デジタル信号伝送装置
【目的】この発明は、ＩＳＭバンドを利用して伝送遅延が極く僅かでありしかも高速で高信頼度のデジタル信号を伝送するためのデジタル信号伝送装置に関するものである。
【構成】 異なる周波数を割りたてられたＩＳＭバンドの複数の送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから同一あるいは共用のデジタル信号で変調された高周波信号を空間に放射し、対向する周波数を割当てられたＩＳＭバンドの複数の送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信した高周波信号を復調し信号分配選択部２１４ｂによって正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することで、伝送遅延の少ない伝送誤りの少ないデジタル信号伝送装置が実現できる。
【構成】 異なる周波数を割りたてられたＩＳＭバンドの複数の送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから同一あるいは共用のデジタル信号で変調された高周波信号を空間に放射し、対向する周波数を割当てられたＩＳＭバンドの複数の送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信した高周波信号を復調し信号分配選択部２１４ｂによって正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することで、伝送遅延の少ない伝送誤りの少ないデジタル信号伝送装置が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、2.4GHz帯あるいはその他のＩＳＭバンドを利用して伝送遅延が少なくしかも高速で高信頼度のデジタル信号の伝送を実現するためのデジタル信号伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、特許文献１に記載されている従来の「無線伝送装置及びその制御方法」の実施例である。 図５において、ＤＳＰ１１２では、チューナー１１１から供給される映像信号と音声信号がそれぞれの無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換され、この振幅値データが、例えば5.2GHz帯の送受信機１１４、及び例えば2.4GHz帯の送受信機１１５に供給される。
更に、制御部１１６にてＴＭＣＣ信号から判別される精細度の情報に応じて、送受信機１１４及び１１５を切替えるための制御信号が形成される。そして判別された精細度の情報が高精細度である場合には、5.2GHz帯の送受信機１１４が動作されると共に、映像信号と音声信号が5.2GHz帯の無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換される。
また、標準精細度である場合には、2.4GHz帯の送受信機１１５が動作されるとともに、映像信号と音声信号が2.4GHz帯の無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換される。
従来の実施例では上記のように構成されているため、複数の周波数帯の送受信機を用いてデジタル信号を伝送しているが遅延特性あるいは伝送時の信頼性についての特段の改善はなされていない問題点がある。
一方、特許文献２に記載されている従来の「無線信号送信装置および無線信号受信装置ならびに無線信号伝送システム」では、映像や音声の伝送をほとんど遅延なしに行なうことができるとされているが、他から妨害波を受けた場合の耐妨害性あるいは伝送信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献３に記載されている従来の「非同期デジタル無線通信システム」では、非同期単向通信でデジタル音声データを無線伝送するにあたって、受信機側でのオーバーフローやアンダーフローによる音声の途切れを防止するとともに、音声データの遅延時間をより短くするよう構成しているが、他から妨害波あるいは干渉を受けた場合の信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献４に記載されている従来の「低速周波数ホッピング通信方式」では、マルチパスフエージングによる通信品質の劣化を改善した低速周波数ホッピング方式を提供するが、伝送遅延と他から妨害波を受けた場合の信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献５に記載されている従来の「時分割多重デジタル無線通信方式」では、伝送するビット列を複数の低速ビット列に分割してそれぞれ周波数の異なる複数のサブキャリアに別々にデジタル変調をした後に周波数多重化するマルチキャリア・デジタル変調方式を使用し、且つ、この変調方式によるデジタル信号を時分割した複数の通信スロットで通信する時分割多重デジタル通信方式とすることで、他から妨害を受けた場合の信頼性についての改善がなされているが、必然的に伝送遅延が大きくなる問題点がある。
【特許文献１】特開２００３−３０４４１２号
【特許文献２】特開２００５−３２３２０５号
【特許文献３】特開２００４−３４９９２９号
【特許文献４】特開平９−１６７９８２号
【特許文献５】特開平５−２７６１３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、2.4GHz帯等のＩＳＭバンドに割当てられた周波数帯を利用してデジタル信号の伝送を行なう場合に、伝送遅延が少なくしかも高速で高信頼度のデジタル信号伝送を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明に係わるデジタル信号伝送装置は、複数の送信機および／あるいは受信機に複数の周波数を割当て、当該複数の送信機に同一あるいは共通のデジタル信号を並列に入力し、当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号から正常に受信されたものを選択して出力することで、伝送遅延が少なく他から妨害あるいは干渉を受けた場合にも信頼性の高い伝送を可能にするためのものである。
【発明の効果】
【０００５】
従来のデジタル信号伝送装置では、単一の送受信機に単一の周波数を割当ててデジタル信号の伝送を行い、あるいは複数のサブキャリア周波数を割当ててデジタル信号を低速ビット列に分割してそれぞれのサブキャリアに別々に分けて伝送しているため、伝送遅延が大きく他から妨害あるいは干渉を受けた場合に信頼性の低下が生じるなどの問題点があった。
本発明のデジタル信号伝送装置では、複数の送信機および／あるいは受信機に複数の周波数を割当て、当該複数の送信機に共通のデジタル信号を並列に入力し、当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号から正常に受信されたものを選択して出力することで、伝送遅延が少なく他から妨害あるいは干渉を受けた場合でも信頼性の高いデジタル信号の伝送を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明に係わるデジタル信号伝送装置は、図１に示すように、発受信手段２１ａをデジタル信号の発信側とし発受信手段２１ｂをデジタル信号の受信側とすると、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎには異なる複数の周波数が割当てられ、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎには対向する複数の周波数が割当てられている。接続端子２１１ａに入力されたアナログ信号はＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってデジタル信号に変換された後信号分配選択部２１４ａによって当該発信側の複数の送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎに分配され変調された高周波信号となって空間に放射される。一方、受信側のＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信された複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号が信号分配選択部２１４ｂによって選択されＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換されて出力される。
当該発受信手段２１ａのＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから発信される高周波信号には、図２の（ａ）に示すように、少なくとも同期信号と誤り検出符号（ＣＲＣ）が含まれており、一方の発受信手段２１ｂのＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎでは、図３に示すように、受信されたデジタル信号から同期検出タイミングと誤り検出の判定結果が出力され、信号分配選択部２１４ｂによって当該誤り検出判定結果から正常に受信されたと判定された側からデジタル信号が選択される。
当該図２の（ｂ）のように同期信号３０２を含む連続したデジタル信号３１１が伝送される場合あるいは当該図２の（ｃ）に示すようにアナログ信号がΔΣ（デルタ・シグマ）変調信号３１２に変換されて伝送される場合には、信号分配選択部２１４ｂにおいて、多数決により正常に受信されたかの判定を行なう。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の一実施例を示すシステム構成図である。図１において、２１ａ、２１ｂは発受信手段、２１１ａ、２１１ｂはアナログ信号の接続端子、２１２ａ、２１２ｂはデジタル信号の接続端子、２１３ａ、２１３ｂはＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部、２１４ａ、２１４ｂは信号分配選択部、２１５ａ、２１５ｂは制御部、２１６ａ１〜２１６ａｎおよび２１６ｂ１〜２１６ｂｎはＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１〜２１７ａｎおよび２１７ｂ１〜２１７ｂｎはアンテナである。
