ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置
【課題】音声信号の送受信による遅延を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止する。
【解決手段】ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａは、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部１３３と、前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部１４と、内符号符号化部１３３に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部１８と、を備える。
【解決手段】ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａは、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部１３３と、前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部１４と、内符号符号化部１３３に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部１８と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤレスマイクの伝送方式として、アナログ方式とデジタル方式がある。非特許文献１には「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」について策定された標準規格が記されており、非特許文献２には「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」について策定された標準規格が記されている。
【０００３】
アナログ方式のワイヤレスマイクは、遅延時間が少なく、現在広く用いられているが、障害物で途切れやすい、伝送距離が短い、干渉しやすいという問題がある。そのため、屋外やコンサートホールなどで高品質の音声を提供するには、デジタル方式のワイヤレスマイクを用いる必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、デジタル方式で音声を圧縮符号化して伝送するワイヤレスマイクシステムが開示されている。図１５はこのような従来のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。ワイヤレスマイク送信装置３は、マイク３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、圧縮符号化部３３と、インターリーブ・誤り訂正部３４と、変調部３５と、Ｄ／Ａ変換部３６と、送信周波数変換部３７と、送信アンテナ３８とを備える。ワイヤレスマイク送信装置３は、Ａ／Ｄ変換部３２によりマイク３１から入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化部３３によりデジタル信号を圧縮符号化し、インターリーブ・誤り訂正部３４によりインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク送信装置３は、変調部３５により例えばπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式で変調し、Ｄ／Ａ変換部３６により変調信号をアナログ信号に変換し、送信周波数変換部３７により送信周波数に変換し、送信アンテナ３８に出力する。
【０００５】
ワイヤレスマイク受信装置４は、受信アンテナ４１と、受信周波数変換部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、復調部４４と、デインターリーブ・誤り訂正部４５と、伸張復号部４６と、Ｄ／Ａ変換部４７と、スピーカ４８とを備える。ワイヤレスマイク受信装置４は、受信周波数変換部４２により受信アンテナ４１から入力される信号を周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部４３によりデジタル信号に変換し、復調部４４により、送信側で変調された変調信号を復調し、デインターリーブ・誤り訂正部４５によりデインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク受信装置４は、伸張復号部４６により、送信側で圧縮された信号を伸張し、Ｄ／Ａ変換部４７により伸張信号をアナログ信号に変換し、スピーカ４８に出力する。
【０００６】
しかし、従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、周波数帯域を節約するために、圧縮符号化部３３により圧縮処理を行い、伸張復号部４６により圧縮処理された信号の伸張処理を行っており、これらの処理による遅延時間が生じている。図１５に示した従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、ワイヤレスマイク送信装置３とワイヤレスマイク受信装置４で合わせて約３ｍｓの遅延時間が生じている。そのうち、圧縮符号化部３３の圧縮処理及び伸張復号部４６の伸張処理による遅延時間は、合計で約１ｍｓであると言われている。また、屋外や移動しながらワイヤレスマイクを使用する場合には、マルチパスによるフェージングが発生し、品質が低下する。そのため、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式により変調して伝送することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５０６９２
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−２２、社団法人電波産業会
【非特許文献２】「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−１５、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、周波数帯域を節約するために、圧縮符号化部３３により圧縮処理を行い、伸張復号部４６により圧縮処理された信号の伸張処理を行っており、これらの処理による遅延時間が生じている。図１５に示した従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、ワイヤレスマイク送信装置３とワイヤレスマイク受信装置４で合わせて約３ｍｓの遅延時間が生じている。そのうち、圧縮符号化部３３の圧縮処理及び伸張復号部４６の伸張処理による遅延時間は、合計で約１ｍｓであると言われている。
【００１０】
また、屋外や移動しながらワイヤレスマイクを使用する場合には、マルチパスによるフェージングが発生し、品質が低下する。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部と、前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、前記内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長が６６．６μｓ以上、且つ、２３０μｓ以下となるように、前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をブロック符号化して外符号を生成する外符号符号化部を更に備え、前記内符号符号化部は、前記外符号符号化部により生成された外符号を内符号化して内符号を生成し、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号長のビット数をＮｏとすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号化率をＲｏとしたとき、パラメータの設定モードによらず、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄの値が一定となるように、前記Ｒｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、前記Ｒｏが一定、且つ、前記Ｎｏが一定となるように、前記Ｒｏ及び前記Ｎｏを設定することを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、上述のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、デジタルの音声信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】音声信号をサンプリングする例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第１のパラメータ例を示す図である。
【図７】図６に示す第１のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図８】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第２のパラメータ例を示す図である。
【図９】図８に示す第２のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１０】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第３のパラメータ例を示す図である。
【図１１】図１０に示す第３のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１２】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第４のパラメータ例を示す図である。
【図１３】図１２に示す第４のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１４】発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により設定される圧縮処理を行う場合のパラメータ例を示す図である。
【図１５】従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置］
図１は、本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａは、マイク１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、インターリーブ・誤り訂正部１３と、ＯＦＤＭ変調部１４と、Ｄ／Ａ変換部１５と、送信周波数変換部１６と、送信アンテナ１７と、送信パラメータ設定部１８と、水晶発振器１９（１９−１〜１９−ｎ）と、クロック供給部２０とを備える。インターリーブ・誤り訂正部１３は、外符号符号化部１３１と、インターリーブ部１３２と、内符号符号化部１３３とを備え、ＯＦＤＭ変調部１４は、Ｓ／Ｐ変換部１４１と、キャリア変調部１４２と、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３と、ＩＦＦＴ部１４４と、ＧＩ付加部１４５とを備える。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換部１２は、マイク１１から入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、外符号符号化部１３１に出力する。
【００２３】
外符号符号化部１３１は、ＲＳ符号、ＢＣＨ符号、差集合巡回符号、あるいは、ＣＲＣを付けてインターリーブ部１３２に出力する。これは、受信側で誤り訂正を行うため、あるいは誤り検出を行い、誤ったブロックに対してコンシールメントをかけるためである。特に、ＢＣＨ符号を用いることで、遅延時間を少なくすることができる。例えば、ＲＳ（２０４，１８８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数は、２０４Ｂｙｔｅ＝１６３２ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１３１０μｓとなる。これに対し、ＢＣＨ（１４４，１２８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数が１４４ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１１５μｓである。ブロック符号化により、情報長Ｋｏのデータから符号長Ｎｏの符号が生成される場合、この符号を（Ｎｏ，Ｋｏ）符号と表し、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏを符号化率という。符号長Ｎｏは、外符号化後のブロック長を意味する。なお、後述する内符号の符号化率と区別するために、外符号の符号化率Ｒｏを外符号化率と称する。
【００２４】
インターリーブ部１３２は、誤り訂正の効率を上げるために、外符号符号化部１３１から入力される外符号の順序を並び替え、内符号符号化部１３３に出力する。
【００２５】
内符号符号化部１３３は、インターリーブ部１３２から入力される信号を内符号化（例えば、畳み込み符号化）し、Ｓ／Ｐ変換部１４１に出力する。一般に、内符号化により、情報長Ｋｉのデータから符号長Ｎｉの符号が生成される場合、Ｒｉ＝Ｋｉ／Ｎｉを符号化率という。なお、前述した外符号化率（外符号化率）と区別するために、内符号の符号化率Ｒｉを内符号化率と称する。
【００２６】
Ｓ／Ｐ変換部１４１は、内符号符号化部１３３から入力される内符号を、内部に備えるメモリなどの記憶領域に一時的に記憶し、所定のデータ数に達した時点でパラレルデータに変換してキャリア変調部１４２に出力する。例えば、データキャリア数がＮｄで、各キャリアの変調方式の変調多値数がＭの場合には、Ｍビットずつ、Ｎｄ本の信号に変換する。
【００２７】
キャリア変調部１４２は、Ｓ／Ｐ変換部１４１からＭビットごとにパラレル入力される信号に対し、キャリアごとに所定の変調方式（変調多値数Ｍ）に応じてＩＱ平面へのマッピングを行い、キャリア変調信号を生成し、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３に出力する。
【００２８】
ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、キャリア変調部１４２から入力されるキャリア変調信号に対して、パイロット信号を挿入して配置することによりＯＦＤＭセグメントフレームを生成し、ＩＦＦＴ部１４４に出力する。パイロット信号は、信号生成時の振幅及び位相が既知であるため、受信側において伝送路特性を推定することができる。ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、パイロット信号として、分散して配置されるＳＰ（Scattered Pilot）信号に加え、シンボル方向に連続して配置されるＣＰ（Continual Pilot）信号を挿入してもよい。また、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、制御情報を伝送するための信号であるＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号や、付加情報を伝送するための信号であるＡＣ（Auxiliary Channel）信号を挿入してもよい。
【００２９】
ＩＦＦＴ部１４４は、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３から入力されるＯＦＤＭセグメントフレームに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して有効シンボル信号を生成し、ＧＩ付加部１４５に出力する。
【００３０】
ＧＩ付加部１４５は、ＩＦＦＴ部１４４から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、送信レート調整バッファメモリ１４５に出力する。ガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換部１５は、送信レート調整バッファメモリ１４５から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。送信周波数変換部１６は、Ｄ／Ａ変換部１５から入力されるアナログ信号を、送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナ１７に出力し、送信アンテナ１７を介して受信側に変調信号を送信する。
【００３２】
クロック供給部２０は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレートに応じて水晶発振器１９を選択してクロックを生成し、インターリーブ・誤り訂正部１３、及びＯＦＤＭ変調部１４にクロックを供給する。
【００３３】
送信パラメータ設定部１８は、パラメータとして、外符号符号化部１３１に対して情報長Ｋｏ及び符号長Ｎｏを設定し、インターリーブ部１３２に対してインターリーブパラメータを設定し、内符号符号化部１３３に対して内符号化率Ｒｉを設定し、Ｓ／Ｐ変換部１４１に対して変調多値数Ｍ及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、キャリア変調部１４２に変調方式の種別及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、ＩＦＦＴ部１４４にＦＦＴポイント数、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、ＧＩ付加部１４５にガードインターバル比を設定する。なお、変調方式の種別ごとに変調多値数Ｍが異なる場合には、キャリア変調部１４２に変調多値数Ｍを設定してもよいのは勿論である。
【００３４】
外符号符号化部１３１による外符号の符号長をＮｏとすると、外符号符号化部１３１から出力される1ブロックあたりのデータ量aは、Ｎｏ（単位はビット）と等しい。また、内符号符号化部１３３による内符号化率をＲｉ、キャリア変調部１４２における変調方式の変調多値数をＭ、ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとすると、ＯＦＤＭ信号１シンボルあたりのデータ量ｂは、Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ（単位はビット）で表される。
【００３５】
ａ＝ｂの場合、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２からブロック単位で処理するごとに出力される符号長のａビットと、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４にてシンボル単位で処理すべきデータ量のｂビットが等しいため、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４は、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２から出力されるａビット（＝ｂビット）のデータをバッファに蓄積後、直ちに内符号符号化処理、ＯＦＤＭ変調処理を実行することができる。そこで、送信パラメータ設定部１８は、符号長Ｎｏが次式（１）を満たすようにパラメータを制御し、設定する。
【００３６】
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ （１）
【００３７】
なお、外符号化率Ｒｏ＝１とすることも可能であり、この場合には、外符号符号化部１３１は不要となり、内符号符号化部１３３は、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する。この場合、パラメータは、内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット長をＮｏとして、式（１）を満たすように設定される。
【００３８】
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなるようにパラメータを設定することにより、ＯＦＤＭ信号を連続して生成することができるため、送信レート調整用のバッファメモリは不要となり、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２に入力されるデータに対する、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４から出力されるデータの遅延を少なくすることができる。
【００３９】
また、送信パラメータ設定部１８は、パラメータを設定することにより、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓと音声信号のサンプリング周波数ｆｓとの関係を規定する。１シンボル当たりに伝送する音声サンプル数ｍが整数でない場合には、受信側で次のシンボルのデータも受信しないと復号できないサンプリングデータが存在することとなる。図３は、音声信号をサンプリング周波数ｆｓ（サンプリング間隔１／ｆｓ）でサンプリングする例を示す図である。図３に示すように、１シンボル当たりに伝送する音声サンプル数ｍが４．３である場合、１シンボル目のデータを受信したときに時間ｔ１〜ｔ４におけるサンプリングデータｍ１〜ｍ４を復号して再生することはできる。しかし、時間ｔ５におけるサンプリングデータｍ５は、２シンボル目のデータを受信して復号した後でないと再生することができないため、１シンボル分の遅延が発生することとなる。そこで、送信パラメータ設定部１８は、シンボル長Ｔｓが次式（２）を満たすように、すなわち、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓが音声信号のサンプリング間隔１／ｆｓの整数倍となるように、パラメータを制御し、設定する。
【００４０】
Ｔｓ＝ｍ×１／ｆｓ（ｍ＝整数） （２）
【００４１】
また、シンボル長Ｔｓは、次式（３）により求まる。ここで、Ｖｓｃは１キャリアのシンボルレート、ＶｓはＯＦＤＭ信号全体のシンボルレート、Ｖｏは外符号化後のレートである。よって、パラメータＶｏ，Ｒｉ，Ｍ，Ｎｄの値により、シンボル長Ｔｓを規定することができる。
【００４２】
Ｔｓ＝１／Ｖｓｃ
＝Ｎｄ／Ｖｓ
＝Ｎｄ／（Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）） （３）
【００４３】
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置］
次に、本発明によるワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置について説明する。図２は、本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａは、受信アンテナ２１と、受信周波数変換部２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、ＯＦＤＭ復調部２４と、デインターリーブ・誤り訂正部２５と、Ｄ／Ａ変換部２６と、スピーカ２７と、受信パラメータ設定部２８と、水晶発振器２９（２９−１〜２９−ｎ）と、クロック供給部３０とを備える。ＯＦＤＭ復調部２４はＧＩ除去部２４１と、ＦＦＴ部２４２と、キャリア復調部２４３と、Ｐ／Ｓ変換部２４４とを備え、デインターリーブ・誤り訂正部２５は、内符号復号部２５１と、デインターリーブ部２５２と、外符号復号部２５３とを備える。
【００４４】
受信周波数変換部２２は、受信アンテナ２１で受信した変調信号を電力増幅し、データを周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部２３に出力する。Ａ／Ｄ変換部２３は、受信周波数変換部２２から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＧＩ除去部２４１に出力する。
【００４５】
ＧＩ除去部２４１は、Ａ／Ｄ変換部２３から入力されるにデジタル信号対して、ガードインターバルを除去して有効シンボルを抽出し、ＦＦＴ部２４２に出力する。
【００４６】
ＦＦＴ部２４２は、ＧＩ除去部２４１から入力される有効シンボルに対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施し、キャリア復調部２４３に出力する。
【００４７】
キャリア復調部２４３は、ＦＦＴ部２４２から入力される信号に対して、キャリアごとに復調を行い、Ｐ／Ｓ変換部２４４に出力する。復調する際には、ＳＰ信号を抽出し、基準値（既知の振幅と位相）と比較することにより、ＳＰ信号の存在するキャリアの伝送路特性を算出し、算出した伝送路特性を時間方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出する。
【００４８】
Ｐ／Ｓ変換部２４４は、キャリア復調部２４３からパラレル入力される信号を、シリアル信号に変換する。
【００４９】
内符号復号部２５１は、Ｐ／Ｓ変換部２４４から入力される内符号を内符号復号して外符号を生成し、デインターリーブ部２５２に出力する。なお、送信側で畳み込み符号化により内符号化されている場合には、内符号復号部２５１は、ビタビ復号を行って誤り訂正し、デインターリーブ部２５２に出力する。
【００５０】
デインターリーブ部２５２は、内符号復号部２５１から入力される外符号に対してデータの順序を並び替え、受信レート調整バッファメモリ２５４に出力する。
【００５１】
外符号復号部２５３は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａの外符号符号化部１３１にてＢＣＨ符号等の外符号を用いて符号化された符号を復号する。なお、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａが、外符号化率Ｒｏ＝１として外符号符号化部１３１を設けていない場合には、同様に外符号復号部２５３も不要となる。
【００５２】
Ｄ／Ａ変換部２６は、外符号復号部２５３から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換し、スピーカ２７に出力する。
【００５３】
受信パラメータ設定部２８は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａに設定するパラメータと同じパラメータを、各ブロックに設定する。例えば、ＧＩ除去部２４１に対してガードインターバル比を設定し、ＦＦＴ部２４２に対してＦＦＴポイント数、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、キャリア復調部２４３に対して変調方式の種別（変調多値数Ｍ）及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、内符号復号部２５１に対して内符号化率Ｒｉを設定し、デインターリーブ部２５２に対してインターリーブパラメータを設定する。外符号復号部２５３に対して情報長Ｋｏ及び符号長Ｎｏを設定する。なお、パラメータはワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａから受信するようにしてもよいし、ＴＭＣＣ信号からパラメータ情報を取得するようにしてもよい。
【００５４】
ここで、受信パラメータ設定部２８が設定するパラメータは、式（１）のＮｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄという条件を満たしているため、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと同様に、受信レート調整用のバッファメモリは不要となる。
【００５５】
クロック供給部３０は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレート（パラメータの設定モード）に応じて水晶発振器２９を選択してクロックを生成し、ＯＦＤＭ復調部２４、及びデインターリーブ・誤り訂正部２５にクロックを供給する。
【００５６】
［有効シンボル長］
次に、本発明に係るワイヤレスマイクシステムにおけるＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕについて、送受信間の遅延時間、すなわちワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａのマイク１１に入力された音声がワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａのスピーカ２７から出力されるまでの遅延時間、及びマルチパスによる基本波に対する反射波の遅延時間の観点から最適な値を検討する。
