WO2000003508A1 - Procede de communication, emetteur, et recepteur - Google Patents

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Description

明 細 書
通信方法、 送信機及び受信機
技術分野
本発明は、 例えばセルラ方式による無線電話システムなどの無 線通信システムに適用して好適なデジタル無線通信における通信 方法と、 その通信方法を適用した送信機及び受信機に関する。 背景技術
従来、 無線電話システムなどのように、 広い周波数帯域を複数 のユーザでシェアして効率良く通信を行う通信方式としては、 例 えば D S — C D M A ( Direct Sequence-Code Division Multiple Access ) 方式がある。 この D S— C D M A方式では、 送信信号 系列を符号により拡散 （乗算） し、 広帯域信号を生成してこれを 送信する。 また、 受信側では、 送信側と同一の拡散符号と受信信 号を乗算するこ とにより、 逆拡散と呼ばれる効果を得て、 受信信 号の中から所望の信号成分のみを抽出する。
図 1 は、 従来の D S — C D M A方式を適用したセルラ無線通信 システムにおける送信構成を示す。 入力端子 1 に得られる情報ビ ッ トス ト リ ームは、 コ一ディ ング部 2で符号化ならびにィ ンタ一 リ一ブなどの処理が施された後に、 乗算器 3に供給されて、 端子
3 aに得られるチャ ンネル割当ての目的のコ一ドが乗算されて拡 散される。 拡散されたビッ トス ト リ ームは、 次段の乗算器 4で、 端子 4 aに得られるロングコー ドによりラ ンダム化された後、 シ ンボルマ ツ ピング部 5 で送信シンボルへマッ ピングされる。 この マッ ピング方法は、 通信方式により様々の手法がある。
シンボルマッ ピング部 5でマッ ピングされた送信信号は、 必要 により加算器 6で他の系の送信信号と多重化されて、 送信処理部 7 に供給されて、 変調などの高周波処理が行われた後、 無線伝送 を行う周波数帯域に周波数変換されて、 アンテナ 8から無線伝送 される。
こ こで入力端子 1 に得られる情報ビッ トス ト リ ームが例えば 8 kbpsである とすると、 コ一ディ ング部 2で符号化率 1 / 2 で符号 化されて、 符号化ビッ 卜のビッ ト レ一 トカ 1 6 kbpsになり、 乗算 器 3 で拡散率 6 4 で拡散すると、 1 0 2 4 kcps ( cps は Chip Per Second ) のビッ トス ト リ ームになる。 情報ビッ トス ト リ ームの ビッ ト レー 卜が異なる場合には、 乗算器 3での拡散率を変化させ れば、 送信信号のビッ ト レー トを一定にすることができる。
また、 加算器 6 で加算する他の送信系についても、 加算器 6 に 供給される送信信号のビッ トス ト リ ームが一定であれば、 各送信 系のコーディ ング部 2 に供給される情報ビッ トス ト リ ームと して 、 種々のものを混在させるこ とができる。
次に、 従来の D S — C D M A方式で送信処理された信号を受信 する構成を、 図 2 を参照して説明する。 アンテナ 1 1 で受信した 所定の周波数帯域の信号を、 受信処理部 1 2で中間周波信号など に周波数変換し、 この周波数変換された受信信号を復調して、 ベ ースバン ドのシ ンボル系列を得る。 このシンボル系列の中から、 ビッ ト抽出部 1 3で受信ビッ トス 卜 リ ームを抽出する。 抽出され た受信ビッ トス ト リ ームは乗算器 1 4 に供給して、 端子 1 4 aに 得られるロ ングコー ドの乗算を行ってデスクラ ンブルすると共に 、 その乗算器 1 4 の乗算出力を乗算器 1 5 に供給して、 端子 1 5 a に得られる逆拡散コー ドの乗算を行って逆拡散処理を行い、 符 号化ビッ トス ト リ ームを得る。 そして、 その符号化ビッ トス ト リ ームをデコー ド部 1 6でデコー ドして、 情報ビッ 卜ス ト リ ームを 端子 1 7 に得る。
上述した 8 kbpsの情報ビッ トス ト リ ームが、 1 0 2 4 kcpsのビ ッ 卜ス ト リ ームと して送信されている場合の信号を、 図 2 の構成 で受信する場合には、 乗算器 1 5で逆拡散率 6 4で逆拡散されて 、 8 kbpsの情報ビッ トス ト リ ームが得られる。 また、 端子 1 5 a に得られる逆拡散コー ドの逆拡散率を変化させれば、 他のビッ ト レ一 卜の情報ビッ トス ト リ ームにも対処できる。
ここまでの説明では、 D S— C D M A方式で複数のビッ ト レ一 卜の情報ビッ トス ト リームを混在させて無線伝送させる場合につ いて説明したが、 T D M A ( Time Division Multiple Access ) 方式で無線伝送させる場合にも、 複数のビッ ト レー 卜の情報ビッ トス ト リ ームを混在させることが可能である。 図 3 は、 1 フレー ムがスロ ッ ト 1 力、らスロ ッ ト 8 までの 8 タイムスロ ッ 卜で構成さ れる 8 T D M A構造の場合の 1 フ レーム構造を示した図である。 ここで、 1 スロッ ト当たりの伝送レー ト力く 8 kbpsである場合の スロ ッ ト割当てを想定すると、 例えば伝送レー ト 8 kbpsのユーザ A , Bには、 それぞれスロ ッ ト 1 , 2 を割当て、 そのスロ ッ ト 1 又は 2 で伝送レー ト 8 kbpsの通信を行う。 また、 伝送レー トが 1 6 kbpsのユーザ Cには、 スロ ッ ト 3 とスロ ッ 卜 4 の 2 スロ ッ 卜を 割当て、 1 6 kbpsの通信を行う。 また、 伝送レー 卜が 3 2 kbpsの ュ一ザ Dには、 スロ ッ ト 5〜スロ ッ ト 8の 4 スロ ッ トを割当て、 3 2 kbpsの通信を行う。 このように各ュ一ザからの伝送要求時の 伝送レー トなどに応じて、 基地局などが 1 フ レーム内のスロ ッ ト の各ユーザへの割当て数を可変設定するこ とで、 T D M A方式で 複数のビッ ト レ一 卜の情報ビッ トス ト リ一ムを混在させて無線伝 送させる対処が可能である。
また、 O F D M ( Orthogonal Frequency Division Mult iplex
： 直交周波数分割多重） 方式と称されるマルチキヤ リァ方式で無 線伝送を行う場合には、 送信構成と して、 例えば従来図 4 に示す 構成で行われていた。 この構成は、 D A B ( Digi tal Audio Broa dcasting) と称されるデジタルオーディ ォ放送に適用されている 構成で、 端子 2 1 に得られる情報ビッ トス ト リ一ムは、 コーディ ング部 2 2 で符号化などの処理が施された後に、 シンボルマツ ピ ング部 2 3で送信シンボルへマッ ピングされる。 そして、 送信シ ンボルを混合回路 2 4 に供給して、 他の送信データと多重化され る。 こ こでの多重化は、 単純に直列に連結することで、 多重化シ ンボルス 卜 リ ームを生成させる。 例えば、 1 チヤ ンネル当たり 6 4 kspsのシンボルを、 1 8 チヤ ンネル分多重化すると、 多重化さ れたシンボルス ト リ ームの伝送レー トは 6 4 ksps X 1 8 = 1 1 5 2 kspsとなる。
この多重化されたシンボルス ト リ ームは、 周波数変換部 2 5で の周波数ィ ンター リ 一ブにより シンボルの並び替えが行われ、 各 チヤ ンネルのシンボルがばらばらに並ぶこ とになる。 この並び替 えられたシ ンボルス ト リ ームは、 逆フーリエ変換回路 （ I F F T 回路） 2 6 で逆フー リ エ変換処理により周波数軸上に配置された マルチキヤ リ ァ信号となり、 この I F F T回路 2 6の出力が送信 処理部 2 7で無線送信処理されて、 所定の周波数帯域で無線送信 される。
このマルチキヤ リ ァ信号を受信する側の構成と しては、 図 5 に 示すように、 アンテナ 3 1 で受信した所望の周波数帯域の信号を 、 受信処理部 3 2でベースバン ド信号とする。 ここで、 マルチキ ャ リ ア信号のベースバン ド信号成分は、 情報が周波数軸上に並ん だ信号であるので、 高速フー リェ変換回路 （ F F T回路） 3 2 に 供給して、 フー リエ変換処理を行い、 周波数軸上に並んだサブキ ャ リ アを抽出する。 このとき、 フー リエ変換処理によって出力さ れるシンボルは、 受信した信号帯域全体のサブキヤ リ ァ群となる o
このサブキヤ リ ァ群の変換信号は、 シンボル選択部 3 4 に供給 して、 送信側で行われた周波数ィ ンタ一リーブにより配置された 所望のチヤ ンネルのシンボルの存在位置からシンボルを抽出する 。 さ らに、 この抽出されたシ ンボルス ト リ ームは、 ビッ ト抽出部
3 5 に供給して、 符号化ビッ トス ト リ ームを抽出し、 この符号化 ビッ トス ト リ ームをデコー ド部 3 6 に供給して、 情報ビッ トス ト リ 一ムを出力端子 3 7 に得る。
この従来の 0 F D M方式においては、 サブキヤ リァ毎に異なる チャ ンネルのシンボルを割当てることにより多重化が行われてい る。 従って、 受信機が備えるフー リ エ変換回路 （ F F T回路） は 、 多重化されて伝送される全チャ ンネル分のシ ンボルを変換処理 して、 その変換後にチャ ンネルの選定を行っている。
上述した D S — C D M A方式を適用したセルラ方式の通信シス テムでは、 使用周波数帯域を固定して、 拡散率を可変するこ とに より、 可変レー 卜のデータ伝送を可能としている。 使用周波数帯 域を固定することにより、 単一の高周波回路のみで可変ビッ ト レ 一 トサービスを提供する端末装置を構成することが可能になって いる。
しかしながら D S — C D M A方式は、 通信制御方式が非常に複 雑であり、 例えばセルラ方式に適用した場合には、 基地局を切換 えるハン ドオフ処理や、 システム内の他の通信との干渉を防止す るための送信パワーコン トロールなどを、 非常に精度良く行う必 要がある。 また、 D S — C D M A方式は、 基本的に全チヤ ンネル が同一の周波数帯域をシヱァしており、 かつ各チャ ンネルの直交 性がないことから、 送信パヮーコン ト口一ルが正しく行われない 端末装置が 1台でも存在したとき、 システム全体が機能しなく な ると言う危険性を有しており、 伝送レー ト可変などの複雑な処理 を行うのに適したシステムとは言えない。
さ らに D S — C D M A方式で伝送レー ト可変処理を適用した場 合には、 復調部分に関しては、 数 kbps程度の低速の伝送レー トで 通信を行う端末装置であつても、 システムで伝送可能な最も高い 伝送レー 卜の通信を行う端末装置と同等の演算処理が必要であり 、 端末装置における演算処理量を大幅に増加させてしまう。
一方、 上述した T D M A方式を適用した通信システムで可変伝 送レー トを実現する場合、 1 チャ ンネル当たりの最大の伝送レー トは、 基本的には、 〔 1 スロッ ト割当て時のビッ ト レー ト〕 X 〔 T D M A数〕 に限られており、 伝送レー トの上限と下限は T D M A数によって決定されることになる。 従って、 伝送レー トが変化 する範囲が、 例えば数 kbps程度から百 kbps程度などのように、 非 常に大きい場合には、 スロ ッ 卜割当てだけでユーザが所望する伝 送レー トに対応することが事実上不可能である。 1 フ レーム内の タイムスロ ッ ト数を非常に多くすれば不可能ではないが、 通信制 御などの点から現実的ではない。
また、 上述した従来の 0 F D M方式を適用した通信システムで 可変伝送レー トによる多重化を実現する場合には、 サブキャ リ ア 毎に異なるチャ ンネルのシンボルを割当てることにより多重化が 行われているため、 受信機が備えるフーリエ変換回路は、 多重化 されて伝送される全チヤ ンネル分のシンボルを変換処理する必要 があり、 非常に多く の変換処理が必要である問題があった。 発明の開示
本発明は、 各々が様々な伝送レー トで通信を行うチャ ンネルを 多重化した際に、 受信機などの通信手段で、 自らが必要となる必 要最低限の処理量をもって、 情報の通信処理を可能とすることを 目的とする。
第 1 の発明は、 所定の帯域に複数のチヤ ンネルを設定し、 設定 したそれぞれのチヤ ンネルでの通信を、 複数のサブキヤ リァに送 信シンボルを分散させたマルチキヤ リ ァ信号で行う と共に、 各チ ャ ンネルでの送信シンボルの周波数軸上での配置を、 基準となる 周波数間隔に対して 2 の N乗おき （Nは正の任意の数） に配置し た通信方法と したものである。 このようにしたことによって、 各 チヤ ンネルが多重化されてマルチキヤ リ ァ信号となった送信信号 には、 各チヤ ンネルの送信シンボルが所定の周波数間隔で配置さ れているので、 送信側で多重化された送信信号を形成する処理が 簡単に行えると共に、 それぞれのチヤ ンネルの信号だけを抽出し て受信処理するこ とが容易に行え、 受信側の構成を簡単にするこ とができる。 また、 無線通信に適用した場合には、 広いサブキヤ リ ァ間隔で広帯域通信を行う こ とから、 周波数ダイバーシティ効 果を得るこ と も可能となる。
第 2 の発明は、 第 1 の発明の通信方法において、 上記通信は無 線通信と したものである。 このようにしたことによって、 広いサ ブキャ リ ア間隔で広帯域無線通信を行う ことから、 周波数ダイバ
—シティ 効果を得るこ と も可能となる。
第 3 の発明は、 第 1 の発明の通信方法において、 送信するデ— 夕のビッ ト レー トに応じて、 上記 Nの値を可変設定するようにし たものである。 このようにしたことによって、 ビッ ト レー トの異 なるデータを混在させて伝送するこ とが容易に行える。
第 4 の発明は、 第 1 の発明の通信方法において、 基地局と端末 装置との間の通信に適用 し、 基地局から送信される下りチヤ ンネ ルの 1 チャ ンネルをパイロ ッ トチャ ンネルと して確保し、 残りの チャ ンネルを トラフィ ツ クチャ ンネルと し、 基地局では、 上記パ ィ ロ ッ トチヤ ンネルで既知信号の送信を行い、 端末装置では、 パ イ ロ ッ トチャ ンネルで受信されたシンボルを用いて、 上記 トラフ ィ ツ クチャ ンネルで受信したシンボルの伝送路の等化処理を行つ て、 その等化処理されたシンボルの同期検波を行うようにしたも のである。 このようにしたこ とによって、 伝送信号の等化処理を 容易かつ良好に行う こ とができる。
第 5 の発明は、 第 1 の発明の通信方法において、 伝送される信 号を、 チヤ ンネル単位又は周波数単位で周波数ホッ ビングさせる よう に したものである。 このようにしたこ とによって、 多重化さ れた信号が効率良く拡散されて伝送され、 良好な伝送状態を確保 できる。
第 6 の発明は、 所定の帯域に複数のチャ ンネルを設定し、 設定 したそれぞれのチャ ンネルでの通信を、 複数のサブキヤ リ アに送 信シ ンボルを分散させたマルチキヤ リ ァ信号で行う と共に、 各チ ヤ ンネルに割当てられるサブキヤ リ アと して、 所定数毎のサブキ ャ リ ァを使用 し、 各チヤ ンネルに割当てられているサブキヤ リ ァ の隣り合う ものどう しで差動変調を行った後に送信し、 受信側で は、 隣り合う ものどう しで差動復調を行う通信方法と したもので ある。 このよう にしたことによって、 チャ ンネル配置と しては、 所定数毎のサブキヤ リ アを使用 したマルチキヤ リ ァ信号になると 共に、 各チヤ ンネル毎のサブキヤ リ ァの隣り合う ものどう しで差 動変調が行われることで、 各チヤ ンネルの信号だけで送信処理や 受信処理が可能になる。
第 7 の発明は、 第 6 の発明の通信方法において、 送信側で、 各 チヤ ンネルに割当てられているサブキヤ リ アの隣り合う ものどう しで差動変調を行う代わりに、 周波数軸上で隣り合うサブキヤ リ ァ間で差動変調を行い、 受信側で、 各チャ ンネルに割当てられて いるサブキャ リ アの隣り合う ものどう しで差動復調を行う代わり に、 周波数軸上で隣り合うサブキヤ リ ァ間で差動復調を行うよう に したものである。 このようにしたことによって、 周波数軸上の サブキヤ リ ァの配列に基づいた処理によつても、 伝送処理が可能 になる。 第 8 の発明は、 複数のサブキヤ リ ァに送信シンボルを分散させ たマルチキヤ リ ァ信号を生成させると共に、 上記マルチキヤ リ ァ 信号の 1 チャ ンネル内での送信シンボルの周波数軸上での配置を 、 基準となる周波数間隔に対して 2 の N乗おき （Nは正の任意の 数） と し、 生成されたマルチキャ リ ア信号を所定の帯域内に設定 した複数のチヤ ンネルの内の所定のチヤ ンネルと して送信する送 信機と したものである。 このように したことによって、 各チャ ン ネルの送信シンボルが所定の周波数間隔で配置されて、 各チャ ン ネルが多重化されたマルチキヤ リ ァ信号が送信され、 各チャ ンネ ルの送信シンボルを一定の処理で配置でき、 簡単な処理で容易に 多重化できる送信信号を形成できる。
第 9 の発明は、 第 8 の発明の送信機において、 送信するデータ のビッ ト レー トに応じて、 上記 Nの値を可変設定するようにした ものである。 このよう に したこ とによって、 ビッ ト レー トの異な るデータを混在させて伝送することが容易に行える。
第 1 0 の発明は、 第 8 の発明の送信機において、 複数のチヤ ン ネルの送信シンボルを個別に生成させた後、 1 シンボル毎に各チ ャ ンネルのシンボルを並べて多重シンボル列を生成し、 生成され た多重シンボル列に一括してマルチキヤ リ ァ信号生成処理を行い 、 複数のチャ ンネルを一括して送信処理を行うようにしたもので ある。 このようにしたこ とによって、 複数のチャ ンネルの送信処 理が簡単な構成で一括して行える。
第 1 1 の発明は、 第 8 の発明の送信機において、 送信シンボル を生成し、 生成した送信シンボルを時間軸上での信号と して取り 出した後に、 自局に割当てられたチャ ンネルに相当する周波数ォ フセッ ト分を畳込む処理を行うようにしたものである。 このよう に したこ とによって、 目的とする周波数で送信する処理を簡単な 構成で良好に行える。 第 1 2の発明は、 第 8の発明の送信機において、 送信される複 数のチヤ ンネルの内の 1つのチヤ ンネルをパイロ ッ トチヤ ンネノレ と して既知信号を送信処理し、 残りのチャ ンネルを トラフィ ック チヤ ンネルと して送信処理するようにしたものである。 このよう に したこ とによって、 パイ ロ ッ トチャ ンネルで送信される既知信 号に基づいて伝送制御が良好に行える。
第 1 3の発明は、 第 8の発明の送信機において、 生成されたマ ルチキヤ リァ信号を、 チヤ ンネル単位又は所定周波数帯域単位で 周波数ホッ ビングさせる周波数ホッ ビング手段を備えたものであ る。 このようにしたことによって、 周波数 Z干渉ダイバーシティ 効果が得られ、 より良好に伝送されるようになる。
第 1 4の発明は、 複数のサブキャ リアに送信シンボルが分散さ れたマルチキヤ リァ信号を受信し、 1 チヤ ンネル内で受信した送 信シンボルを、 基準となる周波数間隔に対して 2の N乗おき （N は正の任意の数） の周波数間隔で受信処理する受信機としたもの である。 このようにしたことによって、 各チャ ンネルの送信シン ボルが所定の周波数間隔で配置されて、 各チヤ ンネルが多重化さ れたマルチキヤ リァ信号を受信でき、 所定の周波数間隔の送信シ ンボルを抽出して受信処理すれば、 所望の受信チヤ ンネルの信号 を得ることができ、 多重化されて伝送される信号から所望のチヤ ンネルの信号を容易に得ることができる。
第 1 5の発明は、 第 1 4の発明の受信機において、 受信した信 号より通信に用いられた帯域幅で送信されてきた全シンボル群の 内、 送信側が送信している通信チヤ ンネルのシンボルのみを抽出 し、 この抽出したシンボルをチャ ンネルデコーダに供給してデコ 一ドするようにしたものである。 このようにしたことによって、 必要とするシンボルだけの受信処理が効率良く行える。
第 1 6の発明は、 第 1 4の発明の受信機において、 受信信号の 帯域幅により決定されるサンプルレ一 トにより受信信号のサンプ リ ングを行い、 サンプリ ングされたシンボルを互いに加算も し く は減算するこ とにより、 所望の受信チヤ ンネルを選択して、 後段 に出力するシンボル数を減少させて、 受信時の最大ビッ ト レー ト によ り決定される必要最小限のサンプルレー トと し、 この必要最 小限のサンプルレー トのシンボル数の受信データを受信処理する ように したものである。 このようにしたことによって、 必要なサ ンプルレー トのシンボル数の受信データを効率良く得ることがで きる。
第 1 7 の発明は、 第 1 6 の発明の受信機において、 複数の受信 チャ ンネルを選択したとき、 少なく と も 1 つの受信チャ ンネルの データに正弦波のオフセッ ト補正信号を乗算する補正手段を設け たものである。 このようにしたことによって、 各受信チャ ンネル のデータ間に含まれるオフセッ トを簡単に除去することができる o
第 1 8 の発明は、 第 1 6 の発明の受信機において、 受信データ を受信処理する受信処理手段は、 最大ビッ ト レー トにより決定さ れる処理能力を備え、 上記最大ビッ ト レー 卜より も低いビッ ト レ 一 卜での通信を行う際には所望のビッ 卜のみを抽出するようにし たものである。 このようにしたことによって、 低いビッ ト レー ト での通信時のデ一夕処理量を減らすことができる。
第 1 9 の発明は、 第 1 4 の発明の受信機において、 パイロ ッ ト チャ ンネルの受信処理手段と、 トラフィ ツ クチャ ンネルの受信処 理手段とを備え、 上記パイロ ッ トチヤ ンネルの受信処理手段で受 信された既知信号のシ ンボルを用いて、 上記 トラフィ ツ クチャ ン ネルの受信処理手段で、 トラフィ ッ クチャ ンネルの受信シンボル の伝送路の等化処理を行うようにしたものである。 このようにし たこ とによって、 トラフィ ツ クチャ ンネルの受信シンボルの伝送 路の等化処理を、 パイロッ トチヤ ンネルの受信信号に基づいて良 好に行う ことができ、 良好な受信処理ができる。
第 2 0の発明は、 第 1 4の発明の受信機において、 受信した信 号を、 チヤ ンネル単位又は所定周波数帯域単位で周波数ホッ ピン グさせる周波数ホッ ピング手段を備えたものである。 このように したこ とによって、 周波数ホッ ピングされた伝送信号の受信処理 を適正に 亍える。 図面の簡単な説明
図 1 は従来の D S— C D M Α方式の送信処理例を示すプロック 図である。
図 2 は従来の D C— C D M A方式の受信処理例を示すブロッ ク 図である。
図 3 は従来の T D M A方式における多重化例を示す説明図であ る。
図 4 は従来の 0 F D M方式の送信処理例を示すプロック図であ る。
図 5 は従来の O F D M方式の受信処理例を示すプロック図であ る o
図 6 は本発明の第 1 の実施の形態による送信構成例を示すプロ ッ ク図である。
図 7 は本発明の第 1 の実施の形態によるヌルシンボルの挿入及 び抽出状態の例を示す説明図である。
