JP4871925B2 - 信号送信装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア信号の信号送信装置及び方法に関する。

従来、マルチキャリアを用いた通信システムにおける無線送信装置では、サブキャリア毎に変調を行った後、一括して逆フーリエ変換を行い、それらを合成することにより変調信号を生成していた（例えば、非特許文献１参照）。
S. L. Jansen, I. Morita, N. Takeda, H. Tanaka: "20-Gb/s OFDM Transmission over 4160-km SSMF Enabled by RF-Pilot Tone Phase Noise Compensation", OFC 2007, pdp15, USA, 2007

近年、光通信のような広帯域伝送においてマルチキャリアを用いることが検討されている。しかし、従来の技術では、サブキャリア毎に変調を行った後に一括して逆フーリエ変換を行っていたため、変調回路・逆フーリエ変換・ＧＩ（ガードインターバル）挿入回路の処理速度や、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータ・周波数変換回路の動作速度によってデータレートが制限されてしまい、それ以上に高速な処理をリアルタイムに行うことはできなかった。そこで、伝送帯域を分割して複数のサブキャリア群に分け、複数の高速逆フーリエ変換器を用いて変調信号を生成することが考えられるが、このような方法では、周波数変換した後に他サブキャリアへの干渉が生じてしまい、伝送品質の劣化を招いてしまう。また干渉を避けるためにはサブキャリア群の周波数間隔を十分離す必要があり、周波数利用効率が低下する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、マルチキャリアを用いた、リアルタイムかつ高品質の広帯域伝送が可能な信号送信装置及び方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換部と、それぞれがマルチキャリア信号のサブキャリア群に対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するサブキャリア群の信号を生成する複数の処理部と、前記複数の処理部によって生成された各サブキャリア群の信号を合成してマルチキャリア信号を生成する合成部と、前記合成部によって合成されたマルチキャリア信号を送信する送信部とを備え、前記複数の各処理部は、各パラレル信号をサブキャリアへ変調する入力信号変調部と、前記入力信号変調部によって変調された信号の周波数帯域外の周波数に０の周波数成分を挿入するゼロ挿入部と、前記ゼロ挿入部により０の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するサブキャリア群の周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するサブキャリア群が使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタとを備え、前記合成部は、前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記マルチキャリア信号を生成し、前記周波数変換部は、前記サブキャリア群の周波数帯域の中心周波数として、互いに隣接するサブキャリア群の前記周波数帯域外の周波数が互いに重なる中心周波数を選択することを特徴とする信号送信装置である。

また、本発明は、上述する信号送信装置であって、前記複数の各処理部は、逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部をさらに備える、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する信号送信装置であって、前記複数の各処理部は、前記ガードインターバル挿入部によりガードインターバルが挿入された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目にスムージング処理を行うスムージング部をさらに備える、ことを特徴とする。

また、本発明は、上述する信号送信装置であって、前記送信部は、光信号によりマルチキャリア信号を送信することを特徴とする。

また、本発明は、上述する信号送信装置であって、前記送信部は、前記合成部によって合成された電気のマルチキャリア信号を光信号に変換する光強度変調器を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上述する信号送信装置であって、前記送信部は、前記合成部によって合成されたマルチキャリア信号のＩ成分及びＱ成分の信号を駆動信号として光信号を生成する光直交変調器を備えることを特徴とする。

