(57)【要約】【課題】  簡単な構成でかつ安価であり、同一データに対する周波数ダイバーシティ及び隣接したデータビットに対する周波数ダイバーシティを向上させることが可能なＯＦＤＭ送受信装置及びこれを用いたＯＦＤＭ信号の処理方法、記録媒体、ＯＦＤＭ受信機の信号復調方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るＯＦＤＭ信号の処理方法は、複数のＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号処理方法において、入力データ列を受信するステップと、前記入力データ列について所定のマッピング動作を行ない伝送データ列にマッピングさせるステップと、前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、を含む。【選択図】  図４
2008514154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号の処理方法において、
入力データ列を受信するステップと、
前記入力データ列について所定のマッピング動作を行い伝送データ列にマッピングさせるステップと、
前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項２】
前記入力データ列はビット順序を有し、前記マッピング動作は前記伝送データ列において前記ビット順序を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項３】
前記マッピング動作は、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトのうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項４】
前記シフトは、循環的シフトを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項５】
前記循環的シフトは、前記入力データ列ａＴ[ｉ]について、下記の数式に基づいて行なわれる
ことを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
2008514154.tif 000006
【請求項６】
前記伝送データ列にＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を適用するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項７】
前記入力データ列は、インターリーブされる
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項８】
前記伝送データ列について所定の第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項９】
前記伝送データ列を繰り返して第２ＯＦＤＭシンボルを生成するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項１０】
前記伝送データ列について、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、
リバース及びシフトのうちいずれか一つを含む第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項１１】
前記入力データ列について所定の第２マッピング動作を行い前記ＯＦＤＭシンボルで伝送するための第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項１２】
前記伝送データ列をマッピングさせて第２伝送データ列を生成し、前記第２伝送データ列を用いて第２ＯＦＤＭシンボルを生成するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項１３】
入力データ列を受信するインターフェースと、
前記インターフェースと連結され、前記入力データ列についてマッピング動作を行い伝送データ列にマッピングさせ、前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するプロセッサと、を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ送信機。
【請求項１４】
前記入力データ列はビット順序を有し、前記マッピング動作は前記伝送データ列において前記ビット順序を変更する
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項１５】
前記マッピング動作は、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトのうち少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項１６】
前記シフトは、循環的シフトを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項１７】
前記循環的シフトは、前記入力データ列ａＴ[ｉ]について、下記の数式に基づいて行なわれる
ことを特徴とする請求項１６に記載のＯＦＤＭ送信機。
2008514154.tif 000007
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記伝送データ列にＩＦＦＴを適用する
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記入力データ列をインターリーブする
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記伝送データ列について所定の第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせる
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記伝送データ列を繰り返して第２ＯＦＤＭシンボルを生成する
