(57)【要約】【課題】コードレス電話などの親局と複数の子局間を同時多重通信する場合に、周波数分割多重を用いると子局の数に応じて占有帯域が広がり、時分割多重を用いると伝送容量が低下するという問題を解決する。【解決手段】本発明では、一つもしくは複数の親局と、複数の子局とを有し、親局と子局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交し多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子局毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、子局において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つもしくは複数の親局と、複数の子局とを有し、前記親局と前記子局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記子局毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記子局において割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記復調手段であって、前記子局に割当てられた階層の帯域をフィルタで抽出して復調することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記復調手段であって、前記子局に割当てられた階層に関する階層情報と、
前記階層情報を用いて前記子局に割り当てられている階層を認識する階層認識手段と、
前記階層認識手段により認識された階層に含まれるデータを抽出する階層データ抽出手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記階層割り当て手段であって、
通信状態が成立している前記子局の個数の変化に応じて前記階層の割り当て個数を変化させて割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の通信装置。
【請求項５】
前記階層割り当て手段であって、
前記子局の必要とするデータ量を通知する伝送容量情報通知手段と、
前記通知された必要とされるデータ量に基づいて前記階層の個数を比例配分して割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の通信装置。
【請求項６】
前記階層割り当て手段であって、
前記子局の必要とするデータ量とデータ伝送の重要度を通知する伝送容量情報通知手段と、
前記通知された必要とされるデータ量とデータ伝送の重要度に基づいて前記階層を割り当てることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の通信装置。
【請求項７】
一つもしくは複数の親局と、一つもしくは複数の中継局と、複数の子局とを有し、前記親局と前記中継局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記子局毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記中継局において前記階層のすべてを復調する復調手段と、
前記中継局で復調されたデータを前記子局に伝送する伝送手段と、
前記子局において前記伝送されたデータの中から割り当てられた階層のデータを再生する再生手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項８】
一つもしくは複数のコードレス電話の親機と、前記親局の個数より多い複数のコードレス電話の子機とを有し、前記親機と前記子機間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記子機毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記子機において割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項９】
一つもしくは複数のファクシミリ付コードレス電話の親機と、複数のコードレス電話の子機とを有し、前記親機と前記子機間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記子機毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記子機において割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１０】
一つもしくは複数のプリンタサーバーと、複数のプリンタとを有し、前記プリンタサーバーと前記プリンタ間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記プリンタ毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記プリンタにおいて割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１１】
一つもしくは複数の構内ＰＢＸと、複数の構内電話を有し、前記構内ＰＢＸと前記構内電話間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記構内電話毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記構内電話において割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
一つもしくは複数のＬＡＮサーバーと、複数のクライアントを有し、前記ＬＡＮサーバーと前記クライアント間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、
前記構内電話毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、
前記構内電話において割り当てられた階層を復調する復調手段と、
を具備することを特徴とする通信装置。
【請求項１３】