また、本発明は、マルチキャリア信号を送信する信号送信装置において、シリアルパラレル変換部が、入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換過程と、マルチキャリア信号のサブキャリア群それぞれに対応する複数の処理部が、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するサブキャリア群の信号を生成する信号処理過程と、合成部が、前記信号処理過程において前記複数の処理部により生成された各サブキャリア群の信号を合成して広帯域マルチキャリア信号を生成する合成過程と、送信部が、前記合成過程において合成されたマルチキャリア信号を送信する送信過程とを有し、前記複数の各処理部による処理過程は、入力信号変調部が、各パラレル信号をサブキャリアへ変調する入力信号変調過程と、ゼロ挿入部が、前記入力信号変調過程において変調された信号の周波数帯域外の周波数に０の周波数成分を挿入するゼロ挿入過程と、逆フーリエ変換部が、前記ゼロ挿入過程において０の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換過程と、デジタルアナログ変換部が、前記逆フーリエ変換過程において逆フーリエ変換された信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換過程と、周波数変換部が、前記デジタルアナログ変換過程においてアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するサブキャリア群の周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変過程と、バンドパスフィルタが、前記周波数変換過程において周波数変換された信号から、当該処理部に対応するサブキャリア群が使用する周波数帯域の信号を抽出する抽出過程とを有し、前記合成過程においては、前記合成部が、前記抽出過程において抽出された信号を合成して前記マルチキャリア信号を生成し、前記周波数変換過程は、前記サブキャリア群の周波数帯域の中心周波数として、互いに隣接するサブキャリア群の前記周波数帯域外の周波数が互いに重なる中心周波数を選択することを特徴とする信号送信方法である。

本発明によれば、従来のアナログフィルタのみでは実現困難な急峻なバンドパスフィルタを実現して、サブキャリア群毎に分割した帯域の外側からの干渉を除去することが可能となり、この干渉を除去した各サブキャリア群を周波数変換して合成することによって、マルチキャリアを用いたリアルタイムかつ高品質の広帯域伝送を実現することができる。また、０挿入やガードインターバル挿入、スムージング処理をサブキャリア群毎に並行して行うため、遅いクロックにより動作させることも可能である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による信号送信装置の構成を示すブロック図である。同図において、信号送信装置は、バイナリデータを広帯域周波数の出力信号に変調する信号生成回路１と、周波数ｆｃの光キャリアを発生する信号光源３と、信号光源３が発生した光キャリアに、信号生成回路１から出力された広帯域の電気のマルチキャリア信号である出力Ａをのせて広帯域光マルチキャリア信号を生成し、出力する光強度変調器４とからなる。

図２は、図１に示す信号生成回路１の詳細な構成を示すブロック図である。
同図において、Ｓ／Ｐ（シリアルパラレル）変換回路１１は、信号生成回路１へ入力されたバイナリデータの入力信号をパラレル信号に変換して変調回路１２−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）へ出力する。変調回路１２−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）はそれぞれ、マルチキャリア信号のサブキャリアを所定数毎にまとめたサブキャリア群に対応しており、所定の変調方式により、Ｓ／Ｐ変換回路１１から入力された信号をサブキャリアに変調する。なお、以下では、変調回路１２−ｉそれぞれに対応したサブキャリア群をそれぞれサブキャリア群ｉと記載する。

０挿入回路１３−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、変調回路１２−ｉにより変調された信号の周波数帯域の外の周波数帯域に０の周波数成分を挿入する。逆フーリエ変換回路１４−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、０挿入回路１３−ｉにより０の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う。ＧＩ（ガードインターバル）挿入回路１５−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、逆フーリエ変換回路１４−ｉによって逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入する。スムージング回路１６−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、フーリエ変換ブロック間のつなぎ目に対して、デジタル信号処理によりスムージングをかける。Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、共通クロック２１によるクロックを用いて、デジタル信号を同期したアナログ信号に変換する。

周波数変換回路１８−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、局部発振器２２からの発振信号を用いて、アナログ信号の周波数を変換する。このとき、Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉから出力されたアナログ信号の周波数帯域において中心となる周波数（以下、周波数帯域において中心となる周波数を「周波数帯域の中心周波数」と記載）が、サブキャリア群により使用される周波数帯域の中心周波数となるように、周波数変換を行う。ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１９−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、周波数変換された信号から、サブキャリア群が使用する周波数帯域の信号を抽出する。合成回路２０は、ＢＰＦ１９−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）それぞれから出力されたサブキャリア群ｉを合成して広帯域マルチキャリア信号のベースバンド信号を生成し、出力Ａとして出力する。

図３は、図１に示す光強度変調器４の構成を示す図である。同図に示すように、光強度変調器４には、マッハツェンダー型変調器が用いられ、信号生成回路１からの出力Ａが入力される。これにより、光強度変調器４は、信号光源３から発せられた周波数ｆｃの光キャリアを中心にＤＳＢ（ダブルサイドバンド）の光マルチキャリア信号を生成する。光強度変調器４を駆動するときに、バイアス点を半波長電圧（Ｖ）の半分に設定した場合、光キャリアが残り、バイアス点をＮＵＬＬ点に設定した場合、光のキャリアを抑圧できる。

