(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル放送などの本線系データを伝送する本線系データ伝送手段を含む送信装置と前記本線系データを復調する本線系データ復調手段を含む受信装置とを備えるデジタル送受信装置であって、
前記受信装置が、前記本線系データから伝送路のステータス系データを生成するステータス系データ生成手段と、前記ステータス系データを前記本線系データとは逆方向に伝送するステータス系データ伝送手段とを備え、
前記送信装置が、前記ステータス系データを復調するステータス系データ復調手段と、前記ステータス系データを抽出するステータス系データ抽出手段とを備え、
前記本線系データ伝送手段と前記本線系データ復調手段とが、前記ステータス系データを基に複数のガードインターバル長を選択することを特徴とするデジタル送受信装置。
【請求項２】
前記ステータス系データが、伝送路において発生するマルチパスの遅延量と前記本線系データ復調手段に備えた伝送路復号器から得られるデーターエラー検出信号とをコード化したデータであることを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【請求項３】
前記ステータス系データから算出された遅延量が、前記ガードインターバル長の長さより大きい場合は、前記本線系データ伝送手段に備えたＯＦＤＭ変調回路及び前記本線系データ復調手段に備えたＯＦＤＭ復調回路の回路パラメータの設定を、前記ガードインターバル長の長さがさらに長くなるように更新することを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【請求項４】
前記ステータス系データ伝送手段が、電力増幅器とフィルタと周波数変換器と直交変調器とＯＦＤＭ変調回路と伝送路符号化器とを含んで構成され、
前記ステータス系データ復調手段が、伝送路復号器とＯＦＤＭ復調回路と直交復調器とフィルタ周波数変換器とを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【請求項５】
前記複数のガードインターバル長が、ロジック０で表示される第１のガードインターバル長と、ロジック１で表示される第２のガードインターバル長であることを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【請求項６】
前記ステータス系データ抽出手段は、前記送信装置が電源投入された時点ではデフォルト値として設定されているガードインターバル長情報を出力し、前記ステータス系データ生成手段は、前記受信装置が電源投入された時点ではデフォルト値として設定されている前記ガードインターバル長情報を出力することを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【請求項７】
前記ステータス系データ生成手段が、伝送路上にマルチパスが存在する場合に生ずる直接波と遅延波との時間差を計算するためのカウンターを備えていることを特徴とする請求項１記載のデジタル送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデジタル放送などで用いられるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式を採用する送受信装置に関し、特にＯＦＤＭ方式に用いられるガードインターバル長の選択に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にＯＦＤＭ方式は、ガードインターバルの存在が耐マルチパス特性の一因として挙げられ、ガードインターバル長が長いほど遅延量の大きいゴーストに対し耐性があることになる。しかしながら、ガードインターバル長と情報ビットレートとはトレードオフの関係にありガードインターバル長が長いほど、情報ビットレートは低くなる。
【０００３】
移動体伝送のように伝送路の状況が刻々変化する場合は、運用側にとっては耐マルチパス特性を向上させることも重要であるが、情報ビットレートが低くなることは映像品質の低下につながりこちらも重要な要素であり、各種回路パラメータの選択は慎重にならざるを得ずその分テストも充分に実施する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のＯＦＤＭ伝送方式ではガードインターバル長と情報ビットレートとの関係を考慮しておらず、耐マルチパス特性が低下したり、情報のスループットが低下したりしていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、ＯＦＤＭ信号の伝送効率を向上させるようにガードインターバル長の長さを設定するデジタル送受信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる発明は、デジタル放送などの本線系データを伝送する本線系データ伝送手段を含む送信装置と前記本線系データを復調する本線系データ復調手段を含む受信装置とを備えるデジタル送受信装置であって、前記受信装置が、前