図 8 は本発明の第 1 の実施の形態による受信構成例を示すプロ ッ ク図である。
図 9 は本発明の第 1 の実施の形態によるシンボル配置例を示す 説明図である。
図 1 0 は本発明の第 1 の実施の形態による処理を T D M A方式 に適用した例を示す説明図である。
図 1 1 は本発明の第 2の実施の形態による送信構成例を示すブ ロッ ク図である。
図 1 2 は本発明の第 2の実施の形態による混合回路の例を示す 構成図である。
図 1 3 は本発明の第 2の実施の形態による混合状態の例を示す 説明図である。
図 1 4 は本発明の第 3の実施の形態による送信構成例を示すブ 口 ッ ク図である。
図 1 5 は本発明の第 3の実施の形態による混合状態の例を示す 説明図である。
図 1 6 は本発明の第 4の実施の形態による送信構成例を示すブ 口 ッ ク図である。
図 1 7 は本発明の第 4の実施の形態による内部チャ ンネル選択 部の構成例を示すブロ ッ ク図である。
図 1 8 は本発明の第 4の実施の形態によるサブキヤ リァ配置例 を示す説明図である。
図 1 9 は本発明の第 4の実施の形態による受信構成例を示すブ 口 ッ ク図である。
図 2 0 は本発明の第 4の実施の形態による分離回路の例を示す 構成図である。
図 2 1 は本発明の第 4の実施の形態による分離状態の例を示す 説明図である。
図 2 2 は本発明の第 5の実施の形態による受信構成例を示すブ ロ ッ ク図である。
図 2 3 は本発明の第 5の実施の形態によるチヤ ンネル選択部の 例を示す構成図である。
図 2 4 は本発明の第 5の実施の形態によるチャ ンネル選択部で の処理例を示す説明図である。
図 2 5 はチャ ンネル選択部の他の例を示す構成図である。
図 2 6 はチャ ンネル選択部の更に他の例を示す構成図である。 図 2 7 は本発明の第 6の実施の形態による送信構成例を示すブ 口 ッ ク図である。
図 2 8 は本発明の第 6 の実施の形態による受信構成例を示すブ 口 ッ ク図である。
図 2 9 は本発明の第 6の実施の形態による送信シンボルの配置 例を示す説明図である。
図 3 0 は本発明の第 6の実施の形態によるチヤ ンネル選択部の 例を示す構成図である。
図 3 1 は本発明の各実施の形態での他の処理によるサブキヤ リ ァ配置例を示す説明図である。
図 3 2 は本発明の各実施の形態に適用される周波数ホッ ビング 処理を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第 1 の実施の形態を、 図 6〜図 1 0を参照して 説明する。
本実施の形態においては、 セルラ方式の無線電話システムに適 用した例と してある。 図 6 は、 本例のシステムにおける基地局側 又は端末装置側の送信構成を示すものである。 こ こでは、 伝送レ ー ト と して 3 2 kbps , 6 4 kbps , 9 6 kbps , 1 2 8 kbpsの 4種類 のレー トのデータを伝送することができる構成と したものである 端子 1 0 1 に得られる上述したいずれかの伝送レー 卜の情報ビ ッ トス ト リームは、 コーディ ング部 1 0 2で符号化ならびにイ ン ター リ ーブなどのコーディ ング処理を行い、 符号化率 1 Z 2 など の所定の符号化率で符号化する。 コーディ ング部 1 0 2で符号化 された各ビッ トは、 シ ンボルマッ ピング部 1 0 3 に供給して、 送 信シンボルへマッ ピングする。 ここでの送信シンボルへのマッ ピ ング処理と しては、 Q P S K処理， 8 P S K処理， 1 6 Q A M処 理などの処理が適用できる。 或いは周波数軸上や時間軸上での差 動変調が行われる場合もある。
このシンボルマツ ピング部 1 0 3で生成された送信シンボルは 、 ヌルシンボル揷入部 1 0 4 に供給する。 ヌルシンボル挿入部 1 0 4 では、 そのときの伝送レー トに応じて振幅 （エネルギー） が
0 のシンボルを規則的に揷入して、 元の情報ビッ トス ト リ ームの 伝送レー 卜に係わらずシンボルレー トを最大の伝送レー ト （ここ では 1 2 8 kbpsに対応したレー ト） に一定とする処理を行う。
図 7 は、 このヌルシンボルの揷人状態の例を示したもので、 〇 印で示すシンボル位置が、 元の伝送データのシンボル位置で、 X 印で示すシンボル位置が、 ヌルシンボル揷人部 1 0 4で挿入した 0 のシンボルの位置である。 例えば情報ビッ トス ト リームの伝送 レー ト力く 3 2 kbpsの場合には、 図 7 の Aに示すように、 元の各シ ンボル間に、 3つのヌルシンボルを挿入して、 1 2 8 kbpsに相当 するシンボル数 （即ち 4倍） の伝送データに変換する。 また、 情 報ビッ トス ト リ ームの伝送レー ト力く 6 4 kbpsの場合には、 図 7 の Bに示すように、 元の各シンボル間に、 1 つのヌルシンボルを揷 入して、 1 2 8 kbpsに相当するシンボル数 （即ち 2倍） の伝送デ 一夕に変換する。 また、 情報ビッ トス ト リ ームの伝送レー トが 9 6 kbpsの場合には、 図 7 の Cに示すように、 元の 3 シンボル毎に
、 1 つのヌノレシ ンボルを挿入して、 1 2 8 kbpsに相当するシンポ ル数 （即ち 4 Z 3倍） の伝送データに変換する。 また、 情報ビッ トス ト リ ームの伝送レー 卜力 1 2 8 kbpsの場合には、 図 7 のひに 示すよう に、 ヌルシンボルを揷入せず、 そのままのシンボル数の 伝送データ とする。
こ こで、 ヌルシンボル挿入部 1 0 4でのヌルシンボルの挿入率 Rは、 次式で定義される。
挿入率 R = ( M - D ) / M 〔 1 〕
但し、 Mはここでの伝送帯域における最大伝送レー ト （ここでは 1 2 8 kbps) であり、 Dは該当するチャ ンネルでの伝送レー トで ある。
このヌルシンボル挿人部 1 0 4での処理は、 ヌルシンボルの揷 入で、 シ ンボルレー トが 2 N 倍 （Nは正の任意の数） になるよう にコ ン ト ロ ールする処理である。 但し、 図 7 の Cに示す処理、 即 ち 9 6 kbpsのレー トで伝送する場合には、 Nの値が整数とはなら ない力く、 上述した 〔 1 〕 式に基づいたヌルシンボルの挿入レー ト R = 1 Z 4 の規則を用いた処理である。
ヌルシンボル挿入部 1 0 4 でヌルシンボルが挿入された送信シ ンボルは、 ラ ンダム位相シフ ト部 1 0 5でラ ンダム位相シフ 卜に よるスクラ ンブル処理 （或いは他のスクラ ンブル処理） を行い、 そのスク ラ ンブル処理された送信シ ンボルを逆フ一 リェ変換 （ I F F T ) 処理部 1 0 6 に供給し、 逆高速フー リェ変換の演算処理 で、 時間軸上に配置されたシンボルス ト リ ームを、 周波数軸上に サブキャ リ アが配置されたマルチキャ リ ア信号に変換する。 逆フ 一 リ ェ変換処理部 1 0 6で変換された信号は、 ガー ドタイム付加 部 1 0 7 に供給してガー ドタイムを付加すると共に、 窓がけ処理 部 1 0 8 で所定単位毎の信号に送信用の窓がけデータを乗算する 。 窓がけデータが乗算された送信信号は、 送信処理部 1 0 9 に供 給して、 高周波信号を畳込み所定の伝送周波数帯域に周波数変換 し、 その周波数変換された送信信号をアンテナ 1 1 0から無線送 信する。 このような構成で無線送信される信号を端末装置又は基地局で 受信する構成を、 図 8 に示す。 アンテナ 1 1 1が接続された受信 処理部 1 1 2では、 所定の伝送周波数帯域の信号を受信して、 ベ 一スパン ド信号に変換する。 変換されたベースバン ド信号は、 窓 がけ処理部 1 1 3 に供給して、 所定単位毎の信号に受信用の窓が けデータを乗算した後、 フー リエ変換 （ F F T ) 処理部 1 1 4 に 供給し、 周波数軸上に配置されたサブキヤ リ ァを時間軸上に配置 されたシンボルス ト リ ームに変換する。
変換されたシ ンボルス ト リ ームは、 デスクラ ンブル部 1 1 5で 送信時のスクラ ンブル処理とは逆のデスクラ ンブル処理を行う。 このデスクラ ンブルされたシ ンボルス ト リ 一ムは、 シンポル選択 部 1 1 6 に供給する。 シンボル選択部 1 1 6 では、 送信時にヌル シンボル挿入部 1 0 4 (図 6参照） で揷入されたヌルシンボル以 外のシンボルを選択 （即ちヌルシンボルを除去） する処理を行う 。 このヌルシンボルが除去されたシンボルス ト リ ームをビッ ト抽 出部 1 1 7 に供給し、 符号化ビッ トを抽出し、 その抽出されたビ ッ トデータをデコー ド部 1 1 8 に供給してデコー ドし、 デコー ド された情報ビッ 卜ス ト リ ームを端子 1 1 9 に得る。
シンボル選択部 1 1 6 で抽出するシンボルと しては、 伝送され る情報ビッ トス ト リ ームの伝送レー トにより異なる。 即ち、 図 7 に示すように送信時に挿入された振幅が 0 のヌルシンボルの位置 は、 伝送レー トにより変化し、 それぞれの伝送レ一 卜の場合に、 〇印で示したシ ンボルだけを抽出する処理を行う。 この処理を行 う こ とで、 3 2 kbpsから 1 2 8 kbpsまでの伝送レー トの伝送を、 同じ通信帯域幅を使用 して行える。
こ こでは、 3 2 kbps力、ら 1 2 8 kbpsまでの可変伝送レー トで伝 送する場合について説明したが、 同様の処理により、 最大ビッ ト 数 M kbpsの通信が行える帯域において、 M / 2 N kbpsの通信を行 う こ とが可能である。 この場合、 送信側において、 生成されたシ ンボルとヌルシンボルとは、 図 9 に示すパターンで挿入される。 この図 9 において、 白丸で示すシンボルは、 情報ビッ トにより生 成されたシンボルであり、 黒丸で示すシンボルは、 ヌルシンボル である。
以上のような通信を行う こ とで、 低速伝送から高速伝送までを 同じ通信帯域幅を用いて行う こ とが可能となり、 例えば単一の高 周波回路 （送信処理回路や受信処理回路） のみしか備えていない 端末装置においても可変伝送レ一 卜の通信が可能になる。
なお、 この第 1 の実施の形態で説明した伝送処理を、 T D M A 構造で行うようにする こ とで、 最低伝送レー トと最大伝送レー ト との差をより大き く するこ とが可能になる。 図 1 0 は、 この場合 のフ レーム構造の例を示す図で、 例えばスロ ッ 卜 1〜スロ ッ ト 8 の 8 タイムスロ ッ 卜で 1 フ レームが構成される 8 T D M Aで構成 されている場合に、 1 つのスロ ッ トで 3 2 kbps (ヌルシンボル揷 入率 R = 3 Z 4 ) カヽら 1 2 8 kbps (ヌルシンボル挿入率 R = 0 Z 4 ) までの レー トのマルチキヤ リ ァ信号の伝送が可能な帯域が設 定してあるとする と、 1 フ レームで 1 スロ ッ トだけを使用した通 信では、 3 2 kbpsから 1 2 8 kbpsのレー トでの伝送が行われ、 1 フ レームの 2 スロ ッ トを使用 した通信では、 2 5 6 kbpsのレー ト までの伝送が行われ、 以下使用するスロ ッ ト数を増やすことで、 最大で 8 スロ ッ トを使用 して、 ヌルシ ンボル挿入率 R = 0 / 4 と したとき 1 2 8 kbps x 8 = 1 0 2 4 kbpsの伝送レー 卜での通信が 可能となる。