一つもしくは複数の親局と、親局の個数より多い複数の子局とを有し、前記親局と前記子局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数の前記キャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信方法であって、
前記子局毎に必要なデータを前記階層のいずれかに割り当て、
前記子局において割り当てられた階層を復調することを特徴とする通信方法。
【請求項１４】
前記階層の復調において、前記子局に割当てられた階層の帯域をフィルタで抽出して復調することを特徴とする、請求項１３に記載の通信方法。
【請求項１５】
前記階層の復調において、前記子局に割当てられた階層に関する階層情報と、
前記階層情報を用いて前記子局に割り当てられている階層を認識し、
前記階層認識手段により認識された階層に含まれるデータを抽出することを特徴とする請求項１３に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ信号などに代表される複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交し多重化された信号を用いたコードレス電話やプリンタシステムなどの通信装置および通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコードレス電話などの親局と子局との間を無線で送受信する通信装置では、１対１での通信が行われている。子局が複数になった場合でも、同一の情報の同時通信しかできないのが普通である。
【０００３】
一方、親局と複数の子局の間を１対多の同時多重通信する場合には、親局と子局の間を周波数分割多重（以下、「ＦＤＭ」という）により接続し、複数のチャネルに各子局への情報を伝送する必要がある。あるいは、時分割多重（以下、「ＴＤＭ」という）により接続し、各子局に対して時間的に情報を分割して伝送する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特表平７−５０１６６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年ネットワーク化やユーザーフレンドリーの進展に伴い、従来の音声だけの通信から、画像を含んだ大量のデータ量を通信する必要性が高まっている。特にコードレス電話などであっても親局から子局（いわゆる下り回線）へは、画像やデータ通信など大量のデータ通信を行う必要性が高まっている。これに加えて、ひとつの親局から複数の子局に対して個別の異なる情報を伝送する要求も高まっている。
【０００６】
このような大量のデータ通信と１対多の同時多重通信を両立させる場合には、従来のＦＤＭやＴＤＭでは性能が十分でない。
【０００７】
図１３は本発明の従来の技術におけるＦＤＭを用いた従来の技術を表すブロック図である。８０は親局であり、８２ａ〜８２ｄは子局であり、親局のアンテナ８１と子局のアンテナ８３ａ〜８３ｄにより無線通信されている。ここで、ＦＤＭを用いて同時多重通信する場合には、８４に示すように周波数軸上で子局の個数分のチャネルに分けて通信し、子局において各々の帯域に割り当てられているチャネルを受信する必要がある。このため、ＦＤＭを用いて通信する場合には、子局の個数の増加に応じて必要帯域が増大する問題がある。あるいは、帯域が制限されている場合には、同時多重通信できる子局の数が制限される問題がある。
【０００８】
図１４は本発明の従来の技術におけるＴＤＭを用いた従来の技術を表すブロック図である。８５に示すように、時間軸上で同一帯域に存在する子局の個数分のチャネルが多重化されている。８６は時分割マルチプレクサであり、時間軸上で多重化されている各チャネルを分割し、各子局８２ａ〜８２ｄに振り分ける。このため、子局の増加に応じて切り替え待ち時間が増加し、大量のデータ通信が困難となる問題がある。図１４では子局が４つあるため、伝送できるデータ量が多重化しない場合に比べて４分の１に低下する。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するもので、データ伝送量を低下させることなく、親局と複数の子局間通信における同時多重通信を可能とする通信装置および通信方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の発明は、一つもしくは複数の親局と、親局の個数より多い複数の子局とを有し、親局と子局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子局毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、子局において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備する構成とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、一つもしくは複数の親局と、複数の子局とを有し、親局と子局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子局毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、子局において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数の子局に対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の子局において、割当てられた階層の帯域をフィルタで抽出し復調することを特徴とする通信装置であって、割り当てられた階層を復調する作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１の子局において、局に割当てられた階層に関する階層情報と、階層情報を用いて子局に割り当てられている階層を認識する階層認識手段と、階層認識手段により認識された階層に含まれるデータを抽出する階層データ抽出手段と、を具備したことを特徴とする通信装置であって、割り当てられた階層のみを復調