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KR20090117790A - 전송 방법, 전송 시스템, 송신장치 및 수신장치 - Google Patents

전송 방법, 전송 시스템, 송신장치 및 수신장치 Download PDF

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KR20090117790A
KR20090117790A KR1020097018553A KR20097018553A KR20090117790A KR 20090117790 A KR20090117790 A KR 20090117790A KR 1020097018553 A KR1020097018553 A KR 1020097018553A KR 20097018553 A KR20097018553 A KR 20097018553A KR 20090117790 A KR20090117790 A KR 20090117790A
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South Korea
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unit
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transmitter
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신스케 이비
세이이치 삼페이
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오사카 유니버시티
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Abstract

본 발명은 주파수대역을 유효하게 활용할 수 있고, 또 간섭에 수반되는 전송효율의 저하를 저감할 수 있는 전송 방법에 관한 것으로, DFT부(12)는 변조 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하고, 수신장치의 사용주파수대역 통지부는 송신장치(1)에 사용주파수대역을 통지하며, 송신장치(1)의 삭제부(141)는 정형부(13)에 의한 주수정리에 근거하는 스펙트럼 파형의 정형 후, 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하고, 삭제부(141)에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 각 데이터 계열의 디지털 신호를 합성부(16)에 의해 합성하여 송신장치(1)로부터 수신장치에 송신하고, 수신장치의 수신측 변환부는 송신부에 의해 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하며, 마지막으로 터보 등화부는 변환된 스펙트럼을 터보 등화할 수 있다.

Description

전송 방법, 전송 시스템, 송신장치 및 수신장치{TRANSMISSION METHOD, TRANSMISSION SYSTEM, TRANSMISSION DEVICE, AND RECEPTION DEVICE}
본 발명은 변조된 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신하는 전송 방법, 전송 시스템, 송신장치 및 수신장치에 관한 것이다.
휴대전화기, 무선 LAN(Local Area Network), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등의 광역 무선 LAN 등, 복수의 무선 통신 시스템이 실용화되고 있다. 이러한 무선 통신 시스템의 증가에 수반하여 사용 가능한 주파수 자원이 고갈되는 문제가 발생하고 있다. 특히, 6 GHz 이하 대역은 휴대전화기 등에 치밀하게 사용되고 있어 그 문제는 크다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 코그니티브 무선에 관한 연구가 이루어지고 있다.
코그니티브 무선은 복수의 무선 시스템 간에 고도로 주파수를 공유하면서, 무선 통신 시스템의 고도화를 목적으로 하는 새로운 기술제안이다. 코그니티브 무선은 단말 또는 기지국 등의 무선기에 주변의 전파환경을 인식 또는 인지(cognitive)하는 기능을 갖춘 것이다. 인식 또는 인지한 전파환경에 따라, 무선통신에 사용하는 주파수 및 방식 등을 무선기가 스스로 선정하여 주파수의 사용 효율을 높이고자 한 것이다. 이에 따라, 사용자는 고속의 데이터 통신 및 안정된 통 신 서비스를 누릴 수 있게 된다.
또한, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서의 업스트림 전송 방식에서는, 할당 대역 내에서의 스펙트럼의 유효사용을 도모하는 기술로서 SC-FDMA(Single Carrier transmission Frequency Division Multiple Access)를 검토하고 있다. SC-FDMA에서는, DFT(Discrete Fourier Transform) 후의 각 스펙트럼 간에 적절히 0의 스펙트럼을 삽입하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면 비특허문헌 1 참조).
비특허문헌 1: 3rd Generation Partnership Project, Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Layer Aspects for Evolved UTRA (Release 7), V7.0.02006-6 p67-90
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 종래의 코그니티브 무선에 관한 기술은 모두 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 사용하는 것으로, 소비 전력의 밸런스를 위해 휴대 단말이 송신장치가 될 경우에는 적용하기 힘들다. 또한, 비특허문헌 1에 관한 3GPP에 있어서는 한층 더 스펙트럼의 유효활용이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 에너지에 근거하여 선정되는 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 송신장치에서 의도적으로 삭제하고, 수신장치에서 비선형 반복 등화를 수행하는 등화부를 마련함으로써, 주파수대역을 유효하게 활용할 수 있고, 또 간섭에 수반되는 전송효율의 저하를 저감할 수 있는 전송 방법, 전송 시스템, 송신장치 및 수신장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 삭제된 주파수대역에 다른 데이터 계열 또는 다른 송신장치의 스펙트럼을 삽입함으로써, 주파수대역을 유효하게 활용할 수 있는 전송 시스템 등을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 주파수대역의 스펙트럼을 정형(整形)함으로써, 통신로 용량을 확대하여 보다 양호한 전송이 가능한 전송 시스템 등을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 각 데이터 계열 또는 각 송신장치에 할당되는 사용주파수대역의 비율에 따라 최적의 변조 방식 또는 부호화율을 변화시킴으로써, 최적의 전송효율 하에서 정보의 송수신이 가능한 전송 시스템 등을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 합성된 각 주파수대역의 스펙트럼 배열을 소정의 규칙에 따라 정렬함으로써, 보안 레벨을 향상시킬 수 있는 전송 시스템 등을 제공하는 것에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명에 따른 전송 방법은, 변조된 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신하는 전송 방법에 있어서, 상기 송신장치에서 변조된 디지털 신호를 변환부에 의해 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환 단계와, 상기 수신장치에서 송신장치로 사용할 주파수대역을 통지하는 사용주파수대역 통지 단계와, 상기 사용주파수대역 통지 단계에 의해 통지된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제부에 의해 삭제하는 삭제 단계와, 상기 삭제 단계에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치에서 상기 수신장치로 송신하는 송신 단계와, 상기 송신 단계에 의해 송신된 디지털 신호를 수신측 변환부에 의해 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환 단계와, 상기 수신측 변환 단계에 의해 변환된 스펙트럼을 등화부에 의해 비선형 반복 등화하는 등화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템은, 변조된 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신하는 전송 시스템에 있어서, 상기 송신장치에서 변조된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환부와, 상기 수신장치에서 송신장치로 사용할 주파수대역을 통지하는 사용주파수대역 통지부와, 상기 사용주파수대역 통지부에 의해 통지된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하는 삭제부와, 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치에서 상기 수신장치로 송신하는 송신부와, 상기 송신부에 의해 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 수신장치는, 송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로(傳播路) 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정하는 선정부를 포함하고, 상기 사용주파수대역 통지부는 상기 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 상기 송신장치에 통지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 송신부는, 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치에서 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 선정부는, 송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 높은 에너지 순으로, 각 데이터 계열간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 데이터 계열마다의 사용주파수대역을 선정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 수신장치는, 복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정하는 선정부를 포함하고, 상기 사용주파수대역 통지부는 상기 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 선정부는, 복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지로부터, 높은 에너지 순으로, 각 송신장치 간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 송신장치마다 사용주파수대역을 선정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 수신장치는, 상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별 또는 송신장치별로 분리하는 분리부를 포함하고, 상기 등화부는 상기 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템은, 송신장치 및 수신장치 간의 통신 상태에 근거하여, 상기 변환부에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 정형을 수행하는 정형부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 정형부는, 송신장치 및 수신장치 간에 통신 상태가 양호한 주파수대역에, 상기 변환부에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 에너지를 보다 많이 배분하는 주수정리(注水定理)를 이용하여 정형을 수행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템은, 상기 선정부에 의한 각 데이터 계열 또는 각 송신장치에 할당되는 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변경하는 변화부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 송신부는, 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 각 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 소정의 규칙에 따라 정렬하고, 정렬된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치에서 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있으며, 상기 분리부는 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼의 배열을, 상기 소정의 규칙에 따라 재배열하고, 상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여 데이터 계열별로 분리하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전송 시스템에서 상기 등화부는, 소프트 캔슬러에 의한 간섭 억압 기능을 갖는 터보 등화를 수행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 송신장치는, 변조된 디지털 신호를 외부로 송신하는 송신장치에 있어서, 변조된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환부와, 주파수대역 중 사용할 사용주파수대역을 기억하는 사용주파수대역 기억부와, 상기 사용주파수대역 기억부에 기억된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하는 삭제부와, 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 외부로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 송신장치에서 상기 사용주파수대역 기억부는, 복수의 데이터 계열에 대하여 선정된 데이터 계열별로 사용주파수대역을 기억하도록 구성되어 있으며, 상기 송신부는 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치에서 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수신장치는, 변조된 디지털 신호를 외부로부터 수신하는 수신장치에 있어서, 외부로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정하는 선정부와, 상기 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 상기 송신장치에 통지하는 사용주파수대역 통지부와, 외부로부터 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와, 상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별로 분리하는 분리부와, 상기 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수신장치는, 변조된 디지털 신호를 복수의 송신장치로부터 수신하는 수신장치에 있어서, 복수의 송신장치에서 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정하는 선정부와, 상기 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지하는 사용주파수대역 통지부와, 외부로부터 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와, 상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 송신장치별로 분리하는 분리부와, 이 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 변환부는, 송신장치에서 변조된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환한다. 수신장치의 사용주파수대역 통지부는 송신장치로 사용할 주파수대역을 통지한다. 송신장치의 삭제부는 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제한다. 그리고, 송신부는 삭제부에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신한다. 수신장치의 수신측 변환부는 송신부에 의해 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환한다. 마지막으로, 등화부는 변환된 스펙트럼을 비선형 반복 등화한다. 이 비선형 반복 등화는 예를 들면 터보 등화이며, 또 소프트 캔슬러에 의한 간섭 억압 기능을 갖는 터보 등화를 수행한다.