発受信手段２１ａをデジタル信号の発信側とし発受信手段２１ｂをデジタル信号の受信側とする。当該発受信手段２１ａにおいて、アナログ信号を接続端子２１１ａに接続しＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってデジタル信号に変換した後に信号分配選択部２１４ａに入力され、一方、デジタル信号が接続端子２１２ａに接続される場合には直接信号分配選択部２１４ａに入力され、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎによって変調され増幅された高周波信号となってアンテナ２１７ａ１〜２１７ａｎから空間に放射される。
当該信号分配選択部２１４ａは当該デジタル信号をＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎに分配する。当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎには制御部２１５ａによって異なる搬送波信号周波数および／あるいは副搬送波信号周波数が割当てられており、当該信号分配選択部２１４ａによって分配された共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号によってＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ〜２１６ａｎの搬送波信号および／あるいは副搬送波信号が変調される。
【０００８】
一方、当該発受信手段２１ｂのＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎには当該発受手段２１ａのＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ｂｎの周波数に１対１で対応する周波数が制御部２１５ｂによって割当てられている。当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信された複数のデジタル信号は信号分配選択部２１４ｂによって正常に受信されたデジタル信号が選択され、ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換されて接続端子２１１ｂに出力されあるいは直接デジタル信号として接続端子２１２ｂに出力される。
かくして、当該発受信手段２１ａと当該発受信手段２１ｂの間は複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎと複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎによって複数の経路で結ばれていることから、当該発受信手段２１ａの接続端子２１１ａに入力されたアナログ信号あるいは接続端子２１２ａに入力されたデジタル信号は複雑な誤り訂正符号を組込んだり冗長性を有するデジタル信号に変換することなく伝送誤り率が小さくしかも伝送遅延がほとんど無い状態で当該発受信手段２１ｂ側の接続端子２１１ｂあるいは２１２ｂから出力される。
ここで、当該複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから発信される高周波信号には、図２の（ａ）に示すように少なくとも同期信号３０１ａ、３０１ｂと誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂがデジタル信号３０２ａ、３０２ｂに附加されており、当該発受信手段２１ｂの信号分配選択部２１４ｂにおいて当該誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂを用いてデジタル信号３０２ａ、３０２ｂが正常に受信されたかの判定を行い正常に受信されたものからデジタル信号３０２ａ、３０２ｂを選択し当該ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換して出力しあるいは直接出力する。
【０００９】
あるいは、図２（ｂ）に示すように連続したデジタル信号３１１に同期信号３０１を附加し、あるいは図２の（ｃ）に示すようにＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってΔΣ（デルタ・シグマ）変調器によって１ビットのデジタル信号列に変換した場合には、当該発受信手段２１ｂの信号分配選択部において多数決等の方法により正常に受信されたデジタル信号列を選択することも可能である。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎを用いる代わりに、複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
【実施例２】
【００１０】
図２は本発明の実施例で伝送されるデジタル信号の構成図であり、３０１、３０１ａ、３０１ｂは同期信号、３０２ａ、３０２ｂはデジタル信号、３０３ａ、３０３ｂは誤り検出信号、３１１は連続するデジタル信号、３１２はΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号列である。
図２（ａ）では、同期をとるための同期信号３０１ａとデジタル信号３０２ａと誤り検出信号３０３ａおよび同期信号３０１ｂとデジタル信号３０２ｂと誤り検出信号３０３ｂが直列に並べられており、図２（ｂ）では、同期をとるための同期信号３０１と連続するデジタル信号３１１が直列に並べられており、図２（ｃ）では、ΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号が直列に伝送されている。
ここで、図２（ａ）および（ｂ）はパケット状のデジタル信号を伝送するのに適し、図２（ｃ）では、同期信号３０１ａあるいは３０１ｂおよび／あるいは誤り検出信号３０３ａあるいは３０３ｂが不要なため、映像信号あるいは音声信号等の連続するアナログ信号を遅延無く伝送するのに適する。
【実施例３】
【００１１】
図３は本発明の他の実施例を示す構成図であり、２１ａは発受信手段、２１１ａ１、２１１ａ２はアナログ信号の接続端子、２１２ａはデジタル信号の接続端子（例えばＵＳＢあるいはＲＳ２３２Ｃ）、２１３ａはＡ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ、２１４ａは信号分配選択部、２１５ａは制御部、２１６ａ１、２１６ａ２はＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１、２１７ａ２はアンテナである。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１は入力側、２１１ａ２は出力側であり、デジタル信号接続端子２１２ａは例えばＵＳＢコネクタあるいはＲＳ２３２Ｃコネクタでありデジタル入出力信号と制御信号の接続端子を有するものとする。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１に入力されたアナログ信号はＡ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ２１３ａによってデジタル信号に変換されあるいはデジタル信号接続端子２１２ａに入力されたデジタル信号は直接信号分配選択部２１４ａに入力され、２分配されて当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１と２１６ａ２の送信ＦＩＦＯ（フアーストインフアーストアウト）端子に入力する。
当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２は高集積度のＬＳＩであり、ＦＩＦＯ端子に入力されたデジタル信号に図２の（ａ）に示す同期信号３０１ａ、３０１ｂと誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂを附加して搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に変調をかけ制御部２１５ａにより指定された送信周波数に変換して増幅した後、アンテナ２１７ａ１、２１７ａから空間に放射する。
一方、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ２によって受信された高周波信号は当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２によってデジタル信号に復調され、図２の（ａ）に示す同期検出信号３０１ａ、３０１ｂの受信タイミングを示す信号と受信したデジタル信号３０２ａ、３０２ｂ（受信ＦＩＦＯ信号）と誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂの判定結果を示す信号をそれぞれの端子から出力する。
【００１２】
当該信号分配選択部２１４ａでは、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２から出力される同期信号３０１ａ、３０１ｂの受信タイミングを示す信号と誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂの判定結果を受けて正常に受信されたと判定された側の受信ＦＩＦＯ信号を取り込み、Ａ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ２１３ａによってアナログ信号に変換してアナログ端子２１１ａ２から出力しあるいは直接デジタル端子２１２ａ端子から出力する。
