調製裝置、解調裝置及聲信號傳輸方法
2023-10-09 01:09:04 3
專利名稱：調製裝置、解調裝置及聲信號傳輸方法
技術領域：
本發明涉及在聲信號上疊加數據信號來傳輸數據的調製裝置、解調裝置及聲信號傳輸方法。
背景技術：
在聲信號上疊加數據信號並傳輸的傳輸系統，利用包括像專利文獻
1記載的那樣將傳輸信號擴散疊加在聲信號上的技術、像專利文獻2記載
的那樣利用聲信號的某個頻帶來傳輸數據的技術。這種在聲信號上疊加數據信號的技術大多應用於著作權保護和用於防止非法複製的聲電子水印上，也被用作通過聲波從揚聲器向麥克風傳輸信息的信息通信技術。
專利文獻1:國際公幵WO02/45286號小冊子專利文獻2:日本特開2001 — 148670號公報
在把上述專利文獻採用的能夠在聲信號上疊加數據信號的技術用於從揚聲器向麥克風的信息傳輸時，當在傳輸目的地解調傳輸信號時，有時需要用於獲取碼元同步的信號。並且，在傳輸信號的載波頻率可變時，需要在接收側檢測載波頻率。例如，根據聲信號的頻率的不同，有時導致音質產生差異，為此希望在發送側(調製側)從聲信號中的幾個載波頻率中選擇一個載波頻率。該情況時，需要在接收側(解調側)識別載波頻率。
但是，在採用用於識別傳輸這些數據信號的頻率的通知用的載波頻率時，存在頻率利用效率相應下降的問題。尤其在通過可聽頻帶的聲波來傳輸信息時，由於能夠利用的頻帶比較小(例如20Hz—20kHz)，所以需要確保在可聽頻帶的頻率檢測用的頻帶，這成為使傳輸系統的性能大幅惡化的主要原因。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於，提供一種調製裝置、解調裝置及聲信號傳輸方法，其能夠任意選擇數據信號用的載波頻率，而且不使用通知數據信號的載波頻率用的頻率，即可通知該載波頻率。
為了解決上述問題，本發明的聲信號傳輸方法包括選擇步驟，在傳輸源選擇數據信號的載波頻率和與該載波頻率對應的PN序列；調製步驟，在傳輸源使用所述數據信號調製通過所述選擇步驟選擇的載波頻率；生成步驟，在傳輸源根據通過所述選擇步驟選擇的PN序列生成碼元同步信號；疊加步驟，在傳輸源將通過所述生成步驟生成的碼元同步信號和通過所述調製步驟調製後的調製數據信號疊加到所述聲信號上；接收步驟，在傳輸目的地接收疊加了被調製後的調製數據信號的聲信號；運算步驟，在傳輸目的地對通過所述接收步驟接收的聲信號進行與多個PN序列之間的相關計算；判別步驟，在傳輸目的地根據通過所述運算步驟運
算的結果，判別所述多個PN序列中與接收到的聲信號之間的最大相關值
為最大的PN序列；同步處理步驟，在傳輸目的地使用通過所述判別步驟
判別的PN序列確定同步點，同時根據該同步點進行被疊加在所述聲信號上的調製數據信號的碼元同步處理；和解調步驟，在傳輸目的地解調通過所述同步處理步驟進行同步處理後的調製數據信號。
根據本發明，傳輸源根據聲信號的載波頻帶選擇與該頻帶對應的碼元同步用信號的PN序列，發送被疊加了所選擇的PN序列的聲信號。在傳輸目的地，接收所發送的聲信號，並對接收到的聲信號進行與多個PN序列之間的互相關計算。並且，判別在多個PN序列中與聲信號之間的最大相關值為最大的PN序列，根據所判別的PN序列與聲信號之間的相關值，檢測碼元同步點。然後，根據檢測到的同步點和所判別的PN序列，確定疊加在聲信號上的數據信號的載波頻率，並解調數據信號。由此，當在調製裝置側任意確定數據信號的載波頻率時，在解調裝置側也能夠識別該載波頻率，並據此進行解調。因此，由於不在可聽頻帶確保頻率檢測用的頻率，所以能夠提高頻率的利用效率，能夠在聲信號上疊加數據信號，而且不會降低聲信號的音質。並且，本發明的調製裝置對聲信號疊加數據信號而進行發送，該調製裝置具有選擇單元，其選擇數據信號的載波頻率和與該載波頻率對應的PN序列；調製單元，其使用所述數據信號調製由所述選擇單元選擇的載波頻率；生成單元，其根據由所述選擇單元選擇的PN序列生成碼元