본 발명에 있어서 수신장치의 선정부는, 송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정한다. 예를 들면, 선정부는 송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열에 따른 주파수대역의 에너지로부터, 높은 에너지 순으로, 각 데이터 계열간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 데이터 계열마다의 사용주파수대역을 선정한다. 그리고, 사용주파수대역 통지부는 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 송신장치에 통지한다. 송신장치의 송신부는 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신한다.
본 발명에 있어서 수신장치의 선정부는, 복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정한다. 이는 예를 들면 복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지로부터, 높은 에너지 순으로, 각 송신장치 간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 송신장치마다의 사용주파수대역을 선정한다. 그리고, 사용주파수대역 통지부는 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지한다.
본 발명에 있어서 수신장치의 분리부는, 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별 또는 송신장치별로 분리한다. 그리고 등화부에 있어서, 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화한다.
본 발명에서는, 송신장치와 수신장치 간에 통신 상태가 양호한 주파수대역에, 변환부에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 에너지를 보다 많이 배분하는 주수정리 등을 이용하여 정형부에 의해 스펙트럼의 정형을 수행한다.
본 발명에 있어서 변화부는, 선정부에 의한 각 데이터 계열 또는 각 송신장치에 할당되는 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변경한다. 따라서, 사용주파수대역의 비율에 따라 전송특성도 변화하는데, 변조 방식 또는 부호화율도 이에 맞추어 변화한다.
본 발명에 있어서 송신부는, 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 각 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 소정의 규칙에 따라 정렬한다. 그리고, 정렬된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신한다. 수신장치의 분리부는 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼의 배열을, 소정의 규칙에 따라 재배열하고, 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여 데이터 계열별로 분리한다.
(발명의 효과)
본 발명에서는, 사용주파수대역을 송신장치에 통지한다. 삭제부는 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제한다. 수신장치의 등화부는 변환된 스펙트럼을 비선형 반복 등화한다. 이에 따라, 삭제된 대역을 다른 데이터 송신에 유효하게 활용할 수 있다. 또한, 비선형 반복 등화에 의해, 삭제된 대역의 스펙트럼도 적절히 복원된다.
본 발명에 있어서 수신장치의 선정부는, 송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정한다. 그리고, 사용주파수대역 통지부는 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 송신장치에 통지한다. 송신장치의 송신부는 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신한다. 이에 따라, 삭제된 스펙트럼의 대역에 다른 데이터 계열의 스펙트럼을 저촉하지 않고 삽입할 수 있어, 효율적인 전송이 가능하게 된다. 또한, 전송로에서는 사용주파수대역의 정보를 모를 경우, 이것이 열쇠로서의 역할을 하여 보안 레벨을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 있어서 수신장치의 선정부는, 복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정한다. 그리고, 사용주파수대역 통지부는 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지한다. 이에 따라, 삭제된 대역에 다른 송신장치의 스펙트럼을 저촉하지 않고 합성할 수 있어, 멀티유저간의 사용 효율의 향상 및 보안 레벨의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 있어서 수신장치의 분리부는, 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별 또는 송신장치별로 분리한다. 그리고 등화부에 있어서, 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화한다. 이에 따라, 데이터 계열별 또는 송신장치별로 분리된 스펙트럼을 등화할 수 있어, 주파수의 다양성 효과를 획득할 수 있다.
본 발명에 있어서, 주수정리 등을 이용하여 정형부에 의해 스펙트럼의 정형을 수행함으로써 통신로 용량이 확대된다.
본 발명에 있어서, 선정부에 의해 각 데이터 계열 또는 각 송신장치에 할당되는 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변화부에 의해 변경한다. 따라서, 사용주파수대역의 비율에 따라 전송특성도 변화하는데, 변조 방식 또는 부호화율도 이에 맞추어 변화한다. 이와 같이, 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변화시킴으로써, 최적의 전송효율 하에서 정보의 송수신이 가능하게 된다. 또한, 등화 반복이 증가한 경우에도, 에러 발생을 저감할 수 있다.
본 발명에 있어서 송신부는, 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 각 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 소정의 규칙에 따라 정렬한다. 그리고, 정렬된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신한다. 수신장치의 분리부는 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼의 배열을, 소정의 규칙에 따라 재배열하고, 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여 데이터 계열별로 분리한다. 이에 따라, 사용주파수대역의 열쇠특성 및 정렬 처리의 협조 작용에 의해 보안 레벨의 향상을 더욱 도모할 수 있는 등, 본 발명은 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은, 전송 시스템의 개요를 나타내는 설명도이다.
도 2는, 송신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은, 수신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는, 정형 처리의 이미지를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 삭제부에서의 삭제 처리 및 합성부에서의 합성 처리의 이미지를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 사용주파수대역 기억부의 레코드 레이아웃을 나타내는 설명도이다.
도 7은, 선정 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 8은, 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 10은, 실시형태 2에 따른 전송 시스템의 개요를 나타내는 설명도이다.
도 11은, 실시형태 2에 따른 송신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는, 실시형태 2에 따른 수신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은, 실시형태 2에 따른 선정 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 14는, 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 15는, 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 16은, 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 17은, 터보 등화부의 EXIT 특성을 나타내는 그래프이다.
도 18은, 실시형태 3에 따른 송신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도 이다.
도 19는, 실시형태 3에 따른 수신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 20은, 비율 기억부의 레코드 레이아웃을 나타내는 설명도이다.
도 21은, 실시형태 4에 따른 송신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 22는, 실시형태 4에 따른 수신장치의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다.
도 23은, 정렬 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다.
(부호의 설명)
1, 1A, 1B: 송신장치 2: 수신장치
3: 터보 등화부 11: 베이스밴드 신호발생기
12: DFT부 13: 정형부
15: 사용주파수대역 기억부 16: 합성부
17: IDFT부 18: CP 부가부
19: 다중부 21: 안테나
22: 직교복조부 23: RF밴드 분리부
24: CP 제거부 25: DFT부
26: 통신품질 송신부 27: 스위치
28: 선정부 29: 분리부
31: 채널 등화기 32: 연추정(軟推定)값 추정기
33: 오류 정정 복호기 35: 비율 기억부
101: 직교변조부 102: 주파수 변환부
103: 안테나 110: 부호화기
111: 변조기 112: 인터리버
131: 통신품질 기억부 141: 삭제부
160: 배열 변환부 191: 파일럿신호 생성부
281: 사용주파수대역 통지부 290: 배열 수정부
S: 전송 시스템
실시형태 1
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 전송 시스템의 개요를 나타내는 설명도이다. 도면에서 S는 전송 시스템이며, 송신장치(1) 및 수신장치(2)를 포함하여 구성된다. 이하에서는 송신장치(1)를 휴대전화기에 적용하고, 수신장치(2)를 휴대전화기의 기지국인 것으로 설명한다. 그러나, 휴대전화기 및 기지국의 형태로 한정되는 것은 아니며, 컴퓨터의 무선 LAN 어댑터와 무선 LAN 라우터 간의 통신, 가전제품 내의 무선 LAN 어댑터와 홈 서버 내의 무선 LAN 라우터 간의 통신 등에 적용할 수 있다.
도 2는 송신장치(1)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이며, 도 3은 수신장치(2)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다. 우선 송신장치(1)에 대해서 설명 한다. 송신장치(1)는 베이스밴드 신호발생기(11), DFT(Discrete Fourier Transform)부(12), 정형부(13), 삭제부(141), 통신품질 기억부(131), 사용주파수대역 기억부(15), 합성부(16), 파일럿신호 생성부(191), IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)부(17), CP(Cyclic Prefix) 부가부(18), 다중부(19), 직교변조부(101), 주파수 변환부(102), 및 안테나(103) 등을 포함하여 구성된다. 복수의 데이터 계열(데이터 계열 1, 데이터 계열 2, 데이터 계열 3, …, 데이터 계열 n)은, 정형부(13)에 의한 정형 처리 및 삭제부(141)에 의한 삭제 처리가 이루어지고, 그 후 합성되어서 안테나(103)를 경유하여 수신장치(2)로 송신된다. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 데이터 계열 1 및 데이터 계열 2를 이용한 예에 대해서 설명한다.
데이터 계열 1 및 데이터 계열 2의 디지털 신호는, 각각의 베이스밴드 신호발생기(11, 11)에 입력된다. 베이스밴드 신호발생기(11)는 부호화기(110), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), BPSK(Binary Phase Shift Keying), 또는 QAM(직교진폭변조; Quadrature Amplitude Modulation) 등의 변조를 수행하는 변조기(111), 및 인터리버(112)를 포함하여 구성된다. 베이스밴드 신호발생기(11)를 거침으로써 송신 심볼 벡터(s=[s(1), s(2), …, s(K)]T)가 생성된다. 생성된 송신 심볼 벡터는 변환부로서의 DFT부(12)로 입력된다.
