JPH09107345A - 周波数分割多重信号発生装置及び復号装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来はＯＦＤＭ信号に対し、特に瞬間的に生
じるピーク電力に対する対策を施していないため、まれ
に大電力が発生されることがある。 【解決手段】 ＩＦＦＴ回路３３は４つのＩＦＦＴ演算
部を有しており、入力データをそれぞれ４分割してそれ
ぞれのＩＦＦＴ演算部によりＩＦＦＴ演算する。キャリ
アホールを設定するために、ＩＦＦＴ回路３３の所定の
入力端子への電圧は０に設定してある。極性制御回路４
２〜４５は、ピーク検出回路３７〜４０により所定値以
上のピーク電力が検出されたときは、ＩＦＦＴ回路３３
からの他のグループの周波数分割多重信号の極性を、所
定値以上のピーク電力を打ち消す方向に設定して加算回
路４６に供給する。ＩＦＦＴ回路３４はデータ極性判定
回路４１より入力された極性制御情報に対してＩＦＦＴ
演算を行い、キャリアホールの搬送波周波数に相当する
搬送波で伝送される演算結果を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は周波数分割多重信号
発生装置及び復号装置に係り、特に符号化されたディジ
タル映像信号などを限られた周波数帯域の直交周波数分
割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Mu
ltiplex）信号を発生する周波数分割多重信号の発生装
置及びそのＯＦＤＭ信号を復号する復号装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】符号化されたディジタル映像信号などを
限られた周波数帯域で伝送する方式の一つとして、２５
６直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modul
ation）などの多値変調されたディジタル情報を多数の
搬送波を用いてＯＦＤＭ信号として伝送するＯＦＤＭ方
式が、マルチパスに強い、妨害を受けにくい、周波数利
用効率が比較的良いなどの特長から従来より知られてい
る。

【０００３】このＯＦＤＭ方式は多数の搬送波を直交し
て配置し、各々の搬送波で独立したディジタル情報を伝
送する方式で、ＯＦＤＭ信号はランダム信号としての形
態をとる。なお、「搬送波が直交している」とは、隣接
する搬送波のスペクトラムが当該搬送波の周波数位置で
零になることを意味する。

【０００４】このＯＦＤＭ方式によれば、ガードバンド
期間（ガードインターバル）を設定し、その期間の情報
を重複して伝送するようにしているため、電波のマルチ
パスにより生ずる伝送歪みを軽減できる。すなわち、こ
のＯＦＤＭ信号の受信は、シンボル期間内に伝送される
信号の振幅、位相変調成分を検出し、これらのレベルに
より情報の値を復号するものであるから、最初のガード
インターバル期間の信号を除いて復号することにより、
同一シンボル区間のマルチパス信号と、受信すべき信号
の周波数成分は同一であるため、比較的狭い周波数帯域
で、伝送歪みの少ない復号ディジタルデータを伝送でき
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来は多数
の情報搬送波を合成してできるＯＦＤＭ信号に対し、特
に瞬間的に生じるピーク電力に対する対策を施していな
いため、まれに大電力が発生されることがある。例え
ば、２５６個の情報搬送波を用いるＯＦＤＭ信号の電力
は、１情報搬送波電力の２５６倍の合成した平均電力で
あるため、仮に全情報搬送波の最大振幅電圧値が一致し
て発生させられた場合は２５６の２乗倍にあたる６５５
３６倍となる。従って、仮に１情報搬送波の電力を１ｍ
Ｗとすると、これら２５６個の情報搬送波を合成した平
均電力は２５６ｍＷ程度であるが、全情報搬送波の最大
振幅位置が一致した時には６５Ｗとなってしまう。

【０００６】このため、従来の周波数分割多重信号発生
装置では、全情報搬送波の最大振幅値が一致する確率は
非常に小さく、実際には殆ど発生しないが、平均電力値
は余裕をもった低い値に設定し、送信電力装置も平均電
力の１０〜２０倍程度の余裕をもった大きな出力信号を
発生させられるもの（１情報搬送波の電力を１ｍＷとす
るときは２．５Ｗ〜５Ｗを発生できる装置）を用い、ま
れに生じる大電力信号に対しても飽和させないで送信で
きるように考慮していた。このため、従来の周波数分割
多重信号発生装置は装置全体が高価で大型化するという
問題がある。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、発生する周波数分割多重信号のピーク電力を小さく
することにより、送信装置の小型・軽量化を送信装置の
電源装置も含めて実現し得る周波数分割多重信号発生装
置及び復号装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、複数に分割されたディジタル情報信号を
それぞれを別々に変調して複数のグループの周波数分割
多重信号を発生する第１の演算回路と、第１の演算回路
の出力周波数分割多重信号のピーク電力及びピーク位置
をグループ毎に検出する複数のピーク検出回路と、複数
のピーク検出回路のうち対応するピーク検出回路からの
検出信号に基づき、所定値以上のピーク電力が検出され
たときは第１の演算回路からの他のグループの周波数分
割多重信号の極性を、所定値以上のピーク電力を打ち消
す方向に設定すると共に、極性情報を発生する極性制御
手段と、極性制御手段により設定された極性情報を変調
して周波数分割多重信号の最高周波数と最低周波数との
間の周波数帯域内に含まれ、かつ、周波数分割多重信号
とは異なる信号を発生する第２の演算回路と、極性制御
手段により極性制御された第１の演算回路の出力周波数
分割多重信号と、第２の演算回路の出力信号とを加算合
成して出力する加算回路とを有する構成としたものであ
る。