【００５７】
まず、送受信間の遅延時間について検討する。主観評価によると、送受信間による遅延時間が２ｍｓ程度以下になると、遅延を検知しにくくなり、遅延はほぼ気にならなくなると言われている。そこで、本実施例では、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下となるように有効シンボル長Ｔｕを決定する。Ａ/Ｄ変換部１２による遅延時間は約４００μｓ、Ｄ/Ａ変換部２６による遅延時間が約４００μｓである。外符号符号化部１３１及び外符号復号部２５３による合計の遅延時間は、ＢＣＨ符号を用いた場合、約１１５μｓである。インターリーブ部１３２及びデインターリーブ部２５２による合計の遅延時間は、約１２５μｓである。内符号符号化部１３３及び内符号復号部２５１の遅延時間の合計は、約２７０μｓである。すると、送受信全体での遅延時間を２ｍｓ以下とするためには、ＯＦＤＭ変調部１４及びＯＦＤＭ復調部２４の遅延時間の合計ＴＯＦＤＭを６９０μｓ以下とする必要がある。ＯＦＤＭ変調部１４及びＯＦＤＭ復調部２４の処理に、３シンボル長程度の遅延時間が生じるため、有効シンボル長Ｔｕは、次式（４）の条件を満たす必要がある。
【００５８】
Ｔｕ≦ＴＯＦＤＭ／３ （４）
【００５９】
次に、マルチパスによる最大遅延時間について検討する。伝搬距離差の最大値をＬとすると、反射波の最大遅延時間τは、光速ｃを用いて、τ＝Ｌ／ｃで表される。ワイヤレスマイクの使用環境下では、無指向のアンテナを使用した場合でも、直接波と反射波との最大伝搬距離差Ｌは２０００ｍ程度である。マルチパスフェージングによるキャリアの波形ひずみを防止するためには、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある。よって、有効シンボル長Ｔｕは、次式（５）の条件を満たす必要がある。なお、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある点については、例えば、庄納 崇、「インプレス標準教科書シリーズ ＷｉＭＡＸ教科書」、インプレスＲ&Ｄ、2008年7月16日、P7１の記載を参照されたい。
【００６０】
Ｔｕ≧τ×１０＝１０Ｌ／ｃ （５）
【００６１】
式（３）においてＴＯＦＤＭ≦６９０［μｓ］とし、式（５）においてＬ＝２０００［ｍ］とすると、有効シンボル長Ｔｕは、次式（６）を満たす必要がある。よって、送信パラメータ設定部１８は、有効シンボル長Ｔｕが次式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定する。なお、具体的なパラメータ例については実施例２にて説明する。
【００６２】
６６．６［μｓ］≦Ｔｕ≦２３０［μｓ］ （６）
【００６３】
このように、実施例１のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａによれば、ＯＦＤＭ変調方式を採用し、ガードインターバルを付加することにより、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。また、パラメータをＮｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとするため、レート調整バッファメモリを不要とすることができ、送受信による音声信号の遅延を減少させることができる。また、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓを音声信号のサンプリング間隔の整数倍とすることにより、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａは次のシンボルを待たずにサンプリングデータを復号・再生することができる。
【００６４】
特に、有効シンボル長Ｔｕが式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定することにより、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下とすることができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置について説明する。なお、図１及び図２に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａと同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。図４は、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂは、図１に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと比較して、水晶発振器１９が１つで済む点、及び送信パラメータ設定部１８の動作が相違する。
【００６６】
送信パラメータ設定部１８は、実施例１と同様に、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなるように設定し、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓを音声信号のサンプリング間隔１／ｆｓの整数倍に設定する。さらに、実施例２の送信パラメータ設定部１８は、サブキャリアのシンボルレートがパラメータの設定モードによらず等しくなるようにパラメータを制御する。これにより、ガードインターバル比が変わらない限りは水晶発振器２９が１つで済むようになる。サブキャリアのシンボルレートＳｃは、入力情報レートＶｉ、外符号化率Ｒｏ、内符号化率Ｒｉ、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを用いて、Ｓｃ＝Ｖｉ×（１／Ｒｏ）×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）×（１／Ｎｄ）と表される。よって、送信パラメータ設定部１８は、次式（７）を満たすようにパラメータを制御し、設定する。
【００６７】
Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ＝一定 （７）
【００６８】
さらに、送信パラメータ設定部１８は、パラメータの設定モードによらず、Ｎｏ（＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ）が一定、且つ、Ｒｏが一定となるようにパラメータを制御してもよい。このとき、式（７）は必ず成立する。外符号の符号長Ｎｏ及び外符号符号率Ｒｏが一定の場合、情報長Ｋｏも一定となるため、外符号符号化部１３１の回路を共通化でき、回路規模や回路コストを低減することができる。
【００６９】
図５は、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置を示すブロック図である。実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、図２に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａと比較して、水晶発振器２９が１つで済む点、及び受信パラメータ設定部２８の動作のみが相違する。
【００７０】
受信パラメータ設定部２８は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂと同じパラメータを各ブロックに設定する。そのため、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと同様に、ガードインターバル比が変わらない限りは、水晶発振器２９が１つで済むようになる。
【００７１】
また、送信パラメータ設定部１８が、符号長Ｎｏが一定、且つ、外符号化率Ｒｏが一定となるように設定する場合には、外符号復号部２５３の回路を共通化でき、回路規模や回路コストを低減することができる。
【００７２】
このように、実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄが一定となるように、符号長Ｎｏ、外符号化率Ｒｏ、内符号化率Ｒｉ、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを制御する。このため、パラメータの設定モードによらずサブキャリアのシンボルレートＳｃが一定となり、ガードインターバル比が変わらない限りは、水晶発振器１９が１つで済むようになる。
【００７３】
また、外符号率Ｒｏが一定、且つ、符号長Ｎｏが一定となるように、外符号化率Ｒｏ及び符号長Ｎｏを設定することにより、さらに外符号符号化部１３１及び外符号復号部２５３の回路規模を小さくすることができる。
【００７４】
［パラメータ例］
次に、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる具体的なパラメータ例を示す。パラメータは、上述したように、以下の条件を満たしている。
・Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ（式（１））
・Ｔｓ＝ｍ×１／ｆｓ（ｍ＝整数）（式（２））
・Ｔｓ＝１／Ｖｓｃ（式（３））
・６６．６［μｓ］≦Ｔｕ≦２３０［μｓ］（式（６））
・パラメータの設定モードによらず、符号長Ｎｏ及び外符号化率Ｒｏが一定
【００７５】
以下に示す例では、Ａ／Ｄ変換部１２がアナログの音声信号を、量子化ビット長Ｎを２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓを４８ＫＨｚとしてデジタル信号に変換するものとして説明する。このとき、入力情報レートＶｉは、Ｖｉ＝Ｎ×ｆｓ＝２４×４８＝１１５２［ｋｂｐｓ］となる。サンプリング周波数ｆｓが４８ＫＨｚのとき、サンプリング間隔１／ｆｓは約２０．８ｕｓである。ガードインターバル比が１／１６や１／３２程度であるとすると、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが４≦ｍ≦１１のとき、有効シンボル長Ｔｕが式（６）の条件を満たす。
【００７６】
［第１のパラメータ例］
図６は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第１のパラメータ例を示す図である。ここでは、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが４の場合のパラメータ例について説明する。
【００７７】
サンプル数ｍが４の場合、情報長Ｋｏは、Ｋｏ＝２４×４＝９６［ｂｉｔ］となる。図６に示すパラメータ例では、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず１０４ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝１２／１３でパラメータの設定モードによらず一定としている。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×１３／１２＝１２４８［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００７８】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１２４８×２×１／２＝１２４８［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝1０４×２×１／２＝1０４となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１２４８／１０４＝１２［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約８３．３μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒７８．４［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００７９】
キャリアシンボルを複数のセグメントに分けて伝送する場合には、ヌルキャリアが発生しないようにするためには、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを、全帯域内のデータキャリア数Ｎｄ、及びセグメント数Ｓを用いて、次式（８）を満たすように設定する必要がある。
【００８０】
Ｎｄｓｅｇ＝Ｎｄ／Ｓ （８）
【００８１】
図６に示すパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを１３とし、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１としており、その結果、１セグメントあたりのキャリア数は１５となる。
【００８２】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が１であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは８となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１０４＋８＋８＋１＝１２１となる。なお、ＣＰ信号は、最も周波数が高いキャリアに配置されるか、セグメントのスペクトルを反転してＣＰ信号を各チャンネルの最も周波数が低いキャリアに配置される。伝送帯域幅ＢＷｔは、全キャリア数Ｎｃａｒｒと有効シンボル長Ｔｕを用いて、ＢＷｔ＝Ｎｃａｒｒ×１／Ｔｕで表される。
【００８３】
図７は、図６に示す第１のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図７（ａ）に示す例では次式（９）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図７（ｂ）に示す例では次式（１０）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。ここで、ｐは非負整数、ｉはシンボル番号、ｋはＳＰ信号が配置されるキャリアシンボル位置であり、ｍｏｄは剰余を意味する。なお、ＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置はこれに限定されるものではない。
【００８４】
ｋ＝３×（ｉｍｏｄ５）＋１５ｐ （９）
ｋ＝５×（ｉｍｏｄ３）＋１５ｐ （１０）
【００８５】
［第２のパラメータ例］
