(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
前記送信データを複数のデータ列に直並列変換する直並列変換部と、
所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で前記複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成して信号を生成する変調部と、
を備え、
前記受信装置は、
前記変調部が生成した信号を受信した受信信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調部と、
前記第１の復調部が復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、
前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算部と、
前記第１の減算部が算出した第１の抑圧信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調部と、
前記第２の復調部が復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、
前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算部と、
を備え、
前記第１の復調部は、更に、前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信装置は、
前記第１のレプリカ信号を、前記送信装置において前記送信データが占有する占有帯域のうち、分散配置されていない帯域に対応する欠落信号と、分散配置されている帯域に対応する圧縮信号とに分割して出力する第１の分割部と、
前記第２の減算部が算出する第２の抑圧信号に前記第１の分割部が出力する欠落信号を加算合成して前記第２の抑圧信号を補正する第１の加算部と、
を更に備え、
前記第１の減算部は、前記第１の分割部が出力する圧縮信号を前記受信信号から減算して前記第１の抑圧信号を算出し、
前記第１の復調部は、補正された前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
前記受信装置は、
前記第２のレプリカ信号を、前記送信装置において前記送信データが占有する占有帯域のうち、分散配置されていない帯域に対応する欠落信号と、分散配置されている帯域に対応する圧縮信号とに分割して出力する第２の分割部と、
前記第１の減算部が出力する第１の抑圧信号に前記第２の分割部が出力する欠落信号を加算合成して前記第１の抑圧信号を補正する第２の加算部と、
を更に備え、
前記第２の減算部は、前記第２の分割部が出力する圧縮信号を前記受信信号から減算して前記第２の抑圧信号を算出し、
前記第２の復調部は、補正された前記第１の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第２の復調信号を更新する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記変調部は、
前記複数のデータ列それぞれを変調する際に、複素平面上において原点から各シンボルまでの距離が異なる変調方式を用い、
前記第１の復調部は、
前記複数のデータ列それぞれを変調する際に用いた変調方式のうち、複素平面上において原点から各シンボルまでの距離が長い変調方式に基づいて前記第１の復調信号を復調する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおける受信装置であって、
所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で、前記送信データを直並列変換した複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成した信号を受信した受信信号に対して、前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調部と、
前記第１の復調部が復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、
前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算部と、
前記第１の減算部が算出した第１の抑圧信号に対して、前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調部と、
前記第２の復調部が復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、
前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算部と、
を備え、
前記第１の復調部は、更に、前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新する
ことを特徴とする受信装置。
【請求項６】
送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記送信データを複数のデータ列に直並列変換する直並列変換ステップと、
所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で前記複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成して信号を生成する変調ステップと、
前記変調ステップにおいて生成した信号を前記受信装置に送信する送信ステップと、
前記送信装置から受信した受信信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調ステップと、
前記第１の復調ステップにおいて復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生
成する第１のレプリカ信号生成ステップと、
前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算ステップと、
前記第１の減算ステップにおいて算出した第１の抑圧信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調ステップと、
前記第２の復調ステップにおいて復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成ステップと、
前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算ステップと、