ここで、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２には異なる周波数が制御部２１５ａによって割当てられ、当該異なる周波数を割当てることで周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２にはそれぞれ別々のアンテナ２１７ａ１、２１７ａ２を接続しているがアンテナ分配合成器を介して１基のアンテナに接続することも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該２基のアンテナが異なる偏波面を有することで偏波ダイバーシテイの効果が得られ、同一方向に向けた指向性を有することで指向性ダイバーシテイの効果が得られ、および／あるいは間隔をあけることで空間ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２を用いる代わりに、２波の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００１３】
図４は本発明の他の実施例を示す構成図であり、２１ａは発受信手段、２１１ａ１、２１１ａ２はアナログ信号の接続端子、２１２ａは制御信号の接続端子（例えばＵＳＢあるいはＲＳ２３２Ｃ）、２１３ａはΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器、２１４ａは信号分配選択部、２１５ａは制御部、２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３はＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３はアンテナである。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１は入力側、２１１ａ２は出力側であり、デジタル信号接続端子２１２ａは例えばＵＳＢコネクタあるいはＲＳ２３２Ｃコネクタでありデジタル入出力信号と制御信号の接続端子を有するものとする。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１に入力されたアナログ信号はΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａによって１ビットのデジタル信号列３１２（図２の（ｃ）に示す）に変換され信号分配選択部２１４ａに入力され、３分配されて当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３の送信入力端子に入力する。
当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３は、送信入力端子に入力された１ビットのデジタル信号列３１２を直接あるいはＮＲＺあるいはマンチェスタコード等に変換した後に搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に変調をかけ制御部２１５ａにより指定された送信周波数に変換して増幅した後、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ、２１７ａ３から空間に放射する。
当該ΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａにより、例えば、スーパーオーデイオ等のアナログ信号をデジタル信号に変換する場合、通常のサンプリング周波数fs=44.1ｋHzに対して６４倍の64fs=2.8224MHz程度でオーバーサンプリングを行い、１ビットのデジタル信号列（2.8224Mbps）に変換することで、ダイナミックレンジとして可聴帯域で120dBを確保できる。ただし、デジタル信号の伝送速度が2.8224Mbpsと高速になって広帯域の無線周波数を占有することになるので、占有帯域幅を圧縮できる変調方式を採用して帯域の圧縮を図る等の必要がある。
一方、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３によって受信された高周波信号は当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３によって複数の１ビットのデジタル信号列３１２に復調され、当該信号分配選択部２１４ａよって当該復調された複数の１ビットのデジタル信号列３１２に対して任意のビット単位あるいはビット単位で複数のサンプリングを行い当該サンプリング単位あるいは複数サンプリング単位で多数決判定を行い正常に受信された１ビットのデジタル信号を選択し、当該ΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａによりアナログ信号に変換され、接続端子２１１ａ２から出力される。
あるいは、当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数の１ビットのデジタル信号列の内から正常に受信された１ビットのデジタル信号列を多数決により選択する際に、当該複数の１ビットのデジタル信号列間に存在する伝送遅延時間差あるいは伝送遅延位相差を調節しあるいは補正して当該正常に受信された１ビットのデジタル信号列の誤り率が最少となるように調整しあるいあ制御することも可能である。
【００１４】
ここで、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３には異なる周波数が制御部２１５ａによって割当てられ、当該異なる周波数を割当てることで周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３にはそれぞれ別々のアンテナ２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３を接続しているがアンテナ分配合成器を介して１基のアンテナに接続することも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３を用いる代わりに、３波の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いることも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該３基のアンテナが異なる偏波面を有することで偏波ダイバーシテイの効果が得られ、同一方向に向けた指向性を有することで指向性ダイバーシテイの効果が得られ、および／あるいは間隔を空けることで空間ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該１ビットのデジタル信号列３１２をＮＲＺあるいはマンチェスタコードに変換して変調するとしたが、送信側でＮＲＺ信号を用いて差動符号化して変調し受信側で遅延検波により復調しても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
また、変調方式については、一般的なＡＳＫ、ＦＳＫ、あるいはＰＳＫを用いることができるが、ΔΣ（デルタ・シグマ）変調器によりデジタル信号に変換する場合にはオーバーサンプリングにより占有帯域幅が広がるのを防ぐため、変調方式にＱＰＳＫ、ＱＡＭ、あるいは帯域圧縮比の大きな変調方式を採用し、占有帯域幅が2MHz以下となるようにする必要がある。
また、当該発受信手段が複数組でありお互いに対向して運用される場合に相互間で干渉あるいは妨害を引き起こす危険性がある。特に１ビットのデジタル信号列で送信する場合には伝送遅延が生じるのを避けるために途中に制御信号を挿入することが出来ないので、当該複数組の発受信手段の任意の動きによっても相互に干渉しあるいは妨害を与えないように相互間の位置関係を調整しあるいは制約を与え、あるいはデジタル信号を伝送する途中に制御信号を挿入できるかあるいは別ルートで制御信号を伝送できる場合には、当該複数の発受信手段の内の対向する相手方に対して送信機の送信出力を相対的な距離の変化に応じて制御するよう要求することで、当該干渉あるいは妨害を極力減らすことが必要である。
【００１５】
以上の説明では、ＩＳＭバンドの送受信機を用いるとしたが、広帯域を占有できるその他の周波数帯の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、高周波信号の代わりに超音波信号あるいは光信号を用いても同様な効果があり、アンテナの代わりに超音波トランスデューサーあるいは超音波送波器を用いて超音波信号を発信し、超音波トランスデューサーあるいは超音波受波器を用いて超音波信号を受信し、あるいは発光ダイオードあるいはレーザーダイオードを用いて光信号を発信し、ホトダイオードを用いて光信号を受信することでも同様な効果が得られる。なお、本出願では、超音波トランスデューサーあるいは超音波送受波器と発光ダイオードあるいはレーザーダイオードあるいはホトダイオードを総称して送受波器と呼称するものとする。また、送受波器の送波器あるいは受波器のみを用いる場合でも送受波器として記載している。
また、当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号に誤り訂正符号を附加しおよび／あるいは冗長度の高い符号化を行ないおよび／あるいは任意の信号処理を行なっても同様な効果が得られる。
また、当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が連続するデジタル信号でありあるいはパケット化されたデジタル信号であっても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、上記のように構成されているため、高速で、伝送遅延が少なく、伝送誤りが少なく、しかも信頼度の高いデジタル信号の伝送が可能となるので、高忠実度のアナログ信号の伝送が要求されるデジタル伝送方式の無線マイクロホン、映像および／あるいは音響設備の無線化などに応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施例で伝送されるデジタル信号の構成図である。
