JP3564099B2

JP3564099B2 - データ送信／受信方法及び装置及び信号変調／復調装置

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Application number: JP2001346173A
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソースが数個の異なる種類の情報を表すデータを送信する場合のために設計された、ディジタルデータを送信するデータ送信／受信方法及び装置及び信号変調／復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルデータを送信するための多くの方法が知られている。例えば、“キャリア”として役立つ信号を使用することが可能であり、その位相は変調され（これは“位相変位変調方式”或いは“ＰＳＫ”と称される）、又はその位相と振幅とが共に変調される（これは“直交振幅変調”或いは“ＱＡＭ”と称される）。これを実行するために、或る双射に従って、送信されるべき所定数のビットから成る２進ワードと、“シンボル”と称される複素数とが関連づけられる。この記号は、前記キャリアと関連する時間の周期関数による掛け算の後に、いわゆる“変調されている信号”を生じさせる。
【０００３】
しかし、情報の放送に関する最新の要件は、高データ伝送速度に対処することができる送信方法の選択を必要とする。換言すると、使用される、今は周波数空間で考察される送信方法は、広い帯域幅を提供しなければならない。しかし、データ伝送速度に関する増大しつつある要求に直面して、チャネルが該帯域幅を構成する周波数のスペクトルの全体に亙って同一の振幅及び位相特性を有することを保証するために、在来の方法が該信号チャネルを使用する場合には、それは急速に不可能になりつつある。これらの歪みは、伝送されるデータ間の干渉を引き起こし、それは等化装置で極めて複雑な態様で無効にされなければならない。
【０００４】
この問題を解決するための１つの可能性は、送信される信号を、送信されるデータの一部分だけにより個別に変調されている多数のサブキャリアに分布させることである。個々のサブキャリアの各々についての送信速度は低く、付随する各々の帯域幅は帯域幅全体より小さく、従って、個々の各帯域幅を構成する周波数スペクトルにわたって振幅及び位相特性が変化する危険は少ない。従って、高スループットで、明らかに使用される資源の掛け算のコストで、良好な送信の質を提供することが可能である。
【０００５】
一方、実際問題として、送信されるべきデータが当然にいろいろな種類に応じて分類される種々の技術的事態がある。例えば音声データを表すデータの送信の際にその様なソースがあるが、それは、音声メッセージの理解できる復元に関してそれらの相対的重要度に従って、対応する情報を幾つかの適当なタイプ（可聴スペクトルのいろいろな部分など）に分類することが可能だからである。他の例は、ＪＰＥＧ２０００，ＳＰＩＨＴ又はＥＺＷ等の最新の画像圧縮技術により与えられる。これらの技術では、ユーザは、圧縮が行われる前に、圧縮された各画像が持たなければならないファイルサイズを指定することができる。こうして得られたファイルの総合サイズがその指定された値に等しくなり、且つ維持されるフレームが、一定のフレームの削除から生じる情報の喪失にも関わらず、元の画像をなるべく忠実に復元することを可能にするように、編入される符号化モジュールが該画像を構成するデータフレームの一部を削除する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
もし一般的条件で、その様な分類がデータソースに関して行われたならば、１つの又は他の種類の情報が該通信メッセージの与えられた受取人にとって、より大きな或いは、より小さな重要性を有するという結果となる。この質の喪失と引き換えに前記受取人が受信装置に関して蓄えをすることができるならば、この受取人は、重要度の小さいデータを脇へのけて、低いけれども容認できる質の復号化されたメッセージを得ることを選択することができる。これらのメッセージの発信人に関しては、該発信人は、各々の要件に従って調整可能なサービスの質を受取人に提供することができる。
【０００７】
この目的のために本願発明者は、どの受取人も、自分の目で見て重要度の劣る情報を運んでいるサブキャリアを復調しないことによって蓄えをすることを可能にするために、各種類のデータのための異なるサブキャリアを変調することにより、“マルチキャリア”システムの利点を利用することができないだろうかと考えた。しかし、これを行うためには、受取人は、信号の復調を行う前に該信号から“重要な”サブキャリアを抽出する位置にいなければならない。
【０００８】
