(57)【要約】【課題】複数の送受信端末が時分割多重送信する通信路で、ビットストリームの送信を、所定の遅延時間内で行うことにある。【解決手段】無線によるデータ伝送の送信を制御信号により指定する送受信制御装置と、指定された送信時間に直交周波数分割多重信号を送信する複数の送受信装置とよりなるマルチキャリア送受信システムを、送受信制御装置から送信される送信許可制御信号により指定される送受信装置は、その制御信号に続けてビットストリームのデータ部分を送信手段３８により送信し、送信終了後に他の送受信端末から送信されるキャリア信号が存在するかをキャリア検出手段４２により検出し、検出されないときは次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を送信要求信号生成手段３６により生成して送信するようにし、ビットストリームの継続的な送信を行うマルチキャリア伝送装置を構成するようにした。【選択図】    図１
2004297316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワーク内で通信されるパケットデータの送信を、制御信号を送信することにより指定する送受信制御装置と、前記制御信号により指定され、直交周波数分割多重信号を送信する複数の送受信端末とよりなるマルチキャリア送受信システムにおいて、符号化された映像信号を含むビットストリームを伝送するマルチキャリア伝送方法であって、
前記制御信号で指定される指定送受信端末により、前記ビットストリームの前記パケットデータの送信間隔、又はその間隔よりも長い時間間隔で分割して得られるデータ部分を前記制御信号に続けて送信する第１のステップと、
その第１のステップの送信後に、前記データ部分を伝送した周波数帯域に他の送受信端末から送信されているキャリア信号が存在するかを検出する第２のステップと、
その第２のステップにおいて、キャリア信号の存在が検出されないときに、前記指定送受信端末は、前記ビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送する第３のステップと、
第１〜第３のステップを繰り返し、前記指定送受信端末は前記ビットストリームの継続的な送信を行うようになすことを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載するマルチキャリア伝送方法であって、
前記第３のステップで前記指定送受信端末が伝送する送信要求信号は、送信期間が１シンボル期間の直交周波数分割多重信号であることを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
【請求項３】
無線ネットワーク内で通信されるパケットデータの送信を、制御信号を送信することにより指定する送受信制御装置と、前記制御信号により指定され、直交周波数分割多重信号を送信する複数のマルチキャリア伝送装置とよりなるマルチキャリア送受信システムにおいて、符号化された映像信号を含むビットストリームを伝送するマルチキャリア伝送装置であって、
前記制御信号で指定される指定送受信端末により、前記ビットストリームの前記パケットデータの送信間隔、又はその間隔よりも長い時間間隔で分割して得られるデータ部分を前記制御信号に続けて送信するデータ送信手段と、
その第１のステップの送信後に、前記データ部分を伝送した周波数帯域に他のマルチキャリア伝送装置から送信されているキャリア信号が存在するかを検出するキャリア検出手段と、
その第２のステップにおいて、キャリア信号の存在が検出されないときに、前記ビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送する送信要求信号送信手段と、
を具備し、前記ビットストリームを継続的に送信するように構成することを特徴とするマルチキャリア伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式を用い、送信するデータはパケット構造を用い、バースト的に行うデータ伝送型のマルチキャリア伝送方法、及びマルチキャリア伝送装置に関し、特に複数の伝送装置により共通の周波数帯域を用いて時間分割により伝送すると共に、ビットストリームなどの連続的に伝送が必要な情報を伝送するマルチキャリア伝送方法、及びマルチキャリア伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットを中心とするマルチメディアネットワークの発達には目覚しいものがあり、世界各国ではＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を中心とする情報革命が進められている。そして、現在のマルチメディアネットワークは、主として有線により結合されるコンピュータを中心として利用されているが、利用者の利便性を図るための無線ネットワークシステムに係る製品も開発され、市場に出されている。
【０００３】