DFT부(12)는 시간-주파수 변환을 수행하고, 주파수대역의 스펙트럼을 정형부(13)에 출력한다. 주파수대역의 송신 심볼 벡터를 sf로 했을 경우, sf는 하기 수 학식 1로 나타낼 수 있다.
sf = Fs
= [sf(1), sf(2), …, sf(K)]T
여기서, K는 데이터 심볼 계열 길이이며, F는 행렬 사이즈 K × K의 이산 푸리에 변환행렬이다. DFT부(12)에서 출력되는 스펙트럼은 정형부(13)에 입력된다. 정형부(13)는 통신품질 기억부(131)에 연결되어 있고, 송신장치(1)와 수신장치(2) 간의 통신 상태에 근거하여, 각 주파수대역의 스펙트럼에 따른 에너지의 정형을 수행한다. 통신품질 기억부(131)는 수신장치(2) 또는 다른 도시하지 않은 서버 컴퓨터로부터 수신한 송신장치(1) 및 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보를 기억하고, 통신 품질에 관한 정보를 정형부(13)에 출력한다. 통신 품질에 관한 정보는 수신장치(2)로부터 송신되는 전송 신호 내에 각종 제어 정보로서 다중되어 있다. 그 밖에, 적절한 타이밍으로 i-mode(등록상표) 등의 휴대전화망 또는 web을 경유하여 정기적으로 통신 품질에 관한 정보를 다운로드하도록 할 수 있다.
정형부(13)는, 예를 들면 송신장치(1) 및 수신장치(2) 간의 통신 상태가 양호한 주파수대역에, DFT부(12)에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 에너지를 보다 많이 배분하는 주수정리를 이용하여 정형을 수행한다. 구체적으로 정형부(13)에서는 통신품질 기억부(131)에서 출력되는 통신 품질에 관한 정보에 근거하여, 스펙트럼 마스크 행렬(M)이 생성된다. 그리고, 정형부(13)는 수학식 2에 따라 스펙트 럼 정형을 실시한다.
sf map = Msf
여기서, M은 주수정리에 따라 산출되는 주파수축 상에서의 정형 룰을 나타내는 행렬 사이즈 K × K의 대각행렬이며, 대각 성분에 0 또는 에너지 배분을 수행하는 중요도를 갖는 행렬이다. 도 4는 정형 처리의 이미지를 나타내는 그래프이다. 도 4에서의 세로축은 에너지(스펙트럼 파워 레벨)를 나타내고, 가로축은 주파수를 소정의 대역마다 구분한 주파수 빈(bin)이다. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 주파수대역은 주파수 빈 1 ~ 주파수 빈 10으로 구분되는 것으로 설명한다.
도 4A는 데이터 계열 1의 정형 전의 주파수에 대한 에너지 변화를 나타내는 그래프이며, 도 4B는 데이터 계열 2의 정형 전의 주파수에 대한 에너지 변화를 나타내는 그래프이다. 각각의 데이터 계열에 있어서, 주파수 빈에 따라 에너지가 변화되었다. 정형부(13)를 경유함으로써 에너지의 최적배분이 이루어진다. 도 4C는 데이터 계열 1의 정형 후의 주파수에 대한 에너지 변화를 나타내는 그래프이며, 도 4D는 데이터 계열 2의 정형 후의 주파수에 대한 에너지 변화를 나타내는 그래프이다. 데이터 계열 1 및 2의 각각에 있어서 각 주파수 빈의 에너지가 증감하고 있으며, 주파수 빈 간에 에너지의 배분이 이루어졌음을 알 수 있다.
이렇게 하여 정형된 스펙트럼은 도 2에 나타난 삭제부(141)에 입력된다. 삭제부(141, 141)에는 사용주파수대역 기억부(15)가 연결되어 있다. 사용주파수대역 기억부(15)는 각 데이터 계열에서 사용할 주파수대역이 기억되어 있다. 이 사용주파수대역은 후술하는 알고리즘에 의해 수신장치(2)에서 결정된다. 결정된 사용주파수대역은 송신장치(1)에 통지되고, 송신장치(1)는 사용주파수대역 기억부(15)에 사용주파수대역을 기억한다. 사용주파수대역의 정보는 수신장치(2)로부터 송신되는 전송 신호 내에 각종 제어 정보로서 다중되어 있다. 그 밖에, 적절한 타이밍으로 i-mode(등록상표) 등의 휴대전화망 또는 web을 경유하여 정기적으로 수신장치(2) 또는 도면에 나타나 있지 않은 서버 컴퓨터를 거쳐서 사용주파수대역에 관한 정보를 다운로드 하도록 할 수 있다.
삭제부(141)는 사용주파수대역 기억부(15)에서 출력되는 사용주파수대역에 따라, 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼(에너지)을 삭제한다. 상술한 예에서는, 사용주파수대역 기억부(15)는 사용할 주파수 빈(이하, 사용 주파수 빈)을 기억하고, 삭제부(141)는 사용 주파수 빈 이외의 삭제해야 할 주파수 빈(이하, 삭제 주파수 빈) 내의 스펙트럼을 삭제한다.
도 5는 삭제부(141)의 삭제 처리 및 합성부(16)의 합성 처리의 이미지를 나타내는 그래프이며, 도 6은 사용주파수대역 기억부(15)의 레코드 레이아웃을 나타내는 설명도이다. 도 4와 마찬가지로 가로축은 주파수 빈을 나타내고, 세로축은 에너지를 나타낸다. 도 5A는 데이터 계열 1의 스펙트럼을 삭제부(141)에 의해 삭제한 후의 주파수 빈에 대한 에너지의 변화를 나타내는 그래프이며, 도 5B는 데이터 계열 2의 스펙트럼을 삭제부(141)에 의해 삭제한 후의 주파수 빈에 대한 에너지의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6에서의 사용주파수대역 기억부(15)는 데이터 계열마다 사용 주파수 빈을 기억하고 있다. 사용 주파수 빈은 각 데이터 계열간에 서로 사용 주파수 빈이 저촉되지 않도록, 다른 사용 주파수 빈이 각 데이터 계열에 할당된다. 예를 들면 데이터 계열 1은 사용 주파수 빈이 2, 3, 5, 7, 및 9이며, 데이터 계열 2의 사용 주파수 빈은 데이터 계열 1의 삭제 주파수 빈에 대응하는 1, 4, 6, 8, 및 10이다. 도 5A에 나타낸 바와 같이, 데이터 계열 1측의 삭제부(141)는 사용주파수대역 기억부(15)에 기억된 데이터 계열 1의 사용 주파수 빈을 참조하여, 삭제 주파수 빈 1, 4, 6, 8, 및 10의 스펙트럼을 삭제하고, 삭제 주파수 빈 내의 에너지를 0으로 한다.
마찬가지로, 데이터 계열 2측의 삭제부(141)는, 도 5B에 나타낸 바와 같이, 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨 데이터 계열 2의 사용 주파수 빈을 참조하여, 삭제 주파수 빈 2, 3, 5, 7, 및 9의 스펙트럼을 삭제하고, 삭제 주파수 빈 내의 에너지를 0으로 한다. 본 실시형태에서는 사용주파수대역 기억부(15)에 각 데이터 계열에서의 사용주파수대역을 기억시키는 형태로 하였지만, 반대로 삭제해야 할 주파수대역을 기억할 수도 있음은 물론이다.
각 데이터 계열의 삭제부(141, 141)에서 삭제 처리가 수행된 스펙트럼은 합성부(16)에 각각 출력된다. 합성부(16)는 삭제부(141, 141)로부터 출력된 주파수대역의 스펙트럼을 합성하는 처리를 수행한다. 본 예에서는, 데이터 계열 1의 사용 주파수 빈 내의 스펙트럼과 데이터 계열 2의 사용 주파수 빈 내의 스펙트럼이 합성된다. 도 5C에 나타낸 바와 같이 데이터 계열 1과 데이터 계열 2의 사용 주파수 빈 이 저촉되지 않고 각 주파수 빈의 스펙트럼이 합성된다.
합성후의 스펙트럼은 IDFT부(17)로 출력된다. IDFT부(17)는 합성된 스펙트럼을 주파수-시간 변환하고, 시간 변환 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 CP 부가부(18)로 출력한다. 본 실시형태에서는, IDFT부(17)에서의 주파수-시간 변환 전에 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하는 형태에 대해 설명하였으나, IDFT부(17)에 의해, 각 데이터 계열의 스펙트럼을 주파수-시간 변환한 후에, 각 데이터 계열의 디지털 신호를 합성할 수도 있다. CP 부가부(18)에서는 심볼간의 간섭을 방지하기 위해, 디지털 신호의 일부를 복사한다. 그리고 CP 부가부(18)는 복사한 디지털 신호를 가드 인터벌 부분(디지털 신호의 선두부분)에 붙여서 디지털 신호를 신장시킨다. CP 부가부(18)에서 신장된 디지털 신호는 다중부(19)에 출력된다. 파일럿신호 생성부(191)는 분산 파일럿 신호 및 콘티뉴얼 파일럿 신호 등의 파일럿 신호를 다중부(19)에 출력한다. 이 파일럿 신호는 다중부(19)에서 적절히 삽입되어, 수신장치(2)의 채널 특성 추정부(261)에서 전송로 특성의 추정을 위해 이용된다. 다중부(19)에서 파일럿 신호가 다중된 디지털 신호는 직교변조부(101)에 출력된다.