;同步信號；和疊加單元，其將由所述生成單元生成的碼元同步信號和由
所述調製單元調製後的調製數據信號疊加到所述聲信號上。
根據本發明，選擇數據信號的載波頻率和與該載波頻率對應的PN序列，使用數據信號調製所選擇的載波頻率。並且，根據所選擇的PN序列生成碼元同步信號，將所生成的碼元同步信號和調製後的調製數據信,號疊加到所述聲信號上。由此，無需確保用於特定載波頻率的頻率，能夠使用碼元同步信號將數據信號的載波頻率通知解調裝置側。因此，能夠適當改變數據信號用的載波頻率，同時無需使用通知傳輸數據信號的載波頻率用的載波頻率，即可通知數據信號的載波頻率。
並且，優選本發明的調製裝置具有插入單元，該插入單元在所述調製數據信號的數據碼元的後部插入通過複製所述數據碼元的前方的預定部分而生成的保護時間塊，由所述插入單元插入了保護時間塊的調製數據信號和碼元同步信號被疊加到聲信號上。
根據本發明，在調製數據信號的數據碼元的後部插入通過複製數據碼元的前方的預定部分而生成的保護時間塊。並且，被插入了保護時間塊的調製數據信號和碼元同步信號被疊加到聲信號上。由此，在碼元同步出現偏差時，也能夠防止碼元間幹擾。
並且，本發明的解調裝置具有輸入單元，其接收疊加了被調製後的調製數據信號的聲信號；運算單元，其對由所述輸入單元接收的聲信號進行與多個PN序列之間的相關計算；判別單元，其根據由所述運算單元運算的結果，判別所述多個PN序列中與接收到的聲信號之間的最大相
關值為最大的PN序列；同步處理單元，其使用由所述判別單元判別的
PN序列確定同步點，同時根據該同步點進行被疊加在所述聲信號上的調製數據信號的碼元同步處理；和解調單元，其解調由所述同步處理單元進行同步處理後的調製數據信號。根據本發明，接收疊加了被調製後的調製數據信號的聲信號，對接 收到的聲信號進行與多個PN序列之間的相關計算，根據所運算的結果，
判別多個PN序列中與接收到的聲信號的最大相關值為最大的PN序列。 並且，使用所判別的PN序列確定同步點，同時根據該同步點進行被疊加 在聲信號上的調製數據信號的碼元同步處理，解調進行了同步處理後的 調製數據信號。由此，無需使用通知用於傳輸數據信號的載波頻率用的 載波頻率，即可識別由調製裝置側指定的數據信號用的載波頻率。
並且，本發明的解調裝置的所述運算單元相隔兩個以上的樣本間隔 計算接收到的聲信號與PN序列之間之間的相關計算，本發明的解調裝置 具有偏移單元，該偏移單元根據在所述運算單元的相關計算中相隔的樣 本數，使從所述運算單元的相關計算導出的數據碼元的同步點前移。
根據本發明，相隔兩個以上的樣本間隔計算接收到的聲信號與PN 序列之間的相關計算，根據在相關計算中相隔的樣本數，使從相關計算 導出的數據碼元的同步點向前移。由此，能夠減輕相關計算用的運算量， 同時在產生同步偏差時也能夠降低碼元間幹擾。
根據本發明，由於不在可聽頻帶確保頻率檢測用的頻率，所以能夠 提高頻率的利用效率，能夠在聲信號上疊加數據信號，而且不會降低聲 信號的音質。