【図３】本発明のその他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明のその他の実施例を示す構成図である。
【図５】従来の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１ 無線アクセスポイント装置
１２ 無線端末装置
１１１ デジタルテレビジョンチューナ
１１２ ＤＳＰ
１１３ ＴＭＣＣ信号回路
１１４ 5.2GHz帯送受信機
１１５ 2.4GHz帯送受信機
１１６ 送受信機切替え制御部
１１７、１１８、１２０、１２２ アンテナ
１２１ 5.2GHz帯送受信機
１２３ 2.4GHz帯送受信機
１２４ ＤＳＰ
１２５ 表示装置
１２６ スピーカ
１２７ 制御部
２１ａ、２１ｂ 発受信手段
２１１ａ、２１１ａ１、２１１ａ２ アナログ信号接続端子
２１１ｂ、２１１ｂ１、２１１ｂ２ アナログ信号接続端子
２１２ａ、２１２ｂ デジタル信号接続端子
２１３ａ、２１３ｂ ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部、Ａ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ、あるいはΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器
２１４ａ、２１４ｂ 信号分配選択部
２１５ａ、２１５ｂ 制御部
２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３ ＩＳＭバンドの送受信機
２１６ａｎ、２１６ｂ１、２１６ｂ２ ＩＳＭバンドの送受信機
２１６ｂ３、２１６ｂｎ ＩＳＭバンドの送受信機
２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３ アンテナ
２１７ａｎ、２１７ｂ１、２１７ｂ２ アンテナ
２１７ｂ３、２１７ｂｎ アンテナ
３０１、３０１ａ、３０１ｂ 同期信号
３０２ａ、３０２ｂ デジタル信号
３０３ａ、３０３ｂ 誤り検出信号（ＣＲＣ等）
３１１ 冗長性を有するデジタル信号列（8B/10B line code)
３１２ ΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号列
【技術分野】
【０００１】
この発明は、2.4GHz帯あるいはその他のＩＳＭバンドを利用して伝送遅延が少なくしかも高速で高信頼度のデジタル信号の伝送を実現するためのデジタル信号伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、特許文献１に記載されている従来の「無線伝送装置及びその制御方法」の実施例である。 図５において、ＤＳＰ１１２では、チューナー１１１から供給される映像信号と音声信号がそれぞれの無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換され、この振幅値データが、例えば5.2GHz帯の送受信機１１４、及び例えば2.4GHz帯の送受信機１１５に供給される。
更に、制御部１１６にてＴＭＣＣ信号から判別される精細度の情報に応じて、送受信機１１４及び１１５を切替えるための制御信号が形成される。そして判別された精細度の情報が高精細度である場合には、5.2GHz帯の送受信機１１４が動作されると共に、映像信号と音声信号が5.2GHz帯の無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換される。
また、標準精細度である場合には、2.4GHz帯の送受信機１１５が動作されるとともに、映像信号と音声信号が2.4GHz帯の無線伝送用の変調に最適な振幅値に変換される。
従来の実施例では上記のように構成されているため、複数の周波数帯の送受信機を用いてデジタル信号を伝送しているが遅延特性あるいは伝送時の信頼性についての特段の改善はなされていない問題点がある。
一方、特許文献２に記載されている従来の「無線信号送信装置および無線信号受信装置ならびに無線信号伝送システム」では、映像や音声の伝送をほとんど遅延なしに行なうことができるとされているが、他から妨害波を受けた場合の耐妨害性あるいは伝送信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献３に記載されている従来の「非同期デジタル無線通信システム」では、非同期単向通信でデジタル音声データを無線伝送するにあたって、受信機側でのオーバーフローやアンダーフローによる音声の途切れを防止するとともに、音声データの遅延時間をより短くするよう構成しているが、他から妨害波あるいは干渉を受けた場合の信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献４に記載されている従来の「低速周波数ホッピング通信方式」では、マルチパスフエージングによる通信品質の劣化を改善した低速周波数ホッピング方式を提供するが、伝送遅延と他から妨害波を受けた場合の信頼性についての対策がなされていない問題点がある。
また、特許文献５に記載されている従来の「時分割多重デジタル無線通信方式」では、伝送するビット列を複数の低速ビット列に分割してそれぞれ周波数の異なる複数のサブキャリアに別々にデジタル変調をした後に周波数多重化するマルチキャリア・デジタル変調方式を使用し、且つ、この変調方式によるデジタル信号を時分割した複数の通信スロットで通信する時分割多重デジタル通信方式とすることで、他から妨害を受けた場合の信頼性についての改善がなされているが、必然的に伝送遅延が大きくなる問題点がある。
【特許文献１】特開２００３−３０４４１２号
【特許文献２】特開２００５−３２３２０５号
【特許文献３】特開２００４−３４９９２９号
【特許文献４】特開平９−１６７９８２号
【特許文献５】特開平５−２７６１３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、2.4GHz帯等のＩＳＭバンドに割当てられた周波数帯を利用してデジタル信号の伝送を行なう場合に、伝送遅延が少なくしかも高速で高信頼度のデジタル信号伝送を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明に係わるデジタル信号伝送装置は、複数の送信機および／あるいは受信機に複数の周波数を割当て、当該複数の送信機に同一あるいは共通のデジタル信号を並列に入力し、当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号から正常に受信されたものを選択して出力することで、伝送遅延が少なく他から妨害あるいは干渉を受けた場合にも信頼性の高い伝送を可能にするためのものである。
【発明の効果】
【０００５】
従来のデジタル信号伝送装置では、単一の送受信機に単一の周波数を割当ててデジタル信号の伝送を行い、あるいは複数のサブキャリア周波数を割当ててデジタル信号を低速ビット列に分割してそれぞれのサブキャリアに別々に分けて伝送しているため、伝送遅延が大きく他から妨害あるいは干渉を受けた場合に信頼性の低下が生じるなどの問題点があった。
本発明のデジタル信号伝送装置では、複数の送信機および／あるいは受信機に複数の周波数を割当て、当該複数の送信機に共通のデジタル信号を並列に入力し、当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号から正常に受信されたものを選択して出力することで、伝送遅延が少なく他から妨害あるいは干渉を受けた場合でも信頼性の高いデジタル信号の伝送を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明に係わるデジタル信号伝送装置は、図１に示すように、発受信手段２１ａをデジタル信号の発信側とし発受信手段２１ｂをデジタル信号の受信側とすると、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎには異なる複数の周波数が割当てられ、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎには対向する複数の周波数が割当てられている。接続端子２１１ａに入力されたアナログ信号はＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってデジタル信号に変換された後信号分配選択部２１４ａによって当該発信側の複数の送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎに分配され変調された高周波信号となって空間に放射される。一方、受信側のＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信された複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号が信号分配選択部２１４ｂによって選択されＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換されて出力される。
当該発受信手段２１ａのＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから発信される高周波信号には、図２の（ａ）に示すように、少なくとも同期信号と誤り検出符号（ＣＲＣ）が含まれており、一方の発受信手段２１ｂのＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎでは、図３に示すように、受信されたデジタル信号から同期検出タイミングと誤り検出の判定結果が出力され、信号分配選択部２１４ｂによって当該誤り検出判定結果から正常に受信されたと判定された側からデジタル信号が選択される。