직교변조부(101)는 출력된 디지털 신호를 직교변조하고, 중간 주파수대역으로 변환한다. 직교변조된 디지털 신호는 주파수 변환부(102)에 출력된다. 주파수 변환부(102)는 직교변조된 디지털 신호의 주파수대역을 중간 주파수대역에서 무선 주파수대역으로 변환하여 송수신부인 안테나(103)에 공급한다. 이에 따라, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호는 수신장치(2)로 송신된다.
다음에, 도 3을 이용하여 수신장치(2)의 구성에 대해 설명한다. 수신장 치(2)는 안테나(21), 직교복조부(22), RF밴드 분리부(23), CP 제거부(24), DFT부(25), 스위치(27), 통신품질 송신부(26), 선정부(28), 사용주파수대역 통지부(281), 분리부(29), 및 등화부(이하, 터보 등화부)(3) 등을 포함하여 구성된다. 송수신부인 안테나(21)에서 수신한 디지털 신호는 직교복조부(22)에서 IF대역으로부터 베이스밴드의 디지털 신호로 복조된다. 복조된 디지털 신호는 RF밴드 분리부(23)에 출력된다. RF밴드 분리부(23)는, 파일럿 신호와 디지털 신호의 분리를 수행한다. 분리된 디지털 신호 중 파일럿 신호는 채널 특성 추정부(261)에 출력되고, 그 이외의 데이터 신호는 CP 제거부(24)에 출력된다. 채널 특성 추정부(261)는 파일럿 신호에 근거하여 데이터 신호의 특성을 추정한다.
또한, 채널 통신품질 생성부(262)는 대역 내의 통신 품질에 관한 정보를 생성하여, 통신품질 송신부(26)에 출력한다. 통신품질 송신부(26)는 통신 품질에 관한 정보를 적절한 타이밍으로 송신장치(1)에 송신한다. 이 송신된 통신 품질에 관한 정보는 도 2의 송신장치(1) 내의 통신품질 기억부(131)에 기억된다. 디지털 신호 내의 데이터 신호는 CP 제거부(24)에서 가드 인터벌 부분이 제거되고, 수신측 변환부로서의 DFT부(25)에 출력된다. DFT부(25)에서는 시간-주파수 변환이 수행되고, 주파수 변환 후의 스펙트럼이 스위치(27)를 통해 분리부(29) 또는 선정부(28)에 출력된다.
분리부(29)는 합성된 각 데이터 계열의 스펙트럼을 사용주파수대역에 따라 분리하고, 또 선정부(28)는 각 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여 사용주파수대역을 선정한다. 사용주파수대역을 미리 선정할 필 요가 있기 때문에, 선정 처리를 수행할 경우, 스위치(27)는 선정부(28)측으로 전환된다. 선정부(28)에는 합성되기 전의 각 데이터 계열의 주파수대역의 스펙트럼이 입력된다. 선정부(28)는 송신장치(1)로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포로부터, 각 데이터 계열간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 데이터 계열마다의 사용주파수대역을 선정한다.
상술한 예에서는, 데이터 계열 1 및 데이터 계열 2이 존재할 경우, 선정부(28)는 우선 데이터 계열 1의 에너지가 가장 높은 주파수 빈을 선정하고, 이어서 데이터 계열 2의 에너지가 가장 높은 주파수 빈을 선정한다. 그리고 다시 데이터 계열 1의 에너지가 다음으로 높은 주파수 빈을 선정하고, 데이터 계열 2의 에너지가 다음으로 높은 주파수 빈을 선정한다. 또한, 에너지가 낮은 것부터 순서대로 주파수 빈을 선정함으로써, 삭제 주파수 빈을 결정할 수도 있다. 이렇게 하여 도 5A 및 도 5B에 나타낸 바와 같이, 데이터 계열 1은 에너지가 높은 순서로 사용주파수대역의 주파수 빈 2, 3, 5, 7, 및 9가 선정되고, 데이터 계열 2는 에너지가 높은 순서로 사용주파수대역의 주파수 빈 1, 4, 6, 8, 및 10이 선정된다.
이러한 처리를 반복하여, 사용주파수대역, 바꾸어 말하면 삭제해야 할 주파수대역이 결정된다. 상술한 예에서는 교대로 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 높은 에너지 순으로 선정하는 예를 나타냈으나, 데이터 계열의 중요도에 따라 선정 비율을 변화시킬 수 있다. 예를 들면 데이터 계열이 3개 존재할 경우, 중요도가 높은 데이터 계열 1에 할당되는 사용주파수대역을 50%, 데이터 계열 2에 할당되는 사용주파수대역을 25%, 및 데이터 계열 3에 할당되는 사용주파수대역을 25% 등으로 할 수 있다.
선정부(28)에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역은 사용주파수대역 통지부(281)에 출력된다. 사용주파수대역 통지부(281)는 적절한 타이밍으로 각 데이터 계열별 사용주파수대역을 송신장치(1)에 통지한다. 상술한 예에서는 데이터 계열 1에 대해, 사용할 주파수대역으로서, 사용 주파수 빈 2, 3, 5, 7, 및 9의 정보가 송신되고, 또, 데이터 계열 2에 대해, 사용할 주파수대역으로서, 사용 주파수 빈 1, 4, 6, 8, 및 10의 정보가 송신된다. 송신장치(1)는 데이터 계열별 사용주파수대역을 수신하고, 사용주파수대역 기억부(15)에 데이터 계열에 대응시켜 사용주파수대역을 기억한다. 상술한 예에서 송신장치(1)는, 데이터 계열 1에 대해 사용할 주파수대역으로서 사용 주파수 빈 2, 3, 5, 7, 및 9의 정보를 수신하고, 또, 데이터 계열 2에 대해 사용할 주파수대역으로서 사용 주파수 빈 1, 4, 6, 8, 및 10의 정보를 수신한다. 송신장치(1)는 데이터 계열별 사용주파수대역을 수신한다. 송신장치(1)측에 선정부(28)를 마련하고, 정형부(13, 13)에서 출력되는 주파수 빈 내의 에너지에 근거하여 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정할 수 있다. 이 경우, 송신장치(1) 내의 선정부(28)에서 선정된 데이터 계열별 사용주파수대역은 사용주파수대역 기억부(15)에 기억된다. 그리고 이 선정부(28)에서 선정된 데이터 계열별 사용주파수대역은 수신장치(2)에 통지되어 사용된다.
선정부(28)에 의한 선정 처리가 종료된 경우, 도시하지 않은 스위치 제어부는 스위치(27)를 선정부(28)측에서 분리부(29)측으로 전환한다. 도 5C에 나타낸 합성 스펙트럼은 분리부(29)에 입력된다. 분리부(29)는 선정부(28)에서 선정된 데이 터 계열별 사용주파수대역을 참조하여 합성 스펙트럼의 분리를 수행한다. 도 5C에 나타낸 합성 스펙트럼은, 다시 도 5A 및 도 5B와 같이 분리되고, 데이터 계열 1은 주파수 빈 2, 3, 5, 7, 및 9 내에 스펙트럼이 저장되고, 데이터 계열 2는 주파수 빈 1, 4, 6, 8, 및 10 내에 스펙트럼이 저장된다.
분리부(29)에서 분리된 각 데이터 계열의 스펙트럼은 도 3에 나타낸 터보 등화부(3, 3)에 출력된다. 터보 등화부(3)는 도 5A 또는 도 5B에 나타낸 바와 같이, 소정의 주파수대역의 에너지가 0인 경우에도 간섭을 저감하면서 효과적으로 등화처리를 수행하는 비선형 반복 등화를 수행한다. 본 실시형태에서는 비선형 반복 등화부의 예로써 터보 등화부(3)를 이용하고, 또 소프트 캔슬러에 의한 간섭 억압 기능을 갖는 최소 제곱 오차 기준형 터보 등화를 수행하는 SC/MMSE(Soft Canceller/Minimum Mean Square Error) 터보 등화기를 이용한 예에 대해 설명하나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 사후확률을 구하는 타입의 등화기를 사용할 수 있다. 그 밖에, 비선형 반복 등화로, 메시지 패싱 알고리즘을 이용한 Sum-Product 등화를 이용할 수도 있다. SC/MMSE 터보 등화기에 관해서는, 마츠모토 다다시(松本正), 이비 신스케(衣斐信介) "터보 등화의 기초 및 정보 이론적 고찰" 전자정보통신학회 논문지, B Vol. J90-B No.1 pp1-16에 상세하게 기재되어 있다.
터보 등화부(3)는 채널 등화기(31), 연추정값 추정기(32) 및 오류 정정 복호기(33)를 포함하여 구성된다. 채널 등화기(31)는 최소 제곱 오차 기준에 근거하는 선형 채널 등화기로, 주파수대역의 스펙트럼에 반대 특성을 가함으로써 등화처리를 수행한다. 채널 등화기(31)는 에너지가 0인 대역에 대해서는, 최소 제곱 오차 기준에 근거하는 선형 채널 등화를 수행한 경우, 새로운 간섭이 생기므로 선형 등화는 수행되지 않는다. 채널 등화기(31)를 거친 스펙트럼은 연추정값 추정기(32)에 입력되어 복조되고, 오류 정정 기능을 갖는 오류 정정 복호기(33)에 입력된다. 연추정값 추정기(32)는 채널 등화기(31)의 출력을 오류 정정 복호기(33)에 적합한 입력 정보로 변환하는 역할을 한다. 오류 정정 복호기(33)에는, 통상의 오류 정정 효과뿐만 아니라, 에너지를 0으로 함으로써 발생하는 정보량의 손실을 보완하는 효과도 존재한다. 오류 정정 복호기(33)에서 오류 정정 및 복호 처리가 수행된 주파수대역의 스펙트럼은 다시 채널 등화기(31)에 입력된다.