次に、上述した信号送信装置による信号処理について説明する。
まず、Ｓ／Ｐ変換回路１１は、信号生成回路１へ入力されたバイナリ信号を、シリアル信号から所定のデータ長のパラレル信号に変換して、変調回路１２−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）へ出力する。変調回路１２−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、所定の変調方式、例えば、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）、６４ＱＡＭ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４位相偏移変調）等によりＳ／Ｐ変換回路１１から入力されたデータの変調を行い、サブキャリア群ｉのサブキャリアのうち、データに割り当てられたサブキャリアにマッピングして０挿入回路１３−ｉに出力する。具体的には、データに割り当てられたサブキャリア毎に、同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）とからなる信号を出力する。また、データとして割り当てられていないサブキャリアに固定のＩ成分とＱ成分の信号を出力することもできる。データや固定の信号を割り当てるサブキャリアは、例えばサブキャリア群ｉの内側に設定することができ、サブキャリア群ｉの外側の周波数帯域に対応する一つもしくは複数のサブキャリアには信号を割り当てないようにすることができる。また、受信側においてサブキャリア群ｉを複数のブロックに分割して信号処理を行う場合には、サブキャリア群ｉの外側の周波数帯域に対応する一つもしくは複数のサブキャリアと、分割したブロックの外側の周波数帯域に対応する一つもしくは複数のサブキャリアに信号を割り当てないようにすることができる。また、サブキャリア群ｉの中心周波数帯域に対応する一つもしくは複数のサブキャリア、または、分割したブロックの中心周波数帯域に対応する一つもしくは複数のサブキャリアに信号を割り当てないようにすることができる。

０挿入回路１３−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、変調回路１２−ｉによってデータや信号が出力されていないサブキャリアに０の周波数成分を挿入し、逆フーリエ変換回路１４−ｉへ出力する。図４は、サブキャリア群ｉの外側に対応する周波数帯域に信号を割り当てない場合における、０挿入回路１３−ｉの出力を示す図である。同図において、変調回路１２−ｉから入力されたサブキャリア群ｉの送信シンボルの外の周波数帯域には０が挿入されている。また、予め全てのサブキャリアに０を指定しておき、変調回路１２−ｉにより対応するサブキャリアに信号を出力することで、この０挿入回路１３−ｉを介さずに同様の効果を得ることもできる。

逆フーリエ変換回路１４−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、０挿入回路１３−ｉから入力されたデータに逆フーリエ変換を施すことにより、周波数領域でマッピングされた伝送信号を時間領域の信号に変換して、マルチキャリア信号への変調を行う。これにより、各サブキャリア群ｉでは、０が挿入された信号系列に逆フーリエ変換を動作させる。

ＧＩ（ガードインターバル）挿入回路１５−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、逆フーリエ変換回路１４−ｉから入力された信号に対して、ガードインターバルを挿入する。
図５は、ＧＩ挿入回路１５−ｉにおけるガードインターバル挿入方法を示す図である。ＧＩ挿入回路１５−ｉは、本来のマルチキャリア信号１シンボル分であるフーリエ変換ブロックの後半の一部分と同じ信号を、ガードインターバルとして当該フーリエ変換ブロックの前半に付加する。

スムージング回路１６−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、ＧＩ挿入回路１５−ｉから入力された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目に対して、デジタル信号処理によりスムージングをかけ、Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉに出力する。
図６は、スムージング回路１６−ｉにおけるスムージング処理を示す図である。単純にフーリエ変換ブロックを連続して並べた場合、フーリエ変換ブロック間は信号が不連続となってしまう。そこで、スムージング回路１６−ｉは、フーリエ変換ブロック間のつなぎ目が滑らかに変化するよう処理し、急峻な周波数成分の存在を除去する。

Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、共通クロック２１によるクロックを用いて、スムージング回路１６−ｉから入力されたデジタル信号を、他のＤ／Ａ変換回路１７−ｉのものと同期したアナログ信号に変換し、周波数変換回路１８−ｉに出力する。周波数変換回路１８−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、局部発振器２２からの発振信号を用いて、Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉから入力されたサブキャリア群ｉのアナログ信号の周波数帯域を、周波数帯域ｆｉに周波数変換し、ＢＰＦ１９−ｉに出力する。この周波数帯域ｆｉの中心周波数は、サブキャリア群ｉが使用する周波数帯域の中心周波数と一致しており、つまり、周波数変換回路１８−ｉは、入力されたアナログ信号の周波数帯域の中心周波数が、サブキャリア群ｉの周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する。

図７は、周波数変換回路１８−１における周波数変換を示す図である。同図において、周波数変換回路１８−１は、Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉから出力された信号を、周波数帯域ｆ１に周波数変換している。なお、周波数帯域ｆ１〜ｆｋは、周波数帯域ｆｉの一部（後述する周波数帯域δｆｉの一部または全部）が、隣接する周波数帯域ｆ（ｉ−１）、ｆ（ｉ＋１）と重なるように連続した周波数帯域である。

ＢＰＦ１９−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、周波数変換された周波数帯域ｆｉの信号から、サブキャリア群ｉの周波数帯域に対応した周波数帯域Δｆｉの信号を抽出するが、このとき、周波数帯域Δｆｉに隣接する周波数帯域δｆｉ分の信号も抽出される。
図８は、ＢＰＦ１９−１における処理を示す図である。同図において、ＢＰＦ１９−１は、周波数帯域ｆ１の信号から、周波数帯域Δｆ１の信号を抽出しているが、ＢＰＦ１９−１は、周波数帯域Δｆ１を抽出する際、その周波数帯域Δｆ１に隣接する周波数帯域δｆ１の信号が同時に抽出されてしまう。しかし、周波数帯域Δｆ１の外側部分は、０挿入回路１３−１により０挿入が行われた周波数部分に相当するため、実現困難な急峻な（δｆ１が０に近い）ＢＰＦを用いることなく、サブキャリア群ｉの周波数帯域の外側からの干渉を除去し、逆フーリエ変換の動作クロックを落とすことが可能となる。

合成回路２０は、ＢＰＦ１９−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）それぞれから出力されたサブキャリア群ｉを合成して出力Ａを生成し、出力する。
図９は、合成回路２０から出力される出力Ａを示す図である。同図に示すように、合成回路２０は、ＢＰＦ１９−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）それぞれから出力された、周波数帯域ｆ１〜ｆｋまでのサブキャリア群１〜ｋを合成し、電気の超広帯域マルチキャリア信号である出力Ａを生成する。

光強度変調器４は、マッハツェンダー型変調器に信号生成回路１の出力Ａを入力することにより、信号光源３から発せられた周波数ｆｃの光キャリアを中心にＤＳＢの光マルチキャリア信号を生成する。
図１０は、光強度変調器４から出力される光マルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。同図に示すように、光強度変調器４から出力された光マルチキャリア信号は、光キャリア周波数ｆｃを中心として両側のバンドに、周波数ｆｉ（ｉ＝１〜ｋ）に対応した側波帯ができている。強度変調器４を駆動するときに、バイアス点を半波長電圧（Ｖ）の半分に設定した場合、光キャリアが残り、バイアス点をＮＵＬＬ点に設定した場合、光のキャリアを抑圧できる。

このように、ＤＳＢでは周波数ｆｃを中心にして両側のバンドに同じマルチキャリア信号が発生するが、帯域の利用効率を上昇させるために、図１１に示すように、光ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）５を設け、光強度変調器４から出力されたマルチキャリア信号を、光ＢＰＦ５によりＳＳＢ（シングルサイドバンド）化してもよい。
図１２は、光ＢＰＦ５から出力されるマルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。同図に示すように、光ＢＰＦ５から出力されるマルチキャリア信号では、光強度変調器４から出力された光マルチキャリア信号において光キャリア周波数ｆｃを中心として両側のバンドに現われる側波帯の一方のみを取り出している。
また、図示はしないが、出力Ａを光直交変調器のＩｃｈ駆動信号とし、出力Ａのヒルベルト変換をＱｃｈの駆動信号とすることで、光ＢＰＦを用いずにＳＳＢ化することができる。

