(57)【要約】【課題】本発明の目的は、所定の帯域で複数の通信系を構築可能な無線通信システムを提供することにある。【解決手段】本発明の通信システムは、搬送波感知多重アクセスの変調方式に直交周波数分割多重を使用する通信システムであって、所定の帯域内のサブキャリアを周波数が重ならいようにグループ分けを行うサブキャリアグループ分け手段と、前記サブキャリアを送受信無線局に割当てるサブキャリア割当て手段とを有し、前記サブキャリアグループ分け手段は、帯域内の各サブキャリアの使用／不使用の設定を高速フーリエ逆変換部の入力信号を０にする方法で行い、前記サブキャリア割当て手段によりサブキャリアを割り当てられた送受信無線局を複数使用して、複数の通信系を構築することを特徴とする。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波感知多重アクセスの変調方式に直交周波数分割多重を使用する通信システムにおいて、
所定の帯域内のサブキャリアを周波数が重ならいようにグループ分けを行うサブキャリアグループ分け手段と、前記サブキャリアを送受信無線局に割当てるサブキャリア割当て手段とを有し、
前記サブキャリアグループ分け手段は、帯域内の各サブキャリアの使用／不使用の設定を高速フーリエ逆変換部の入力信号を０にする方法で行い、
前記サブキャリア割当て手段によりサブキャリアを割り当てられた送受信無線局を複数使用して、複数の通信系を構築することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
減衰器と高周波増幅器と分配器と直交復調器と低域通過型フィルタと復調処理器と電力計算器とで構成した第２の電力検出系と、混合器と局部発振器と帯域通過型フィルタとログアンプと加算器とで構成した第１の電力検出系とを備えた受信機を有する通信システムであって、
前記受信機は、受信信号を前記分配器で分配し、
該分配器で分配した一方を前記直交復調器で復調後に前記低域通過型フィルタで低域信号を通過後に前記復調処理器と前記電力計算器に入力し、前記復調処理器で受信データに復調し、前記電力計算器で電力計算後に前記加算器に入力し、
前記分配器で分配したもう一方を前記局部発振器で発振させた信号を前記混合器で混合後に前記帯域通過型フィルタで帯域内通過させた信号を前記ログアンプで増幅後に前記加算器に入力し、
前記加算器の出力で前記減衰器または前記高周波増幅器に入力して受信信号を減衰または増幅の制御をすることを特徴とする受信機を有する通信システム。
【請求項３】
割り当てられたサブキャリアの一部を使用して通信を行う通信システムにおいて、
入力した受信信号を電力検出系と復調系に分離する分離手段と、増幅手段を有し、
前記電力検出系は、発振周波数を可変可能な局部発振器と、混合器と、帯域通過型フィルタを備え、
前記減衰器または前記増幅手段は、使用するサブキャリアグループの中心周波数に応じて前記局部発振器の発振周波数を切り替えると共に前記帯域通過型フィルタを通過することで得た電力値と、前記復調系の各サブキャリアグループから電力計算機から得た電力値とを加算器で組み合わせた利得制御信号で前記受信信号のレベルを制御することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項２および請求項３記載の通信システムにおいて、
前記復調処理器の出力で希望波または希望波以外を判断できることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関し、特に複数の通信系の構築に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のサブキャリアにデータを割り付けて伝送するに際して、ランダムな符号系列に基づいて、サブキャリアへのデータの割り付け順序を変更するとともに、その割り付け順序を変更する時間を制御することにより、効果的に傍受を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、所定の帯域で複数の通信系を構築可能な無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の通信システムは、搬送波感知多重アクセスの変調方式に直交周波数分割多重を使用する通信システムであって、所定の帯域内のサブキャリアを周波数が重ならいようにグループ分けを行うサブキャリアグループ分け手段と、前記サブキャリアを送受信無線局に割当てるサブキャリア割当て手段とを有し、前記サブキャリアグループ分け手段は、帯域内の各サブキャリアの使用／不使用の設定を高速フーリエ逆変換部の入力信号を０にする方法で行い、前記サブキャリア割当て手段によりサブキャリアを割り当てられた送受信無線局を複数使用して、複数の通信系を構築することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、減衰器と高周波増幅器と分配器と直交復調器と低域通過型フィルタと復調処理器と電力計算器とで構成した第２の電力検出系と、混合器と局部発振器と帯域通過型フィルタとログアンプと加算器とで構成した第１の電力検出系とを備えた受信機を有する通信システムであって、前記受信機は、受信信号を前記分配器で分配し、
該分配器で分配した一方を前記直交復調器で復調後に前記低域通過型フィルタで低域信号を通過後に前記復調処理器と前記電力計算器に入力し、前記復調処理器で受信データに復調し、前記電力計算器で電力計算後に前記加算器に入力し、前記分配器で分配したもう一方を前記局部発振器で発振させた信号を前記混合器で混合後に前記帯域通過型フィルタで帯域内通過させた信号を前記ログアンプで増幅後に前記加算器に入力し、前記加算器の出力で前記減衰器または前記高周波増幅器に入力して受信信号を減衰または増幅の制御をすることを特徴とする受信機を有する。
【０００７】
さらに、本発明の通信システムは、割り当てられたサブキャリアの一部を使用して通信を行う通信システムであって、入力した受信信号を電力検出系と復調系に分離する分離手段と、増幅手段を有し、前記電力検出系は、発振周波数を可変可能な局部発振器と、混合器と、帯域通過型フィルタを備え、前記減衰器または前記増幅手段は、使用するサブキャリアグループの中心周波数に応じて前記局部発振器の発振周波数を切り替えると共に前記帯域通過型フィルタを通過することで得た電力値と、前記復調系の各サブキャリアグループから電力計算機から得た電力値とを加算器で組み合わせた利得制御信号で前記受信信号のレベルを制御することを特徴とする。
また、本発明の上述の通信システムは、前記復調処理器の出力で希望波または希望波以外を判断できることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）変調を使用して、基地局及びアクセスポイントを持たずに、同一周数（割り当て周波数は一波のみ）の帯域内で、全サブキャリアをグループ分けすることにより、割り当て周波数が複数あるような独立な通信系を複数構築できる。
また、本発明によれば、２つの利得制御信号を使用することにより、正確で速い受信系を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例である通信システムを説明するためのシステム図である。
【図２】本発明の一実施例である受信部における電力検出を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の一実施例であるＯＦＤＭの変調と復調を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明の他の一実施例である各送受信局が使用する帯域の占有状態を説明するための概念図である。
【図５】本発明の他の一実施例である複数の通信系の構築を説明するための通信システムである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明は、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式にＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調を使用して、基地局及びアクセスポイントを持たずに、同一周数（割り当て周波数は一波のみ）の帯域内で、全サブキャリアをグループ分けすることにより、割り当て周波数が複数あるような独立な通信系を複数構築できるものである。
【００１１】
図１は本発明の一実施例である通信システムを説明するためのシステム図である。
図１は通信系が２系の場合を示す。
送受信局１０１〜１０４は、同一の周波数、及び同一の無線帯域をもつ通信系で割り当て周波数は１波である。相互の通信は半２重の通信で行う。