채널 등화기(31), 연추정값 추정기(32) 및 오류 정정 복호기(33)로 이루어지는 비선형의 터보 등화를 반복 실행함으로써, 터보 등화부(3)에 입력된 스펙트럼이 등화된다. 터보 등화부(3)는 등화된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열 1의 스펙트럼으로서 출력한다. 마찬가지로 데이터 계열 2측의 터보 등화부(3)도 등화된 데이터 계열 2의 스펙트럼을 출력한다. 이 반복 회수는 미리 설정해 두고 이외에도, 미리 정한 레벨까지 등화가 진행되었을 경우에 데이터 계열의 스펙트럼을 외부로 출력하도록 할 수 있다.
이상의 하드웨어 구성에 있어서, 선정 처리 및 일련의 처리의 흐름을, 플로차트를 사용하여 설명한다. 도 7은 선정 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 선정부(28)는 내부의 메모리(도시 생략)에 저장된 프로그램에 따라, 도시하지 않은 프로세서에 의해 하기 처리를 수행한다. 선정부(28)는 스위치(27)를 통하여 DFT부(25)에서 출력되는 각 데이터 계열의 주파수대역의 에너지를 접수한다(단계 S71). 선정부(28)는 각 데이터 계열에 할당되는 대역의 비율을 메모리로부터 판독한다(단계 S72). 이는 예를 들면 메모리에 데이터 계열 1이 50%, 데이터 계열 2가 50% 등의 정보를 기억해 둘 수 있다.
선정부(28)는 판독된 비율에 따라 각 데이터 계열로부터 각각 에너지가 높은 순서대로, 각 데이터 계열간에 선정되는 주파수대역이 중복되지 않도록 주파수대역을 선정한다(단계 S73). 제어부는 선정된 주파수대역을 사용주파수대역으로 하여 데이터 계열에 대응시켜 메모리에 기억시킨다(단계 S74). 마지막으로 선정부(28)는 데이터 계열별 사용주파수대역을 사용주파수대역 통지부(281) 및 분리부(29)에 출력한다(단계 S75).
도 8 및 도 9는 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 수신장치(2)는 상술한 처리에 의해 선정된 데이터 계열별 사용주파수대역을 송신장치(1)에 통지한다(단계 S81). 송신장치(1)는 통지된 데이터 계열별 사용주파수대역을 수신하고, 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨다(단계 S82). 또한, 수신장치(2)는 채널 통신품질 생성부(262)에서 생성한 통신 품질에 관한 정보를, 통신품질 송신부(26)를 통하여 송신장치(1)에 송신한다(단계 S83). 송신장치(1)는 송신된 통신 품질에 관한 정보를 수신하고, 통신품질 기억부(131)에 기억시킨다(단계 S84).
그 후, 베이스밴드 신호발생기(11)에 각 데이터 계열이 입력된다(단계 S85). 통신품질 기억부(131)는 통신 품질에 관한 정보를 정형부(13)에 출력한다(단계 S86). 정형부(13)는 주수정리를 이용하여 입력된 스펙트럼의 정형을 수행하고 (단계 S87), 정형 후의 스펙트럼은 삭제부(141)로 입력된다. 사용주파수대역 기억부(15)는 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 각 데이터 계열의 삭제부(141)에 출력한다(단계 S88). 삭제부(141)는 입력된 사용주파수대역 이외의 대역 내의 스펙트럼을 삭제한다(단계 S89). 삭제 후의 스펙트럼은 합성부(16)에 출력된다.
합성부(16)는 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성한다(단계 S810). 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호는 수신장치(2)로 송신된다(단계 S811). 수신장치(2)는 송신된 합성 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 수신한다(단계 S812). 합성 후의 스펙트럼은 스위치(27)를 통하여 분리부(29)에 입력된다(단계 S91). 선정부(28)는 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 분리부(29)에 출력한다(단계 S92). 분리부(29)는 출력된 데이터 계열별 사용주파수대역을 참조하여 합성 스펙트럼을 데이터 계열별로 분리한다(단계 S93).
분리부(29)는 분리된 스펙트럼을 각 데이터 계열의 터보 등화부(3)에 출력한다(단계 S94). 터보 등화부(3)는 상술한 비선형 반복 등화처리를 실행한다(단계 S95). 등화된 각 데이터 계열의 스펙트럼은 터보 등화부(3)로부터 외부에 출력된다(단계 S96).
실시형태 2
실시형태 2는, 복수의 송신장치(1, 1, …)로부터 송신되는 합성 스펙트럼을 수신장치(2)에서 분리하는 형태에 관한 것이다. 도 10은 실시형태 2에 따른 전송 시스템(S)의 개요를 나타내는 설명도이다. 실시형태 2에 따른 전송 시스템(S)은 복수 사용자의 휴대전화기인 송신장치(1, 1, 1, …) 및 기지국인 수신장치(2)를 포함 하여 구성된다. 실시형태 2와 같이, 복수의 송신장치(1, 1, 1, …)에서 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하고, 수신장치(2)에서, 합성되는 각 송신장치(1)의 스펙트럼을 분리하고, 송신장치(1)마다의 스펙트럼에 대해 터보 등화를 수행한다. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여 2대의 송신장치(1A, 1B)를 이용한 예를 들어 설명한다.
도 11은 실시형태 2에 따른 송신장치(1A, 1B)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이며, 도 12는 실시형태 2에 따른 수신장치(2)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다. 도 11에 나타내는 송신장치(1A, 1B)는 상단에 데이터 계열 1을 송신하는 송신장치(1A)를 나타내고, 하단에 데이터 계열 2를 송신하는 송신장치(1B)를 나타낸다. 실시형태 1과 달리, 각 송신장치(1A, 1B)로부터 송신되는 스펙트럼에 따른 디지털 신호는 수신장치(2)측에서 합성되기 때문에, 실시형태 1에서 서술한 합성부(16)는 존재하지 않는다. 그 외에는 실시형태 1에서 서술한 구성과 실질적으로 동일하다.
송신장치(1A)에서는 데이터 계열 1에 대해 정형부(13)에 의해 에너지의 정형이 수행되고, 정형 후의 스펙트럼은 삭제부(141)에 출력된다. 삭제부(141)는, 수신장치(2)의 선정부(28)에서 선정된 송신장치(1A, 1B)에 대한 사용주파수대역에 따라, 대응되는 사용주파수대역 이외의 대역의 에너지를 삭제하고, 삭제 후의 스펙트럼을 송신장치(1A, 1B) 각각에서 수신장치(2)로 송신한다.
도 12에 나타내는 수신장치(2)의 상단은, 송신장치(1A)로부터의 데이터 계열 1을 처리하는 계통이며, 하단은 송신장치(1B)로부터의 데이터 계열 2를 처리하 는 계통이다. 송신장치(1A) 및 수신장치(2) 간, 및 송신장치(1B) 및 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보는 각각 채널 통신품질 생성부(262, 262)에서 생성된다. 송신장치(1A) 및 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보는 데이터 계열 1측의 통신품질 송신부(26)에서 송신장치(1A)로 송신된다. 송신장치(1A)의 정형부(13)는 통신품질 기억부(131)에서 출력되는 수신한 통신 품질에 관한 정보에 따라 정형 처리를 수행한다.
마찬가지로, 송신장치(1B) 및 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보는 데이터 계열 2측의 통신품질 송신부(26)에서 송신장치(1B)로 송신된다. 송신장치(1B)의 정형부(13)는 통신품질 기억부(131)에서 출력되는 수신한 통신 품질에 관한 정보에 따라 정형 처리를 수행한다. 수신장치(2)의 선정부(28)는, 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)에서 송신되는 스펙트럼에 따라 송신장치(1A) 및 송신장치(1B) 각각이 사용할 사용주파수대역을 선정한다.
선정 처리를 수행하는 경우, 스위치(27, 27)는 선정부(28)측으로 전환되고, DFT부(25, 25)로부터의 각 송신장치(1A, 1B)의 스펙트럼은 선정부(28)에 출력된다. 선정부(28)는 실시형태 1과 동일한 알고리즘에 의해, 송신장치(1A)의 사용주파수대역 및 송신장치(1B)의 사용주파수대역을, 송신장치(1A)의 사용주파수대역과 송신장치(1B)의 사용주파수대역이 저촉되지 않도록, 각각 선정한다. 선정부(28)는 선정된 각 송신장치(1A, 1B)의 사용주파수대역을 사용주파수대역 통지부(281) 및 분리부(29)에 출력한다. 사용주파수대역 통지부(281)는 송신장치(1A)에 송신장치(1A)의 사용주파수대역을 통지하고, 다시 송신장치(1B)에 송신장치(1B)의 사용주파수대역 을 통지한다.