図８は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第２のパラメータ例を示す図である。図８に示す第２のパラメータ例は、図６に示した第１のパラメータ例と比較して、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数が２である点が異なる。なお、２つのＴＭＣＣ信号のうちの１つをＡＣ信号又はＣＰ信号としてもよい。
【００８６】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が２であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは１６となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１０４＋８＋１６＋１＝１２９となる。
【００８７】
図９は、図８に示す第２のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図９（ａ）に示す例では次式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図９（ｂ）に示す例では次式（１２）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００８８】
ｋ＝４×（ｉｍｏｄ４）＋１６ｐ （１１）
ｋ＝２×（ｉｍｏｄ８）＋１６ｐ （１２）
【００８９】
［第３のパラメータ例］
図１０は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第３のパラメータ例を示す図である。図１０に示すパラメータ例は、第１のパラメータ例及び第２のパラメータ例と同様に、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍは４（情報長Ｋｏは９６ｂｉｔ）である。第３のパラメータでは、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず１１２ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝６／７でパラメータの設定モードによらず一定としている。第１及び第２のパラメータ例に比べて外符号化率が低いため、誤り訂正能力が高くなる。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×７／６＝１３４４［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００９０】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１３４４×２×１／２＝１３４４［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝1１２×２×１／２＝1１２となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１３４４／１１２＝１２［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約８３．３μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒７８．４［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００９１】
図１０に示すパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを８、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１としており、その結果、１セグメントあたりのキャリア数は１４となる。モード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が１であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは８となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１１２＋８＋８＋１＝１２９となる。
【００９２】
図１１は、図１０に示す第３のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図１１（ａ）に示す例では式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図１１（ｂ）に示す例では式（１２）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００９３】
［第４のパラメータ例］
図１２は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第４のパラメータ例を示す図である。ここでは、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが８の場合のパラメータ例について説明する。
【００９４】
音声サンプル数ｍが８の場合、情報長Ｋｏは、Ｋｏ＝２４×８＝１９２［ｂｉｔ］となる。図１２に示す第４のパラメータ例では、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず２１６ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝８／９でパラメータの設定モードによらず一定としている。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×９／８＝１２９６［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００９５】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１２９６×２×１／２＝１２９６［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝２１６×２×１／２＝２１６となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１２９６／２１６＝６［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約１６６．７μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒１５６．９［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００９６】
第４のパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを２７とし、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１としている。ＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とすると１セグメントあたりのキャリア数は２９となり、等間隔にＳＰ信号を配置することができなくなるため、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とし、１セグメントあたりのキャリア数を３０とする。なお、２つのＴＭＣＣ信号のうちの１つをＡＣ信号又はＣＰ信号としてもよい。
【００９７】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が２であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは１６となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、２１６＋８＋１６＋１＝２４１となる。
【００９８】
図１３は、第４のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図１３に示す例では次式（１３）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００９９】
ｋ＝６×（ｉｍｏｄ５）＋３０ｐ （１３）
【０１００】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１が、インターリーブ部１３２を備えず、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２がデインターリーブ部２５２を備えない構成とすることも可能である。
【０１０１】
なお、音声信号の送受信による遅延時間を減少させるには、情報圧縮率を１として圧縮を行わないようにするのが好適であるが、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ，１ｂは、圧縮を行った音声信号を送信し、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａ，２ｂは、受信した音声信号を伸張するようすることも可能である。図１４は、情報圧縮率を０．２５とした場合のパラメータ例を示す図である。モード１〜モード３は、第１のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１０４ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とした場合の例を示している。モード４〜モード６は、第２のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１０４ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とした場合の例を示している。モード７〜モード９は、第３のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１１２ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とした場合の例を示している。モード１０〜モード１２は、第４のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを１９２ｂｉｔ、符号長Ｎｏを２１６ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とした場合の例を示している。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
このように、本発明によれば、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるので、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送受信する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ａ，１ｂ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置
２ａ，２ｂ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置
１１ マイク
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ インターリーブ・誤り訂正部
１４ ＯＦＤＭ変調部
１５ Ｄ／Ａ変換部
１６ 送信周波数変換部
１７ 送信アンテナ
１８ 送信パラメータ設定部
１９ 水晶発振器
２０ クロック供給部
１３１ 外符号符号化部
１３２ インターリーブ部
１３３ 内符号符号化部
１４１ Ｓ／Ｐ変換部
１４２ キャリア変調部
１４３ ＯＦＤＭフレーム構成部
１４４ ＩＦＦＴ部
１４５ ＧＩ付加部
２１ 受信アンテナ
２２ 受信周波数変換部
２３ Ａ／Ｄ変換部
２４ ＯＦＤＭ復調部
２５ デインターリーブ・誤り訂正部
２６ Ｄ／Ａ変換部
２７ スピーカ
２８ 受信パラメータ設定部
２９ 水晶発振器
３０ クロック供給部
２４１ ＧＩ除去部
２４２ ＦＦＴ部
２４３ キャリア復調部
２４４ Ｐ／Ｓ変換部
２５１ 内符号復号部
２５２ デインターリーブ部
２５３ 外符号復号部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送受信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤレスマイクの伝送方式として、アナログ方式とデジタル方式がある。非特許文献１には「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」について策定された標準規格が記されており、非特許文献２には「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」について策定された標準規格が記されている。
【０００３】
アナログ方式のワイヤレスマイクは、遅延時間が少なく、現在広く用いられているが、障害物で途切れやすい、伝送距離が短い、干渉しやすいという問題がある。そのため、屋外やコンサートホールなどで高品質の音声を提供するには、デジタル方式のワイヤレスマイクを用いる必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、デジタル方式で音声を圧縮符号化して伝送するワイヤレスマイクシステムが開示されている。図１５はこのような従来のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。ワイヤレスマイク送信装置３は、マイク３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、圧縮符号化部３３と、インターリーブ・誤り訂正部３４と、変調部３５と、Ｄ／Ａ変換部３６と、送信周波数変換部３７と、送信アンテナ３８とを備える。ワイヤレスマイク送信装置３は、Ａ／Ｄ変換部３２によりマイク３１から入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、圧縮符号化部３３によりデジタル信号を圧縮符号化し、インターリーブ・誤り訂正部３４によりインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク送信装置３は、変調部３５により例えばπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式で変調し、Ｄ／Ａ変換部３６により変調信号をアナログ信号に変換し、送信周波数変換部３７により送信周波数に変換し、送信アンテナ３８に出力する。
