振幅レベルと第８角
度レベルを伝送する。

【００５６】ここで、第０振幅レベルとは、中心搬送波
とインフェイズな側帯波の信号レベルがないこと、第０
角度レベルとは、中心搬送波と直交する側帯波の信号レ
ベルがないことを意味している。

【００５７】この信号を用いて後述する受信装置では基
準振幅レベル、基準角度レベル、同一搬送波内での振幅
ー角度クロストーク量、及び対称搬送波へのクロストー
ク量（振幅−角度のレベル差等による）を検出すること
ができる。また、シンボルシーケンス「３」の±６４キ
ャリアは前記したように角度変調されており、シンボル
シーケンス「０」の±６４キャリアは振幅変調されてい
るから、これらの変調方式の違いを検出することによ
り、シンボルの切換状態を検出してシンボル同期信号の
最初（シンボルシーケンス「０」）の概略を検出でき
る。

【００５８】また、第１２８キャリアと第ｍ１２８キャ
リア（±１２８キャリア）は、第８振幅レベルに設定さ
れ、エンコード時の角度情報は０に設定され、サンプル
クロック情報伝送に用いられる。その他のキャリアは、
アナログ量としてのキャリアレベルを０とするように、
ＩＦＦＴ回路７に信号が入力される。

【００５９】変調信号周波数については第０キャリアは
直流成分であり、０Ｈｚである。また、第６４キャリア
及び第ｍ６４キャリアの変調信号周波数はそれぞれ２
４．７５（＝９９／４）ｋＨｚ、第１２８キャリア及び
第ｍ１２８キャリアの変調信号周波数はそれぞれ４９．
５（＝９９／２）ｋＨｚである。従って、これらのキャ
リアで伝送される同期データは、アナログ音声信号と周
波数が異なる。

【００６０】次に、受信装置の構成及び動作について図
３と共に説明する。図３は周波数分割多重信号受信装置
の一例のブロック図を示す。同図において、空間伝送路
１９を経て受信されたＯＦＤＭ信号あるいはアナログ音
声信号と同期データとの周波数分割多重ＡＭ変調波は、
アンテナを介して受信部２１で受信された後高周波増幅
され、更に周波数変換器２２により中間周波数に周波数
変換され、中間周波増幅器２３により増幅された後、直
交復調器及２４びキャリア抽出回路２０に供給される一
方、後述のミューティング回路３７に供給される。

【００６１】キャリア抽出回路２５は、入力ＯＦＤＭ信
号の中心搬送波（中間周波数）を位相誤差少なくできる
だけ正確に抽出する回路である。本実施例では、情報を
伝送する各搬送波は、シンボル周波数である３８７Ｈｚ
毎に隣接配置されてＯＦＤＭ信号を構成しているため、
中心搬送波に隣接する情報伝送用搬送波も中心周波数に
対して３８７Ｈｚ離れており、中心搬送波を抽出するた
めには、３８７Ｈｚしか離れていない隣接する情報伝送
用搬送波の影響を受けないように、選択度の高い回路が
必要となる。

【００６２】そこで、キャリア抽出回路２５はＰＬＬ回
路を用いて中心搬送波Ｆ０の抽出を行う。ただし、この
場合のＰＬＬ回路を構成するＶＣＯとしては、可変範囲
が隣接する搬送波周波数の約１／２である±２００Ｈｚ
程度で発振する水晶振動子を用いた電圧制御型水晶発振
回路（ＶＣＸＯ）を用い、かつ、ＰＬＬ回路を構成する
ＬＰＦとして３８７Ｈｚに対して充分にカットオフ周波
数の低いＬＰＦを用いる。

【００６３】キャリア抽出回路２５により抽出された中
心搬送波Ｆ０は、中間周波数発振器２６に供給され、こ
こで中心搬送波Ｆ０に位相同期した１０．７ＭＨｚの中
間周波数を発生させる。中間周波数発振器２６の出力中
間周波数は第１の復調用搬送波として直交復調器２４に
直接に供給される一方、９０°シフタ２７により位相が
９０°シフトされてから第２の復調用搬送波として直交
復調器２４に供給される。

【００６４】これにより、直交復調器２４からは送信装
置の直交変調器１４に入力された実数部、虚数部の各ア
ナログ信号と同等のアナログ信号（周波数分割多重信
号）が復調されて取り出され、サンプルクロック復号回
路２８、低域フィルタ（ＬＰＦ）２９、３０、シンボル
同期復号回路３１にそれぞれ供給される。受信信号がＯ
ＦＤＭ信号であるときには、ＬＰＦ２９により必要な周
波数帯域の信号が通過されてＡ／Ｄ変換器３３によりサ
ンプルクロックに基づいてサンプル及びホールドされた
後ディジタル信号に変換される。