また、 この第 1 の実施の形態で説明した伝送処理でヌルシンポ ルを挿入した箇所 （ヌルシンボルによるサブキャ リ ア） は、 他の 系の通信で使用するこ とができる。 このようにヌルシンボルの挿 入位置のサブキヤ リ ァを、 他の通信に使用することで、 多重通信 を効率良く行う ことができる。 例えば、 図 6 に示す送信処理で、 6 4 kbpsのレー トの情報ビッ トス ト リ ームを送信する際には、 ヌ ノレシンボルの挿入位置で、 他の系の通信を行う ことで、 2つの系 の 6 4 kbpsのレー トの情報ビッ トス ト リームの伝送が、 1 つの伝 送帯域で可能である。 同様に、 3 2 kbpsのレー トの場合には、 4 つの系の 3 2 kbpsのレー 卜の情報ビッ トス ト リ ームの伝送が、 1 つの伝送帯域で可能である。 さ らに、 9 6 kbpsのレー トの伝送と 、 3 2 kbpsのレー トの伝送とを、 1つの伝送帯域で行う こともで きる。
次に、 本発明の第 2の実施の形態を、 図 1 1〜図 1 3を参照し て説明する。 本実施の形態においても、 セルラ方式の無線電話シ ステムに適用した例と してあり、 この例では 1つの送信機から多 重送信を行うようにしたものである。 この多重送信は、 例えば基 地局から複数の系の送信信号を同時に送信する場合に適用できる 。 この実施の形態において、 多重通信を行う構成以外は、 上述し た第 1 の実施の形態で説明した処理と基本的に同じであり、 受信 系の構成については省略する。
図 1 1 は、 本実施の形態での送信構成を示した図である。 こ こ では、 チャ ンネノレ 1 , チャ ンネル 2 …チャ ンネル N ( Nは任意の 整数） のチャ ンネル数 Nの情報ビッ トス ト リ ームが、 端子 1 2 1 a , 1 2 1 -· 1 2 1 nに得られるものとする。 各端子 1 2 1 a 〜 1 2 1 nに得られる各チャ ンネルの情報ビッ 卜ス ト リ ームは、 こ こでは同じ伝送レー 卜のビッ トス ト リームと してあり、 それぞ れ別のコーディ ング部 1 2 2 a， 1 2 2 b… 1 2 2 nに供給して 、 符号化ならびにイ ンターリ ーブなどのコーディ ング処理を個別 に行う。 コーディ ング部 1 2 2 a〜 1 2 2 nで符号化された各チ ヤ ンネルのビッ トス ト リ ームは、 それぞれ別のシンボルマッ ピン グ部 1 2 3 a， 1 2 3 b… 1 2 3 ηに供給して、 各チヤ ンネル毎 に個别に送信シ ンボルへマツ ビングする。 ここでの送信シンボル へのマッ ピング処理と しては、 Q P S K処理， 8 P S K処理， 1 6 Q A M処理などの処理が適用できる。 或いは周波数軸上や時間 軸上での差動変調が行われる場合もある。
各チャ ンネル毎のシ ンボルマッ ピング部 1 2 3 a〜 1 2 3 nで 生成された送信シンボルは、 混合回路 （マルチプレクサ） 1 2 4 に供給して、 1 系統のシンボルス ト リ ームに混合する。 図 1 2 は 、 混合回路 1 2 4 での処理の概念を簡単に示す図で、 こ こでは例 えばチヤ ンネル 1 〜チヤ ンネル 4 のチヤ ンネル数 4 のシンボルス ト リ ームを、 1 系統のシンボルス ト リ ームに変換するものである
。 チャ ンネル 1 のシ ンボルス ト リ ームが混合回路 1 2 4 の端子 1 2 4 a に得られ、 チャ ンネル 2 のシンボルス ト リ ームが混合回路 1 2 4 の端子 1 2 4 b に得られ、 チャ ンネル 3のシンボルス ト リ ―ムが混合回路 1 2 4 の端子 1 2 4 c に得られ、 チャ ンネル 4 の シ ンボルス ト リ ームが混合回路 1 2 4 の端子 1 2 4 dに得られる
。 このとき、 混合回路 1 2 4 を構成するスイ ツチの接点 1 2 4 m が、 各端子 1 2 4 a〜 1 2 4 dを順に周期的に選択する処理を行 つて出力する。
図 1 3 は、 この混合状態の例を示した図で、 例えば図 1 3の A ， B , C , Dに示す状態で、 それぞれ別のチャ ンネル 1， 2， 3
， 4 のシンボルス ト リ ームが得られるとき、 各チヤ ンネルのシン ボルを順に選択して、 図 1 3 の Eに示す 1 系統の混合ス ト リ 一ム を得る。 例えば、 各チャ ンネルのス ト リ ームが、 3 2 kbpsのレ一 卜の情報ビッ トス ト リ ームのシンボルであるとき、 1 2 8 kbpsの レー トの情報ビッ トス 卜 リ ームに相当するシンボルス ト リ ームと なる。 なお、 各チャ ンネルのシンボルの送出タイ ミ ングが同期し てない場合には、 バッ フ ァ メ モリ などを使用した同期処理が必要 になる。 図 1 1 の説明に戻ると、 混合回路 1 2 4で混合された送信シン ボルは、 ラ ンダム位相シフ ト部 1 2 5でラ ンダム位相シフ トによ るスクラ ンブル処理 （或いは他のスクラ ンブル処理） を行い、 そ のスクラ ンブル処理された送信シンボルを逆フ一 リェ変換 （ I F F T ) 処理部 1 2 6 に供給し、 逆高速フー リェ変換の演算処理で
、 時間軸上に配置されたシンボルス ト リ ームを、 周波数軸上にサ ブキヤ リ アが配置されたマルチキヤ リ ア信号に変換する。 逆フ一 リ ェ変換処理部 1 2 6 で変換された信号は、 ガー ドタイム付加部 1 2 7 に供給してガー ドタイムを付加すると共に、 窓がけ処理部 1 2 8で所定単位毎の信号に送信用の窓がけデータを乗算する。 窓がけデータが乗算された送信信号は、 送信処理部 1 2 9 に供給 して、 高周波信号を畳込み所定の伝送周波数帯域に周波数変換し 、 その周波数変換された送信信号をァンテナ 1 3 0から無線送信 する。
このように無線送信される信号を受信する側 （例えば基地局か らの信号を受信する端末装置） では、 例えば上述した第 1 の実施 の形態で説明した図 8 の構成で受信処理を行う ことで、 任意のチ ャ ンネルの信号を抽出して処理できる。
なお、 こ こでは 4 チャ ンネルの多重化を行う場合を例と して説 明したため、 多重化されたシ ンボルス ト リ ーム （図 1 3の E ) で の各チヤ ンネルのシンボルの出現周期は 4 となっているが、 最大 のチヤ ンネル多重数はこれに限定されるものではない。 最大のチ ヤ ンネル多重数は、 2 n (こ こでの nは正の整数 ： 即ち n = 1 , 2 ， 3 , 4 · · · · ) と設定する こ とができ、 この場合の各チャ ンネ ルのシンボルの出現周期は、 最大の多重数と同じ 2 n となる。 実 際の通信で使用するチヤ ンネル数が、 最大の多重数より も小さい 場合には、 使われてないチャ ンネルのシンボルと して、 第 1 の実 施の形態で説明したヌルシンボル （振幅が 0 のシンボル） を挿入 すれば良い。
次に、 本発明の第 3 の実施の形態を、 図 1 4及び図 1 5 を参照 して説明する。 本実施の形態においても、 セルラ方式の無線電話 システムに適用 した例と してあり、 この例でも第 2 の実施の形態 と同様に、 1 つの送信機から多重送信を行うように したものであ り、 第 2 の実施の形態に対応する部分には同一符号を付し、 その 詳細説明は省略する。
こ こで本実施の形態の場合には、 各チヤ ンネルの伝送レー 卜が 異なる場合の例と してあり、 図 1 4 は本実施の形態での送信構成 を示した図である。 こ こでは、 チャ ンネノレ 1 ， チャ ンネル 2， チ ヤ ンネル 3 の合計 3 チャ ンネルの情報ビッ ト ス 卜 リームが、 端子 1 3 1 a , 1 3 1 b , 1 3 1 c に得られる ものとする。 各チャ ン ネルの伝送レー ト と しては、 例えばチャ ンネル 1 ， チャ ンネル 2 がそれぞれ 3 2 kbpsであり、 チャ ンネノレ 3力く 6 4 kbpsであるとす る。 各端子 1 3 1 a〜 1 3 1 c に得られる各チャ ンネルの情報ビ ッ トス ト リ 一ムは、 それぞれ別のコーディ ング部 1 3 2 a， 1 3
2 b， 1 3 2 c に供給して、 符号化ならびにイ ンターリ ーブなど のコーディ ング処理を個別に行う。 コーディ ング部 1 3 2 a , 1
3 2 bで符号化されたチャ ンネル 1 ， チャ ンネル 2 の ビッ トス ト リ ームは、 それぞれのチャ ンネル用のシンボルマ ッ ピング部 1 3
3 a， 1 3 3 bに供給して、 各チヤ ンネル毎に個別に送信シンボ ルへマッ ピングする。 また、 チャ ンネル 3 のビッ トス ト リ ームは 、 2 つの系統のビッ 卜ス ト リ ームに 2分割し、 一方の系統のビッ トス ト リ ームはシ ンボルマッ ピング部 1 3 3 c に供給すると共に 、 他方の系統のビッ トス ト リ ームはシンボルマッ ピング部 1 3 3 d に供給し、 それぞれ別に送信シンボルへマッ ピングする。
各シンボルマッ ピング部 1 3 3 a〜 1 3 3 dでマッ ピングされ た送信シ ンボルは、 混合回路 1 3 4 に供給して、 1 系統に多重化 する。 図 1 5 は、 ここでの多重化状態の例を示してあり、 2つの 系統に分割されたチヤ ンネル 3のシンボルス ト リームを、 同じ間 隔で周期的に配置すると共に、 その間にチャ ンネル 1のシンボル ス ト リ ームとチヤ ンネル 2 のシンボルス ト リ ームを周期的に配置 する。 即ち、 例えばチャ ンネル 1 ， チャ ンネル 3 , チャ ンネル 2
, チャ ンネル 3 · · · ·の配置を繰り返し設定する。
この多重化されたシンボルス ト リ ームは、 ラ ンダム位相シフ ト 部 1 2 5でランダム位相シフ トによるスクランブル処理 （或いは 他のスクラ ンブル処理） を行い、 そのスクラ ンブル処理された送 信シンボルを逆フー リエ変換 （ I F F T ) 処理部 1 2 6に供給し
、 逆高速フーリエ変換の演算処理で、 時間軸上に配置されたシン ボルス ト リームを、 周波数軸上にサブキヤ リアが配置されたマル チキヤ リ ァ信号に変換する。 逆フーリェ変換処理部 1 2 6で変換 された信号は、 ガー ドタイム付加部 1 2 7 に供給してガー ドタイ ムを付加すると共に、 窓がけ処理部 1 2 8で所定単位毎の信号に 送信用の窓がけデータを乗算する。 窓がけデータが乗算された送 信信号は、 送信処理部 1 2 9 に供給して、 高周波信号を畳込み所 定の伝送周波数帯域に周波数変換し、 その周波数変換された送信 信号をァンテナ 1 3 0から無線送信する。
このように無線送信される信号を受信する側 （例えば基地局か らの信号を受信する端末装置） では、 例えば上述した第 1の実施 の形態で説明した図 8の構成で受信処理を行うことで、 任意のチ ャ ンネルの信号を抽出して処理できる。 即ち、 図 1 5に示す状態 で多重化された伝送信号から、 チヤ ンネル 1又はチャ ンネル 2 の 信号を抽出する場合には、 4周期毎のシンボルを抽出することで
、 そのチャ ンネルの信号が受信でき、 チャ ンネル 3の信号を抽出 する場合には、 2周期毎のシンボルを抽出することで、 そのチヤ ンネルの信号が受信できる。 なお、 こ こでは最大 1 2 8 kbpsまで伝送できる帯域で、 3 2 kb psと 6 4 kbpsの伝送レ一 トを混在させて通信を行う例と して説明 したが、 これに限定される ものではない。 即ち、 各チャ ンネルの 伝送レー ト D [kbps]は、 基本的には次式のように設定できる。 伝送レ— 卜 D = M / 2 N [kbps] 〔 2〕
こ こで、 N = l， 2， 3 · · · ·の正の整数、 Mは該当する帯域にお ける最大伝送レー トである。
また、 第 1 の実施の形態で説明した 9 6 kbpsのように、 〔 2〕 式で設定される レー 卜の間の値のレ一 トを設定しても良い。