当該図２の（ｂ）のように同期信号３０２を含む連続したデジタル信号３１１が伝送される場合あるいは当該図２の（ｃ）に示すようにアナログ信号がΔΣ（デルタ・シグマ）変調信号３１２に変換されて伝送される場合には、信号分配選択部２１４ｂにおいて、多数決により正常に受信されたかの判定を行なう。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の一実施例を示すシステム構成図である。図１において、２１ａ、２１ｂは発受信手段、２１１ａ、２１１ｂはアナログ信号の接続端子、２１２ａ、２１２ｂはデジタル信号の接続端子、２１３ａ、２１３ｂはＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部、２１４ａ、２１４ｂは信号分配選択部、２１５ａ、２１５ｂは制御部、２１６ａ１〜２１６ａｎおよび２１６ｂ１〜２１６ｂｎはＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１〜２１７ａｎおよび２１７ｂ１〜２１７ｂｎはアンテナである。
発受信手段２１ａをデジタル信号の発信側とし発受信手段２１ｂをデジタル信号の受信側とする。当該発受信手段２１ａにおいて、アナログ信号を接続端子２１１ａに接続しＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってデジタル信号に変換した後に信号分配選択部２１４ａに入力され、一方、デジタル信号が接続端子２１２ａに接続される場合には直接信号分配選択部２１４ａに入力され、ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎによって変調され増幅された高周波信号となってアンテナ２１７ａ１〜２１７ａｎから空間に放射される。
当該信号分配選択部２１４ａは当該デジタル信号をＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎに分配する。当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎには制御部２１５ａによって異なる搬送波信号周波数および／あるいは副搬送波信号周波数が割当てられており、当該信号分配選択部２１４ａによって分配された共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号によってＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ〜２１６ａｎの搬送波信号および／あるいは副搬送波信号が変調される。
【０００８】
一方、当該発受信手段２１ｂのＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎには当該発受手段２１ａのＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ｂｎの周波数に１対１で対応する周波数が制御部２１５ｂによって割当てられている。当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎにより受信された複数のデジタル信号は信号分配選択部２１４ｂによって正常に受信されたデジタル信号が選択され、ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換されて接続端子２１１ｂに出力されあるいは直接デジタル信号として接続端子２１２ｂに出力される。
かくして、当該発受信手段２１ａと当該発受信手段２１ｂの間は複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎと複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ｂ１〜２１６ｂｎによって複数の経路で結ばれていることから、当該発受信手段２１ａの接続端子２１１ａに入力されたアナログ信号あるいは接続端子２１２ａに入力されたデジタル信号は複雑な誤り訂正符号を組込んだり冗長性を有するデジタル信号に変換することなく伝送誤り率が小さくしかも伝送遅延がほとんど無い状態で当該発受信手段２１ｂ側の接続端子２１１ｂあるいは２１２ｂから出力される。
ここで、当該複数のＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎから発信される高周波信号には、図２の（ａ）に示すように少なくとも同期信号３０１ａ、３０１ｂと誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂがデジタル信号３０２ａ、３０２ｂに附加されており、当該発受信手段２１ｂの信号分配選択部２１４ｂにおいて当該誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂを用いてデジタル信号３０２ａ、３０２ｂが正常に受信されたかの判定を行い正常に受信されたものからデジタル信号３０２ａ、３０２ｂを選択し当該ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ｂによってアナログ信号に変換して出力しあるいは直接出力する。
【０００９】
あるいは、図２（ｂ）に示すように連続したデジタル信号３１１に同期信号３０１を附加し、あるいは図２の（ｃ）に示すようにＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部２１３ａによってΔΣ（デルタ・シグマ）変調器によって１ビットのデジタル信号列に変換した場合には、当該発受信手段２１ｂの信号分配選択部において多数決等の方法により正常に受信されたデジタル信号列を選択することも可能である。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１〜２１６ａｎを用いる代わりに、複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
【実施例２】
【００１０】
図２は本発明の実施例で伝送されるデジタル信号の構成図であり、３０１、３０１ａ、３０１ｂは同期信号、３０２ａ、３０２ｂはデジタル信号、３０３ａ、３０３ｂは誤り検出信号、３１１は連続するデジタル信号、３１２はΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号列である。
図２（ａ）では、同期をとるための同期信号３０１ａとデジタル信号３０２ａと誤り検出信号３０３ａおよび同期信号３０１ｂとデジタル信号３０２ｂと誤り検出信号３０３ｂが直列に並べられており、図２（ｂ）では、同期をとるための同期信号３０１と連続するデジタル信号３１１が直列に並べられており、図２（ｃ）では、ΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号が直列に伝送されている。
ここで、図２（ａ）および（ｂ）はパケット状のデジタル信号を伝送するのに適し、図２（ｃ）では、同期信号３０１ａあるいは３０１ｂおよび／あるいは誤り検出信号３０３ａあるいは３０３ｂが不要なため、映像信号あるいは音声信号等の連続するアナログ信号を遅延無く伝送するのに適する。
【実施例３】
【００１１】
図３は本発明の他の実施例を示す構成図であり、２１ａは発受信手段、２１１ａ１、２１１ａ２はアナログ信号の接続端子、２１２ａはデジタル信号の接続端子（例えばＵＳＢあるいはＲＳ２３２Ｃ）、２１３ａはＡ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ、２１４ａは信号分配選択部、２１５ａは制御部、２１６ａ１、２１６ａ２はＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１、２１７ａ２はアンテナである。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１は入力側、２１１ａ２は出力側であり、デジタル信号接続端子２１２ａは例えばＵＳＢコネクタあるいはＲＳ２３２Ｃコネクタでありデジタル入出力信号と制御信号の接続端子を有するものとする。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１に入力されたアナログ信号はＡ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ２１３ａによってデジタル信号に変換されあるいはデジタル信号接続端子２１２ａに入力されたデジタル信号は直接信号分配選択部２１４ａに入力され、２分配されて当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１と２１６ａ２の送信ＦＩＦＯ（フアーストインフアーストアウト）端子に入力する。
当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２は高集積度のＬＳＩであり、ＦＩＦＯ端子に入力されたデジタル信号に図２の（ａ）に示す同期信号３０１ａ、３０１ｂと誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂを附加して搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に変調をかけ制御部２１５ａにより指定された送信周波数に変換して増幅した後、アンテナ２１７ａ１、２１７ａから空間に放射する。
一方、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ２によって受信された高周波信号は当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２によってデジタル信号に復調され、図２の（ａ）に示す同期検出信号３０１ａ、３０１ｂの受信タイミングを示す信号と受信したデジタル信号３０２ａ、３０２ｂ（受信ＦＩＦＯ信号）と誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂの判定結果を示す信号をそれぞれの端子から出力する。
【００１２】
当該信号分配選択部２１４ａでは、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２から出力される同期信号３０１ａ、３０１ｂの受信タイミングを示す信号と誤り検出信号３０３ａ、３０３ｂの判定結果を受けて正常に受信されたと判定された側の受信ＦＩＦＯ信号を取り込み、Ａ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ２１３ａによってアナログ信号に変換してアナログ端子２１１ａ２から出力しあるいは直接デジタル端子２１２ａ端子から出力する。