【０００５】
ワイヤレスマイク受信装置４は、受信アンテナ４１と、受信周波数変換部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、復調部４４と、デインターリーブ・誤り訂正部４５と、伸張復号部４６と、Ｄ／Ａ変換部４７と、スピーカ４８とを備える。ワイヤレスマイク受信装置４は、受信周波数変換部４２により受信アンテナ４１から入力される信号を周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部４３によりデジタル信号に変換し、復調部４４により、送信側で変調された変調信号を復調し、デインターリーブ・誤り訂正部４５によりデインターリーブ及び誤り訂正を行う。続いて、ワイヤレスマイク受信装置４は、伸張復号部４６により、送信側で圧縮された信号を伸張し、Ｄ／Ａ変換部４７により伸張信号をアナログ信号に変換し、スピーカ４８に出力する。
【０００６】
しかし、従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、周波数帯域を節約するために、圧縮符号化部３３により圧縮処理を行い、伸張復号部４６により圧縮処理された信号の伸張処理を行っており、これらの処理による遅延時間が生じている。図１５に示した従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、ワイヤレスマイク送信装置３とワイヤレスマイク受信装置４で合わせて約３ｍｓの遅延時間が生じている。そのうち、圧縮符号化部３３の圧縮処理及び伸張復号部４６の伸張処理による遅延時間は、合計で約１ｍｓであると言われている。また、屋外や移動しながらワイヤレスマイクを使用する場合には、マルチパスによるフェージングが発生し、品質が低下する。そのため、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調方式により変調して伝送することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１５０６９２
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「特定ラジオマイクの陸上移動局の無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−２２、社団法人電波産業会
【非特許文献２】「特定小電力無線局ラジオマイク用無線設備」、ＡＲＩＢ ＲＣＲ ＳＴＤ−１５、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、周波数帯域を節約するために、圧縮符号化部３３により圧縮処理を行い、伸張復号部４６により圧縮処理された信号の伸張処理を行っており、これらの処理による遅延時間が生じている。図１５に示した従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムでは、ワイヤレスマイク送信装置３とワイヤレスマイク受信装置４で合わせて約３ｍｓの遅延時間が生じている。そのうち、圧縮符号化部３３の圧縮処理及び伸張復号部４６の伸張処理による遅延時間は、合計で約１ｍｓであると言われている。
【００１０】
また、屋外や移動しながらワイヤレスマイクを使用する場合には、マルチパスによるフェージングが発生し、品質が低下する。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置は、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部と、前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、前記内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長が６６．６μｓ以上、且つ、２３０μｓ以下となるように、前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、デジタルの音声信号をブロック符号化して外符号を生成する外符号符号化部を更に備え、前記内符号符号化部は、前記外符号符号化部により生成された外符号を内符号化して内符号を生成し、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号長のビット数をＮｏとすることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号化率をＲｏとしたとき、パラメータの設定モードによらず、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄの値が一定となるように、前記Ｒｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置において、前記送信パラメータ設定部は、前記Ｒｏが一定、且つ、前記Ｎｏが一定となるように、前記Ｒｏ及び前記Ｎｏを設定することを特徴とする。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置は、上述のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、デジタルの音声信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】音声信号をサンプリングする例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第１のパラメータ例を示す図である。
【図７】図６に示す第１のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図８】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第２のパラメータ例を示す図である。
【図９】図８に示す第２のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１０】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第３のパラメータ例を示す図である。
【図１１】図１０に示す第３のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１２】本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第４のパラメータ例を示す図である。
【図１３】図１２に示す第４のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。
【図１４】発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により設定される圧縮処理を行う場合のパラメータ例を示す図である。
【図１５】従来のデジタル方式のワイヤレスマイクシステムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置］
図１は、本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａは、マイク１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、インターリーブ・誤り訂正部１３と、ＯＦＤＭ変調部１４と、Ｄ／Ａ変換部１５と、送信周波数変換部１６と、送信アンテナ１７と、送信パラメータ設定部１８と、水晶発振器１９（１９−１〜１９−ｎ）と、クロック供給部２０とを備える。インターリーブ・誤り訂正部１３は、外符号符号化部１３１と、インターリーブ部１３２と、内符号符号化部１３３とを備え、ＯＦＤＭ変調部１４は、Ｓ／Ｐ変換部１４１と、キャリア変調部１４２と、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３と、ＩＦＦＴ部１４４と、ＧＩ付加部１４５とを備える。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換部１２は、マイク１１から入力されるアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、外符号符号化部１３１に出力する。
【００２３】
外符号符号化部１３１は、ＲＳ符号、ＢＣＨ符号、差集合巡回符号、あるいは、ＣＲＣを付けてインターリーブ部１３２に出力する。これは、受信側で誤り訂正を行うため、あるいは誤り検出を行い、誤ったブロックに対してコンシールメントをかけるためである。特に、ＢＣＨ符号を用いることで、遅延時間を少なくすることができる。例えば、ＲＳ（２０４，１８８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数は、２０４Ｂｙｔｅ＝１６３２ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１３１０μｓとなる。これに対し、ＢＣＨ（１４４，１２８）符号の場合、符号１ブロックに含まれるビット数が１４４ｂｉｔであり、符号化及び復号による遅延時間は１１５μｓである。ブロック符号化により、情報長Ｋｏのデータから符号長Ｎｏの符号が生成される場合、この符号を（Ｎｏ，Ｋｏ）符号と表し、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏを符号化率という。符号長Ｎｏは、外符号化後のブロック長を意味する。なお、後述する内符号の符号化率と区別するために、外符号の符号化率Ｒｏを外符号化率と称する。
【００２４】
インターリーブ部１３２は、誤り訂正の効率を上げるために、外符号符号化部１３１から入力される外符号の順序を並び替え、内符号符号化部１３３に出力する。
【００２５】
内符号符号化部１３３は、インターリーブ部１３２から入力される信号を内符号化（例えば、畳み込み符号化）し、Ｓ／Ｐ変換部１４１に出力する。一般に、内符号化により、情報長Ｋｉのデータから符号長Ｎｉの符号が生成される場合、Ｒｉ＝Ｋｉ／Ｎｉを符号化率という。なお、前述した外符号化率（外符号化率）と区別するために、内符号の符号化率Ｒｉを内符号化率と称する。
【００２６】
Ｓ／Ｐ変換部１４１は、内符号符号化部１３３から入力される内符号を、内部に備えるメモリなどの記憶領域に一時的に記憶し、所定のデータ数に達した時点でパラレルデータに変換してキャリア変調部１４２に出力する。例えば、データキャリア数がＮｄで、各キャリアの変調方式の変調多値数がＭの場合には、Ｍビットずつ、Ｎｄ本の信号に変換する。
【００２７】
キャリア変調部１４２は、Ｓ／Ｐ変換部１４１からＭビットごとにパラレル入力される信号に対し、キャリアごとに所定の変調方式（変調多値数Ｍ）に応じてＩＱ平面へのマッピングを行い、キャリア変調信号を生成し、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３に出力する。
【００２８】
ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、キャリア変調部１４２から入力されるキャリア変調信号に対して、パイロット信号を挿入して配置することによりＯＦＤＭセグメントフレームを生成し、ＩＦＦＴ部１４４に出力する。パイロット信号は、信号生成時の振幅及び位相が既知であるため、受信側において伝送路特性を推定することができる。ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、パイロット信号として、分散して配置されるＳＰ（Scattered Pilot）信号に加え、シンボル方向に連続して配置されるＣＰ（Continual Pilot）信号を挿入してもよい。また、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３は、制御情報を伝送するための信号であるＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号や、付加情報を伝送するための信号であるＡＣ（Auxiliary Channel）信号を挿入してもよい。
【００２９】
ＩＦＦＴ部１４４は、ＯＦＤＭフレーム構成部１４３から入力されるＯＦＤＭセグメントフレームに対して、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を施して有効シンボル信号を生成し、ＧＩ付加部１４５に出力する。
【００３０】
ＧＩ付加部１４５は、ＩＦＦＴ部１４４から入力される有効シンボル信号の先頭に、有効シンボル信号の後半部分をコピーしたガードインターバルを挿入し、送信レート調整バッファメモリ１４５に出力する。ガードインターバルは、ＯＦＤＭ信号を受信する際にシンボル間干渉を低減させるために挿入されるものであり、マルチパス遅延波の遅延時間がガードインターバル長を超えないように設定される。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換部１５は、送信レート調整バッファメモリ１４５から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。送信周波数変換部１６は、Ｄ／Ａ変換部１５から入力されるアナログ信号を、送信周波数に変調し、電力増幅して送信アンテナ１７に出力し、送信アンテナ１７を介して受信側に変調信号を送信する。
【００３２】
クロック供給部２０は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレートに応じて水晶発振器１９を選択してクロックを生成し、インターリーブ・誤り訂正部１３、及びＯＦＤＭ変調部１４にクロックを供給する。
【００３３】
送信パラメータ設定部１８は、パラメータとして、外符号符号化部１３１に対して情報長Ｋｏ及び符号長Ｎｏを設定し、インターリーブ部１３２に対してインターリーブパラメータを設定し、内符号符号化部１３３に対して内符号化率Ｒｉを設定し、Ｓ／Ｐ変換部１４１に対して変調多値数Ｍ及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、キャリア変調部１４２に変調方式の種別及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、ＩＦＦＴ部１４４にＦＦＴポイント数、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、ＧＩ付加部１４５にガードインターバル比を設定する。なお、変調方式の種別ごとに変調多値数Ｍが異なる場合には、キャリア変調部１４２に変調多値数Ｍを設定してもよいのは勿論である。