【００６５】ここで、重要なのは入力信号に対するサン
プリングのタイミングで、これはサンプルクロック復号
回路２８により発生される。サンプルクロック復号回路
２８は、中間周波数発振器２６よりの中間周波数が入力
されると共に、受信された周波数分割多重信号中の±１
２８キャリアで伝送された４９．５ｋＨｚのサンプルク
ロック情報を周波数選択し、これに同期したナイキスト
周波数の２倍の周波数のサンプルクロックが復号され
る。

【００６６】また、シンボル同期復号回路３１は、この
復号されたサンプルクロックに基づいて±６４キャリア
で伝送される２４．７５ｋＨｚのシンボル同期情報の位
相状態を調べ、シンボル期間情報を復号したシンボル同
期信号を出力する。システムクロック発生器３２は、こ
れらサンプルクロック及びシンボル同期信号よりガード
インターバル期間除去のための区間信号などのシステム
クロックを発生する。

【００６７】本実施例では、ＯＦＤＭ信号の受信の前に
予めアナログ音声信号と同期情報との周波数分割多重信
号を受信するが、ＯＦＤＭ信号よりＣ／Ｎが悪い信号で
も受信が可能であり、しかも前記したように受信するア
ナログ音声信号と同期情報との周波数分割多重信号はＯ
ＦＤＭ信号送信時よりも大送信電力で送信されているか
ら同期情報が大きな電力で受信でき、これにより復号に
必要な上記の各同期情報を確実に復号できる。また、こ
のアナログ音声信号と同期情報との周波数分割多重信号
の受信中に受信部２１のアンテナ調整などを行うことに
より、同期情報が確実に得られる最適な受信設定ができ
る。

【００６８】このアナログ音声信号と同期情報との周波
数分割多重信号の受信時には、アナログ音声信号は直交
復調器２４から周波数帯域１５ｋＨｚのアナログ信号と
して取り出され、一方、前記各同期情報は２４．７５ｋ
Ｈｚ及び４９．５ｋＨｚとして受信され周波数分割多重
されているから、ＬＰＦ３０により受信復調アナログ音
声信号のみ濾波されてミューティング回路３７に供給さ
れる。

【００６９】また、アナログ音声信号と同期情報との周
波数分割多重信号には、±６４キャリアと±１２８キャ
リアとの間の周波数帯域には情報信号が伝送されないた
め、ミューティング回路３７は、中間周波増幅器２３の
出力受信信号中の±６４キャリアと±１２８キャリアと
の間の周波数帯域の信号量を両キャリアの信号レベルと
比較し、前者の信号量が後者のキャリア信号レベルより
も小さい時にはアナログ音声信号を含む周波数分割多重
信号受信と判断して、ミューティング動作をオフとし、
ＬＰＦ３０よりの受信復調アナログ音声信号をそのまま
音声増幅器３８に供給して増幅させ、これより端子４０
より出力させる。

【００７０】これとは逆に、ミューティング回路３７は
±６４キャリアと±１２８キャリアとの間の周波数帯域
の信号量が両キャリアの信号レベルよりも小さくない時
には、ＯＦＤＭ信号受信と判断してミューティング動作
を行う。

【００７１】このように、本実施例によれば、アナログ
音声信号と同期情報との周波数分割多重信号受信時に
は、端子４０に受信復調アナログ音声信号を出力するこ
とができるため、ＯＦＤＭ信号受信前に予め受信装置の
状態の通知や打ち合わせをすることができる（受信側に
送信装置を有し、送信側にも受信装置を有する場合）。

【００７２】このようにして、アナログ音声信号と同期
情報との周波数分割多重信号受信により、サンプルクロ
ック復号回路２８、シンボル同期復号回路３１及びシス
テムクロック発生器３２が同期状態が確立している状態
において、ＯＦＤＭ信号が受信開始される。ＯＦＤＭ信
号は受信部２１で受信され、周波数変換器２２、中間周
波増幅器２３、直交復調器２４をそれぞれ通してＬＰＦ
２９によりＯＦＤＭ信号情報として伝送された必要な周
波数帯域の信号が濾波されてＡ／Ｄ変換器３３に供給さ
れて、サンプルクロック復号回路２８よりのサンプルク
ロックに基づいてディジタル信号に変換される。

【００７３】ここで、サンプルクロック復号回路２８は
ＯＦＤＭ信号中のサンプル同期情報に基づいて同期した
サンプルクロックを発生するが、ＯＦＤＭ信号の同期情
報伝送用キャリアがピーク電力に対する飽和を防止する
ために小さく抑えられているために十分なレベルが得ら
れないことがあっても、既に同期が確立しているので、
ＯＦＤＭ信号の最初の部分から正確にディジタル信号に
変換できる。