圖1是表示本實施方式的聲信號通信系統的概念的概念圖。 圖2是表示本實施方式的調製裝置3的結構的框圖。 圖3是表示複製OFDM碼元17的一部分來生成保護時間時的處理 的示意圖。
圖4是表示從揚聲器5發送的發送聲信號的示意圖。 圖5是表示頻帶與PN序列之間的關係的概念圖。 圖6是表示本實施方式的解調裝置9的結構的框圖。 圖7是表示本實施方式的調製裝置3的動作的流程圖。 圖8是表示本實施方式的解調裝置9的動作的流程圖。圖9是表示計算接收聲信號與PN序列之間的相關時的相關值的峰 值的說明圖。
標號說明
3調製裝置；5揚聲器；7麥克風；9解調裝置；20 S/P轉換部；21
載波選擇部；22 0FDM調製處理部；23保護時間信號生成部；24頻譜 包絡振幅調整部；25帶通濾波器；26PN序列選擇部；27碼元同步信號 生成部；28D/A轉換部；29相加部；31A/D轉換部；32PN序列相關計
算部；33PN序列選擇部；34碼元同步處理部；35載波選擇部；36帶通
濾波器；37保護時間去除部；38 0FDM解調處理部；39P/S轉換部；100 聲信號發送系統；200聲信號接收系統。
具體實施例方式
本發明參照一個實施方式的附圖並閱讀以下具體敘述，即可容易理 解。下面，參照
本發明的實施方式。在可能的情況下對相同部 分標註相同的標號，並省略重複說明。
圖1表示在可聽頻帶的某個頻帶中傳輸OFDM調製信號，將OFDM 調製的碼元同步信號疊加在低頻帶的聲信號上傳輸的實施方式。圖1是 表示從揚聲器5輸出進行了本實施方式的OFDM調製的聲信號，由麥克 風7輸入所輸出的聲信號的聲信號通信系統的概念的概念圖。本實施方 式的聲信號通信系統的系統結構如圖1所示，由聲信號發送系統100和 聲信號接收系統200構成。如圖l (a)所示，聲信號發送系統100構成 為包括調製裝置3，其將傳輸數據信號2調製後疊加在聲信號1上並轉 換為發送聲信號4;和把發送聲信號4作為聲波6輸出的揚聲器5。並且， 如圖1 (b)所示，聲信號接收系統200構成為包括麥克風7，其接收 聲波6並生成接收聲信號8;和解調裝置9，其解調接收聲信號8並提取 傳輸數據信號2。下面，具體說明調製裝置3和解調裝置9。
圖2是表示本實施方式的調製裝置3的結構的框圖。該調製裝置3 構成為包括S/P轉換部20、載波選擇部21 (選擇單元)、OFDM調製處理部22 (調製單元)、保護時間信號生成部23 (插入單元)、頻譜包絡振 幅調整部24、帶通濾波器25、 PN序列選擇部26 (選擇單元)、碼元同步 信號生成部27 (生成單元)、D/A轉換部28和相加部29 (疊加單元)。 下面說明各個構成部分。
S/P轉換部20是把單比特流的傳輸數據信號轉換為並行比特流的傳 輸數據信號的部分。
載波選擇部21是選擇OFDM調製信號的頻帶，向OFDM調製處理 部22提供載波頻率的部分。該載波選擇部21從根據來自本系統的用戶 的指定或者按照其他指示準備的多個載波頻率中，選擇一個載波頻率。
OFDM調製處理部22是使用由S/P轉換部20轉換後的傳輸數據信 號，對由載波選擇部21選擇的載波頻帶中的載波進行OFDM調製的部 分。OFDM調製處理部22將調製後的各個頻率的載波合成，並形成OFDM 碼元。並且，把所形成的OFDM碼元輸出給保護時間信號生成部23。