【００３４】
外符号符号化部１３１による外符号の符号長をＮｏとすると、外符号符号化部１３１から出力される1ブロックあたりのデータ量aは、Ｎｏ（単位はビット）と等しい。また、内符号符号化部１３３による内符号化率をＲｉ、キャリア変調部１４２における変調方式の変調多値数をＭ、ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとすると、ＯＦＤＭ信号１シンボルあたりのデータ量ｂは、Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ（単位はビット）で表される。
【００３５】
ａ＝ｂの場合、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２からブロック単位で処理するごとに出力される符号長のａビットと、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４にてシンボル単位で処理すべきデータ量のｂビットが等しいため、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４は、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２から出力されるａビット（＝ｂビット）のデータをバッファに蓄積後、直ちに内符号符号化処理、ＯＦＤＭ変調処理を実行することができる。そこで、送信パラメータ設定部１８は、符号長Ｎｏが次式（１）を満たすようにパラメータを制御し、設定する。
【００３６】
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ （１）
【００３７】
なお、外符号化率Ｒｏ＝１とすることも可能であり、この場合には、外符号符号化部１３１は不要となり、内符号符号化部１３３は、デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する。この場合、パラメータは、内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット長をＮｏとして、式（１）を満たすように設定される。
【００３８】
Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなるようにパラメータを設定することにより、ＯＦＤＭ信号を連続して生成することができるため、送信レート調整用のバッファメモリは不要となり、外符号符号化部１３１、インターリーブ部１３２に入力されるデータに対する、内符号符号化部１３３、ＯＦＤＭ変調部１４から出力されるデータの遅延を少なくすることができる。
【００３９】
また、送信パラメータ設定部１８は、パラメータを設定することにより、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓと音声信号のサンプリング周波数ｆｓとの関係を規定する。１シンボル当たりに伝送する音声サンプル数ｍが整数でない場合には、受信側で次のシンボルのデータも受信しないと復号できないサンプリングデータが存在することとなる。図３は、音声信号をサンプリング周波数ｆｓ（サンプリング間隔１／ｆｓ）でサンプリングする例を示す図である。図３に示すように、１シンボル当たりに伝送する音声サンプル数ｍが４．３である場合、１シンボル目のデータを受信したときに時間ｔ１〜ｔ４におけるサンプリングデータｍ１〜ｍ４を復号して再生することはできる。しかし、時間ｔ５におけるサンプリングデータｍ５は、２シンボル目のデータを受信して復号した後でないと再生することができないため、１シンボル分の遅延が発生することとなる。そこで、送信パラメータ設定部１８は、シンボル長Ｔｓが次式（２）を満たすように、すなわち、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓが音声信号のサンプリング間隔１／ｆｓの整数倍となるように、パラメータを制御し、設定する。
【００４０】
Ｔｓ＝ｍ×１／ｆｓ（ｍ＝整数） （２）
【００４１】
また、シンボル長Ｔｓは、次式（３）により求まる。ここで、Ｖｓｃは１キャリアのシンボルレート、ＶｓはＯＦＤＭ信号全体のシンボルレート、Ｖｏは外符号化後のレートである。よって、パラメータＶｏ，Ｒｉ，Ｍ，Ｎｄの値により、シンボル長Ｔｓを規定することができる。
【００４２】
Ｔｓ＝１／Ｖｓｃ
＝Ｎｄ／Ｖｓ
＝Ｎｄ／（Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）） （３）
【００４３】
［ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置］
次に、本発明によるワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置について説明する。図２は、本発明の実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａは、受信アンテナ２１と、受信周波数変換部２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、ＯＦＤＭ復調部２４と、デインターリーブ・誤り訂正部２５と、Ｄ／Ａ変換部２６と、スピーカ２７と、受信パラメータ設定部２８と、水晶発振器２９（２９−１〜２９−ｎ）と、クロック供給部３０とを備える。ＯＦＤＭ復調部２４はＧＩ除去部２４１と、ＦＦＴ部２４２と、キャリア復調部２４３と、Ｐ／Ｓ変換部２４４とを備え、デインターリーブ・誤り訂正部２５は、内符号復号部２５１と、デインターリーブ部２５２と、外符号復号部２５３とを備える。
【００４４】
受信周波数変換部２２は、受信アンテナ２１で受信した変調信号を電力増幅し、データを周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部２３に出力する。Ａ／Ｄ変換部２３は、受信周波数変換部２２から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＧＩ除去部２４１に出力する。
【００４５】
ＧＩ除去部２４１は、Ａ／Ｄ変換部２３から入力されるにデジタル信号対して、ガードインターバルを除去して有効シンボルを抽出し、ＦＦＴ部２４２に出力する。
【００４６】
ＦＦＴ部２４２は、ＧＩ除去部２４１から入力される有効シンボルに対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理を施し、キャリア復調部２４３に出力する。
【００４７】
キャリア復調部２４３は、ＦＦＴ部２４２から入力される信号に対して、キャリアごとに復調を行い、Ｐ／Ｓ変換部２４４に出力する。復調する際には、ＳＰ信号を抽出し、基準値（既知の振幅と位相）と比較することにより、ＳＰ信号の存在するキャリアの伝送路特性を算出し、算出した伝送路特性を時間方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出する。
【００４８】
Ｐ／Ｓ変換部２４４は、キャリア復調部２４３からパラレル入力される信号を、シリアル信号に変換する。
【００４９】
内符号復号部２５１は、Ｐ／Ｓ変換部２４４から入力される内符号を内符号復号して外符号を生成し、デインターリーブ部２５２に出力する。なお、送信側で畳み込み符号化により内符号化されている場合には、内符号復号部２５１は、ビタビ復号を行って誤り訂正し、デインターリーブ部２５２に出力する。
【００５０】
デインターリーブ部２５２は、内符号復号部２５１から入力される外符号に対してデータの順序を並び替え、受信レート調整バッファメモリ２５４に出力する。
【００５１】
外符号復号部２５３は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａの外符号符号化部１３１にてＢＣＨ符号等の外符号を用いて符号化された符号を復号する。なお、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａが、外符号化率Ｒｏ＝１として外符号符号化部１３１を設けていない場合には、同様に外符号復号部２５３も不要となる。
【００５２】
Ｄ／Ａ変換部２６は、外符号復号部２５３から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換し、スピーカ２７に出力する。
【００５３】
受信パラメータ設定部２８は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａに設定するパラメータと同じパラメータを、各ブロックに設定する。例えば、ＧＩ除去部２４１に対してガードインターバル比を設定し、ＦＦＴ部２４２に対してＦＦＴポイント数、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、キャリア復調部２４３に対して変調方式の種別（変調多値数Ｍ）及びデータキャリア数Ｎｄを設定し、内符号復号部２５１に対して内符号化率Ｒｉを設定し、デインターリーブ部２５２に対してインターリーブパラメータを設定する。外符号復号部２５３に対して情報長Ｋｏ及び符号長Ｎｏを設定する。なお、パラメータはワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａから受信するようにしてもよいし、ＴＭＣＣ信号からパラメータ情報を取得するようにしてもよい。
【００５４】
ここで、受信パラメータ設定部２８が設定するパラメータは、式（１）のＮｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄという条件を満たしているため、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと同様に、受信レート調整用のバッファメモリは不要となる。
【００５５】
クロック供給部３０は、ＯＦＤＭ信号のキャリアのシンボルレート（パラメータの設定モード）に応じて水晶発振器２９を選択してクロックを生成し、ＯＦＤＭ復調部２４、及びデインターリーブ・誤り訂正部２５にクロックを供給する。
【００５６】
［有効シンボル長］
次に、本発明に係るワイヤレスマイクシステムにおけるＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔｕについて、送受信間の遅延時間、すなわちワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａのマイク１１に入力された音声がワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａのスピーカ２７から出力されるまでの遅延時間、及びマルチパスによる基本波に対する反射波の遅延時間の観点から最適な値を検討する。
【００５７】
まず、送受信間の遅延時間について検討する。主観評価によると、送受信間による遅延時間が２ｍｓ程度以下になると、遅延を検知しにくくなり、遅延はほぼ気にならなくなると言われている。そこで、本実施例では、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下となるように有効シンボル長Ｔｕを決定する。Ａ/Ｄ変換部１２による遅延時間は約４００μｓ、Ｄ/Ａ変換部２６による遅延時間が約４００μｓである。外符号符号化部１３１及び外符号復号部２５３による合計の遅延時間は、ＢＣＨ符号を用いた場合、約１１５μｓである。インターリーブ部１３２及びデインターリーブ部２５２による合計の遅延時間は、約１２５μｓである。内符号符号化部１３３及び内符号復号部２５１の遅延時間の合計は、約２７０μｓである。すると、送受信全体での遅延時間を２ｍｓ以下とするためには、ＯＦＤＭ変調部１４及びＯＦＤＭ復調部２４の遅延時間の合計ＴＯＦＤＭを６９０μｓ以下とする必要がある。ＯＦＤＭ変調部１４及びＯＦＤＭ復調部２４の処理に、３シンボル長程度の遅延時間が生じるため、有効シンボル長Ｔｕは、次式（４）の条件を満たす必要がある。
【００５８】
Ｔｕ≦ＴＯＦＤＭ／３ （４）
【００５９】
次に、マルチパスによる最大遅延時間について検討する。伝搬距離差の最大値をＬとすると、反射波の最大遅延時間τは、光速ｃを用いて、τ＝Ｌ／ｃで表される。ワイヤレスマイクの使用環境下では、無指向のアンテナを使用した場合でも、直接波と反射波との最大伝搬距離差Ｌは２０００ｍ程度である。マルチパスフェージングによるキャリアの波形ひずみを防止するためには、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある。よって、有効シンボル長Ｔｕは、次式（５）の条件を満たす必要がある。なお、有効シンボル長Ｔｕを遅延分散の１０倍程度以上にする必要がある点については、例えば、庄納 崇、「インプレス標準教科書シリーズ ＷｉＭＡＸ教科書」、インプレスＲ&Ｄ、2008年7月16日、P7１の記載を参照されたい。
【００６０】
Ｔｕ≧τ×１０＝１０Ｌ／ｃ （５）
【００６１】
式（３）においてＴＯＦＤＭ≦６９０［μｓ］とし、式（５）においてＬ＝２０００［ｍ］とすると、有効シンボル長Ｔｕは、次式（６）を満たす必要がある。よって、送信パラメータ設定部１８は、有効シンボル長Ｔｕが次式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定する。なお、具体的なパラメータ例については実施例２にて説明する。
【００６２】
６６．６［μｓ］≦Ｔｕ≦２３０［μｓ］ （６）
【００６３】
このように、実施例１のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａによれば、ＯＦＤＭ変調方式を採用し、ガードインターバルを付加することにより、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるようになる。また、パラメータをＮｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとするため、レート調整バッファメモリを不要とすることができ、送受信による音声信号の遅延を減少させることができる。また、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓを音声信号のサンプリング間隔の整数倍とすることにより、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａは次のシンボルを待たずにサンプリングデータを復号・再生することができる。