次に、 本発明の第 4 の実施の形態を、 図 1 6〜図 2 1 を参照し て説明する。 本実施の形態においても、 セルラ方式の無線電話シ ステムに適用した例と してあり、 この例では複数の送信機から多 重送信を行うようにしたものである。 例えば、 複数の端末装置か ら同時に多重送信を行って、 基地局で一括して受信する場合が相 当する。
図 1 6 は本実施の形態での送信構成を示した図である。 ここで は、 チャ ンネル 1 〜チャ ンネル N ( Nは任意の整数） の情報ビッ トス ト リ ームが、 それぞれ別の送信機の端子 1 4 1 a〜 1 4 1 n に個別に得られる ものとする。 各送信機は基本的には共通の構成 であり、 チャ ンネル 1 の信号を処理する送信機の構成を説明する と、 端子 1 4 1 a に得られる情報ビッ 卜ス ト リームは、 コ一ディ ング部 1 4 2 aで符号化ならびにイ ンターリ ーブなどのコーディ ング処理を行う。 コーディ ング部 1 4 2 aで符号化された各ビッ トは、 シンボルマッ ピング部 1 4 3 a に供給して、 送信シンボル へマ ッ ピングする。
このシンボルマッ ピング部 1 4 3 aで生成された送信シンボル は、 ラ ンダム位相シフ 卜部 1 4 4 aでラ ンダム位相シフ トによる スク ラ ンブル処理 （或いは他のスクラ ンブル処理） を行い、 その スクラ ンブル処理された送信シンボルを逆フーリエ変換 （ I F F T ) 処理部 1 4 5 a に供給し、 逆高速フ— リェ変換の演算処理で 、 時間軸上に配置されたシンボルス ト リ ームを、 周波数軸上にサ ブキヤ リ アが配置されたマルチキヤ リ ア信号に変換する。 逆フ一 リ ェ変換処理部 1 4 5 aで変換された信号は、 内部チャ ンネル選 択部 1 4 6 aで内部チャ ンネル選択処理が行われ、 この内部チヤ ンネル選択処理が行われたマルチキヤ リ ァ信号を、 送信処理部 1 4 7 a に供給して、 高周波信号を畳込み所定の伝送周波数帯域に 周波数変換し、 その周波数変換された送信信号をアンテナ 1 4 8 aから無線送信する。
内部チャ ンネル選択部 1 4 6 aの構成を図 1 7 に示す。 前段の 回路から端子 1 5 1 に得られる信号を、 シンボル繰り返し部 1 5 2 に供給し、 そのときの伝送レー トに応じて数のシンボル反復処 理を行う。 例えば、 ここでの 1伝送帯域での最大伝送レー 卜が 1 2 8 kbpsで、 無線伝送されるマルチキャ リ ア信号の伝送路上での サブキヤ リ ア間隔を 4 k H z 間隔と し、 1 チャ ンネルでの伝送レ — ト力く 3 2 kbpsであるとする。 このとき、 前段の逆フー リェ変換 処理部 1 4 5 aでは、 サブキャ リ ァ間隔が 1 6 k H zのマルチキ ャ リ ァ信号への変換処理を行う。
シ ンボル繰り返し部 1 5 2では、 この信号のシンボル成分を 4 倍に反復する処理を行い、 4 k H z 間隔の信号に変換する。 例え ば図 1 7 に示すように、 シンボル繰り返し部 1 5 2 の入力部に示 した波形が、 このシンボル繰り返し部 1 5 2で 4回反復された波 形に変換されている。 この逆フー リ エ変換されたシンボルス ト リ ームを多重分繰り返すこ とによって、 該当するチャ ンネルが使用 していないサブキャ リ アにヌルシンボルを揷入することと等価の 効果を得ることになる。
このシンボル繰り返し部 1 5 2 で繰り返された信号は、 乗算器 1 5 3で、 オフセッ ト周波数発生器 1 5 4が出力するオフセッ ト 周波数と乗算される。 この乗算により、 該当するチャ ンネルの周 波数オフセッ ト分、 各シンボルに位相の旋回が生じるこ とになる 。 なお、 該当するチャ ンネルの周波数オフセッ 卜が 0 H zである 場合には、 定数との乗算になる。 即ち、 この乗算器 1 5 3で乗算 されたシンボル系列によって、 どのチャ ンネルに割当てられたサ ブキャ リ アを使用するかが決定される。 オフセッ ト周波数が乗算 された信号は、 窓がけ処理部 1 5 5 に供給して、 所定単位毎に送 信用の窓がけデータを乗算し、 端子 1 5 6から送信処理部 1 4 7 a に供給する。
各チヤ ンネルで送信処理される信号の状態の例を図 1 8 に示す 。 こ こでは、 1伝送帯域での最大伝送レー トが 1 2 8 kbpsで、 こ の 1 2 8 kbpsの伝送レー トのデータを、 4 k H z 間隔のサブキヤ リ アによるマルチキヤ リ ァ信号により伝送される構成と してある 場合に、 4つの送信機から 1 つの伝送帯域を使用して、 それぞれ の送信機から伝送レー トが 3 2 kbpsのデータを、 この 1伝送帯域 に多重伝送する場合を示したものである。
図 1 8 の A， B , C , Dは、 それぞれ各送信機から送信される チャ ンネノレ 1 , チャ ンネノレ 2 ， チャ ンネノレ 3， チャ ンネル 4の送 信信号を示したもので、 各チャ ンネルの信号は、 サブキャ リ アが
1 6 k H z 間隔のマルチキャ リ ア信号と してある。 ここで、 各チ ャ ンネルでサブキャ リ ァが存在する周波数位置は、 チャ ンネル 1 が図 1 8 の Aに示すように、 基準となる周波数 f cから 1 6 k H z 間隔と してあり、 チャ ンネル 2が図 1 8 の Bに示すように、 周 波数 f cから 4 k H z シフ ト した周波数位置から 1 6 k H z間隔 と してあり、 チャ ンネル 3が図 1 8 の Cに示すように、 周波数 ί c力、ら 8 k H z シフ 卜 した周波数位置から 1 6 k H z間隔と して あり、 チャ ンネル 4が図 1 8 の Dに示すように、 周波数 ί c力、ら 1 2 k H z シフ ト した周波数位置から 1 6 k H z間隔と してある これらの各チヤ ンネルの信号が無線送信されることで、 無線伝 送路上では図 1 8 の Eに示すように、 4 k H z間隔でサブキヤ リ ァが配置された状態となり、 1 つの伝送帯域に 4つのチャ ンネル の信号が多重伝送される こ とになる。 この場合、 各送信機が備え る逆フー リェ変換処理部での高速逆フーリェ変換処理と しては、 そのチヤ ンネルで扱う 3 2 kbpsの伝送レー トの信号を 1 6 k H z 幅のサブキヤ リ ァ群に変換する処理だけで良く 、 逆フー リェ変換 処理部での処理量を、 そのシステムにおけるサブキャ リ ア間隔で 必要な処理量より も大幅に少な く することができる。
こ こでは、 3 2 kbpsの伝送レー トの信号の通信を行う例につい て説明したが、 例えば同じ伝送帯域で 6 4 kbpsの伝送レー 卜の信 号の通信を行う場合には、 その レー 卜の通信に見合う規模の逆フ — リ エ変換処理部により演算を行い （即ち 3 2 kbpsの通信の時に 比べて倍のサンプル数が出力される） 、 内部チャ ンネル選択部で のシンボル反復で 2倍に反復すれば良く 、 どのような伝送レー ト の場合でも同様の処理で送信信号の生成が可能である。 この場合 、 各送信機 （端末装置） が備える処理回路と しては、 その装置で 送信を行う伝送レー 卜に見合った能力の逆フ― リェ変換処理回路 を備えるだけで良く 、 全ての端末装置が用意された伝送帯域で規 定されたサブキャ リ ア間隔のマルチキャ リ ア信号を生成させる能 力を備える必要がなく 、 端末装置の構成を簡単にすることができ る。
また、 例えば上述した第 1 の実施の形態で説明したようなヌル シンボルの揷入処理を同時に行つて、 伝送レ一 卜の変化に対応さ せる処理を行う ことで、 より伝送レー 卜が低い場合に対処できる 次に、 このように多重伝送される信号を、 例えば基地局で一括 受信する構成の例を、 図 1 9 に示す。 アンテナ 1 6 1が接続され た受信処理部 1 6 2では、 所定の伝送周波数帯域の信号を受信し て、 ベースバン ド信号に変換する。 変換されたベースバン ド信号 は、 窓がけ処理部 1 6 3 に供給して、 所定単位毎の信号に受信用 の窓がけデータを乗算した後、 フーリエ変換 （F F T) 処理部 1 6 4 に供給し、 周波数軸上に配置されたサブキヤ リァを時間軸上 に配置されたシンボルス ト リ ームに変換する。 ここでの変換処理 と しては、 受信した伝送帯域に配置されたサブキヤ リァを全て変 換する処理である。
変換されたシ ンボルス ト リ ームは、 ラ ンダム位相シフ ト部 1 6 5で送信時のスクランブル処理とは逆のデスクランブル処理を行 う。 このデスク ラ ンブルされたシンボルス ト リ ームは、 分離回路 (デマルチプレクサ） 1 6 6で、 1伝送帯域に多重化されたシン ボルを各チャ ンネル毎に分離する処理を行う。 各チャ ンネル毎に 分離されたシンボルス ト リ ームは、 各チャ ンネル毎のビッ ト抽出 部 1 6 7 a， 1 6 7 b ·· ·· 1 6 7 nに供給し、 各チャ ンネル毎に 個別にビッ ト抽出処理を行って受信ビッ トス ト リームを得、 その 受信ビッ トス ト リームを各チャ ンネル毎のデコー ド部 1 6 8 a , 1 6 8 b -- -- 1 6 8 nに供給し、 各チヤ ンネル毎に個別にデコ一 ドして、 各チャ ンネル毎の情報ビッ 卜ス ト リームを各チャ ンネル 毎の端子 1 6 9 a， 1 6 9 b '' '' 1 6 9 nに得る。
図 2 0 は、 分離回路 1 6 6 での処理の概念を簡単に示す図で、 こ こでは例えば 1系統のシンボルス ト リ ームに多重されたチヤ ン ネノレ 1 〜チャ ンネル 4 の 4 チャ ンネルのシンボルス ト リ ームを分 離するものである。 分離回路 1 6 6を構成するスィ ツチの接点 1 6 6 mに得られる多重化されたシンボルス ト リームを、 1 シンポ ル毎に端子 1 6 6 a〜端子 1 6 6 dの 4つの端子に順に供給する ように切換える処理を周期的に行う。 このように切換えることで
、 チャ ンネル 1 のシンボルス ト リ ームが端子 1 6 6 aに得られ、 チャ ンネル 2 のシンボルス ト リ ームが端子 1 6 6 bに得られ、 チ ヤ ンネル 3 のシンボルス ト リ ームが端子 1 6 6 cに得られ、 チヤ ンネノレ 4のシンボルス ト リ ームが端子 1 6 6 dに得られる。
図 2 1 は、 この分離状態の例を示した図で、 例えば図 2 1の A に示す信号は、 4 チヤ ンネルの信号が多重化された 1伝送帯域の 信号を受信して得たシンボルス ト リームで、 一定の時間間隔で配 置されたシンボルは、 4 チヤ ンネルのシンボルが混合されている 。 こ こで、 1 シンボル毎に順に分離回路 1 6 6を構成するスイ ツ チの接点 1 6 6 mを切換えることで、 図 2 1の B， C , D , Eに 示すように、 各チヤ ンネルのシンボルが分離されて出力される。 このように受信機を構成したことで、 1伝送帯域に多重化され た複数のチャ ンネルの信号を一括して受信することができる。
次に、 本発明の第 5の実施の形態を、 図 2 2〜図 2 6を参照し て説明する。 本実施の形態においても、 セルラ方式の無線電話シ ステムに適用した例と してあり、 この例ではここまで説明した実 施の形態での処理で、 1伝送帯域に多重伝送される信号の内の任 意のチヤ ンネルを受信するようにしたものである。 例えば、 基地 局から同時に多重送信される信号の中から、 任意のチヤ ンネルを 端末装置で受信する場合に相当する。
