JP4355241B2

JP4355241B2 - データ伝送装置

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Publication number: JP4355241B2
Application number: JP2004079517A
Authority: JP
Inventors: 裕之武居
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Kokusai Denki Electric Inc
Current assignee: Kokusai Denki Electric Inc
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: JP2005269294A

Description

本発明は、データ伝送装置に関し、特に、ディジタル伝送において最適な伝送モードでデータを伝送するデータ伝送装置に関するものである。

近年、データを伝送するディジタル伝送等では、地上系ディジタルテレビジョン放送やハイビジョン伝送技術が確立しつつある。一例として、ディジタル伝送や地上系ディジタルテレビジョン放送への応用に適しており、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式（Orthogonal Frequency Division Multiplex：以下ＯＦＤＭ変調方式と略称する。）を例に挙げて説明する。

このＯＦＤＭ変調方式は、標準規格（ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３３社団法人電波産業会、以下、ＡＲＩＢＳＴＤと略称する。）として定められている。このＯＦＤＭ変調方式は、マルチキャリア変調方式の一種であり、送信すべき所定のデータ量を互いに直交するｎ本（ｎは数十〜数百）の搬送波でディジタル変調を施した伝送方式である。図９は、ＯＦＤＭ変調方式を説明するための図であって、多数のディジタル変調波ＤＣ、Δｆ、２Δｆ、・・・・（ｎ−１）Δｆを加算し、ＯＦＤＭ変調信号を得ることを示している。そしてこのＯＦＤＭ変調信号は、シンボル周期Ａの繰返し信号から構成されている。なお、Ｉ軸信号、Ｑ軸信号は、直交座標軸上のＩ軸信号、Ｑ軸信号であり、互いに直交関係を保つように多重されている。

図１０は、このようにしてOFDM変調された伝送信号の１シンボル周期Ａの構成を示している。１シンボルＡ（約５０μsec）は、ガードインターバルＧＩと有効データシンボルＤＳとから構成されている。更に、詳細に説明すると、例えば、１シンボル周期Ａは、１１５２サンプルで構成され、有効データシンボルＤＳは、１０２４サンプル、ガードインターバルＧＩは、１２８サンプルから構成されている。ガードインターバルＧＩは、有効データシンボルＤＳの一部ＧＩ’を複写した区間である。従ってＧＩとＧＩ’は、同じ信号で構成されている。なお、ＯＦＤＭディジタル伝送システムでは、１０２４サンプルを１Ｋサンプル（１Ｋモードとも言う。以下同様とする。）と称する。また、２０４８サンプルは、２Ｋサンプルであり、サンプル数としては、１Ｋ、２Ｋ、・・・８Ｋ等のサンプル（モード）がある。

上記のディジタル変調方式としては、4相差動位相偏移変調方式（DQPSK：Differential Quadrature Phase Shift Keying）が最もよく用いられるが、16値直交振幅変調（16QAM：16 Quadrature Amplitude Modulation）や64QAMなどの多値変調方式を用いることも可能である。OFDM方式は、ガードインターバルを付加することにより、ガードインターバル期間内の遅延時間の遅延波に対しては、そのシンボル間干渉による劣化を避けることが出来るため、マルチパスフェージングやゴーストに対して強い耐性を有している。

ここで、ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３３で定めているＯＦＤＭフレーム構成について説明する。図１１は、ＯＦＤＭフレーム構成、例えば、１Ｋフルモードのフレーム構成を示している。この１Ｋフルモードのフレーム構成は、図１１に示すようにＣＰ（Continual Pilot）、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）、ＡＣ（Auxiliary Channel）、Ｎｕｌｌ（Null Carrier）、Ｄａｔａ（Data Carrier）の５種類のキャリアで構成されている。また、キャリア数ｎは、８５７本である。その内Ｄａｔａキャリアは、６７２本（図１１の表示のない部分）、ＣＰは、１０８本、ＡＣは、６６本、ＴＭＣＣは、１０本、Ｎｕｌｌは、１本で構成されている。また、このＴＭＣＣ信号の構成は、図１２に示す通りである。このＴＭＣＣ信号は、ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３３で定めている各種の情報、例えば、変調方式、誤り訂正、サンプル数等の伝送方式の各種モード識別用情報を２０４ビット（０〜２０３シンボル）の信号として伝送する。