例えば、データの階層重要度が大きいほど高くなるサブキャリア周波数を各種類のデータに割り当てることを心に描くことが可能であろう。受取人は、そのとき、適切な値に調整された遮断周波数を有する高域フィルタを用いて、自分が維持したいサブキャリアを抽出することができる。しかし、その様な方法には重大な欠点がある。即ち、良く知られているように、フィルタはすっきりしたカットオフの代わりに一定の周波数ロールオフを有するので、異なる種類のデータ同士の干渉という結果を招くか、或いはサブキャリアの周波数を、それらに割り当てられている総帯域において広い間隔を置かせることが必要になるという結果となり、それは可能なデータ伝送速度を低下させることになる。
【０００９】
本願発明者達は、前記の“電気的”フィルタリングの代わりに一種の“ディジタルフィルタリング”を実現する多数のサブキャリアを用いることにより、より正確には“ＯＦＤＭ”（”ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（直交周波数分割多重化）”という英語の語の頭文字）として知られている特別のマルチキャリア変調の一定の特性を利用することにより、求められている目的を達成することが実際に可能であると悟った。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の態様では、データ送信方法に関し、この方法では前記データはソースにおいてＫ＝ｒ^ｑ個のフレームの連続するブロックに編成され、ここでｑは厳格に正の整数であり、ｒは１より大きな整数であり、該フレームは各ブロックにおいて階層性であり、前記フレームの各々は少なくとも１ビットのＮ個の２進ワードからなり、それらの２進ワードの各々は、一定の振幅−位相変調方法に従って、基本記号と称される複素数と関連づけられており、前記方法は、１ブロック当たりにＭ＝Ｋ・Ｎ個の基本記号の各々がＯＦＤＭ変調を形成する一系列のサブキャリアの中の異なるサブキャリアを変調する点において注目するべきであり、該ＯＦＤＭ信号が受信された後に復調されるときに、この復調を行うために使用される離散フーリエ変換のサイズを対応的に調整する前記のＫ個のフレームの中から選ばれた部分集合が再生されることとなるように各基本記号の、与えられたサブキャリアへの割当が行われる。
【００１１】
更に、本発明のこの第１の面では、これは手短に前述した、送信されたデータを受け取るデータ受信方法に相関的に関連しており、ＯＦＤＭ信号が受信された後に復調されるとき、前記変調を行うためにサイズＮ・ｒ^ｐの離散フーリエ変換を用いて、その階層ランクが最高であるｒ^ｐフレームに属する基本記号が再生される。
【００１２】
その理由は、次の記述で詳しく説明するように、ＯＦＤＭ手法が変調のためには逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を用い、復調のためには離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を用いることにある。本発明によれば、単に対応的に該ＤＦＴの“サイズ”を、即ち選択されたサブキャリアの個数を調整することにより、各受信者は、自分にとって興味のあるデータを抽出することができる。
【００１３】
一般的に言えば、フレームの階層ランクは“ＤＳ”（英語の”ＤａｔａＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ（データ重要度）”））と称されるパラメータによって便利に特定される。Ｎに等しい最小のＤＦＴマトリクスは、本発明に従ってＤＳ＝１と関連する最大サイズのフレームに含まれている基本記号を再生することを可能にする。次に大きなＤＦＴマトリクスは、ＤＳ＝１と関連するフレームに加えて、ＤＳ＝２と関連する重要度の劣る一定数のフレームを再生することを可能にする。次のＤＦＴマトリクスは、Ｍに等しい最大サイズのマトリクスに達するまで同様に定義され、これは明らかに、データの各ブロックの全ての基本記号を再生することを可能にする。
【００１４】
本発明の方法は、１ブロックあたりのフレームの数Ｋが２の累乗であるときに特に有利である。その理由は、この場合には本発明のＩＤＦＴ及び／又はＤＦＴが、専門家に良く知られているように非常に有効な手法である“高速フーリエ変換”の形で実施されることができることにある。
【００１５】
本発明の方法は基本記号の賢明な割当を必要とすることが分かる。その理由は、ＤＦＴのサイズがｒで割られる毎に、ｒ個のサブキャリアの各グループの第１サブキャリアだけが割り当てられた帯域幅に沿って保存されることにある。従って、基本記号を割り当てることはできず、連続する周波数に従って異なるサブキャリアまでフレームの階層ランクを辿って、適当にインターリーブされなければならない。
【００１６】
