(57)【要約】【課題】  マルチ搬送波送信システム及びそのデータ送信方法を提供する。【解決手段】  ここに開示マルチ搬送波送信システムは、送信しようとするデータを副搬送波に変換するエンコーダ、前記エンコーダから提供された一フレーム内の各副搬送波の位相をシフトする第１シフトと、前記位相シフトされた周波数領域内の副搬送波を時間領域内のデジタルデータ列に変換する反転高速フーリエ変換ユニットと、前記ＩＦＦＴユニットからの前記時間領域内のデジタルデータ列の手順を再配列する第２シフトと、及び前記第２シフトからの前記再配列されたデータ列の後半部に前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する挿入器と、を含む。このようなマルチ搬送波送信システムは、簡単な素子を利用して副搬送波再配置機能と保護区間挿入機能を実行することによって、データ処理時間が減少する。その結果、通信システム全体の送信効率が向上する。【選択図】      図９
2004159324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ搬送波送信システムにおいて、
送信しようとするデータを副搬送波に変換するエンコーダと、
前記エンコーダから提供された一フレーム内の各副搬送波の位相をシフトする第１シフトと、
前記位相シフトされた周波数領域内の福搬送波を時間領域内のデジタルデータ列に変換する反転高速フーリエ変換ユニットと、
前記ＩＦＦＴユニットからの前記時間領域内のデジタルデータ列の順序を再配列する第２シフトと、
前記第２シフトからの前記再配列されたデータ列の後半部に前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する挿入器と、を含む、ことを特徴とするマルチ搬送波送信システム。
【請求項２】
前記データ列の長さはＮ(Ｎはプラスの整数)であり、前記再配列されたデータ列の一部は長さがＧ(Ｇは<Ｎであるプラスの整数)である保護区間である、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項３】
前記保護区間は、前記エンコーダから出力される一フレームの副搬送波のうち最後のＧ個の副搬送波に対応する、ことを特徴とする請求項２に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項４】
前記第１シフトは、前記保護区間が前記データ列の前半部に位置するように、前記各副搬送波の位相をシフトする、ことを特徴とする請求項３に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項５】
前記保護区間の長さＧは前記データ列の長さＮの１／４である、ことを特徴とする請求項４に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項６】
前記第１シフトは、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を−９０°シフトさせるための第１位相シフトと、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を−１８０°シフトさせるための第２位相シフトと、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を９０°シフトさせるための第３位相シフトと、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記第１乃至第３位相シフトから出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する選択器と、を含む、ことを特徴とする請求項５に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項７】
前記第１位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波に−ｊを掛ける第１掛け算器である、ことを特徴とする請求項６に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項８】
前記第２位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波に−１を掛ける第２掛け算器である、ことを特徴とする請求項６に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項９】
前記第３位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波にｊを掛ける第３掛け算器である、ことを特徴とする請求項６に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１０】
前記選択器は、
クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、
前記カウント値に応答して前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記第１乃至第３掛け算器から出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力するマルチプレクサと、を含む、ことを特徴とする請求項７または請求項９に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１１】
前記カウンタは２ビットカウンタである、ことを特徴とする請求項１０に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１２】
前記エンコーダから出力される前記副搬送波は、Ｉチャンネル副搬送波とＱチャンネル副搬送波を各々含む、ことを特徴とする請求項５に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１３】
前記第１シフトは、
前記Ｉチャンネル副搬送波に−１を掛ける第１掛け算器と、
前記Ｑチャンネル副搬送波に−１を掛ける第２掛け算器と、
クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、
前記Ｉチャンネル副搬送波、前記Ｑチャンネル副搬送波、前記第１掛け算器からの出力、そして前記第２掛け算器からの出力のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する第１マルチプレクサと、
前記Ｑチャンネル副搬送波、前記第１掛け算器からの出力、前記第２掛け算器からの出力、及び前記Ｉチャンネル副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する第２マルチプレクサと、を含む、ことを特徴とする請求項１２に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１４】
前記カウンタは２ビットカウンタである、ことを特徴とする請求項１２に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１５】
前記保護区間の長さＧは前記データ列の長さＮの１／２である、ことを特徴とする請求項４に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１６】
前記第１シフトは、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を１８０°シフトさせるための位相シフトと、
前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記位相シフトから出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する選択器と、を含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１７】
前記第１シフトから前記ＩＦＦＴユニットに入力される前記副搬送波は、各周波数０から２πまで対応する、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１８】
前記周波数シフトは、
