(57)【要約】  高速無線通信のためのフレーム構成方法およびこれを用いた高速無線通信装置を開示する。  高速無線通信装置は、送信データを含むフレームを構成するフレーム構成部と、前記フレームに含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサと、前記各Ｎ個の並列ストリームをエラー訂正符号化して直交周波数の分割変調するための並列に接続されたＮ個の符号化／変調部および前記Ｎ個の符号化／変調部の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサとを備える。
2010538568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを含むフレームを構成するフレーム構成部と、
前記フレームに含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサと、
前記Ｎ個の各並列ストリームをエラー訂正符号化して直交周波数の分割変調するための並列に接続されたＮ個の符号化／変調部と、
前記Ｎ個の符号化／変調部の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサと、
を備えることを特徴とする高速無線通信装置。
【請求項２】
フレーム構成部は、スクランブリング多項式によって前記送信データをスクランブリングして前記デマルチプレクサに提供することを特徴とする請求項１に記載の高速無線通信装置。
【請求項３】
前記Ｎ個の各符号化／変調部は、
入力ストリームを畳込み多項式によってエラー訂正符号化する畳込み符号化器と、
符号化された入力ストリームをインターリービングするインターリーバと、
前記インターリーバから出力されるインターリーブされた信号を時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換器と、
前記時間領域信号に変換された信号にサイクリック・プレフィックスを挿入するＣＰ挿入器と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の高速無線通信装置。
【請求項４】
前記フレームは、フレームの開始を知らせる短いシンボル、チャネル推定のための長いシンボル、復調のための情報を有する信号シンボル、および送信データを有するデータシンボルを含むことを特徴とする請求項１に記載の高速無線通信装置。
【請求項５】
前記短いシンボル、長いシンボル、および信号シンボルは、前記Ｎ個の符号化／変調部のうちのいずれか１つの符号化／変調部によってエラー訂正符号化および直交周波数の分割変調されることを特徴とする請求項４に記載の高速無線通信装置。
【請求項６】
Ｎは４であることを特徴とする請求項１に記載の高速無線通信装置。
【請求項７】
高速無線通信フレームの開始を知らせるための短いシンボルを構成するステップと、
前記高速無線通信フレームを送信するチャネルの推定のための長いシンボルを構成するステップと、
前記高速無線通信フレームの復調のための信号シンボルを構成するステップと、
前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのデータシンボルを構成するステップと、
を含むことを特徴とする高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項８】
前記短いシンボルは、１２８サンプルの長さの信号列を１２回繰り返して構成し、１２番目に繰返される信号列は１１番目に繰返される信号列と１８０度の位相差を有することを特徴とする請求項７に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項９】
前記短いシンボルは、下記の表に示す副搬送波の索引に対応する値を用いて５１２個の複素数を生成し、
【表１】
2010538568.tif 000014
（ここで、５１２個の複素数の実数部および虚数部の値は同じ値）
前記５１２個の複素数を逆高速フーリエ変換して生成することを特徴とする請求項７に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１０】
前記短いシンボルの送信のための副搬送波は、最大３１長さの順列から生成されることを特徴とする請求項９に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１１】
前記長いシンボルは、５７６サンプルの長さを有することを特徴とする請求項７に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１２】
前記長いシンボルは、周波数領域の順列
【表２】
2010538568.tif 000015
を逆高速フーリエ変換して生成することを特徴とする請求項７に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１３】
前記信号シンボルは、副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールド、バイト数フィールド、前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値フィールド、ＣＲＣパリティビットフィールド、畳込みデコーダの初期化のためのテールビットフィールドのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１４】