而して、従来のＯＦＤＭ送受信機の構成の一例を図７に示す。図７において、送信機７０１は、主データ符号化部７０２、補助データ符号化部７０３、ＴＭＣＣ変換部７０４およびＯＦＤＭ変調部７０５から構成されている。外部の符号化器、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２の符号化器で画像信号は、ＴＳ（Transport Stream）形式のディジタル信号Ｄ（以下主データＤと略称する。）に変換され、入力信号端子Ｄinから主データ符号化部７０２に入力される。主データ符号化部７０２では、畳み込み符号化、データを間引くパンクチャ、インターリーブ等を適宜行い、ＯＦＤＭ変調部７０５に入力される。

一方、外部からの補助データＡＣ（Auxiliary Channel）は、補助データ入力端子ＡＣinから補助データ符号化部７０３に入力され、畳み込み符号化、パンクチャ、インターリーブ等を行い、ＯＦＤＭ変調部７０５に印加される。なお、補助データＡＣは、音声や連絡データなどの付加情報を伝送するためのもので、適宜使用が許されている。

ＴＭＣＣ変換部７０４は、前述したようにＯＦＤＭ伝送信号の各種モードを決定し、送信側にその情報を送信するもので、その詳細を図８で説明する。まず、ＯＦＤＭ変調信号の伝送では、変調方式、符号化率、高速フーリエ変換（以降、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）と称する。）サンプル数等のように伝送モードが多数（例えば、数十通り。）存在する。従って、ＯＦＤＭ変調信号をどのモードを使用して伝送するかを適宜判断し、伝送しなければならない。前述したようにＯＦＤＭ変調信号は、伝送路のマルチパスフェージングやゴースト等に対して耐性が有るとは言え、やはり伝送路の状況で伝送モードを最適なものにして伝送する必要のあることは言うまでもない。

図８は、ＴＭＣＣ変換部７０４の概略構成を示すブロック図である。図８において、ＴＭＣＣ変換部７０４は、ＴＭＣＣキャリアデータ変換部８０１、変調方式切替スイッチ８０２、符号化率切替スイッチ８０３およびＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Inverse Fast Fourier Transform）サンプル数切替スイッチ８０４から構成されている。変調方式切替スイッチ８０２は、主データ符号化部７０２および補助データ符号化部７０３で符号化された信号をＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭあるいは６４ＱＡＭ等の各変調方式からいずれかの変調方式を選択するスイッチである。例えば、１６ＱＡＭ変調方式を選択した場合、上述の主データおよび補助データがＯＦＤＭ変調部２０５において、１６ＱＡＭ変調方式でＯＦＤＭ変調信号に変換される。

また、符号化率切替スイッチ８０３は、主データあるいは補助データを符号化する場合、伝送帯域の関係から符号化率を、例えば、５／６、３／４、２／３あるいは１／２等に圧縮して伝送する必要があり、この符号化率を切替えるスイッチである。従って、このスイッチで符号化率を選択し、ＯＦＤＭ変調部７０５から例えば、符号化率３／４でＯＦＤＭ変調信号として出力する。

また、IＦＦＴサンプル数切替スイッチ８０４は、前述した１Ｋ、２Ｋ、・・・８Ｋ等のサンプル数からどのサンプル数でサンプルするかを選択するスイッチである。例えば、１Ｋサンプルを選択すると、１シンボル当たり１０２４サンプルでＯＦＤＭ変調信号に変換される。

以上のようにして変調方式切替スイッチ８０２、符号化率切替スイッチ８０３およびＩＦＦＴサンプル数切替スイッチ８０４でそれぞれ選択されると、それら選択された信号（以下、モード情報と称する。）は、ＴＭＣＣキャリアに変換するＴＭＣＣキャリアデータ変換部８０１に入力され、その後ＯＦＤＭ変調部７０５にてＯＦＤＭ信号に変調され、図１１に示されるＯＦＤＭフレーム構成の信号となり、伝送路７０６を介して受信機７０７に送信される。