前記第１シフトからの前記副搬送波に−１を掛ける掛け算器と、
クロック信号に応答して前記第１シフトからの前記副搬送波と前記掛け算器からの前記副搬送波を交互に出力する選択器と、を含む、ことを特徴とする請求項１７に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項１９】
前記選択器は、
クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、
前記カウント値に応答して前記第１シフトからの前記副搬送波と前記掛け算器からの前記副搬送波を選択的に出力するマルチプレクサと、を含む、ことを特徴とする請求項１８に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項２０】
前記カウンタは１ビットカウンタである、ことを特徴とする請求項１９に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項２１】
前記挿入器は、
前記周波数シフトからのデータ列のうち前記保護区間を貯蔵するためのシフトレジスタと、
前記周波数シフトからのデータまたは前記シフトレジスタのデータのうち一つを選択的に出力するマルチプレクサと、
前記シフトレジスタと前記マルチプレクサを制御するための制御信号を出力するコントローラと、を含む、ことを特徴とする請求項３に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項２２】
チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換する変換器と、
前記変換器からのデジタルデータ列に含まれた前記保護区間を除去する保護区間除去器と、
前記デジタルデータ列の順序を再配列する第３シフトと、
前記第３シフトからの前記時間領域内のデジタルデータ列を前記周波数領域内の副搬送波に変換する高速フーリエ変換ユニットと、
前記副搬送波を復調するデコーダと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載のマルチ搬送波送信システム。
【請求項２３】
マルチ搬送波送信システムのデータ送信方法において、
送信しようとするデータを副搬送波に変換する段階と、
前記各副搬送波の位相をシフトする段階と、
位相シフトされた周波数領域内の副搬送波を時間領域内のデジタルデータ列に変換する反転高速フーリエ変換段階と、
反転高速フーリエ変換されたデジタルデータ列の順序を再配列する段階と、
再配列されたデータ列の後半部に前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する段階と、を含む、ことを特徴とするマルチ搬送波送信システムのデータ送信方法。
【請求項２４】
前記デジタルデータ列の順序を再配列する段階は、
前記反転高速フーリエ変換されたデジタルデータを受信する段階と、
前記受信データのインデックスを判別する段階と、
前記受信データのインデックスが偶数である時、前記受信データを前記再配列されたデータとして出力する段階と、
前記受信データのインデックスが奇数である時、前記受信データに−１を掛けて前記再配列されたデータとして出力する段階と、
前記反転高速フーリエ変換されたデジタルデータが全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む、ことを特徴とする請求項２３に記載のマルチ搬送波送信システムのデータ送信方法。
【請求項２５】
前記副搬送波の位相をシフトする段階は、
前記副搬送波を受信する段階と、
前記受信副搬送波のインデックスを判別する段階と、
前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ(但し、ｉ＝０、１、２、３、…、Ｎ−１／４)である時、前記受信副搬送波を前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、
前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋１である時、受信副搬送波を−９０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、
前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋２である時、受信副搬送波を−１８０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、
前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋３である時、受信副搬送波を９０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、
一フレームの間、前記副搬送波が全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む、ことを特徴とする請求項２３に記載のマルチ搬送波送信システムのデータ送信方法。
【請求項２６】
前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する段階は、
前記再配列されたデータ列を順次に受信する段階と、
前記受信データが保護区間データであるか否かを判別する段階と、
前記受信データが前記保護区間データである時、前記保護区間データを貯蔵する段階と、
前記受信データを出力する段階と、
前記データ列が全部受信されたか否かを判別する段階と、
前記データ列が全部受信された時、前記貯蔵された保護区間データを読み出して出力する段階と、
前記データ列が全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む、ことを特徴とする請求項２５に記載のマルチ搬送波送信システムのデータ送信方法。
【請求項２７】
マルチ搬送波送信システムのデータ受信方法において、
チャンネルを通じてアナログ信号を受信する段階と、
前記受信されたアナログ信号をデジタルデータ列に変換する段階と、
前記デジタルデータ列に含まれた保護区間を除去する段階と、
前記デジタルデータ列を再配列する段階と、
前記再配列された時間領域のデジタルデータ列を周波数領域の副搬送波に変換する段階と、
前記副搬送波を復調する段階と、を含む、ことを特徴とするマルチ搬送波送信システムのデータ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ搬送波送信システム(multi-carrier transmission system)およびそのデータ送信方法(data transmission method)に関するものであり、さらに具体的には、ＯＦＤＭ方式に従うマルチ搬送波送信システムの副搬送波再配置と保護区間挿入に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式は、送信しようとするデータをＭ−ＱＡＭ形態の複素シンボル（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｙｍｂｏｌ）に変換し、複素シンボルの数列である複素シンボル列を直並列転換を通じて多数の並列複素シンボルに転換した後に、並列複素シンボル各々を長方形波パルス成形化（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ  ｐｕｌｓｅ−ｓｈａｐｉｎｇ）し、副搬送波（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ）変調を行うマルチ搬送波変調方式である。ここで、副搬送波変調された（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）すべての並列長方形波信号が互いに直交するように、副搬送波の間の周波数間隔が設定される。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式を使用せず、無線フェーディング(ｆａｄｉｎｇ)チャンネルを通じてＭ−ＱＡＭ変調信号を送信する場合に、マルチ経路遅延(ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｄｅｌａｙ)によって発生するチャンネルの遅延拡散が、変調信号のシンボル周期より大きければ、シンボル間相互干渉(ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＳＩ)が発生して、受信段で正しい信号復元が不可能になる。したがって、ランダム遅延拡散を補償する等化器を使用しなければならないが、等化器の実現が非常に複雑であるだけでなく、受信段で入力雑音による送信性能の劣化の大きくなる短所がある。