前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールドは、下記の表
【表３】
2010538568.tif 000016
によって決められることを特徴とする請求項１３に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１５】
前記信号シンボルは、前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールドの次に１ビットの予備ビット、および前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値フィールドの次に５１ビットの予備ビットをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１６】
前記データシンボルは５７６個のサンプルで構成され、前記データシンボルのシンボル数は、前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのバイト数に応じて決められることを特徴とする請求項８に記載の高速無線通信のためのフレーム構成方法。
【請求項１７】
受信信号を４倍ダウンサンプリングし、搬送波検出と周波数オフセット検出とフレーム同期化のためのプリアンブル処理を行うプリアンブル処理部と、
前記受信信号に含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサと、
前記Ｎ個の各並列ストリームを直交周波数分割復調してエラー訂正復号化するための並列に接続されたＮ個の復調部／復号化部と、
前記Ｎ個の復調部／復号化部の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサと、
を備えることを特徴とする高速無線通信装置。
【請求項１８】
前記デマルチプレクサは、
受信信号から４Ｍ＋１（Ｍ＝０、１、２、．．．）番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第１復調部／復号化部に出力し、
受信信号から４Ｍ＋２番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第２復調部／復号化部に出力し、
受信信号から４Ｍ＋３番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第３復調部／復号化部に出力し、
受信信号から４Ｍ＋４番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第４復調部／復号化部に出力することを特徴とする請求項１７に記載の高速無線通信装置。
【請求項１９】
受信信号のフレームは、フレームの開始を知らせる短いシンボル、チャネル推定のための長いシンボル、復調のための情報を有する信号シンボル、および送信データを有するデータシンボルを含むことを特徴とする請求項１７に記載の高速無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速無線通信システムに関し、フレーム構成方法およびこれを用いた高速無線通信装置に関する。
【０００２】
本発明は、知的経済部および情報通信研究振興院のＩＴ成長動力技術開発事業の一環として行った研究から導出されたものである［課題管理番号：２００７−Ｓ−００２−０１、課題名：Ｍｕｌｔｉ−Ｇｉｇａｂｉｔ無線インタフェース技術開発］。
【背景技術】
【０００３】
近年では、通信産業の発達とインターネットサービスに対するユーザ要求の増加によって、高速でデータを伝達することのできるシステムが次第に登場している。高速でデータを伝達することのできる高速無線通信システムの例として、直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下「ＯＦＤＭ」と称する）システムがある。
【０００４】
ＯＦＤＭシステムは、多重搬送波を用いてデータを送信する方式であって、直列に入力されるシンボル列を並列に変換し、これらのそれぞれを相互直交性を有する複数の副搬送波に変調して送信する多重搬送波変調（ＭＣＭ：Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式の一種である。
【０００５】
一方、ＯＦＤＭシステムは、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の大きさを変更して送信速度を調整する。また、ＯＦＤＭシステムは、全体のシステムのうち符号化および復号化を行う部分、またはＡＤＣ／ＤＡＣ（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔ／Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔ）を行う部分だけを並列化した。このように、従来のＯＦＤＭシステムは、全体ハードウェアの処理速度を高めることができる構造ではない。
【０００６】