無線ネットワークとして現在用いられている方式として、２．４ＧＨｚ帯の周波数を用いるＩＥＥＥ８０２．１１（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ８０２．１１  ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）ｂに準拠するＤＳＳＳ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｓｐｒｅａｄ）方式のシステムがあり、ホームネットワークにおける無線結合方式として用いられている。
【０００４】
現在は、そのホームネットワークにより伝送されるデータは文字、静止画などのデータが中心であるが、さらにはビデオカメラで撮影した映像信号の伝送なども要求されている。その伝送方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ８０２．１１  ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ）ａによる通信システムがある。その方式は、５ＧＨｚのマイクロ波帯域でＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用い、情報信号の伝送は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｉａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式に適するパケット型、即ちバースト通信方式を用いて行っている。
【０００５】
図６に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａで審議されたマルチメディア移動アクセス用のＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータを示す。それらのＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータ仕様では、次数が６４であるＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）を用いてＯＦＤＭの信号を生成しており、そのＩＦＦＴは５３本のサブキャリアを６４個の時系列サンプル点信号により生成するようになされている。
【０００６】
図７に、ＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリアの配列を示す。
同図において、５３本のサブキャリアの内、４８本のサブキャリアはデータキャリアとして割り当てられ、ＩＦＦＴは供給される伝送すべき情報信号に基づいてこれらのデータキャリアをＢＰＳＫ（ｂｉ−ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（１６−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、又は６４ＱＡＭによりデジタル変調を行った信号として供給される。
【０００７】
また、そのＩＦＦＴに供給される信号は、パケット構成とされる情報データがバースト信号として供給され、そのバースト信号の先頭にはプリアンブルと称されるヘッダ信号が付されている。そして、そのプリアンブル信号の一部にはＱＡＭ信号を復号するために必要なリファレンスシンボルと称する基準信号が挿入されるようになっている。
【０００８】
そして、本願発明者が発明し本願出願人により出願、公開された特開２００２−１４１８８４号広報「マルチキャリア信号生成方法、マルチキャリア信号生成装置、及びその復号装置」（特許文献１参照。）によれば、ＦＦＴ回路により復調した信号をデジタル信号に変換するデマッピングのための、リファレンスキャリア信号の挿入間隔を受信される信号を、リファレンス信号解析手段８３により解析し、解析結果によりリファレンス信号挿入位置をリファレンス信号位置情報設定手段により定め、そのリファレンス位置情報信号と、供給される情報信号とを時分割多重したパケット信号として生成した後、複数のデジタル変調されたキャリア信号をマルチキャリア信号生成手段により空間伝送路に伝送する信号を生成するようにしている。
【０００９】
その送信された信号を受信する受信装置は、ヘッダ領域で伝送されるリファレンス信号間隔情報を復号し、その復号されたリファレンス信号間隔情報を基にしてリファレンス信号を得、その得られたリファレンス信号を基に信号点配置の基準レベルを得て、その基準レベルを基にフーリエ変換回路で復調されたデータをデマッピングすることにより復号動作が行われる。そして、その復号動作にかかるリファレンス信号間隔は、マスター機から伝送される情報により無線ネットワークに接続される送信装置は制御される。
【００１０】
図８に、機器Ａ、機器Ｂ、機器Ｃが無線ＬＡＮによりネットワーク結合されて構成される無線ネットワークシステムの構成例を示す。
同図において、機器Ａはデータを送信する送信端末として、機器Ｂはデータを受信する受信端末として結合されており、これらの端末間のデータの送受信は次のように行われる。
【００１１】
そして、機器Ａにより情報データであるデータａを送信し、機器Ｂはその情報データを受信するときには、機器Ａにより送信されるデータａの中には間欠的にリファレンス信号が挿入されるが、そのリファレンスシンボルの挿入、及びリファレンスシンボルの送信間隔は適応的に設定される。
【００１２】