ここで、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２には異なる周波数が制御部２１５ａによって割当てられ、当該異なる周波数を割当てることで周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２にはそれぞれ別々のアンテナ２１７ａ１、２１７ａ２を接続しているがアンテナ分配合成器を介して１基のアンテナに接続することも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該２基のアンテナが異なる偏波面を有することで偏波ダイバーシテイの効果が得られ、同一方向に向けた指向性を有することで指向性ダイバーシテイの効果が得られ、および／あるいは間隔をあけることで空間ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２を用いる代わりに、２波の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００１３】
図４は本発明の他の実施例を示す構成図であり、２１ａは発受信手段、２１１ａ１、２１１ａ２はアナログ信号の接続端子、２１２ａは制御信号の接続端子（例えばＵＳＢあるいはＲＳ２３２Ｃ）、２１３ａはΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器、２１４ａは信号分配選択部、２１５ａは制御部、２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３はＩＳＭバンドの送受信機、２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３はアンテナである。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１は入力側、２１１ａ２は出力側であり、デジタル信号接続端子２１２ａは例えばＵＳＢコネクタあるいはＲＳ２３２Ｃコネクタでありデジタル入出力信号と制御信号の接続端子を有するものとする。
当該アナログ信号接続端子２１１ａ１に入力されたアナログ信号はΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａによって１ビットのデジタル信号列３１２（図２の（ｃ）に示す）に変換され信号分配選択部２１４ａに入力され、３分配されて当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３の送信入力端子に入力する。
当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３は、送信入力端子に入力された１ビットのデジタル信号列３１２を直接あるいはＮＲＺあるいはマンチェスタコード等に変換した後に搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に変調をかけ制御部２１５ａにより指定された送信周波数に変換して増幅した後、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ、２１７ａ３から空間に放射する。
当該ΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａにより、例えば、スーパーオーデイオ等のアナログ信号をデジタル信号に変換する場合、通常のサンプリング周波数fs=44.1ｋHzに対して６４倍の64fs=2.8224MHz程度でオーバーサンプリングを行い、１ビットのデジタル信号列（2.8224Mbps）に変換することで、ダイナミックレンジとして可聴帯域で120dBを確保できる。ただし、デジタル信号の伝送速度が2.8224Mbpsと高速になって広帯域の無線周波数を占有することになるので、占有帯域幅を圧縮できる変調方式を採用して帯域の圧縮を図る等の必要がある。
一方、アンテナ２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３によって受信された高周波信号は当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３によって複数の１ビットのデジタル信号列３１２に復調され、当該信号分配選択部２１４ａよって当該復調された複数の１ビットのデジタル信号列３１２に対して任意のビット単位あるいはビット単位で複数のサンプリングを行い当該サンプリング単位あるいは複数サンプリング単位で多数決判定を行い正常に受信された１ビットのデジタル信号を選択し、当該ΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器２１３ａによりアナログ信号に変換され、接続端子２１１ａ２から出力される。
あるいは、当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数の１ビットのデジタル信号列の内から正常に受信された１ビットのデジタル信号列を多数決により選択する際に、当該複数の１ビットのデジタル信号列間に存在する伝送遅延時間差あるいは伝送遅延位相差を調節しあるいは補正して当該正常に受信された１ビットのデジタル信号列の誤り率が最少となるように調整しあるいあ制御することも可能である。
【００１４】
ここで、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３には異なる周波数が制御部２１５ａによって割当てられ、当該異なる周波数を割当てることで周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３にはそれぞれ別々のアンテナ２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３を接続しているがアンテナ分配合成器を介して１基のアンテナに接続することも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該ＩＳＭバンドの送受信機２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３を用いる代わりに、３波の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号を有する１台の送受信機を用いることも可能であり、その場合でも上記周波数ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該３基のアンテナが異なる偏波面を有することで偏波ダイバーシテイの効果が得られ、同一方向に向けた指向性を有することで指向性ダイバーシテイの効果が得られ、および／あるいは間隔を空けることで空間ダイバーシテイの効果が得られる。
また、当該１ビットのデジタル信号列３１２をＮＲＺあるいはマンチェスタコードに変換して変調するとしたが、送信側でＮＲＺ信号を用いて差動符号化して変調し受信側で遅延検波により復調しても同様な効果が得られる。
また、当該複数の搬送波信号および／あるいは副搬送波信号に直交する周波数が割当てられるＯＦＤＭ方式の場合でも同様な効果が得られる。
また、変調方式については、一般的なＡＳＫ、ＦＳＫ、あるいはＰＳＫを用いることができるが、ΔΣ（デルタ・シグマ）変調器によりデジタル信号に変換する場合にはオーバーサンプリングにより占有帯域幅が広がるのを防ぐため、変調方式にＱＰＳＫ、ＱＡＭ、あるいは帯域圧縮比の大きな変調方式を採用し、占有帯域幅が2MHz以下となるようにする必要がある。
また、当該発受信手段が複数組でありお互いに対向して運用される場合に相互間で干渉あるいは妨害を引き起こす危険性がある。特に１ビットのデジタル信号列で送信する場合には伝送遅延が生じるのを避けるために途中に制御信号を挿入することが出来ないので、当該複数組の発受信手段の任意の動きによっても相互に干渉しあるいは妨害を与えないように相互間の位置関係を調整しあるいは制約を与え、あるいはデジタル信号を伝送する途中に制御信号を挿入できるかあるいは別ルートで制御信号を伝送できる場合には、当該複数の発受信手段の内の対向する相手方に対して送信機の送信出力を相対的な距離の変化に応じて制御するよう要求することで、当該干渉あるいは妨害を極力減らすことが必要である。
【００１５】
以上の説明では、ＩＳＭバンドの送受信機を用いるとしたが、広帯域を占有できるその他の周波数帯の送受信機を用いても同様な効果が得られる。
また、高周波信号の代わりに超音波信号あるいは光信号を用いても同様な効果があり、アンテナの代わりに超音波トランスデューサーあるいは超音波送波器を用いて超音波信号を発信し、超音波トランスデューサーあるいは超音波受波器を用いて超音波信号を受信し、あるいは発光ダイオードあるいはレーザーダイオードを用いて光信号を発信し、ホトダイオードを用いて光信号を受信することでも同様な効果が得られる。なお、本出願では、超音波トランスデューサーあるいは超音波送受波器と発光ダイオードあるいはレーザーダイオードあるいはホトダイオードを総称して送受波器と呼称するものとする。また、送受波器の送波器あるいは受波器のみを用いる場合でも送受波器として記載している。
また、当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号に誤り訂正符号を附加しおよび／あるいは冗長度の高い符号化を行ないおよび／あるいは任意の信号処理を行なっても同様な効果が得られる。