【０００９】このように、本発明では、第１の演算回路
の複数のグループの出力周波数分割多重信号のいずれか
に所定値以上のピーク電力が検出されたときは、極性制
御手段によりそのピーク電力が検出されたグループとは
異なる他のグループの周波数分割多重信号の極性を、所
定値以上のピーク電力を打ち消す方向に設定した後、複
数のグループの出力周波数分割多重信号を加算回路で加
算合成するようにしたため、加算合成された周波数分割
多重信号の所定値以上のピーク電力の発生を抑制するこ
とができる。

【００１０】ここで、極性を反転の有無を示す極性制御
情報は正しい復号のために伝送しなければならない。伝
送に使用する周波数帯域はディジタル情報信号を伝送す
る第１の演算回路の出力周波数分割多重信号の周波数帯
域と同一周波数帯域内にあることが望ましい。しかし、
極性を反転したかどうかの情報は第１の演算回路による
演算後でないと得られないため、同一周波数帯域内で伝
送するには工夫が必要となる。

【００１１】そこで、本発明では、第１の演算回路は、
周波数分割多重信号の最高周波数と最低周波数との間の
周波数帯域内にキャリアホールを設定し、第２の演算回
路はキャリアホールの周波数位置に極性情報で変調した
搬送波を発生する。これにより、第１の演算回路の出力
周波数分割多重信号の周波数帯域と同一周波数帯域内で
極性情報を伝送できる。

【００１２】また、本発明では、第２の演算回路は第１
の演算回路の出力信号に同期して極性情報で変調した搬
送波を発生し、第１の演算回路の出力周波数分割多重信
号と同じタイミングで出力されることを特徴とする。こ
れにより、第１及び第２の演算回路から出力される信号
は直交関係にあり、お互いに干渉することはない。

【００１３】また、本発明における第１の演算回路は、
シンボル単位で伝送される複数に分割されたディジタル
情報信号のそれぞれを別々にシンボル期間内で逆離散的
フーリエ変換して複数のグループの周波数分割多重信号
を発生し、第２の演算回路は、極性情報を複数のグルー
プの周波数分割多重信号と同じシンボル期間内で逆離散
フーリエ変換して変調された搬送波を発生することを特
徴とする。

【００１４】すなわち、第２の演算回路は極性情報で変
調された搬送波を発生するためだけの単機能の演算回路
でよく、よって、第１の演算回路に比し非常に短い演算
時間で演算処理ができるため、第１の演算回路の演算終
了後より第２の演算回路が演算を行っても、それによる
伝送の遅延時間は無視でき、同一シンボル期間内で第２
の演算回路の演算動作を終了することができる。

【００１５】また、本発明の復号装置は前記目的を達成
するため、複数のグループに分割された、ディジタル情
報信号で変調された複数の第１の搬送波からなる周波数
分割多重信号と、これら周波数分割多重信号の極性反転
の有無をグループ毎に示す極性情報で変調され、かつ、
複数の第１の搬送波の最高周波数と最低周波数の間の周
波数である第２の搬送波とが周波数分割された合成信号
が入力され、フーリエ変換演算して復号する復号用演算
回路と、復号用演算回路から復号された複数のグループ
毎に並列に出力された復号信号に対して、復号用演算回
路から復号された極性情報に基づいて別々に極性を元に
戻す極性修正動作を行う複数の極性修正回路とで構成し
たものである。

【００１６】ここで、複数の極性修正回路のそれぞれ
は、第１及び第２の搬送波に対する変調方式の信号点配
置を原点に対して点対称の信号点が定義されるディジタ
ル情報信号値を変換テーブルとして持ち、復号された極
性情報で変換テーブルを参照してディジタル情報信号の
極性変換を行うことが、回路構成上望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。まず、本発明の周波数分割多重
信号発生装置及び復号装置について説明する前に、本発
明の周波数分割多重信号発生装置及び復号装置が適用さ
れるＯＦＤＭ信号の送受信システムの概要について説明
する。ここでは、２５６本の搬送波で伝送情報をＯＦＤ
Ｍ信号として送信する。

【００１８】図４は本発明装置が適用されるＯＦＤＭ信
号送受信システムの一例のブロック図を示す。同図にお
いて、入力端子１には伝送すべきディジタルデータが入
力される。このディジタルデータとしては、例えばカラ
ー動画像符号化方式であるＭＰＥＧ方式などの符号化方
式で圧縮されたディジタル映像信号や音声信号などであ
る。この入力ディジタルデータは、入力回路２に供給さ
れて必要に応じて誤り訂正符号の付与がクロック分周器
３よりのクロックに基づいて行われる。クロック分周器
３は中間周波数発振器８よりの１０．７ＭＨｚの中間周
波数を分周して、この中間周波数に同期したクロックを
発生する。

【００１９】誤り訂正符号が付加されたディジタルデー
タは、入力回路２から演算装置４に供給される。この演
算装置４は入力データに対して例えば逆高速フーリエ変
換（ＩＦＦＴ）演算するＩＦＦＴ回路と、その演算結果
を一時記憶する出力バッファとからなる。この演算装置
４を構成するＩＦＦＴ回路として、データ系列Ｎが２５
６であるＩＦＦＴ回路と、２Ｎ＝Ｍ＝５１２であるＩＦ
ＦＴ回路の２つの例について説明する。演算装置４を構
成するＩＦＦＴ回路が前者のＩＦＦＴ回路である場合
は、実数部（Ｒ）の入力端子数が２５６、虚数部（Ｉ）
の入力端子数が２５６であり、それぞれ４ビットのディ
ジタルデータが実数部及び虚数部共に計２５６個ずつの
入力端子に入力されることにより、０番目（ｋ＝０）の
入力端子の入力情報は伝送する搬送波の中心周波数で伝
送され、ｋ＝Ｎ／２、１２７番目（ｋ＝Ｎ／２）の入力
端子の入力情報はナイキスト周波数に等価である両端周
波数で伝送される。