記本線系データから伝送路のステータス系データを生成するステータス系データ生成手段と、前記ステータス系データを前記本線系データとは逆方向に伝送するステータス系データ伝送手段とを備え、前記送信装置が、前記ステータス系データを復調するステータス系データ復調手段と、前記ステータス系データを抽出するステータス系データ抽出手段とを備え、前記本線系データ伝送手段と前記本線系データ復調手段とが、前記ステータス系データを基に複数のガードインターバル長を選択することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係わる発明は、前記請求項１記載の前記ステータス系データが、伝送路において発生するマルチパスの遅延量と前記本線系データ復調手段に備えた伝送路復号器から得られるデーターエラー検出信号とをコード化したデータであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明の請求項３に係わる発明は、前記請求項１記載の前記ステータス系データから算出された遅延量が、前記ガードインターバル長の長さより大きい場合は、前記本線系データ伝送手段に備えたＯＦＤＭ変調回路及び前記本線系データ復調手段に備えたＯＦＤＭ復調回路の回路パラメータの設定を、前記ガードインターバル長の長さがさらに長くなるように更新することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係わる発明は、前記請求項１記載の前記ステータス系データ伝送手段が、電力増幅器とフィルタと周波数変換器と直交変調器とＯＦＤＭ変調回路と伝送路符号化器とを含んで構成され、前記ステータス系データ復調手段が、伝送路復号器とＯＦＤＭ復調回路と直交復調器とフィルタ周波数変換器とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の請求項５に係わる発明は、前記請求項１記載の前記複数のガードインターバル長が、ロジック０で表示される第１のガードインターバル長と、ロジック１で表示される第２のガードインターバル長であることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項６に係わる発明は、前記請求項１記載の前記ステータス系データ抽出手段は、前記送信装置が電源投入された時点ではデフォルト値として設定されているガードインターバル長情報を出力し、前記ステータス系データ生成手段は、前記受信装置が電源投入された時点ではデフォルト値として設定されている前記ガードインターバル長情報を出力することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項７に係わる発明は、前記請求項１記載の前記ステータス系データ生成手段が、伝送路上にマルチパスが存在する場合に生ずる直接波と遅延波との時間差を計算するためのカウンターを備えていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のデジタル送受信装置の送信装置１のブロック図、図２は本発明のデジタル送受信装置の受信装置のブロック図、図３は本発明のデジタル送受信装置のガードインターバルを付加した本線系データ信号の概念図である。
【００１４】
図１を参照すると、送信装置１は、本線系データ伝送手段と、ステータス系データ復調手段と、ステータスデータ抽出器１０９とを備えている。伝送路符号化器１０１から電力増幅器１０８（伝送路符号化器１０１、ＯＦＤＭ変調回路１０２、直交変調器１０３、フィルタ１０４、１０５、周波数変換器１０６、フィルタ１０７、電力増幅器１０８）までがデジタル放送などの本線系データ伝送手段である。図１では、フィルタ１０４、１０５は分離されているが、分離されていなくてもよい。また、伝送路復号器１１０からフィルタ１１６（伝送路復号器１１０、ＯＦＤＭ復調回路１１１、直交復調器１１２、フィルタ１１３、１１４、周波数変換器１１５、フィルタ１１６）までが、受信装置２から伝送されるステータス系データ復調手段である。図１では、フィルタ１１３、１１４は分離されているが、分離されていなくてもよい。
【００１５】
入力されたデジタルデータは、伝送路符号化器１０１にてエネルギー拡散、外誤り訂正符号化、外インターリーブ処理され、ＯＦＤＭ変調回路１０２へ出力される。ＯＦＤＭ変調回路１０２では、内誤り訂正、ＯＦＤＭフレーミング化、内インターリーブ、ＩＦＦＴ変換、ガードインターバル付加等、一連のＯＦＤＭ変調の基本処理がなされ、直交変調器１０３で中心周波数ｆ１のＩＦ信号にダウンコンバートされる。ＩＦ帯に変調された信号はフィルタ１０４にて帯域制限および不要波除去されフィルタ１０５に入力される。フィルタ１０５はステータス系データのＩＦ信号を分離するために具備され、フィルタ１０５を通過後、周波数変換器１０６にて指定のＲＦ周波数Ｆ１にアップコンバートされて、ＲＦ信号となり、フィルタ１０７で不要波除去、電力増幅器１０８で増幅後、空中線系を経て出力される。
【００１６】