まず、 本例で受信する信号について説明すると、 ここでは 1伝 送帯域で最大 1 2 8 kbpsのレー 卜の伝送が可能な帯域幅において 、 3 2 kbpsのレー トの 4 チャ ンネルが多重化されている場合を想 定してあり、 伝送路におけるサブキャ リ ア間隔は 4 k H z (即ち 1 シ ンボルの変調時間が 2 5 0 / 秒 = 1 / 4 k H z ) と してある 図 2 2 は本実施の形態での受信構成を示した図である。 ここで は、 アンテナ 1 7 1が接続された受信処理部 1 7 2で、 所定の伝 送周波数帯域の信号を受信して、 ベースバン ド信号に変換する。 変換されたべ一スパン ド信号は、 チヤ ンネル選択部 1 7 3で所望 のチャ ンネルが選択された後、 その選択されたチャ ンネルの受信 信号をマルチキヤ リア処理部 1 7 4 に供給し、 フーリェ変換処理 などで周波数軸上に配置されたサブキヤ リアを時間軸上に配置さ れたシンボルス ト リ ームに変換する。 なお、 窓がけ処理やラ ンダ ム位相シフ トなどのマルチキヤ リア処理に必要な他の処理につい ても、 このマルチキヤ リァ処理部 1 7 4で実行される。
変換されたシンボルス ト リ ームはビッ 卜抽出部 1 7 5 に供給し 、 符号化ビッ トを抽出し、 その抽出されたビッ トデータをデコー ド部 1 7 6 に供給してデコー ドし、 デコー ドされた情報ビッ トス ト リ ームを端子 1 7 7 に得る。
図 2 3 は、 チャ ンネル選択部 1 7 3の構成例を示した図である
。 こ こでは、 前段の受信処理部から端子 1 8 1 に供給されるべ一 スパン ド信号と しては、 周波数軸上に 4 k H z間隔でサブキヤ リ ァが並んだ信号が 2 5 0 / 秒間入力される。 この端子 1 8 1 に得 られる信号は、 セレクタ 1 8 1 aに直接供給すると共に、 遅延回 路 1 8 1 bを介して遅延させてセレクタ 1 8 1 aに供給し、 セレ クタ 1 8 1 aでの選択で、 信号のシンボルが繰り返される処理が 施される。
このセレクタ 1 8 1 aの出力は、 減算器 1 8 2 に供給されると 共に、 遅延回路 1 8 3 により 1 シンボルの変調時間の 1 / 2 1 の 時間 （即ちこ こでは 1 2 5 秒） 遅延された信号が減算器 1 8 2 に供給され、 両信号の差分が抽出される。 減算器 1 8 2が出力す る差分の信号は、 乗算器 1 9 5 に供給し、 オフセッ ト周波数の補 正信号発生器 1 9 5 aからの補正信号が乗算される。 乗算器 1 9 5でオフセッ ト周波数が乗算された信号は、 減算器 1 8 4 に直接供給されると共に、 遅延回路 1 8 5 により 1 シンポ ルの変調時間の 1 / 4 ( = 1 / 2 2 ) の時間 （即ちここでは 6 2 . 5 秒） 遅延された信号が減算器 1 8 4 に供給され、 両信号の 差分が抽出され、 その差分の信号が乗算器 1 9 6を介して端子 1 9 1 に得られる。 また、 乗算器 1 9 5の出力信号が、 加算器 1 8 6 に直接供給されると共に、 遅延回路 1 8 5 により遅延された信 号が加算器 1 8 6 に供給され、 両信号の加算信号が端子 1 9 2 に 得られる。
また、 端子 1 8 1 に得られる信号にセレクタ 1 8 l a と遅延回 路 1 8 1 bでシ ンボル繰り返し処理が施された信号は、 加算器 1 8 7 に供給されると共に、 遅延回路 1 8 3 により遅延された信号 が加算器 1 8 7 に供給され、 両信号の加算信号が得られる。 この 加算信号は、 さ らに減算器 1 8 8 に直接供給されると共に、 遅延 回路 1 8 9 により 1 シンボルの変調時間の 1 / 4 ( = 1 / 2 2 ) の時間 （即ちここでは 6 2 . 5 β秒） 遅延された信号が減算器 1 8 8 に供給され、 両信号の差分が抽出され、 その差分の信号が乗 算器 1 9 7を介して端子 1 9 3 に得られる。 また、 加算器 1 8 7 の出力信号が、 加算器 1 9 0 に直接供給されると共に、 遅延回路 1 8 9 により遅延された信号が加算器 1 9 0 に供給され、 両信号 の加算信号が端子 1 9 4 に得られる。
各乗算器 1 9 5， 1 9 6 , 1 9 7では、 それぞれオフセッ ト周 波数の補正信号発生器 1 9 5 a， 1 9 6 a , 1 9 7 aからの補正 信号が乗算される。 このオフセッ ト周波数の補正処理については 後述する。
このよう に構成したチャ ンネル選択部 1 7 3での処理状態を、 図 2 4を参照して説明する。 まず、 端子 1 8 1 に得られる信号と して図 2 4 の Aに示すように、 チャ ンネル 1〜 4 の各サブキヤ リ ァが 4 k H z間隔で順に配置された信号が、 2 5 0 μ秒間入力す る。 こ こでは、 この信号の前半の 1 2 5 秒間と後半の 1 2 5 〃 秒間とに分けて、 減算器 1 8 2で互いに減算したものと、 加算器 1 8 7で互いに加算したものとが生成される。 加算器 1 8 7の出 力と しては、 元の信号からサブキャ リア数が 1 Ζ 2 1 になり、 図
2 4 の Βに示すように、 チャ ンネル 1 とチャ ンネル 3の奇数番目 のサブキャ リアだけになる。 この加算器 1 8 7の出力からは、 さ らに減算器 1 8 8で遅延信号と減算したものと、 加算器 1 9 0で 遅延信号と加算したものとが生成される。 加算器 1 9 0で加算さ れた信号と しては、 図 2 4の Cに示すように、 チャ ンネル 1の信 号のサブキャ リ アだけになる。 減算器 1 8 8で減算された信号と しては、 図 2 4の Dに示すように、 チャ ンネル 3の信号のサブキ ャ リ アだけになる。
また、 減算器 1 8 2の出力と しては、 元の信号からサブキヤ リ ァ数が半分になり、 図 2 4 の Εに示すように、 チャ ンネル 2 とチ ャ ンネル 4の偶数番目のサブキヤ リアだけになる。 この減算器 1 8 2の出力からは、 さ らに加算器 1 8 6で遅延信号と加算したも のと、 減算器 1 8 4で遅延信号と減算したものとが生成される。 加算器 1 8 6で加算された信号と しては、 図 2 4 の Fに示すよう に、 チャ ンネル 2の信号のサブキャ リ アだけになる。 減算器 1 8
4で減算された信号と しては、 図 2 4の Gに示すように、 チャ ン ネル 4の信号のサブキヤ リアだけになる。
このようにして端子 1 9 1， 1 9 2 , 1 9 3， 1 9 4 に得られ た信号は、 この後段において F F Τ処理 （高速フーリエ変換処理 ) が施されてサブキャ リ アの抽出が行われる力く、 図 2 4 の D , F
， Gに示すように、 チャ ンネル 2〜 4の信号には、 オフセッ ト周 波数が畳込まれている状態になっている。 具体的には、 多重され てきた信号のサブキヤ リァ間隔が f s [Hz]だつたとすると、 チャ ン ネノレ 2 には f s [Hz]、 チャ ンネノレ 3 には 2 fs [Hz]、 チャ ンネル 4 に は 3 fs [Hz]のオフセッ ト周波数が存在する。 そこで、 これらのォ フセッ トを取り除くべく 、 乗算器 1 9 5 , 1 9 6 , 1 9 7で、 マ ィナスのオフセッ ト周波数を持つ正弦波と乗算した後、 端子 1 9 1 ， 1 9 2， 1 9 3， 1 9 4 に供給する出力信号とする。 具体的 には、 チャ ンネル 2 には一 f s [Hz]、 チャ ンネル 3 には一 2 fs [Hz] 、 チャ ンネル 4 には— 3 fs[Hz]の信号を乗算して出力を得ること になる。
この処理は、 チャ ンネル 2 (端子 1 9 2の出力） では、 補正信 号発生器 1 9 5 aで、 exp (- j 2 7Γ (iZM X 1 ))の信号を発生させ て、 その信号を乗算器 1 9 5で乗算することで行われる。 また、 チヤ ンネル 3 (端子 1 9 3 の出力） では、 補正信号発生器 1 9 7 aで、 exp(- j 2 π (i/M x 2 ))の信号を発生させて、 その信号を 乗算器 1 9 7 で乗算することで行われる。 また、 チャ ンネル 4 ( 端子 1 9 1 の出力） では、 まず補正信号発生器 1 9 5 aで、 exp(
-j 2 7Γ (iZM X 1 ))の信号を発生させて、 その信号を乗算器 1 9 5 で乗算し、 さ らに補正信号発生器 1 9 6 aで、 exp(- j 2 π (i/ M x 2 ))の信号を発生させて、 その信号を乗算器 1 9 5で乗算す ることで行われる。 なお、 補正信号と して示す Mは、 2 5 0 〃 se c の間にチャ ンネル選択手段 1 7 3 に入力されてく るシンボル数
、 i はその入力されてく るシンボルが何番目にされたシンボルか を示す添字である。 このようにして、 オフセッ 卜周波数が取り除 かれて端子 1 9 1 ， 1 9 2 , 1 9 3 , 1 9 4 に得られる信号を周 波数軸上で観測して観ると、 図 2 4の C， D , F , Gの右側に示 すように、 オフセッ ト周波数が払拭された状態になっており、 ど のチヤ ンネルのサブキヤ リ ァについても同一の F F T回路で抽出 することができる。
このように して、 チャ ンネル選択部 1 7 3では、 各チャ ンネル 毎のサブキャ リ アが分離され、 チヤ ンネル選択部 1 7 3以降の回 路では、 受信する必要のあるチャ ンネルのサブキャ リァだけを処 理することで、 該当するチャ ンネルの情報ビッ トス ト リ ームを得 る こ とができる。
ところで、 図 2 3に示したチヤ ンネル選択部は、 多重化されて 伝送される 4 チヤ ンネル全ての信号を分離する構成と したが、 い ずれか 1つのチヤ ンネルの信号だけが必要である場合には、 例え ば図 2 5 に示すチャ ンネル選択部 1 7 3 ' と しても良い。 即ち、 端子 2 0 1 に得られる受信信号 （ベースバン ド信号） を、 セレク 夕 2 0 1 a と遅延回路 2 0 1 bを使用してシンボル繰り返し処理 を施した後に、 演算部 2 0 2 に供給すると共に、 遅延回路 2 0 3 により 1変調時間の 1 Z 2 1 の時間遅延させた信号を演算部 2 0 2 に供給する。 演算部 2 0 2 は、 制御部 2 0 7 の制御により、 加 算処理と減算処理のいずれか一方の演算処理が行われる回路であ る。 演算部 2 0 2の出力を、 乗算器 2 0 8 での正弦波の乗算によ りオフセッ ト周波数を取り除いた後、 演算部 2 0 4 に直接供給す ると共に、 遅延回路 2 0 5 により 1変調時間の 1 / 4 ( = 1 / 2 2 ) の時間遅延させた信号を演算部 2 0 4に供給する。 演算部 2 0 4 は、 制御部 2 0 7の制御により、 加算処理と減算処理のいず れか一方の演算処理が行われる回路である。 演算部 2 0 4の演算 出力を、 乗算器 2 0 9で正弦波との乗算によりオフセッ ト周波数 を取り除いた後、 端子 2 0 6 に供給し、 端子 2 0 6から後段の回 路に供給する。 なお、 乗算器 2 0 8 , 2 0 9で補正するオフセッ ト周波数は、 制御部 2 0 7 による制御で決定される。 このように 構成したこ とで、 演算部 2 0 2 と演算部 2 0 4での加算処理又は 減算処理の制御部 2 0 7 による制御で、 図 2 3に示したチヤ ンネ ル選択部 1 7 3での各チャ ンネル毎の選択処理状態と同じ状態に することができ、 多重化された 4 チヤ ンネルの信号の中から所望 のチヤ ンネルのサブキヤ リ アだけを抽出するこ とができる。
また、 例えば 1伝送帯域で 2 チヤ ンネルの信号が多重化されて いる場合 （例えば 6 4 kbpsの伝送レー トの信号が 2 チャ ンネル多 重化されている場合） に、 各チャ ンネルの信号を抽出するチャ ン ネル選択部と しては、 例えば図 2 6 に示すチヤ ンネル選択部 1 7