そして、リファレンスシンボルの挿入された信号を送信するとき、受信側ではそのリファレンス信号を基にＯＦＤＭ変調された信号を復調し、復調して得られた信号をもとにデマッピングしてデジタル信号を得るが、それと同時に基準となる信号点配置の信号レベルを得ることが出来るため、その基準レベルを基にデマッピング動作を正確に行なうことが出来ている。
【００１３】
上記の例は、マスター機によりデータ送信機及びデータ受信機が制御され、マスター機の指示に従ってリファレンス信号が伝送され、それに基づく通信がなされる場合である。そして、そのレファレンス信号が基にされて多値ＱＡＭ信号の送受信がなされる。しかし、その伝送帯域内に他の送信機から送信される信号が混信波として混入される場合には正しい復調ができない。
【００１４】
即ち、受信されるＯＦＤＭ信号をＦＦＴにより周波数分析し、サブキャリア信号成分を得るときに、混信波の信号成分が正規の復号信号に対して妨害を与えるからであり、同一周波数帯域を複数の送信機が共用してＯＦＤＭ信号を送信するネットワーク通信システムでは、同一時刻に同一周波数帯域での送信がなされないように制御する必要がある。
【００１５】
その方法として、上記のマスター機である機器Ｃが機器Ｂ、及び図示しない他の送信機器に対してデータを送信すべき周波数帯域及び送信タイミングを指示し、複数の送信機器はその指示に従ったタイミングでＯＦＤＭ信号を送信するようにする。
【００１６】
そのような送信方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格により動作するネットワークサービスで高いＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を得る通信方法がある。その方法は、例えば無線ＬＡＮを構成する局の中で、ＱｏＳを必要とする高い優先度の局を予め識別しておく。そして、無線ＬＡＮのプロトコル上規定されている競合期間と無競合期間とを使い分けて送信するものである。
【００１７】
即ち、複数の局を１つのポーリングリストの組にグループ分けし、高い優先度の局として識別されている局にポーリングリストのサブセットから局を選択するための優先権を与える。次に、ポーリングリストのサブセット内に含めるための多数のグループ分けされた局を選択し、無競合期間中に高い優先度の局をポーリングするようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１８】
また、ＯＦＤＭ物理層を使用するＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システムのための符号化方式として、デバイス間の高データレート情報信号の送信を可能にする符号化方式がある。そして、ＣＳＭＡプロトコルがＯＦＤＭ物理層、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＣＳＭＡプロトコル内部符号および組織符号を含むものとする。また、外部符号生成器を有しており、その外部符号生成器において内部で符号化されたデータおよび未符号化データを含む外部符号語を生成するようにする。次に、固定数のデータビットをもつＯＦＤＭシンボルのデータビットの小さな倍数に生成外部符号語を適合させ、外部符号とＣＳＭＡプロトコル内部符号とを使用して高データレートの情報を伝送するようにしている（例えば、特許文献３参照。）。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００２−１４１８８４号公報
【特許文献２】
特開２００２−３１４５４６号公報
【特許文献３】
特開２００２−１９８９３６号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＯＦＤＭ信号はマルチパスによる干渉信号に対しては誤り率の増加を小さく押さえることができるが、同一周波数帯域内の信号に対してはお互いに干渉し合うため、他の送信端末がＯＦＤＭ信号を送信していないときに自局の信号を伝送するようにする必要がある。
【００２１】
そこで、送信端末同士で送信時間の調整を行うようにし、送信端末は、例えば４ｍ秒以内に送信しようとする帯域の信号を検出し、キャリアが検出されたときは直ちに送信を停止し、キャリアが検出されないときには４ｍ秒以内の送信を認めるようにし、送信端末はＯＦＤＭ信号を送信して良いと判断されたときに送信する方法がある。
【００２２】
しかし、ＭＰＥＧ（ｍｏｖｉｎｇ  ｐｉｃｔｕｒｅ  ｅｘｐｅｒｔｓ  ｇｒｏｕｐ）などにより圧縮符号化されたディジタル映像信号を、他の送信端末がＯＦＤＭ信号を送信していないときに自局の信号を伝送する場合では、信号の伝送が不定期となり伝送されるデータ量が変動する。そして、圧縮符号化された映像信号を伝送するときには、その信号を一時記憶するバッファメモリのデータがオーバフロー、及びアンダーフローするなどにより、再生される映像の動きに障害が生じる。
【００２３】
そこで、複数の送信端末に対する送信時間の制御をマスター機の指示により行う方法がある。その方法では、マスター機にＱｏＳを確保しつつ伝送すべき情報があることを届け、マスター機は他の送信端末との送信時間の調整を行い、その結果許可された時間にＯＦＤＭ信号を送信する、上述の図８に示したと同様のマスター機による管理を行う方法が応用可能である。