另外，OFDM調製處理部22根據來自頻譜包絡振幅調整部24的振 幅調整作用，生成具有與聲信號的振幅對應的振幅的OFDM調製信號。 即，對於聲信號的振幅較大的頻帶，調整OFDM調製信號使其成為與該 頻率的振幅對應的振幅，對於聲信號的振幅較小的頻帶，調整OFDM調 制信號使其成為與該較小頻帶的振幅對應的振幅。
保護時間信號生成部23是複製在OFDM調製處理部22生成的 OFDM調製信號即OFDM碼元的一部分，將該一部分附加在OFDM碼 元的前方和後方，並生成OFDM幀的部分。該保護時間信號生成部23 將包括被附加了表示保護時間的保護塊的OFDM幀的OFDM調製信號輸 出給相加部29。
在此，使用圖3說明保護時間的具體附加方法。圖3是表示複製 OFDM碼元17的一部分來生成保護時間時的處理的示意圖。如圖3所示， OFDM幀利用OFDM碼元及配置在其前後(或任一方)的保護時間構成。
如圖3 (a)所示，保護時間信號生成部23將保護時間插入到OFDM 調製信號中的各個OFDM碼元17的前方，即複製OFDM碼元17的後部 的預定碼元部分，把保護塊作為保護時間附加在OFDM碼元17的前方。並且，如圖3 (b)所示，保護時間信號生成部23也可以將保護時間插入 到由OFDM調製處理部22生成的OFDM調製信號中的各個OFDM碼元 17的後方，即複製OFDM碼元17的前部的預定碼元部分，把保護塊作 為保護時間附加在OFDM碼元17的後方。
這樣，在保護時間信號生成部23中，即使接收側(解調裝置9)的 碼元同步的點稍有偏差時，也不會產生碼元間幹擾，如圖3所示在碼元 的前方和後方插入保護時間。即，如圖3 (a)所示，在OFDM碼元17 的前方插入保護時間18。這是為了在由於反射波等的多路經幹擾使得前 一個OFDM碼元延遲到達時，也不會產生碼元間幹擾。但是，僅僅依靠 前方的保護時間18，在碼元同步點向後方偏離時，將與後一個OFDM碼 元產生幹擾，所以在本實施方式中，在後方也插入能夠應對碼元同步點 的微小偏差的保護時間。由此，截止到利用所插入的後方保護時間19表 示的樣本數，即使碼元同步向後方偏離時也不會產生碼元間幹擾。
頻譜包絡振幅調整部24是對聲信號進行傅立葉轉換並計算頻譜，根 據頻譜向OFDM調製處理部22提供載波振幅信息的部分。並且，頻譜 包絡振幅調整部24計算頻率掩蔽閾值，並提供給碼元同步信號生成部27。
在此，使用圖4說明由頻譜包絡振幅調整部24調整的OFDM調製 信號。圖4是表示從揚聲器5發送的發送聲信號的示意圖。頻譜包絡振 幅調整部24根據聲信號調整OFDM調製信號12示出的振幅。在圖4中， 虛線部分表示聲信號的振幅，但OFDM調製信號12被調整為對應於該 虛線表示的部分的振幅。
帶通濾波器25是使聲信號通過頻帶去除濾波器來去除OFDM信號 頻帶的信號的部分。具體地講，如圖4所示，帶通濾波器25把對應於由 載波選擇部21選擇的載波頻率的頻帶作為應該合成OFDM調製信號12 的部分，生成去除了聲信號後的頻帶去除聲信號11。該頻帶去除聲信號 11由帶通濾波器25輸出給相加部29。
PN序列選擇部26是選擇與由載波選擇部21選擇的頻率對應的PN 序列，把所選擇的PN序列提供給碼元同步信號生成部27的部分。圖5 是表示頻帶與PN序列之間的關係的概念圖。例如，如圖5 (a)所示，在由載波選擇部21選擇了頻帶A (OFDM頻率6.4 8.0kHz)時，選擇 PN序列1 (生成多項式x6+x+l)。並且，如圖5 (b)所示，在由載波 選擇部21選擇了頻帶B (OFDM頻率4.0 5.6kHz)時，選擇PN序列 2 (生成多項式x6+x5+x2+x+l)。