【００２０】また、ＩＦＦＴ装置４を構成するＩＦＦＴ
回路が後者のＩＦＦＴ回路である場合には、実数部
（Ｒ）の入力端子数が５１２、虚数部（Ｉ）の入力端子
数が５１２であり、それぞれ４ビットのディジタルデー
タが実数部及び虚数部共に０番目から１２７番目までの
計１２８個ずつと、３８４番目から５１１番目までの計
１２７個ずつの入力端子にそれぞれ入力されることによ
り、０番目（ｋ＝０）の入力端子の入力情報は伝送する
搬送波の中心周波数で伝送され、１２７番目（ｋ＝Ｍ／
４）と３８４番目（ｋ＝３Ｍ／４）の入力端子の入力情
報はナイキスト周波数に等価である両端周波数で伝送さ
れる。

【００２１】ここで、１番目から１２７番目までの計１
２７個の入力端子の入力情報は中心搬送波周波数の上側
（高域側）の情報伝送用搬送波で伝送され、３８４番目
から５１１番目までの計１２７個の入力端子の入力情報
は中心搬送波周波数の下側（低域側）の情報伝送用搬送
波で伝送される。１２７番目と３８４番目の入力端子の
入力情報はナイキスト周波数に等価である両端周波数で
伝送される。なお、残りの入力端子には０が入力され
る。

【００２２】ここでは、上記のいずれの場合も演算装置
４からの２５８組の出力のうち、ｋ＝０の中心搬送波周
波数で伝送される一組の出力を除く２５７波のうち、２
４８波の搬送波を用いて情報を伝送し、残りの９波はキ
ャリブレーション用、その他の補助信号の伝送のために
用いられる。そのため、１シンボル期間中に２４８バイ
トのディジタルデータ、すなわち、１シンボル期間中
に、４ビットずつ一対の並列データ２４８組が入力回路
２から演算装置４の実数部入力端子と虚数部入力端子に
入力される。

【００２３】クロック分周器３からのクロックに基づい
て、演算装置４からＩＦＦＴ演算されて取り出された、
計２５７波の搬送波で伝送される計２５７組の出力デー
タは、マルチパス歪みを軽減させるためのガードインタ
ーバル回路５を通してＤ／Ａ変換器・低域フィルタ（Ｌ
ＰＦ）６に供給され、ここでクロック分周器３からのク
ロックをサンプリングクロックとしてアナログ信号に変
換された後、ＬＰＦにより必要な周波数帯域の実数部成
分と虚数部成分とが通過されて直交変調器７へそれぞれ
供給される。

【００２４】直交変調器７は中間周波数発振器８よりの
１０．７ＭＨｚの中間周波数を第１の搬送波とし、か
つ、この中間周波数の位相を９０°シフタ９により９０
°シフトした１０．７ＭＨｚ中間周波数を第２の搬送波
として、それぞれＤ／Ａ変換器・ＬＰＦ６より入力され
たディジタルデータの実数部成分（実数部データ）と虚
数部成分（虚数部データ）で直交振幅変調（ＱＡＭ）し
て２５７波の情報搬送波からなる、図５に示す周波数ス
ペクトラムのＯＦＤＭ信号を生成する。

【００２５】図５（Ａ）の周波数スペクトラムは、演算
装置４のデータ系列がＮ（＝２５６）である場合のＯＦ
ＤＭ信号の周波数スペクトラムで、周波数帯域９９ｋＨ
ｚ内に全部で２５７波の搬送波が存在し、そのうち２４
８波の搬送波が１バイトの情報データで２５６ＱＡＭ変
調されており、中心周波数Ｆ０を含む残りの９波の搬送
波が補助信号の伝送のために使用される。

【００２６】ここで、中心周波数Ｆ０より高域側の搬送
波は、前記ＩＦＦＴ回路の１番目から１２８番目の実数
部入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ等で
変調されており、また中心周波数Ｆ０より低域側の搬送
波は、前記ＩＦＦＴ回路の１２８番目から２５５番目の
実数部入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ
等で変調されている。

【００２７】また、図５（Ａ）に「１２８」及び「−１
２８」で示す位置には、それぞれナイキスト周波数の搬
送波が発生し、これは前記したように１２８番目の入力
端子に入力された固定電圧データに基づいて生成された
パイロット信号伝送用搬送波である。すなわち、同一の
１２８番目の入力端子に入力された固定電圧データは、
二つの搬送波により伝送される。

【００２８】なお、演算装置４のデータ系列が２Ｎ（＝
５１２）である場合のＯＦＤＭ信号も、周波数帯域９９
ｋＨｚ内に全部で２５７波の搬送波が存在し、そのうち
２４８波の搬送波が１バイトの情報データで２５６ＱＡ
Ｍ変調されており、中心周波数Ｆ０を含む残りの９波の
搬送波が補助信号の伝送のために使用される。

【００２９】ただし、この場合のＯＦＤＭ信号の周波数
スペクトラムは、図５（Ｂ）に示すように、中心周波数
Ｆ０より高域側の搬送波は、前記ＩＦＦＴ回路の１番目
から１２８番目の実数部入力端子及び虚数部入力端子に
入力されたデータ等で変調されており、また中心周波数
Ｆ０より低域側の搬送波は、前記ＩＦＦＴ回路の３８４
番目から５１１番目の実数部入力端子及び虚数部入力端
子に入力されたデータ等で変調されている。

【００３０】この場合は、図５（Ｂ）に示すように、
「１２８」は上記のＩＦＦＴ回路の１２８番目の実数部
入力端子及び虚数部入力端子に入力された固定電圧によ
り生成されたパイロット信号伝送用搬送波であり、「−
１２８」はＩＦＦＴ回路の３８４番目の実数部入力端子
及び虚数部入力端子に入力された固定電圧により生成さ
れたパイロット信号伝送用搬送波で、これらはナイキス
ト周波数の１／２倍の周波数の搬送波である。