【００２４】
そこで本発明は、それぞれの送信端末のパケットデータ送信のための時間情報をマスター機から各送信端末に伝送し、それぞれの送信端末から送信されるデータ期間の同期を取るようにし、仮に複数の送信端末から同時に送信される信号同士がある場合であっても、干渉により生じるデータ誤り期間を最小に保つようにする。そして、それぞれの送信端末から送信される信号は、送信の直前に行うキャリアセンスのキャリア検出結果を基に、それぞれの送信端末が個別に送信の判定をできるようにする。また、キャリアセンスの結果送信可能な状態にあるときには、符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるようにした最小時間間隔のＯＦＤＭ信号を伝送するようになすマルチキャリア伝送方法、及びマルチキャリア伝送装置の構成を実現しようとするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の１）〜３）の手段より成るものである。
すなわち、
【００２６】
１）  無線ネットワーク内で通信されるパケットデータの送信を、制御信号を送信することにより指定する送受信制御装置と、前記制御信号により指定され、直交周波数分割多重信号を送信する複数の送受信端末とよりなるマルチキャリア送受信システムにおいて、符号化された映像信号を含むビットストリームを伝送するマルチキャリア伝送方法であって、
前記制御信号で指定される指定送受信端末により、前記ビットストリームの前記パケットデータの送信間隔、又はその間隔よりも長い時間間隔で分割して得られるデータ部分を前記制御信号に続けて送信する第１のステップ（３４、３５、３８）と、
その第１のステップの送信後に、前記データ部分を伝送した周波数帯域に他の送受信端末から送信されているキャリア信号が存在するかを検出する第２のステップ（４２）と、
その第２のステップにおいて、キャリア信号の存在が検出されないときに、前記指定送受信端末は、前記ビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送する第３のステップ（３６、３５、３８）と、
第１〜第３のステップを繰り返し、前記指定送受信端末は前記ビットストリームの継続的な送信を行うようになすことを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
２）  上記１）項に記載するマルチキャリア伝送方法であって、
前記第３のステップで前記指定送受信端末が伝送する送信要求信号は、送信期間が１シンボル期間の直交周波数分割多重信号であることを特徴とするマルチキャリア伝送方法。
３）  無線ネットワーク内で通信されるパケットデータの送信を、制御信号を送信することにより指定する送受信制御装置と、前記制御信号により指定され、直交周波数分割多重信号を送信する複数のマルチキャリア伝送装置とよりなるマルチキャリア送受信システムにおいて、符号化された映像信号を含むビットストリームを伝送するマルチキャリア伝送装置であって、
前記制御信号で指定される指定送受信端末により、前記ビットストリームの前記パケットデータの送信間隔、又はその間隔よりも長い時間間隔で分割して得られるデータ部分を前記制御信号に続けて送信するデータ送信手段（３４、３５、３８）と、
その第１のステップの送信後に、前記データ部分を伝送した周波数帯域に他のマルチキャリア伝送装置から送信されているキャリア信号が存在するかを検出するキャリア検出手段（４２）と、
その第２のステップにおいて、キャリア信号の存在が検出されないときに、前記ビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送する送信要求信号送信手段（３６、３５、３８）と、
を具備し、前記ビットストリームを継続的に送信するように構成することを特徴とするマルチキャリア伝送装置。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のマルチキャリア伝送方法、及びマルチキャリア伝送装置の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
図１に、第１の実施例に関わるマルチキャリア送受信システムの概略構成を示し、図面を参照しその動作について述べる。
【００２８】
同図に示すマルチキャリア送受信システムは、ビデオカメラ１、ＭＰＥＧエンコーダ２、複数の送受信端末３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、マスター機５、ＭＰＥＧデコーダ７、及びＴＶ８よりなっている。
【００２９】
まず、ビデオカメラ１により撮影して得られるビデオ信号はＭＰＥＧ（ｍｏｖｉｎｇ  ｐｉｃｔｕｒｅ  ｅｘｐｅｒｔｓ  ｇｒｏｕｐ）エンコーダ２に供給される。そこではＭＰＥＧにより制定された符号化標準により符号化されたビットストリームが生成される。そのビットストリームは送受信端末３ａに供給される。そこでは所定のビット数ごとに区切られてパケット化され、次に誤り訂正信号の付加、及びＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）がなされてＯＦＤＭ信号が生成される。