碼元同步信號生成部27是根據由PN序列選擇部26選擇的PN序列 生成碼元同步信號，根據頻率掩蔽閾值調節振幅的部分。例如，碼元同 步信號生成部27生成小於圖4所示的頻率掩蔽閾值13的碼元同步信號 14。
D/A轉換部28是把由相加部29合成了 OFDM調製信號、碼元同步 信號和頻帶去除聲信號的信號轉換為模擬信號，並輸出所得到的發送聲 信號4的部分。發送聲信號4作為聲波6由揚聲器5輸出。
下面，說明設於聲信號接收系統200的解調裝置9，該聲信號接收 系統200輸入基於由該調製裝置3生成的發送聲信號4的聲波6。圖6是 表示解調裝置9的結構的框圖。該解調裝置9構成為包括A/D轉換部31 (輸入單元)、PN序列相關計算部32 (運算單元)、PN序列選擇部33 (判 別單元)、碼元同步處理部34 (同步處理單元、偏移單元)、載波選擇部 35、帶通濾波器36、保護時間去除部37、 OFDM解調處理部38 (解調 單元)和P/S轉換部39。下面說明各個構成部分。
A/D轉換部31是把由麥克風7接收並錄音得到的接收聲信號8轉換 為數位訊號的部分。
PN序列相關計算部32是對接收聲信號進行與多個PN序列的各個 PN序列的相關計算的部分。
在此，表示在PN序列相關計算部32中降低接收聲信號與PN序列 的相關計算的計算量削減用的相關計算頻率的示例。 一般，當在PN序列 相關計算部32中進行相關計算時，將接收聲信號逐次錯開一個樣本來計 算與PN序列之間的相關值。但是，由於針對每一個樣本需要PN序列的 碼長xPN序列的類型數的計算處理，所以計算量增大。為了削減該計算 量，認為可以相隔兩個樣本以上的間隔來進行接收聲信號與PN序列之間 的相關計算。在此，通過相隔n個樣本來進行相關計算，產生碼元同步的點錯開 士0 n個樣本的可能性。在碼元同步點向前方偏離時，由於存在保護時間， 所以在某種程度上能夠避免碼元間幹擾，但在碼元同步點向後方偏離時， 將產生與後方的OFDM幀之間的幹擾。
在調製裝置3中設有為了應對這種向後方的偏離而插入後方保護時 間的單元，作為只通過解調裝置9來應對這種向後方的偏離的單元，碼 元同步處理部34設置偏移單元，該偏移單元針對通過相關計算算出的碼 元同步點，使碼元同步點向前方偏移n個樣本。通過設置該偏移單元， 在同步點因相關計算頻率降低而偏離了 0 ±n個樣本時，同步點也仍向 前方偏離0 2n個樣本，由此能夠避免與後方的OFDM幀之間的幹擾。
PN序列選擇部33是選擇由PN序列相關計算部32計算的相關值中 成為最大相關值的PN序列的部分。
碼元同步處理部34是把由PN序列選擇部33選擇的PN序列中相關 值為最大的點識別為碼元同步點，並進行基於該碼元同步點的同步處理 的部分。
載波選擇部35是選擇與由PN序列選擇部33選擇的PN序列對應的 載波頻率，把所選擇的載波頻率提供給帶通濾波器36和OFDM解調處 理部38的部分。
帶通濾波器36是使接收聲信號通過基於由載波選擇部35選擇的載 波頻率的帶通濾波器，只提取傳輸數據信號即OFDM調製信號的部分。
保護時間去除部37是從OFDM幀即OFDM調製信號中去除保護時 間，只提取OFDM碼元的部分。
OFDM解調處理部38是進行OFDM解調處理的部分，使用由載波 選擇部35選擇的載波頻率解調OFDM調製信號，得到傳輸數據信號。