受信機７０７は、ＯＦＤＭ復調部７０８、主データ復号化部７０９、補助データ復号化部７１０から構成されている。送信機７０１から送られてきたＯＦＤＭ変調信号は、ＯＦＤＭ復調部７０８においてＯＦＤＭ復調される。ここで主データＤと補助データＡＣに分離され、主データＤは、主データ復号化部７０９においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号等を行い出力信号端子Doutから外部の復号化器などへ出力される。一方、補助データＡＣは、補助データ復号化部７１０においてデインターリーブ、デパンクチャ、ビタビ復号等がなされ、補助データ出力端子ＡＣoutから出力される。

以上、従来のＯＦＤＭ変調信号の送受信について説明したが、上記説明から明らかなようにＯＦＤＭ変調信号の伝送では、変調方式、符号化率、ＩＦＦＴサンプル数等のように伝送モードが多数存在する。従って、ＯＦＤＭ変調信号をどのモードを使用して伝送するかを適宜判断し、伝送しなければならず、実際の運用においては、どのモードが最も最適なモードかを判断するには、実際にデータを伝送してみないと判別が不可能である。

また、無線通信方法及び無線通信装置（例えば、特許文献１参照）には、回線状態に応じて最適な周波数および変調方式を選択して伝送効率を向上させたり、通信不能状態をなくす技術についての記載がある。

特開２０００−２６９９３８号公報

上記従来技術では、データを伝送する場合、伝送路の状況に応じてＯＦＤＭ変調信号の送受信機がどのモードで伝送するのが最も良いかを手動で、全てのモードを伝送し、確認しなければならないが、ＯＦＤＭ変調信号の伝送モードが数百通りも存在するので、その設定および確認作業を行うだけでも非常な労力が必要となるという問題がある。

本発明の目的は、伝送路の状態に応じて最適なモードでデータを伝送できるデータ伝送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、自動的に伝送モードを切替えて最適な伝送モードを選択することのできるデータ伝送装置を提供することである。

本発明は、送信機および受信機間をＯＦＤＭ変調信号でデータを伝送するデータ伝送装置において、上記送信機は、ＯＦＤＭ変調部と、少なくとも上記ＯＦＤＭ変調信号の変調方式、符号化率およびサンプル数のいずれか一つを切替えるためのモード切替部と、上記切替えたモードのモード情報を上記ＯＦＤＭ変調信号に付加するモード情報付加部からなり、上記受信機は、上記送信機から送られるＯＦＤＭ変調信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、上記ＯＦＤＭ変調信号から上記モード情報を識別するためのモード情報識別部および上記送信機から送られるＯＦＤＭ変調信号の受信状態を判別する受信状態判別部から構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記モード切替部は、更にモード切替制御部および記憶部を有し、上記記憶部は、上記ＯＦＤＭ変調信号の複数の変調方式、複数の符号化率および複数のサンプル数で表される複数のモードを記憶し、上記モード切替制御部は、上記記憶部に記憶されている上記複数のモードを読出し、上記読み出されたモードで上記送信機を動作させるように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記受信状態判別部は、上記ＯＦＤＭ復調部から得られる復調信号のエラー情報からデータ伝送のための最適なモードを選択するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記受信状態判別部は、上記送信機の上記モード切替制御部で切替えられる各モードについて上記ＯＦＤＭ変調信号の受信状態を判別すると共に、上記ＯＦＤＭ変調信号の受信状態が所定の受信状態になるまで上記受信状態判別部は、上記送信機の上記モード切替部にモード切替情報を送信する。

更に、本発明のデータ伝送装置において、上記モード情報識別部は、更に記憶部を有し、上記記憶部は、上記受信状態判別部から出力される各モードの上記ＯＦＤＭ変調信号の受信状態を記憶すると共に、所定の受信状態になったモード情報を上記送信機の上記モード切替部に送信するように構成される。

以上説明したように、本発明によれば使用する伝送路に応じて最適な伝送モードが選定され、操作者がモードの切り替えや伝送状態の確認を行う手間を省くことが出来る。また、受信側で検出した結果を送信側に伝送し、送信側で最適な伝送モードに自動的に制御することにより最適なデータ伝送装置を実現することができる。