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記伝送データ列について、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトのうちいずれか一つを含む第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせる
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記入力データ列について所定の第２マッピング動作を行い前記ＯＦＤＭシンボルで伝送するための第２伝送データ列にマッピングさせる
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２４】
前記プロセッサは、前記伝送データ列をマッピングさせて第２伝送データ列を生成し、前記第２伝送データ列を用いて第２ＯＦＤＭシンボルを生成する
ことを特徴とする請求項１３に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項２５】
複数のＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるプログラムが記録された記録媒体において、
入力データ列を受信するステップと、
前記入力データ列について所定のマッピング動作を行い伝送データ列にマッピングさせるステップと、
前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、
を実行させるためのプログラムが記録されたコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【請求項２６】
複数のＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号の処理方法において、
入力データ列を受信するステップと、
前記入力データ列をインターリーブするステップと、
前記入力データ列をシフトしてシフトされた入力データ列を生成するステップと、
前記シフトされた入力データ列について、ＩＦＦＴを適用してＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、
前記ＯＦＤＭシンボルの一部でＩ成分及びＱ成分を交換するステップと、
交換された前記ＯＦＤＭシンボルを伝送するステップと、を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項２７】
前記Ｉ成分及びＱ成分の交換ステップは、前記ＯＦＤＭシンボルｄｆｒａｍｅ[ｋ]，ｋ＝０、１、２、．．．について、下記の数式に基づいて行なわれ、
2008514154.tif 000008
ここで、ｄｆｒａｍｅは前記ＯＦＤＭシンボルをグループ化する常数であり、ＮＤはデータ副搬送波の個数、ＮｓｙｎｃはＰＬＣＰプリアンブルのシンボル個数、ＮｈｄｒはＰＬＣＰヘッダのシンボル個数を示す
ことを特徴とする請求項２６に記載のＯＦＭＤ信号の処理方法。
【請求項２８】
前記Ｐｓｐｒｅａｄは、下記の数式に基づいて算出され、
2008514154.tif 000009
ここで、ｐ[.]は、所定の長さの擬似ランダム列を示す
ことを特徴とする請求項２７に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項２９】
入力データ列を受信するインターフェースと、
前記インターフェースと連結され、前記入力データ列をインターリーブし、前記入力データ列をシフトしてシフトされた入力データ列を生成し、前記シフトされた入力データ列についてＩＦＦＴを適用してＯＦＤＭシンボルを生成し、前記ＯＦＤＭシンボルの一部でＩ成分及びＱ成分を交換し、交換された前記ＯＦＤＭシンボルを変調してＲＦ信号を生成し、前記ＲＦ信号を伝送するプロセッサと、
を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ送信機。
【請求項３０】
前記プロセッサは、前記ＯＦＤＭシンボルｄｆｒａｍｅ[ｋ]，ｋ＝０、１、２、．．．
について、下記の数式に基づいてＩ成分及びＱ成分交換を行い、
2008514154.tif 000010
ここで、ｄｆｒａｍｅは前記ＯＦＤＭシンボルをグループ化する常数であり、ＮＤはデータ副搬送波の個数、ＮｓｙｎｃはＰＬＣＰプリアンブルのシンボル個数、ＮｈｄｒはＰＬＣＰヘッダのシンボル個数を示す
ことを特徴とする請求項２９に記載のＯＦＭ送信機。
【請求項３１】
前記Ｐｓｐｒｅａｄは、下記の数式に基づいて算出され、
2008514154.tif 000011
ここで、ｐ[.]は、所定の長さの擬似ランダム列を示す
ことを特徴とする請求項３０に記載のＯＦＤＭ送信機。
【請求項３２】
複数のＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるプログラムが記録された記録媒体において、
入力データ列を受信するステップと、
前記入力データ列をインターリーブするステップと、
前記入力データ列をシフトしてシフトされた入力データ列を生成するステップと、
前記シフトされた入力データ列について、ＩＦＦＴを適用してＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、
前記ＯＦＤＭシンボルの一部でＩ及びＱ成分を交換するステップと、
交換された前記ＯＦＤＭシンボルを変調してＲＦ信号を生成するステップと、
前記ＲＦ信号を伝送するステップと、
を実行させるためのプログラムが記録されたコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【請求項３３】
前記Ｉ成分及びＱ成分の交換ステップは、前記ＯＦＤＭシンボルｄｆｒａｍｅ[ｋ]，ｋ＝０、１、２、．．．について、下記の数式に基づいて行なわれ、
2008514154.tif 000012
ここで、ｄｆｒａｍｅは前記ＯＦＤＭシンボルをグループ化する常数であり、ＮＤはデータ副搬送波の個数、ＮｓｙｎｃはＰＬＣＰプリアンブルのシンボル個数、ＮｈｄｒはＰＬＣＰヘッダのシンボル個数を示す
