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公開番号2024014064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-01
出願番号2022116630
出願日2022-07-21
発明の名称送信装置及び受信装置
出願人日本放送協会,株式会社日立国際電気
代理人個人
主分類H04B 7/0456 20170101AFI20240125BHJP(電気通信技術)
要約【課題】SVD-MIMO方式の伝送システムにおいて、伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の信号をTDM方式にて多重化して伝送する場合に、回路規模の増加を抑制する。
【解決手段】送信装置1は、伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の送信データSD-1,・・・,SD-Nを入力する。送信処理部10-1,・・・,10-Nは、対応する送信データSDに対し、対応する符号化率P1、時間インタリーブ長P2及び変調ビット数P3にて、それぞれ誤り訂正符号化、時間インタリーブ処理及び変調の送信処理を行う。多重部14は、送信処理後の複数の信号に対しTDM方式の多重化を行い、送信ウェイト乗算部15は、多重信号に対し送信ウェイトSWを乗算する。ULフレーム構成部16は、乗算後の多重信号を変調してULフレームを構成し、ULフレームの送信信号SをMIMO方式にて送信する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
送信装置から伝送路を介して受信装置へ無線伝送を行うＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムの下で、符号化率、時間インタリーブ長、変調ビット数及び送信ウェイトを含む伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の送信データを入力し、前記複数の送信データを多重化して送信する前記送信装置において、
前記複数の送信データに対応する複数の送信処理部、並びに、多重部、送信ウェイト乗算部及びＵＬフレーム構成部を備え、
前記複数の送信処理部のそれぞれは、
前記複数の送信データのうち当該送信処理部に対応する送信データを入力し、前記送信データに対し、前記送信データに対応する前記符号化率、前記時間インタリーブ長及び前記変調ビット数にて、それぞれ誤り訂正符号化、時間インタリーブ処理及び変調の送信処理を行い、送信処理後の信号を生成し、
前記多重部は、
前記複数の送信処理部により生成された複数の送信処理後の信号に対し、ＴＤＭ方式の多重化を行い、多重信号を出力し、
前記送信ウェイト乗算部は、
前記多重部により出力された前記多重信号に対し、前記受信装置により前記伝送路のチャネル行列の特異値分解により算出された前記送信ウェイトを乗算し、乗算後の多重信号を出力し、
前記ＵＬフレーム構成部は、
前記送信ウェイト乗算部により出力された前記多重信号に含まれる前記複数の送信データのそれぞれに対応するＯＦＤＭシンボルを、時間方向に順番に並べることでＵＬフレームを構成し、前記ＵＬフレームを前記受信装置へ送信する、ことを特徴とする送信装置。
続きを表示（約 5,900 文字）【請求項２】
送信装置から伝送路を介して受信装置へ無線伝送を行うＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムの下で、符号化率、時間インタリーブ長、変調ビット数及び送信ウェイトを含む伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の送信データを入力し、前記複数の送信データを多重化して送信する前記送信装置において、
多重部、誤り訂正符号化用伝送パラメータ切替部、誤り訂正符号化部、時間インタリーブ用伝送パラメータ切替部、時間インタリーブ処理部、変調用伝送パラメータ切替部、変調部、信号切替制御部、送信ウェイト乗算部及びＵＬフレーム構成部を備え、
前記多重部は、
前記複数の送信データを入力し、前記複数の送信データに対し、前記信号切替制御部により出力された多重用の切替信号に基づき、ＴＤＭ方式の多重化を行い、多重データを出力し、
前記誤り訂正符号化用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の符号化率を入力し、前記信号切替制御部により出力された誤り訂正符号化用の切替信号に基づき、前記複数の符号化率のうち１つの符号化率を選択して出力し、
前記誤り訂正符号化部は、
前記多重部により出力された前記多重データを入力すると共に、前記誤り訂正符号化用伝送パラメータ切替部により出力された前記符号化率を入力し、前記多重データに含まれる前記複数の送信データのうちの前記符号化率に対応する送信データに対し、前記符号化率による誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化後の多重信号を出力し、
前記時間インタリーブ用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の時間インタリーブ長を入力し、前記信号切替制御部により出力された時間インタリーブ用の切替信号に基づき、前記複数の時間インタリーブ長のうち１つの時間インタリーブ長を選択して出力し、
前記時間インタリーブ処理部は、