送受信局１０１と送受信局１０２を電波１１２で通信を行う通信系１と、送受信局１０３と送受信局１０４を電波１３４で通信を行う通信系２とすれば、通信系１と通信系２は個別に独立した通信系を構築することが可能である。
【００１２】
次に本発明の一実施例について、図２と図３を用いて説明する。
図２は本発明の一実施例である受信部における電力検出を説明するためのブロック図である。
受信入力信号３１は高周波増幅器／分配器１１で増幅後に分配される。分配された信号３８は本来の受信信号として、直交復調器１６でベースバンド信号に変換される。変換された信号３９は低域通過型フィルタであるＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１７で不要波を除去して信号４０として出力される。信号４０は復調処理部１９でデジタル的に処理を行うためサンプリングされ、復調され、受信データ４１となる。また、もう片方の信号４０は、電力計算器２０で電力値が計算され、第２の電力検出信号４２となる。この出力は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号２ともなる。
【００１３】
一方、高周波増幅器／分配器１１で分配された信号３２は混合器１２に入力され、局部発信器１３の出力信号３５と混合器１２で混合され、中間周波数３３に変換される。この中間周波数３３の中心は電力検出に必要な帯域の中心周波数を決めるためのものであり、周波数設定入力信号３４で局部発信器１３の周波数を設定する。混合器１２の出力信号３３は帯域通過型フィルタであるＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１４で所定の帯域内を通過させて所要の信号３６を得る。
その信号３６はログアンプ１５で対数増幅、及び検波され、第1の電力検出信号３７となりＡＧＣ信号１となる。第２の電力検出信号４２と第1の電力検出信号３７は加算器１８に入力され、全体の復調に最適な受信レベルを得るためのＡＧＣ信号４３として使用する。
ＡＧＣ信号４３は、受信入力信号３１を最適なレベルにするため、高周波増幅器／分配器１１の増幅率を制御する。
【００１４】
次に図３を用いてＯＦＤＭの変調及び復調について説明する。
図３は本発明の一実施例であるＯＦＤＭの変調と復調を説明するためのブロック図である。
図３（Ａ）は本発明のＯＦＤＭ変調を説明するためのブロック図である。
信号７３は、送信する信号がある場合を示し、使用するサブキャリアに対応し、必要な信号を入力する。この場合は、複素表示でＲｅは実数成分で、Ｉｍは虚数成分をあらわす。
また、信号７４は信号無しの場合を示し、使用しないサブキャリアを示し、複素数で表示すれば、実数成分が”０“、虚数成分ｊが”０“である。
これらの入力信号はラッチ回路部７１でラッチし、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ逆変換）部７２で高速フーリエ逆変換を行った後、信号７７のＯＦＤＭのベースバンド信号を生成する。
この後、図示しない送信系の直交変調器で信号７７を本発明に必要な高周波信号に変換し、所要電力に増幅し送信する。
【００１５】
図３（Ｂ）は本発明のＯＦＤＭ復調を説明するためのブロック図である。
受信系は図２の直交復調器１６、及びＬＰＦ１７の出力信号４０をデジタル処理に必要なサンプリングデータに変換する。変換した信号は図３での入力信号８３として、直並列変換部８１に入力され、直並列変換部８１で直列／並列変換し、その出力信号８４をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）部８２で高速フーリエ変換することにより、復調された信号８７、信号８８を得る。信号８７又は信号８８は図２の受信データ４１と同じ信号である。
信号８７又は信号８８は送信信号と同じ表示方法であり、送信した信号と同じ形態で復調される。
【００１６】
本発明の受信系統は本来の復調を目的とした系統から分離された電力計算（第２の電力検出系）と各グループ構成の電力検出用の系統(第１の電力検出系)に分離して行うため、電力検出用(第1の電力検出系)のＢＰＦ１４に対しては減衰特性以外の復調に要求される例えば位相特性、遅延特性等の諸特性に対し厳密な性能を必要としない。
また、各サブキャリアグループの電力検出用の系統は中間周波数構成とし、各サブキャリアグループの中心周波数を決定する可変用局部発信器１３、周波数変換用の混合器１２、ＢＰＦ１４はサブキャリアグループ分けの最小帯域幅を持つフィルタ１個とし、その出力を検波及び対数変換することで、簡単な構成となる。