前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新する更新ステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、受信装置、及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信や有線通信において、需要増大に伴い周波数の帯域の利用効率の向上が求められている。周波数の帯域の利用効率の向上を図るために、例えば、変調した変調信号の信号スペクトラムを複数のサブスペクトラムに分割して送信し、送信された複数のサブスペクトラムを受信して元の変調信号に復調する技術が開示されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
この技術では、周波数軸上に散在する空き帯域を利用することによって、使用されない帯域を減少させている。更に、サブスペクトラムの一部を除去することによって、信号の占有帯域幅の合計を削減している。非特許文献１に開示された技術は、以上のようにして周波数の帯域の利用効率の向上を実現している。
【０００４】
図１１は、関連する技術を用いて実現された無線通信システム５００の機能構成を表す機能ブロック図である。無線通信システム５００は、送信装置５１０及び受信装置５２０を備える。送信装置５１０は、変調信号を複数の帯域に分割して送信する。受信装置５２０は、送信装置５１０から送信された信号を受信し、分割前の変調信号を復元する。
【０００５】
図１１に示すように、送信装置５１０は、変調回路６０１、送信フィルタバンク６０２、Ｄ／Ａ（Digital/Analog：デジタル／アナログ）変換器６０３を備える。受信装置５２０は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital：アナログ／デジタル）変換器６１１、受信フィルタバンク６１２、復調回路６１３を備える。送信フィルタバンク６０２は、直並列変換回路６０４、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）回路６０５、分割回路６０６、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）のスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ、Ｎ個の周波数シフタ６０７−１〜６０７−Ｎ、加算回路６０８、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：高速逆フーリエ変換）回路６０９、並直列変換回路６１０を備える。受信フィルタバンク６１２は、直並列変換回路６１４、ＦＦＴ回路６１５、抽出回路６１６、Ｎ個の周波数シフタ６１７−１〜６１７−Ｎ、歪補償回路６１８、加算回路６１９、ＩＦＦＴ回路６２０、並直列変換回路６２１を備える。
【０００６】
続いて、無線通信システム５００における信号の流れについて説明する。図１２は、無線通信システム５００における信号処理の一例を示す概念図である。図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、送信装置５１０が帯域をＮ（Ｎ＝２）分割して分散配置する際の処理の一例を示す図である。図１２（Ｄ）〜図１２（Ｆ）は、送信装置５１０によって分割された帯域を受信装置５２０が合成する際の処理の一例を示す図である。
【０００７】
まず、無線通信システム５００における送信装置５１０における処理について説明する。
送信装置５１０の変調回路６０１は、送信するデータ信号をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：四位相偏移変調）などの変調方式で変調し、図１２（Ａ）に示す波形整形された変調信号を送信フィルタバンク６０２へ入力する。送信フィルタバンク６０２からの出力信号は、Ｄ／Ａ変換器６０３によってアナログ信号に変換され送信される。
【０００８】
送信フィルタバンク６０２では以下のように処理が行われる。まず、直並列変換回路６０４が入力信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路６０５が高速フーリエ変換を行い時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換する。次に、分割回路６０６が、周波数領域に変換された変調信号に対し、図１２（Ａ）の破線７０１−１及び７０１−２で示す信号帯域をＮ分割するための係数を乗算し、Ｎ個のサブスペクトラムを生成する（図１２（Ｂ））。次に、周波数シフタ６０７−１〜６０７−ＮがＮ個のサブスペクトラムを周波数軸上の所定の帯域に分散配置し、加算回路６０８が周波数シフタ６０７−１〜６０７−Ｎの出力を足し合わせる（図１２（Ｃ））。
【０００９】
次に、ＩＦＦＴ回路６０９が高速逆フーリエ変換を行い、加算回路６０８によって足し合わされた信号を周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換する。そして、並直列変換回路６１０が並直列変換する。このとき、一部削除する帯域については、周波数シフタ６０７−１〜６０７−Ｎに入力する前に、削除する帯域に該当するスイッチＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎを開状態（ＯＦＦ）にすることによって信号の伝達を遮断する。これにより、当該帯域には信号成分が配置されないことになり、スペクトラムの一部を除去した状態で送信することができる。
【００１０】
次に、受信装置５２０における処理について説明する。
受信装置５２０のＡ／Ｄ変換器６１１は、受信信号をデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号を受信フィルタバンク６１２へ入力する。復調回路６１３は、受信フィルタバンク６１２から出力された変調信号を復調しデータ信号を復元する。
【００１１】
受信フィルタバンク６１２では以下のように処理が行われる。まず、直並列変換回路６１４が入力信号を直並列変換し、ＦＦＴ回路６１５が高速フーリエ変換を行い時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換する。次に、抽出回路６１６が、周波数領域に変換された受信信号に対し、図１２（Ｄ）の破線７０１−３及び７０１−４で示す係数を乗算し、Ｎ個のサブスペクトラムを抽出する。次に、周波数シフタ６１７−１〜６１７−Ｎが、抽出された各サブスペクトラムを、送信装置５１０の周波数シフタ６０７−１〜６０７−Ｎによってシフトされる前の帯域に戻す（図１２（Ｅ））。次に、加算回路６１９が、全てのサブスペクトラムを足し合わせ、合成された変調信号（図１２（Ｆ））を得る。