したがって、全体ハードウェアの処理速度を高めることのできる高速無線通信装置が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高速無線通信システムにおいて並列ストリームの個数を調整してシステム内部の動作速度を調整し、一回に処理できるデータの量を増やすことができる高速無線通信のためのフレーム構成方法およびこれを用いた高速無線通信装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、高速無線通信装置のデジタル回路を実現するとき、遅いシステムクロックの速度に高速のデータ送信を維持することができるフレーム構成方法およびこれを用いた高速無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
提案される実施形態に係る高速無線通信装置は、送信データを含むフレームを構成するフレーム構成部と、前記フレームに含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサと、前記Ｎ個の各並列ストリームをエラー訂正符号化して直交周波数の分割変調するための並列に接続されたＮ個の符号化／変調部と、前記Ｎ個の符号化／変調部の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサと、を備える。
【００１０】
ここで、フレーム構成部は、スクランブリング多項式によって前記送信データをスクランブリングして前記デマルチプレクサに提供することができる。
【００１１】
ここで、前記Ｎ個の各符号化／変調部は、入力ストリームを畳込み多項式によってエラー訂正符号化する畳込み符号化器と、符号化された入力ストリームをインターリービングするインターリーバと、前記インターリーバから出力されるインターリーブされた信号を時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換器と、前記時間領域信号に変換された信号にサイクリック・プレフィックスを挿入するＣＰ挿入器と、を備えてもよい。
【００１２】
ここで、前記フレームは、フレームの開始を知らせる短いシンボルフィールド、チャネル推定のための長いシンボルフィールド、復調のための情報を有する信号フィールド、および送信データを有するデータフィールドを含んでもよい。
【００１３】
ここで、前記短いシンボルフィールド、長いシンボルフィールド、および信号フィールドは、前記Ｎ個の符号化／変調部のうちのいずれか１つの符号化／変調部によってエラー訂正符号化および直交周波数の分割変調をしてもよい。
【００１４】
提案される実施形態に係る高速無線通信のためのフレーム構成方法は、高速無線通信フレームの開始を知らせるための短いシンボルを構成するステップと、前記高速無線通信フレームを送信するチャネルの推定のための長いシンボルを構成するステップと、前記高速無線通信フレームの復調のための信号シンボルを構成するステップと、前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのデータシンボルを構成するステップと、を含む。
【００１５】
ここで、前記短いシンボルは、１２８サンプルの長さの信号列を１２回繰り返して構成し、１２番目に繰返される信号列は１１番目に繰返される信号列と１８０度の位相差を有する。
【００１６】
このとき、前記短いシンボルは、下記の表に示す副搬送波の索引に対応する値を用いて５１２個の複素数を生成し、
【表１】
2010538568.tif 000003
（ここで、５１２個の複素数の実数部および虚数部の値は同じ値）前記５１２個の複素数を逆高速フーリエ変換して生成することができる。
【００１７】
このとき、前記短いシンボルの送信のための副搬送波は、最大３１長さの順列から副搬送波が生成される。
【００１８】
このとき、前記長いシンボルは、５７６サンプルの長さを有する。
【００１９】
このとき、前記長いシンボルは、周波数領域の順列
【表２】
2010538568.tif 000004
を逆高速フーリエ変換して生成することができる。
【００２０】
このとき、前記信号シンボルは、副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールド、バイト数フィールド、前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値フィールド、ＣＲＣパリティビットフィールド、畳込みデコーダの初期化のためのテールビットフィールドのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００２１】
このとき、前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールドは、下記の表
【表３】
2010538568.tif 000005
によって決めることができる。
【００２２】
このとき、前記信号シンボルは、前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールドの次に１ビットの予備ビットおよび前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値フィールドの次に５１ビットの予備ビットをさらに含んでもよい。
【００２３】
このとき、前記データシンボルは５７６個のサンプルで構成され、前記データシンボルのシンボル数は、前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのバイト数に応じて決めることができる。
【００２４】