【００３１】直交変調器７より取り出された、ガードイ
ンターバル処理される前のデータのシンボル周波数であ
る３８７Ｈｚ毎に隣接配置された複数の搬送波からなる
上記のＯＦＤＭ信号は、図４の周波数変換器１０に供給
されて送信周波数帯に周波数変換され、例えば上記の中
心搬送波周波数Ｆ０が１００ＭＨｚとされてから送信部
１１によりリニア増幅され、送信アンテナより送信され
る。

【００３２】これにより、図４の送信装置で送信される
信号の仕様は信号中心周波数１００ＭＨｚ、伝送帯域幅
１００ｋＨｚ（実際には図８に示したように９９ｋＨ
ｚ）、変調方式２５６ＱＡＭ、ＯＦＤＭ、使用搬送波数
２５７波（そのうち情報伝送用搬送波数２４８波）、ガ
ードインターバル６０μｓｅｃとなる。また、一対の４
ビットデータ２４８組が２４８波の搬送波で伝送される
ため、１シンボル期間当り２４８ｋバイトの伝送速度で
あり、よって１秒当りの伝送速度（転送レート）は、約
７５０ｋｂｐｓ（≒８ビット×３７８Ｈｚ×２４８÷１
０００）となる。

【００３３】次に、周波数分割多重信号受信装置につい
て説明する。上記のＯＦＤＭ信号は、図４の空間伝送路
１２を経て受信部１３により受信アンテナを介して受信
された後高周波増幅され、更に周波数変換器１４により
中間周波数に周波数変換され、中間周波増幅器１５によ
り増幅された後、直交復調器１６及びキャリア抽出回路
１７に供給される。

【００３４】キャリア抽出回路１７は、入力ＯＦＤＭ信
号の中心搬送波（キャリア）を位相誤差少なくできるだ
け正確に抽出する回路である。ここでは、情報を伝送す
る各搬送波は、シンボル周波数である３８７Ｈｚ毎に隣
接配置されてＯＦＤＭ信号を構成しているため、中心搬
送波に隣接する情報伝送用搬送波も中心搬送波に対して
３８７Ｈｚ離れている。中心搬送波を抽出するために
は、３８７Ｈｚしか離れていない隣接する情報伝送用搬
送波の影響を受けないように、選択度の高いＰＬＬ回路
を用いて中心搬送波Ｆ０の抽出を行う。

【００３５】キャリア抽出回路１７により抽出された中
心搬送波Ｆ０は、中間周波数発振器１８に供給され、こ
こで中心搬送波Ｆ０に位相同期した１０．７ＭＨｚの中
間周波数を発生させる。中間周波数発振器１８の出力中
間周波数は第１の復調用搬送波として直交復調器１６に
直接に供給される一方、９０°シフタ１９により位相が
９０°シフトされてから第２の復調用搬送波として直交
復調器１６に供給される。

【００３６】これにより、直交復調器１６からは送信装
置の直交変調器７に入力された実数部、虚数部の各アナ
ログ信号と同等のアナログ信号（周波数分割多重信号）
が復調されて取り出され、サンプルクロック復号回路２
０に供給される一方、低域フィルタ２１によりＯＦＤＭ
信号情報として伝送された必要な周波数帯域の信号が通
過されてＡ／Ｄ変換器２２に供給されてディジタル信号
に変換される。

【００３７】Ａ／Ｄ変換器２２の入力信号に対するサン
プリングのタイミングは、サンプルクロック復号回路２
０により例えば特定の搬送波で伝送される、サンプルク
ロック周波数に対して所定の整数比に設定されパイロッ
ト信号より生成された、ナイキスト周波数の２倍の周波
数のサンプルクロックに基づいて発生される。すなわ
ち、サンプルクロック復号回路２０は、中間周波数と復
調アナログ信号が入力され、ガードインターバル期間を
含む各シンボル期間で連続信号として伝送されるパイロ
ット信号に位相同期するＰＬＬ回路によりサンプルクロ
ックを発生する。また、シンボル同期信号復号回路２３
は、このサンプルクロックによりパイロット信号の位相
状態を調べ、シンボル期間を検出してシンボル同期信号
を復号する。システムクロック発生回路２４は、これら
サンプルクロック及びシンボル同期信号よりガードイン
ターバル期間除去のための区間信号などのシステムクロ
ックを発生する。

【００３８】Ａ／Ｄ変換器２２より取り出されたディジ
タル信号は、ガードインターバル期間処理回路２５に供
給され、ここでシステムクロック発生回路２４よりのシ
ステムクロックに基づいて、マルチパス歪の影響が少な
い方のシンボル期間信号を得てＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路
２６に供給される。

【００３９】ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路２６のＦＦＴ（高
速フーリエ変換）回路部は、システムクロック発生回路
２４よりのシステムクロックにより複素フーリエ演算を
行い、ガードインターバル期間処理回路２５の出力信号
の各周波数毎の実数部、虚数部の各信号レベルを算出す
る。

【００４０】これにより得られた各周波数毎の実数部、
虚数部の各信号レベルは、ＱＡＭ復号回路部により参照
用搬送波の復調出力と比較されることにより、ディジタ
ル情報伝送用搬送波で伝送される量子化されたディジタ
ル信号のレベルが求められ、ディジタル情報が復号され
る。この復号ディジタル情報信号は、出力回路２７によ
り並直列変換などの出力処理が行われて出力端子２８へ
出力される。