上記実施形態によれば、従来技術に比べ、電気の周波数領域で広帯域なＯＤＦＭ信号を多重できるため、１組の光源と光変調器に対して、広帯域で周波数利用効率のよい光ＯＤＦＭ信号の変調が可能になる。

なお、０挿入回路１３−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、変調回路１２−ｉにより該当する周波数帯域に０の周波数成分を挿入しているが、略０の値であって、逆離散フーリエ変換時に信号成分に対して影響を与えない値の周波数成分を挿入することでもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態による信号送信装置について説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１３は、本発明の第２の実施形態による信号送信装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態では、信号生成回路１により生成された広帯域の電気のマルチキャリア信号である信号Ａを光強度変調器４の駆動信号としているが、本実施形態では、信号生成回路１ａにより生成された出力ＡのＩｃｈ信号及びＱｃｈ信号を光直交変調器６へ出力する点が異なる。

図１４に、本実施の形態の信号生成回路１ａの構成を示すブロック図である。同図において、スムージング回路１６−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）までのデジタル信号処理部では、図２に示す第１の実施形態の信号生成回路１の構成と同様に、複素信号によって演算を行っている。そこで、本実施形態のＤ／Ａ変換回路１７ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、アナログの複素信号（Ｉｃｈ、Ｑｃｈ）を出力する。これにより、合成回路２０ａからは、図１０に示す出力ＡのＩｃｈ信号及びＱｃｈ信号が出力されることになる。

図１５は、本実施の形態の信号生成回路１ａの他の構成を示すブロック図である。同図において、ＧＩ挿入回路１５−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）までのデジタル信号処理部は、図２に示す第１の実施形態の信号生成回路１の構成と同様である。スムージング回路１６ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、第１の実施形態と同様の処理を行うが、Ｄ／Ａ変換回路への出力を、Ｉｃｈ、Ｑｃｈに分けて出力しており、ＩｃｈはＤ／Ａ変換回路１７ｂ−ｉへ、ＱｃｈはＤ／Ａ変換回路１７ｃ−ｉへ出力される。そして、Ｄ／Ａ変換回路１７ｂ−ｉ、周波数変換回路１８ｂ−ｉ、ＢＰＦ１９ｂ−ｉ、合成回路２０ｂはＩｃｈについて、Ｄ／Ａ変換回路１７ｃ−ｉ、周波数変換回路１８ｃ−ｉ、ＢＰＦ１９ｃ−ｉ、合成回路２０ｃはＱｃｈについて、第１の実施形態に記載のＤ／Ａ変換回路１７−ｉ、周波数変換回路１８−ｉ、ＢＰＦ１９−ｉ、合成回路２０と同様の処理を行う。このように、スムージング回路１６ａ−ｉから以降の回路を、Ｉｃｈ、Ｑｃｈで分けて処理することで、Ｄ／Ａ変換回路のクロック数を下げることができる。

図１６は、光直交変調器６の構成を示す図である。同図に示すように、光直交変調器６は、マッハツェンダー型変調器を並列に並べ、それぞれに信号生成回路１ａから出力されるＩｃｈ駆動信号、Ｑｃｈ駆動信号を入力する。そして、Ｑｃｈ信号が入力される片方の枝に位相シフトπ／２を与えることにより、光のｓｉｎ（Ｑｃｈ）、ｃｏｓ（Ｉｃｈ）の波に変調を与えることができる。

図１７は、光直交変調器６から出力される光マルチキャリア信号のスペクトルを示す図である。信号生成回路１から出力された、出力ＡのＩｃｈ信号及びＱｃｈ信号により光直交変調器６を駆動することで、図１７に示すスペクトル遷移に示されるように、光源の周波数ｆｃを中心とした、広帯域な光マルチキャリア信号を生成できる。このとき、光直交変調器６のバイアス点をＮＵＬＬ点とすれば光キャリアを抑制できる。本構成の場合、強度変調器を用いる構成と比べて、帯域の利用効率が上昇する。