本発明の特別の特徴に従って、その第１の面において、サブキャリアの前記系列への基本記号の割り当てを次の連続するステップにより定義するのが便利である。即ち、
− 最高の階層ランクのフレームの基本記号を割り当てる第１ステップと、
− 各々の新しいステップは、１からｑまでの値を連続的にとる整数ｐと関連していて、前のステップで割り当てられたフレームのランクより低い階層ランクを有する（ｒ^ｐ−ｒ^ｐ−１）個の新しいフレームの基本記号を割り当て、そして各ステップは、
− 利用できないサブキャリア、即ち前のステップで基本記号が既に割り当てられているサブキャリアを除いて、その一連番号が０である第１サブキャリアから始まるｒ^ｑ−ｐの倍数である一連番号を有するサブキャリアに前記の新しいフレームの基本記号を割り当て、
− 他のフレームの基本記号を割り当てる前に各フレームの全ての基本記号を割り当て、
− 利用できるものの中で最低の一連番号を有するサブキャリアに各フレームの第１基本記号を割り当てる。
【００１７】
特別の補足的特徴に従って、各フレームの連続する基本記号は一連番号の差がＫの倍数であるサブキャリアに割り当てられる。
【００１８】
他の補足的な特別の特徴に従って、連続するフレームの割当は、各階層ランク内で、ソースでのフレームの順序をたどる。
【００１９】
必要なサブキャリアが受信され抽出された後、抽出された各フレームを、それがソースにおいてそうであった通りに再構成するために、インターリーブ解除することも必要であることに留意するべきである。その理由は、以下で提案される例を読めば容易に分かるように、本発明に従って得られる基本記号の順序は、（唯一のフレームだけが抽出される場合を除いて）それらがインターリーブされる前の順序とは異なっていることにある。
【００２０】
本発明は、その第２の態様において、本発明の方法に含まれているインターリーブ及びインターリーブ解除を考慮する種々の装置に関する。
【００２１】
これは第１に、上で簡潔に記述された方法により送信されるべきデータをインターリーブするための装置に関し、前記装置は、
− １ブロック当たりＭ個の基本記号の前記インターリーブに通じる順列を蓄積又は計算するための手段と、
− この順列に従って、各基本記号を、対応するサブキャリアを変調するために該サブキャリアに割り当てるための手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
相関的に本発明は、第２に、上で簡潔に記述された方法により受信されているデータをインターリーブ解除するためのインターリーブ解除装置に関し、
前記装置は、前記復調の結果としての該基本記号を、それらのソースにおけるそれぞれのフレーム内での順序に戻すために必要な順列を蓄積又は計算するための手段と、
− この順列に従って、前記復調の時にサブキャリアから前記基本記号を復元するための手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明は、第３に、信号変調装置に関し、前記装置は、
−上で簡潔に記述された少なくとも１つのデータインターリーブ装置と、
− 少なくとも１つのＯＦＤＭ変調器とを含むことを特徴とする。
【００２４】
相関的に、本発明は、第４に、信号復調装置に関し、前記装置は、
− 少なくとも１つのＯＦＤＭ復調器と、
− 上で簡潔に記述された少なくとも１つのデータインターリーブ解除装置とを包含することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、
− 上で簡潔に記述された信号変調装置と、前記信号を送信するための手段とを有する、変調されている信号を送信する装置と、
− 上で簡潔に記述された信号復調装置と、前記信号を受信するための手段とを有する、変調されている信号を受信する装置と、
− 上で簡潔に記述された少なくとも１つの装置を含む電気通信ネットワークと、
− コンピュータプログラムの命令を蓄積するコンピュータ又はマイクロプロセッサにより読まれ得るようになっていて、上で簡潔に記載された方法の１つを実行することを可能にするデータ蓄積手段と、
− コンピュータプログラムの命令を蓄積するコンピュータ及び／又はマイクロプロセッサにより読まれ得るようになっていて、上で簡潔に記載された方法の１つを実行することを可能にする、部分的に又は全部を除去できるデータを蓄積する手段と、
− コンピュータプログラムに関し、該コンピュータプログラムは、前記プログラムがプログラマブルデータ処理装置を制御するとき、前記命令は前記データ処理装置が上で簡潔に記述された方法の１つを実行することを意味することとなるように命令を含んでいる。
【００２６】
これらの装置、電気通信ネットワーク、データ記憶媒体及びコンピュータプログラムにより提供される利点は、本発明の方法及び装置により提供される利点と本質的に同じである。
【００２７】