3 " で構成できる。 即ち、 端子 2 1 1 に得られる受信信号 （ベ一 スバン ド信号） を、 セ レクタ 2 1 1 a と遅延回路 2 1 l bを使用 してシンボル繰り返し処理を施した後に、 演算部 2 1 2 に供給す る と共に、 遅延回路 2 1 3 により 1 変調時間の 1 Z 2 1 の時間遅 延させた信号を演算部 2 1 2 に供給する。 演算部 2 1 2 は、 制御 部 2 1 5 の制御により、 加算処理と減算処理のいずれか一方の演 算処理が行われる回路である。 演算部 2 1 2 の演算出力を、 乗算 器 2 1 6 で正弦波との乗算によりオフセッ ト周波数を取り除いた 後、 端子 2 1 4 に供給し、 端子 2 1 4から後段の回路に供給する 。 なお、 乗算器 2 1 6 で補正するオフセッ ト周波数は、 制御部 2
1 5 による制御で決定される。 このように構成したことで、 演算 部 2 1 2 での加算処理又は減算処理の制御部 2 1 5 による制御で 、 多重化された 2 チヤ ンネルの信号の中からいずれか一方のチヤ ンネルのサブキヤ リ ァだけを抽出することができる。
なお、 例えば 1伝送帯域での最大伝送レー 卜が 1 2 8 kbpsの場 合に、 最大伝送レー ト と して 6 4 kbpsまでサポー ト したい端末装 置において、 8 kbpsのような低速のレー 卜の受信を行う場合には 、 その端末装置での最大伝送レー ト （ 6 4 kbps ) に対応したチヤ ンネル選択部を備えて、 6 4 kbpsのマルチキヤ リ ァ信号と して処 理した、 周波数軸上のサブキヤ リ ァを時間軸上のシンボルス ト リ
—ムに変換した後に、 そのシンボルス ト リ ームから所望のチャ ン ネルを選択するような処理を行つても良い。
また、 逆に 8 kbpsしかサポー ト しないなどといった低レ一 ト専 用の受信機は、 図 2 5 中の演算部 2 0 4 と遅延回路 2 0 5 に相当 する処理手段をシ リ アルに連結して同様の処理を行う ことにより 、 チャ ンネル選択手段 1 7 3の出力シンボル数を、 端子 2 0 1が 有する信号線の 1 ノ 2 N ( Nは連結した処理手段の段数） に削減 するこ とが可能となる。 このチャ ンネル選択手段内部の段数は任 意の値を選ぶこ とが可能で、 この値は該受信機のサポー 卜する最 大伝送レ一 卜によって決定される。 なお、 各段における遅延量は 、 1 Z 2 j ( j は段数を示す） とする。
なお、 この実施の形態では、 セルラ方式の無線電話システムの 例であると したが、 このように多重伝送される信号から所望のチ ヤ ンネルを選択して受信する受信機は、 マルチキヤ リ ァ信号で複 数のチャ ンネルの放送信号が多重伝送される D A B (デジタルォ 一ディ ォ放送 ： Digi tal Audio Broadcas t ing) 等の他のシステム 用の受信機にも適用できる。 この受信機に適用することで、 受信 機が備えるフー リ エ変換手段と して、 1 チャ ンネルのサブキヤ リ ァだけを変換処理する能力のものを備えるだけで良く 、 従来のよ う に 1 伝送帯域のサブキヤ リ ァを全て変換処理する能力のものを 備える場合に比べて、 受信機の構成を簡単にすることができる。 次に、 本発明の第 6 の実施の形態を、 図 2 7〜図 3 0 を参照し て説明する。 本実施の形態においては、 セルラ方式の無線電話シ ステムに適用 した例と してあり、 1伝送帯域で複数のチヤ ンネル を多重伝送する場合に、 その多重化される任意の 1 チャ ンネルを パイ ロ ッ トチャ ンネルと したものである。
図 2 7 は、 本実施の形態での送信構成を示した図である。 こ こ では、 チャ ンネル 1〜チャ ンネル N ( Nは任意の整数） のチャ ン ネル数 Nの情報ビッ 卜ス ト リ ームが、 端子 2 2 1 a - 2 2 1 nに 得られると共に、 端子 2 2 1 p にパイ ロ ッ トチャ ンネルのビッ ト ス ト リ ームが得られる ものとする。 なお、 ここではパイ ロ ッ トチ ヤ ンネルのデータ と して、 予め決められた既知信号を端子 2 2 1 P に供給する。 また、 この既知信号の他に、 何らかの制御データ (例えば基地局を認識するための I Dなど） を伝送するようにし ても良い。 また、 こ こではパイ ロ ッ トチャ ンネル以外のチャ ンネ ノレ （チャ ンネル 1 〜チャ ンネノレ N ) を ト ラ フ ィ ッ クチャ ンネルと 称する。
端子 2 2 1 a〜 2 2 1 n に得られる各 ト ラ フ ィ ツ クチャ ンネル の情報ビッ トス 卜 リ ームは、 こ こでは同じ伝送レー トの ビッ ト ス ト リ ームと してあり、 それぞれ別のコーディ ング部 2 2 2 a〜 2
2 2 nに供給して、 符号化ならびにイ ン夕一 リ ーブなどのコーデ ィ ング処理を個別に行う。 コーディ ング部 2 2 2 a〜 2 2 2 nで 符号化された各チヤ ンネルのビッ トス ト リ 一ムは、 それぞれ別の シ ンボルマッピング部 2 2 3 a〜 2 2 3 nに供給して、 各チャ ン ネル毎に個別に送信シ ンボルへマッ ピングする。 また、 端子 2 2
1 p に得られるパイ ロ ッ トチャ ンネルの ビッ ト ス ト リ ームは、 こ こではシンボルマッ ピング部 2 2 3 pに直接供給して、 送信シン ボルへマッ ビングする。
各チャ ンネル毎のシ ンボルマ ッ ピング部 2 2 3 a〜 2 2 3 η , 2 2 3 pで生成された送信シ ンボルは、 混合回路 （マルチプレク サ） 2 2 4 に供給して、 1 系統のシンボルス ト リ ームに混合する 。 この混合回路 2 2 4 での混合処理構成は、 例えば第 2 の実施の 形態において、 図 1 2 で説明した混合回路 1 2 4 と同様の処理構 成とする こ とができる。 混合回路 2 2 で混合された送信シンボ ノレは、 マルチキヤ リ ァ処理部 2 2 5でスクラ ンブル処理， 逆フー リ ェ変換処理， 窓がけ処理などの周波数軸上に配置されたサブキ ャ リ アで構成されるマルチキヤ リ ァ信号とする処理を行つて、 生 成されたマルチキヤ リ ァ信号を、 送信処理部 2 2 6 に供給して、 高周波信号を畳込み所定の伝送周波数帯域に周波数変換し、 その 周波数変換された送信信号をァンテナ 2 2 7から無線送信する。 図 2 9 は、 このようにパイ ロ ッ 卜チャ ンネルを含むチャ ンネル 構成と した場合の、 1 伝送帯域での多重状態の例を示したもので ある。 こ こでは、 チャ ンネル 1〜 3の 3 チャ ンネルの トラフイ ツ クチヤ ンネルと、 1 つのパイ ロ ッ トチャ ンネルを多重化した例と してあり、 各チャ ンネルのサブキャ リ アが順に配置してある。 次に、 このように送信される信号を受信する構成を、 図 2 8 に示 す。 アンテナ 2 3 1 が接続された受信処理部 2 3 2では、 所定の 伝送周波数帯域の信号を受信して、 ベースバン ド信号に変換する 。 変換されたベースバン ド信号は、 第 1 及び第 2 のチャ ンネル選 択部 2 3 3 a及び 2 3 3 bに供給する。 第 1 のチャ ンネル選択部 2 3 3 aでは、 受信する トラフィ ツ クチャ ンネルのサブキャ リ ア を選択する処理を行う。 第 2 のチヤ ンネル選択部 2 3 3 bでは、 パイ ロ ッ トチャ ンネルのサブキャ リ ァを選択する処理を行う。 各 チヤ ンネル選択部 2 3 3 a， 2 3 3 bで選択されたサブキヤ リ 了 は、 それぞれ別にマルチキヤ リ ア処理部 2 3 4 a , 2 3 4 bに供 給し、 フー リ ェ変換処理などで周波数軸上のサブキヤ リ ァを時間 軸上のシンボルス ト リ ームに変換する処理を行う。 マルチキヤ リ ァ処理部 2 3 4 aで得られた所定の トラフィ ツ クチャ ンネルのシ ンボルス ト リ ームは、 チャ ンネルイ コライザ 2 3 5 に供給する。 このイ コライザ 2 3 5 では、 パイ ロ ッ 卜チャ ンネルで受信した 既知信号の状態に基づいて伝送路状態を推定し、 その推定した伝 送路状態に基づいて、 トラフィ ッ クチャ ンネルで受信したシンボ ルの伝送路の等化処理を行い、 その等化処理されたシンボルの同 期検波を行う。 検波されたシンボルは、 ビッ ト抽出部 2 3 6 に供 給して符号化ビッ トを抽出し、 その抽出されたビッ トデ一夕をデ コー ド部 2 3 7 に供給してデコー ドし、 デコー ドされた情報ビッ トス ト リ 一ムを端子 2 3 8 に得る。 また、 パイロッ トチャ ンネル で受信されたデータは、 図示しない端末装置の制御部に供給して 、 そのデータに基づいた制御処理を行う。
第 1及び第 2 のチャ ンネル選択部 2 3 3 a及び 2 3 3 bは、 例 えば図 3 0 に示すように構成する。 即ち、 第 1 のチヤ ンネル選択 部 2 3 3 aでは、 前段の回路から端子 2 1 に得られる信号に、 セレク タ 2 4 1 a と遅延回路 2 4 1 bを使用したシンボル繰り返 し処理を施した後に、 演算部 2 4 2 に供給すると共に、 遅延回路
2 4 3 により 1変調時間の 1 Z 2 1 の時間遅延させた信号を演算 部 2 4 2 に供給する。 演算部 2 4 2 は、 制御部 2 4 7 の制御によ り、 加算処理と減算処理のいずれか一方の演算処理が行われる回 路である。 演算部 2 4 2の出力を、 乗算器 2 4 8で制御部 2 4 7 から指示された正弦波を乗じることにより、 オフセッ ト周波数を 取り除く。 この信号は、 演算部 2 4 4 に直接供給すると共に、 遅 延回路 2 4 5 により 1変調時間の 1 Z 4 ( = 1 / 2 2 ) の時間遅 延させた信号を演算部 2 4 4 に供給する。 演算部 2 4 4 は、 制御 部 2 4 7の制御により、 加算処理と減算処理のいずれか一方の演 算処理が行われる回路である。 演算部 2 4 4の演算出力を、 乗算 器 2 4 9 で制御部 2 4 7から指示された正弦波を乗じることによ りオフセッ ト周波数を取り除いた後に、 端子 2 4 6から後段の回 路に供給する。
また、 第 2のチャ ンネル選択部 2 3 3 bでは、 前段の回路から 端子 2 5 1 に得られる信号に、 セレクタ 2 5 l a と遅延回路 2 5
1 bを使用したシンボル繰り返し処理を施した後に、 演算部 2 5 2 に供給すると共に、 遅延回路 2 5 3により 1変調時間の 1 Z 2 1 の時間遅延させた信号を演算部 2 5 2 に供給する。 演算部 2 5 2 は、 制御部 2 4 7の制御により、 加算処理と減算処理のいずれ か一方の演算処理が行われる回路である。 演算部 2 5 2の出力を 、 乗算器 2 5 7で制御部 2 4 7から指示された正弦波を乗じるこ とにより、 オフセッ 卜周波数を取り除く。 この信号は、 演算部 2 5 4 に直接供給すると共に、 遅延回路 2 5 5 により 1変調時間の
1 / 4 ( = 1 / 2 2 ) の時間遅延させた信号を演算部 2 5 4 に供 給する。 演算部 2 5 4 は、 制御部 2 4 7 の制御により、 加算処理 と減算処理のいずれか一方の演算処理が行われる回路である。 演 算部 2 5 4 の演算出力を、 乗算器 2 5 8で制御部 2 4 7から指示 された正弦波を乗じるこ とによりオフセッ ト周波数を取り除いた 後に、 端子 2 5 6から後段の回路に供給する。 このように構成し たことで、 制御部 2 4 7の制御に基づいて、 第 1 のチャ ンネル選 択部 2 3 3 aでは、 所望の トラフィ ツ クチャ ンネルのサブキヤ リ ァを抽出することができると共に、 他にのチャ ンネル選択部 2 3 3 bでは、 パイロ ッ トチャ ンネルのサブキャ リアを抽出すること ができる。