【００７４】Ａ／Ｄ変換器３３より取り出されたディジ
タル信号は、ガードインターバル期間処理回路３４に供
給され、ここでシステムクロック発生器３２よりのシス
テムクロックに基づいて、マルチパス歪の影響が少ない
方のシンボル期間信号を得てＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路３
５に供給される。

【００７５】ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路３５のＦＦＴ（高
速フーリエ変換）回路部は、システムクロック発生器３
２よりのシステムクロックにより複素フーリエ演算を行
い、ガードインターバル期間処理回路３４の出力信号の
各周波数毎の実数部、虚数部の各信号レベルを算出す
る。

【００７６】これにより得られた各周波数毎の実数部、
虚数部の各信号レベルは、ＱＡＭ復号回路部により参照
用搬送波の復調出力と比較されることにより、ディジタ
ル情報伝送用搬送波で伝送される量子化されたディジタ
ル信号のレベルが求められ、ディジタル情報が復号され
る。

【００７７】なお、第ｍ１キャリアの復号情報に基づ
き、どの搬送波がキャリブレーション情報であるかが識
別されている。この復号ディジタル情報信号は、出力回
路３６により並直列変換などの出力処理が行われて出力
端子３９へ出力される。なお、ＯＦＤＭ信号受信時は前
記したように、ミューティング回路３７がオンされるた
め、端子４０には出力が現われない。

【００７８】なお、図１に示した実施例は直交変調器１
４がアナログ回路の場合であるが、直交変調器はディジ
タル回路で構成することもできる。図４はこの場合の送
信装置のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００７９】図４において、直交変調器４５はディジタ
ル回路で、ガードインターバル回路８よりのディジタル
信号に対して直交変調を行い、ディジタル情報送信モー
ド時には前記ＯＦＤＭ信号のディジタル値を出力し、ア
ナログ音声信号送信モード時には前記同期データのＯＦ
ＤＭ信号（中心キャリア及び±６４キャリアと±１２８
キャリア）のディジタル値を出力する。

【００８０】直交変調器４５の出力ディジタル値は、Ｄ
Ａ変換器・ＬＰＦ４６に供給されてアナログ信号に変換
された後、加算器４７に供給される。一方、スイッチ１
３がオンであるアナログ音声信号送信モード時には、ス
イッチ１３を通過したアナログ音声信号が平衡変調器４
８に供給され、ここで９０°シフタ１６よりの搬送波を
搬送波抑圧振幅変調する。

【００８１】平衡変調器４８より出力された搬送波抑圧
振幅変調波は加算器４７に供給され、ここでアナログ音
声信号送信モード時には図１の直交変調器１４の出力信
号と同一のＡＭ変調波とＯＦＤＭ信号である同期信号と
の周波数分割多重信号に加算される。また、ディジタル
情報送信モード時にはスイッチ１３がオフであるから、
ＤＡ変換器・ＬＰＦ４６から出力されたアナログ信号で
あるＯＦＤＭ信号が加算器４７をそのまま通過して周波
数変換器１７に供給される。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アナログ音声信号と共に受信される同期データに基づい
て周波数分割多重信号の復調のためのクロック復号回路
の同期を確立させることができ、また、アナログ音声信
号の送信モード時にはディジタル情報信号の送信モード
時よりも平均送信電力を大にして送信することができる
ため、受信装置側ではディジタル情報信号の送信モード
で送信された直交周波数分割多重信号の受信時よりもＣ
／Ｎの悪い状態でもアナログ音声信号の受信ができ、よ
って受信装置に直交周波数分割多重信号の復号に必須な
同期信号が得られなくても同期信号を得るようにでき
る。

【００８３】また、本発明によれば、アナログ音声信号
の送信モードを設定した後にディジタル情報信号の送信
モードに設定することにより、ディジタル情報信号の受
信時にはアナログ音声信号と共に送信された同期データ
に基づいて受信装置の周波数分割多重信号の復調のため
のクロック復号回路の同期を確立させた状態にできるた
め、ディジタル情報信号の最初の部分から直ちに復号出
力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】送信する周波数分割多重信号の周波数スペクト
ラムの一例を示す図である。