本発明の他の面及び利点は、非限定的な例として与えられる、特定の実施態様についての以下の詳しい記述を読めば明らかとなろう。その記述は、それに伴う図面を参照する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
始めに、ＯＦＤＭ変調が何から成っているかを手短に述べる。送信されるべきデータは、始めに“基本記号”、即ち、序論において説明したように、一定の振幅−位相変調方法に従う複素数ｄｉ、の形で表される。これらの基本記号は、Ｍ個の基本記号のブロック毎に処理され、それらは各々、その連続する周波数が所定量（１／Ｔ）だけ離されているＭ個のサブキャリアの集合の中の１つの“サブキャリア”を変調する。持続時間Ｔ：
ｋＴ≦ｔ≦（ｋ＋１）Ｔ
の時間間隔ｔと関連する基本記号ｄｉ、ｉ＝０，…，（Ｍ−１）、の各ブロックから、前記時間間隔内では式：
Ｄｋ（ｔ）＝Σｄｉｅｘｐ｛ｊ２πｉ（ｔ−ｋＴ）／Ｔ｝ …式（１）
ここで、Σは、ｉ＝０乃至（Ｍ−１）までの総和である。
により定義され、この間隔の外側では０である“ＯＦＤＭ記号”Ｄｋ（ｔ）が構成され、ここでｋは整数である。
【００２９】
数学的に言えば、式（１）は離散フーリエ変換に他ならない。変調されている信号が受信された後にこのフーリエ変換を反転することにより、与えられたブロックに関連するＯＦＤＭ記号からの、その与えられたブロックの個々の各基本記号を計算することが可能である。
【００３０】
より詳しくは、“無線マルチメディア通信のためのＯＦＤＭ”と題された書籍（ｔｈｅｂｏｏｋｂｙＲ．ｖａｎＮｅｅａｎｄＲ．Ｐｒａｓａｄｅｎｔｉｔｌｅｄ ”ＯＦＤＭｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”（ＡｒｔｅｃｈＨｏｕｓｅ，ＢｏｓｔｏｎａｎｄＬｏｎｄｏｎ，２０００）），或いは“無線通信システムの設計−同期化、チャネル評価、マルチキャリアシステムに関する問題点”と題された学位論文（ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｂｙＦ．Ｔｕｆｖｅｓｓｏｎｅｎｔｉｔｌｅｄ ”ＤｅｓｉｇｎｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ − ＩｓｓｕｅｓｏｎＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＳｙｓｔｅｍｓ” （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｕｎｄ，Ｓｗｅｄｅｎ，Ａｕｇｕｓｔ２０００））を参照することができる。
【００３１】
図１は、例えばＪＰＥＧ２０００符号器の出力で圧縮された画像を表すデータなどの、送信されるべきデータの特定の階層を描いており、この場合には、１ブロック当りのフレームの数Ｋは２^２＝４である。与えられたメッセージのブロックを構成するフレームは、全て、同じ所定数Ｎ（厳格に正の整数）個の基本記号からなる。
【００３２】
第１フレームは、１に等しいＤＳの値を有し、第２フレームは、２に等しいＤＳの値を有し、最後の２つのフレームは共に３に等しいＤＳ値を有する。
【００３３】
図２は、本実施の形態に係るインターリービングに従ってＯＦＤＭ記号を構成するサブキャリアへの図１の基本記号の割当を描いており、これについて図４及び５を参照して詳しく説明する。
【００３４】
図２のトップラインは、問題のブロック中の基本記号の数を示す。該図の底部の括弧はサブキャリアを示し、それらは、ここでは４×４個ずつにまとめられている。その理由は、本発明の好ましい実施態様のこのインターリービングでは、各フレームの連続する基本記号が、その一連番号がＫとは異なるサブキャリアに割り当てられ、それがこの場合には４に等しいことにある。
【００３５】
図３は、ＯＦＤＭにより変調されている信号の受信後の、ＤＦＴのサイズに応じた図２の基本記号の復元を描いている。この図は、図２において図解されているように、ＯＦＤＭにより変調されている信号の送信の前に基本記号がインターリーブされる理由を明らかに示している。
【００３６】
その理由は、サイズＭ／４のＤＦＴマトリクスを用いて、受信者は、もしそれを望むならば、最高階層ランク（ＤＳ＝１）のフレームだけを復元することができることにある。
【００３７】
サイズＭ／２のＤＦＴマトリクスを用いて、受信者は、もしそれを望むならば、最高階層ランク（ＤＳ＝１）のフレームと、その直ぐ下の階層ランク（ＤＳ＝２）のフレームとだけを復元することができる。
【００３８】