ことを特徴とする請求項３２に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項３４】
前記Ｐｓｐｒｅａｄは、下記の数式に基づいて算出され、
2008514154.tif 000013
ここで、ｐ[.]は、所定の長さの擬似ランダム列を示す
ことを特徴とする請求項３３に記載のＯＦＤＭ信号の処理方法。
【請求項３５】
入力信号を受信するステップと、
前記入力信号を基底帯域信号に変換するステップと、
前記基底帯域信号についてＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）を適用して複数の繰り返しソフトシンボルを生成するステップと、
前記複数のソフトシンボルをコンバインして一つのソフトシンボルを生成するステップと、を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ受信機の信号復調方法。
【請求項３６】
入力信号を受信するインターフェースと、
前記入力信号を基底帯域信号に変換し、前記基底帯域信号についてＦＦＴを適用して複数の繰り返しソフトシンボルを生成し、前記複数のソフトシンボルをコンバインして一つのソフトシンボルを生成するプロセッサと、を含む
ことを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項３７】
入力信号を受信するステップと、
前記入力信号を基底帯域信号に変換するステップと、
前記基底帯域信号についてＦＦＴを適用して複数の繰り返しソフトシンボルを生成するステップと、
前記複数のソフトシンボルをコンバインして一つのソフトシンボルを生成するステップと、を実行させるためのプログラムが記録された
ことを特徴とするコンピューターで読み取り可能な記録媒体。
【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、より詳細にはＯＦＤＭ送受信機及びこれを用いたＯＦＤＭ信号の処理方法、記録媒体、ＯＦＤＭ受信機の信号復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＢ−ＯＦＤＭ（ＭｕｌｔｉＢａｎｄ−Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムとは、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ−ＷｉｄｅＢａｎｄ）のような特定の無線通信システムに用いられる変調技術である。
【０００３】
ＭＢ−ＯＦＤＭシステムは、ＯＦＤＭ変調技術と周波数ホッピング技術とを組み合わせて使用するものである。ＭＢ−ＯＦＤＭシステムは、ＵＷＢデバイスに関連するＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ）の規定を満たすように設計されたデバイスに適している。現在の規定によると、ＵＷＢデバイスは３.１から１０.６ＧＨｚの間の周波数帯域で動作するように許容され、発散電力は、信号帯域内のいずれにおいても−４１.３ｄＢｍ/ＭＨｚより小さくなるようになっている。
【０００４】
ここで、特定のＭＢ−ＯＦＤＭシステムにおいて、コーディングされたビットは、それぞれがＱＰＳＫ（ＱｕＡ／Ｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  ＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）またはＤＣＭ（Ｄｕａｌ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調副搬送波（または、トーンと称する）及びパイロットトーンを含むＯＦＤＭシンボル（時間領域波形）として伝送される。
【０００５】
このように伝送された結果、波形は、各ＯＦＤＭシンボルが伝送周波数帯域におけるホップに対応する周波数ホッピング波形となる。なお、一般的には、局部発振器は、全体の伝送期間の間、同一の周波数設定を維持する。
【０００６】
次に、ＭＢ−ＯＦＤＭシステムの周波数ホッピングパターンについて図１を参照して具体的に説明する。図１は、一般的なＭＢ−ＯＦＤＭシステムの周波数ホッピングパターンを説明するための図である。図１において、それぞれの四角は、２００ビット（または、１００ビット）のデータを運ぶＯＦＤＭシンボルを示す。また、３つのホップ帯域（ｆ１、ｆ２、ｆ３）は、ＯＦＤＭシンボル間の周波数ホッピングを作り出す。
【０００７】
ＯＦＤＭシンボル１００、１０２、１０４は、ホップ帯域（ｆ１、ｆ２、ｆ３）に応じた互いに異なる搬送波を用いてそれぞれ変調される。なお、次の３つのＯＦＤＭシンボル１０６、１０８、１１０についても、同様の周波数ホッピングパターンが適用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような周波数ホッピング技術は、隣接したＵＷＢデバイス間の干渉を減らすために有用である。しかしながら、前記した周波数ホッピング技術には、下記に示すような問題点があった。
【０００９】
すなわち、一般的に、ＯＦＤＭシステムにおいて支援されるレートよりも低いレートでデータが伝送される場合には、データビットが複製されて変調される。このため、同一のデータビットが、同一の副搬送波周波数で、複数回変調される場合がある。このような場合、複製されたシンボルを受信する受信機において、マルチパスやフェージングが起こり、周波数ダイバーシティが減少してしまうことがある。
【００１０】
また、隣接したデータビットが、度々、同一周波数や隣接する副搬送波を用いてコーディングされることで、周波数ダイバーシティが減少してしまう場合がある。
【００１１】