図２を参照すると、受信装置２は、本線系データ復調手段と、ステータス系データ伝送手段と、ステータスデータ生成器２０８とを備えている。フィルタ２０１から伝送路復号器２０７（フィルタ２０１、周波数変換器２０２、フィルタ２０３、２０４、直交復調器２０５、ＯＦＤＭ復調回路２０６、伝送路復号器２０７）までは本線系データ復調手段である。図２では、フィルタ２０３、２０４は分離されているが、分離されていなくてもよい。また、電力増幅器２０９から伝送路符号化器２１６（電力増幅器２０９、フィルタ２１０、周波数変換器２１１、フィルタ２１２、２１３、直交変調器２１４、ＯＦＤＭ変調回路２１５、伝送路符号化器２１６）までがステータ系データ伝送手段である。図２では、フィルタ２１２、２１３は分離されているが、分離されていなくてもよい。
【００１７】
本線系データの復調について図２に示す受信装置２を参照して説明する。受信したＲＦ周波数Ｆ１のＲＦ信号は、フィルタ２０１にて希望周波数成分のみ得られ、周波数変換器２０２で中心周波数ｆ１のＩＦ信号にダウンコンバートされる。フィルタ２０３は不要周波数成分を除去するためのものである。フィルタ２０４も同様の目的で具備している。フィルタ２０３、２０４を通過後のＩＦ信号は直交復調器２０５でベースバンド帯のデジタル信号に変換され、ＯＦＤＭ復調回路２０６に入力される。ＯＦＤＭ復調回路２０６では、まずＯＦＤＭフレームの同期検出を行い、以降図１に示すＯＦＤＭ変調回路１０２と逆の処理がされる。復調されたデジタルデータは、伝送路復号器２０７で外インターリーブ、外誤り訂正復号、逆エネルギー拡散の順に処理される。
【００１８】
続いてステータス系データの伝送について図２を参照して説明する。ＯＦＤＭ復調回路２０６が出力し得る、伝送路において発生するマルチパスの遅延量情報と伝送路復号器２０７から得られるデーターエラー検出信号とをコード化したステータス系データを生成するステータスデータ生成器２０８（ステータス系データ生成手段）の出力データを本線系ＯＦＤＭ復調回路２０６にフィードバックし、ガードインターバル長に関連する各種回路パラメータを制御する。
【００１９】
また、一方でこのステータス系データを伝送路符号化器２１６にてエネルギー拡散、外誤り訂正符号化、外インターリーブ処理しＯＦＤＭ変調回路２１５へ出力する。以降ＯＦＤＭ変調回路２１５、直交変調器２１４、フィルタ２１３、２１２、周波数変換器２１１、フィルタ２１０、電力増幅器２０９、また図１に示すフィルタ１１６、周波数変換器１１５、フィルタ１１４、１１３、直交復調器１１２、ＯＦＤＭ復調回路１１１までの構成は、ＲＦ中心周波数Ｆ２およびＩＦ中心周波数ｆ２を除いて本線系データのそれらと同一構成であるため言及しないこととする。
【００２０】
図１に示すステータス系データの伝送路復号器１１０では、受信装置２から伝送されたステータス系データが復元でき、ステータスデータ抽出器１０９（ステータス系データ抽出手段）でコード化されたステータス系データを抽出し、本ステータス系データによって本線系ＯＦＤＭ変調回路１０２のガードインターバル長に関連する各種回路パラメータを制御する。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態の動作について図面を参照して説明する。図１および図２の動作について図１のステータスデータ抽出器１０９および図２のステータスデータ生成器２０８を中心に説明する。他の構成に関しては一般的なＯＦＤＭデジタル送受信装置に用いられる機能である。
【００２２】
まず、送信装置１の電源投入時に図１に示すステータスデータ抽出器１０９から、例えばガードインターバル長Ａ（図３参照）に相当するロジック０というデータが出力されるとする。ＯＦＤＭ変調回路１０２は本情報（ロジック０というデータ）を受け取りガードインターバル長Ａに準ずる各種回路パラメータで動作する。後述するが、図２に示す受信装置２のステータスデータ生成器２０８からはガードインターバル長情報を有するデータ以外にデーターエラー検出信号を伝送し、その結果ステータスデータ抽出器１０９はこれら２つの情報を入力することとなるが、送信装置１の電源投入時、ステータスデータ抽出器１０９はガードインターバル長情報、データーエラー検出信号を共に無視（マスク）してデフォルト値として設定されているロジック０のガードインターバル長情報を出力するものとする。以降一定時間経過後マスクを解除し、ガードインターバル長情報の監視に入る。
【００２３】
ガードインターバル長Ｂ（図３参照）に相当するロジック１を抽出した場合は、ステータスデータ抽出器１０９は、ＯＦＤＭ変調回路１０２に対してガードインターバル長Ｂに準ずる各種回路パラメータで動作するよう命令を与える。なお、伝送路復号器１１０はステータス系データ回線のデーターエラー検出信号を常時ステータスデータ抽出器１０９へ出力し、データーエラーが認められたときはＯＦＤＭ変調回路１０２へのガードインターバル長情報を変更しないよう動作するものとする。
【００２４】