前記誤り訂正符号化部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記時間インタリーブ用伝送パラメータ切替部により出力された前記時間インタリーブ長を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記時間インタリーブ長に対応する信号に対し、前記時間インタリーブ長による時間インタリーブ処理を行い、時間インタリーブ処理後の多重信号を出力し、
前記変調用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の変調ビット数を入力し、前記信号切替制御部により出力された変調用の切替信号に基づき、前記複数の変調ビット数のうち１つの変調ビット数を選択して出力し、
前記変調部は、
前記時間インタリーブ処理部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記変調用伝送パラメータ切替部により出力された前記変調ビット数を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記変調ビット数に対応する信号に対し、前記変調ビット数による変調を行い、変調後の多重信号を出力し、
前記送信ウェイト乗算部は、
前記変調部により出力された前記変調後の多重信号に対し、前記受信装置により前記伝送路のチャネル行列の特異値分解により算出された前記送信ウェイトを乗算し、乗算後の多重信号を出力し、
前記ＵＬフレーム構成部は、
前記送信ウェイト乗算部により出力された前記多重信号に含まれる前記複数の送信データのそれぞれに対応するＯＦＤＭシンボルを、時間方向に順番に並べることでＵＬフレームを構成し、前記ＵＬフレームを前記受信装置へ送信し、
前記信号切替制御部は、
前記多重部により多重化が行われる前記複数の送信データのそれぞれのタイミングを示す前記多重用の切替信号を生成し、前記多重用の切替信号を前記多重部に出力し、
前記誤り訂正符号化部により誤り訂正符号化が行われる前記多重データに含まれる前記複数の送信データのそれぞれのタイミングを示す前記誤り訂正符号化用の切替信号を生成し、前記誤り訂正符号化用の切替信号を前記誤り訂正符号化用伝送パラメータ切替部に出力し、
前記時間インタリーブ処理部により時間インタリーブ処理が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記時間インタリーブ用の切替信号を生成し、前記時間インタリーブ用の切替信号を前記時間インタリーブ用伝送パラメータ切替部に出力し、
前記変調部により変調が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記変調用の切替信号を生成し、前記変調用の切替信号を前記変調用伝送パラメータ切替部に出力する、ことを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の送信装置において、
さらに、電力配分用伝送パラメータ切替部及び電力配分処理部を備え、
前記電力配分用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の電力配分を入力し、前記信号切替制御部により出力された電力配分用の切替信号に基づき、前記複数の電力配分のうち１つの電力配分を選択して出力し、
前記電力配分処理部は、
前記変調部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記電力配分用伝送パラメータ切替部により出力された前記電力配分を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記電力配分に対応する信号に対し、前記電力配分により、前記ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による固有モードの仮想伝送路毎の電力配分処理を行い、電力配分処理後の多重信号を出力し、
前記送信ウェイト乗算部は、
前記電力配分処理部により出力された前記電力配分処理後の多重信号に対し、前記送信ウェイトを乗算し、
前記信号切替制御部は、さらに、
前記電力配分処理部により電力配分処理が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記電力配分用の切替信号を生成し、前記電力配分用の切替信号を前記電力配分用伝送パラメータ切替部に出力する、ことを特徴とする送信装置。
【請求項４】
送信装置から伝送路を介して受信装置へ無線伝送を行うＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムの下で、前記送信装置から符号化率、時間インタリーブ長、変調ビット数及び送信ウェイトを含む伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の送信データの多重信号を含むＵＬフレームを受信し、前記多重信号を多重分離し、前記複数の送信データに対応する複数の受信データを出力する前記受信装置において、
ＵＬフレーム解析部、受信ウェイト乗算部及び多重分離部、並びに、前記複数の受信データに対応する複数の受信処理部を備え、
前記ＵＬフレーム解析部は、
前記ＵＬフレームから、時間方向に順番に並んだ前記複数の送信データのそれぞれに対応するＯＦＤＭシンボルを読み出し、
前記受信ウェイト乗算部は、
前記ＵＬフレーム解析部により読み出された前記ＯＦＤＭシンボルの多重信号に対し、当該受信装置により前記伝送路のチャネル行列の特異値分解により算出された受信ウェイトを乗算し、乗算後の多重信号を出力し、
前記多重分離部は、
前記受信ウェイト乗算部により出力された前記多重信号に対し、ＴＤＭ方式の多重分離を行い、複数の信号を出力し、