する作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の階層割り当て手段において、通信状態の成立している子局の個数の変化に応じて階層の割り当て個数を変化させて割り当てることを特徴とする通信装置であって、データ伝送効率を向上させる作用を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の階層割り当て手段において、子局の必要とするデータ量を通知する伝送容量情報通知手段と、通知された必要とされるデータ量に基づいて階層の個数を比例配分して割り当てることを特徴とする通信装置であって、データ伝送効率を向上させる作用を有する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３の階層割り当て手段において、子局の必要とするデータ量とデータ伝送の重要度を通知する伝送容量情報通知手段と、通知された必要とされるデータ量とデータ伝送の重要度に基づいて階層を割り当てることを特徴とする通信装置であって、データ伝送効率を向上させる作用を有する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、一つもしくは複数の親局と、一つもしくは複数の中継局と、複数の子局とを有し、親局と中継局間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子局毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、中継局において階層のすべてを復調する復調手段と、中継局で復調されたデータを子局に伝送する伝送手段と、子局において伝送されたデータの中から割り当てられた階層のデータを再生する再生手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数の子局に対する同時多重通信を行う作用を有する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、一つもしくは複数のコードレス電話の親機と、複数のコードレス電話の子機とを有し、親機と子機間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子機毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、子機において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備する通信装置であって、一定の帯域で複数の子機に対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、一つもしくは複数のファクシミリ付コードレス電話の親機と、複数のコードレス電話の子機とを有し、親機と子機間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、子機毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、子機において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数の子機に対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、一つもしくは複数のプリンタサーバーと、複数のプリンタとを有し、プリンタサーバーとプリンタ間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、プリンタ毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、プリンタにおいて割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数のプリンタに対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、一つもしくは複数の構内ＰＢＸと、複数の構内電話を有し、構内ＰＢＸと構内電話間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、構内電話毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、構内電話において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数の構内電話に対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、一つもしくは複数のＬＡＮサーバーと、複数のクライアントを有し、ＬＡＮサーバーとクライアント間を複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交され多重化されている信号であり、任意の数のキャリアから構成される複数の階層を有する信号により通信する通信装置であって、構内電話毎に必要なデータを階層のいずれかに割り当てる階層割り当て手段と、構内電話において割り当てられた階層を復調する復調手段と、を具備することを特徴とする通信装置であって、一定の帯域で伝送量を低下させず複数のクライアントに対して同時多重通信を行う作用を有する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるコードレス電話を表す模式図である。
【００２５】
１は親局に該当するコードレス電話の親機であり、２ａと２ｂは子局に該当するコードレス電話の子機である。親機１と子機２ａ，２ｂとは伝送路３ａと３ｂを通じて通信されている。通信には、後述する相互に直交され多重化された信号が用いられる。
【００２６】
図１に示すコードレス電話は、実施の形態１のみならず実施の形態２から４までの親局と子局間通信の一例である。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態１における通信装置のブロック図である。
【００２８】
