(57)【要約】      （修正有）【課題】無線伝搬路の劣化状況に応じて適応的に選択された送信モードを、受信機側で、簡易な処理により適切に認識・識別する。【解決手段】送信機１０１は少なくともマルチキャリア変調部１０６と送信モード設定部１０２とモードトーン生成部１０９と加算部１０７を備え、加算部１０７はモードトーン生成部１０９がモード設定部１０２の出力に従って生成したモード識別用トーン信号をマルチキャリア変調部１０６で変調した送信データに付加する。受信機１１１は少なくともマルチキャリア分離部１１４とモードトーン分析部１１５とデータ復調部１１６を備え、モードトーン分析部１１５はマルチキャリア分離部１１４で分離したモード識別用トーン信号から送信モードを識別し、データ復調部１１６は送信モードに基づいて受信信号からデータを復調する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機を備えた通信システムにおいて、
前記送信機は、少なくとも変調部と、送信モード設定部と、モードトーン生成部と、加算部を備え、
前記加算部は、前記モードトーン生成部が前記送信モード設定部の出力に従って生成したモード識別用トーン信号を前記変調部で変調した送信データに付加し、
前記受信機は、少なくともマルチキャリア分離部と、モードトーン分析部と、データ復調部を備え、
前記モードトーン分析部は、前記マルチキャリア分離部で分離したモード識別用トーン信号から送信モードを識別し、
前記データ復調部は、前記送信モードに基づいて受信信号からデータを復調することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
少なくとも変調部と、送信モード設定部と、モードトーン生成部と、加算部を備えた送信機において、
前記加算部は、前記モードトーン生成部が前記送信モード設定部の出力に従って生成したモード識別用トーン信号を前記変調部で変調した送信データに付加することを特徴とする送信機。
【請求項３】
少なくともマルチキャリア分離部と、モードトーン分析部と、データ復調部を備えた受信機において、
前記モードトーン分析部は、前記マルチキャリア分離部で分離したモード識別用トーン信号から送信モードを識別し、
前記データ復調部は、前記送信モードに基づいて受信信号からデータを復調することを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、送信機、受信機に関し、特にマルチキャリア通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術について、図６を用いて説明する。
図６は従来技術であるマルチキャリア通信方式の通信システムのブロック図である。
図６に示すように、送信機６０１は、ＦＥＣ（Forward  Error  Correction）エンコーダ部６０３と、ブロックインタリーブ部６０４と、一次変調部６０５と、マルチキャリア変調部６０６と、ＢＢ（Base  Band）−ＲＦ（Radio  frequency）変換部６０８と、送信アンテナ６１０で構成されている。
送信データ６３１は、ＦＥＣエンコーダ部６０３で誤り訂正符号化が行われ、ブロックインタリーブ部６０４で時間及び周波数拡散が行われ、一次変調部６０５でサブキャリア毎にデータ変調が行われ、マルチキャリア変調部６０６でデータ変調に基づいて各サブキャリアの変調合成が行われ、ＢＢ−ＲＦ変換部６０８でベースバンドからＲＦ周波数に変換が行われ、送信アンテナ６１０から無線送信信号６３３として送信機６０１から送信される。
【０００３】
受信機６１１は、受信アンテナ６１２と、ＲＦ−ＢＢ変換部６１３と、マルチキャリア分離部６１４と、データ復調部６１６と、ブロック・デ・インタリーブ部６１７と、ＦＥＣデコータ部６１８で構成されている。
受信アンテナ６１２で受信された受信信号６３４は、ＲＦ−ＢＢ変換部６１３でＲＦ周波数からベースバンドに変換が行われ、マルチキャリア分離部６１４で各サブキャリアへの変調分離が行われ、データ復調部６１６でサブキャリア毎にデータの復調が行われ、ブロック・デ・インタリーブ部６１７で原データブロックに復元が行われ、ＦＥＣデコータ部６１８で誤り訂正復号化が行われ、受信データ６３５として受信機６１１から出力される。
【０００４】
先行技術文献としては、特開２００５−２６９２９４号公報（特許文献１）等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６９２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来方式の通信システムでは、単一の変調方式及びＦＥＣ方式に対応した構成であるが、実運用上は、無線伝搬路の劣化状況に応じた無線方式の選定が重要となる。
通信システムの運用上、より高速なデータ伝送（多値変調化、より高い符号化率の誤り訂正方式）が要求され、一方確実なデータ伝送を行うためには伝搬路劣化に強い方式（少値化、低い符号化率の誤り訂正方式）が有利となる。従って、伝搬路状況に応じたモードを選択する必要がある。一方受信機では、適応的に選択されたモードを適切に認識・識別する方法が要求される。
【０００７】
また、従来方式の通信システムでは、モード情報をビットデータに埋め込む方式はあるが、そのためのフレーム構造が必要となるなど、冗長な構成となり、送信データの低下を招く。また劣悪な伝搬路ではフレーム構造の識別誤りが懸念される。