【０００４】
一方、ＯＦＤＭ方式は、各並列長方形波信号のシンボル周期をチャンネルの遅延拡散よりずっと長くすることができるので、シンボル間相互干渉を相対的に小さくすることができる。特に、ＯＦＤＭは、保護区間を遅延拡散より長く設定することによって、シンボル間相互干渉を完全に除去し、シンボル区間での副搬送波の直交性を維持し、チャンネル間干渉を除去する。したがって、ＯＦＤＭ方式は、無線フェーディングチャンネルを通じるデータ送信に非常に効果的であるので、現在ヨーロッパの地上波(ＴＥＲＲＥＳＴＲＩＡＬ)デジタルテレビ及びオーディオ放送システムに対する標準送信方式で採択されている。またデジタル加入者網（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｏｏｐ：ＤＳＬ）及び電力線通信などの有線チャンネルを通じるデータ送信システムなどでも、線路網環境で発生するマルチ経路反射(ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ)による送信性能劣化を除去するのに、多く使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、回路構成が簡単であり、動作遅延時間が減少したマルチ搬送波送信システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、動作遅延時間が減少したマルチ搬送波送信システムのデータ送信方法を提供することにある。
【０００７】
本発明のまた他の目的は、動作遅延時間が減少したマルチ搬送波送信システムのデータ受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述のような目的を達成するために、本発明の一特徴によると、マルチ搬送波送信システムは、送信しようとするデータを副搬送波に変換するエンコーダと、前記エンコーダから提供された一フレーム内の各副搬送波の位相をシフトする第１シフトと、前記位相シフトされた周波数領域内の副搬送波を時間領域内のデジタルデータ列に変換する反転高速フーリエ変換(ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ)ユニットと、前記ＩＦＦＴユニットからの前記時間領域内のデジタルデータ列の順序を再配列する第２シフトと、前記第２シフトからの前記再配列されたデータ列の後半部に前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する挿入器と、を含む。
【０００９】
望ましい実施の形態において、前記データ列の長さはＮ(Ｎはプラス整数)であり、前記再配列されたデータ列の一部は長さがＧ(Ｇは<Ｎであるプラスの整数)である保護区間である。
【００１０】
この実施の形態において、前記保護区間は、前記エンコーダから出力される一フレームの副搬送波のうち、最後のＧ個の副搬送波に対応する。
【００１１】
この実施の形態において、前記第１シフトは、前記保護区間が前記データ列の前半部に位置するように前記各副搬送波の位相をシフトする。
【００１２】
望ましい実施の形態において、前記保護区間の長さＧは前記データ列の長さＮの１／４である。この時に、前記第１シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を−９０°シフトさせるための第１位相シフトと、前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を−１８０°シフトさせるための第２位相シフトと、前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を９０°シフトさせるための第３位相シフトと、前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記第１乃至第３位相シフトから出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する選択器と、を含む。
【００１３】
この実施の形態において、前記第１位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波に−ｊを掛ける第１掛け算器であり、前記第２位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波に−１を掛ける第２掛け算器である。また、前記第３位相シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波にｊを掛ける第３掛け算器である。前記選択器は、クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、前記カウント値に応答して前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記第１乃至第３掛け算器から出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力するマルチプレクサと、を含む。
【００１４】
この実施の形態において、前記カウンタは２ビットカウンタである。
【００１５】
望ましい実施の形態において、前記エンコーダから出力される前記副搬送波は、Ｉチャンネル副搬送波とＱチャンネル副搬送波を各々含む。
【００１６】
この実施の形態において、前記第１シフトは、前記Ｉチャンネル副搬送波に−１を掛ける第１掛け算器、前記Ｑチャンネル副搬送波に−１を掛ける第２掛け算器、クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、前記Ｉチャンネル副搬送波、前記Ｑチャンネル副搬送波、前記第１掛け算器からの出力、及び前記第２掛け算器からの出力のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する第１マルチプレクサ、前記Ｑチャンネル副搬送波、前記第１掛け算器からの出力、前記第２掛け算器からの出力、及び前記Ｉチャンネル副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する第２マルチプレクサ、を含む。前記カウンタは２ビットカウンタである。
【００１７】
望ましい実施の形態において、前記保護区間の長さＧは前記データ列の長さＮの１／２である。前記第１シフトは、前記エンコーダから出力される前記副搬送波の各周波数を １８０°シフトさせるための位相シフトと、前記エンコーダから出力される前記副搬送波または前記位相シフトから出力される副搬送波のうち一つを前記位相シフトされた副搬送波として出力する選択器と、を含む。
【００１８】
望ましい実施の形態において、前記第１シフトから前記ＩＦＦＴユニットに入力される前記副搬送波は各周波数０から２πまで対応する。前記周波数シフトは、前記第１シフトからの前記副搬送波に−１を掛ける掛け算器と、クロック信号に応答して前記第１シフトからの前記副搬送波と前記掛け算器からの前記副搬送波を交互に出力する選択器と、を含む。
【００１９】
この実施の形態において、前記選択器は、クロック信号に応答してカウント値を増加させるカウンタと、前記カウント値に応答して前記第１シフトからの前記副搬送波と前記掛け算器からの前記副搬送波を選択的に出力するマルチプレクサと、を含む。前記カウンタは１ビットカウンタである。
【００２０】
望ましい実施の形態において、前記挿入器は、前記周波数シフトからのデータ列のうち前記保護区間を貯蔵するためのシフトレジスタと、 前記周波数シフトからのデータまたは前記シフトレジスタのデータのうち一つを選択的に出力するマルチプレクサと、前記シフトレジスタと前記マルチプレクサを制御するための制御信号を出力するコントローラと、を含む。
【００２１】