４は親局であり、図１に示したようにコードレス電話の親機などがこれに該当する。５ａ〜５ｄは親局と通信を行う子局であり、コードレス電話の子機などがこれに該当し、図２では説明の便宜のため４つの子局が示されている。
【００２９】
６は親局に入力する源データであり、各子局に伝達するデータがまとめて入力される。
【００３０】
親局４はアンテナ７を有しており、伝送路８ａ〜８ｄを通じて子局５ａ〜５ｄへ信号が送信される。
【００３１】
一方、子局５ａ〜５ｄはアンテナ１０ａ〜１０ｄを有しており、親局のアンテナ７から送信された信号が受信される。
【００３２】
９は、親局から送信される信号であり、複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交した上で多重化されている信号である。例えば直交周波数分割多重（以下「ＯＦＤＭ」という）信号であり、本実施の形態ではＯＦＤＭ信号として説明する。ＯＦＤＭ信号は、多数のキャリア（マルチキャリア）を有しており、これら複数のキャリアが周波数軸上で相互に直交して多重化されている信号である。このため同時に複数のキャリアを同一帯域内の信号で送信することが可能となる。ＯＦＤＭ信号は、キャリア毎のシンボル長が長いために、いわゆるマルチパス干渉に強い特徴があり、２００３年に開始予定の地上デジタル放送の規格（ＩＳＤＢ−Ｔ）に採用が決まっている変復調方式である。
【００３３】
ＯＦＤＭ信号はこのように、周波数軸上で複数のキャリアを有しているため、周波数軸上で複数の階層構造を持つことが可能となる。
【００３４】
ＯＦＤＭ信号９は階層１から階層４までの４つの階層を有しており、子局５ａ〜５ｄにおいては、各子局が必要とする階層のみが復調され、最終的に子局毎に必要な音声や画像が再生される。１１ａは子局５ａで復調された階層１のデータであり、同様に、子局５ｂでは階層２のみが、子局５ｃでは階層３のみが、子局５ｄでは階層４のみが復調される。これにより、一帯域を占有する一つのＯＦＤＭ信号のみで、複数の子局に対して個別のデータを同時通信できる。
【００３５】
次に、図３は本発明の実施の形態１における子局のブロック図である。
【００３６】
１２は復調手段である。１６はチューナーであり、親局から送信されるＯＦＤＭ信号９の周波数帯域が選択される。１７はアナログ・デジタルコンバーター（以下「ＡＤＣ部」という）であり、信号処理を実行するためにアナログ信号であるＯＦＤＭ信号９が、デジタル信号に変換される。１８は高速フーリエ変換部（以下「ＦＦＴ部」という）であり、周波数軸上で多重化されている複数のキャリアが分離抽出される。高速フーリエ変換は時間軸から周波数軸へ信号を変換する手段であり、周波数軸上で相互に直交多重されている複数のキャリアを分離抽出するために、通常用いられる。
【００３７】
なお、ＦＦＴ部１８は周波数弁別器を用いても、同様に周波数軸上で多重化されているキャリアが分離抽出される。
【００３８】
１９は等化部であり、伝送路状態の影響を受けているキャリアに対して、イコライザーやパイロット信号を用いた補間による等化が実行される。等化されることにより、各キャリアが伝送路変動による影響を排除した状態で復調される。各キャリアは各々ＱＰＳＫやＱＡＭなどにより直交平面上で１，０のデータが多値変調されているため、２０のデマップ部において本来の１、０の２値で表されるデータに復調される。
【００３９】
２１は誤り訂正部であり、畳み込み符号と対になるビタビ復号などの内符号や、リードソロモンといった外符号により、復調されたデータの誤りが訂正される。たとえば、リードソロモン符号では、ビット列上でランダムに発生する誤りを検出し、この誤りを訂正することが可能である。
【００４０】
２２はストリーム復調部であり、誤り訂正されたビット列が画像、音声、文字データなどの種類毎に分類され、各々のビットストリームが生成される。更に、インターリーブが施されている場合にはデインターリーブも実行される。インターリーブは、本来のビット順序を一定の規則にしたがって並べ替えたり、周波数軸上で多重化されているキャリア順序を一定の規則で並べ替えたりすることで、バースト的に発生する誤りをランダム的な誤りに変換でき、バースト誤りへの耐性が高められる。
【００４１】
２３は再生部であり、ビットストリームが実際の画像や音声に再生される。２４は再生された音声データから実際の音声を受信するスピーカであり、２５は再生された画像データから実際の画像を表示するディスプレイである。
【００４２】
なお、少なくともＡＤＣ部１７、ＦＦＴ部１８、等化部１９、デマップ部２０、誤り訂正部２１、ストリーム復調部２２をＬＳＩに集積化することで、低コスト化、小型化が可能となる。あるいは、半導体技術の進歩によりチューナー１６や再生部２３も集積化することが可能で、更なる低コスト化や小型化が可能となる。
【００４３】
また、１３は送信部でありマイク２６から入力された音声を送信可能な信号に変調する。１４は全体の制御部であり、送信部や復調手段の全体制御を行う。１５はアンテナ１０ａ〜１０ｄでの送信、受信の信号方向を切り替えるマルチプレクサ（ＭＵＸ）である。
【００４４】
なお、受信性能を向上させるために、複数のアンテナを用いたダイバーシティ受信を行ってもよい。
【００４５】
図４は本発明の実施の形態１におけるＯＦＤＭ信号と階層化されていることを表す模式図である。
【００４６】
２７は周波数軸上で観測されたＯＦＤＭ信号の波形である。多数のキャリアが多重化されているＯＦＤＭ信号は、図に示すとおり台形状の波形として観測される。
【００４７】
２８はキャリアの一つであり、図４に示されるとおり、多数のキャリアが多重化されて一つの帯域を占有するＯＦＤＭ信号が形成される。このため周波数軸上に多数の情報を多重化することが可能であり、これを利用して階層化することが可能となる。一方、従来の技術で説明したＦＤＭやＴＤＭは周波数軸上では一つのキャリアを一つの帯域に割り当てた「シングルキャリア方式」であるため、周波数軸上で階層化することができない。
【００４８】
任意の数のキャリア（例えば１００キャリア）で１階層を構成し、１帯域のＯＦＤＭ信号に１０００キャリア含まれる場合には、１０個の階層を持たせることが可能となる。すなわち一つの帯域を占有する信号の中に１０個のチャネルを含めることが可能となり、同時に１０種類のデータを通信することが可能となる。