図１は、本発明の一実施例を説明するための概略構成を示すブロック図である。図１において、１０１は、ＴＭＣＣ変換部、１０２は、ＯＦＤＭ変調部、１０３は、ＯＦＤＭ復調部、１０４は、ＴＭＣＣ識別部である。なお、図７と同じものには同じ符号が付されている。以下、ＴＭＣＣ変換部１０１、ＯＦＤＭ変調部１０２、ＯＦＤＭ復調部１０３、ＴＭＣＣ識別部１０４について図２〜図５を用いて説明する。

図２は、ＯＦＤＭ変調部１０２の具体的な構成を示すブロック図である。図２において、主データ符号化部７０２で符号化された主データは、端子２０１を介して主データマッピング部２０２に印加される。主データマッピング部２０２では、主データに基づいて、例えば、１６ＱＡＭの場合、Ｉ−Ｑ座標上に１６ポイントのマッピングを行う。ＣＰ発生部２０３は、規準位相をＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）でマッピングを行うため、一定振幅のキャリア信号発生部である。このＣＰキャリアは、図１１に示すようにキャリア方向に８キャリアに１回挿入される。

補助データマッピング部２０５は、補助データＡＣが入力端子２０４から印加され、例えば１６ＱＡＭやＱＰＳＫなどのマッピングが行われる。ＴＭＣＣ変換部２０６は、上述した変調方式、符号化率、IＦＦＴサンプル数等の切替のためのもので、詳細については、図４で説明する。ＴＭＣＣ変換部２０６からのＴＭＣＣ情報は、ＴＭＣＣマッピング部２０７で、例えば、ＤＢＰＳＫなどのマッピングが行われる。

変調統合部２０８は、各々マッピングされた、主データＤ、ＣＰデータ、補助データＡＣおよびＴＭＣＣ情報を図１１に示すキャリア配置パターンに従い順次選択する。ＩＦＦＴ（inverse First Fourier Transform）２０９は、入力される信号を周波数成分とみなして、１０２４サンプルの時間波形（有効データシンボルＤＳ）を作成する。この処理によって直交関係のあるマルチキャリア変調が行なわれる。ガード付加部２１０は、有効データシンボルＤＳの最終部分の時間波形の一部ＧＩ’をその前のガードインターバルＧＩとして付加し、１シンボル周期Ａの波形を作る。ＤＡ変換部２１１は、ディジタル・アナログ変換部で、アナログ信号に変換すると共に、Ｉ成分とＱ成分の入力を直交変調し、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号に変換する。ＩＦ変換部２１２は、中間周波変換部で、例えば、１３０ＭＨｚのＩＦ信号に変換する。送信高周波部２１３は、ＩＦ信号をマイクロ波帯に周波数変換し、電力増幅した後、出力端子２１４から伝送路７０６を介して受信機７０７に送信される。なお、ＯＦＤＭ変調部の駆動用システムクロック発生部等は、省略してある。

次に、ＯＦＤＭ復調部１０３の構成について図３を用いて説明する。図３において、受信機７０１から伝送路７０６を介して送信されたＯＦＤＭ変調信号は、端子３０１から受信高周波部３０２で受信され、ＩＦ変換部３０３で中間周波数に変換され、ＡＤ変換部３０４に供給される。ＡＤ変換部３０４では、例えば２０.４５ＭＨｚのアナログＩＦ信号を直交復調し、デジタル信号に変換すると共に直交座標系のＩ成分とＱ成分の信号に変換される。ＦＦＴ（First Fourier Transform）部３０５は、１０２４サンプルからなる時間波形から、その周波数成分を求める。

復調部３０６は、ＣＰ抽出＆補間部３０７、補正部３０８および分離部３０９で構成されている。ＣＰ抽出＆補間部３０７は、前述した８本毎に配置されたＣＰキャリアを取り出し、ＣＰキャリアの位相や振幅成分を基にデータキャリアで生じている位相や振幅変化を示す補正データを生成する。補正部３０８は、ＣＰ抽出＆補間部３０７で生成した補正データに基づいてデータキャリアの伝送時に生じた特性を逆補正し、データキャリアの位相と振幅を修正する。分離部３０９は、主データキャリア成分、補助データキャリア成分およびＴＭＣＣ情報を分離する。主データ識別部３１０は、得られたマッピング点から主データキャリアの伝送データ値を求め、端子３１３から出力する。補助データ識別部３１１は、得られたマッピング点から補助データキャリアの伝送データ値を求め、端子７１３から出力する。ＴＭＣＣ識別部３１２の詳細については、図５で説明する。なお、ＯＦＤＭ復調部１０３の各部の動作タイミングや周期を制御する時間同期制御部等は省略してある。