最後に、サイズＭのＤＦＴマトリクスを用いて、受信者は、もしそれを望むならば、データのブロックの全て（ＤＳ＝１〜３）を復元することができる。最後の２つのフレーム（３に等しいＤＳを有する）のために取って置かれるサブキャリアは適切に確定されているけれども、これらの最後の２フレームの基本記号の、これらのサブキャリアへの割り当ては、重要ではなく、該メッセージの送信者及び受信者間の協定により本発明内の数種類の異なるインターリーブ方法を使用する原因となることがあるということが分かる。
【００３９】
また、受信者が１フレームだけを復元する場合を除いて、受信者は、原メッセージを（選ばれた質のレベルで）再構成するために基本記号をインターリーブ解除することが必要となることがあるということも分かる。
【００４０】
この例に基づいて、本実施の形態に係る方法をどの様にしてｒ^ｑに等しいＫの値にまで拡張できるか分かり、この場合にはｑは厳格に正の整数であり、ｒは１より大きい整数である。該インターリーブの目的は、ＯＦＤＭにより変調されている信号が受信されるとき、サイズＮ・ｒ^ｐの（１＋ｑ）個の異なるＤＦＴマトリクスから選択することができるようにすることであり、ここでｐは０とｑとの間にある。これらのＤＦＴの各々は、受信された信号から、ＤＳの値が１から（ｐ＋１）に等しい最大値までにわたる全フレームを抽出することを可能にする。
【００４１】
理解可能なメッセージ、或いは、より一般的には、受信者が見たときに充分な品質のメッセージを得るために、（ｐ＋１）（ここでｐは（Ｍ−１）より小さい）より大きなＤＳのフレームが重要ではないと受信者が考えるならば、彼は在来の送信方法でするので、Ｍ個のキャリアの復調を省くことができる。従って、本実施の形態では、時間及び／又は設備を節約することができる。
【００４２】
一般的な場合に（Ｋ＝ｒ^ｑ）データの各ブロックの基本記号の適当なインターリーブに到達することを一系列のステップが可能にすることが上で簡潔に記述されている。
【００４３】
図４は、同じ結果に到達するために特に好都合なマトリクス方法の主なステップを図解している。ステップＥ１で、Ｎ個の基本記号のＫ個のフレームが階層的重要度の順にサイズ（Ｋ、Ｎ）のマトリクス
【００４４】
【数１】

に配列される。最も重要なフレームは第１行にあり、最も重要でないフレームは最後の（Ｋ番目の）行にある。
【００４５】
ステップＥ２において、Ｎ個のベクトルｖｎ￣（ここで、“￣”はベクトルを示す。以下同様）を得るためにマトリクスＶは列毎に第１行から最後まで読み出され、ここでｎは０からＮ−１まで変化し、各々Ｋ個のエレメント：
【００４６】
【数２】

を有し、ここで［．］^Ｔは転置を意味する。
【００４７】
ステップＥ３において、ベクトルＵｎ￣を得るために、サイズ（Ｋ、Ｋ）のインターリーブマトリクスＡがベクトルｖ￣に乗じられ（その計算については図５を参照して説明する）、ここでｎは０からＮ−１まで変化し、各々Ｋ個のエレメント：
【００４８】
【数３】

を含み、ここで、Ｕｎ￣＝［Ｕｎ，０ … Ｕｎ，Ｋ−１］^Ｔである。
【００４９】
ステップＥ４において、各ベクトルの第１成分Ｕｎ，０を第１行に置き、最後の（Ｋ番目の）成分Ｕｎ，ｋ−１を最後の行に置いて（ステップＥ２の逆）、ベクトルＵｕ￣がサイズ（Ｋ、Ｎ）のマトリクスＵ：
【００５０】
【数４】

に配列される。
【００５１】
ステップＥ５において、その複素成分がＯＦＤＭ記号のＭ個のサブキャリアを変調する長さＫ・Ｎ＝Ｍの行ベクトルを得るために、サイズ（Ｋ，Ｎ）のマトリクスＵが行毎に読み出される。
【００５２】
図５は、１ブロック当りのフレームの数が２の累乗：Ｋ＝２^ｑである特別の場合について、上記ステップＥ３で使用されるマトリクスＡの組立の主な連続するステップを示している。
【００５３】
このアルゴリズムにおいて、項ａｉ，ｊは、マトリクスＡのｉ番目の行とｊ番目の列との交点にあるエレメントを表し、ｉ及びｊは０から（Ｋ−１）まで変化する。
【００５４】
ステップＥ６は初期化ステップである。マトリクスＶの列ベクトルのエレメントの数を示すＫの値が読み出され、同様にサイズ（Ｋ、Ｋ）のゼロマトリクスで初期化される。ｑの値は、Ａを計算するために必要な反復の数を決定する。
【００５５】
ステップＥ７は、常にマトリクスＶ及びＵの第１行にとどまる最も重要なフレームの順序が修正されないという事実を表している。
【００５６】
ステップＥ８において、指数ｐが１に初期化され、この指数からループが開始され、それはｐが値ｑに達するまで続く。
【００５７】
ステップＥ９において、計算指数Ｌが０に初期化される。この指数Ｌは、マトリクスＡからの行及び列の指数を特定することを可能にする。ステップＥ１０により決定され、この指数からループが開始される。もしこの条件が満たされなければ、ｐの値が１だけ大きくされ、ｐがｑを上回っているか否か調べた後にステップＥ９に戻る。もし後者の条件も満たされなければ、このことは、マトリクスＡのＫ個のエレメントが値１を受け取っていて、Ａの計算が終わりにされることを意味する。
【００５８】