そこで、本発明では、簡単な構成でかつ安価であり、同一データに対する周波数ダイバーシティ及び隣接したデータビットに対する周波数ダイバーシティを向上させることが可能なＯＦＤＭ送受信装置及びこれを用いたＯＦＤＭ信号の処理方法、記録媒体、ＯＦＤＭ受信機の信号復調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決する本発明は、複数のＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号処理方法において、入力データ列を受信するステップと、前記入力データ列について所定のマッピング動作を行い伝送データ列にマッピングさせるステップと、前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、を含むＯＦＤＭ信号の処理方法として構成した。
【００１３】
好ましくは、前記入力データ列はビット順序を有し、前記マッピング動作は前記伝送データ列において前記ビット順序を変更する。また、前記マッピング動作は、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトのうち少なくとも一つを含むことが好ましい。より好ましくは、前記シフトは、循環的シフトを含む。また、前記伝送データ列にＩＦＦＴを適用するステップを更に含むことが好ましい。ここで、前記入力データ列は、インターリーブされることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記伝送データ列について所定の第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含むことが好ましい。また、前記伝送データ列を繰り返して第２ＯＦＤＭシンボルを生成するステップを更に含むことが好ましい。また、前記伝送データ列について、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトのうちいずれか一つを含む第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含むことが好ましい。
【００１５】
さらに加えて、前記入力データ列について所定の第２マッピング動作を行い前記ＯＦＤＭシンボルで伝送するための第２伝送データ列にマッピングさせるステップを更に含むことが好ましい。また、前記伝送データ列をマッピングさせて第２伝送データ列を生成し、前記第２伝送データ列を用いて第２ＯＦＤＭシンボルを生成するステップを更に含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、入力データ列を受信するインターフェースと、前記インターフェースと連結され、前記入力データ列についてマッピング動作を行い伝送データ列にマッピングさせ、前記伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルを生成するプロセッサと、を含むことを特徴とするＯＦＤＭ送信機として構成した。ここで、前記プロセッサは、前記伝送データ列にＩＦＦＴを適用することが好ましい。また、前記プロセッサは、前記伝送データ列について所定の第２マッピング動作を行い第２伝送データ列にマッピングさせることが好ましい。そして、前記プロセッサは、前記伝送データ列を繰り返して第２ＯＦＤＭシンボルを生成することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、入力データ列を受信するステップと、前記入力データ列をインターリーブするステップと、前記入力データ列をシフトしてシフトされた入力データ列を生成するステップと、前記シフトされた入力データ列についてＩＦＦＴを適用してＯＦＤＭシンボルを生成するステップと、前記ＯＦＤＭシンボルの一部でＩ成分及びＱ成分を交換するステップと、交換された前記ＯＦＤＭシンボルを伝送するステップと、を含むＯＦＤＭの信号処理方法として構成した。
【００１８】
また、本発明は、入力データ列を受信するインターフェースと、前記インターフェースと連結され、前記入力データ列をインターリーブし、前記入力データ列をシフトしてシフトされた入力データ列を生成し、前記シフトされた入力データ列についてＩＦＦＴを適用してＯＦＤＭシンボルを生成し、前記ＯＦＤＭシンボルの一部でＩ成分及びＱ成分を交換し、交換された前記ＯＦＤＭシンボルを変調してＲＦ信号を生成し、前記ＲＦ信号を伝送するプロセッサと、を含むＯＦＤＭ送信機として構成した。
【００１９】
また、本発明は、入力信号を受信するステップと、前記入力信号を基底帯域信号に変換するステップと、前記基底帯域信号についてＦＦＴを適用して複数の繰り返しソフトシンボルを生成するステップと、前記複数のソフトシンボルをコンバインして一つのソフトシンボルを生成するステップと、を含むＯＦＤＭ受信機の信号復調方法として構成した。
【００２０】
また、本発明は、入力信号を受信するインターフェースと、前記入力信号を基底帯域信号に変換し、前記基底帯域信号についてＦＦＴを適用して複数の繰り返しソフトシンボルを生成し、前記複数のソフトシンボルをコンバインして一つのソフトシンボルを生成するプロセッサと、を含むＯＦＤＭ受信機として構成した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、既存のデジタル送信装置及び受信装置と比較して構成が複雑となることなく、かつ、製造費用を増加させずに、入力データビットについて、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフトなどのビット処理動作を行なうことによって、同一のデータに対する周波数ダイバーシティ及び隣接したデータビットに対する周波数ダイバーシティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、プロセス、装置、構成要素の組み合わせ、コンピューター記録媒体、または、光または電子通信リンクを介してプログラムの命令が伝達されるコンピューターネットワークのような多様な方式に具現することができる。本明細書の記載は単なるその一例であって、本発明に係る具現方式または本発明の可能な他のすべての形態及び開示されたプロセスにおけるステップの順番は、本発明の範囲内で変形可能である。
【００２３】
以下、本発明の複数のＯＦＤＭシンボルを含むＯＦＤＭ信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ送受信機及びその信号の処理方法について適宜図面を参照しながら説明する。