次に、図２のＴＭＣＣ変換部２０６は、上述した変調方式、符号化率、IＦＦＴサンプル数等の切替のためのもので、詳細については、図４で説明する。ＴＭＣＣ変換部２０６からのＴＭＣＣ情報は、ＴＭＣＣマッピング部２０７で、例えば、１６ＱＡＭやＱＰＳＫなどのマッピングが行われる。ＴＭＣＣ変換部２０６について図４を用いて説明する。図４は、ＴＭＣＣ変換部２０６の概略構成を示すブロック図である。図４において、ＴＭＣＣ変換部２０６は、ＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１、変調方式自動切替部４０２、符号化率自動切替部４０３、ＩＦＦＴサンプル数自動切替部４０４および各モード自動切替制御部４０５から構成されている。従来のＯＦＤＭ変調信号の送受信について説明したが、上記説明から明らかなようにＯＦＤＭ変調信号の伝送では、変調方式、符号化率、ＩＦＦＴサンプル数等のように伝送モードが多数存在するため、ＯＦＤＭ変調信号をどのモードを使用して伝送するかを適宜判断し、伝送しなければならない。しかし、実際の運用においては、どのモードが最も最適なモードかを判断するには、実際にデータを伝送してみないと判別が不可能であり、大変な労力と、時間がかかる問題がある。

そこで本発明では、データ伝送装置の最適な伝送モード、即ち、変調方式、符号化率、ＩＦＦＴサンプル数等の種々の伝送モードを順次切替えて伝送するものである。ＴＭＣＣ変換部２０６は、そのように構成され、動作する。各モード自動切替制御部４０５は、その内部に例えば、ＲＯＭのような記憶部４０６を具えており、この記憶部４０６には、上述の各種モードが記憶されている。例えば、ＯＦＤＭ変調方式については、ＤＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のデータ伝送に使用される変調方式の一部または全部が記憶されている。また、符号化率については、５／６、３／４、２／３あるいは１／２等、符号化に際しての符号化率の一部または全部が記憶されている。更に、ＩＦＦＴサンプル数として、例えば、１Ｋ、２Ｋ、・・・８Ｋ等のサンプル数が記憶されている。なお、各変調方式、各符号化率、各サンプル数のことを以下では、各モードと称することにする。

そして、本発明のデータ伝送装置は、使用する前にまずデータ伝送装置の最適なモードを選定する。即ち、データ伝送装置は、設定場所等によっては、伝送路の状態が変化するため最適な伝送モードを選択し、動作させる必要がある。従って、各モード自動切替制御部４０５は、記憶部４０６に記憶されている各モードからそれぞれ1つを選択し、データ伝送装置をそのモードに設定する。例えば、ＯＦＤＭ変調方式では、ＤＱＰＳＫを選択し、変調方式自動切替部４０２を制御してＯＦＤＭ変調部の変調方式をＤＱＰＳＫにセットする。同時に変調方式がＤＱＰＳＫであることを示す情報（以下、モード情報と称する。以下同様とする。）をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。また、符号化率についても、例えば、５／６を選択し、符号化率自動切替部４０３を制御してＯＦＤＭ変調部の符号化率を５／６にセットする。同時に、符号化率が５／６であることを示す情報（モード情報）をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。更に、ＩＦＦＴサンプル数では、１Ｋサンプルを選択し、ＩＦＦＴサンプル数自動切替部４０４を制御してＯＦＤＭ変調部のＩＦＦＴ２０９を１Ｋサンプルにセットする。同時にＩＦＦＴサンプル数が１Ｋサンプルであることを示す情報（モード情報）をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。ＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１では、変調方式自動切替部４０２、符号化率自動切替部４０３およびＩＦＦＴサンプル数自動切替部４０４からそれぞれ送られてきた変調方式、符号化率およびサンプル数に関するモード情報をキャリアデータに変換し、ＯＦＤＭ変調部１０２に送る。送り方は、図１２に示すＴＭＣＣ信号として送られるが、特に、ＴＭＣＣ信号の例えば、設定データ（４１ビットで構成）の数ビットを使用して受信機７０７に送信する。