송신장치(1A)는 통지된 사용주파수대역을 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨다. 송신장치(1A)의 삭제부(141)는 사용주파수대역 기억부(15)에서 출력되는 사용주파수대역에 따라, 그 이외의 대역의 에너지를 0으로 한다. 마찬가지로 송신장치(1B)도 통지된 사용주파수대역을 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨다. 송신장치(1B)의 삭제부(141)는 사용주파수대역 기억부(15)에서 출력되는 사용주파수대역에 따라, 그 이외의 대역의 에너지를 0으로 한다. 이렇게 하여, 소정 주파수대역의 에너지가 0인 스펙트럼이 수신장치(2)에 송신되어 합성된다.
분리부(29)에 의해 합성된 스펙트럼을 분리하는 경우, 스위치(27, 27)를 분리부(29, 29)측으로 전환한다. 그리고 데이터 계열 1측의 분리부(29)는 선정부(28)에서 출력되는 송신장치(1A)의 사용주파수대역에 근거하여, 데이터 계열 1용의 스펙트럼을 분리하고, 분리된 스펙트럼을 터보 등화부(3)에 출력한다. 마찬가지로, 데이터 계열 2측의 분리부(29)는 선정부(28)에서 출력되는 송신장치(1B)의 사용주파수대역에 근거하여, 데이터 계열 2용의 스펙트럼을 분리하고, 분리된 스펙트럼을 터보 등화부(3)에 출력한다.
도 13은 실시형태 2에 따른 선정 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 선정부(28)는 스위치(27, 27)를 통하여 DFT부(25, 25)에서 출력되는 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)의 데이터 계열의 주파수대역의 에너지를 접수한다(단계 S131). 선정부(28)는 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)에 할당되는 대역의 비율을 메모리로부터 판독한다(단계 S132). 또, 이 비율은 중요도에 따라 송신장치(1A)에는 80%, 송신장 치(1B)에는 20% 등으로 할당할 수 있다.
선정부(28)는 판독된 비율에 따라 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)의 데이터 계열로부터 각각 에너지가 높은 순서대로, 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)의 데이터 계열간에 선정되는 주파수대역이 중복되지 않도록 주파수대역을 선정한다(단계 S133). 선정된 주파수대역은 사용주파수대역으로서, 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)에 대응시켜 메모리에 기억된다(단계 S134). 마지막으로 선정부(28)는 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)의 사용주파수대역을 사용주파수대역 통지부(281) 및 분리부(29)에 출력한다(단계 S135).
도 14 내지 도 16은 합성 및 분리 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 수신장치(2)는 상술한 처리에 의해 선정된 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)별 사용주파수대역을 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)에 각각 통지한다(단계 S141). 송신장치(1A)는 송신된 송신장치(1A)용 사용주파수대역을 수신하고, 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨다(단계 S142). 마찬가지로, 송신장치(1B)는 송신된 송신장치(1B)용 사용주파수대역을 수신하고, 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨다(단계 S143). 또한, 수신장치(2)는 채널 통신품질 생성부(262, 262)에서 생성한 통신 품질에 관한 정보를, 통신품질 송신부(26, 26)를 통하여 송신장치(1A) 및 송신장치(1B) 각각에 송신한다(단계 S144). 송신장치(1A)는 송신된 송신장치(1A)와 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보를 수신하고, 통신품질 기억부(131)에 기억시킨다(단계 S145). 마찬가지로, 송신장치(1B)는 송신된 송신장치(1B)와 수신장치(2) 간의 통신 품질에 관한 정보를 수신하고, 통신품질 기억부(131)에 기억시킨다(단계 S146).
다음으로, 송신장치(1A)의 베이스밴드 신호발생기(11)로 데이터 계열 1이 입력되고(단계 S147), 마찬가지로, 송신장치(1B)의 베이스밴드 신호발생기(11)로 데이터 계열 2가 입력된다(단계 S148). 송신장치(1A)의 통신품질 기억부(131)는 통신 품질에 관한 정보를 정형부(13)에 출력하고(단계 S149), 마찬가지로 송신장치(1B)의 통신품질 기억부(131)는 통신 품질에 관한 정보를 정형부(13)에 출력한다(단계 S1410). 송신장치(1A)의 정형부(13)는 통신품질 기억부(131)의 출력에 따른 주수정리를 이용하여 입력된 스펙트럼의 정형을 수행한다(단계 S1411). 마찬가지로, 송신장치(1B)의 정형부(13)는 통신품질 기억부(131)의 출력에 따른 주수정리를 이용하여 입력된 스펙트럼의 정형을 수행한다(단계 S1412).
정형후의 스펙트럼은 송신장치(1A)의 삭제부(141)로 입력되고, 마찬가지로, 송신장치(1B)에서의 정형 후의 스펙트럼은 송신장치(1B)의 삭제부(141)로 입력된다. 송신장치(1A)의 사용주파수대역 기억부(15)는 데이터 계열 1의 사용주파수대역을 삭제부(141)에 출력한다(단계 S151). 마찬가지로, 송신장치(1B)의 사용주파수대역 기억부(15)는 데이터 계열 2의 사용주파수대역을 삭제부(141)에 출력한다(단계 S152). 송신장치(1A)의 삭제부(141)는 입력된 사용주파수대역 이외의 대역 내의 스펙트럼을 삭제하고(단계 S153), 마찬가지로 송신장치(1B)의 삭제부(141)는 입력된 사용주파수대역 이외의 대역 내의 스펙트럼을 삭제한다(단계 S154). 이 경우, 삭제하는 삭제 주파수 빈은 송신장치(1A)와 송신장치(1B) 간에서는 저촉되지 않는다.
송신장치(1A)는 삭제 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 수신장치(2)에 송신하고(단계 S155), 송신장치(1B)는 삭제 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 수신장치(2)에 송신한다(단계 S156). 수신장치(2)는 송신장치(1A) 및 송신장치(1B)의 쌍방에서 송신된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 수신한다(단계 S157). 합성된 스펙트럼은 스위치(27)를 통하여 분리부(29, 29)로 입력된다(단계 S158). 선정부(28)는 송신장치(1A)의 사용주파수대역을 데이터 계열 1측의 분리부(29)에 출력하고, 또 선정부(28)는 송신장치(1B)의 사용주파수대역을 데이터 계열 2측의 분리부(29)에 출력한다(단계 S159). 데이터 계열 1측의 분리부(29)는 송신장치(1A)의 사용주파수대역을 참조하여 송신장치(1A)에 따른 합성 스펙트럼을 분리하고, 또 데이터 계열 2측의 분리부(29)는 송신장치(1B)의 사용주파수대역을 참조하여 송신장치(1B)에 따른 합성 스펙트럼을 분리한다(단계 S1510).
데이터 계열 1측의 분리부(29)는 송신장치(1A)에 따른 스펙트럼을 데이터 계열 1측의 터보 등화부(3)에 출력하고, 데이터 계열 2측의 분리부(29)는 송신장치(1B)에 따른 스펙트럼을 데이터 계열 2측의 터보 등화부(3)에 출력한다(단계 S1511). 터보 등화부(3)는 상술한 비선형 반복 등화처리를 실행한다(단계 S161). 구체적으로는, 채널 등화기(31)는, 에너지가 0인 대역 이외의 대역의 스펙트럼에 반대 특성을 가하여 등화처리를 수행한다. 등화 처리 후의 스펙트럼은 연추정값 추정기(32)에 출력된다. 연추정값 추정기(32)에서 스펙트럼은 복조되어 오류 정정 기능을 갖는 오류 정정 복호기(33)에 입력된다. 오류 정정 복호기(33)에서는 통상의 오류 정정 효과뿐만 아니라, 에너지를 0으로 함으로써 발생하는 정보량의 손실을 보완하는 효과도 존재한다. 오류 정정 복호기(33)에서 오류 정정 및 복호처리가 수 행된 주파수대역의 스펙트럼은 다시 채널 등화기(31)에 입력되어 등화처리가 수행된다. 이상의 처리가 반복 실행된다. 등화된 송신장치(1A)에 따른 스펙트럼은 데이터 계열 1측의 터보 등화부(3)로부터 외부에 출력되고, 마찬가지로 등화된 송신장치(1B)에 따른 스펙트럼은 데이터 계열 2측의 터보 등화부(3)로부터 외부에 출력된다(단계 S162).
본 실시형태 2는 이상과 같이 구성되어 있으며, 그 밖의 구성 및 작용은 실시형태 1과 동일하므로, 대응 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
실시형태 3
도 17은 터보 등화부(3)의 EXIT 특성을 나타내는 그래프이다. 도 17에서 가로축은 연입력 연출력(SfiSfo: Soft Input Soft Output) 복호기인 오류 정정 복호기(33)로부터 피드백되어 채널 등화기(31)에 입력되는 입력 상호 정보량을 나타내고, 세로축은 채널 등화기(31)에서 출력되어 오류 정정 복호기(33)에 입력되는 출력 상호 정보량을 나타내고 있다. 단, EXIT 특성의 산출은, 통신로가 SISO통신로, 전파로 모델은 2 dB, 지수감쇠 24패스 레일리 모델, 신호 대 잡음 전력비 ES/N0 = 7 dB로 하였다.