なお、上記においては、光マルチキャリア信号を生成して送信しているが、無線によりマルチキャリア信号を送信するようにしてもよい。この場合、Ｄ／Ａ変換回路１７−ｉにおいて無線信号を生成するか、信号生成回路１からの出力Ａを無線信号の搬送波にのせるようにする。

上述した図２、図１４及び図１５の逆フーリエ変換回路１４−ｉ、及び、ＧＩ挿入回路１５−ｉは、それぞれ各サブキャリア群で異なる逆フーリエ変換ポイント数、ガードインターバル長にすることもできる。
また、図２、図１４及び図１５の共通クロック２１、局部発振器２２は、全てのサブキャリア群で共通のものを用いているが、共通せずにそれぞれ各サブキャリア群で異なるクロック、局部発振器を用いてもよい。
また、図２及び図１４の周波数変換回路１８−ｉ、ならびに、図１５の１８ｂ−ｉ及び１８ｃ−ｉでは、サブキャリア群毎で周波数変換が行われた後、予め設定している全サブキャリア共通の電力の目標値にレベル調整し、全サブキャリアの信号電力を一定にすることで全サブキャリアの伝送品質を同じにすることもできる。

本実施の形態によれば、従来のアナログフィルタのみでは実現困難な急峻なバンドパスフィルタを実現して、サブキャリア群毎に分割した帯域の外側からの干渉を除去することが可能となり、この干渉を除去した各サブキャリア群を周波数変換して合成することによって、マルチキャリアを用いたリアルタイムかつ高品質の広帯域伝送を実現することができる。また、０挿入やガードインターバル挿入、スムージング処理をサブキャリア群毎に並行して行うため、遅いクロックにより動作させることも可能である。

本発明の第１の実施形態における信号送信装置である。 同実施形態による信号生成回路の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光強度変調器の構成を示すブロック図である。 同実施形態による０挿入回路の出力を示す図である。 同実施形態によるＧＩ挿入回路の出力を示す図である。 同実施形態によるスムージング回路の出力を示す図である。 同実施形態による周波数変換回路の出力を示す図である。 同実施形態によるＢＰＦの処理を示す図である。 同実施形態による合成回路の出力を示す図である。 同実施形態による光強度変調器からの出力を示す図である。 同実施形態による信号送信装置の他の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光ＢＰＦからの出力を示す図である。 本発明の第２の実施形態における信号送信装置である。 同実施形態による信号生成回路の構成を示すブロック図である。 同実施形態による信号生成回路の他の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光直交変調器の構成を示すブロック図である。 同実施形態による光直交変調器からの出力を示す図である。

符号の説明

１、１ａ…信号生成回路
１１…Ｓ／Ｐ変換回路（シリアルパラレル変換部）
１２−１〜１２−ｋ…変調回路（入力信号変調部）
１３−１〜１３−ｋ…０挿入回路（ゼロ挿入部）
１４−１〜１４−ｋ…逆フーリエ変換回路（逆フーリエ変換部）
１５−１〜１５−ｋ…ＧＩ挿入回路（ガードインターバル挿入部）
１６−１〜１６−ｋ、１６ａ−１〜１６ａ−ｋ…スムージング回路（スムージング部）
１７−１〜１７−ｋ、１７ａ−１〜１７ａ−ｋ、１７ｂ−１〜１７ｂ−ｋ、１７ｃ−１〜１７ｃ−ｋ…Ｄ／Ａ変換回路（デジタルアナログ変換部）
１８−１〜１８−ｋ、１８ｂ−１〜１８ｂ−ｋ、１８ｃ−１〜１８ｃ−ｋ…周波数変換回路（周波数変換部）
１９−１〜１９−ｋ、１９ｂ−１〜１９ｂ−ｋ、１９ｃ−１〜１９ｃ−ｋ…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…合成回路（合成部）
２１…共通クロック
２２…局部発振器
３…信号光源
４…光強度変調器
５…光ＢＰＦ
６…光直交変調器

Claims (7)