P/S轉換部39是把通過OFDM解調並提取的並行比特流的傳輸數據 信號轉換為單比特流的傳輸數據信號並輸出的部分。
通過採用以上構成部分，能夠根據聲信號中包含的碼元同步信號進 行同步處理，同時檢測傳輸數據信號的載波，並提取傳輸數據信號。
下面，說明本實施方式的調製裝置3和解調裝置9的動作。圖7是
12表示本實施方式的調製裝置3的動作的流程圖。
在調製裝置3中，讀入聲信號1和傳輸數據信號2 (SIOI)。並且， 在載波選擇部21和PN序列選擇部26中，選擇傳.輸數據信號的載波頻帶 和與其對應的PN序列(S102)。然後，由頻譜包絡振幅調整部24對聲信 號l進行傅立葉轉換，並計算頻率頻譜(S103)。然後，由帶通濾波器25 從聲信號1中去除OFDM調製信號的頻帶，並生成頻帶去除聲信號11。
另一方面，由S/P轉換部20把傳輸數據信號2轉換為並行比特流， 由頻譜包絡振幅調整部24根據在S103計算的頻率頻譜的包絡來調節載 波的振幅，對調節後的各個載波進行調製並生成OFDM調製信號(S104)。 載波頻率採用由載波選擇部21選擇的頻率。由保護時間信號生成部23 對被調製後的OFDM調製信號的OFDM碼元生成前方及後方保護時間並 附加(S105)。
然後，由碼元同步信號生成部27根據由PN序列選擇部26選擇的 PN序列生成碼元同步信號(S106)。另外，在碼元同步信號生成部27中， 根據聲信號1的低頻帶的頻率掩蔽閾值13調節碼元同步信號的振幅。所 生成的OFDM調製信號、碼元同步信號和頻帶去除聲信號11，在相加部 29中合成，合成後的信號在D/A轉換部28中被轉換為模擬信號，並作 為發送聲信號4輸出(S107)。
表示包括通過這種處理從調製裝置3發送的OFDM調製信號的發送 聲信號的具體示例。圖5表示OFDM調製信號的頻帶可變時的示例，包 括兩種OFDM調製信號頻帶即頻帶A (6.4 8.0kHz)和頻帶B (4.0 5.6kHz)。在對OFDM調製信號使用頻帶A時，使用對應於頻帶A的PN 序列l (生成多項式x6+x+l)生成碼元同步信號，在對OFDM調製信 號使用頻帶B時，使用對應於頻帶B的PN序列2 (生成多項式x6+x5 +x2+x+l)生成碼元同步信號。
下面說明解調裝置9的動作。圖8是表示本實施方式的解調裝置9 的動作的流程圖。通過由麥克風接收聲波6並錄音，生成接收聲信號8 (S201)。然後，由A/D轉換部31把接收聲信號8轉換為數位訊號，由 PN序列相關計算部32將接收聲信號逐次錯開一個樣本來計算與PN序列1(生成多項式x6+x+l)之間的相關值(S202)。
在OFDM調製信號的頻帶不可變時，只進行與PN序列1之間的相 關計算，省略PN序列選擇部33中的S203，由碼元同步處理部34根據 表示最大相關值的接收信號的點來進行碼元同步(S204)。在OFDM調 制信號的頻帶可變時，接收聲信號8與PN序列1 (生成多項式x6+x+1 )、 PN序列2(生成多項式x6+x5+x2+x+l)…PN序列m之間的相關值， 分別通過將接收聲信號逐次錯開一個樣本來計算(S202)。另外，為了減 輕處理，也可以逐次錯開兩個樣本以上來計算。