ステップＥ１１において、指数ｐ及びＬにより、与えられたｐ及びＬについて１にセットされているマトリクスＡの唯一のエレメントの指数ｉ及びｊが計算される。Ｌ、ｑ及びｐについての条件が満たされる限り、Ａの新しいエレメントを１にセットするために、このステップは次にＬを増大させる。
【００５９】
マトリクスＡを計算するこの方法の利点はスピードである。計算されるマトリクスのエレメントはＫ・Ｋ個ではなくて、単にＫ個である。
【００６０】
例えば、Ｋ＝４については、マトリクスＡは次の通りであり：
【００６１】
【数５】

そして、Ｋ＝８については
【００６２】
【数６】

である。
【００６３】
図６は、本実施の形態の変調されている信号を送信する装置２２をごくおおざっぱに示している。
【００６４】
データソース２０は、例えばデータベースであり、或いはディジタルカメラ、ファクシミリ機、スキャナ或いはディジタル写真装置などの、コンピュータ化されたデータ処理周辺装置である。装置２２に入る前に、これらのデータに対して例えばＪＰＥＧ２０００規格に準拠した画像圧縮等の特定の処理が施されるが、それは、階層構造をそれらに与える。
【００６５】
変調信号送信装置２２は、本実施の形態の信号変調装置２４と在来の送信ユニット３８とを有し、この送信ユニットは、無線送信に適合されているこの実施態様では、送信装置、１つ以上のミキサー、１つ以上の増幅器、種々のフィルタ及び無線アンテナを含む無線モジュールを備える。
【００６６】
信号変調装置２４は、在来のＯＦＤＭ変調器１８と、本実施の形態に係るデータインターリーブ装置１６とを有する。
【００６７】
このデータインターリーブ装置１６は、ソース２０から来る２進ワードを受け取り、これらの２進ワードを所定の振幅−位相変調方法に従って基本記号に変換し、これらの基本記号を、ユニット１２により案内されながら、ＯＦＤＭ変調のサブキャリアに割り当てるユニット１４を備える。
【００６８】
このユニット１２は、ブロックで０と（Ｍ−１）との間の各基本記号番号を０と（Ｍ−１）との間のサブキャリア一連番号に関連づける、図４に示されているもの等の、本実施の形態の順列に基づいてユニット１４に供給する。番号同士のこの結合は、本実施の形態に係るデータ送信方法の実行中に計算され得るけれども、それは、送信が始まる前に有利に計算されてユニット１２に置かれているか、又はそれに対してユニット１２がアクセスを有する参照用テーブルに蓄積されることができる。
【００６９】
図７は、図６の装置の好ましい実施態様を描いている。
【００７０】
信号変調装置２４は、この実施の態様では、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２８等の一時データ蓄積手段と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３０等の永久データ蓄積手段と、例えばキーボード等の文字入力手段３２と、スクリーン等のデータ表示手段３４と、データ入力／出力手段３６と、例えばマイクロプロセッサ等の中央処理装置（ＣＰＵ）２６とを備える。
【００７１】
ＲＡＭメモリ２８は、特に、
− ソース２０から供給された入力データが一時的に蓄積される記憶領域“ｄａｔａ１＿ｉｎ”と；
− 本実施の形態に従って構成されたＯＦＤＭ記号が、それらが送信ユニット３８に伝達される前に、一時的に蓄積される記憶領域“ｄａｔａ１＿ｏｕｔ”とを含んでいる。
【００７２】
ＲＯＭメモリ３０は、
− 本実施の形態に係るデータ送信方法を実行するプログラムが蓄積される記憶領域“Ｐ１”と、
− 本実施の形態に従って基本記号のためのインターリーバと関連する、前記の参照用テーブルが記録される記憶領域“ＬＵＴ１”とを含んでいる。
【００７３】
図８のブロック図は、本実施の形態の変調信号受信装置２１を非常におおざっぱに示している。
【００７４】
変調信号受信装置２１は、本実施の形態の信号復調装置２３と、在来の受信ユニット７２とを有しており、該ユニット７２は、無線送信に適合されているこの実施態様では、受信装置と、１つ以上のミキサと、１つ以上の増幅器と、種々のフィルタと無線アンテナとを含む無線モジュールを備える。
【００７５】
信号復調装置２３は、在来のＯＦＤＭ復調器１７と、本発明のデータインターリーブ解除装置１５とを有している。ユーザは、公知の態様で、ＯＦＤＭ復調器１７へのＤＦＴのサイズを調節することができる。ユーザは、本実施の形態のインターリーブを考慮してＯＦＤＭ変調で作られた信号のＮ・ｒ^ｐ個のサブキャリアを抽出する。
【００７６】
データインターリーブ解除装置１５は、ユニット１１により案内されて一定の順序でサブキャリアから基本記号を復元し、復調を実行する、即ち前記の所定振幅−位相変調を反転することによって、それらの基本記号を２進ワードに変換するユニット１３を備える。
【００７７】