【００２４】
ＯＦＤＭ送信機から入力されたデータ列は、ＯＦＤＭシンボルを介した伝送のために伝送データ列にマッピングされる。ここで、「マッピング動作」とは、繰り返し、シフト、リバース、シフト及びリバース、リバース及びシフト等、種々の適した動作及びこれらの組合せを含むものである。
【００２５】
また、ある実施形態において、伝送データ列は、他のＯＦＤＭシンボルを用いた伝送をするために、他の伝送データ列にマッピングされる。同一のＭＢ−ＯＦＤＭシステムにおいて、異なるマッピング動作に応じて異なるデータレートを保障するために、もしくは、異なるＭＢ−ＯＦＤＭシステムにおいて同一のデータレートを保障するために、異なるマッピングが用いられうる。繰り返し入力データ列を生成することにより、異なる副搬送波におけるＯＦＤＭシンボルに用いられるビットを拡張し、より優れた周波数ダイバーシティを獲得することができる。
【００２６】
図２は、本実施形態に係るＵＷＢ送信機を示すブロック図である。本実施形態に係るＵＷＢ送信機２３０は、ＯＦＤＭ変調技術を使用する。ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）エンコーディング部２０２は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）インターフェース２００を介して受信されたデータビットをコーディングする。隣接する副搬送波は、類似したマルチパスとフェージング条件に置かれる場合が多いことから、インターリーバは、データビットを再整列し、同一のＯＦＤＭシンボルにおいて隣接する副搬送波で連続されるコードビットを伝送することを防止している。本実施形態において、コードビットは、複数のＯＦＤＭシンボルについてインターリーブされうる。
【００２７】
インターリーブ及びビットマッピング部２０４は、データビットに、一つまたはそれ以上のマッピング動作を行なう。ビットは、リバースされた順に、シフトされた順またはその組合せと同様の順にマッピングされうる。詳しくは、後記する。このようにしてマッピングされたデータ列は、最終的にＯＦＤＭシンボルとして伝送される。
【００２８】
本実施形態において、インターリーブ及びビットマッピング部２０４は、複数のＯＦＤＭシンボルから伝送される複数のマッピング結果を生成するために、入力されたビット列について複数回マッピングを行うことができる。
【００２９】
次に、インターリーブ及びビットマッピング部２０４は、マッピング結果について、他のＯＦＤＭシンボルを用いた伝送を行うための他の出力を生成するために、第２マッピング動作を再度行う。
【００３０】
なお、複数回、マッピングを行う場合には、システムに応じて、同一もしくは異なる方法で行うことができる。
【００３１】
このようにして伝送される信号の帯域は、情報帯域幅を超えて拡張され、これにより、付加的な周波数ダイバーシティが発生し、伝送される信号はマルチパス及び干渉に対してより強固になる。
【００３２】
シンボル変調部２０６は、インターリーブされて繰り返し処理されたビットを、シンボルに変調するものである。本実施形態では、ＱＰＳＫ変調方式を採用し、連続するビットがペアとなってＱＰＳＫシンボルにマッピングされる。なお、ＱＰＳＫ変調方式以外にも、適宜の変調方式が使用できる。
【００３３】
パイロット挿入部２０７は、変調されたシンボルにパイロットトーンを挿入するものである。
【００３４】
ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２０８は、シンボルをブロック単位でＯＦＤＭシンボルに変換するものである。
【００３５】
ある実施形態において、プレフィックス及び保護区間挿入部２１０は、プリアンブルの前に、繰り返されるＯＦＤＭシンボルのそれぞれに保護区間及び循環/ゼロプレフィックスを付加する。その他にも、ある実施形態では、ＯＦＤＭシンボルについて、インターリーブ及び振幅クリッピングが選択的に適用されうる。
【００３６】
Ｄ／Ａコンバータ２１６、２１８は、基底帯域ＯＦＤＭ信号のＩ（Ｉｎｐｈａｓｅ）成分及びＱ（ＱｕＡ／Ｄｒａｔｕｒｅ）成分を、デジタルからアナログに変換するものである。
【００３７】
Ｄ／Ａコンバータ２１６、２１８から出力されたアナログ信号は、送信部２２０に印加され、アンテナ２２２を介してＵＷＢ受信機に送信される。
【００３８】
図３は、本実施形態に係るＵＷＢ受信機を示すブロック図である。本実施形態では、受信部２５２のアンテナ２５０を介して受信されたＯＦＤＭ信号は、Ｉ成分とＱ成分に分けられ、基底帯域信号に変換される。
【００３９】
Ａ／Ｄコンバータ２５４、２５６は、基底帯域信号をデジタル信号に変換するものである。
【００４０】
本実施形態において、デシメイタ２６０は、デジタル信号に変換された基底帯域信号を選択的に処理するものである。
【００４１】
プレフィックス及び保護区間除去部２５８は、プレフィックス及び保護区間を除去するものである。
【００４２】
ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２６２は、ＯＦＤＭシンボルを周波数領域でサンプルに変換するものである。
【００４３】
チャネル推定及び等化部２６４は、周波数領域でサンプルを処理してマルチパスや電波相互の干渉による影響を最小化するものである。
チャネル推定及び等化部２６４により、周波数領域でサンプルを等化した後、受信された副搬送波とサンプルは、それぞれ、ＱＰＳＫシンボル雑音と類似した形態を表すか、もしくは、ＱＰＳＫシンボルの実数部及び虚数部から取ったＱＰＳＫシンボル雑音と類似した形態を表すことができる。それぞれの場合に、シンボルは、ソフトシンボルと称する。
【００４４】
逆インターリーバ及びコンバイナ２６６は、ソフトシンボルを受信して、図２のインターリーバ及びビットマッピング部２０４の機能と逆の機能を行うものである。逆インターリーバ及びコンバイナ２６６によって、複数回受信された同一のソフトシンボルは一つに結合される。このような結合過程は、多様な方法で具現することができる。
【００４５】