然後，由PN序列部33將PN序列1的最大相關值、PN序列2的最 大相關值、...PN序列m的最大相關值進行比較，由PN序列部33選擇 具有最大相關值的PN序列(S203)。圖9是表示計算接收聲信號與PN 序列之間的相關時的相關值的峰值的說明圖。圖9 (a)是表示對PN序 列1計算與碼元同步信號之間的相關時的同步點的圖，圖9 (b)是表示 對PN序列2計算與碼元同步信號之間的相關值時的同步點的圖。根據各 個圖9 (a) (b)所示可知，在同步點中，相關值與其他部分相比，其相 關值極高，得知能夠在該點獲取同步。
碼元同步處理部34根據表示與由PN序列選擇部33選擇的PN序列 之間的最大相關值的接收聲信號的點，進行碼元同步處理(S204)。在帶 通濾波器36中，利用帶通濾波器提取對應所選擇的PN序列的OFDM信 號的頻帶(S205)。在保護時間去除部37中，根據碼元同步去除保護時 間信號(S206)，在對應於所選擇的PN序列的載波中解調OFDM調製信 號，並提取傳輸數據信號(S207)。並且，該處理一直進行到沒有數據為 止。
下面，說明本實施方式的調製裝置3和解調裝置9的作用效果。在 調製裝置3中，載波選擇部21根據所選擇的數據信號的載波頻率，選擇 對應於該頻率的碼元同步信號的PN序列，OFDM調製處理部22使用數 據信號調製所選擇的載波頻率。並且，碼元同步信號生成部27根據由載 波選擇部21選擇的PN序列生成碼元同步信號。在相加部29中，把所生 成的碼元同步信號和被調製後的調製數據信號疊加在聲信號上，把所得到的發送聲信號輸出給揚聲器5。揚聲器5把該發送聲信號作為聲波輸出。
由此，不需確保用於特定載波頻率的頻率，使用碼元同步信號即可
將數據信號的載波頻率通知給解調裝置9側。因此，能夠適當改變數據 信號用的載波頻率，而且不需使用通知用於傳輸數據信號的載波頻率用 的載波頻率，即可通知數據信號用的載波頻率。
並且，本實施方式的調製裝置3在OFDM調製處理部22中進行調 制處理並生成OFDM碼元，保護時間信號生成部23把通過複製數據碼 元的前方的預定部分而生成的保護時間，插入到由OFDM調製處理部22 生成的OFDM碼元的後部，生成OFDM幀。並且，在相加部29中，OFDM 幀即OFDM調製信號和碼元同步信號被疊加在聲信號上。因此，在碼元 同步產生偏差時，也能夠防止碼元間幹擾。
並且，在本實施方式的解調裝置9中，輸入被疊加了由A/D轉換部 31轉換為數位訊號的OFDM調製信號的聲信號。並且，PN序列相關計 算部32對所輸入的聲信號進行與多個PN序列1 m之間的相關計算， PN序列選擇部33根據運算的結果，判別多個PN序列中與接收到的聲信 號之間的最大相關值為最大的PN序列。
碼元同步處理部34使用由PN序列選擇部33判別的PN序列來識別 同步點，同時根據該同步點進行被疊加在聲信號上的OFDM調製信號的 碼元同步處理。並且，在帶通濾波器36和保護時間去除部37中，提取 OFDM幀即OFDM調製信號，提取通過去除保護時間得到的OFDM碼 元即OFDM調製信號。並且，OFDM解調處理部38解調OFDM調製信 號。由此，無需使用通知用於傳輸數據信號的載波頻率用的載波頻率， 即可識別在調製裝置側指定的數據信號用的載波頻率。
並且，在本實施方式的解調裝置9中，PN序列相關計算部32相隔 兩個以上的樣本進行接收到的接收聲信號與PN序列之間的相關計算。並 且，碼元同步處理部34根據在相關計算中相隔的樣本數，使從相關計算 導出的數據碼元的同步點向前方偏移。由此，能夠減輕相關計算用的運 算量，同時在產生同步偏差時也能夠降低碼元間幹擾。
權利要求