【００３０】
そのＯＦＤＭ信号にはガードインターバル信号が付加され、高周波信号に変換され、後述のマスター機５に制御されるタイミングにより空中線を介して空間伝送路に送信される。
【００３１】
空間伝送路に送信された信号は送受信端末３ｂにより受信され、高周波信号処理、及びＯＦＤＭ信号の復号化処理がなされてビットストリーム信号が得られ、その信号はＭＰＥＧでコーダ７に供給される。そこでは、ＭＰＥＧに規定される方法により復号化されてビデオ信号が得られ、ＴＶ８に供給され映像信号が表示される。
【００３２】
ここで、送受信端末３ａから送受信端末３ｂに伝送されるＯＦＤＭ信号はパケット化された信号であり、ビットストリームは分割されたディジタルデータの部分毎に送信される。そして、ＭＰＥＧエンコーダ２及びＭＰＥＧデコーダ７にはビットストリームを一時記憶するバッファを有しており、ＭＰＥＧデコーダ側のバッファに一時記憶されるデータがオーバフロー又はアンダーフローしない限り連続するビデオ信号が得られる。
【００３３】
そこで、送受信端末３ａから伝送されるパケット信号と、次のパケット信号の間に第３の送受信端末３ｃから送受信端末３ｄへの情報信号の伝送を行う。ここで、送受信端末３ｃから伝送される信号は、いわゆる静止画像、文字データなどの情報であり、伝送が遅延する場合であっても構わない信号である。
【００３４】
そして、マスター機５はそれらの送受信端末から送信される信号の時間管理を行う。即ち、マスター機５は、後述の方法により空間伝送路に送信を待機する送受信端末に対してＯＦＤＭ信号の送信許可を与えると共に、その送信に係るパケットの時間位置の指定を行っている。
【００３５】
以上、マルチキャリア送受信システムの構成とその動作について概説した。
次に、送受信端末３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、及びマスター機５に搭載される送信部及び受信部の構成と動作について述べる。
図２に、第１の実施例に係る送信部の構成を示し、図面を参照しつつその動作について述べる。
【００３６】
同図に示す送受信端末の送信部は、ストリーム判定器３１、ヘッダ信号生成器３２、誤り訂正信号付加器３３、マッピング器３４、逆フーリエ変換器３５、ストリームフラグ生成器３６、ガードインターバル付加器３７、及び高周波信号処理器３８より構成される。
【００３７】
まず、ＭＰＥＧエンコーダ２により符号化され、生成されたビットストリームは情報信号入力端子を介して誤り訂正信号付加器３３に供給されて誤り訂正信号の付加がなされると共に、ストリーム判定器３１にも供給される。そして、ストリーム判定器３１では入力される情報信号が連続して伝送される必要のあるビットストリーム信号であるか否かの判定がなされる。
【００３８】
次に、ビットストリーム信号であるとして判定されたときには、その判定結果をヘッダ信号生成器３２に供給する。そのヘッダ信号生成器３２は、パケット化されるデータの最初の部分に付加されるヘッダ信号に、ストリーム信号であることを示すストリームフラグを立てるようにし、優先順位の高いパケット化信号を伝送することを示す。
【００３９】
ヘッダ信号生成部３２で生成されたヘッダ信号と、誤り訂正信号付加器３３で生成されたビットストリームが分割されて誤り訂正信号の付加された信号とはマッピング回路３４に供給される。そこでは、多値ＱＡＭ変調されて生成されるＯＦＤＭ信号のそれぞれのサブキャリア毎に対する信号点情報がマッピングにより与えられる。
【００４０】
そして、ＱＡＭ平面上にマッピングされた各サブキャリアごとのマッピング情報は逆フーリエ変換器３５に供給され、そこではシンボル期間を窓とする逆フーリエ演算によりＯＦＤＭ信号が生成され、その生成されたＯＦＤＭ信号はガードインターバル付加回路３７に供給される。
【００４１】
その、ガードインターバル付加回路３７では、逆フーリエ変換器３５で生成されたシンボル期間の最後の部分のＯＦＤＭ信号がコピーされてシンボル期間の信号の最初の部分に付加されることにより、空間伝送路で生じるいわゆるマルチパスに対して伝送歪の影響を受けにくいＯＦＤＭ信号として生成される。その生成されたＯＦＤＭ信号は高周波信号処理回路３８により、伝送帯域である５ＧＨｚ帯の信号に変換され、アンテナを介して空間伝送路に送信される。
【００４２】
なお、ストリームフラグ生成器３６は、上記のビットストリームのパケット信号を伝送した後に後記のキャリアセンスを行い、キャリアが検出されないときに伝送するストリームフラグを生成するための回路であり、その動作については後述する。
【００４３】
以上、送受信端末の送信部の構成とその動作について述べた。次に、受信部について述べる。
図３に、第１の実施例に係る受信部の構成を示し、図面を参照しつつその動作について述べる。
【００４４】
同図に示す受信部は、高周波信号処理器４１、キャリアセンス器４２、ガードインターバル除去器４４、フーリエ変換器４５、デマッピング器４６、誤り信号訂正処理器４７、及びヘッダ信号取得器４８より構成される。
【００４５】
まず、空間伝送路を介して受信されるＯＦＤＭ信号は高周波信号処理器に供給され、そこでは５ＧＨｚ帯の信号は増幅及び周波数変換されて中間周波数の信号として得られる。その得られた中間周波数信号の一部は、キャリアセンス器４２に供給されて後述のストリームフラグを生成するためのキャリア信号の検出出力を生成すると共に、信号の他の一部はガードインターバル除去器４４に供給される。