ある実施形態では、ＭＲ（Ｍａｘｉｍａｌ−Ｒａｔｉｏ）コンバイニング方式が使用される。この方式は、受信されたソフトシンボルのそれぞれが有するそれぞれの推定振幅に従って受信されたソフトシンボルを累積的に加算する。加算されたソフトシンボルは、一つのソフトシンボルとして出力される。そして、最終出力されたソフトシンボルについて、インターリーバの動作と逆の動作を行う、すなわち、逆インターリーブする。
【００４６】
ＦＥＣデコーダ２６８は、逆インターリーバ及びコンバイナ２６６によって、逆インターリーブされたソフトシンボルをデコーディングするものである。デコーディングされた信号は、残りの信号を処理するためにＭＡＣインターフェース２７０に伝送される。
【００４７】
図４は、本実施形態に係るＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号の処理方法を説明するためのフローチャートである。
図４に示すように、まず、入力データ列が受信される（Ｓ３００）。次に、入力データ列は、伝送データ列にマッピングされる（Ｓ３０２）。ここで、マッピングは、前記したように、シフト、リバース、繰り返し、シフト及びリバース、リバース及びシフト等、種々の適した動作またはその結合によるマッピングが行われる。マッピング動作は、実施形態に応じて多様に選択される。
【００４８】
次に、伝送データ列を用いてＯＦＤＭシンボルが生成される（Ｓ３０４）。同一の入力データ列についてマッピングが選択的に繰り返されるとともに他のＯＦＤＭシンボルが更に生成される。本実施形態では、異なる伝送データ列を生成するために、異なるマッピング動作が用いられる。
【００４９】
図５は、インターリーブ及びビットマッピング部２０４により、インターリーブ及びビットマッピングを行った結果を説明するための図面である。本実施形態によると、入力ビット列（ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３、．．．）がインターリーバに伝達される。データビットは、まずビット（ｂ０、ｂ３、ｂ６、．．．、ｂ５９７）を含む第１列、ビット（ｂ１、ｂ４、ｂ７、．．．、ｂ５９８）を含む第２列、及びビット（ｂ２、ｂ５、ｂ８、．．．、ｂ５９９）を含む第３列の三つの入力データ列に、インターリーブされる。
【００５０】
ある実施形態において、前記列のそれぞれはトーンインターリーバによってより離れた相異なる副搬送波によりマッピングされる。インターリーブの長さ（ｄｅｐｔｈ）は具現方式に従う。例えば、トーンインターリーブの長さが１０であると、トーンインターリーブ後の第１列はｂ０、ｂ３０、ｂ６０、．．．、ｂ５９７、第２列はｂ１、ｂ３１、ｂ６１、．．．、ｂ５９８、そして第３列はｂ２、ｂ３２、ｂ６２、．．．、ｂ５９９になる。
【００５１】
次に、入力列のそれぞれは、ホップ帯域の副搬送波を用いてＯＦＤＭシンボルに変調される。
【００５２】
ある実施形態において、変調過程は、前記列の各数と対応する副搬送波信号とを乗算する過程を含む。
【００５３】
次いで、同一のビット列が同一順に繰り返され、次回のホップ帯域の副搬送波を用いて、他ＯＦＤＭシンボルに変調される。図５に示す伝送データパターン４０２、４０４は、異なるレートで伝送されるＯＦＤＭシンボルを生成するのに用いられる。伝送データパターン４０２、４０４は、伝送パターンの各列が順番に変調され、各列の第１行に示されたホップ帯域の搬送波を用いたＯＦＤＭシンボルを生成する。説明の便宜上、本明細書で説明する三つの周波数帯域（ｆ１、ｆ２、ｆ３）間の帯域ホッピングは、本実施形態に示した順次的な順に従う。但し、他の実施形態では、ホップ帯域の個数やホップ順番は、適宜変更することができる。
【００５４】
本実施形態によると、マッピング動作として繰り返しが使われる。入力ビット列のそれぞれは、６００個のデータビットが１２個のＯＦＤＭシンボルとして伝送されるパターン４０２において４回繰り返され、最大レートである１／４伝送データレートを獲得する。同一の入力ビットから獲得した二つのＯＦＤＭシンボルが、同一の副搬送波周波数を用いて変調されるので、繰り返しによって多少周波数ダイバーシティの損失が発生する。例えば、ビット列（ｂ０−ｂ５９７）は、ホップ帯域（ｆ１）の副搬送波を用いてまず変調され、同一の重複ビットブロックが続いてホップ帯域（ｆ２、ｆ３）の副搬送波を用いて変調され、またホップ帯域（ｆ１）に対して変調される。
【００５５】
同一の副搬送波によって同一のシンボルを伝送するため、データは、類似したマルチパスとフェージング条件に置かれることになり、結局、周波数ダイバーシティが減少するようになる。ビットパターン４０４において、ビット列は２回繰り返され、重複ビット列が同一の副搬送波周波数において繰り返されるわけではないので、周波数ダイバーシティの問題が多少異なってくる。しかし、第１ビットｂ０及び第２ビットｂ１のような隣接ビットは、同一の副搬送波周波数により伝送されることがあり、依然として、類似したフェージング条件に置かれるようになる。
【００５６】
図６は、図５に示されたインターリーブ及び繰り返し機能の具現に用いられるインターリーバ及びビットマッピング部を示すブロック図である。本実施形態において、入力データ列は、まずＮｈ×ＮＣＢＰＳブロックインターリーバ４５２を用いてインターリーブされる。ここで、Ｎｈはホップ帯域の数に対する関数であり、ＮＣＢＰＳは繰り返し前のＯＦＤＭシンボル当たりのコードビットの個数に該当する。なお、ＮＣＢＰＳは、後記する実施形態では、２００と設定される。
【００５７】
インターリーバ４５２は、入力ビットを列方向に沿ってＮｈ×ＮＣＢＰＳマトリックスに記録し、行方向の順に読み出す。Ｎｈの連続するビットのサブ列は、ＮｈのＯＦＤＭシンボル（またはホップ帯域）に拡張される。よって、出力ビットは、次に、第２インターリーバ４５４（トーンインターリーバとも称する）によりインターリーブされ、これにより、サイズのＮＣＢＰＳであるビットブロックに対して動作し、各ＯＦＤＭシンボルのＮＣＢＰＳビットを相違したトーン（副搬送波）に分配する。
【００５８】