望ましい実施の形態において、前記システムは、チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタルデータに変換する変換器と、前記変換器からのデジタルデータ列に含まれた前記保護区間を除去する保護区間除去器と、前記デジタルデータ列の順序を再配列する第３シフトと、前記第３シフトからの前記時間領域内のデジタルデータ列を前記周波数領域内の副搬送波に変換する高速フーリエ変換ユニットと、前記副搬送波を復調するデコーダと、をさらに含む。
【００２２】
本発明の他の特徴によると、マルチ搬送波送信システムのデータ送信方法は、送信しようとするデータを副搬送波に変換する段階と、前記各副搬送波の位相をシフトする段階と、位相シフトされた周波数領域内の副搬送波を時間領域内のデジタルデータ列に変換する反転高速フーリエ変換段階と、反転高速フーリエ変換されたデジタルデータ列の順序を再配列する段階と、再配列されたデータ列の後半部に前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する段階と、を含む。
【００２３】
望ましい実施の形態において、前記デジタルデータ列の順序を再配列する段階は、前記反転高速フーリエ変換されたデジタルデータを受信する段階と、前記受信データのインデックスを判別する段階と、前記受信データのインデックスが偶数である時、前記受信データを前記再配列されたデータとして出力する段階と、前記受信データのインデックスが奇数である時、前記受信データに−１を掛けて前記再配列されたデータとして出力する段階と、前記反転高速フーリエ変換されたデジタルデータが全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む。
【００２４】
望ましい実施の形態において、前記副搬送波の位相をシフトする段階は、前記副搬送波を受信する段階と、前記受信副搬送波のインデックスを判別する段階と、前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ(但し、ｉ＝０、１、２、３、…Ｎ−１／４)である時、前記受信副搬送波を前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋１である時、受信副搬送波を−９０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋２である時、受信副搬送波を−１８０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、前記受信副搬送波のインデックスが４ｉ＋３である時、受信副搬送波を９０°回転させて前記位相シフトされた副搬送波として出力する段階と、一フレームの間、前記副搬送波が全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む。
【００２５】
この実施の形態において、前記再配列されたデータ列の一部をコピーして付加する段階は、前記再配列されたデータ列を順次に受信する段階と、前記受信データが保護区間データであるか否かを判別する段階と、前記受信データが前記保護区間データである時、前記保護区間データを貯蔵する段階と、前記受信データを出力する段階と、前記データ列が全部受信されたか否かを判別する段階と、前記データ列が全部受信された時、前記貯蔵された保護区間データを読み出して出力する段階と、前記データ列が全部受信されるまで前記段階を繰り返して実行する段階と、を含む。
【００２６】
本発明のまた他の特徴によると、マルチ搬送波送信システムのデータ受信方法は、チャンネルを通じてアナログ信号を受信する段階と、前記受信されたアナログ信号をデジタルデータ列に変換する段階と、前記デジタルデータ列に含まれた保護区間を除去する段階と、前記デジタルデータ列を再配列する段階と、前記再配列された時間領域のデジタルデータ列を周波数領域の副搬送波に変換する段階と、前記副搬送波を復調する段階と、を含む。
【００２７】
このような構成のマルチ搬送波送信システムは、データ処理時間が減少する。その結果、通信システム全体の送信効率が向上する。また、本発明のデータ送信システムは、簡単な素子を利用して、副搬送波再配置機能と保護区間挿入器能を実行する。したがって、データ送信システムの価格を低めることができ、回路面積を減らすことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、データ送信システムのデータ処理時間が減少する。その結果、通信システム全体の送信効率が向上する。また、本発明のデータ送信システムは簡単な素子を利用して副搬送波再配置機能と保護区間挿入機能を実行する。したがって、データ送信システムの価格を低めることができ、回路面積を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、ＯＦＤＭ方式を利用した一般的なデータ送信システムの送信段を示す図面である。図１を参照すると、ＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの送信段１０は、エンコーダ１１、副搬送波再配置器１２、ＩＦＦＴ(ｉｎｖｅｒｓｅ  ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ)ユニット１３、保護区間(ｇｕａｒｄ  ｉｎｔｅｒｖａｌ)挿入器１４、ローパスフィールタ１５、及びデジタル−アナログ変換器１６を含む。
【００３０】
エンコーダ１１は、送信しようとするデータを先ず符号化データに変え、符号化データをマッピング器(ｍａｐｐｅｒ)を通じてＭ−ＱＡＭ、ＰＳＫ(ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ)及びＤＰＳＫ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ）などの形態の副搬送波に変換する。前記エンコーダ１１のチャンネル符号化方法には、畳込み符号化（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）、ブロック符号化(ｂｌｏｃｋ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ)、ターボ符号化(ｔｕｒｂｏ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ)などを含む多数の方法、またはそれらの適切な組み合わせが利用される。
【００３１】
副搬送波再配置器１２は、エンコーダ１１から提供された副搬送波の順列をＩＦＦＴ１３で処理するのに適する順列に再配置する。ＩＦＦＴ１３は、標本化理論(ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｔｈｅｏｒｅｍ)に基づいて、周波数領域内の副搬送波を時間領域内の信号に変換する。保護区間挿入器１４は、シンボル間相互干渉を除去するためにＩＦＦＴ１３から出力される一フレームの信号の前に保護区間を挿入する。ローパスフィルタ１５は、保護区間挿入器１４を通じて出力される信号に含まれたノイズ成分を除去する。デジタル−アナログ変換器１６は、ローパスフィルタ１５から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。デジタル−アナログ変換器１６によって変換したアナログ信号は、無線または有線チャンネルを通じて送信される。
【００３２】
図２は、ＯＦＤＭ方式を利用した一般的なデータ送信システムの受信段を示す図面である。図２を参照すると、受信段２０は、アナログ−デジタル変換器２１、ローパスフィルタ２２、保護区間除去器２３、ＦＦＴ(ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ)ユニット２４、副搬送波再配置器２５、及びデコーダ２６を含む。
【００３３】
アナログ−デジタル変換器２１は、無線または有線チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。保護区間除去器２３は、ローパスフィルタ２２を通じて提供される信号で保護区間を除去する。ＦＦＴ２４は、保護区間除去器２３から出力される時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。副搬送波再配置器２５は、ＦＦＴ２４から出力される周波数領域の副搬送波信号の順列を、デコーダ２６で処理するのに適する順列に再配置する。デコーダ２６は、受信された信号を復調し、チャンネル復号化を実行する。デコーダ２６は、ディ−インタリーバ(ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ)とビタビデコーダ(ｖｉｔｅｒｂｉ  ｄｅｃｏｄｅｒ)とを含む。