ユニット１１は、ユニット１３により送信される流れの中の正しい場所に基本記号を挿入することができるように、抽出されたサブキャリアに作用する、本実施の形態の順列に基づいてユニット１３に供給し、完全なデータフレームを、該データが前に送信された順序で再構成する。この順列は、ユーザにより、本実施の形態に従って、選択されたＤＦＴのサイズに依存することに留意するべきである。
【００７８】
例えば、図３に図解されている場合には、Ｋは４に等しく、ＤＦＴのサイズはＭ／２であり、元は一連番号４ｉを有し、今は（抽出されたサブキャリアの中で）一連番号２ｉを有するサブキャリアを復調することにより、基本記号番号ｉが得られ、ここでｉは０と（Ｎ−１）との間にある。元は一連番号（４（ｉ−Ｎ）＋２）を有し、今は（抽出されたサブキャリアの中で）一連番号（２（ｉ−Ｎ）＋１）を有するサブキャリアを復調することにより基本記号番号ｉが得られ、ここでｉはＮと（２Ｎ−１）との間にある。
【００７９】
１ブロック当たりに、０と（Ｎ・ｒ^ｐ−１）との間の各基本記号番号とサブキャリア一連番号とのこの結合は、本実施の形態のデータ受信方法の実行中に計算され得るけれども、それは、送信の開始前に計算されて、ユニット１１に置かれているか、或いはユニット１１がそれへのアクセスを有する参照用テーブルに蓄積されるのが有利である。
【００８０】
図９は、図８の装置の好ましい実施態様を描いている。
【００８１】
信号復調装置２３は、本実施の態様では、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２７等の一時データ蓄積手段と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２９等の永久データ蓄積手段と、例えばキーボードなどの文字入力手段３１と、例えばスクリーン等のデータ表示手段３３と、データ入力／出力手段３５と、例えばマイクロプロセッサ等の中央処理装置（ＣＰＵ）２５とを有する。
【００８２】
ＲＡＭメモリ２７は、特に：
− 受信ユニット７２により供給された入力データが一時的に蓄積される記憶領域“ｄａｔａ２＿ｉｎ”と、
− 本実施の形態に従って選択され再構成されたフレームの２進ワードがユーザに伝達される前に、適当な処理のために（例えばＪＰＥＧ２０００に準拠する画像解凍）、該２進ワードが一時的に蓄積される記憶領域“ｄａｔａ２＿ｏｕｔ”とを含んでいる。
【００８３】
別形として、これらのデータフレームを、後で必要に応じて使用するために、装置２３に含まれているハードディスク（図示されていない）に蓄積することができる。
【００８４】
ＲＯＭメモリ２９は、
− 本実施の形態のデータ受信方法を実行するプログラムが記録される記憶領域“Ｐ２”と、
− 本実施の形態に従って基本記号のインターリーブ解除と関連する、前記の参照用テーブルが記録される記憶領域“ＬＵＴ２”とを有する。
【００８５】
一定のアプリケーションでは、本実施の形態に従って信号を送受信するために同じコンピュータ装置（“デュアル”モードで機能する）を使用するのが好都合であり、この場合には装置２１と２２とは物理的に同一である。
【００８６】
本実施の形態に係る方法は、図１０に示されているように、電気通信ネットワーク内で実行されることができる。例えばＨＩＰＥＲＬＡＮ２ネットワークなどの将来の通信ネットワークの１つを含むことのできる、描かれているネットワークは、参照符６４により示されているいわゆる“基地局”ＳＢと、それぞれ参照符６６１，６６２，…，６６ｎで示されている数個の“周辺”局ＳＰｉ（ｉ＝１，…，ｎ、ここでｎは１以上の整数である））とを含む。周辺局６６１，６６２，…，６６ｎは、基地局ＳＢから遠く離れていて、各々無線リンクにより基地局ＳＢと接続され、後者に関して移動することができる。
【００８７】
基地局ＳＢと各周辺局ＳＰｉとは、本実施の形態の変調信号送信装置２２及び／又は変調信号受信装置２１とを含むことができる。
【００８８】
基地局ＳＢと周辺局ＳＰｉとは必要に応じて、ディジタルカメラ、コンピュータ、プリンタ、サーバ、ファクシミリ機、スキャナ又はディジタル写真装置から成ることもできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、選択されたサブキャリアの個数を調整することにより、各受信者は、自分にとって興味のあるデータを抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信されるべきデータの特定の階層を説明する図であり、ここで、１ブロックあたりのフレームの数は４である。
【図２】本実施の形態のインターリーブに従って、図１の基本記号の、ＯＦＤＭ記号を構成するサブキャリアへの割り当てを説明する図である。
【図３】ＤＦＴのサイズに応じた図２の基本記号の復元を説明する図である。