【００６４】
特に、有効シンボル長Ｔｕが式（６）の範囲内となるようにパラメータを設定することにより、送受信間の遅延時間が２ｍｓ以下とすることができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置及び受信装置について説明する。なお、図１及び図２に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａと同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。図４は、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図である。ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂは、図１に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと比較して、水晶発振器１９が１つで済む点、及び送信パラメータ設定部１８の動作が相違する。
【００６６】
送信パラメータ設定部１８は、実施例１と同様に、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなるように設定し、ＯＦＤＭ信号のシンボル長Ｔｓを音声信号のサンプリング間隔１／ｆｓの整数倍に設定する。さらに、実施例２の送信パラメータ設定部１８は、サブキャリアのシンボルレートがパラメータの設定モードによらず等しくなるようにパラメータを制御する。これにより、ガードインターバル比が変わらない限りは水晶発振器２９が１つで済むようになる。サブキャリアのシンボルレートＳｃは、入力情報レートＶｉ、外符号化率Ｒｏ、内符号化率Ｒｉ、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを用いて、Ｓｃ＝Ｖｉ×（１／Ｒｏ）×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）×（１／Ｎｄ）と表される。よって、送信パラメータ設定部１８は、次式（７）を満たすようにパラメータを制御し、設定する。
【００６７】
Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ＝一定 （７）
【００６８】
さらに、送信パラメータ設定部１８は、パラメータの設定モードによらず、Ｎｏ（＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ）が一定、且つ、Ｒｏが一定となるようにパラメータを制御してもよい。このとき、式（７）は必ず成立する。外符号の符号長Ｎｏ及び外符号符号率Ｒｏが一定の場合、情報長Ｋｏも一定となるため、外符号符号化部１３１の回路を共通化でき、回路規模や回路コストを低減することができる。
【００６９】
図５は、本発明の実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置を示すブロック図である。実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、図２に示した実施例１に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａと比較して、水晶発振器２９が１つで済む点、及び受信パラメータ設定部２８の動作のみが相違する。
【００７０】
受信パラメータ設定部２８は、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂと同じパラメータを各ブロックに設定する。そのため、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａと同様に、ガードインターバル比が変わらない限りは、水晶発振器２９が１つで済むようになる。
【００７１】
また、送信パラメータ設定部１８が、符号長Ｎｏが一定、且つ、外符号化率Ｒｏが一定となるように設定する場合には、外符号復号部２５３の回路を共通化でき、回路規模や回路コストを低減することができる。
【００７２】
このように、実施例２に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ｂ及びワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ｂは、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄが一定となるように、符号長Ｎｏ、外符号化率Ｒｏ、内符号化率Ｒｉ、変調多値数Ｍ、及びデータキャリア数Ｎｄを制御する。このため、パラメータの設定モードによらずサブキャリアのシンボルレートＳｃが一定となり、ガードインターバル比が変わらない限りは、水晶発振器１９が１つで済むようになる。
【００７３】
また、外符号率Ｒｏが一定、且つ、符号長Ｎｏが一定となるように、外符号化率Ｒｏ及び符号長Ｎｏを設定することにより、さらに外符号符号化部１３１及び外符号復号部２５３の回路規模を小さくすることができる。
【００７４】
［パラメータ例］
次に、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる具体的なパラメータ例を示す。パラメータは、上述したように、以下の条件を満たしている。
・Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄ（式（１））
・Ｔｓ＝ｍ×１／ｆｓ（ｍ＝整数）（式（２））
・Ｔｓ＝１／Ｖｓｃ（式（３））
・６６．６［μｓ］≦Ｔｕ≦２３０［μｓ］（式（６））
・パラメータの設定モードによらず、符号長Ｎｏ及び外符号化率Ｒｏが一定
【００７５】
以下に示す例では、Ａ／Ｄ変換部１２がアナログの音声信号を、量子化ビット長Ｎを２４ｂｉｔ、サンプリング周波数ｆｓを４８ＫＨｚとしてデジタル信号に変換するものとして説明する。このとき、入力情報レートＶｉは、Ｖｉ＝Ｎ×ｆｓ＝２４×４８＝１１５２［ｋｂｐｓ］となる。サンプリング周波数ｆｓが４８ＫＨｚのとき、サンプリング間隔１／ｆｓは約２０．８ｕｓである。ガードインターバル比が１／１６や１／３２程度であるとすると、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが４≦ｍ≦１１のとき、有効シンボル長Ｔｕが式（６）の条件を満たす。
【００７６】
［第１のパラメータ例］
図６は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第１のパラメータ例を示す図である。ここでは、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが４の場合のパラメータ例について説明する。
【００７７】
サンプル数ｍが４の場合、情報長Ｋｏは、Ｋｏ＝２４×４＝９６［ｂｉｔ］となる。図６に示すパラメータ例では、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず１０４ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝１２／１３でパラメータの設定モードによらず一定としている。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×１３／１２＝１２４８［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００７８】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１２４８×２×１／２＝１２４８［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝1０４×２×１／２＝1０４となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１２４８／１０４＝１２［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約８３．３μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒７８．４［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００７９】
キャリアシンボルを複数のセグメントに分けて伝送する場合には、ヌルキャリアが発生しないようにするためには、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを、全帯域内のデータキャリア数Ｎｄ、及びセグメント数Ｓを用いて、次式（８）を満たすように設定する必要がある。
【００８０】
Ｎｄｓｅｇ＝Ｎｄ／Ｓ （８）
【００８１】
図６に示すパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを１３とし、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１としており、その結果、１セグメントあたりのキャリア数は１５となる。
【００８２】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が１であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは８となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１０４＋８＋８＋１＝１２１となる。なお、ＣＰ信号は、最も周波数が高いキャリアに配置されるか、セグメントのスペクトルを反転してＣＰ信号を各チャンネルの最も周波数が低いキャリアに配置される。伝送帯域幅ＢＷｔは、全キャリア数Ｎｃａｒｒと有効シンボル長Ｔｕを用いて、ＢＷｔ＝Ｎｃａｒｒ×１／Ｔｕで表される。
【００８３】
図７は、図６に示す第１のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図７（ａ）に示す例では次式（９）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図７（ｂ）に示す例では次式（１０）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。ここで、ｐは非負整数、ｉはシンボル番号、ｋはＳＰ信号が配置されるキャリアシンボル位置であり、ｍｏｄは剰余を意味する。なお、ＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置はこれに限定されるものではない。
【００８４】
ｋ＝３×（ｉｍｏｄ５）＋１５ｐ （９）
ｋ＝５×（ｉｍｏｄ３）＋１５ｐ （１０）
【００８５】
［第２のパラメータ例］
図８は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第２のパラメータ例を示す図である。図８に示す第２のパラメータ例は、図６に示した第１のパラメータ例と比較して、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数が２である点が異なる。なお、２つのＴＭＣＣ信号のうちの１つをＡＣ信号又はＣＰ信号としてもよい。
【００８６】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が２であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは１６となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１０４＋８＋１６＋１＝１２９となる。
【００８７】
図９は、図８に示す第２のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図９（ａ）に示す例では次式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図９（ｂ）に示す例では次式（１２）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００８８】
ｋ＝４×（ｉｍｏｄ４）＋１６ｐ （１１）
ｋ＝２×（ｉｍｏｄ８）＋１６ｐ （１２）
【００８９】
［第３のパラメータ例］
図１０は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第３のパラメータ例を示す図である。図１０に示すパラメータ例は、第１のパラメータ例及び第２のパラメータ例と同様に、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍは４（情報長Ｋｏは９６ｂｉｔ）である。第３のパラメータでは、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず１１２ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝６／７でパラメータの設定モードによらず一定としている。第１及び第２のパラメータ例に比べて外符号化率が低いため、誤り訂正能力が高くなる。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×７／６＝１３４４［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００９０】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１３４４×２×１／２＝１３４４［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝1１２×２×１／２＝1１２となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１３４４／１１２＝１２［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約８３．３μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒７８．４［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００９１】