受信機７０７では、送信機７０１から送られたＴＭＣＣ信号からモード情報を識別し、その伝送モードでデータが復調できるようにＯＦＤＭ復調部１０３をセットし、データを復調する。これについて図５を用いて説明する。図５は、ＴＭＣＣ識別部の概略構成を示すブロック図である。図５において、ＴＭＣＣ識別部３１２は、ＴＭＣＣキャリアデータ判別部５０１、ＦＦＴサンプル数自動判別部５０２、符号化率自動判別部５０３、変調方式自動判別部５０４および制御部５０６から構成されている。

而して、ＯＦＤＭ復調部１０３の復調部３０６で復調された信号の内、ＴＭＣＣキャリアデータ（図１２に示す。）は、ＴＭＣＣキャリアデータ判別部５０１において、ＯＦＤＭ伝送方式のＦＦＴサンプル数、符号化率および変調方式のモード情報をそれぞれ分離し、それぞれＦＦＴサンプル数自動判別部５０２、符号化率自動判別部５０３、変調方式自動判別部５０４にてそれぞれ変調方式、符号化率、ＦＦＴサンプル数を自動判別し、制御部５０６に供給する。制御部５０６は、記憶部５０７を有し、これらの判別した信号を記憶する。同時に、復調部３０６およびＦＦＴ部３０５が送られてきた各モードで復調できるように、即ち、先に説明したように送信機７０１から送られてきたデータは、それぞれ変調方式は、ＤＱＰＳＫで変調され、符号化率は、５／６、また、サンプル数は１Ｋサンプルであるため、これらのモードでデータが復調されるように復調部３０６およびＦＦＴ部３０５がセットされ、復調される。

一方、復調部３０６の出力は、受信状態自動判別部５０５に供給される。この受信状態自動判別部５０５は、上述した伝送モードで伝送路を送られてきたデータが良好か、良好でないかを判別する判別部である。この判別部の一実施例を図６で説明する。図６において、復調部３０６の出力は、通常、ビタビ訂正部６０１およびＲＳ訂正部で誤り訂正され元のデータに戻される。従って、受信状態自動判別部５０５は、カウンタ６０３および６０４で構成され、カウンタ６０３は、ビタビ訂正前のエラーをカウントするカウンタであり、また、カウンタ６０４は、ＲＳ訂正前のエラーをカウントするカウンタである。そして、例えば、このカウンタのカウント値に基づいて、データ伝送装置の動作モードを選定することで、最適な動作モードを選択できる。例えば、本発明のデータ伝送装置を６時間程度の範囲で使用する場合、ＢＥＲ（Bit Error Rate）は、例えば、１×１０^−４程度であれば、そのモードでの使用が可能であることを示す。また、本発明のデータ伝送装置を２４時間使用する場合、ＢＥＲは、例えば、１×１０^−５以下で使用する必要があると言うように判定する。なお、この判定の基準は、上述のものに限られるものではなく、データ伝送装置の構成、伝送路の状況、データの信頼性等で適宜選択されるものであり、また、実験的に定めることができる。