【００４９】
２９は一つの帯域で送信されるＯＦＤＭ信号を階層化したものである。図４では便宜的に階層１から階層４までの４つの階層が表されている。それぞれの階層には一定数のキャリアが含まれており、含まれるキャリアの個数と各キャリアの変調方式（たとえばＱＰＳＫであれば１キャリアあたり２ビットのデータを有しており、６４ＱＡＭであれば５ビットのデータを有している）に応じたデータ量が含まれている。
【００５０】
なお、図では各階層のキャリア個数は同数として表しているが、階層毎に含まれるキャリアの個数は異なってもよく、１キャリアで１階層を形成してもよい。また、階層に含まれる各キャリアのＱＰＳＫなどによる変調方式が階層毎に異なってもよい。
【００５１】
あるいは、子局の個数と階層の個数を同数として説明しているが、異なってもよい。
【００５２】
図５は本発明の実施の形態１における親局のブロック図である。親局には階層割り当て手段３０と上り回線処理部４０などが含まれる。
【００５３】
３１は階層分割部であり、階層割り当て情報供給部３２から供給された情報を基に、源データ６が分割される。図５では、階層１が子局５ａ用に割り当てられ（３３ａ）、同様に階層２は子局５ｂ用に割り当てられ（３３ｂ）、階層３は子局５ｃ用に割り当てられ、階層４は子局５ｄ用に割り当てられる。
【００５４】
次に、分割された階層毎のデータに対して３４ａ〜３４ｄの誤り訂正符号付与部において誤り符合が付与される。例えばリードソロモン符号や、巡回符号などである。
【００５５】
更に、ＱＰＳＫや多値ＱＡＭ変調などを用いてマップ部３５ａ〜３５ｄにおいて各ビットが複素平面上にマッピングされる。３６は階層合成部であり、階層毎にマッピングされたデータが再度多重化される。
【００５６】
３７は逆高速フーリエ変換部（以下「ＩＦＦＴ部」という）であり、各キャリアが相互に直交多重化される。これによりＯＦＤＭ信号が生成され、３８のアップコンバージョン部において、送信に必要な帯域にまで周波数が増加させられて、アンテナ７を通じて子局に送信される。
【００５７】
なお、少なくとも階層割り当て手段３０、ＩＦＦＴ部３７はＬＳＩ化することで、小型化、低コスト化が図られる。また上り回線処理部４０なども、ＬＳＩ化することが可能である。
【００５８】
図６は階層割り当て手段を信号フローから見た図である。
【００５９】
階層割り当てを信号の流れを基にして図６を用いて説明する。
【００６０】
４２はビットストリームであり、いわゆる１、０の情報であり、階層１に割り当てる分のデータから階層４に割り当てる分のデータまでがまとめられている。４３ａは階層１に割り当てる分のデータであり、４３ｂは階層２に割り当てる分のデータであり、４３ｃは階層３に割り当てる分のデータであり、４３ｄは階層４に割り当てる分のデータである。階層分割部３１にてビットストリーム４２は階層毎にパラレルに分割される。４４ａ〜４４ｄの４つに分割され、この時点ではまだ１，０で表されるビット信号である。
【００６１】
分割された階層毎のデータ４４ａ〜４４ｄは、マップ部３５ａ〜３５ｄにてＩ軸、Ｑ軸からなる複素平面の数値へ変換され、４５ａ〜４５ｄに示すように、キャリアが生成される。すなわち、４５ａは階層１に割り当てられたキャリアであり、同様に４５ｂは階層２に割り当てられたキャリアであり、４５ｃは階層３に割り当てられたキャリアであり、４５ｄは階層４に割り当てられたキャリアである。
【００６２】
ＩＦＦＴ部３７に階層毎のキャリア４５ａ〜４５ｄが入力し、相互に直交するＯＦＤＭ信号４６が生成される。これによりＯＦＤＭ信号４６は、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄに示す階層１から階層４までのキャリアによる階層構造を有する信号となり、階層割り当てが実現される。
【００６３】
なお、子局の数が増加するのに応じて階層の数を増加させることで、より多数の子局に対する同時多重通信が可能となる。
【００６４】
図７は、フィルタを用いた復調手段のブロック図であり、子局において必要とする階層のみを復調する方式の一つを表している。
【００６５】
図３と同じ番号を割り当てている要素は説明を割愛する。
【００６６】
４８はフィルタであり、一定の周波数帯域のみの信号を通過させるバンドパスフィルタにて構成される。図４に示すようにＯＦＤＭ信号は周波数軸上で階層化され各子局に対応するため、子局によって対応する階層のみを受信すればよい。フィルタ４８では、例えば子局５ａに対応する階層１の周波数帯域のＯＦＤＭ信号のみが通過される。子局５ｂであれば対応する階層２のみの周波数帯域のＯＦＤＭ信号のみが通過される。
【００６７】
これにより１つのＯＦＤＭ信号９の中から、子局において必要となる階層のみが抽出されて復調されることが可能となり、複数の子局に対する同時多重通信が可能となる。
【００６８】
なお、４８はバンドパスフィルタではなく、ローパスフィルタとハイパスフィルタの組み合わせで実現してもよい。
【００６９】
次に、図８はストリーム復調部のブロック図であり、子局において、必要とする階層のみを復調する別の方式を表している。
【００７０】
例えば、バースト誤りへの耐性向上のために周波数軸上でのインターリーブが行われている場合には、ＯＦＤＭ信号受信時には階層間をまたいで必要なデータが存在している可能性がある。このような場合には、全階層を受信した後に各子局に対応する階層のデータを復調する必要が生じる。
【００７１】
２２はストリーム復調部である。４９はビットストリーム生成部であり、誤り訂正されたＯＦＤＭ信号の全階層分のビット列がストリーム化される。５０はデインターリーブ部であり、送信時にインターリーブされているビットストリームが本来のビット順序に戻される。
【００７２】
５２は階層情報供給部であり、子局と階層の対応関係に関する情報が出力される。例えば子局５ａについては階層１が対応し、子局５ｂについては階層２が対応するとの情報である。あるいは、対応する階層の帯域幅についても必要に応じて情報も含まれている。
【００７３】
階層情報は階層認識手段５１に伝達され、子局と階層との対応関係情報から、当該子局において最終的に必要となる階層が認識される。
【００７４】