本発明の目的は、送信モード識別用のモードトーン信号を送信データに付加して送信機から送信することにより、受信機側では簡易な処理で送信モードを識別することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信システムは、送信機と受信機を備えた通信システムであって、送信機は少なくとも変調部と送信モード設定部とモードトーン生成部と加算部を備え、加算部はモードトーン生成部が送信モード設定部の出力に従って生成したモード識別用トーン信号を変調部で変調した送信データに付加し、受信機は少なくともマルチキャリア分離部とモードトーン分析部とデータ復調部を備え、モードトーン分析部はマルチキャリア分離部で分離したモード識別用トーン信号から送信モードを識別し、データ復調部は送信モードに基づいて受信信号からデータを復調することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の送信機は、少なくとも変調部と送信モード設定部とモードトーン生成部と加算部を備えた送信機であって、加算部はモードトーン生成部が送信モード設定部の出力に従って生成したモード識別用トーン信号を変調部で変調した送信データに付加することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の受信機は、少なくともマルチキャリア分離部とモードトーン分析部とデータ復調部を備えた受信機であって、モードトーン分析部はマルチキャリア分離部で分離したモード識別用トーン信号から送信モードを識別し、データ復調部は送信モードに基づいて受信信号からデータを復調することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、送信モード識別用のモードトーン信号を送信データに付加して送信機から送信することにより、受信機側では簡易な処理で送信モードを識別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係る通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る通信システムのモードトーンを説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例に係る通信システムの動作を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例に係るモードトーン検出の例１の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例に係るモードトーン検出の例２の動作を説明するための図である。
【図６】従来技術である通信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る通信システムのブロック図である。
本発明のマルチキャリア通信方式の通信システムは、送信機１０１と受信機１１１で構成されている
送信機１０１は、ＦＥＣ（Forward  Error  Correction）エンコーダ部１０３と、ブロックインタリーブ部１０４と、一次変調部１０５と、マルチキャリア変調部１０６と、加算部１０７と、ＢＢ（Base  Band）−ＲＦ（Radio  frequency）変換部１０８と、送信アンテナ１１０と、モード設定部１０２と、モードトーン生成部１０９で構成されている。
【００１４】
モード設定部１０２は、外部から入力されたモード情報１３２に基づいて複数のモードから所定の送信モードを選択して、ＦＥＣエンコーダ部１０３，ブロックインタリーブ部１０４，一次変調部１０５，モードトーン生成部１０９に送信モードを出力する。
モード情報１３２は、例えば、変調方式はＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）、ＢＰＳＫ（Binary  Phase  Shift  Keying）、ＡＳＫ（amplitude  shift  keying）、ＰＳＫ（phase  shift  keying）等であり、ＦＥＣ方式はレートが１／２、１／３等である。
モードトーン生成部１０９は、モード設定部１０２から入力された送信モードに基づいて後述のモードトーン信号を生成して加算部１０７に出力する。
【００１５】
送信データ１３１は、ＦＥＣエンコーダ部１０３で誤り訂正符号化が行われ、ブロックインタリーブ部１０４で時間及び周波数拡散が行われ、一次変調部１０５でサブキャリア毎にデータ変調が行われ、マルチキャリア変調部１０６でデータ変調に基づいて各サブキャリアの変調合成が行われ、加算部１０７で所定のモードトーン信号の付加が行われ、ＢＢ−ＲＦ変換部１０８でベースバンドからＲＦ周波数に変換が行われ、送信アンテナ１１０から無線送信信号１３３として送信機１０１から送信される。
【００１６】
受信機１１１は、受信アンテナ１１２と、ＲＦ−ＢＢ変換部１１３と、マルチキャリア分離部１１４と、モードトーン分析部１１５と、データ復調部１１６と、ブロック・デ・インタリーブ部１１７と、ＦＥＣデコータ部１１８で構成されている。
【００１７】
受信アンテナ１１２で受信された受信信号１３４は、ＲＦ−ＢＢ変換部１１３でＲＦ周波数からベースバンドに変換が行われ、マルチキャリア分離部１１４で各サブキャリアへの変調分離とモードトーンの検波が行われ、データ復調部１１６でサブキャリア毎にデータの復調が行われ、ブロック・デ・インタリーブ部１１７で原データブロックに復元が行われ、ＦＥＣデコータ部１１８で誤り訂正復号化が行われ、受信データ１３５として受信機１１１から出力される。
モードトーン分析部１１５は、マルチキャリア分離部１１４で検波したモードトーンを分析することによりモードの識別を行う。
【００１８】
次に、本発明の一実施例に係る通信システムのモードトーンについて図２を用いて説明する。
モードトーン（Mode  tone）はデータトーン（Data  Tone  1〜Data  Tone  M）と直交性を保つようにデータトーンと異なる周波数に設定する。
モードトーンの送信電力はデータトーンへの影響を軽減するため、モードトーンより低く設定しても良い。
【００１９】
次に、本発明の一実施例に係る通信システムの動作について図３を用いて説明する。
図３（Ａ）のＤａｔａ  ｔｏｎｅ構成は、シンボルＮｏ．ｎ〜シンボルＮｏ．ｎ＋４がＰＳＫ変調の場合である。
【００２０】