【００３４】
図１及び図２で分かるように、送信段１０と受信段２０に含まれた構成要素は相反した動作を実行するので、以下の説明では、送信段１０を基準に説明し、受信段２０に対する説明は省略する。
【００３５】
図１に示した副搬送波再配置器１２の構成及び動作は、図３を参照して、詳細に説明する。図３を参照すると、副搬送波再配置器１２は、エンコーダ１１から提供された副搬送波の順列を再配列してＩＦＦＴに提供する。
【００３６】
本明細書では、ＩＦＦＴ１３及びＦＦＴ２４の大きさが各々６４であると仮定する。しかし、ＩＦＦＴ１３及びＦＦＴ２４の大きさは多様に変更することができ、ＩＦＦＴ１３及びＦＦＴ２４の大きさによって各構成要素を変更することができる。また、本発明のデータ送信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ  ＷＩｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ標準に従う。以下の説明で、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ  ＷＩｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ標準に開示された内容が参照及び引用されるであろう。
【００３７】
エンコーダ１１は、各周波数(ａｎｇｕｌａｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ)０からπまで対応する副搬送波ｘ０〜ｘ３１と、各周波数πから２πまで対応する副搬送波ｘ３２〜ｘ６３とを順次に出力する。通常の技術者がよく分かっているように、ＩＦＦＴ１３には、各周波数πから２πまで(すなわち、各周波数−πから０まで)に対応する副搬送波ｘ３２〜ｘ６３から各周波数０からπまで対応する副搬送波ｘ０〜ｘ３１の順序に入力されなければならない。このように、副搬送波再配置器１２は、エンコーダ１１から出力される副搬送波の順列ｘ０〜ｘ６３を、新しい順列ｘ３２〜Ｘ６３、Ｘ０〜Ｘ３１に再配列する。
【００３８】
このような副搬送波再配置器１２の内部回路構成を図４に示しており、副搬送波再配置器１２の動作を説明するためのタイミング図を図５に示している。図４を参照すると、副搬送波再配置器１２は、コントローラＣ１、メモリＭ１、Ｍ２、及びマルチプレクサＵ１を含む。エンコーダ１１から、各周波数０からπまで対応する副搬送波ｘ０〜ｘ３１と各周波数πから２πまで対応する副搬送波ｘ３２〜ｘ６３とが、副搬送波再配置器１２に順次に提供される。コントローラＣ１は、エンコーダ１１から副搬送波ｘ０〜ｘ３１が提供される時、それらがメモリＭ１に貯蔵されるように制御する。続いて、コントローラＣ１は、エンコーダ１１から副搬送波ｘ３２〜ｘ６３が提供される時、それらがマルチプレクサＵ１を通じて出力されるように制御する。副搬送波ｘ３２〜ｘ６３が全部出力されれば、コントローラＣ１は、メモリＭ１に貯蔵された副搬送波ｘ０〜ｘ３１が読み出されるように制御し、読み出された副搬送波がマルチプレクサＵ１を通じて外部に出力されるように制御する。
【００３９】
副搬送波ｘ０〜ｘ３１がマルチプレクサＵ１を通じて出力される間に、次のフレームに属する副搬送波ｘ０〜ｘ３１がエンコーダ１１から提供されれば、コントローラＣ１は、副搬送波ｘ０〜ｘ３１がメモリＭ２に貯蔵されるように制御する。続いて、コントローラＣ１は、エンコーダ１１から副搬送波ｘ３２〜ｘ６３が提供される時、それらがマルチプレクサＵ１を通じて出力されるように制御する。副搬送波ｘ３２〜ｘ６３が全部出力されれば、コントローラＣ１は、メモリＭ２に貯蔵された副搬送波ｘ０〜ｘ３１が読み出されるように制御し、読み出された副搬送波がマルチプレクサＵ１を通じて外部に出力されるように制御する。副搬送波再配置器１２は、上述のような方法でエンコーダ１１から提供される副搬送波の順列を、ＩＦＦＴ１３に適する順列として再配列して出力する。
【００４０】
しかし、従来の副搬送波再配置器１２は、二つのメモリＭ１、Ｍ２を要する。また、一フレームの副搬送波の個数がＮ個であり、クロックごとに副搬送波再配置器１２から一つの副搬送波が出力される時に、副搬送波再配置器１２によってＮ／２クロックだけの遅延が発生する。
【００４１】
図６は、図１に示した保護区間挿入器１４の動作方法を概念的に示す図面である。図６を参照すると、保護区間挿入器１４は、後半部１６個の副搬送波ｘ４８〜ｘ６３をフレームの前半部にコピーして、８０個の副搬送波ｘ４８〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ６３で構成された新しいフレームを構成する。
【００４２】
図７は保護区間挿入器１４の内部回路構成を示すブロック図であり、図８は保護区間挿入器１４の動作を示すタイミング図である。図７を参照すると、保護区間挿入器１４は、コントローラＣ２、メモリＭ３、Ｍ４、及びマルチプレクサＵ２を含む。コントローラＣ２は、ＩＦＦＴ１３から出力される６４個の副搬送波ｘ０〜ｘ６３がメモリＭ１に貯蔵されるように制御する。ＩＦＦＴ１３から出力される副搬送波のインデックスが４８であれば、書き込み動作が中止するように制御し、マルチプレクサＵ２を通じてＩＦＦＴ１３からの副搬送波がローパスフィルタ１５に提供されるように制御する。ＩＦＦＴ１３からの副搬送波ｘ４８〜ｘ６３がマルチプレクサＵ２を通じて全部出力されれば、コントローラＣ２は、メモリＭ３に貯蔵された副搬送波ｘ０〜ｘ６３が読み出されて、マルチプレクサＵ２を通じて出力されるように制御する。したがって、保護区間挿入器１４は、新たに構成された一フレームの副搬送波ｘ４８、ｘ４９、…、ｘ６３、ｘ０、ｘ１、…、ｘ６３を出力する。
【００４３】
メモリＭ３から読み出された副搬送波ｘ０〜ｘ６３がマルチプレクサＵ２を通じて出力されている間、ＩＦＦＴ１３から次のフレームに属する副搬送波ｘ０〜ｘ６３が入力されれば、コントローラＣ２は入力された副搬送波ｘ０〜ｘ６３をメモリＭ４に貯蔵する。コントローラＣ２は、メモリＭ３に貯蔵された副搬送波ｘ０〜ｘ６３が全部読み出されてマルチプレクサＵ２を通じて出力された後、ＩＦＦＴ１３から入力される次のフレームの副搬送波ｘ４８〜ｘ６３が、マルチプレクサＵ２を通じて出力されるように制御する。副搬送波ｘ６３がマルチプレクサＵ２を通じて出力されれば、コントローラＣ２は、メモリＭ４に貯蔵された副搬送波ｘ０〜ｘ６３を読み出し、マルチプレクサＵ２を通じて出力されるように制御する。
【００４４】
上述のように、保護区間挿入器１４は、二つのメモリＭ３、Ｍ４を使用して一フレームの前半部に保護区間を挿入することによって、シンボル間干渉を減らすことができた。 しかし、このような保護区間挿入器１４は、一フレームの副搬送波の個数がＮ個であり、保護区間に属する副搬送波の個数がＧ個であり、クロックごとに副搬送波再配置器１２から一つの副搬送波が出力されると仮定する時に、Ｎ−Ｇクロックだけの遅延が発生する。先の説明での副搬送波再配置器１２の遅延時間と保護区間挿入器１４とによる遅延時間の合は、Ｎ／２＋（Ｎ−Ｇ）になる。したがって、送信段１０と受信段２０での全体遅延時間は、Ｎ／２＋（Ｎ−Ｇ）＋Ｎ／２＝２Ｎ−Ｇである。このような遅延時間は全体通信システムの送信効率を低下させる。
【００４５】
図９は、本発明の望ましい実施の形態によるＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの送信段のブロック図であり、図１０は、図９に示した送信段１００の制御流れを示すフローチャートである。図９を参照すると、前記送信段１００は、エンコーダ１１０、時間シフト１２０、ＩＦＦＴ１３０、周波数シフト１４０、保護区間挿入器１５０、ローパスフィルタ１６０、及びデジタル−アナログ変換器１７０を含む。
【００４６】