ビットマッピング部４５６は、インターリーブされたビットについて、１つまたはそれ以上のマッピング動作を行う。マッピング動作は、実施形態によって多様であり、システムの動作データレートのような変数によって異なる。本実施形態では、入力ビットをビットパターン４０２、４０４のようなビットパターンにマッピングするために、繰り返し関数を用いる。ビットマッピング部４５６の出力は選択的に共役複素数繰り返し器４５８に入力され、ＮＣＢＰＳビットの各ブロック内でビットを繰り返して一つのＯＦＤＭシンボルに合うようにブロックを拡張させる。
【００５９】
ある実施形態において、一部ビットは、繰り返しの間にインバーティングが行われてペアとなり、その中心を軸として共役複素数の対称を示すＱＰＳＫシンボルブロックにマッピングされる。これにより、ＩＦＦＴ出力が実数値を有するようになる。
【００６０】
また、ある実施形態において、共役複素数の処理過程は省略される。前記実施形態において、マッピング動作は、共役複素数処理過程の以前に行なわれる。しかし、ある実施形態では、マッピング動作は、共役複素数処理過程の以降に行われるか、または、共役複素数動作の以前及び以降に行われる。
【００６１】
図７は、本実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。他の実施形態では相違した拡張率も可能であるが、説明の便宜上、本実施形態では拡張率を４とする。本実施形態によると、列５００はインターリーブされたビット列ｂ０−ｂ５９７である第１入力データ列を示し、ホップ帯域（ｆ１）の副搬送波を用いて変調される。本実施形態で伝送データ列を生成するために用いられたマッピング動作はリバーサル（ｒｅｖｅｒｓａｌ）動作である。
【００６２】
すなわち、入力データビット列がリバースされた後、ホップ帯域（ｆ２）の副搬送波によって変調される。リバースされた列について前記過程が繰り返され、ホップ帯域（ｆ３）を介して伝送される伝送データ列５０４が生成され、前記過程が再び繰り返され、ホップ帯域（ｆ１）を介して伝送される伝送データ列５０６が生成され、これと同様に以下に各伝送データ列が生成される。
【００６３】
本実施形態において、ホップ帯域（ｆ３）及び以降のホップ帯域（ｆ１）さらに以降のホップ帯域（ｆ２）に係るデータ列を生成するために、２回のインバース動作を行う代わりに、ホップ帯域（ｆ１）及びホップ帯域（ｆ２）に係る伝送データ列を保存し、ホップ帯域（ｆ３）及び以降のホップ帯域（ｆ１）に対して繰り返し使用する。
【００６４】
同様に、入力データビット列ｂ１−ｂ５９８を用いてホップ帯域（ｆ２、ｆ３、ｆ１、及びｆ２）に対応する後続４個の伝送データ列を生成し、入力データビット列ｂ２−ｂ５９９を用いてホップ帯域（ｆ３、ｆ１、ｆ２、及びｆ３）に対応する後続４個の伝送データ列を生成する。図６のインターリーバ及びビットマッピング部４５０と類似したインターリーバ及びビットマッピング部のブロックは、ビットパターン５１０を生成する。
【００６５】
本実施形態において、ビットマッピング部は、マッピングされたビットについてビット順序リバース動作を行うように構成される。ある実施形態においては、マッピング動作はシフト動作を含む。
【００６６】
図８は、本発明の他の実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。本実施形態において、列６００は、入力ビット列ｂ０−ｂ５９７をホップ帯域（ｆ１）の副搬送波でマッピングさせる。続いて、データ列は、循環方式にシフトされ、ホップ帯域（ｆ２）の副搬送波を用いて変調され、新しい列６０２が生成され、このような過程が繰り返され、列６０４、６０６が続いて生成される。
【００６７】
ここで、ビットは、各マッピング動作の度に１つずつ循環的にシフトされるが、任意の適切な間隔（Ｌ）のシフトも可能である。本実施形態においては、マルチパスとフェージングによるデータの修正を減少させるために、すべての繰り返しビット及びその隣接ビットを遠隔した副搬送波の間に拡張させるべく、Ｌの値が選択される。
【００６８】
他のマッピング動作として、入力データ列が先にシフトされ、続いてリバースされる。シフト及びリバース、そして入力データ列が先にリバースされ、続いてシフトされるリバース及びシフトを含むマッピング動作が用いられることもある。
【００６９】
図９は、本発明の他の実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。本実施形態によると、シフト及びリバースの動作だけではなく、シフトの動作も用いられる。
【００７０】
列７００に示された第１入力データ列は、ホップ帯域（ｆ１）に対する第１ＯＦＤＭシンボルを生成するためのものである。入力データ列は、次いで循環的に１ビットずつシフトされてリバースされ、列７０２で示すホップ帯域（ｆ２）に対する伝送データ列を生成する。他の実施形態では、異なるシフト間隔を適切に使用することができ、また、異なるシフトの方向を選択することができる。
【００７１】
次いで、新しい列に循環的シフト動作を行い、列７０４で示すホップ帯域ｆ３に対する伝送データ列を生成する。次いで、列７０４で示すデータ列に対してシフト及びリバース動作を行い、列７０６で示す他のデータ列を生成する。入力データ列ｂ１−ｂ５９８及び入力データ列ｂ２−ｂ５９９に対して類似した変換を行い、４個のＯＦＤＭシンボルをそれぞれ生成する。
【００７２】
上記した循環的シフト動作は、次の数式１のように表すことができる。
【００７３】
【数１】
2008514154.tif 000003
【００７４】
ここで、ａＴ[ｉ]は入力データ列を示し、ｂ[ｉ]は入力データ列に対して循環的シフト動作が行なわれた伝送データ列を示す。
【００７５】
図１０は、本実施形態に係るインターリーブ及び繰り返し機能を具現するために用いられる回路を示すブロック図である。本実施形態においては、二つの機能が、すべて回路８００によって行われる。ある実施形態において、インターリーブ及び繰り返し機能は、別の構成要素を用いて具現される。入力データ列は、メモリ８０２に伝送される。記録アドレス生成部８０４は、メモリ８０２に保存されたビット列をインターリーブさせるために、入力データ列のそれぞれのビットを記録するメモリアドレスを決定する。
【００７６】