도 17의 C.D.F.는 누적 확률 분포를 나타내고, C.D.F. 99% 및 C.D.F. 1%의 그룹을 각각 나타낸다. 실선의 흑색 사각으로 나타내는 계열은, C.D.F.가 99%, 삭제 비율이 0%인 특성이며, 실선의 백색 사각으로 나타내는 계열은, C.D.F.가 1%, 삭제 비율이 0%인 특성이다. 점선 흑색 동그라미로 나타내는 계열은, C.D.F.가 99%, 삭제 비율이 25%인 특성이며, 점선 백색 동그라미로 나타내는 계열은, C.D.F.가 1%, 삭제 비율이 25%인 특성이다. 또한, 점선 흑색 삼각으로 나타내는 계열은, C.D.F.가 99%, 삭제 비율이 50%인 특성이며, 점선 백색 삼각으로 나타내는 계열은, C.D.F.가 1%, 삭제 비율이 50%인 특성이다. 이 삭제 비율은 각 데이터 계열 또는 각 송신장치(1)에 대하여, 삭제부(141)에서 삭제하는 주파수대역(삭제 주파수 빈)의 비율을 나타내고, 반대로 말하면 선정부(28)에서 각 데이터 계열 또는 각 송신장치(1)에서 사용할 사용주파수대역의 비율(사용 주파수 빈)을 나타낸다. 예를 들면 삭제 비율이 0%인 경우, 전체 주파수 빈에 대한 삭제 주파수 빈의 비율은 0%이며, 삭제 비율이 50%인 경우, 전체 주파수 빈에 대한 삭제 주파수 빈의 비율은 50%이며, 삭제 비율이 25%인 경우, 전체 주파수 빈에 대한 삭제 주파수 빈의 비율은 25%이다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 큰 특징으로, 주파수대역의 삭제를 수행함으로써 입력 상호정보량이 1.0인 경우의 출력 상호정보량의 값(이하, 이 값을 종점이라 함)이 높아지는 것을 들 수 있다. 또한, 삭제 비율의 증가에 수반하여 종점의 값이 상승하는 것도 확인할 수 있다. 입력 상호정보량이 1.0의 값을 취하는 것은, 완전한 송신 정보를 갖는 사전정보가 수득되어 있는 것, 즉 완전한 간섭 억압을 실현할 수 있는 것을 의미한다. 따라서, SC/MMSE 터보 등화에서 완전한 간섭 억압을 실현할 수 있다면, 전송특성이 향상된다고 할 수 있다. 또한, 다음 특징으로서, 입력 상호정보량이 0.0인 경우의 출력 상호정보량의 값(이하, 이 값을 시점이라 함) 이 작아지는 것을 들 수 있다. 앞서 기재한 특징과 마찬가지로, 주파수대역의 삭제 비율의 증가에 수반하여 시점의 값이 하강하는 것도 확인할 수 있다.
시점의 값은 간섭 억압 기능을 갖지 않은 수신기를 채용하였을 경우의 전송특성에 직결되는 것이기 때문에, 터보 등화를 활용하지 않으면 전송특성이 열화되는 것을 이 점에서 확인할 수 있다. 또한, 터보 등화를 활용한 경우에도, 시점이 하강함으로써 EXIT 차트의 수속(收束)성을 보증하기 어렵게 되어 전송특성의 열화를 초래할 가능성이 있다. 그러나, 시점의 하강에 맞추어 복호기 EXIT 특성을 적절히 변화시킴으로써 수속성을 보증할 수 있다면, 앞서 기재한 종점이 상승하는 이점을 전송특성의 향상에 활용할 수 있다.
반복 처리에 의해 종점에 가까워짐에 따라, 터보 등화에 의해 데이터의 복원이 보다 고정밀도로 수행된다. 점선 흑색 동그라미의 삭제 비율 25%의 계열과, 점선흑색 삼각의 삭제 비율 50%를 비교하면, 종점에 도달하지 않은 단계에서는, 점선 흑색 동그라미의 삭제 비율 25%쪽이 특성이 좋다. 이 때문에 특성이 낮은 점선 흑색 삼각의 삭제 비율이 50%인 계열은 변조 방식 또는 부호화율에 따라서, 종점에 도달하지 못 할 가능성이 있다. 실시형태 3은 이를 방지하기 위하여, 선정부(28)에 의해 각 데이터 계열 또는 각 송신장치(1)에 할당하는 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변경하는 구성으로 하였다.
도 18은 실시형태 3에 따른 송신장치(1)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이며, 도 19는 실시형태 3에 따른 수신장치(2)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이 송신장치(1)에는 변화부로서의 비율 기억 부(35, 35)가 새로 마련되고, 도 19에 나타내는 바와 같이 수신장치(2)에도 변화부로서의 비율 기억부(35)가 마련된다. 수신장치(2)의 비율 기억부(35)는 선정부(28)와, 터보 등화부(3)의 연추정값 추정기(32) 및 오류 정정 복호기(33)에 연결되어 있다. 선정부(28)는 삭제 비율을 비율 기억부(35)에 출력한다. 즉, 선정부(28)는 각 데이터 계열 또는 송신장치(1)가 사용할 사용주파수대역의 비율을 100%에서 뺀 삭제 비율을 비율 기억부(35)에 출력한다. 예를 들면, 데이터 계열이 2개인 경우 또는 실시형태 2와 같이 송신장치(1)가 2개인 경우, 삭제 비율 50%가 출력된다. 또한, 예를 들면 데이터 계열이 4개인 경우 또는 실시형태 2에서 발전하여 송신장치(1)가 4개인 경우, 삭제 비율 25%가 출력된다.
도 20은 비율 기억부(35)의 레코드 레이아웃을 나타내는 설명도이다. 비율 기억부(35)는 삭제 비율 필드, 변조 방식 필드 및 부호화율 필드를 포함하여 구성되고, 삭제 비율에 따라서 변조 방식 및 부호화율이 기억되어 있다. 예를 들면, 삭제 비율이 25%인 경우에는, 변조 방식으로서 QPSK, 부호화율로서 1/2이 기억되어 있다. 한편, 보다 많은 주파수 빈을 삭제하는 삭제 비율이 50%인 경우에는, 변조 방식 및 부호화율을 저하시키기 위해 다른 데이터, 즉 변조 방식으로서 BPSK, 부호화율로서 1/4이 기억되어 있다.
수신장치(2)의 비율 기억부(35)는 선정부(28)에서 출력된 삭제 비율에 근거하여, 대응되는 변조 방식 및 부호화율을 비율 기억부(35)로부터 판독하고, 연추정값 추정기(32) 및 오류 정정 복호기(33)에 출력한다. 연추정값 추정기(32)는 비율 기억부(35)에서 출력된 변조 방식에 따라 복조를 수행하고, 오류 정정 복호기(33) 는 출력된 부호화율에 따라 복호를 수행한다.
선정부(28)에서 출력되는 삭제 비율은 사용주파수대역과 등가이므로, 삭제 비율은, 사용주파수대역 통지부(281)를 통해서 송신장치(1)의 비율 기억부(35, 35)로 송신된다. 실시형태 2와 같이 복수의 송신장치(1)가 존재하는 경우, 각 송신장치(1)에 마련되는 비율 기억부(35)에 삭제 비율이 송신된다. 삭제 비율을 송신하지 않고 송신장치(1) 내의 사용주파수대역 기억부(15)에 기억시킨 사용주파수대역에 근거하여, 삭제 비율을 산출하여 송신장치(1) 내의 비율 기억부(35)에 출력하도록 할 수도 있다.
송신장치(1)의 비율 기억부(35)는 각각의 데이터 계열에 있어서, 베이스밴드 신호발생기(11)의 부호화기(110) 및 변조기(111)에 각각 연결되어 있다. 비율 기억부(35)는 선정부(28)의 선정에 근거하는 삭제 비율에 따라 대응되는 변조 방식을 판독하고, 판독된 변조 방식을 변조기(111)에 출력한다. 변조기(111)는 출력된 변조 방식에 따라 변조를 수행한다. 또한, 비율 기억부(35)는 선정부(28)의 선정에 근거하는 삭제 비율에 따라 대응되는 부호화율을 판독하고, 판독된 부호화율을 부호화기(110)에 출력한다. 부호화기(110)는 출력된 부호화율에 따라 부호화 처리를 수행한다. 상술한 바와 같이 비율 기억부(35)를 각 송신장치(1)의 베이스밴드 신호발생기(11)의 부호화기(110) 및 변조기(111)에 연결함으로써, 복수의 송신장치(1)에 따른 형태인 실시형태 2에도 동일하게 적용할 수 있다.
본 실시형태 3은 이상과 같이 구성되어 있으며, 그 밖의 구성 및 작용은 실시형태 1 및 2와 동일하므로, 대응 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세 한 설명을 생략한다.
실시형태 4
실시형태 4는 스펙트럼의 정렬을 수행함으로써 보안 레벨을 향상시키는 형태에 관한 것이다. 도 21은 실시형태 4에 따른 송신장치(1)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이며, 도 22는 실시형태 4에 따른 수신장치(2)의 하드웨어 구성을 나타내는 블록도이다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 실시형태 1의 송신장치(1)의 구성에 더하여 합성부(16)와 IDFT부(17) 간에 배열 변환부(160)가 새로 마련된다. 또한, 도 22에 나타내는 바와 같이 실시형태 2의 수신장치(2)의 구성에 더하여, 분리부(29)의 전단에는 배열 수정부(290)가 새로 마련되어 있다.