図１０を参照すると、段階Ｓ３００で、エンコーダ１１０は送信しようとするデータを先に符号化データに変え、符号化データをマッピング器(ｍａｐｐｅｒ)を通じてＭ−ＱＡＭ、ＰＳＫ(ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ)及びＤＰＳＫ(ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ)などの形態の副搬送波に変換する。前記エンコーダ１１０のチャンネル符号化方法には、畳込み符号化(ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ)、ブロック符号化(ｂｌｏｃｋ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ)、ターボ符号化(ｔｕｒｂｏ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ)などを含む多数の方法またはそれらの適切な組み合わせが利用される。
【００４７】
段階Ｓ３１０で、時間シフト１２０は、エンコーダ１１０から提供される副搬送波の順列を再配列して出力する。すなわち、時間シフト１２０は、データ列の前般部に保護区間が配列されるように各副搬送波の位相をシフトする。
【００４８】
段階Ｓ３２０で、ＩＦＦＴ１３０は、標本化理論に基づいて時間シフト１２０からの周波数領域内の搬送波信号を時間領域内の信号に変換する。
【００４９】
段階Ｓ３３０で、周波数シフト１４０は、ＩＦＦＴ１３０から出力される時間領域内の信号に本発明の特徴による演算を実行する。このような演算によると、ＩＦＦＴ１３０に入力される副搬送波信号の順列を変更したことと同一の効果を得ることができる。
【００５０】
段階Ｓ３４０で、保護区間挿入器１５０は、周波数シフト１４０から出力される一フレームの信号の最後に保護区間を挿入する。時間シフト１２０と保護区間挿入器１５０とによって、エンコーダ１１０から出力されるＮ個の副搬送波の前半部に、Ｇ(Ｇ<Ｎ)個の保護区間が挿入される。
【００５１】
段階Ｓ３５０で、ローパスフィルタ１６０は、保護区間挿入器１５０を通じて出力される信号に含まれたノイズ成分を除去する。段階Ｓ３６０で、デジタル−アナログ変換器１７０は、ローパスフィルタ１６０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。 段階Ｓ３７０で、デジタル−アナログ変換器１７０によって変換したアナログ信号は、無線または有線チャンネルを通じて送信される。
【００５２】
図１１は、ＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの受信段を示す図面であり、図１２は、受信段の制御流れを示すフローチャートである。図１１を参照すると、受信段２００は、アナログ−デジタル変換器２１０、ローパスフィルタ２２０、保護区間除去器２３０、周波数シフト２４０、ＦＦＴ(ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ)ユニット２５０、及びデコーダ２６０を含む。
【００５３】
図１２を参照すると、段階Ｓ４００で、受信段２００は、無線または有線チャンネルを通じてアナログ信号を受信する。段階Ｓ４１０で、アナログ−デジタル変換器２１０は、無線または有線チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。段階Ｓ４２０で、ローパスフィルタ２２０は、受信された信号に含まれたノイズ成分を除去する。段階Ｓ４３０で、保護区間除去器２３０は、ローパスフィルタ２２０を通じて提供される信号で保護区間を除去する。段階Ｓ４４０で、周波数シフト２４０は、保護区間除去器２３０から出力される時間領域の信号を再配列して出力する。段階Ｓ４５０で、ＦＦＴ２５０は、周波数シフト２４０から出力される時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。段階Ｓ４６０で、デコーダ２６０は、受信された信号を復調し、チャンネル復号化を実行する。デコーダ２６０は、ディ−インタリーバ(ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ)とビタビデコーダ(ｖｉｔｅｒｂｉ  ｄｅｃｏｄｅｒ)とを含む。
【００５４】
再び、図９を参照して、送信段１００の周波数シフト１４０の具体的な構成及び動作を、以下詳細に説明する。ここで、説明の便宜のために、エンコーダ１１０から出力される副搬送波が時間シフト１２０を経らず、ＩＦＦＴ１３０にすぐ入力されると仮定して説明する。時間シフト１２０に対しては今後詳細に説明する。
【００５５】
【数１】
2004159324.tif 000003
【００５６】
数式１と同一に、時間領域内の関数x(ｎ)をフーリエ変換を通じて周波数領域内の関数 ｘ(ｋ)を求めた時、この一対の関数をフーリ対という。数式１で、ｘ(ｎ)は時間ｔに対するアナログ信号ｘ(ｔ)を一定の間隔にサンプリングした値のうちｎ番目の値を意味し、Ｘ(ｋ)は、ｘ(ｔ)の周波数ｆに対するスペクトラムであるＸ(ｆ)でｋ番目の周波数に該当する値を意味し、両方向の矢印はフーリエ変換を意味する。ここで、ｎとｋは各々時間領域と周波数領域とのインデックスである。
【００５７】
【数２】
2004159324.tif 000004
【００５８】
【数３】
2004159324.tif 000005
【００５９】
数式２と数式３は、フーリエ変換の特性のうちに時間シフトと周波数シフト特性を各々表現したものである。
【００６０】
数式２で分かるように、時間領域の信号ｘ(ｎ)をｉサンプルだけ移動させた時、これは周波数領域で各周波数に対してｅ-j2πki/Nだけ位相回転したことと同一である。反対に、数式３に示したように、周波数領域の信号Ｘ(ｋ)をｍだけ周波数移動させた時、時間領域の信号ｘ(ｎ)はサンプルごとにｅ-j2πki/Nだけの位相回転が発生する。本発明では数式２及び数式３の原理を利用して、ＩＦＦＴ１３０から出力されるデータの順列を変更することができる。
【００６１】
ＩＦＦＴ１３０から出力されるデータの順列を変更する方法を説明するために、図１３及び図１４は、ＩＦＦＴ１３０に入力される信号の周波数スペクトラムを例示的に示す図面である。先ず、図１３を参照すると、各周波数−πからπまでは副搬送波ｘ３２からｘ６３まで、そしてｘ０からｘ３１まで対応する。また、周波数スペクトラムから分かるように、２πの整数倍を中心に虚像が配置される。
【００６２】
副搬送波再配置器１２は、エンコーダ１１から提供されるデータ順列ｘ０〜ｘ６３を変更して、新しいデータ順列ｘ３２〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ３１を作る。すなわち、各周波数０から２πまで対応するデータ順列ｘ０〜ｘ６３が、各周波数−πからπまで対応するデータ順列ｘ３２〜ｘ６３、Ｘ０〜ｘ３１に変更される。
【００６３】
本発明では、エンコーダ１１０から出力される各周波数０から２πまで対応するデータ順列ｘ０〜ｘ６３を、そのままＩＦＦＴ１３０に入力する。次に、ＩＦＦＴ１３０から出力される時間領域内のデータの順列を変更することによって、データ順列ｘ３２〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ３１に対するＩＦＦＴを実行したことと同一の効果を得る。各周波数０から２πまで対応するデータ順列ｘ０〜ｘ６３の周波数スペクトラムは、図１４と同一である。
【００６４】
各周波数０から２πまで対応するデータ順列ｘ０〜ｘ６３をＩＦＦＴ１３０に入力するということは、各周波数−πからπまで対応するデータ順列ｘ３２〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ３１を、Ｎ／２(この実施の形態で、Ｎ＝６４)サンプルだけ移動させるということと同意味である。ｍ＝Ｎ／２を数式３に代入すれば、ｅj2πnn/N＝ｅjπnになり、これは数式４のように、ＩＦＦＴ１３０の出力値にｅjπnを掛けることによって実現することができる。
【００６５】
【数４】
2004159324.tif 000006
【００６６】
すなわち、ＩＦＦＴ１３０から出力されるデータ順列の奇数番目のデータｘ１、ｘ３、ｘ５、…に−１を掛け、偶数番目のデータｘ０、ｘ２、ｘ４、…に＋１を掛ければ良い。
【００６７】