【００４１】次に、本発明の周波数分割多重信号発生装
置について説明する。図１は本発明になる周波数分割多
重信号発生装置の一実施の形態のブロック図を示す。こ
の周波数分割多重信号発生装置は、図４の演算装置４乃
至直交変調器７までの回路として用い得る装置で、第１
のＩＦＦＴ回路３３及び第２のＩＦＦＴ回路３４と、サ
ンプル同期回路３５と、シンボル同期回路３６と、４個
のピーク検出回路３７〜４０と、データ極性判定回路４
１と、４個の極性制御回路４２〜４５と、加算回路４６
と、直交変調器４７からなる。

【００４２】入力端子３１を介して入力されたディジタ
ルデータは、１シンボル期間に伝送すべき２５６バイト
の信号であり、そのうち実数部のデータが端子３１を介
してＩＦＦＴ回路３３に入力され、虚数部のデータが端
子３２を介してＩＦＦＴ回路３３に入力される。ＩＦＦ
Ｔ回路３３は、入力データを６４バイト毎の４つのディ
ジタル信号（実数部データ及び虚数部データ）に分割し
た後、ＩＦＦＴ演算を行う。

【００４３】すなわち、ＩＦＦＴ回路３３は４つのＩＦ
ＦＴ演算部を有しており、入力実数部データと入力虚数
部データをそれぞれ４分割してそれぞれのＩＦＦＴ演算
部によりＩＦＦＴ演算する。ここで、４つのＩＦＦＴ演
算部のそれぞれはデータ系列Ｎが２５６であるものとす
ると、実数部及び虚数部共に計２５６個ずつの入力端子
を有しているが、そのうち実数部及び虚数部共に６４個
ずつの入力端子に４ビットのディジタルデータが入力さ
れる。

【００４４】ここで、上記の４つのＩＦＦＴ演算部はそ
れぞれ±４ｍ（ｍは０〜３１の整数）番目の搬送波周波
数を出力する第１のＩＦＦＴ演算部と、±４ｍ＋１（ｍ
は０〜３１の整数）番目の搬送波周波数を出力する第２
のＩＦＦＴ演算部と、±４ｍ＋２（ｍは０〜３１の整
数）番目の搬送波周波数を出力する第３のＩＦＦＴ演算
部と、±４ｍ＋３（ｍは０〜３１の整数）番目の搬送波
周波数を出力する第４のＩＦＦＴ演算部とから構成され
ている。

【００４５】また、予め定めた特定の搬送波周波数のキ
ャリアホールを設定するために、ＩＦＦＴ回路３３は該
当するそれぞれのＩＦＦＴ演算部の入力端子への電圧は
０に設定してある。すなわち、ＯＦＤＭ信号はＩＦＦＴ
回路の入力端子電圧を０に設定すると、それに対応する
搬送波のレベルは０となる。これをキャリアホールと呼
び、他の送信方式と伝送帯域を共通にするときなどこの
性質を利用する。例えばＮＴＳＣ方式と重なる伝送帯域
でＯＦＤＭ信号を伝送するときに、ＮＴＳＣ方式テレビ
ジョン信号の中心搬送波周波数部分、色信号を伝送する
帯域の搬送波を０に設定するなどの利用もされている。

【００４６】この実施の形態では、後述するように、極
性切り換えを示す極性情報を特定の搬送波周波数により
伝送を行う。ここでは、極性制御回路４２〜４５が４系
統あるので、それに対応する搬送波を１本から４本のう
ち所定本数配置する。すなわち、４本の搬送波により各
系統毎に極性情報を伝送するか、２本の搬送波により２
系統ずつの極性情報を伝送するか、１６ＱＡＭにより１
本の搬送波を使用して４ビットの極性情報を伝送する。
この特定搬送波に相当する周波数の位置にＩＦＦＴ回路
３３より出力信号が生じないように予めそれに対応する
周波数用の入力端子の電圧は０に保っておく。このよう
にして、ディジタル情報信号を伝送する複数の搬送波の
うち最高周波数から最低周波数の間の周波数帯域内の特
定搬送波のレベルがゼロとされる。

【００４７】このように、ＩＦＦＴ回路３３からＯＦＤ
Ｍ信号を構成する搬送波周波数が櫛歯状に４分割されて
出力される。ＩＦＦＴ回路３３内の４つのＩＦＦＴ演算
部はそれぞれ６４の搬送波について演算を行うので、当
然のことながら平均電力値に対するピーク電力値は２５
６の搬送波について演算を行うときの１／４倍の値であ
る。

【００４８】これらの出力信号をそのまま加算してＯＦ
ＤＭ信号を生成する場合は、従来の課題とされていたピ
ーク電力の問題がそのまま残る。ＯＦＤＭ信号を構成す
る各搬送波の振幅と位相は変調信号により決められるた
め、入力信号に相関性が少ないときは出力信号もランダ
ムな搬送波信号の集合となる。

【００４９】前記したように、ランダムな２５６波の搬
送波信号を合成した平均電力は、搬送波１波の電力の２
５６倍になる。仮に、全搬送波の瞬時ピーク位置が一致
するとその電力値は２５６の２乗である６５５３６倍と
なる。実際には、２５６の搬送波のピーク値が一致する
確率は非常に小さく、起こり得ないといえる。通常起こ
り得る電力のピーク値は、平均電力の１０〜２０倍とい
われている。すなわち、ＯＦＤＭ信号の平均送信電力を
１０Ｗに設定するとき、送信部１１の電力増幅器は１０
０Ｗ〜２００Ｗ程度の電力を歪み無く送信できる能力が
必要とされる（このときの理論最大電力は２５６０
Ｗ）。