1.一種聲信號傳輸方法，其包括選擇步驟，在傳輸源選擇數據信號的載波頻率和與該載波頻率對應的PN序列；調製步驟，在傳輸源使用所述數據信號調製通過所述選擇步驟選擇的載波頻率；生成步驟，在傳輸源根據通過所述選擇步驟選擇的PN序列生成碼元同步信號；疊加步驟，在傳輸源將通過所述生成步驟生成的碼元同步信號和通過所述調製步驟調製後的調製數據信號疊加到所述聲信號上；接收步驟，在傳輸目的地接收疊加了被調製後的調製數據信號的聲信號；運算步驟，在傳輸目的地對通過所述接收步驟接收的聲信號進行與多個PN序列之間的相關計算；判別步驟，在傳輸目的地根據通過所述運算步驟運算的結果，判別所述多個PN序列中與接收到的聲信號之間的最大相關值為最大的PN序列；同步處理步驟，在傳輸目的地使用通過所述判別步驟判別的PN序列確定同步點，同時根據該同步點進行被疊加在所述聲信號上的調製數據信號的碼元同步處理；和解調步驟，在傳輸目的地解調通過所述同步處理步驟進行同步處理後的調製數據信號。
2. —種對聲信號疊加數據信號而進行發送的調製裝置，該調製裝置 具有選擇單元，其選擇數據信號的載波頻率和與該載波頻率對應的PN 序列；調製單元，其使用所述數據信號調製由所述選擇單元選擇的載波頻率；生成單元，其根據由所述選擇單元選擇的PN序列生成碼元同步信 號；禾口疊加單元，其將由所述生成單元生成的碼元同步信號和由所述調製 單元調製後的調製數據信號疊加到所述聲信號上。
3. 根據權利要求2所述的調製裝置，其中，所述調製裝置還具有插 入單元，該插入單元在所述調製數據信號的數據碼元的後部插入通過復 制所述數據碼元的前方的預定部分而生成的保護時間塊，由所述插入單元插入了保護時間塊的調製數據信號和碼元同步信號 被疊加到聲信號上。
4. 一種解調裝置，其具有輸入單元，其接收疊加了被調製後的調製數據信號的聲信號； 運算單元，其對由所述輸入單元接收的聲信號進行與多個PN序列 之間的相關計算；判別單元，其根據由所述運算單元運算的結果，判別所述多個PN 序列中與接收到的聲信號之間的最大相關值為最大的PN序列；同步處理單元，其使用由所述判別單元判別的PN序列確定同步點， 同時根據該同步點進行被疊加在所述聲信號上的調製數據信號的碼元同步處理；和解調單元，其解調由所述同步處理單元進行同步處理後的調製數據 信號。
5. 根據權利要求4所述的解調裝置，其中，所述運算單元相隔兩個以上的樣本來計算接收到的聲信號與PN序 列之間之間的相關計算，所述解調裝置具有偏移單元，該偏移單元根據在所述運算單元的相 關計算中相隔的樣本數，使從所述運算單元的相關計算導出的數據碼元 的同步點前移。
全文摘要
本發明提供一種調製裝置、解調裝置及聲信號傳輸方法，不使用同步信號用的載波頻率，即可進行對數據信號的同步處理。在調製裝置(3)中，發送被疊加了根據載波頻率設定的PN序列和數據信號的聲信號。在解調裝置(9)中，接收該聲信號，並判別在多個PN序列中與聲信號之間的最大相關值為最大的PN序列，根據所判別的PN序列與聲信號之間的相關值，檢測碼元同步點並進行同步處理。然後，OFDM解調處理部(38)根據檢測到的同步點和所判別的PN序列，確定疊加在聲信號上的數據信號的載波頻帶並解調數據信號。
文檔編號H04J11/00GK101641891SQ200880009818
公開日2010年2月3日 申請日期2008年6月3日 優先權日2007年6月7日
發明者吉村健, 松岡保靜, 河原敏朗 申請人:株式會社Ntt都科摩