階層認識手段５１で認識された階層に従って、ストリーム化された全階層分のビットストリームから、必要な階層分のビットストリームのみが選択されて、階層データ抽出手段５３から出力される。最終的に、子局において必要となる階層分のビットストリームが、再生部２３において画像、音声の別にしたがって再生される。これにより、限られた帯域での複数の子局に対する同時多重通信が可能になる。
【００７５】
図９は従来方式と比較した効果を表す模式図である。
【００７６】
以上のように、親局と子局を階層化されたＯＦＤＭ信号で通信することで、図９に示すように、ＦＤＭの場合に比べて一定に限られた帯域の信号で、複数の子局に対する同時通信をなるという利点（５４）がある。更に、ＴＤＭの場合に比べて、時間的な分割が生じないため、単位時間当たりの伝送量を低下させる問題も解消して、複数の子局に対する同時通信が可能となる利点（５５）がある。
【００７７】
なお、親局と子局はコードレス電話の他に、ファクシミリ付の電話機とその子機であってもよい。
【００７８】
あるいは、親局と子局は構内ＰＢＸと構内電話であってもよい。
【００７９】
あるいは、親局と子局はプリンタサーバーとプリンタであってもよい。この場合には、スピーカ２４、ディスプレイ２５、マイク２６、送信部１３は不要で、印字用のヘッド装置などがこれらに代わる。
【００８０】
あるいは、親局と子局はＬＡＮサーバーとＬＡＮサーバーに接続されるクライアント端末であってもよい。この場合には、スピーカ２４、ディスプレイ２５、マイク２６はクライアント端末の表示装置や音声装置などに該当する。
【００８１】
また、親局と子局間の通信は、無線通信のみならず有線通信であっても同様である。
【００８２】
なお、子局から親局への送信、いわゆる上り通信については、親局から子局への下り通信に使用している帯域と異なる帯域を使用して同様に通信が実行される。
【００８３】
あるいは、上り通信については下り通信と異なりデータ量が少ない場合も多いので、従来のＴＤＭやＦＤＭによる多重通信を用いてもよい。
【００８４】
なお、各手段や各部がハードウェアではなくソフトウェア処理される場合でも同様の効果を奏する。
【００８５】
（実施の形態２）
図１０は実施の形態２における通信装置のブロック図である。
【００８６】
実施の形態２では、複数の子局の内、実際の通信状態にある子局が一部分である場合の通信について説明される。
【００８７】
６２は４つの子局の内、３つの子局が通信状態にある場合が示されている。すなわち、子局５ａから子局５ｃまでの３つが通信状態にあり、子局５ｄは非通信状態にある。図１０中において、破線で描かれている伝送路８ｄは非通信状態である。
【００８８】
５６に示すとおり、一つのＯＦＤＭ信号が４つの階層から形成される場合、４つの子局各々に各一つずつの階層を割り当てた場合に、通信状態にない子局５ｄに対して１階層分の信号を割り当てるのは伝送効率が悪い。
【００８９】
５７から５９は子局５ａ〜５ｃに対して割り当てられた階層である。
【００９０】
５７に示すように、子局５ａには階層１と階層２との２階層分が割り当てられる。子局５ｂには階層３の１階層分が割り当てられ、子局５ｃには階層４の１階層分が割り当てられる。子局５ｄは通信が確立していないため、階層が割り当てられない。実際にはＯＦＤＭ信号は一つの帯域での信号を形成するため、子局５ａから子局５ｄまでのすべてに対して同一波形のＯＦＤＭ信号が送信され、階層１、階層２に子局５ａに必要となるデータが含まれ、階層３に子局５ｂが必要とするデータが含まれ、階層４に子局５ｃが必要とするデータが含まれており、子局５ｄに対するデータはいずれの階層にも含まれていない。
【００９１】
通常、親局４と子局５ａ〜５ｄとの通信プロセスでは、通信コネクションの確立が実際の通信に先立って行われる。このため、親局４はいずれの子局が通信状態にあり、非通信状態にあるかを認識できる。すなわち、親局ではこの認識に従って、子局に対するＯＦＤＭ信号の階層割り当てが実行される。
【００９２】
以上の処理により、子局５ａに対しては、通常の倍の量のデータ送信が可能となり、データ効率が向上する。
【００９３】
一方６３は子局５ａと子局５ｂが通信状態にあり、残りの子局５ｃと子局５ｄが非通信状態にある場合である。
【００９４】
６０は子局５ａに対応する階層であり、階層１と階層２の２階層分が割り当てられている。６１は子局５ｂに対応する階層であり、階層３と階層４の２階層分が割り当てられている。通信が確立していない子５ｃと子局５ｄに対しては、階層が割り当てられない。
【００９５】
これにより、子局５ａと子局５ｂに対して伝送できるデータ量が通常の倍になり、データ効率が向上する。
【００９６】
あるいは、子局５ａに対して階層１、階層２、階層３の３階層分を割り当てて送信し、子局５ｂに対して階層４の１階層分を割り当てて送信することも可能である。これにより子局５ａが動画像など大量のデータを必要とし、子局５ｂは静止画など必要とするデータ量が少ない場合にも、効率よい適切なデータ伝送が可能となる。
【００９７】
なお、各手段や各部がハードウェアではなくソフトウェア処理される場合でも同様の効果を奏する。
【００９８】
（実施の形態３）
図１１は実施の形態３における通信装置のブロック図である。
【００９９】
実施の形態３は、通信状態にある子局の内、子局が必要とするデータ量の変動に応じて、割り当てる階層を動的に変化させて、データ伝送効率を更に向上させる方式である。
【０１００】
６５は親局から子局に対して送信されるＯＦＤＭ信号が有する階層である。実施の形態３では、子局の個数（４）より多い個数の階層構造（６）が表されている。
【０１０１】
６４は子局５ａから親局４に対して、子局５ａが必要とする伝送容量を通知する伝送容量情報伝達部である。図には示していないが、子局５ｂから子局５ｄにも、同様の伝送容量情報伝達部が含まれる。伝送容量情報伝達部６４は、親局と子局との間の通信コネクション確立プロセスの中で、各子局が必要とする伝送容量の情報が通知される。
【０１０２】
例えば、ある通信コネクションでは、子局５ａでは高精細な動画像を必要とするために、大量のデータ容量が必要であり、子局５ｃでは音声通信のみであるために、大量のデータ容量が不要である、などの情報が親局４に通知される。通知方法には、子局が必要とするデータ容量をｂｐｓ（ビットパーセコンド）のような絶対値で表す場合と、階層の個数で表す場合とが考えられる。