一方、受信装置２もデフォルト時（電源投入時のような時）はステータスデータ生成器２０８からガードインターバル長Ａに相当するロジック０というデータを出力し、ＯＦＤＭ復調回路２０６はガードインターバル長Ａに準ずる各種回路パラメータで動作する。同時に伝送路符号化器２１６に本情報を与え、最終的に受信装置２にて復調されることになる。以降、送信装置１と同様に、一定時間経過後ＯＦＤＭ復調回路２０６から入力される情報（ガードインターバル長情報）を有効にし、本情報（ガードインターバル長情報）の監視動作にはいるものとする。
【００２５】
以上により送信装置１、受信装置２の両方の電源が投入された時点ではそれぞれガードインターバル長Ａに準じた回路動作となる。ステータス系データを伝送する回線は送信装置１の各種回路パラメータの制御を支配する重要な回線であるだけに、誤り訂正方式は例えば畳み込み、符号化率１／２、ガードインターバル長も含め付加するなど、伝送路の変動に対し充分耐性のある各種回路パラメータを選択することが肝要である。
【００２６】
図２に示すステータスデータ生成器２０８の動作について具体的に説明する。本線系のＯＦＤＭ復調回路２０６には、通常ＯＦＤＭフレームの同期をとるためのフレーム同期回路およびフレームカウンターが存在し、その一例として送信側で予め挿入された同期用シンボルとの相関を取る方法が知られている。本方法では伝送路上にマルチパスが存在した場合、直接波、遅延波それぞれに対応する相関ピークの検出が可能であり、ＯＦＤＭ復調回路２０６からピーク検出信号およびフレームパルスを出力し、ステータスデータ生成器２０８へ入力する。
【００２７】
また、ステータスデータ生成器２０８は、伝送路復号器２０７より出力されるデーターエラー検出信号も入力する。ステータスデータ生成器２０８は上述の直接波と遅延波の時間差を計算するためのカウンターを具備し、本カウンターはフレームパルスによりリセットがかかる。直接波に相当するピークの発生をトリガにカウンターの計数を開始し、遅延波に相当するピーク発生時に計数を停止させる。この間の計数値から実際に伝送路で発生している遅延量を算出することができる。以降、フレームパルスでカウンターリセットがかかり同様の動作を繰り返す。
【００２８】
設定されているガードインターバル長Ａに比べ算出した遅延量の方が大きい場合はガードインターバル長Ｂ（Ａ＜Ｂ）に相当するロジック１を出力し、図１に示すＯＦＤＭ変調回路１０２および図２に示すＯＦＤＭ復調回路２０６の各種回路パラメータの設定を更新する。ここでＯＦＤＭ方式ではガードインターバル長以内の遅延波の存在であればデーターエラーへの影響がほとんど無いという背景がある。つまり、ＯＦＤＭ方式では、ガードインターバルと称する伝送信号のレプリカを付加した伝送シンボルを作り、このガードインターバル長より短いマルチパスに関しては、マルチパスの影響を除去することが可能である。
【００２９】
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では２通りのガードインターバル長Ａ、Ｂについて説明しているが、２通り以上の複数の場合でもガードインターバル長情報ビット数の拡張で容易に対応できる。
【００３０】
また、ガードインターバル長の自動選択のみならず、ステータスデータ生成器２０８での判断基準の情報としてガードインターバル長情報の代わりにデーターエラー検出信号を採用すれば誤り訂正の符号化率（例えば、符号化率１／２、符号率１／３、符号化率５／８など）の自動選択にも応用できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明による効果は、伝送路のマルチパス発生状況を監視し、常時最適なガードインターバル長に関する各種回路パラメータを自動選択可能なデジタル送受信装置を提供できることである。通常、運用者は特にマラソンなどの移動体伝送の場合、テストを何度も繰り返し遅延波の発生状況を調査しマルチパスによる回線断が無きようつとめているが、その労力の軽減にも繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデジタル送受信装置の送信装置のブロック図である。
【図２】本発明のデジタル送受信装置の受信装置のブロック図である。
【図３】本発明のデジタル送受信装置のガードインターバルを付加した本線系データ信号の概念図である。
【符号の説明】
１    送信装置
１０１    伝送路符号化器
１０２    ＯＦＤＭ変調回路
１０３    直交変調器
１０４、１０５、１０７、１１３、１１４、１１６    フィルタ
１０６、１１５    周波数変換器
１０８    電力増幅器
１０９    ステータスデータ抽出器
１１０    伝送路復号器
１１１    ＯＦＤＭ復調回路
１１２    直交復調器
２    受信装置
２０１、２０３、２０４、２１０、２１２、２１３    フィルタ
２０２、２１１    周波数変換器
２０５    直交復調器
２０６    ＯＦＤＭ復調回路
２０７    伝送路復号器
２０８    ステータスデータ生成器
２０９    電力増幅器
２１４    直交変調器
２１５    ＯＦＤＭ変調回路
２１６    伝送路符号化器
【図１】
0003539390.tif 000002
【図２】
0003539390.tif 000003
【図３】
0003539390.tif 000004