【００５０】そこで、本実施の形態ではこのような瞬時
電力を低く抑えることにより、平均電力を増加させ、受
信点でのＣ／Ｎを改善するものである。すなわち、ＩＦ
ＦＴ回路３３から得られた４分割された搬送波周波数帯
の信号は、それぞれ対応して設けられた極性制御回路４
２〜４５に別々に供給される一方、データ極性判定回路
４１に入力される。

【００５１】データ極性判定回路４１は入力ピーク検出
データに基づいて、４つの分割周波数帯の信号の最大瞬
時電力値、その極性、発生時間位置がＩＦＦＴ動作のど
の位置で生じているかを判定し、ピーク電力値がより少
なくなる極性の組合せ（全部で１６通りある）を求め、
得られた判定結果に基づいて極性制御回路４２、４３、
４４及び４５を制御すると共に、極性の組合せを示す極
性情報を第２のＩＦＦＴ回路３４へ供給する。

【００５２】極性制御回路４２〜４５は、通常はＩＦＦ
Ｔ回路３３の出力信号を同相で加算回路４６へ出力する
ように極性制御するが、対応して設けられたピーク検出
回路３７〜４０により所定値以上のピーク電力（ピーク
電圧）が検出されたときは、ＩＦＦＴ回路３３からの他
のグループの周波数分割多重信号の極性を、所定値以上
のピーク電力を打ち消す方向に設定して加算回路４６に
それぞれ供給する。従って、例えばピーク検出回路３７
により第１のグループの周波数分割多重信号に所定値以
上のピーク電力が検出されたときには、極性制御回路４
２以外の極性制御回路４３〜４５のいずれか一又は二以
上の回路により、検出されたピーク電力を打ち消す方向
に同じピーク位置の第２〜第４のグループの周波数分割
多重信号の極性が制御されることとなる。

【００５３】ここで、極性が切り換えられた周波数分割
多重信号は、復号装置でＦＦＴ演算後に極性を切り換え
て正しいデータを得る必要がある。従って、周波数分割
多重信号発生装置で極性を切り換えるときはどの搬送波
の極性が切り換えられているかの情報を復号装置へ伝送
することが必要である。そこで、この実施の形態では、
極性切り換えの組合せは所定のグループ別などの適当種
類のパターンに限定し、少ない情報で確実に周波数分割
多重信号受信装置に伝送でき、短時間で受信装置内の復
号装置での復号が行えるようにする。

【００５４】すなわち、図１のＩＦＦＴ回路３４はデー
タ極性判定回路４１より入力された前記極性制御情報に
対してＩＦＦＴ演算を行い、前記キャリアホールの搬送
波周波数に相当する搬送波で伝送される演算結果を出力
する。このとき、ＩＦＦＴ回路３４はＩＦＦＴ回路３３
と同一のサンプル同期回路３６よりのサンプルパルス及
びシンボル同期回路３７からのシンボル信号が供給さ
れ、これによりＩＦＦＴ回路３３と同期して演算結果を
出力する。

【００５５】ここで、９９ｋＨｚ内に２５７波の搬送波
を発生させるＩＦＦＴの有効シンボル期間は約２．６ｍ
ｓｅｃ（＝２５６／９９０００）であるが、上記のＩＦ
ＦＴ回路３３によるＩＦＦＴ演算に要する時間は約２ｍ
ｓｅｃかかり、ピーク検出及び極性判定とＩＦＦＴ回路
３４によるＩＦＦＴ演算に要する時間が０．５ｍｓｅｃ
以下でできるため、このＩＦＦＴ回路３４からのＩＦＦ
Ｔ演算結果は、加算回路４６に供給されて、極性判定し
たデータと同一のシンボル期間内で前記キャリアホール
に埋め込まれる。

【００５６】すなわち、ＩＦＦＴ回路３４の目的は、極
性制御情報はＩＦＦＴ回路３３による演算終了後に求め
られるので、その後、キャリアホールに埋め込むべき極
性制御情報の発生を短時間で行うことにある。

【００５７】これにより、極性制御回路４２〜４５の各
出力信号とＩＦＦＴ回路３４の演算結果を加算する加算
回路４６からはピーク電力が所定値以下に抑圧され、か
つ、極性情報が変調されて前記キャリアホールに埋め込
まれた計２５６の搬送波からなるＯＦＤＭ信号が出力さ
れる。この加算回路４６の出力信号は図示を省略した出
力バッファに間欠的に入力された後、連続的に読み出さ
れ、更に所定の回路を経て直交変調器４７に供給されて
直交変調される。

【００５８】ところで、上記のようにＩＦＦＴ回路３３
と３４の出力信号は、同一シンボル期間内で加算回路４
６で加算されて送出されるため、ＩＦＦＴ回路３４の演
算は短時間でなされることが要求される。実際には極性
情報の組合せは、図１の場合、２を４乗した１６である
ので、ＩＦＦＴ回路３４は予め演算した１６の出力信号
波形をリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）などにテーブ
ルとして蓄えておき、必要とされる組合せ情報のテーブ
ルを指定し、出力させる構成とした場合は、実質的な演
算時間を０とみなすこともできる。

【００５９】また、出力信号が周期的である場合は、そ
の１サイクル又は信号の正の部分のみ、あるいは第１象
限の情報のみ、といった限定された信号データより出力
信号を発生させることができる。出力信号の位相が異な
るときは、読み出しのタイミングを工夫して出力させる
こともできる。更に、振幅の異なる相似な信号出力を発
生するときは、読み出された信号出力を所定レベルにな
るように固定レベルの減衰器を介して信号を出力させる
こともできる。

【００６０】肝心なことは、ＩＦＦＴ回路３３と同一の
時間管理された出力信号がＩＦＦＴ回路３４から発生さ
れることで、それはＩＦＦＴ回路３３のＯＦＤＭ信号と
直交関係にあるＩＦＦＴ回路３４の信号が発生させら
れ、受信側できちんと分離されなければならないことで
ある。