また、当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が連続するデジタル信号でありあるいはパケット化されたデジタル信号であっても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、上記のように構成されているため、高速で、伝送遅延が少なく、伝送誤りが少なく、しかも信頼度の高いデジタル信号の伝送が可能となるので、高忠実度のアナログ信号の伝送が要求されるデジタル伝送方式の無線マイクロホン、映像および／あるいは音響設備の無線化などに応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施例で伝送されるデジタル信号の構成図である。
【図３】本発明のその他の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明のその他の実施例を示す構成図である。
【図５】従来の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１ 無線アクセスポイント装置
１２ 無線端末装置
１１１ デジタルテレビジョンチューナ
１１２ ＤＳＰ
１１３ ＴＭＣＣ信号回路
１１４ 5.2GHz帯送受信機
１１５ 2.4GHz帯送受信機
１１６ 送受信機切替え制御部
１１７、１１８、１２０、１２２ アンテナ
１２１ 5.2GHz帯送受信機
１２３ 2.4GHz帯送受信機
１２４ ＤＳＰ
１２５ 表示装置
１２６ スピーカ
１２７ 制御部
２１ａ、２１ｂ 発受信手段
２１１ａ、２１１ａ１、２１１ａ２ アナログ信号接続端子
２１１ｂ、２１１ｂ１、２１１ｂ２ アナログ信号接続端子
２１２ａ、２１２ｂ デジタル信号接続端子
２１３ａ、２１３ｂ ＣＯＤＥＣおよび／あるいは信号変換部、Ａ／ＤＣおよび／あるいはＤ／ＡＣ、あるいはΔΣ（デルタ・シグマ）変復調器
２１４ａ、２１４ｂ 信号分配選択部
２１５ａ、２１５ｂ 制御部
２１６ａ１、２１６ａ２、２１６ａ３ ＩＳＭバンドの送受信機
２１６ａｎ、２１６ｂ１、２１６ｂ２ ＩＳＭバンドの送受信機
２１６ｂ３、２１６ｂｎ ＩＳＭバンドの送受信機
２１７ａ１、２１７ａ２、２１７ａ３ アンテナ
２１７ａｎ、２１７ｂ１、２１７ｂ２ アンテナ
２１７ｂ３、２１７ｂｎ アンテナ
３０１、３０１ａ、３０１ｂ 同期信号
３０２ａ、３０２ｂ デジタル信号
３０３ａ、３０３ｂ 誤り検出信号（ＣＲＣ等）
３１１ 冗長性を有するデジタル信号列（8B/10B line code)
３１２ ΔΣ（デルタ・シグマ）変調された１ビットのデジタル信号列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を利用したデジタル信号伝送システムにおいて、
共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号により変調された複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を送信するための複数の送信機と当該複数の送信機に当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号を分配するための分配手段と当該複数の送信機から発信される複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を個別に受信するための複数の受信機と当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を選択して出力するための選択手段と当該複数の送信機および／あるいは複数の受信機を制御するための制御手段とから構成される発受信手段において、
当該複数の送信機に対応して設けられた制御手段によって当該複数の送信機に対して異なる周波数を割当て当該複数の受信機に対応して設けられた制御手段によって当該複数の受信機に対して当該複数の送信機に割当てられた周波数と１対１で対応する周波数を割当てることを特徴とするデジタル信号伝送装置
【請求項２】
超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を利用したデジタル信号伝送システムにおいて、
共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号で変調された複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号を有する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を送信するための送信機と当該複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に変調をかけるために当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号を分配するための分配手段と当該送信機が送信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号を個別に受信するための単一あるいは複数の受信機と当該受信機が受信して出力する複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を選択して出力するための選択手段と当該送信機および／あるいは受信機を制御するための制御手段とから構成される送受信手段において、
当該送信機に対応して設けられた制御手段によって当該送信機の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に対して異なる周波数を割当て当該受信機に対応して設けられた制御手段によって当該単一あるいは複数の受信機に対して当該送信機の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に割当てられた周波数と１対１で対応する周波数を割当てることを特徴とするデジタル信号伝送装置
【請求項３】
当該複数の送信機および／あるいは複数の受信機が当該複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を空間に送信しおよび／あるいは空間から受信するために複数のアンテナあるいは複数の送受波器に接続されあるいは共用手段を介して単一のアンテナあるいは単一の送受波器に接続され偏波ダイバーシテイ手段あるいは指向性ダイバーシテイ手段あるいは空間ダイバーシテイ手段あるいは周波数ダイバーシテイ手段あるいはこれらを組合わせた手段を有することを特徴とする請求項第１項から第２項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項４】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が少なくとも同期信号と誤り検出符号を含んでおり当該選択手段が当該同期信号を基点とするデジタル信号を当該誤り検出符号を用いて誤りを検出し正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することを特徴とする請求項第１項から第３項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項５】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が連続するデジタル信号でありあるいはパケット化されたデジタル信号であり当該選択手段が当該単一あるいは複数の受信機によって受信された複数の連続するデジタル信号あるいは複数のパケット化されたデジタル信号をビット単位あるいは任意のサンプリング周波数単位でサンプリングを行い当該ビット単位あるいは任意のサンプリング単位で多数決判定を行い正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することを特徴とする請求項第１項から第４項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項６】
当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を多数決により選択する際に当該複数のデジタル信号の間に生じる伝送遅延時間差あるいは伝送遅延位相差を調節しあるいは補正して当該正常に受信されたデジタル信号の誤り率が最少となるように調整しあるいは制御することを特徴とする請求項第１項から第５項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項７】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号がアナログ信号をΔΣ（デルタ・シグマ）変調器により変換した１ビットのデジタル信号列であり当該選択手段が当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数の１ビットのデジタル信号列の内から任意のビット単位あるいは任意のサンプリング周波数単位で多数決をとることにより正常に受信された１ビットのデジタル信号列を選択しΔΣ（デルタ・シグマ）復調器によりアナログ信号に変換して出力することを特徴とする請求項第１項から第６項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項８】
当該制御手段が当該複数の送信機に複数の周波数を割当てる際当該受信機を用いて当該送信機が発信できるようプログラムされた周波数を始業時あるいは随時にスキャンしてモニタを行い割当て可能な周波数のリストを作成しあるいは当該リストを継続して更新しあるいは割当て可能な周波数の傾向を分析して当該リストを更新し当該複数の送信機に対して当該リストから当該送信機の周波数あるいは搬送波信号の周波数あるいは副搬送波信号の周波数を選択して割当てを行うことを特徴とする請求項第１項から第７項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項９】
当該複数の送信機から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の電力が比較的に小さく当該送信機が運用される環境において他からの妨害を受け易く一方他への妨害を与える可能性が少ないことを特徴とする請求項第１項から第８項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項１０】