【００４６】
そのガードインターバル除去器４４では、送信部で付加されたガードインターバルの信号が除去され、その除去によりマルチパス歪成分の除去されたＯＦＤＭ信号はフーリエ変換器４５に供給される。そこでは、図示しない同期信号発生器により発生されたシンボル期間信号が用いられてＯＦＤＭ信号のＦＦＴ演算が行われ、マッピング信号が得られる。
【００４７】
そのマッピング信号はデマッピング器４６に供給されて復号化データが得られ、その復号化データの一部はヘッダ信号取得器に供給され、送信部から伝送されたヘッダ信号が得られると共に、復号化データの他の一部は誤り信号訂正処理回路４７に供給されて誤りデータの訂正がなされる。そして、伝送されたビットストリーム信号が得られ、受信部から出力される。
【００４８】
以上、送受信端末及びマスター機の送信部及び受信部の構成とその動作について述べた。なお、マスター機には、それぞれの送受信端末から送信される信号を制御するための図示しない制御信号生成器が格納されている。
次に、複数の送受信端末とマスター機が共通の周波数帯域を共用し、共通のパケットデータ期間により時分割されてなされる通信の方法について述べる。
【００４９】
図４に、第１の実施例に係りマスター機５、送受信端末３ａ、及び送受信端末３ｃにより送信される信号と、その時間の関係を示す。
同図において、横軸は時間であり、縦には（１）がマスター機５が送受信する信号、（２）は送受信端末３ａが、そして（３）は送受信端末３ｃが送受信する信号である。また、点線で囲んだ期間は受信動作を、太線で囲んだ期間は送信動作を行うことを示している。
【００５０】
そして、（１）におけるＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ）は、その期間に送信されている信号があるかないかを検出するためのキャリアセンスのための受信期間であり、その期間にキャリアセンス器４２により伝送帯域内に他の送受信端末から送信されるキャリア信号が存在するか否かの検出を行う。キャリアが検出されるときには次のＣＮＴ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｉｇｎａｌ）の送信を休止し、受信動作を継続する。
【００５１】
そのマスター機５から送信されるＣＮＴは、それぞれの送受信端末に対してパケットデータの同期を取らせるための信号であると共に、特定の送受信端末に対してＣＮＴに続けてデータ送信の許可を与えるための制御信号である。
【００５２】
ここで、前述の図１に示したマルチキャリア送受信システムの場合では、送受信端末３ａがビットストリームの送信を行っており、優先順位が高く設定されているため、マスター機はその送受信端末３ａに対して送信許可を与えるための制御信号を送信する。
【００５３】
送信許可を受けた送受信端末３ａは、ビットストリームのデータを送信する。そして、そのパケットの期間に送信されるデータ量はＭＰＥＧエンコーダ２から出力されるデータ量によって異なっている。即ち、ビデオカメラ１により撮影される映像の冗長度が大きいときには符号化によるデータ量が減少し、その期間に送信されるデータ量も減少する。
【００５４】
送受信端末３ａは、データ▲１▼を送信した後、キャリアセンス（ＣＳ）を行い、他の送受信端末から送信されているキャリアがあるか否かを検出する。キャリアが検出されないときには、ＳＦＧ信号を送信する。そのＳＦＧ信号はＯＦＤＭ信号の単一シンボル（Ｓ）期間（窓期間）に送信されるフラグ（ＦＧ）信号であり、ＯＦＤＭ信号を構成するための最小時間単位の信号である。
【００５５】
そのＳＦＧ信号の送信目的は、送受信端末３ａはビットストリームを送信中であり、プライオリティの高い送信順序にあることを示すためのフラグ信号であることを主張している。そのフラグ信号はマスター機５により受信され、その後のパケット信号の送信端末を選択するための順位を決める参考信号として扱われる。
【００５６】
一方、送信の遅延時間に対して影響を受けにくい送受信端末３ｃは、送受信端末３ａのＳＦＧ送信後にキャリアセンス（ＣＳ）を行い、キャリアが検出されないときにはデータ▲４▼を送信する。データ▲４▼の送信期間は（１）の次のＣＳ受信がなされる手前に終了するのが好ましい。そして、次のＣＳの手前でデータ▲４▼の送信が終了したときにはマスター機５は次のパケット信号送信のためのキャリアセンス（ＣＳ）動作、及びＣＮＴの送信を行う。
【００５７】
以上、マスター機５、送受信端末３ａ、及び送受信端末３ｃの間でなされるビットストリームの送信、及び静止画、文字などの情報の送信の方法について述べた。この送信方法によれば、データパケットの送信期間はマスター機５のＣＮＴ信号の送信後から、次のＣＮＴ信号が送信される例えば１６マイクロ秒手前であるＣＳ基間の開始されるまでの時間であり、データ送信期間を一定の時間間隔に保つことができている。
【００５８】
その一定の時間間隔で繰り返して設定されるデータパケットの送信期間により、優先順位の高いビットストリームの送信が可能とされるため、ＭＰＥＧデコーダのバッファに蓄積されるデータのオーバフロー、アンダフローが生じることがなく、連続する映像信号の伝送を行うことができる。