【００６１】次に、本発明の復号装置の各実施の形態に
ついて説明する。図２は本発明になる復号装置の第１の
実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、こ
の復号装置は、直交復調器５１、２つのＦＦＴ回路５２
及び５３、４つの極性修正回路５４〜５７から構成され
ている。直交復調器５１は図４の直交復調器１６及び中
間周波数発振器１８、９０°シフタ１９からなる回路部
分に相当し、それ以外の回路部はＦＦＴ，ＱＡＭ復号回
路２６に相当し、図４のＬＰＦ２１、Ａ／Ｄ変換器２
２、ガードインターバル期間処理回路２５などは、本発
明と直接関係がないので、図示を省略してある。

【００６２】図２において、伝送されてきたＯＦＤＭ信
号は、直交復調器５１により直交復調されて同相信号
（Ｉ信号）と直交信号（Ｑ信号）に復号された後、ＦＦ
Ｔ回路５２及び５３にそれぞれ供給され、それぞれ高速
フーリエ変換（ＦＦＴ）されて各搬送波の情報が復号さ
れる。ここで、ＦＦＴ回路５２からは、前記４分割され
た各搬送波グループ毎の復号伝送データが取り出され、
それぞれ対応する極性修正回路５４、５５、５６及び５
７に供給される。

【００６３】一方、ＦＦＴ回路５３からは前記特定搬送
波で伝送された前記極性情報の復号出力が得られる所定
の出力端子から復号極性情報が取り出され、極性修正回
路５４、５５、５６及び５７に供給される。極性修正回
路５４、５５、５６及び５７は、上記の復号極性情報に
基づいてＦＦＴ回路５２からの復号伝送データの極性を
元の極性に修正して出力する。すなわち、極性が反転さ
れて伝送される帯域のＯＦＤＭ信号は、極性が反転され
た復調出力を生じるため、それぞれの正しい極性の信号
に変換し、正規のディジタル復調信号出力を得る。

【００６４】ところで、上記のＦＦＴ回路５３はＦＦＴ
回路５２と同一のＦＦＴ演算を実施しており、これらの
ＦＦＴ回路をまとめて一つで構成することもできる。図
３はこの場合の本発明の復号装置の第２の実施の形態の
ブロック図を示す。同図において、図２と同一構成部分
には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００６５】図３において、ＦＦＴ回路６１は上記ＦＦ
Ｔ回路５２と５３をまとめたＦＦＴ回路で、前記４分割
された各搬送波グループ毎の復号伝送データが得られる
各出力端子から復号データをそれぞれ対応する極性修正
回路５４、５５、５６及び５７に出力し、前記特定搬送
波で伝送された前記極性情報の復号出力が得られる所定
の出力端子から復号極性情報を極性修正回路５４、５
５、５６及び５７に供給する。

【００６６】次に、ＩＦＦＴ信号出力の極性反転と、Ｑ
ＡＭ変調されている信号点配置の関係について説明す
る。ＯＦＤＭ信号の受信時に雑音などの影響で信号点配
置がずれ、その結果ビット誤りが生じることがある。そ
こで、このビット誤りを少なく抑えるため、グレーコー
ドで信号点に対するデータの定義を行う。例えば、信号
点のレベル”＋８”〜”−８”までの一次元の信号点に
対するデータ値として、信号点のレベルが”＋８”のと
きは「０１００」、”＋７”のときは「０１０１」、”
＋６”のときは「０１１１」、”＋５”のときは「０１
１０」、”＋４”のときは「００１０」、”＋３”のと
きは「００１１」、”＋２”のときは「０００１」、”
＋１”のときは「００００」、”−１”のときは「１０
００」、”−２”のときは「１００１」、”−３”のと
きは「１０１１」、”−４”のときは「１０１０」、”
−５”のときは「１１１０」、”−６”のときは「１１
１１」、”−７”のときは「１１０１」、”−８”のと
きは「１１００」である。

【００６７】この場合、信号点の反転したディジタルデ
ータは、最上位ビット（ＭＳＢ）の値が反転しているの
みなので、ディジタルデータの反転はＭＳＢビットの反
転のみを行えばよいことになる。そこで、極性修正回路
５４〜５７は、２５６ＱＡＭの信号点配置を原点に対し
て点対称の信号点が定義されるディジタルデータ値を変
換テーブルとして持ち、この変換テーブルを極性情報で
参照してディジタルデータの極性変換を行う。

【００６８】なお、信号点に対するデータの定義が別の
形でなされるときは、変換テーブルを用いて極性の変換
を行うこともできる。

【００６９】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、分割数は複数であればよい。また、
ＩＦＦＴ回路３３の出力は実数部と虚数部があるが、本
発明記載の極性切換回路はこれらの出力回路に個別に挿
入し、切り換えてもよく、また同時に切り換えるように
してもよい。個別にピーク電力を打ち消すように切り換
えるときは、より細かにピーク電力の抑圧制御ができる
が、その分、極性の組合せ情報は増えることになる。こ
のときは、復調回路もそれに対応させた構成とすること
は勿論である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の搬送波からなる周波数分割多重信号をｎグループ
に分割して別々に生成することにより、単一の演算回路
で所望の搬送波数からなる周波数分割多重信号を発生す
る場合よりも信号のピーク電力を１／ｎに抑えることが
でき、また、ｎグループの周波数分割多重信号のうちあ
る一つのグループの周波数分割多重信号が所定値以上の
ピーク電力となったときには、そのピーク電力発生位置
で他のグループの周波数分割多重信号の極性を制御する
ことにより、更に出力周波数分割多重信号の瞬時電力を
低い値に抑えることができるため、ピーク電力値を小さ
く管理した周波数分割多重信号を送信装置内の電力増幅
器へ入力でき、よって、電力増幅器の余裕度を小さくで
き、送信装置の小型・軽量化を送信装置の電源装置も含
めて実現することができる。