当該複数の送信機に直交する複数の搬送波信号周波数が割り当てられおよび／あるいは直交する複数の副搬送波信号周波数が割当てられることを特徴とする請求項第１項から第９項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項１１】
当該発受信手段が複数組でありお互いに対向して運用される場合に当該複数組の発受信手段の任意の動きによっても相互に干渉あるいは妨害を与えないように相互間の位置関係を調整しおよび／あるいは当該複数の発受信手段の対向する相手方に対して送信機の送信出力を相対的な距離の変化に応じて制御するよう要求することを特徴とする請求項第１項から第１０項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項１】
超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を利用したデジタル信号伝送システムにおいて、
共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号により変調された複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を送信するための複数の送信機と当該複数の送信機に当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号を分配するための分配手段と当該複数の送信機から発信される複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を個別に受信するための複数の受信機と当該複数の受信機から出力される複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を選択して出力するための選択手段と当該複数の送信機および／あるいは複数の受信機を制御するための制御手段とから構成される発受信手段において、
当該複数の送信機に対応して設けられた制御手段によって当該複数の送信機に対して異なる周波数を割当て当該複数の受信機に対応して設けられた制御手段によって当該複数の受信機に対して当該複数の送信機に割当てられた周波数と１対１で対応する周波数を割当てることを特徴とするデジタル信号伝送装置
【請求項２】
超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を利用したデジタル信号伝送システムにおいて、
共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号で変調された複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号を有する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を送信するための送信機と当該複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に変調をかけるために当該共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号を分配するための分配手段と当該送信機が送信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号を個別に受信するための単一あるいは複数の受信機と当該受信機が受信して出力する複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を選択して出力するための選択手段と当該送信機および／あるいは受信機を制御するための制御手段とから構成される送受信手段において、
当該送信機に対応して設けられた制御手段によって当該送信機の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に対して異なる周波数を割当て当該受信機に対応して設けられた制御手段によって当該単一あるいは複数の受信機に対して当該送信機の複数の搬送波信号および／あるいは複数の副搬送波信号に割当てられた周波数と１対１で対応する周波数を割当てることを特徴とするデジタル信号伝送装置
【請求項３】
当該複数の送信機および／あるいは複数の受信機が当該複数の超音波信号あるいは複数の高周波信号あるいは複数の光信号を空間に送信しおよび／あるいは空間から受信するために複数のアンテナあるいは複数の送受波器に接続されあるいは共用手段を介して単一のアンテナあるいは単一の送受波器に接続され偏波ダイバーシテイ手段あるいは指向性ダイバーシテイ手段あるいは空間ダイバーシテイ手段あるいは周波数ダイバーシテイ手段あるいはこれらを組合わせた手段を有することを特徴とする請求項第１項から第２項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項４】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が少なくとも同期信号と誤り検出符号を含んでおり当該選択手段が当該同期信号を基点とするデジタル信号を当該誤り検出符号を用いて誤りを検出し正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することを特徴とする請求項第１項から第３項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項５】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号が連続するデジタル信号でありあるいはパケット化されたデジタル信号であり当該選択手段が当該単一あるいは複数の受信機によって受信された複数の連続するデジタル信号あるいは複数のパケット化されたデジタル信号をビット単位あるいは任意のサンプリング周波数単位でサンプリングを行い当該ビット単位あるいは任意のサンプリング単位で多数決判定を行い正常に受信されたデジタル信号を選択して出力することを特徴とする請求項第１項から第４項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項６】
当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数のデジタル信号の内から正常に受信されたデジタル信号を多数決により選択する際に当該複数のデジタル信号の間に生じる伝送遅延時間差あるいは伝送遅延位相差を調節しあるいは補正して当該正常に受信されたデジタル信号の誤り率が最少となるように調整しあるいは制御することを特徴とする請求項第１項から第５項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項７】
当該分配手段が分配する共通のデジタル信号あるいは同一のデジタル信号がアナログ信号をΔΣ（デルタ・シグマ）変調器により変換した１ビットのデジタル信号列であり当該選択手段が当該単一あるいは複数の受信機により受信された複数の１ビットのデジタル信号列の内から任意のビット単位あるいは任意のサンプリング周波数単位で多数決をとることにより正常に受信された１ビットのデジタル信号列を選択しΔΣ（デルタ・シグマ）復調器によりアナログ信号に変換して出力することを特徴とする請求項第１項から第６項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項８】
当該制御手段が当該複数の送信機に複数の周波数を割当てる際当該受信機を用いて当該送信機が発信できるようプログラムされた周波数を始業時あるいは随時にスキャンしてモニタを行い割当て可能な周波数のリストを作成しあるいは当該リストを継続して更新しあるいは割当て可能な周波数の傾向を分析して当該リストを更新し当該複数の送信機に対して当該リストから当該送信機の周波数あるいは搬送波信号の周波数あるいは副搬送波信号の周波数を選択して割当てを行うことを特徴とする請求項第１項から第７項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項９】
当該複数の送信機から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の電力が比較的に小さく当該送信機が運用される環境において他からの妨害を受け易く一方他への妨害を与える可能性が少ないことを特徴とする請求項第１項から第８項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項１０】
当該複数の送信機に直交する複数の搬送波信号周波数が割り当てられおよび／あるいは直交する複数の副搬送波信号周波数が割当てられることを特徴とする請求項第１項から第９項に記載のデジタル信号伝送装置
【請求項１１】
当該発受信手段が複数組でありお互いに対向して運用される場合に当該複数組の発受信手段の任意の動きによっても相互に干渉あるいは妨害を与えないように相互間の位置関係を調整しおよび／あるいは当該複数の発受信手段の対向する相手方に対して送信機の送信出力を相対的な距離の変化に応じて制御するよう要求することを特徴とする請求項第１項から第１０項に記載のデジタル信号伝送装置
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１８４８６０（Ｐ２００７−１８４８６０Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８５２（Ｐ２００６−２８５２）
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（３９５００７２９９）有限会社アール・シー・エス (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（３９５００７２９９）有限会社アール・シー・エス (51)
【Ｆターム（参考）】
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