【００５９】
さらに、伝送する映像信号の冗長度が多いときなど、データパケットの期間の一部でのみデータ伝送を行うときには、残りの期間を他の送受信端末に対するデータ送信期間として使用できるため、伝送帯域を有効に使用できる。
【００６０】
さらに、ビットストリームのデータ伝送期間がデータパケット期間に対して短時間に終了したときには、キャリアセンス（ＣＳ）の後に、ＳＦＧによりビットストリーム伝送のためのフラグ情報を伝送するため、次回のデータパケット使用に対する実質的な予約を行うことができる。
【００６１】
以上、マルチキャリア送受信の構成とその動作について述べた。
そして、この方法によれば、固定長のデータパケットを用いるデータ伝送と、データ伝送の直前にキャリアセンスを行う伝送との両者を取り入れた伝送効率の良いデータ伝送方法を実現することができる。
【００６２】
さらに、上述したマルチキャリア信号送受信端末によるデータ伝送は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ  ２、及びＭＭＡＣなどで採用されているパケット化されたデータをバースト的に伝送するマルチメディア信号伝送用直交周波数分割多重通信方式に応用することができる。
【００６３】
また、上述のシステムを国内で用いるときには、いわゆる４ｍ秒ルールとして規定されている「４ｍ秒以内にキャリアをセンスして他に使用者が存在するか否かを調べ、存在するときには直ちに送信を停止しなければならない」を遵守することができる。
【００６４】
さらに、このルールは例えばマスター機５により制御されている送受信端末は、マスター機５によりキャリアセンスを行うことも許可しているため、固定長のデータパケット期間によるデータ伝送ができている。即ち、そのルールではローカル無線ネットワークを構成するマスター機及び複数の送受信端末のうちの１つによりキャリアセンスの動作がなされれば良いとされている。
【００６５】
そしてまた、データ▲２▼の伝送後のキャリアセンス後のＳＦＧ伝送後は、４ｍ秒以内であればデータの再送が許可されているため、データの再送を行う。そして、データの再送は制御信号（ＣＮＴ）の後になされるため、仮に再送期間中に他の送受信端末と送信が重なる場合であっても、その重なりは単一のデータ期間内に終了するため、それにより生じたデータ誤りは誤り信号訂正処理器４７により訂正できる確率が高い。
【００６６】
そして、データパケットの基間は、例えば４ｍ秒より短い期間であり、その期間は複数のシンボル期間により構成されるデータ期間であれば送信するデータと同期させた信号処理を好適に行うことができる。
【００６７】
また、前述の図４において、データ伝送後に行うキャリアセンスの期間を、例えば４シンボル期間である１６μ秒とし、それに続けて単一シンボル期間のフラグ信号（ＳＦＧ）を送信するようにしている。
【００６８】
その方法によれば、単一シンボル期間のＯＦＤＭ信号は、データ受信時に使用した同期信号をそのまま用いて単一シンボル期間の信号を復号できるため周波数帯域の利用効率が高い。
【００６９】
即ち、無信号に続けてＯＦＤＭ信号を送信する場合には、受信回路部をその信号に同期させるためのプリアンブル信号を前置して伝送する必要がある。しかし、マルチキャリア送受信システムとして示した実施例の方法によれば、単一シンボル期間のＯＦＤＭ信号を復号するための同期信号は、データ受信時に生成された同期信号をそのまま継続して用いるようにしているため、例え１シンボル期間の信号であっても正常に受信させることができる。
【００７０】
なお、データ伝送後のキャリアセンスでキャリア信号が検出された時には、キャリアセンスを継続して行い、キャリア信号が検出されなくなった時点でビットストリームの伝送を希望するフラグ信号を送信する。その場合には、受信側で自走している同期信号に位相誤差が生じることとなる。その場合はプリアンブル信号を伝送し、その後に１シンボル期間のフラグ信号を送信するようにしても良い。
【００７１】
以上、マスター機５により制御される送受信端末３ａがビットストリームを伝送する場合について述べた。そして、上述の動作はマスター機５がビットストリームを伝送する場合であっても同様な動作を行う。
【００７２】
図５に、第２の実施例によるマスター機５により送信され、送受信端末３ａにより受信される場合の時間関係を示す。
この例の場合は、マスター機５により送信される（４）ビットストリームを送受信端末３ａにより受信する（５）場合の例である。
【００７３】
動作については、第１の実施例と同様になされる。そして、図中に示した▲６▼の期間にキャリアセンスをキャリアが検出されなくなるまで多数回実行し、その期間内にキャリアの検出がなされないときがあれば、次の▲７▼のＣＮＴ、及びデータ▲２▼の伝送が可能となる。
【００７４】
以上、第１及び第２の実施例と共に、キャリアセンスを行いながら、連続するビットストリームの送信を行う無線ローカルネットワークの構成と、その動作について述べた。
【００７５】
そして、伝送されるビットストリームとして映像信号を圧縮符号化して得られるビットストリームの伝送を例として述べたが、そのデータ期間で送信されるビットストリームは音響信号を圧縮符号化して得られるデータであっても、同様に連続する音響信号の送信を可能とするものである。