図３（Ｂ）例１は、位相変調（ＰＳＫ）によりモード情報を送信する方法である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＢＰＳＫの場合は、全てθ＝０（無変調）である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＱＰＳＫの場合は、θ＝０（送信）とθ＝π（πシフト送信）の繰り返しである。
【００２１】
図３（Ｃ）例２はシンボル毎にＯＮ／ＯＦＦする方法（ＡＳＫ）である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／２の場合は、θ＝０（連続送信）である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／３の場合は、θ＝０（送信）と無送信の繰り返しである。
【００２２】
図３（Ｄ）例３はＰＳＫとＡＳＫを組み合わせることによりモード数を拡張する方法である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＢＰＳＫで、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／２の場合は、θ＝０（連続送信）である。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＱＰＳＫで、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／２の場合は、θ＝０と（送信）θ＝π（πシフト送信）の繰り返しである。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＢＰＳＫで、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／３の場合は、θ＝０（送信）と無送信の繰り返しである。
Ｍｏｄｅ  ｔｏｎｅが、変調Ｍｏｄｅ＝ＱＰＳＫで、ＦＥＣ  ｍｏｄｅ＝１／３の場合は、θ＝０（送信）、無送信、θ＝π（πシフト送信）、無送信、θ＝０（送信）、・・・である。
【００２３】
次に、本発明の一実施例に係るモードトーン検出の例１の動作について図４を用いて説明する。
図４（Ａ）は、本発明の一実施例に係るモードトーン検出方法である。
モードトーンの検波出力ＲＭ（ｎＴ）４０３は、受信機１１１のマルチキャリア分離器部４０２から１シンボル毎に得る（Ｔはシンボル間隔、nは任意の整数）。
モード識別は、マルチキャリア分離部４０２の出力と、１シンボル遅延部４０４の出力の複素共役を取り、乗算部４０５で複素乗算を行った結果を遅延検波出力４０６とすれば図４（Ｂ）のようにＲｅａｌ軸の正負判定により可能である。
【００２４】
図４（Ｂ）は、遅延検波出力Ｒｅａｌ軸の正負によるモード識別を説明するための図である。
例えば、遅延検波出力４０６がＲｅａｌ軸で正の場合は、変調Ｍｏｄｅ＝ＢＰＳＫである。また、遅延検波出力４０６がＲｅａｌ軸で負の場合は、変調Ｍｏｄｅ＝ＱＰＳＫである。
このように、本発明は、遅延検波出力４０６をＲｅａｌ軸で判定することにより、変調Ｍｏｄｅを容易に識別することができる。
【００２５】
次に、本発明の一実施例に係るモードトーン検出の例２の動作について図５を用いて説明する。
図５（Ａ）は、本発明の一実施例に係る電力相関によるモードトーン検出方法である。
１シンボル間電力相関値５０６は、マルチキャリア分離部４０２から出力されたモードトーンの検波出力ＲＭ（ｎＴ）が電力値変換部５０１で電力値に変換され、変換された出力と、１シンボル遅延部４０４で１シンボル遅延された出力とを乗算部４０５で乗算することにより得られる。
モード識別は、１シンボル間電力相関値５０６を閾値判定により可能である。
【００２６】
図５（Ｂ）は、シンボルＮｏに対する電力相関図である。
図５（Ｂ）において、１シンボル間電力相関値５０６がシンボルＮｏ毎に所定の閾値以上の場合は、ＦＥＣ  Ｍｏｄｅ＝１／２である。
１シンボル間電力相関値５０６が“０” の場合は、ＦＥＣ  Ｍｏｄｅ＝１／３である。
このように、本発明は、１シンボル間電力相関値を用いることにより、ＦＥＣを容易に識別することができる。
【００２７】
なお、図４と図５の応用で、例１の１シンボル遅延部４０４を２シンボル遅延部に変更することで、４種のモード識別が可能となる。
【００２８】
上述の実施例により、本発明の通信システムは、送信モード識別用のモードトーン信号を送信データに付加して送信機から送信することにより、受信機側では簡易な処理で送信モードを識別することが可能となる。
【００２９】
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置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】
【００３０】
１０１，６０１：送信機、１０２，６１１：モード設定部、１０３，６０３：ＦＥＣエンコーダ部、１０４，６０４：ブロックインタリーブ部、１０５，６０５：一次変調部、１０６，６０６：マルチキャリア変調部、１０７：加算部、１０８，６０８：ＢＢ−ＲＦ変換部、１０９：モードトーン生成部、１１０，６１０：送信アンテナ、１１１：受信機、１１２，６１２：受信アンテナ、１１３，６１３：ＲＦ−ＢＢ変換部、１１４，４０２，６１４：マルチキャリア分離部、１１５：モードトーン分析部、１１６，６１６：データ復調部、１１７，６１７：ブロック・デ・インタリーブ部、１１８，６１８：ＦＥＣデコーダ部、４０４：１シンボル遅延部、４０５：掛算部、５０１：電力値変換部。
【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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【図６】
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