提案される実施形態に係る高速無線通信装置は、受信信号を４倍ダウンサンプリングし、搬送波検出と周波数オフセット検出とフレーム同期化のためのプリアンブルの処理を行うプリアンブル処理部と、前記受信信号に含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサと、前記Ｎ個の各並列ストリームを直交周波数分割復調してエラー訂正復号化するための並列に接続されたＮ個の復調部／復号化部と、前記Ｎ個の復調部／復号化部の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサと、を備える。
【００２５】
このとき、前記デマルチプレクサは、受信信号から４Ｍ＋１（Ｍ＝０、１、２、．．．）番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第１復調部／復号化部に出力し、受信信号から４Ｍ＋２番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第２復調部／復号化部に出力し、受信信号から４Ｍ＋３番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第３復調部／復号化部に出力し、受信信号から４Ｍ＋４番目のＯＦＤＭシンボルを分離し、前記Ｎ個の復調部／復号化部のうちの第４復調部／復号化部に出力してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
提案された実施形態によれば、高速無線通信システムにおいて並列ストリームの個数を調整してシステム内部の動作速度を調整し、一回に処理できるデータの量を増やすことができる。
【００２７】
また、提案された実施形態によれば、高速無線通信装置のデジタル回路を実現するとき、遅いシステムクロックの速度に高速のデータ送信を維持することができる。
【００２８】
また、提案された実施形態によれば、高速無線通信システムにおいて高い送信率が求められる場合は、並列ストリームの多重化比率を増やして一回に処理できるデータの量を増やし、低い送信率が求められる場合は、並列ストリームの多重化比率を減らして消耗電力を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】提案された実施形態に係る高速無線通信装置の送信端ブロック図である。
【図２】提案された実施形態に係る高速無線通信のための高速無線通信フレームの構成例を示す。
【図３】提案された実施形態に係る信号シンボルのフレームの構成例を示す。
【図４】送信データをスクランブリングするスクランブラの構成例を示す。
【図５】畳込み符号化を行う畳込み符号化器の構成例を示す。
【図６】チャネルコード率を１／２から２／３にするためのパンクチャリング過程の例を示す。
【図７】提案された実施形態に係る高速無線通信装置の受信端ブロック図である。
【発明を実施のための形態】
【００３０】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本発明を説明するにおいて、関連する公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、本明細書において用いられる用語は、本発明の好適な実施形態を適切に表現するために用いられた用語であって、これはユーザ、運用者の意図、または本発明が属する分野における慣例などによって異なることがある。したがって、本用語に対する定義は、本明細書の全般にわたる内容に基づいてなされるべきである。
【００３１】
下記に記述する高速無線通信装置は、時分割多重無線送信方式を用いて高速データの送信を行う。また、下記に記述する高速無線通信装置は、高い周波数帯域で作動する高速無線個人領域通信網（ＷＰＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の物理的な階層構造に適用されてもよい。下記に記述する高速の無線通信装置を利用すれば、数Ｇｂｐｓ級の大きい目的の送信率を容易に達成でき、デジタル回路の実現が容易である。
【００３２】
図１は、提案された実施形態に係る高速無線通信装置の送信端ブロック図である。
【００３３】
図１を参照すれば、高速無線通信装置の送信端は、送信データを含むフレームを構成するフレーム構成部１０１と、前記フレームに含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサ１０３と、前記Ｎ個の各並列ストリームをエラー訂正符号化して直交周波数の分割変調するための並列に接続されたＮ個の符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１、および前記Ｎ個の符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサ１２１とを備える。ここで、図１は、Ｎが４である場合の例を示しているが、Ｎはシステムで求められる送信率に応じて他の値を有してもよい。
【００３４】
このとき、高速無線通信装置の送信端は、Ｎ個の符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１の出力を多重化するためにＮ個の符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１の出力を一時格納するためのバッファ１１３、１１５、１１７、１１９をさらに備えてもよい。
【００３５】
また、高速無線通信装置の送信端は、マルチプレクサ１２１によって多重化された直列ストリームをアナログ信号に変換し、受信端に送信するための送信部１２３をさらに備えてもよい。