【００７６】
【発明の効果】
本発明のマルチキャリア伝送方法によれば、送受信端末は、送受信制御装置により送信の許可がなされる制御信号に続けてビットストリームのデータ部分を指定された周波数帯域で送信し、その送信終了後に、他の送受信端末から送信されているキャリア信号が存在するかを検出し、キャリア信号の存在が検出されないときはビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送するようにし、ビットストリームの継続的な送信を行うようにしているため、それぞれの送信端末から送信される信号のデータパケット期間の同期を取るようにして干渉により生じるデータ誤り期間を最小に保つと共に、それぞれの送信端末から送信される信号は、送信の直前に行うキャリアセンスの結果を基にそれぞれの送信端末が個別に、短時間で検出できるようにしているため、符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるマルチキャリア伝送方法を提供することができる効果がある。
【００７７】
また、本発明の送信要求信号をビットストリームのデータ部分送信後にキャリアセンスを行って送信するマルチキャリア伝送方法によれば、その送信要求信号は送信期間が１シンボル期間の最小時間単位の直交周波数分割多重信号であるため、伝送帯域の利用効率の低下を最小限にすると共に、次のビットストリームのデータ部分を送信するためのデータ送信要求を行うことが出来るため、更に好適な符号化された映像信号の送信がスムーズに行えるマルチキャリア伝送方法を提供することができる効果がある。
【００７８】
本発明のマルチキャリア伝送装置によれば、その伝送装置は送受信制御装置より送信される送信許可を行うための制御信号に続けて、ビットストリームのデータ部分を指定された周波数帯域で送信し、その送信終了後に、他の送受信端末から送信されているキャリア信号が存在するかを検出し、キャリア信号の存在が検出されないときはビットストリームの次のデータ部分の送信許可を要求する送信要求信号を伝送するようにし、与えられた許可によりビットストリームの継続的な送信を行うようになすしているため、それぞれの送信端末から送信される信号のデータパケット期間の同期を取るようにし、仮に他の送受信装置から送信されるキャリアとの干渉によりデータ誤りが生じる場合であってもそのデータ誤り期間を最小に保つ。そして、それぞれの送信端末から送信される信号は、送信の直前に行うキャリアセンスの結果を基にそれぞれの送信端末が個別に、短時間で検出できるようにしているため、符号化された映像信号を含むビットストリームの送信をスムーズに行うことのできるマルチキャリア伝送装置の構成を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る、マルチキャリア送受信システムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る、マルチキャリア信号送信部の概略ブロックを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る、マルチキャリア信号受信部の概略ブロックを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る、マルチキャリア信号送受信システムの動作タイミングを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る、マルチキャリア信号送受信システムの動作タイミングを示す図である。
【図６】従来のパケット化データをバースト的に伝送するマルチメディア移動アクセス用ＯＦＤＭデータシンボルの主要パラメータを示したものである。
【図７】従来のマルチメディア移動アクセス用のＯＦＤＭ送信端末から送信されるサブキャリアの構成を示した図である。
【図８】従来のマスター機により動作制御を行う無線ネットワークシステムの構成例を示した図である。
【符号の説明】
１  ビデオカメラ
２  ＭＰＥＧエンコーダ
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  送受信端末
５  マスター機
７  ＭＰＥＧデコーダ
８  ＴＶ
３１  ストリーム判定器
３２  ヘッダ信号生成器
３３  誤り訂正信号付加器
３４  マッピング器
３５  逆フーリエ変換器
３６  ストリームフラグ生成器
３７  ガードインターバル付加器
３８  高周波信号処理器
４１  高周波信号処理器
４２  キャリアセンス器
４４  ガードインターバル除去器
４５  フーリエ変換器
４６  デマッピング器
４７  誤り信号訂正処理器
４８  ヘッダ信号取得器
【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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【図７】
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【図８】
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