図１５は、周波数シフト１４０の内部構成を示すブロック図である。図１５を参照すると、周波数シフト１４０は、掛け算器１４１、マルチプレクサ１４２、及び１ビットカウンタ１４３を含む。掛け算器１４１は、ＩＦＦＴ１３０から出力されるデータに−１を掛ける。１ビットカウンタ１４３は、クロック信号ＣＬＫに応答して０、１、０、１…のように変化するカウント値を出力する。マルチプレクサ１４２は、カウンタ１４３のカウント値に応答して、ＩＦＦＴ１３０からのデータまたはＩＦＦＴ１３０からのデータに−１が掛けられたデータのうち一つを出力する。したがって、ＩＦＦＴ１３０から出力されるデータ順列の奇数番目のデータには−１が掛けられ、偶数番目のデータはそのまま出力される。
【００６８】
図１５に示した周波数シフト１４０の制御手順は、図１６と同一である。図１６を参照すると、段階Ｓ３３１で、周波数シフト１４０はＩＦＦＴ１３０から出力されるデータを受信する。段階Ｓ３３２で、周波数シフト１４０は受信データを再配列されたデータとして出力する。段階Ｓ３３３で、周波数シフト１４０は受信データに−１を掛けて再配列されたデータとして出力する。段階Ｓ３３４で、周波数シフト１４０は、データ列が全部受信されたと判別されれば、再配列動作を終了し、そうではなければ、段階Ｓ３３１にリターンする。
【００６９】
上述のように、本発明の周波数シフト１４０は、ＩＦＦＴ１３０から出力される時間領域のデータの順列に掛け算演算を実行する。その結果、各周波数−πからπまで対応するデータ順列ｘ３２〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ３１に対するＩＦＦＴ演算を実行するのと同様の効果が得られる。
【００７０】
続いて、送信段１００の保護区間挿入機能に関して説明する。先の説明の数式３は、本発明の保護区間挿入機能にも適用される。本発明の時間シフト１２０は、エンコーダ１１０から出力されるデータ順列ｘ０〜ｘ６３を、新しいデータ順列ｘ４８〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ４７に変更して出力する。このために、時間シフト１２０は、エンコーダ１１０から出力されるデータにｅ-j2πki/Nを掛ける。
【００７１】
特に、副搬送波データ順列の長さＮが保護区間データ順列の長さであるＧの２倍である時、副搬送波に掛けられる乗数は数式５と同一であり、副搬送波データ順列の長さＮが保護区間データ順列の長さであるＧの４倍である時、副搬送波に掛けられる乗数は数式６と同一である。
【００７２】
【数５】
2004159324.tif 000007
【００７３】
【数６】
2004159324.tif 000008
【００７４】
数式５で求められた乗数{−１、１}は、複素データである副搬送波を{１８０°、０°}位相回転させることを意味し、数式６で求められた乗数{−１、−ｊ、ｊ、１}は、副搬送波を{−１８０°、−９００°、９０°、０°}位相回転させることを意味する。次の数式７では、保護区間挿入長さＧによる乗数を整理して示す。
【００７５】
【数７】
2004159324.tif 000009
【００７６】
図１７及び図１８は、図９に示した時間シフト１２０の実施の形態を示す図面である。先ず、図１７を参照すると、時間シフト１２０ａは、掛け算器１２１ａ〜１２３ａ、マルチプレクサ１２４ａ、及び２ビットカウンタ１２５ａを含む。
【００７７】
図９の送信段１００で送信された信号が、図１１の受信段２００で正確に復調されることができるようにするために、送信段１００はＩチャンネルとＱチャンネルとに各々副搬送波を送信する。したがって、エンコーダ１１０は、Ｉチャンネルの副搬送波ＷＩとＱチャンネルの副搬送波ＷＱとを含む副搬送波Ｗ(ＷＩ、ＷＱ)を出力する。掛け算器１２１ａはエンコーダ１１０から出力される副搬送波Ｗ(ＷＩ、ＷＱ)に−ｊを掛ける。掛け算器１２２ａはエンコーダ１１０から出力される副搬送波Ｗ(ＷＩ、ＷＱ)に−１を掛ける。掛け算器１２３ａはエンコーダ１１０から出力される副搬送波Ｗ(ＷＩ、ＷＱ)にｊを掛ける。２ビットカウンタ１２５ａは、クロック信号ＣＬＫに応答して、カウント値を０、１、２、３、０、１、２、３、…順序に変化させる。マルチプレクサ１２４ａは、カウンタ１２５ａのカウント値に応答して、エンコーダ１１０から入力される副搬送波Ｗ(ＷＩ、ＷＱ)または掛け算器１２１ａ〜１２３ａから出力される副搬送波のうち一つを、時間シフトされた信号Ｚ(ＺＩ、ＺＱ)として出力する。
【００７８】
このような時間シフト１２０ａによると、エンコーダ１１０から出力される０、４、８、１２、…番目の副搬送波は、マルチプレクサ１２４ａを通じてそのまま出力され、エンコーダ１１０から出力される１、５、９、１３、…番目の副搬送波は、掛け算器１２１ａによって−ｊが掛けられ、エンコーダ１１０から出力される２、６、１０、１４、…番目の副搬送波は、掛け算器１２２ａによって−１が掛けられ、エンコーダ１１０から出力される３、７、１１、１５、…番目の副搬送波は、掛け算器１２３ａによってｊが掛けられる。したがって、ＩＦＦＴ１３０から出力される時間領域内のデータの順列は、ｘ４８〜ｘ６３、及びｘ０〜ｘ４７になる。
【００７９】
図１９は、図１７に示した時間シフト１２０ａの動作手順を示すフローチャートである。図１９を参照すると、段階Ｓ３１１で、時間シフト１２０ａはエンコーダ１１０から副搬送波を受信する。段階Ｓ３１２で、時間シフト１２０ａは受信された副搬送波のインデックスｋを判別する。判別結果、受信副搬送波のインデックスｋが４の倍数、すなわち、４ｉ(ｉ＝０、１、２、３、…、Ｎ−１／４)であれば、その制御は段階Ｓ３１３に進行して受信副搬送波を位相シフトされた副搬送波として出力する。判別結果、受信副搬送波のインデックスｋが４ｉ＋１であれば、その制御は段階Ｓ３１４に進行して受信副搬送波に−ｊを掛けて位相シフトされた副搬送波として出力する。判別結果、受信副搬送波のインデックスｋが４ｉ＋２であれば、その制御は段階Ｓ３１５に進行して受信副搬送波に−１を掛けて位相シフトされた副搬送波として出力する。判別結果、受信副搬送波のインデックスｋが４ｉ＋３であれば、その制御は段階Ｓ３１６に進行して受信副搬送波にｊを掛けて位相シフトされた副搬送波として出力する。段階Ｓ３１７で、時間シフト１２０ａは一フレームの副搬送波が全部受信されたか否かを判別する。一フレームの副搬送波が全部受信されたら、時間シフト１２０ａの動作は終了し、そうではなければ、その制御は段階Ｓ３１１にリターンする。
【００８０】
他の実施の形態として、図１８に示した時間シフト１２０ｂは、掛け算器１２１ｂ、１２２ｂ、マルチプレクサ１２３ｂ、１２４ｂ、及び２ビットカウンタ１２５ｂを含む。掛け算器１２１ｂは、エンコーダ１１０から提供されるＩチャンネルの副搬送波ＷＩに−１を掛ける。掛け算器１２２ｂは、エンコーダ１１０から提供されるＱチャンネルの副搬送波ＷＱに−１を掛ける。２ビットカウンタ１２５ｂは、クロック信号ＣＬＫに応答してカウント値を０、１、２、３、０、１、２、３、…の順序に変化させる。マルチプレクサ１２３ｂは、カウンタ１２５ａのカウント値に応答してエンコーダ１１０から提供されるＩチャンネルの副搬送波ＷＩ、Ｑチャンネルの副搬送波ＷＱ、−１が掛けられたＩチャンネルの副搬送波ＷＩ、及び−１が掛けられたＱチャンネルの副搬送波ＷＱのうち一つを、Ｉチャンネル副搬送波ＺＩとして出力する。マルチプレクサ１２４ｂは、カウンタ１２５ａのカウント値に応答してエンコーダ１１０から提供されるＱチャンネルの副搬送波ＷＱ、−１が掛けられたＩチャンネルの副搬送波ＷＩ、−１が掛けられたＱチャンネルの副搬送波ＷＱ、及びＩチャンネルの副搬送波ＷＩのうち一つを、Ｑチャンネル副搬送波ＺＱとして出力する。
【００８１】
このような時間シフト１２０ａによると、エンコーダ１１０から出力される０、４、８、１２、…番目の副搬送波は、マルチプレクサ１２３ｂ、１２４ｂを通じてそのまま出力され、エンコーダ１１０から出力される１、５、９、１３、…番目の副搬送波は−ｊが掛けられ、エンコーダ１１０から出力される２、６、１０、１４、…番目の副搬送波は−１が掛けられ、エンコーダ１１０から出力される３、７、１１、１５、…番目の副搬送波はｊが掛けられた後、マルチプレクサ１２３ｂ、１２４ｂを通じて出力される。したがって、ＩＦＦＴ１３０から出力される時間領域内のデータの順列はｘ４８〜ｘ６３、及びｘ０〜ｘ４７になる。
【００８２】