삭제부(141, 141)에 의해 삭제 주파수 빈의 에너지가 삭제된 후, 합성부(16)는 각 데이터 계열의 사용 주파수 빈의 스펙트럼을 합성한다. 합성된 주파수 빈(전체 사용주파수대역)의 스펙트럼은 배열 변환부(160)에 출력된다. 배열 변환부(160)는 내부에 도시하지 않은 메모리를 포함하고, 메모리에 기억시킨 규칙에 따라서 합성된 주파수 빈의 배열을 정렬하는 처리를 수행한다. 예를 들면, 도 5C의 예에서는 주파수 빈 1 내지 주파수 빈 10이 존재하는데, 각 주파수 빈의 배열을 3씩 비켜놓는 처리를 수행한다. 상술한 배열의 정렬 방법은 어디까지나 일례이며, 이 밖에 저주파수대역의 주파수 빈과 고주파수대역의 주파수 빈을 정렬하는 등, 적절한 방법을 채용할 수 있다.
주파수 빈의 배열이 정렬된 스펙트럼은 IDFT부(17)에 입력되고, 그 후 수신장치(2)로 송신된다. 수신장치(2)의 DFT부(25)에서 출력되는 배열이 정렬된 주파수 빈의 스펙트럼은 배열 수정부(290)로 입력된다. 배열 수정부(290)도 배열 변환부(160)와 마찬가지로 도시하지 않은 메모리를 포함하고, 당해 메모리에는 배열 변환부(160) 내의 메모리에 기억시킨 규칙에 대응되는 규칙이 기억되어 있다. 즉, 배열 변환부(160)에서 주파수 빈의 배열을 주파수대역이 높은 방향으로 3 비켜놓는다고 기억되어 있는 경우, 배열 수정부(290)에는 이에 대응하여 주파수대역이 낮은 방향으로 3 원래로 되돌리기라고 기억되어 있다. 배열 수정부(290)는 주파수 빈의 배열을 재배열하고, 원래 상태로 되돌려진 주파수 빈의 스펙트럼을 분리부(29)에 출력한다.
도 23은 정렬 처리의 순서를 나타내는 플로차트이다. 삭제부(141)는 사용주파수대역 이외의 에너지를 삭제한다(단계 S231). 삭제부(141)에 의해 일부의 주파수대역의 에너지가 삭제된 스펙트럼은, 데이터 계열마다 합성부(16)에 입력된다. 합성부(16)는 각 데이터 계열의 주파수대역의 스펙트럼을 합성한다(단계 S232). 합성된 주파수대역의 스펙트럼은 배열 변환부(160)에 출력된다. 배열 변환부(160)는, 기억한 규칙을 판독하고, 당해 규칙에 따라서 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 정렬한다(단계 S233).
배열이 정렬된 후의 주파수대역의 스펙트럼은, IDFT부(17) 이후의 처리를 거쳐 수신장치(2)로 송신된다(단계 S234). 수신장치(2)는 배열이 정렬된 주파수대역의 스펙트럼을 수신한다(단계 S235). DFT부(25) 및 스위치(27)를 거쳐 배열이 정렬된 주파수대역의 스펙트럼은 배열 수정부(290)로 입력된다. 배열 수정부(290)는 기억하는 규칙을 판독하고, 판독된 규칙에 따라 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 재배열한다(단계 S236). 배열이 재배열된 주파수대역의 스펙트럼은 분리부(29)로 입력된다. 분리부(29)는 데이터 계열별로 사용주파수대역을 참조하여, 주파수대역의 스펙트럼을 분리한다(단계 S237).
본 실시형태 4는 이상과 같이 구성되어 있으며, 그 밖의 구성 및 작용은 실시형태 1 내지 3과 동일하므로, 대응 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.

Claims (17)

  1. 변조된 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신하는 전송 방법에 있어서,
    상기 송신장치에서 변조된 디지털 신호를 변환부에 의해 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환 단계와,
    상기 수신장치로부터 송신장치로 사용할 주파수대역을 통지하는 사용주파수대역 통지 단계와,
    상기 사용주파수대역 통지 단계에 의해 통지된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제부에 의해 삭제하는 삭제 단계와,
    상기 삭제 단계에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치로부터 상기 수신장치로 송신하는 송신 단계와,
    상기 송신 단계에 의해 송신된 디지털 신호를 수신측 변환부에 의해 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환 단계와,
    상기 수신측 변환 단계에 의해 변환된 스펙트럼을 등화부에 의해 비선형 반복 등화하는 등화 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
  2. 변조된 디지털 신호를 송신장치에서 수신장치로 송신하는 전송 시스템에 있어서,
    상기 송신장치에서 변조된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환부와,
    상기 수신장치로부터 송신장치로 사용할 주파수대역을 통지하는 사용주파수대역 통지부와,
    상기 사용주파수대역 통지부에 의해 통지된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하는 삭제부와,
    상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치로부터 상기 수신장치로 송신하는 송신부와,
    상기 송신부에 의해 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와,
    상기 수신측 변환부에 의해 변환된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신장치는,
    송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정하는 선정부를 포함하고,
    상기 사용주파수대역 통지부는 상기 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열 의 사용주파수대역을 상기 송신장치에 통지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치로부터 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 선정부는,
    송신장치로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 높은 에너지 순으로, 각 데이터 계열간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 데이터 계열마다의 사용주파수대역을 선정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신장치는,
    복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정하는 선정부를 포함하고,
    상기 사용주파수대역 통지부는, 상기 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선정부는,
    복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지로부터, 높은 에너지 순으로, 각 송신장치 간에 선정되는 사용주파수대역이 중복되지 않도록, 송신장치마다의 사용주파수대역을 선정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신장치는 상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별 또는 송신장치별로 분리하는 분리부를 포함하고,
    상기 등화부는 상기 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신장치 및 수신장치 간의 통신 상태에 근거하여, 상기 변환부에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 정형을 수행하는 정형부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정형부는 송신장치 및 수신장치 간에 통신 상태가 양호한 주파수대역에, 상기 변환부에서 변환된 각 주파수대역의 스펙트럼의 에너지를 보다 많이 배분하는 주수정리를 이용하여 정형을 수행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  11. 제 3 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선정부에 의한 각 데이터 계열 또는 각 송신장치에 할당하는 사용주파수대역의 비율에 따라 변조 방식 또는 부호화율을 변경하는 변화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 각 주파수대역의 스펙트럼의 배열을 소정의 규칙에 따라 정렬하고, 정렬된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치로부터 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있으며,
    상기 분리부는 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼의 배열을, 상기 소정의 규칙에 따라 재배열하고, 상기 선정부에 의해 선정된 사용주 파수대역에 근거하여 데이터 계열별로 분리하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  13. 제 2 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 등화부는 소프트 캔슬러에 의한 간섭 억압 기능을 갖는 터보 등화를 수행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전송 시스템.
  14. 변조된 디지털 신호를 외부에 송신하는 송신장치에 있어서,
    변조된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 변환부와,
    주파수대역 중의 사용할 사용주파수대역을 기억하는 사용주파수대역 기억부와,
    상기 사용주파수대역 기억부에 기억된 사용주파수대역 이외의 대역의 스펙트럼을 삭제하는 삭제부와,
    이 삭제부에 의해 삭제된 후의 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 외부에 송신하는 송신부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 사용주파수대역 기억부는 복수의 데이터 계열에 대하여 선정된 데이터 계열별로 사용주파수대역을 기억하도록 구성되어 있고,
    상기 송신부는 상기 삭제부에 의해 삭제된 후의 각 데이터 계열의 스펙트럼을 합성하고, 합성된 스펙트럼에 따른 디지털 신호를 상기 송신장치로부터 상기 수신장치로 송신하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 송신장치.
  16. 변조된 디지털 신호를 외부로부터 수신하는 수신장치에 있어서,
    외부로부터 송신되는 복수의 데이터 계열이 경유하는 전파로 주파수 특성의 에너지 분포에 근거하여, 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 선정하는 선정부와,
    상기 선정부에 의해 선정된 각 데이터 계열의 사용주파수대역을 상기 송신장치에 통지하는 사용주파수대역 통지부와,
    외부로부터 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와,
    상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 데이터 계열별로 분리하는 분리부와,
    상기 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
  17. 변조된 디지털 신호를 복수의 송신장치로부터 수신하는 수신장치에 있어서,
    복수의 송신장치로부터 송신되는 주파수대역의 에너지에 근거하여, 각 송신장치의 사용주파수대역을 선정하는 선정부와,
    상기 선정부에 의해 선정된 각 송신장치의 사용주파수대역을 대응되는 각 송신장치에 통지하는 사용주파수대역 통지부와,
    외부로부터 송신된 디지털 신호를 주파수대역의 스펙트럼으로 변환하는 수신측 변환부와,
    상기 선정부에 의해 선정된 사용주파수대역에 근거하여, 상기 수신측 변환부에 의해 변환된 주파수대역의 스펙트럼을 송신장치별로 분리하는 분리부와,
    상기 분리부에 의해 분리된 스펙트럼을 비선형 반복 등화하는 등화부,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신장치.
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