さらに第２の電力検出系は復調目的から分離された受信信号を用いて電力計算するため、第１の電力検出系結果で適正なレベル（例えば飽和等の特異状態は除外される）になった後での計算であり、より正確なＡＧＣ信号２を得ることが可能である。
上記の様に、初期はＡＧＣ信号１、その後ＡＧＣ信号２のようにＡＧＣを時間的に２段構成にすることにより、より早く、正確に受信系の動作状態を安定させることができる。
この様により通信相手が近傍にある場合でも、上記ＡＧＣ信号１と、ＡＧＣ信号２の加算したＡＧＣ信号４３でＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの受信系のトップの飽和等をＡＴＴ（ＡＴＴｅｎｕａｔｏｒ：減衰器）２１で抑えることが可能で、通信相手が近傍にある場合でも飽和することなく、正常に動作させることが可能である。
さらにまた、希望波か不要波(妨害波)かの検出は電力検出結果（第１の電力検出系、第２の電力検出系）でなく、復調結果で行うため、正確な分離が可能である。
また、他の通信系（本割り当て周波数以外の通信系）が近傍、または、本割り当て範囲内に干渉が想定される場合には、干渉周波数より離れた中心周波数、帯域の設定を容易に行うことにより、他の通信系からの干渉の軽減が図れる。
また、同時に他の通信系にも干渉を与えることを避けることが可能である。
【００１７】
次に本発明の他の一実施例について、図４と図５を用いて説明する。
図４は本発明の他の一実施例である各送受信局が使用する帯域の占有状態を説明するための概念図である。
図４の６３は、各々の通信系での占有周波数位置と帯域を示す。各通信系は周波数ｆ１〜ｆ３を中心とする帯域幅Ｂ１〜Ｂ３を示す。
従って、本発明に使用するＯＦＤＭ変調信号はその帯域内で中心になるサブキャリアの周波数を示す。
この周波数ｆ１〜ｆ３は図２の局部発信器１３で設定し、帯域幅Ｂ１〜Ｂ３は自由に設定可能であるが、ＢＰＦ１４の帯域幅がサブキャリアグループの最小単位であるので、その整数倍が望ましい。
【００１８】
図５は本発明の他の一実施例である複数の通信系の構築を説明するための通信システムである。
本実施例では３個の通信系の場合を示す。
図５において、１０１〜１０６は送受信局を示し、５７〜６２は各送受信局の全体の帯域に占める個々の帯域幅と中心を示す。６３は図４と同じ全体の無線空間における各々の通信系の周波数位置と占有状態を示す。
【００１９】
図５において、送受信局１０１と送受信局１０４はそれぞれ５７と６０で表すように周波数、及び帯域が同じになる。他の場合も同じく送受信局１０３と送受信局１０６はそれぞれ５９と６２で、送受信局１０５と送受信局１０２はそれぞれ６１と５８のように、周波数と帯域が同じになる。それらのすべて通信系の無線周波数での占有位置を示したものが６３である。６３に示すように全体の帯域内で互いの周波数位置、帯域幅が重ならないため、通信が可能になる。
本発明により、グループ分けされた通信系の中心周波数、及び各々のグループの帯域幅も容易に設定可能となる。
【００２０】
本発明によれば、ＣＳＭＡ方式にＯＦＤＭ変調を使用して、基地局及びアクセスポイントを持たずに、同一周数（割り当て周波数は一波のみ）の帯域内で、全サブキャリアをグループ分けすることにより、割り当て周波数が複数あるような独立な通信系を複数構築できる。
また、本発明によれば、２つの利得制御信号を使用することにより、正確で速い受信系を構築できる。
【００２１】
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された通信システムに限定されるものではなく、上記以外の通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２２】
１０１〜１０６：送受信局、１１２，１３４：電波、１１：高周波増幅器／分配器、１２：混合器、１３：局部発振器、１４：ＢＰＦ、１５：ログアンプ、１６：直交復調器、１７：ＬＰＦ、１８：加算器、１９：復調処理器、２０：電力計算器、２１：ＡＴＴ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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