【００３６】
フレーム構成部１０１は、スクランブリング多項式によって前記送信データをスクランブリングするスクランブラ（図示せず）を備えて構成してもよい。
【００３７】
このとき、スクランブリングは、時間領域信号の大きい振幅を減少させるために行われる。スクランブリングの発生多項式の例として、下の数式１を用いることができる。
【数１】
2010538568.tif 000006
【００３８】
前記数式１を適用して前記送信データをスクランブリングするスクランブラの構成例は、図４に示すとおりである。
【００３９】
デマルチプレクサ１０３は、スクランブリングされた入力ストリームを４個の並列ストリームに逆多重化する。このとき、デマルチプレクサ１０３は、システムで求められる送信率に応じて並列ストリームの個数を制御してもよい。
【００４０】
例えば、システムで求められる送信率が低い場合には、入力ストリームを２つの並列ストリームに多重化し、システムで求められる送信率が高い場合には、入力ストリームを４個の並列ストリームに多重化してもよい。ここで、システムで求められる送信率は、システム制御部（図示せず）からデマルチプレクサ１０３に提供してもよい。
【００４１】
Ｎ個の各符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１は、図１に示すように、入力ストリームを畳込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）多項式によってエラー訂正符号化する畳込み符号化器（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｅｎｃｏｄｅｒ）、符号化された入力ストリームをインターリービングするインターリーバ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）、インターリーバから出力されるインターリーブされた信号を時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）、時間領域信号に変換された信号にサイクリック・プレフィックス（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）を挿入するＣＰ挿入器を備えて構成してもよい。
【００４２】
このとき、畳込み符号化のための多項式は、ｇ０＝１３３８およびｇ１＝１７１８を用いてもよい。多項式ｇ０＝１３３８およびｇ１＝１７１８を適用して畳込み符号化を行う畳込み符号化器の構成例は、図５に示すとおりである。
【００４３】
一方、多項式ｇ０＝１３３８およびｇ１＝１７１８を適用する場合に、チャネルコード率は１／２である。チャネルコード率を１／２から２／３にするためのパンクチャリング過程の例は、図６に示すとおりである。
【００４４】
畳込み符号化器は、入力ストリームに挿入された６個の０（ｚｅｒｏ）ビットによって状態を初期化することができる。したがって、フレーム構成部１０１は、畳込み符号化器の初期化のために送信データに６個の０ビットを挿入してもよい。このとき、フレーム構成部１０１は、４個の畳込み符号化器それぞれの初期化のために送信データに総２４個の０ビットを挿入してもよい。
【００４５】
上記のように、高速無線通信装置の送信端は、固定されたシステムクロックの速度を用いて高速のデータ送信を維持するために、スクランブリングされた送信データを並列化し、各並列ストリーム別に独立的な経路を介してエラー訂正符号化と直交周波数の分割変調方式を行う。
【００４６】
図２は、提案された実施形態に係る高速無線通信のための高速無線通信フレームの構成例を示す。
【００４７】
図１および図２を参照すれば、高速無線通信のための高速無線通信フレームは、フレーム構成部１０１によって生成されてもよい。
【００４８】
すなわち、フレーム構成部１０１は、高速無線通信フレームの開始を知らせるための短いシンボルを構成し、前記高速無線通信フレームを送信するチャネルの推定のために長いシンボルを構成し、前記高速無線通信フレームの復調のための信号シンボルを構成し、前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのデータシンボルを構成してもよい。
【００４９】
このとき、前記短いシンボル、長いシンボル、および信号シンボルは、並列ストリームに多重化されず、前記４個の符号化／変調部１０５、１０７、１０９、１１１のうちのいずれか１つの符号化／変調部によってエラー訂正符号化および直交周波数の分割変調されてもよい。
【００５０】
したがって、高速無線通信のためのフレーム構造は、高速無線通信フレームの開始を知らせる短いシンボルフィールド２０１、チャネル推定のために長いシンボルフィールド２０３、復調のための情報を有する信号フィールド２０５、および送信データを有するデータフィールド２０７を備える。
【００５１】
前記短いシンボルは、１２８サンプルの長さの信号列を１２回繰り返して構成し、１２番目に繰返される信号列は１１番目に繰返される信号列と１８０度の位相差を有する。
【００５２】
また、前記短いシンボルは、下記の表１に示す副搬送波の索引に対応する値を用いて５１２個の複素数を生成し、前記５１２個の複素数を５１２ｐｏｉｎｔ  ＩＦＦＴによって逆高速フーリエ変換することによって生成してもよい。
【００５３】