さて、上述において、例えば、受信状態自動判別部５０５のＢＥＲが１×１０^−４以上であると、選択された伝送モードでは、良好なデータ伝送ができないことになる。この場合は、先に図４で説明したように各モード自動切替制御部は、記憶部４０６から次の伝送モードを選択する。例えば、ＯＦＤＭ変調方式では、ＱＰＳＫを選択し、変調方式自動切替部４０２を制御してＯＦＤＭ変調部の変調方式をＱＰＳＫにセットする。同時に変調方式がＱＰＳＫであることを示すモード情報をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。また、符号化率についても、例えば、３／４を選択し、符号化率自動切替部４０３を制御してＯＦＤＭ変調部の符号化率を３／４にセットする。同時に、符号化率が３／４であることを示すモード情報をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。更に、ＩＦＦＴサンプル数では、２Ｋサンプルを選択し、ＩＦＦＴサンプル数自動切替部４０４を制御してＯＦＤＭ変調部のＩＦＦＴ２０９を２Ｋサンプルにセットする。同時にＩＦＦＴサンプル数が２Ｋサンプルであることを示すモード情報をＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１に送る。ＴＭＣＣキャリアデータ変換部４０１では、変調方式自動切替部４０２、符号化率自動切替部４０３およびＩＦＦＴサンプル数自動切替部４０４からそれぞれ送られてきた変調方式、符号化率およびサンプル数に関する情報をキャリアデータに変換し、ＯＦＤＭ変調部１０２に送る。ＯＦＤＭ変調部１０２では、ＴＭＣＣ信号として前述と同様にＴＭＣＣ信号の設定データ（４１ビットで構成）の数ビットを使用してモード情報をＴＭＣＣ信号に乗せ、これを受信機７０７に送信する。なお、送られてきたデータの復調および受信状態の判別は、前述と同様であるので詳細な説明は、省略する。このようにして、伝送モードが順次切替えられ、伝送路に応じた最適な伝送モードが選択でき、データ伝送装置をそのモードに設定することができる。

次に、本発明の他の一実施例について図１３を用いて説明する。図１３は、受信機７０７からの制御信号を伝送路１３０１を介して送信機７０１に伝送する一実施例の概略構成を示すブロック図である。なお、各部の符号は、図１、図４および図５の各部の符号に対応する。上記実施例では、ＴＭＣＣ識別部１０４において伝送されてきたデータのモードが良好か、良好でないかの判定結果が得られることを説明し、良好でない場合は、送信機側で、適宜送信モードを切替えて送信することについて説明した。しかし、受信機側での判定結果の良否を送信機側にフィードバックする方法には、種々の方法が考えられる。例えば、第１の方法は、各モード自動切替制御部４０５で１つの伝送モードを選択してデータを伝送し、受信状態自動判別部５０５で判定し、その結果を受信機７０７側から送信機７０１側に通知し、次の伝送モードを選択するという方法である。第２の方法は、送信機側の各モード自動切替制御部４０５が順次所定間隔で伝送モードを切替え、受信機側では、それぞれの伝送モーデでのＢＥＲ（Bit Error Rate）を図５記載のＴＭＣＣ識別部３１２の記憶部５０７に記憶し、その後記憶されたＢＥＲを判定し、最適な伝送モードを判定し、その結果のみを受信機側から送信機側に通知し、その伝送モードでデータを送信する方法である。このいずれの方法もオペレータが無線あるいは有線で連絡することもできるが、図１３に示すように判定結果を信号として伝送することもできる。

図１３においては、例えば、ＴＭＣＣ識別部１０４で判定した結果を伝送路（無線、有線を含む。）１３０１を介してＴＭＣＣ変換部１０１に伝送し、制御部４０５を切替えて記憶部４０６に記憶されている伝送モードを読出し、自動的に切替えることもできる。この場合、受信機側で判定結果が出る度にＢＥＲを判定し、所定のＢＥＲに達していない場合、伝送モードを順次切替えるようにしたり、あるいは、送信機側で所定の間隔で自動的に伝送モードを順次切替えてデータを伝送し、その中から最適な伝送モードを選択し、その信号を受信機側に送信し、その最適な伝送モードでデータを伝送することもできる。いずれにしても本発明を適応したデータ伝送装置は、伝送路の状態に応じて適宜最適な伝送モードでデータを伝送できるという利点がある。