【００７１】また、本発明によれば、合成された多数の
情報搬送波からなる周波数分割多重信号のピーク電力値
を小さな値に抑え込めるため、従来と同一の電力増幅器
を用いた場合は、その分平均送信電力を大きく設定する
ことができ、受信点における搬送波電力対雑音電力比
（Ｃ／Ｎ）を改善することができ、より誤り率の少な
い、弱電界位置での通信品質を向上することができる。

【００７２】更に、本発明では同一伝送帯域内に極性制
御情報を伝送するようにしたため、極性制御情報のため
の伝送周波数を必要とせず、周波数帯域の利用率もＯＦ
ＤＭ信号が有する特徴を損なわない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の周波数分割多重信号発生装置の一実施
の形態のブロック図である。

【図２】本発明の復号装置の第１の実施の形態のブロッ
ク図である。

【図３】本発明の復号装置の第２の実施の形態のブロッ
ク図である。

【図４】本発明が適用されるＯＦＤＭ信号送受信システ
ムの一例の構成を示すブロック図である。

【図５】ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトラムを示す図で
ある。

【符号の説明】

２ 入力回路 ３ クロック分周器 ４ 演算装置 ７、４７ 直交変調器 ８、１８ 中間周波数発振器 ９、１９ ９０°シフタ ３１、３２ ディジタルデータ入力端子 ３３ 第１のＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）回路（第
１の演算回路） ３４ 第２のＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）回路（第
２の演算回路） ３５ サンプル同期回路 ３６ シンボル同期回路 ３７〜４０ ピーク検出回路 ４１ データ極性判定回路（極性制御手段） ４２〜４５ 極性制御回路（極性制御手段） ４６ 加算回路 ５１ 直交復調器 ５２、５３、６１ ＦＦＴ（高速フーリエ変換）回路
（復号用演算回路） ５４〜５７ 極性修正回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数に分割されたディジタル情報信号を
   それぞれを別々に変調して複数のグループの周波数分割
   多重信号を発生する第１の演算回路と、 前記第１の演算回路の出力周波数分割多重信号のピーク
   電力及びピーク位置を前記グループ毎に検出する複数の
   ピーク検出回路と、 前記複数のピーク検出回路のうち対応するピーク検出回
   路からの検出信号に基づき、所定値以上のピーク電力が
   検出されたときは前記第１の演算回路からの他のグルー
   プの前記周波数分割多重信号の極性を、前記所定値以上
   のピーク電力を打ち消す方向に設定すると共に、極性情
   報を発生する極性制御手段と、 前記極性制御手段により設定された極性情報を変調して
   前記周波数分割多重信号の最高周波数と最低周波数との
   間の周波数帯域内に含まれ、かつ、前記周波数分割多重
   信号とは異なる信号を発生する第２の演算回路と、 前記極性制御手段により極性制御された前記第１の演算
   回路の出力周波数分割多重信号と、前記第２の演算回路
   の出力信号とを加算合成して出力する加算回路とを有す
   ることを特徴とする周波数分割多重信号発生装置。
2. 【請求項２】 前記第１の演算回路は、前記周波数分割
   多重信号の最高周波数と最低周波数との間の周波数帯域
   内にキャリアホールを設定し、前記第２の演算回路は前
   記キャリアホールの周波数位置に前記極性情報で変調し
   た搬送波を発生することを特徴とする請求項１記載の周
   波数分割多重信号発生装置。
3. 【請求項３】 前記第２の演算回路は前記第１の演算回
   路の出力信号に同期して前記極性情報で変調した搬送波
   を発生し、前記第１の演算回路の出力周波数分割多重信
   号と同じタイミングで出力されることを特徴とする請求
   項２記載の周波数分割多重信号発生装置。
4. 【請求項４】 前記第１の演算回路は、シンボル単位で
   伝送される複数に分割されたディジタル情報信号のそれ
   ぞれを別々にシンボル期間内で逆離散的フーリエ変換し
   て複数のグループの周波数分割多重信号を発生し、前記
   第２の演算回路は、前記極性情報を前記複数のグループ
   の周波数分割多重信号と同じシンボル期間内で逆離散フ
   ーリエ変換して変調された搬送波を発生することを特徴
   とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の周波数
   分割多重信号発生装置。
5. 【請求項５】 複数のグループに分割された、ディジタ
   ル情報信号で変調された複数の第１の搬送波からなる周
   波数分割多重信号と、これら周波数分割多重信号の極性
   反転の有無をグループ毎に示す極性情報で変調され、か
   つ、前記複数の第１の搬送波の最高周波数と最低周波数
   の間の周波数である第２の搬送波とが周波数分割された
   合成信号が入力され、フーリエ変換演算して復号する復
   号用演算回路と、 前記復号用演算回路から復号された前記複数のグループ
   毎に並列に出力された復号信号に対して、前記復号用演
   算回路から復号された前記極性情報に基づいて別々に極
   性を元に戻す極性修正動作を行う複数の極性修正回路と
   を有することを特徴とする復号装置。
6. 【請求項６】 前記複数の極性修正回路のそれぞれは、
   前記第１及び第２の搬送波に対する変調方式の信号点配
   置を原点に対して点対称の信号点が定義されるディジタ
   ル情報信号値を変換テーブルとして持ち、前記復号され
   た極性情報で前記変換テーブルを参照して前記ディジタ
   ル情報信号の極性変換を行うことを特徴とする請求項５
   記載の復号装置。