このとき、下記の表１は、ｐｏｉｎｔ  ＩＦＦＴの副搬送波の索引−２５６から２５５までの入力に与えられる値の例である。このとき、下記の表１に記載された以外の索引は０である。このとき、複素数の実数部と虚数部の値は同じ値であり、ＤＣ副搬送波の索引は０である。下記の表１を用いて生成する短いシンボルは、１２８サンプルの長さの信号列が４回繰返される構造を有する。
【表４】
2010538568.tif 000007
【００５４】
一方、前記短いシンボルの送信のための副搬送波は、最大３１長さの順列から副搬送波を生成し、前記短いシンボルは前記副搬送波と同じ電力を有するようにダウンサンプリングされる。
【００５５】
一方、毎４個の副搬送波の中で同じ位置には１つのデータが占有されるため、上記のように短いシンボルをダウンサンプリングする場合にも時間領域の順列の繰返し特性は維持される。
【００５６】
また、上記のように短いシンボルをダウンサンプリングして副搬送波と同じ電力を有するようにすれば、受信端で低域通過フィルタを用いることなく、プリアンブルの処理が可能である。
【００５７】
前記短いシンボル生成のためのＩＦＦＴ演算は、下の数式２によって行われることができる。
【数２】
2010538568.tif 000008
【００５８】
前記数式２において、Ｓｋは前記表１に記載された周波数領域値であり、△ｆは副搬送波と副搬送波との間の間隔３．９ＭＨｚである。短いシンボルを構成する１２個の信号列は、数式２の結果を３回繰返して得てもよい。ただし、最後の１２番目の信号列は１１番目の信号列の位相と反対である。
【００５９】
前記長いシンボルは、５７６サンプルの長さを有するよう構成してもよい。
【００６０】
このとき、長いシンボルは、下記の周波数領域の順列をＩＦＦＴ演算によって発生させてもよい。
【表５】
2010538568.tif 000009
【００６１】
前記長いシンボルの生成のためのＩＦＦＴ演算は、下の数式３によって行われることができる。
【数３】
2010538568.tif 000010
【００６２】
前記数式３において、Ｌｋは前記周波数領域の順列値であり、△ｆは副搬送波と副搬送波との間の間隔３．９ＭＨｚであり、ＴＣＰはＣＰに該当する３２ｎｓｅｃである。
【００６３】
前記信号シンボルのフレームの構成例は、図３に示すとおりである。
【００６４】
図３を参照すれば、信号シンボルは、副搬送波の変調方式およびチャネルコード率（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｅ  ｒａｔｅ  Ｓｙｍｂｏｌ）フィールド３０１、バイト数フィールド３０５、前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値（ｓｃｒａｍｂｌｅｒ  ｓｅｅｄ）フィールド３０７、ＣＲＣパリティビット（ｃｙｃｌｉｃ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ  ｐａｒｉｔｙ）フィールド３１１、畳込みデコーダの初期化のためのテールビット（Ｔａｉｌ  ｂｉｔ）フィールド３１３を含んで構成してもよい。
【００６５】
前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールド３０１は、提案される実施形態に係る高速無線通信装置が支援する副搬送波の変調方式およびチャネルコード率情報を含んでもよい。
【００６６】
下記の表２は、高速無線通信のため副搬送波の変調方式およびチャネルコード率の例を示す。
【表６】
2010538568.tif 000011
【００６７】
前記表２に記載された副搬送波の変調方式およびチャネルコード率以外にさまざまな変調方式とチャネルコード率を適用してもよい。
【００６８】
前記信号シンボルは、前記副搬送波の変調方式およびチャネルコード率フィールド３０１の次に１ビットの予備ビット３０３、および前記高速無線通信フレームのスクランブラシード値フィールド３０７の次に５１ビットの予備ビット３０９をさらに含んでもよい。
【００６９】
このとき、前記予備ビット３０３および予備ビット３０９は、すべての値を０で満たしてもよい。
【００７０】
バイト数フィールド３０５は、高速無線通信フレームのデータシンボル領域でバイト単位で送信する送信データの長さ情報を有する。
【００７１】
ＣＲＣパリティビットフィールド３１１に満たされるＣＲＣ符号は、受信端で受信エラー率を検出するために用いられる。
【００７２】
次の数式４は、ＣＲＣ符号生成のためのＣＲＣ発生多項式の例を示す。
【数４】
2010538568.tif 000012
【００７３】
テールビットフィールド３１３は、６個の０が満たされる。受信端でＣＲＣエラー検出機（図示せず）は、テールビットフィールド３１３に満たされる６個の０によって復号動作の終了を知ることができる。
【００７４】
一方、前記信号シンボルは、１６進数の３Ｆの初期値に設定されたスクランブラによってスクランブリングされてもよい。次にスクランブリングされた信号シンボルは、１／２のエラー訂正符号化器で符号化され、エラー訂正符号化された１９２ビットをインターリービングする前に４回繰返されて７６８ビットのデータが生成される。７６８ビットのデータは、ＱＰＳＫ方式で３８６個の副搬送波によって変調されてもよい。このような信号シンボルの変調は、図１に示すフレーム構成部１０１および符号化／変調化部１０５によって行われてもよい。
【００７５】