前記複数の受信処理部のそれぞれは、
前記多重分離部により出力された前記複数の信号のうち当該受信処理部に対応する信号を入力し、当該信号に対し、当該信号の前記送信データに対応する変調ビット数、時間インタリーブ長及び符号化率にて、それぞれ復調、時間デインタリーブ処理及び誤り訂正復号処理を行い、誤り訂正復号処理後の信号を前記受信データとして出力する、ことを特徴とする受信装置。
【請求項５】
送信装置から伝送路を介して受信装置へ無線伝送を行うＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の伝送システムの下で、前記送信装置から符号化率、時間インタリーブ長、変調ビット数及び送信ウェイトを含む伝送パラメータの組み合わせが異なる複数の送信データの多重信号を含むＵＬフレームを受信し、前記多重信号を多重分離し、前記複数の送信データに対応する複数の受信データを出力する前記受信装置において、
ＵＬフレーム解析部、受信ウェイト乗算部、復調用伝送パラメータ切替部、復調部、時間デインタリーブ用伝送パラメータ切替部、時間デインタリーブ処理部、誤り訂正復号用伝送パラメータ切替部、誤り訂正復号化部、多重分離部及び信号切替制御部を備え、
前記ＵＬフレーム解析部は、
前記ＵＬフレームから、時間方向に順番に並んだ前記複数の送信データのそれぞれに対応するＯＦＤＭシンボルを読み出し、
前記受信ウェイト乗算部は、
前記ＵＬフレーム解析部により読み出された前記ＯＦＤＭシンボルの多重信号に対し、当該受信装置により前記伝送路のチャネル行列の特異値分解により算出された受信ウェイトを乗算し、乗算後の多重信号を出力し、
前記復調用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の変調ビット数を入力し、前記信号切替制御部により出力された復調用の切替信号に基づき、前記複数の変調ビット数のうち１つの変調ビット数を選択して出力し、
前記復調部は、
前記受信ウェイト乗算部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記復調用伝送パラメータ切替部により出力された前記変調ビット数を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記変調ビット数に対応する信号に対し、前記変調ビット数による変調を行い、変調後の多重信号を出力し、
前記時間デインタリーブ用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の時間インタリーブ長を入力し、前記信号切替制御部により出力された時間デインタリーブ用の切替信号に基づき、前記複数の時間インタリーブ長のうち１つの時間インタリーブ長を選択して出力し、
前記時間デインタリーブ処理部は、
前記復調部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記時間デインタリーブ用伝送パラメータ切替部により出力された前記時間インタリーブ長を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記時間インタリーブ長に対応する信号に対し、前記時間インタリーブ長による時間デインタリーブ処理を行い、時間デインタリーブ処理後の多重信号を出力し、
前記誤り訂正復号用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の符号化率を入力し、前記信号切替制御部により出力された誤り訂正復号用の切替信号に基づき、前記複数の符号化率のうち１つの符号化率を選択して出力し、
前記誤り訂正復号化部は、
前記時間デインタリーブ処理部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記誤り訂正復号用伝送パラメータ切替部により出力された前記符号化率を入力し、前記多重信号に含まれる前記複数の信号のうちの前記符号化率に対応する信号に対し、前記符号化率による誤り訂正復号化を行い、誤り訂正復号化後の多重データを出力し、
前記多重分離部は、
前記誤り訂正復号化部により出力された前記多重データを入力すると共に、前記信号切替制御部により出力された多重分離用の切替信号に基づき、ＴＤＭ方式の多重分離を行い、前記複数の受信データを出力し、
前記信号切替制御部は、
前記復調部により復調が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記復調用の切替信号を生成し、前記復調用の切替信号を前記復調用伝送パラメータ切替部に出力し、
前記時間デインタリーブ処理部により時間デインタリーブ処理が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記時間インタリーブ用の切替信号を生成し、前記時間インタリーブ用の切替信号を前記時間デインタリーブ用伝送パラメータ切替部に出力し、
前記誤り訂正復号化部により誤り訂正復号化が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記誤り訂正復号用の切替信号を生成し、前記誤り訂正復号用の切替信号を前記誤り訂正復号用伝送パラメータ切替部に出力し、
前記多重分離部により多重分離された前記多重データに含まれる前記複数の受信データのそれぞれのタイミングを示す前記多重分離用の切替信号を生成し、前記多重分離用の切替信号を前記多重分離部に出力する、ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の受信装置において、