上記説明したように送信機側では、ＴＭＣＣキャリアを用いてデータ伝送装置が有する伝送モードの一部または全部を自動で切替ながらデータ伝送し、受信機側では、各モードの伝送時のＢＥＲ等を検出し、この判定結果からどのモードが伝送に最適かを判別できるので、各モードの良否の確認作業の手間を省くことが可能となる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデータ伝送装置の実施例に限定されるものではなく、上記以外のデータ伝送装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例を説明するためのブロック図である。本発明のＯＦＤＭ変調部を説明する概略ブロック図を示す。本発明のＯＦＤＭ復調部を説明する概略ブロック図を示す。本発明で使用するＴＭＣＣ変調部の一実施例を説明するためのブロック図を示す。本発明で使用するＴＭＣＣ識別部の一実施例を説明するためのブロック図を示す。本発明で使用する受信状態自動判定部の一実施例のブロック図を示す。従来のＯＦＤＭ伝送装置の一例を説明するためのブロック図を示す。従来のＴＭＣＣ変換部の一例を示すブロック図である。ＯＦＤＭ信号の構成を説明するための図である。ＯＦＤＭ信号の１シンボル周期の波形を説明するための図である。ＯＦＤＭ変調方式のフレーム構成を説明するための図である。ＴＭＣＣキャリアデータを説明するための図である。本発明の他の一実施例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１０１、２０６、７０４：ＴＭＣＣ変換部、１０２、７０５：ＯＦＤＭ変調部、１０３、７０８：ＯＦＤＭ復調部、１０４：ＴＭＣＣ識別部、２０１：主データ入力端子、２０２：主データマッピング部、２０３：ＣＰ発生部、２０４：補助データ入力端子、２０５：補助データマッピング部、２０７：ＴＭＣＣマッピング部、２０８：変調統合部、２０９：ＩＦＦＴ、２１０：ガード付加部、２１１：ＤＡ変換部、２１２：ＩＦ変換部、２１３：送信高周波部、２１４：出力端子、３０１：入力端子、３０２：受信高周波部、３０３：ＩＦ変換部、３０４：ＡＤ変換部、３０５：ＦＦＴ、３０６：復調部、３０７：ＣＰ抽出＆補間部、３０８：補正部、３０９：分離部、３１０：主データ識別部、３１１：補助データ識別部、３１２：ＴＭＣＣ識別部、３１３：主データ出力端子、３１４：補助データ出力端子、４０１：ＴＭＣＣキャリアデータ変換部、４０２：変調方式自動切替部、４０３：符号化率自動切替部、４０４：ＩＦＦＴサンプル数自動切替部、４０５：各モード自動切替制御部、４０６：記憶部、５０１：ＴＭＣＣキャリアデータ判別部、５０２：ＦＦＴサンプル数自動判別部、５０３：符号化率自動判別部、５０４：変調方式自動判別部、５０５：受信状態自動判別部、５０６：制御部、５０７：記憶部、６０１：ビタビ訂正部、６０２：ＲＳ訂正部、６０３：ビタビ訂正前エラーカウンタ、６０４：ＲＳ訂正前エラーカウンタ、７０１：送信機、７０２：主データ符号化部、７０３：補助データ符号化部、７０６：伝送路、７０７：受信部、７０９：主データ復号化部、７１０：補助データ復号化部。

Claims

送信機および受信機間をＯＦＤＭ変調信号でデータを伝送するデータ伝送装置において、
上記送信機は、ＯＦＤＭ変調部と、上記ＯＦＤＭ変調信号の複数の変調方式、複数の符号化率、および複数のサンプル数で表わされる複数のモードを記憶する記憶部と、上記記憶部に記憶されている上記複数のモードを順次所定間隔で切替えて上記送信機から上記データを伝送させるモード切替制御部を有するモード切替部と、上記切替えたモードのモード情報を上記ＯＦＤＭ変調信号に付加するモード情報付加部と、からなり、
上記受信機は、上記送信機から送られるＯＦＤＭ変調信号を復調するＯＦＤＭ復調部と、上記ＯＦＤＭ復調部から得られる復調信号のエラー情報を取得して上記送信機から送られるＯＦＤＭ変調信号の受信状態を判別する受信状態判別部と、上記ＯＦＤＭ変調信号から上記モード情報を識別し、また、上記受信状態判別部から出力される上記各モードのＯＦＤＭ変調信号の受信状態を記憶し、上記記憶した各モードのＯＦＤＭ変調信号の受信状態から所定のモードを選択し、上記送信機の上記モード切替部に上記所定のモードに切替えるモード切替情報を送信するモード情報識別部と、
からなることを特徴とするデータ伝送装置。