本実施形態において、記録アドレス生成部８０４は二つの制御動作を行う。即ち、データを読み出すために、インターリーブされた列を保存するオフセット位置を決定するオフセット制御及び読み出し動作時に、ビットを前進順に読み出すか後進順に読み出すかを決定するモード制御を行う。データは、メモリ８０２から複数回読み出され、繰り返し伝送データ列を生成する。ある実施形態において、インターリーブ及びマッピング機能は、別の構成要素を用いて具現されうる。
【００７７】
図１１は、本発明の他の実施形態に係る送信機を示すブロック図である。
ＩＦＦＴの動作以前のビット順序リバースの動作は、ＩＦＦＴの出力で複素ＱＰＳＫシンボルの実数Ｉ成分及び虚数Ｑ成分に対して相互交換する過程と効果が同一であるので、図２のＵＷＢ送信機２３０に示すようにＩＦＦＴの先頭においても行われうる。
【００７８】
ＵＷＢ送信機９３０の構成要素のうち、ＵＷＢ送信機２３０の構成要素と類似している構成要素は類似した機能を行う。送信機９３０において、インターリーバ及びビットマッピング部９０２は、インターリーブ動作、シフト動作、または二つの動作を全部行う。交換部９０４は、ビット順序リバース動作を行う。交換部９０４は、第１ＯＦＤＭシンボルをそのまま伝送し、第２ＯＦＤＭシンボルのＩ成分とＱ成分を交換する。
【００７９】
交換部９０４において実施される第２ＯＦＤＭシンボルに対するＩ成分とＱ成分の交換は、次の数２のように表すことができる。
【００８０】
【数２】
2008514154.tif 000004
【００８１】
ここで、ＣＤ,２ｎ[l]は、前記第１ＯＦＤＭシンボルの例、ＣＤ,２ｎ＋１[l]は、第２ＯＦＤＭシンボルの例、ｄｆｒａｍｅ[ｋ]は交換部９０４に入力されるＯＦＤＭシンボルであって、ｋ＝０、１、２、．．．であり、ＮＤは、例えば、１００などの常数であって、ＯＦＤＭシンボルを所定の個数ずつグループ化する。
【００８２】
また、ＮＤは、データ副搬送波の個数、Ｎｓｙｎｃは、ＰＬＣＰプリアンブルのシンボル個数、Ｎｈｄｒは、ＰＬＣＰヘッダのシンボル個数を示し、ｉｍａｇ(.)は入力ＯＦＤＭシンボルのＩ成分、ｒｅａｌ(.)は入力ＯＦＤＭシンボルのＱ成分を示す。
ここで、Ｐｓｐｒｅａｄは、次の数式３のように表すことができる。
【００８３】
【数３】
2008514154.tif 000005
ここで、ｐ[.]は、長さ１２７の擬似ランダム列を示す。
【００８４】
従って、受信側ではＯＦＤＭシンボルをＭＲコンバイニングのような混合方式（ｃｏｍｂｉｎｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いて混合し、ソフトビットと称するソフトシンボルを形成する。そして、２ビットブロックおきにソフトビットの順序をリバースする。ソフトシンボルは、まず逆インターリーバによってＮＣＢＰＳソフトビットのブロックに対して動作して逆インターリーブされ、送信機のトーンインターリーバによる効果の逆機能を行い、次いでＮｈ×ＮＣＢＰＳブロック逆インターリーバによって送信機の第１インターリーバによる効果の逆機能を行う。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態を図示及び説明してきたが、本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に基づいて定められ、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨から外れることなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、誰もが多様な変形実施が可能であることは勿論のことであり、当該変更した技術は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】一般的なＭＢ−ＯＦＤＭシステムに係る周波数ホッピングパターンを説明するための図である。
【図２】本実施形態に係るＵＷＢ送信機を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るＵＷＢ受信機を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係るＯＦＤＭシンボルを含む信号の周波数ダイバーシティを向上させるＯＦＤＭ信号の処理方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本実施形態に係るインターリーブ及び繰り返し機能に係る結果を示す図面である。
【図６】図５に示されたインターリーブ及び繰り返し機能を具現するためのインターリーバ及びビットマッピング部の例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る伝送データパターンを示す図面である。
【図１０】本実施形態に係るインターリーブ及び繰り返し機能を具現するために使われる回路を示すブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る送信機を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８７】
２００      ＭＡＣインターフェース
２０２      ＦＥＣ符号化部
２０４      インターリーブ及びビットマッピング部
２０６      シンボル変調部
２０７      パイロット挿入部
２０８      ＩＦＦＴ
２１０      プレフィックス及び保護区間挿入部
２２０      送信部
【図１】
2008514154.tif 000014
【図２】
2008514154.tif 000015
【図３】
2008514154.tif 000016
【図４】
2008514154.tif 000017
【図５】
2008514154.tif 000018
【図６】
2008514154.tif 000019
【図７】
2008514154.tif 000020
【図８】
2008514154.tif 000021
【図９】
2008514154.tif 000022
【図１０】
2008514154.tif 000023
【図１１】
2008514154.tif 000024
【国際調査報告】
2008514154.tif 000025