【図３】周波数分割多重信号受信装置の一例のブロック
図である。

【図４】本発明の他の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

２ 入力回路 ３ クロック分周器 ４ モード制御信号入力端子（モード設定手段） ５ 切換回路 ６ 同期データ発生器 ７ 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路 ９、４６ Ｄ／Ａ変換器・低域フィルタ（ＬＰＦ）（直
交変調手段） １０、４７ 加算器（モード設定手段） １１ マイク（アナログ音声信号発生手段） １３ スイッチ（モード設定手段） １４、４５ 直交変調器（直交変調手段） １５ 中間周波数発振器（直交変調手段） １６ ９０°シフタ（直交変調手段） １７ 周波数変換器（送信手段） １８ 送信部（送信手段） ４８ 平衡変調器（直交変調手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信すべきディジタル情報信号と送信す
   る周波数分割多重信号の復調に必要な同期データとを切
   り換える切換回路と、 前記切換回路の出力信号が複数の入力端子に入力される
   と共に、前記同期データは予め定められた入力端子に入
   力されてディジタル変調された信号を出力する逆高速フ
   ーリエ変換回路と、 アナログ音声信号を発生するアナログ音声信号発生手段
   と、 入力信号を直交変調する直交変調手段と、 前記ディジタル情報信号の送信モード時には前記逆高速
   フーリエ変換回路の出力信号のみを前記直交変調手段に
   入力して多値変調された複数の搬送波からなる直交周波
   数分割多重信号を出力させ、前記アナログ音声信号の送
   信モード時には前記同期データの直交変調信号と前記ア
   ナログ音声信号の変調波を多重した信号を前記直交変調
   手段より出力させるモード設定手段と、 前記直交変調手段の出力信号を送信する送信手段とを有
   することを特徴とする周波数分割多重信号送信装置。
2. 【請求項２】 前記送信手段は、前記アナログ音声信号
   の送信モード時には前記ディジタル情報信号の送信モー
   ド時よりも平均送信電力を大にして送信することを特徴
   とする請求項１記載の周波数分割多重信号送信装置。
3. 【請求項３】 前記モード設定手段は、前記アナログ音
   声信号の送信モードを設定した後に前記ディジタル情報
   信号の送信モードに設定することを特徴とする請求項１
   又は２記載の周波数分割多重信号送信装置。
4. 【請求項４】 前記直交変調手段は、前記アナログ音声
   信号の送信モード時及び前記ディジタル情報信号の送信
   モード時のいずれも同一周波数帯域の周波数分割多重信
   号を出力することを特徴とする請求項１記載の周波数分
   割多重信号送信装置。
5. 【請求項５】 前記直交変調手段は、前記逆高速フーリ
   エ変換回路の出力信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
   変換器と、それぞれ同一周波数で、互いに位相が９０°
   異なる第１及び第２の搬送波を発生する発振回路手段
   と、前記第１及び第２の搬送波を前記Ｄ／Ａ変換器の出
   力アナログ信号、若しくは前記アナログ音声信号と前記
   Ｄ／Ａ変換器の多重信号で直交変調する直交変調器とよ
   りなり、 前記モード設定手段は、前記ディジタル情報信号の送信
   モード時には前記アナログ音声信号発生手段より出力さ
   れるアナログ音声信号の伝送を阻止し、前記アナログ音
   声信号の送信モード時には前記アナログ音声信号発生手
   段より出力されるアナログ音声信号をそのまま通過させ
   るスイッチと、前記ディジタル情報信号の送信モード時
   には前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号をそのまま前記直交変
   調器の実数部入力端子と虚数部入力端子に入力し、前記
   アナログ音声信号の送信モード時には前記スイッチを通
   過した前記アナログ音声信号と前記Ｄ／Ａ変換器の出力
   アナログ信号とを多重して前記直交変調器の実数部入力
   端子に入力する加算器とよりなることを特徴とする請求
   項１記載の周波数分割多重信号送信装置。
6. 【請求項６】 前記直交変調手段は、それぞれ同一周波
   数で、互いに位相が９０°異なる第１及び第２の搬送波
   を発生する発振回路手段と、前記第１及び第２の搬送波
   を前記逆高速フーリエ変換回路の出力信号でディジタル
   直交変調する直交変調器と、該直交変調器の出力ディジ
   タル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、前
   記アナログ音声信号発生手段より出力されるアナログ音
   声信号で前記第２の搬送波を変調する変調器とよりな
   り、 前記モード設定手段は、前記ディジタル情報信号の送信
   モード時には前記アナログ音声信号発生手段より出力さ
   れるアナログ音声信号の伝送を阻止し、前記アナログ音
   声信号の送信モード時には前記アナログ音声信号発生手
   段より出力されるアナログ音声信号をそのまま通過させ
   るスイッチと、前記ディジタル情報信号の送信モード時
   には前記Ｄ／Ａ変換器の出力信号をそのまま出力し、前
   記アナログ音声信号の送信モード時には前記スイッチを
   通過した前記アナログ音声信号を前記変調器で変調した
   変調波と前記Ｄ／Ａ変換器の出力アナログ信号とを多重
   して出力する加算器とよりなることを特徴とする請求項
   １記載の周波数分割多重信号送信装置。