図１０に示すパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを８、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１としており、その結果、１セグメントあたりのキャリア数は１４となる。モード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が１であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは８となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、１１２＋８＋８＋１＝１２９となる。
【００９２】
図１１は、図１０に示す第３のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図１１（ａ）に示す例では式（１１）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置しており、図１１（ｂ）に示す例では式（１２）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００９３】
［第４のパラメータ例］
図１２は、本発明に係るワイヤレスマイクシステムで用いられる第４のパラメータ例を示す図である。ここでは、１シンボルあたりに伝送する音声サンプル数ｍが８の場合のパラメータ例について説明する。
【００９４】
音声サンプル数ｍが８の場合、情報長Ｋｏは、Ｋｏ＝２４×８＝１９２［ｂｉｔ］となる。図１２に示す第４のパラメータ例では、符号長Ｎｏをパラメータの設定モードによらず２１６ｂｉｔで一定とし、Ｒｏ＝Ｋｏ／Ｎｏ＝８／９でパラメータの設定モードによらず一定としている。外符号化後のレートＶｏは、Ｖｏ＝Ｖｉ×１／Ｒｏ＝１１５２×９／８＝１２９６［ｋｂｐｓ］となる。内符号化率Ｒｉ及び変調多値数Ｍはパラメータ設定のモードにより異なる値となる。
【００９５】
パラメータの設定モードがモード１の場合について説明すると、内符号化率Ｒｉ＝１／２であり、変調多値数Ｍ＝２である。よってＯＦＤＭ信号全体のシンボルレートＶｓは、Ｖｓ＝Ｖｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝１２９６×２×１／２＝１２９６［ｋｓｐｓ］となる。全帯域内のデータキャリア数Ｎｄは、式（１）により、Ｎｄ＝Ｎｏ×（１／Ｒｉ）×（１／Ｍ）＝２１６×２×１／２＝２１６となる。よって、１キャリアのシンボルレートＶｓｃは、Ｖｓｃ＝Ｖｓ／Ｎｄ＝１２９６／２１６＝６［ｋｂｐｓ］となる。シンボル長Ｔｓは、式（２）及び式（３）より約１６６．７μｓである。ガードインターバル比ＧＩＲが１／１６のとき、有効シンボル長Ｔｕ＝Ｔｓ×（１６／１７）≒１５６．９［μｓ］となり、式（６）の条件を満たしている。
【００９６】
第４のパラメータ例では、１セグメントあたりのデータキャリア数Ｎｄｓｅｇを２７とし、１セグメントあたりに挿入するＳＰ信号のキャリア数を１としている。ＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とすると１セグメントあたりのキャリア数は２９となり、等間隔にＳＰ信号を配置することができなくなるため、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とし、１セグメントあたりのキャリア数を３０とする。なお、２つのＴＭＣＣ信号のうちの１つをＡＣ信号又はＣＰ信号としてもよい。
【００９７】
パラメータの設定モードがモード１の場合は、セグメント数Ｓは８であり、各セグメントについて、ＳＰ信号のキャリア数が１、ＴＭＣＣ信号のキャリア数が２であるため、全帯域内では、ＳＰ信号のキャリア数Ｎｓｐは８となり、ＴＭＣＣ信号のキャリア数Ｎｔｍｃｃは１６となる。また、ＣＰ信号のキャリア数Ｎｃｐは全帯域内で１である。よって、全キャリア数Ｎｃａｒｒは、２１６＋８＋１６＋１＝２４１となる。
【００９８】
図１３は、第４のパラメータ例における１セグメントのキャリアシンボルのＳＰ信号及びＴＭＣＣ信号の配置例を示す図である。図１３に示す例では次式（１３）を満たすキャリアシンボル位置にＳＰ信号を配置している。
【００９９】
ｋ＝６×（ｉｍｏｄ５）＋３０ｐ （１３）
【０１００】
上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１が、インターリーブ部１３２を備えず、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２がデインターリーブ部２５２を備えない構成とすることも可能である。
【０１０１】
なお、音声信号の送受信による遅延時間を減少させるには、情報圧縮率を１として圧縮を行わないようにするのが好適であるが、本発明に係るワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置１ａ，１ｂは、圧縮を行った音声信号を送信し、ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置２ａ，２ｂは、受信した音声信号を伸張するようすることも可能である。図１４は、情報圧縮率を０．２５とした場合のパラメータ例を示す図である。モード１〜モード３は、第１のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１０４ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とした場合の例を示している。モード４〜モード６は、第２のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１０４ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とした場合の例を示している。モード７〜モード９は、第３のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを９６ｂｉｔ、符号長Ｎｏを１１２ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を１とした場合の例を示している。モード１０〜モード１２は、第４のパラメータ例に対応するものであり、情報長Ｋｏを１９２ｂｉｔ、符号長Ｎｏを２１６ｂｉｔ、１セグメントあたりに挿入するＴＭＣＣ信号のキャリア数を２とした場合の例を示している。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
このように、本発明によれば、音声信号の送受信による遅延時間を減少させ、且つ、マルチパスフェージングによる受信品質の低下を防止することができるので、デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送受信する任意の用途に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ａ，１ｂ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置
２ａ，２ｂ ワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置
１１ マイク
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ インターリーブ・誤り訂正部
１４ ＯＦＤＭ変調部
１５ Ｄ／Ａ変換部
１６ 送信周波数変換部
１７ 送信アンテナ
１８ 送信パラメータ設定部
１９ 水晶発振器
２０ クロック供給部
１３１ 外符号符号化部
１３２ インターリーブ部
１３３ 内符号符号化部
１４１ Ｓ／Ｐ変換部
１４２ キャリア変調部
１４３ ＯＦＤＭフレーム構成部
１４４ ＩＦＦＴ部
１４５ ＧＩ付加部
２１ 受信アンテナ
２２ 受信周波数変換部
２３ Ａ／Ｄ変換部
２４ ＯＦＤＭ復調部
２５ デインターリーブ・誤り訂正部
２６ Ｄ／Ａ変換部
２７ スピーカ
２８ 受信パラメータ設定部
２９ 水晶発振器
３０ クロック供給部
２４１ ＧＩ除去部
２４２ ＦＦＴ部
２４３ キャリア復調部
２４４ Ｐ／Ｓ変換部
２５１ 内符号復号部
２５２ デインターリーブ部
２５３ 外符号復号部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、
デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部と、
前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、
前記内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部と、
を備えることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
前記送信パラメータ設定部は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長が６６．６μｓ以上、且つ、２３０μｓ以下となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする、請求項１に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
デジタルの音声信号をブロック符号化して外符号を生成する外符号符号化部を更に備え、
前記内符号符号化部は、前記外符号符号化部により生成された外符号を内符号化して内符号を生成し、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号長のビット数をＮｏとすることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項４】
前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号化率をＲｏとしたとき、パラメータの設定モードによらず、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄの値が一定となるように、前記Ｒｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする、請求項３に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項５】
前記送信パラメータ設定部は、前記Ｒｏが一定、且つ、前記Ｎｏが一定となるように、前記Ｒｏ及び前記Ｎｏを設定することを特徴とする、請求項４に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、デジタルの音声信号を生成することを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１】
デジタルの音声信号をＯＦＤＭ変調方式により送信するワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置であって、
デジタルの音声信号をブロック単位で入力し、ブロックごとに内符号化して内符号を生成する内符号符号化部と、
前記内符号をＯＦＤＭ変調方式により変調してＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ変調部と、
前記内符号符号化部に入力されるブロック単位のデータのビット数をＮｏ、前記内符号の符号化率をＲｉ、前記ＯＦＤＭ信号の変調多値数をＭ、前記ＯＦＤＭ信号のデータキャリア数をＮｄとしたとき、Ｎｏ＝Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄとなり、且つ、ＯＦＤＭ信号のシンボル長が音声信号のサンプリング間隔の整数倍となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定する送信パラメータ設定部と、
を備えることを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
前記送信パラメータ設定部は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル長が６６．６μｓ以上、且つ、２３０μｓ以下となるように、前記Ｎｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする、請求項１に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
デジタルの音声信号をブロック符号化して外符号を生成する外符号符号化部を更に備え、
前記内符号符号化部は、前記外符号符号化部により生成された外符号を内符号化して内符号を生成し、前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号長のビット数をＮｏとすることを特徴とする、請求項１又は２に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項４】
前記送信パラメータ設定部は、前記外符号の符号化率をＲｏとしたとき、パラメータの設定モードによらず、Ｒｏ×Ｒｉ×Ｍ×Ｎｄの値が一定となるように、前記Ｒｏ，前記Ｒｉ，前記Ｍ，及び前記Ｎｄを設定することを特徴とする、請求項３に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項５】
前記送信パラメータ設定部は、前記Ｒｏが一定、且つ、前記Ｎｏが一定となるように、前記Ｒｏ及び前記Ｎｏを設定することを特徴とする、請求項４に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ送信装置により送信されるＯＦＤＭ信号を受信し、デジタルの音声信号を生成することを特徴とするワイヤレスマイク用ＯＦＤＭ受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−５５３７３（Ｐ２０１３−５５３７３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９００４７（Ｐ２０１１−１９００４７）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【出願人】（５９１０５３９２６）財団法人エヌエイチケイエンジニアリングサービス (169)
【Ｆターム（参考）】
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