前述のように、前記信号シンボルおよびデータシンボルは、エラー訂正符号化以前にスクランブリングされる。信号シンボルをスクランブルリングするためのスクランブラのシフトレジスタ初期値は１６進数の３Ｆに設定してもよく、データシンボルをスクランブルリングするためのスクランブラのシフトレジスタの初期値は任意に設定してもよい。
【００７６】
このとき、データシンボルのデスクランブルリングのためのシフトレジスタ初期値は、信号シンボルのスクランブラシード値フィールド３０７に満たされる。
【００７７】
前記データシンボルは５７６個のサンプルで構成され、前記データシンボルの数は、前記高速無線通信フレームによって送信しようとする送信データのバイト数に応じて可変的に決定してもよい。
【００７８】
提案される実施形態に係る高速無線通信装置は、ＯＦＤＭ変調技術をミリメートル波帯の無線信号によってデータを送信するために使用される。このとき、高速無線通信装置に適用されるＯＦＤＭの媒介変数の例は下の表３のようになる。
【表７】
2010538568.tif 000013
【００７９】
図７は、提案された実施形態に係る高速無線通信装置の受信端ブロック図である。
【００８０】
図７を参照すれば、高速無線通信装置の受信端は、受信信号をデジタル信号に変換する受信部７０１と、受信信号を４倍ダウンサンプリングし、搬送波検出と周波数オフセット検出とフレーム同期化のためのプリアンブルの処理を行うプリアンブル処理部７２５と、前記信号に含まれた送信データをＮ（Ｎは２以上の整数）個の並列ストリームに逆多重化するデマルチプレクサ７０３と、前記Ｎ個の各並列ストリームを直交周波数分割復調してエラー訂正復号化するための並列に接続されたＮ個の復調部／復号化部７１３、７１５、７１７、７１９、および前記Ｎ個の復調部／復号化部７１３、７１５、７１７、７１９の出力を直列ストリームに多重化するマルチプレクサ７２１とを備える。ここで、図７は、Ｎが４である場合の例を示しているが、Ｎはシステムで求められる送信率に応じて他の値を有してもよい。
【００８１】
このとき、高速無線通信装置の受信端は、デマルチプレクサ７０３の出力を一時格納するためのバッファ７０５、７０７、７０９、７１１をさらに備えてもよい。
【００８２】
また、高速無線通信装置の受信端は、マルチプレクサ７２１によって多重化された直列ストリームをデスクランブリングするためのデスクランブラ７２３をさらに備えてもよい。
【００８３】
プリアンブル処理部７２５は、受信信号に対するプリアンブルの処理のために受信信号を因子（ｆａｃｔｏｒ）４にダウンサンプリングする。このとき、プリアンブル処理部７２５は、低域通過フィルタリングなしで受信信号に含まれた短いシンボルに対するプリアンブルの処理を行ってもよい。
【００８４】
図７を参照すれば、プリアンブル処理部７２５は、ＡＤＣ変換を経たデジタル信号を４倍ダウンサンプリングするダウンサンプリング部、プリアンブル信号（短いシンボルおよび長いシンボル）から搬送波の周波数の大きさを検出するキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）検出部、搬送波の周波数オフセット（ＣＦＯ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｏｆｆｓｅｔ）を推定するためのＣＦＯ推定部、一般的な同期化アルゴリズムを用いてシンボルの同期を合わせるシンボル同期化部を含んで構成してもよい。
【００８５】
プリアンブル処理部７２５は、シンボル境界およびシンボル同期情報をデマルチプレクサ７０３に提供してもよく、デマルチプレクサ７０３は、シンボル境界情報を基準として入力されるデジタル信号を逆多重化してもよい。
【００８６】
例えば、デマルチプレクサ７０３は、受信信号から４Ｍ＋１（Ｍ＝０、１、２、．．．）番目のＯＦＤＭシンボルを分離して最初の復調部／復号化部７１３に出力し、４Ｍ＋２番目のＯＦＤＭシンボルは２番目の復調部／復号化部７１５に出力し、４Ｍ＋３番目のＯＦＤＭシンボルは３番目の復調部／復号化部７１７に出力し、４Ｍ＋４番目のＯＦＤＭシンボルは４番目の第４復調部／復号化部７１９に出力してもよい。
【００８７】
各復調部／復号化部７１３、７１５、７１７、７１９は、図７に示すように、受信信号の搬送波周波数オフセットを訂正するＣＦＯ  Ｃｏｒｒｅｃｔ、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するＦＦＴ、周波数領域に変換された信号をデインターリーブするデインターリーバ、デインターリーブされた信号をエラー訂正復号化する畳込み復号化部を備えて構成してもよい。
【００８８】
上述したように、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような基材から多様な修正および変形が可能である。
【００８９】
したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
【図１】
2010538568.tif 000017
【図２】
2010538568.tif 000018
【図３】
2010538568.tif 000019
【図４】
2010538568.tif 000020
【図５】
2010538568.tif 000021
【図６】
2010538568.tif 000022
【図７】
2010538568.tif 000023
【国際調査報告】
2010538568.tif 000024
2010538568.tif 000025