【０１０３】
図１１では親局４に対して子局５ａは３階層分のデータが必要であり、子局５ｂは２階層分のデータが必要であり、子局５ｃは１階層分のデータが必要である旨が通知されている状態である。
【０１０４】
６６は子局５ａに対して割り当てられる階層であり、階層１から階層３までの３階層分が割り当てられている。６７は子局５ｂに対して割り当てられる階層であり、階層４と階層５の２階層が割り当てられている。６８は同様に子局５ｃに対して割り当てられる階層であり、階層６の１階層分が割り当てられている。すなわち、１階層あたりのデータ量が同一であれば、子局５ａには子局５ｃの３倍のデータ量が伝送される。
【０１０５】
なお、６５に示す親局の有する階層子局の個数以上に細分化すれば、各子局が必要とする階層を、より精密に割り当てて伝送することが可能となる。
【０１０６】
一方、図１１の右半分に示すように、通信コネクションが切り替わり子局毎に必要となるデータ量が前の通信コネクションから変化した場合には、親局から子局に対して伝送される階層割り当てが変化する。
【０１０７】
６６は子局５ａに割り当てられる階層であり、階層１と階層２の２階層分の割り当てに変化している。同様に、子局５ｂに対しては階層３、階層４、階層５の３階層分の割り当てに変化し、子局５ｃは変わらず階層６の１階層分が割り当てられる。
【０１０８】
以上の処理のように、必要とするデータ容量の切り替わりに応じて、割り当てられる階層数が動的に変化することで、各子局に最適なデータ容量伝送が可能となる。
【０１０９】
なお、各子局からの必要データ容量の総和が、親局の有する階層数を超える量になっている場合には、親局において、比例配分や、重要度に応じた配分が実行された上で階層割り当てが実現される。
【０１１０】
例えば、通信コネクションの確立している子局が、子局５ａから子局５ｃまでで、子局５ａの要求が６階層分で、子局５ｂの要求が４階層分で、子局５ｃの要求が２階層分で、全部で１２階層分の要求があり、親局が６階層分を有している場合には、比例配分として、子局５ａに３階層分が割り当てられ、以下同様に、子局５ｂに２階層分、子局５ａに１階層分が割り当てられる。これにより、子局間でアンバランスなデータ伝送状態が発生することが回避できる。
【０１１１】
また、子局５ａと子局５ｂとが通信コネクション成立状態であり、それぞれが６階層分を要求しており、子局５ａは現通信コネクションでの伝送の重要度が高く、子局５ｂは現通信コネクションでの重要度が低い場合には、その重要度に応じて、子局５ａに４階層分が割り当てられ、子局５ｂに２階層が割り当てられる。重要度が高い場合とは、子局５ａがリアルタイム性の高い動画再生を必要とし、子局５ｂではリアルタイム性が低く、動画のフレームレートを落としてもよい場合などである。あるいは、子局５ａでの通信が優先で、子局５ｂでの通信は後回しでもよい場合などは、子局５ａの重要度が高く、子局５ａにのみすべての階層を割り当てて、子局５ｂは通信コネクションを強制的に遮断することも行われる。
【０１１２】
以上のように、重要度に従った階層割り当てが実現され、データ伝送効率が更に向上する。
【０１１３】
なお、各手段や各部がハードウェアではなくソフトウェア処理される場合でも同様の効果を奏する。
【０１１４】
（実施の形態４）
図１２は実施の形態４における通信装置のブロック図である。
【０１１５】
実施の形態４は、親局から子局への通信において中継局を経由する方式である。
【０１１６】
通信システムを構築する環境によっては、親局からすべての子局に対して直接通信する伝送路状態が劣悪で、中継局を必要とする場合が存在する。例えば、各子局が遮蔽物の陰に隠れてしまい、親局との無線通信が困難である場合である。あるいは、親局と子局の距離が大きく、有線通信路での信号波形歪みが大きくなり、受信性能への悪影響が大きくなるような環境である。
【０１１７】
６９は中継局である。
【０１１８】
中継局６９と親局４との間は、ＯＦＤＭ信号９が送信される。ＯＦＤＭ信号は実施の形態１で説明したとおり、多数のキャリアが直交多重されている信号であり、周波数軸上で複数の階層構造を持つ。
【０１１９】
中継局６９では、アンテナ７１によりこのＯＦＤＭ信号９が受信される。
【０１２０】
７２は復調手段であり、図３で説明したものと同じ構成要素からなり、ＯＦＤＭ信号からビットストリームを復調する。
【０１２１】
中継局６９で復調されたビットストリームは、各子局５ａ〜５ｄに伝送される。子局５ａ〜５ｄでは、再生手段７４ａ〜７４ｄにより受信したビットストリームの内、対応する階層についてのみ選択され、必要な音声、画像などのデータが再生される。子局５ａでは階層１のデータのみが再生され、同様に、子局５ｂでは階層２のデータが、子局５ｃでは階層３のデータが、子局５ｄでは階層４のデータのみが再生される。
【０１２２】
なお、あらかじめ中継局６９において、子局と階層との対応関係に関する情報が有されている場合には、中継局６９から子局へのビットストリーム伝送時に、各子局に必要な階層分のみのビットストリームを伝送することでも同様の効果が奏される。
【０１２３】
あるいは、子局５ａ〜５ｄから中継局６９に対して、子局と階層との対応関係に関する情報が通知されている場合には、中継局から子局へのビットストリーム伝送時に、各子局に必要な階層分のみのビットストリームを伝送することでも同様の効果が奏される。
【０１２４】
なお、複数の中継局が多段接続されてもよい。
【０１２５】
あるいは複数の中継局が並列的に配置され、各中継局グループの子局に対しての並行的な通信を実現してもよい。
【０１２６】
なお、実施の形態２と同様に通信コネクションの成立している子局の個数に応じて割り当てる階層の数を変化させることでデータ効率が向上する。
【０１２７】
あるいは、実施の形態３と同様に、子局の状態に応じて動的に子局に割り当てる階層の数を変動させることで、データ効率が向上する。
【０１２８】
なお、本実施の形態では中継局にてＯＦＤＭ信号の復調を行い、復調されたビットストリームを各子局に伝送する方式を示したが、中継局が親局からのＯＦＤＭ信号を再度そのまま子局に対して伝送し、実施の形態１のように子局においてＯＦＤＭ信号を復調してもよい。