さらに、電力配分用伝送パラメータ切替部及び電力配分処理部を備え、
前記電力配分用伝送パラメータ切替部は、
前記複数の送信データに対応する複数の電力配分を入力し、前記信号切替制御部により出力された電力配分用の切替信号に基づき、前記複数の電力配分のうち１つの電力配分を選択して出力し、
前記電力配分処理部は、
前記受信ウェイト乗算部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記電力配分用伝送パラメータ切替部により出力された前記電力配分を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記電力配分に対応する信号に対し、前記電力配分により、前記ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式による固有モードの仮想伝送路毎の電力配分処理を行い、電力配分処理後の多重信号を出力し、
前記復調部は、
前記電力配分処理部により出力された前記多重信号を入力すると共に、前記変調ビット数を入力し、前記多重信号に含まれる複数の信号のうちの前記変調ビット数に対応する信号に対し、前記変調ビット数による変調を行い、前記変調後の多重信号を出力し、
前記信号切替制御部は、さらに、
前記電力配分処理部により電力配分処理が行われる前記多重信号に含まれる前記複数の信号のそれぞれのタイミングを示す前記電力配分用の切替信号を生成し、前記電力配分用の切替信号を前記電力配分用伝送パラメータ切替部に出力する、ことを特徴とする受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output：特異値分解－多入力多出力）方式の伝送システムに用いる送信装置及び受信装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、番組素材伝送用の無線伝送装置はＦＰＵ（Field Pickup Unit）と呼ばれ、中継現場または取材先から放送局へ映像を伝送する装置として重要なものになっている。特に、駅伝、マラソン等のロードレース中継では、ＦＰＵは、移動する中継車から映像及び音声を伝送するために必須のものになっている。
【０００３】
ＦＰＵの伝送方式としては、ＴＤＤ－ＳＶＤ－ＭＩＭＯ（Time Division Duplex－Singular Value Decomposition－Multiple-Input Multiple-Output：時分割複信－特異値分解－多入力多出力）方式の検討が進んでいる（例えば特許文献１及び非特許文献１を参照）。
【０００４】
ＴＤＤ方式の通信は、移動局から基地局へのＵＬ（Up Link：アップリンク）の伝送と、基地局から移動局へのＤＬ（Down Link：ダウンリンク）の伝送とを交互に行う。このときの伝送単位をそれぞれＵＬフレーム及びＤＬフレームという。
【０００５】
図８は、ＵＬフレームの構成例を説明する図である。横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。移動局から基地局へ伝送されるＵＬフレームは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成される。この例では、１ＵＬフレームは、４個のＯＦＤＭシンボルから構成されている。
【０００６】
一方で、ＭＩＭＯ技術は、複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナを用いることで、伝送容量を拡大する技術である。
【０００７】
（ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式）
図９は、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式によるＭＩＭＯ伝送の概略を説明する図である。この伝送システムは、複数の送信アンテナ１０４を備えた移動局の無線伝送装置である送信装置１０１と、複数の受信アンテナ１０５を備えた基地局の無線伝送装置である受信装置１０２とを備えて構成される。この伝送システムにより、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式によるＭＩＭＯ伝送が実現されることで、複数の独立した仮想伝送路１０３が形成される。
【０００８】
ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式は、受信装置１０２において、チャネル行列から特異値分解と呼ばれる方法で送信ウェイトＳＷ及び受信ウェイトＲＷを決定し、送信ウェイトＳＷを送信装置１０１へフィードバックし、送信装置１０１において、送信信号に送信ウェイトを乗算してＵＬフレームを受信装置１０２へ送信し、受信装置１０２において、受信したＵＬフレームに受信ウェイトを乗算するものである。
【０００９】
これにより、空間上に複数の独立した仮想伝送路１０３が形成され、伝送容量を拡大することができる。尚、ＳＶＤ－ＭＩＭＯ方式の詳細については、非特許文献１を参照されたい。
【００１０】
図９に示した伝送システムにおいて、送信ウェイトＳＷ及び受信ウェイトＲＷは、伝搬環境の変化に応じて変わってしまう。このため、受信装置１０２は、ＵＬフレームを受信する毎に、送信ウェイトＳＷ及び受信ウェイトＲＷを更新する必要がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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