1. 入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換部と、
   それぞれがマルチキャリア信号のサブキャリア群に対応し、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するサブキャリア群の信号を生成する複数の処理部と、
   前記複数の処理部によって生成された各サブキャリア群の信号を合成してマルチキャリア信号を生成する合成部と、
   前記合成部によって合成されたマルチキャリア信号を送信する送信部とを備え、
   前記複数の各処理部は、
   各パラレル信号をサブキャリアへ変調する入力信号変調部と、
   前記入力信号変調部によって変調された信号の周波数帯域外の周波数に０の周波数成分を挿入するゼロ挿入部と、
   前記ゼロ挿入部により０の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部と、
   前記逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換が行われた信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換部と、
   前記デジタルアナログ変換部によりアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するサブキャリア群の周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換部と、
   前記周波数変換部により周波数変換された信号から、当該処理部に対応するサブキャリア群が使用する周波数帯域の信号を抽出するバンドパスフィルタとを備え、
   前記合成部は、前記バンドパスフィルタにより抽出された信号を合成して前記マルチキャリア信号を生成し、
   前記周波数変換部は、前記サブキャリア群の周波数帯域の中心周波数として、互いに隣接するサブキャリア群の前記周波数帯域外の周波数が互いに重なる中心周波数を選択する
   ことを特徴とする信号送信装置。
2. 前記複数の各処理部は、
   逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換された信号にガードインターバルを挿入するガードインターバル挿入部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号送信装置。
3. 前記複数の各処理部は、
   前記ガードインターバル挿入部によりガードインターバルが挿入された信号のフーリエ変換ブロック間のつなぎ目にスムージング処理を行うスムージング部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の信号送信装置。
4. 前記送信部は、光信号によりマルチキャリア信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項３に記載の信号送信装置。
5. 前記送信部は、前記合成部によって合成された電気のマルチキャリア信号を光信号に変換する光強度変調器を備えることを特徴とする請求項４に記載の信号送信装置。
6. 前記送信部は、前記合成部によって合成されたマルチキャリア信号のＩ成分及びＱ成分の信号を駆動信号として光信号を生成する光直交変調器を備えることを特徴とする請求項４に記載の信号送信装置。
7. マルチキャリア信号を送信する信号送信装置において、
   シリアルパラレル変換部が、入力信号を複数のパラレル信号へ変換するシリアルパラレル変換過程と、
   マルチキャリア信号のサブキャリア群それぞれに対応する複数の処理部が、前記複数のパラレル信号に対して、自身に対応するサブキャリア群の信号を生成する信号処理過程と、
   合成部が、前記信号処理過程において前記複数の処理部により生成された各サブキャリア群の信号を合成して広帯域マルチキャリア信号を生成する合成過程と、
   送信部が、前記合成過程において合成されたマルチキャリア信号を送信する送信過程とを有し、
   前記複数の各処理部による処理過程は、
   入力信号変調部が、各パラレル信号をサブキャリアへ変調する入力信号変調過程と、
   ゼロ挿入部が、前記入力信号変調過程において変調された信号の周波数帯域外の周波数に０の周波数成分を挿入するゼロ挿入過程と、
   逆フーリエ変換部が、前記ゼロ挿入過程において０の周波数成分が挿入された信号に逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換過程と、
   デジタルアナログ変換部が、前記逆フーリエ変換過程において逆フーリエ変換された信号を、他の処理部と同期したアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換過程と、
   周波数変換部が、前記デジタルアナログ変換過程においてアナログ信号に変換された信号を、当該信号の周波数帯域の中心周波数が、当該処理部に対応するサブキャリア群の周波数帯域の中心周波数となるように周波数変換する周波数変換過程と、
   バンドパスフィルタが、前記周波数変換過程において周波数変換された信号から、当該処理部に対応するサブキャリア群が使用する周波数帯域の信号を抽出する抽出過程とを有し、
   前記合成過程においては、前記合成部が、前記抽出過程において抽出された信号を合成して前記マルチキャリア信号を生成し、
   前記周波数変換過程は、前記サブキャリア群の周波数帯域の中心周波数として、互いに隣接するサブキャリア群の前記周波数帯域外の周波数が互いに重なる中心周波数を選択する
   ことを特徴とする信号送信方法。

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