このように構成したこ とで、 パイロッ トチャ ンネルで伝送され る既知信号 （パイロ ッ ト信号） に基づいて伝送路推定を行うこ と が可能になり、 同期検波で送受信を行う ことが可能となる。 これ により差動変調を行つたときに比べて良好な伝送特性を得ること ができる。 また、 同一の基地局から送信されているチャ ンネルに 関しては、 基本的には互いに直交性が保たれていることから干渉 元とはならず、 他の基地局から送信されている信号のみが干渉と して影響する。 このような場合、 パイ口ッ ト信号が各基地局から 送信されているので、 これを用いてァダプティ ブアレーアンテナ 等を適用することによって、 干渉をキャ ンセルすることも可能で ある。 なお、 この実施の形態の場合にも、 4 チャ ンネルを多重化 する例を説明したが、 他の実施の形態で説明した例と同様に、 基 本となる多重数を 2 N と して種々の多重通信を行う構成とするこ とができる。
なお、 こ こまで説明した各実施の形態では、 1変調単位内での 処理を説明したが、 実際にはこの処理が時間軸上で繰り返し実行 されるこ とになる。 そこで、 1 変調時間単位で、 論理チャ ンネル と物理チャ ンネルの対応を変化させることで、 低伝送レー トのチ ャ ンネルにおいても、 システム帯域の全ての周波数を使用して通 信を行う こ とが可能になる。 図 3 1 は、 この場合の一例を示した もので、 タイムスロ ッ ト T S 1 ， T S 2 , T S 3 ' ' — と、 1 タイ ムスロ ッ ト毎に論理チャ ンネル C H 1 〜 C H 4 のサブキャ リ アの 配列を変化させてある。 こ こでは 4 タイムスロ ッ トを 1 周期と し た周期的な変化である。 この論理チャ ンネルと物理チャ ンネルと の対応は、 既存の周波数ホッ ピングシステムにおけるホッ ピング パ夕一ンを用いれば良い。
また、 上述した各実施の形態では、 1 つの伝送帯域内での処理 だけを説明したが、 複数の伝送帯域が用意されている場合には、 周波数帯域を入れ替える周波数ホッ ビングと称される処理を行う よう に しても良い。 図 3 2 は、 この場合の一例を示したもので、 こ こでは 6 つの伝送帯域 F 1 〜 F 6 ( 1 つの伝送帯域が各実施の 形態での 1 伝送帯域に相当） が用意されている場合、 例えば通信 時間 T aでは周波数が低い方から帯域 F 1 ， F 2 , F 3 , F 4 , F 5 , F 6 の配列と し、 以下通信時間 T b , T c， T d と所定時 間単位毎に帯域の配列を変化させる。 この場合にも周期的に変化 させる。 このように周波数ホッ ピングさせることで、 より大きな 周波数ダイバーシティ 効果を得ることができる。 また、 図 3 1 に 示した各帯域内でサブキヤ リ ァの配列を変える処理と、 図 3 2 に 示した帯域毎の周波数ホッ ピング処理とを併用するようにしても 良い。 また、 上述した各実施の形態では、 マルチキヤ リァ信号により 伝送を行う際の変復調処理の詳細については説明しなかったが、 各実施の形態で説明したように、 周波数軸上のサブキヤ リァを複 数本毎に 1 チヤ ンネルに割当てる際には、 そのチヤ ンネルに割当 てられているサブキャ リアの隣り合う ものどう しで差動変調 （位 相変調又は振幅変調） を行った後に送信し、 受信側では逆の復調 処理 （即ちそのチヤ ンネルに割当てられているサブキャ リアの隣 り合う ものどう しで差動復調処理） を行うようにしても良い。 こ の処理は、 例えばセルラ方式などの無線電話システムにおいては 、 端末装置から基地局への上り回線の通信に適用できる。 また、 基地局から端末装置への下り回線の通信にも適用できる。
このよ うに処理することで、 例えば端末装置が高速で移動中で ある場合、 この処理を行わない場合には、 シンボル間でフヱ一ジ ングの相関が低く なり特性が劣化する可能性があるが、 本例の処 理を行う ことで、 シンボル間の相関が高く なり、 同期検波に比べ て簡単な処理で実行できる差動復調で、 良好な受信が可能になり 、 端末装置側の移動速度に依存しない良好な伝送ができる。
また、 周波数軸上のサブキヤ リァを複数本毎に 1 チャ ンネルに 割当てる際に、 各サブキャ リ アが同一チャ ンネルに割当てられて いるか否かに関係なく 、 周波数軸上で隣り合うサブキヤ リァ間で 差動変調 （位相変調又は振幅変調） を行った後に送信し、 受信側 では逆の復調処理 （即ち隣接するサブキヤ リァどう しで差動復調 処理） を行うようにしても良い。 この処理についても、 例えばセ ルラ方式などの無線電話システムにおいては、 端末装置から基地 局への上り回線の通信に適用できる。 また、 基地局から端末装置 への下り回線の通信にも適用できる。
なお、 こ こで説明したそれぞれの差動変調処理及び差動復調処 理は、 サブキヤ リァ数が各実施の形態で説明した 2の N乗でない 場合にも適用できる ものである。
また、 上述した各実施の形態では、 主と して無線電話システム や D A B (デジタルオーディ オ放送） に適用 した例について説明 したが、 同様のマルチキヤ リ ァ信号により多重伝送される他の各 種伝送システムにも適用できることは勿論である。 また、 各実施 の形態で示した伝送レー ト， 周波数間隔， 多重数などの値は、 一 例と して示したものであり、 他の値が適用できることは勿論であ o

Claims

請 求 の 範 囲
1. 所定の帯域に複数のチヤ ンネルを設定し、
設定したそれぞれのチャ ンネルでの通信を、 複数のサブキヤ リ アに送信シンボルを分散させたマルチキヤ リァ信号で行うと 共に、
各チヤ ンネルでの送信シンボルの周波数軸上での配置を、 基 準となる周波数間隔に対して 2の N乗おき （Nは正の任意の数 ) に配置した
通信方法。
2. 請求項 1記載の通信方法において、
上記通信は無線通信である
通信方法。
3. 請求項 1記載の通信方法において、
送信するデータのビッ ト レー トに応じて、 上記 Nの値を可変
SX疋した
通信方法。
4. 請求項 1記載の通信方法において、
基地局と端末装置との間の通信に適用し、
基地局から送信される下りチヤ ンネルの 1 チヤ ンネルをパイ ロ ッ トチャ ンネルと して確保し、 残りのチャ ンネルを トラフィ ツ クチャ ンネノレと し、
基地局では、 上記パイロッ トチヤ ンネルで既知信号の送信を 行い、
端末装置では、 パイ ロ ッ トチヤ ンネルで受信されたシンボル を用いて、 上記 トラフィ ツ クチャ ンネルで受信したシ ンボルの 伝送路の等化処理を行つて、 その等化処理されたシンボルの同 期検波を行う
通信方法。
5. 請求項 1記載の通信方法において、
伝送される信号を、 チヤ ンネル単位又は周波数単位で周波数 ホッ ビングさせる 通信方法。
6. 所定の帯域に複数のチヤ ンネルを設定し、
設定したそれぞれのチャ ンネルでの通信を、 複数のサブキヤ リ ァに送信シンボルを分散させたマルチキヤ リァ信号で行う と 共に、
各チヤ ンネルに割当てられるサブキヤ リアと して、 所定数毎 のサブキャ リ アを使用し、
各チャ ンネルに割当てられているサブキャ リアの隣り合う も のどう しで差動変調を行つた後に送信し、
受信側では、 隣り合う ものどう しで差動復調を行う 通信方法。
7. 請求項 6記載の通信方法において、
送信側で、 各チャ ンネルに割当てられているサブキャ リ アの 隣り合う ものどう しで差動変調を行う代わりに、 周波数軸上で 隣り合うサブキヤ リ ァ間で差動変調を行い、
受信側で、 各チヤ ンネルに割当てられているサブキヤ リアの 隣り合う ものどう しで差動復調を行う代わりに、 周波数軸上で 隣り合うサブキヤ リァ間で差動復調を行う
通信方法。
8. 複数のサブキャ リ アに送信シンボルを分散させたマルチキヤ リ ァ信号を生成させると共に、
上記マルチキヤ リ ァ信号の 1 チヤ ンネル内での送信シンポル の周波数軸上での配置を、 基準となる周波数間隔に対して 2の
N乗おき （Nは正の任意の数） と し、
生成されたマルチキヤ リァ信号を所定の帯域内に設定した複 数のチヤ ンネルの内の所定のチャ ンネルと して送信する 送信機。
9. 請求項 8記載の送信機において、
送信するデータのビッ ト レー トに応じて、 上記 Nの値を可変 設定する
达 fg機
10. 請求項 8記載の送信機において、
複数のチヤ ンネルの送信シンボルを個別に生成させた後、 1 シンボル毎に各チャ ンネルのシンボルを並べて多重シンポル列 を生成し、
生成された多重シンボル列に一括してマルチキヤ リァ信号生 成処理を行い、
複数のチヤ ンネルを一括して送信処理を行う
送信機。
1 1. 請求項 8記載の送信機において、
送信シンボルを生成し、 生成した送信シンボルを時間軸上で の信号と して取り出した後に、 自局に割当てられたチャ ンネル に相当する周波数オフセッ ト分を畳込む処理を行う
3S I B 1¾
12. 請求項 8記載の送信機において、
送信される複数のチャ ンネルの内の 1 つのチャ ンネルをパイ ロ ッ トチャ ンネルと して既知信号を送信処理し、 残りのチャ ン ネルを トラフィ ツ クチャ ンネルと して送信処理する
送信機。
13. 請求項 8記載の送信機において、
生成されたマルチキャ リア信号を、 チャ ンネル単位又は所定 周波数帯域単位で周波数ホッ ビングさせる周波数ホッ ビング手 段を備えた
送信機。
14. 複数のサブキヤ リ ァに送信シンボルが分散されたマルチキヤ リ ア信号を受信し、
1 チヤ ンネル内で受信した送信シンボルを、 基準となる周波 数間隔に対して 2 の N乗おき （Nは正の任意の数） の周波数間 隔で受信処理する
受信機。
15. 請求項 1 4記載の受信機において、
受信した信号より通信に用いられた帯域幅で送信されてきた 全シンボル群の内、 送信側が送信している通信チヤ ンネルのシ ンボルのみを抽出し、
この抽出したシンボルをチヤ ンネルデコーダに供給してデコ — ドする
受信機。
16. 請求項 1 4記載の受信機において、
受信信号の帯域幅により決定されるサンプルレ一 卜により受 信信号のサンプリ ングを行い、
サンプリ ングされたシ ンボルを互いに加算も し く は減算する こ とにより、 所望の受信チャ ンネルを選択して、 後段に出力す るシンボル数を減少させて、 受信時の最大ビッ ト レー トにより 決定される必要最小限のサンプルレー ト と し、
この必要最小限のサンプルレー トのシンボル数の受信データ を受信処理する
受信機。
17. 請求項 1 6記載の受信機において、
複数の受信チヤ ンネルを選択したとき、 少なく と も 1つの受 信チャ ンネルのデータに正弦波のオフセッ ト補正信号を乗算す る補正手段を設けた
受信機。
18. 請求項 1 6記載の受信機において、
上記受信データを受信処理する受信処理手段は、 最大ビッ ト レー トにより決定される処理能力を備え、
上記最大ビッ 卜 レー トより も低いビッ ト レ一 トでの通信を行 う際には所望のビッ トのみを抽出する
受信機。
19. 請求項 1 4記載の受信機において、
パイ ロ ッ トチャ ンネルの受信処理手段と、 トラフィ ッ クチヤ ンネルの受信処理手段とを備え、
上記パイロッ トチャ ンネルの受信処理手段で受信された既知 信号のシンボルを用いて、 上記トラフィ ツ クチャ ンネルの受信 処理手段で、 トラフィ ツ クチャ ンネルの受信シンボルの伝送路 の等化処理を行う
受信機。
20. 請求項 1 4記載の受信機において、
受信した信号を、 チヤ ンネル単位又は所定周波数帯域単位で 周波数ホッ ビングさせる周波数ホッ ビング手段を備えた
受信機。
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