【図４】本実施の形態に係る、データの各ブロックの基本記号のインターリーブの主な処理ステップを表すフローチャートである。
【図５】１ブロック当りのフレームの数が２の累乗である特別の場合における、図４に現れるマトリクスＡの構築する主な連続するステップを表すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る、変調されている信号を送信する変調信号伝送装置のブロック図である。
【図７】図６の装置の好ましい実施の態様を示す図である。
【図８】本実施の形態に係る、変調されている信号を受信する変調信号受信装置のブロック図である。
【図９】図８の装置の好ましい実施の態様を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る無線電気通信ネットワークの概略を説明する図である。

Claims

データがＫ個のフレームのブロックに編成され、前記フレームの各々はＮ個の２進ワードで構成され、これらの２進ワードの各々は基本記号と関連付けられ、１ブロック当たりＭ＝Ｋ・Ｎ個の基本記号の各々はＯＦＤＭ変調を形成する一系列のサブキャリヤの中の異なるサブキャリアを変調し、各基本記号の、与えられたサブキャリアへの割り当ては、ＯＦＤＭ信号の受信後に該ＯＦＤＭ信号が復調されるときに前記Ｋ個のフレームの中から選択された部分集合が抽出されるように行われるデータ送信方法であって、
各ブロック中のＫ個のフレームは階層に編成され、Ｋ＝ｒ ^q であり、ここでｑは正の整数、ｒは１より大きい整数であり、
最高階層ランクのフレームの基本記号を割り当てる第１ステップと、
１からｑまでの値を連続的にとる整数ｐと関連づけられ、前のステップで割り当てられたフレームのランクより低い階層ランクを有する（ｒ ^p −ｒ ^p-1 ）個の下層フレームの基本記号を割り当てる割当てステップとを有し、
前記割当てステップの各ステップは、
前のステップで基本記号が既に割り当てられているサブキャリアを除いて、一連番号０を有する第１サブキャリアから始まるｒ ^q-p の倍数である一連番号を有するサブキャリアに前記下層フレームの基本記号を割り当て、
他の下層フレームの基本記号を割り当てる前に前記下層フレームの全ての基本記号を割り当て、
前のステップで基本記号が割り当てられていないサブキャリアで最低の一連番号を有するサブキャリアに各下層フレームの最初の基本記号を割り当てることを特徴とするデータ送信方法。
各フレームの連続する基本記号は、それらの一連番号の差がＫの倍数であるサブキャリアに割り当てられることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
連続するフレームの割り当ては、各階層ランク内で、それらのデータのソースにおける該フレームの順序をたどることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
データが請求項１に記載のデータ送信方法に従って送信されており、前記ＯＦＤＭ記号が受信された後の当該ＯＦＤＭ記号の前記復調の時に、最高階層ランクのｒ^p個のフレームに属する基本記号が、前記復調を行うためにサイズＮ・ｒ^pの離散フーリエ変換を用いて抽出されることを特徴とするデータ受信方法。
請求項１に記載のデータ送信方法により送信されるべきデータをインターリーブするためのデータインターリーブ装置であって、
１ブロック当たりにＭ個の基本記号のインターリーブに通じる順列を蓄積又は計算するための手段と、
前記順列に従って、各基本記号を、対応するサブキャリアに、それを変調するために、割り当てるための手段と、
を有することを特徴とするデータインターリーブ装置。
請求項４に記載のデータ受信方法により受信されたデータをインターリーブ解除するためのデータインターリーブ解除装置であって、
前記復調の結果として得られた基本記号を、ソースにおいてそれらがそれぞれのフレーム内にあった順序に戻すために必要とされる順列を蓄積又は計算するための手段と、
前記順列に従って、前記復調の時に対応するサブキャリアから前記基本記号を復元するための手段と、
を有することを特徴とするデータインターリーブ解除装置。
少なくとも１つの請求項５に記載のデータインターリーブ装置と、
少なくとも１つのＯＦＤＭ変調器と、
を有することを特徴とする信号変調装置。
少なくとも１つのＯＦＤＭ復調器と、
少なくとも１つの、請求項６に記載のデータインターリーブ解除装置と、
を有することを特徴とする信号復調装置。
請求項７に記載の信号変調装置と、前記信号変調装置により変調された信号を送信するための手段とを有することを特徴とするデータ送信装置。
請求項８に記載の信号復調装置と、前記信号復調装置により復調された信号を受信するための手段とを有することを特徴とするデータ受信装置。