【０１２９】
なお、各手段や各部がハードウェアではなくソフトウェア処理される場合でも同様の効果を奏する。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明によれば、親局と子局間の通信に、階層構造を有するＯＦＤＭ信号に代表される、周波数軸上で複数のキャリアが相互に直交多重する信号を用いることで、ＦＤＭに比較して狭い帯域での複数の子局への同時多重通信が可能となる。更にＴＤＭに比較して時分割を行う必要がなく、伝送容量を低下させず複数の子局に対しての同時多重通信が可能となる。
【０１３１】
また、親局と子局間通信に用いる信号の階層構造を、通信状態にある子局の個数に応じて階層割り当てや、子局の要求に応じた比例配分などでの階層割り当てにより、データ効率の向上が可能となる。
【０１３２】
また、親局と子局間に中継局が設けられた場合であっても、伝送容量を低下させず、一定帯域信号による同時多重通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるコードレス電話を表す模式図
【図２】本発明の実施の形態１における通信装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における子局のブロック図
【図４】本発明の実施の形態１におけるＯＦＤＭ信号と階層化されていることを表す模式図
【図５】本発明の実施の形態１における親局のブロック図
【図６】本発明の実施の形態１における階層割り当て手段を信号フローから見た図
【図７】本発明の実施の形態１におけるフィルタを用いた復調手段のブロック図
【図８】本発明の実施の形態１におけるストリーム復調部のブロック図
【図９】本発明の実施の形態１における従来方式と比較した効果を表す模式図
【図１０】本発明の実施の形態２における通信装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態３における通信装置のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態４における通信装置のブロック図
【図１３】本発明の従来の技術におけるＦＤＭを用いた従来の技術を表すブロック図
【図１４】本発明の従来の技術におけるＴＤＭを用いた従来の技術を表すブロック図
【符号の説明】
１  コードレス電話の親機
２ａ、２ｂ  コードレス電話の子機
３ａ、３ｂ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、７０  伝送路
４、８０  親局
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ  子局
６  源データ
７、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、７１、８１、８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ  アンテナ
９、５６  ＯＦＤＭ信号
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、５７、５８、５９、６０、６１、６６、６７、６８  復調された階層
１２、７２  復調手段
１３  送信部
１４  制御部
１５、３９  マルチプレクサ
１６  チューナー
１７  アナログデジタルコンバーター（）
１８  高速フーリエ変換部（）
１９  等化部
２０  デマップ部
２１  誤り訂正部
２２  ストリーム復調部
２３  再生部
２４  スピーカ
２５  ディスプレイ
２６  マイク
２７  ＯＦＤＭ信号波形
２８  キャリア
２９  ＯＦＤＭ信号の階層
３０  階層割り当て手段
３１  階層分割部
３２  階層割り当て情報供給部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  割り当てられた階層
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  誤り符号付与部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ  マップ部
３６  階層合成部
３７  逆フーリエ変換部（）
３８  アップコンバージョン部
４０  上り回線処理部
４１  上りデータ
４２  ビットストリーム
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ  階層毎のデータ
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ  階層毎のキャリア
４６  ＯＦＤＭ信号
４８  フィルタ
４９  ビットストリーム生成部
５０  デインターリーブ部
５１  階層認識手段
５２  階層情報供給部
５３  階層データ抽出手段
５４  周波数軸上での利点
５５  時間軸上での利点
６５  階層化されたＯＦＤＭ信号
６９  中継局
７３  伝送手段
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ  再生手段
８４  周波数分割多重
８５  時分割多重
８６  時分割マルチプレクサ
【図１】
2004242059.tif 000003
【図２】
2004242059.tif 000004
【図３】
2004242059.tif 000005
【図４】
2004242059.tif 000006
【図５】
2004242059.tif 000007
【図６】
2004242059.tif 000008
【図７】
2004242059.tif 000009
【図８】
2004242059.tif 000010
【図９】
2004242059.tif 000011
【図１０】
2004242059.tif 000012
【図１１】
2004242059.tif 000013
【図１２】
2004242059.tif 000014
【図１３】
2004242059.tif 000015
【図１４】
2004242059.tif 000016