図２０は、図９に示した保護区間挿入器１５０の望ましい実施の形態によるブロック図であり、図２１は、図２０に示した保護区間挿入器１５０の動作を示すタイミング図である。図２０及び図２１を参照すると、保護区間挿入器１５０は、シフトレジスタ１５１、マルチプレクサ１５２、及びコントローラ１５３を含む。先の説明のように、時間シフト１２０によって周波数シフト１４０から保護区間挿入器１５０に入力される副搬送波の順列は、ｘ４８〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ４７である。コントローラ１５３は、周波数シフト１４０から出力されるデータがｘ４８〜ｘ６３である時、周波数シフト１４０から出力されるデータがシフトレジスタ１５１に貯蔵されるように制御する。シフトレジスタ１５１は、コントローラ１５３からの制御信号とクロック信号ＣＬＫに応答して、周波数シフト１４０から提供されるデータを１だけずつシフトしながら貯蔵する。一方、コントローラ１５３は、周波数シフト１４０から出力されるデータｘ４８〜ｘ６３がシフトレジスタ１５１に貯蔵されると同時に、マルチプレクサ１５２を通じて出力されるように制御する。周波数シフト１４０から提供されるデータがｘ０〜ｘ４７である時、コントローラ１５３は、周波数シフト１４０から提供されるデータがシフトレジスタ１５１に貯蔵されず、マルチプレクサ１５２を通じて出力されるように制御する。そしてコントローラ１５３は、データｘ４７がマルチプレクサ１５２を通じて出力された後、シフトレジスタ１５１に貯蔵されたデータｘ４８〜ｘ６３が、マルチプレクサ１５２を通じて一つずつ順次に出力されるように制御する。
【００８３】
結果的に、時間シフト１２０と保護区間挿入器１５０とによって、保護区間挿入器１５０から出力される一フレームのデータは、ｘ４７〜ｘ６３、ｘ０〜ｘ６３になる。
【００８４】
一方、副搬送波データ順列の長さＮが保護区間データ順列の長さであるＧの整数倍(例えば、２倍または４倍)である時、時間シフト１２０の回路構成は簡単であるが、そうではない場合、時間シフト１２０の回路構成は複雑になる。このような問題を解決するために、例えば、０≦Ｇ≦Ｎ／４である時、時間シフト１２０は数式６を利用して副搬送波の順列を変更する。保護区間挿入器１５０は（Ｎ／４）−Ｇ個のデータをシフトレジスタ１５１に貯蔵した後、（Ｎ／４）−Ｇ個のデータの以後に入力されるデータをそのまま出力する。そして、保護区間挿入器１５０は、シフトレジスタ１５１に貯蔵されたデータを読み出して出力する。また他の例として、Ｎ／４≦Ｇ≦Ｎ／２である時、時間シフト１２０は数式５を利用して副搬送波の順列を変更する。保護区間挿入器１５０は（Ｎ／２）−Ｇ個のデータをシフトレジスタ１５１に貯蔵した後、（Ｎ／２）−Ｇ個のデータの以後に入力されるデータをそのまま出力する。そして、保護区間挿入器１５０はシフトレジスタ１５１に貯蔵されたデータを読み出して出力する。このような方法によると、副搬送波データ順列の長さＮが保護区間データ順列の長さであるＧの整数倍ではなくても、その複雑をそのまま維持することができる。
【００８５】
図２２は、本発明の望ましい実施の形態による保護区間挿入器１５０の動作手順を示すフローチャートである。図２２を参照すると、段階Ｓ３４１で、保護区間挿入器１５０は周波数シフト１４０からデータを受信する。段階Ｓ３４２で、受信されたデータが保護区間に属するデータであるか否かを判別する。判別結果、受信されたデータが保護区間に属するデータであれば、その制御は段階Ｓ３４４に進行し、受信された保護区間データはシフトレジスタ１５１に貯蔵される。もし受信されたデータが保護区間に属しないデータであれば、その制御は段階Ｓ３４３に進行して受信データをそのまま出力する。
【００８６】
段階Ｓ３４５で、保護区間挿入器１５０は、データ列が全部受信されたか否かを判別する。もしデータ列が全部受信されたら、その制御は段階Ｓ３４６に進行し、そうではなければ、その制御は段階Ｓ３４１にリターンする。段階Ｓ３４６で、保護区間挿入器１５０は、シフトレジスタ１５１に貯蔵されたデータを読み出して出力する。
【００８７】
一方、受信段２００では、チャンネルから受信されてアナログ−デジタル変換器２１０とローパスフィルタ２２０を通じて出力される一フレームの前半部に付加した保護区間ｘ４７〜ｘ６３が、保護区間除去器２３０によって除去される。そして、周波数シフト２４０によってＦＦＴ２５０から出力される副搬送波順列が、ｘ０〜ｘ６３に整列される。
【００８８】
上述のような本発明のマルチ搬送波送信システムは、副搬送波再配置と保護区間挿入に所要される時間が減少する。例えば、図１に示したように、副搬送波再配置と保護区間挿入に所要される時間は２Ｎ−Ｇクロックであったが、本発明によると、遅延時間がほとんどない。このように、マルチ搬送波送信システムの送信段及び受信段でのデータ処理時間が減少することは、全体通信システムの送信効率を高める効果をもたらす。また、本発明のマルチ搬送波送信システムは、回路構成が簡単である。例えば、一般的な副搬送波再配置器はＮ／２個の副搬送波を貯蔵するためのメモリを求めたが、本発明の周波数シフトはメモリを要しない。また、一般的な保護区間挿入器は、副搬送波を貯蔵するためのＮ−Ｇ個の副搬送波を貯蔵するため二つのメモリを求めたが、本発明では但し１６ビットシフトレジスタのみを要する。
【００８９】
例示的な望ましい実施の形態を利用して本発明を説明したが、本発明の範囲は開示した実施の形態に限定されることはない。そして、本発明の記載は、多様な変形例及びその類似の構成が全部含まれることを意図したものとなっている。したがって、本発明の特許請求の範囲は、そのような変形例及びその類似の構成全部を含むこととして、可能な限り幅広く解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】ＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの送信段を示す図面。
【図２】ＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの受信段を示す図面。
【図３】図１に示した副搬送波再配置器のブロック図。
【図４】図１に示した副搬送波再配置器のブロック図。
【図５】副搬送波再配置器の動作を説明するためのタイミング図。
【図６】図１に示した保護区間挿入器の動作を概念的に示す図面。
【図７】保護区間挿入器の内部回路構成を示すブロック図。
【図８】保護区間挿入器の動作を示すタイミング図。
【図９】本発明の望ましい実施の形態によるＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの送信段のブロック図。
【図１０】図９に示した送信段の制御流れを示すフローチャート。
【図１１】ＯＦＤＭ方式を利用したデータ送信システムの受信段を示す図面。
【図１２】受信段の制御流れを示すフローチャート。
【図１３】ＩＦＦＴに入力される信号の周波数スペクトラム。
【図１４】ＩＦＦＴに入力される信号の周波数スペクトラム。
【図１５】周波数シフトのブロック図。
【図１６】周波数シフトの制御手順を示すフローチャート。
【図１７】図９に示した時間シフトの実施の形態。
【図１８】図９に示した時間シフトの実施の形態。
【図１９】図１７に示した時間シフトの動作手順を示すフローチャート。
【図２０】図９に示した保護区間挿入器のブロック図。
【図２１】図２０に示した保護区間挿入器のタイミング図。
【図２２】本発明の望ましい実施の形態による保護区間挿入器の動作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９１】
１００    送信段
１１０    エンコーダ
１２０    時間シフト
１３０    反転高速フーリエ変換
１４０    周波数シフト
１５０    保護区間挿入器
１６０    ローパスフィルタ
１７０    デジタル−アナログ変換器
２００    受信段
２１０    アナログ−デジタル変換器
２２０    ローパスフィルタ
２３０    保護区間除去器
２４０    周波数シフト
２５０    ＦＦＴ
２６０    デコーダ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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