【００１２】
次に、ＩＦＦＴ回路６２０が高速逆フーリエ変換を行い、加算回路６１９により得られた合成された復調信号を周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換する。そして、並直列変換回路６２１が並直列変換する。このとき、送信装置５１０においてスペクトラムが除去された部分の帯域については、受信装置５２０において送信信号が受信されない。そのため、何らかの補償処理が必要となる。例えば、この帯域には送信信号の成分がないだけでなく、受信特性の劣化を招く雑音成分が存在する場合がある。そこで、歪補償回路６１８は、送信装置５１０において信号が送信された帯域には、受信装置５２０において受信したサブスペクトラムに基づいた値を入力とし、送信装置５１０において信号が除去された帯域については“０”を入力とする補償を行う。これにより、送信装置５１０において信号が除去された帯域における雑音成分が除去され、受信特性を改善することが可能となる。
【００１３】
以上のように、無線通信システム５００は、送信信号の占有帯域を分割し、生成された各サブスペクトラムを周波数軸上の任意の場所に分散配置する。そのため、不連続な空き帯域等を有効利用できる。また、送信信号の占有帯域の一部を送信しないことによって、周波数利用効率を改善できる。
【００１４】
上述の無線通信システム５００では、送信装置５１０により信号が除去された帯域に”０”を入力とする歪補償を受信装置５２０が行うことにより、この帯域における雑音成分は除去されるものの、スペクトラム上ではこの帯域における信号が欠落したスペクトラムとなる。したがって、受信装置５２０において受信した信号を復調した際の誤り率が高くなる。そこで、これを改善する手法として非特許文献２のような手法が考えられている。
【００１５】
非特許文献２で提案されている手法では、一部の帯域が欠落したスペクトラムを仮復調して得られた受信ビット列に対して再符号化、再変調して得られる送信レプリカ信号を、送信装置と同一の帯域分割フィルタによりサブスペクトラムレプリカに分割する。送信装置において削除されたサブスペクトラムに対応するサブスペクトラムレプリカを受信信号に加算することにより、波形等化を実現して誤り率を改善する。また、非特許文献２の手法を繰り返し適用することにより誤り率を更に改善することもできる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】阿部順一他、「スペクトラム編集型帯域分散伝送における占有帯域幅削減方式の一検討」、２０１０年電子情報通信学会ソサイエティ大会、Ｂ−３−２６、２０１０年９月
【非特許文献２】増野淳他、「スペクトラム抑圧型伝送におけるサブスペクトラムレプリカを用いた波形等化の提案」、電子情報通信学会大会講演論文集、Ｖｏｌ．２０１１、Ｂ−３−９、２９０頁、２０１１年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、非特許文献２の手法を１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）、６４ＱＡＭのような変調多値数の大きな変調方式に適用すると、初回の仮復調復号結果に多量の誤りが含まれる場合がある。この場合、仮復調復号結果に基づいて得られたレプリカ信号からサブスペクトラムレプリカを生成し、受信信号と合成しても誤り率特性が向上しないという問題が合った。
【００１８】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、無線通信における誤り率を改善することができる無線通信システム、受信装置、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記問題を解決するために、本発明は、送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおいて、前記送信装置は、前記送信データを複数のデータ列に直並列変換する直並列変換部と、所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で前記複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成して信号を生成する変調部と、を備え、前記受信装置は、前記変調部が生成した信号を受信した受信信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調部と、前記第１の復調部が復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算部と、前記第１の減算部が算出した第１の抑圧信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調部と、前記第２の復調部が復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算部と、を備え、前記第１の復調部は、更に、前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新することを特徴とする無線通信システムである。
【００２０】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記受信装置は、前記第１のレプリカ信号を、前記送信装置において前記送信データが占有する占有帯域のうち、分散配置されていない帯域に対応する欠落信号と、分散配置されている帯域に対応する圧縮信号とに分割して出力する第１の分割部と、前記第２の減算部が算出する第２の抑圧信号に前記第１の分割部が出力する欠落信号を加算合成して前記第２の抑圧信号を補正する第１の加算部と、を更に備え、前記第１の減算部は、前記第１の分割部が出力する圧縮信号を前記受信信号から減算して前記第１の抑圧信号を算出し、前記第１の復調部は、補正された前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記受信装置は、前記第２のレプリカ信号を、前記送信装置において前記送信データが占有する占有帯域のうち、分散配置されていない帯域に対応する欠落信号と、分散配置されている帯域に対応する圧縮信号とに分割して出力する第２の分割部と、前記第１の減算部が出力する第１の抑圧信号に前記第２の分割部が出力する欠落信号を加算合成して前記第１の抑圧信号を補正する第２の加算部と、を更に備え、前記第２の減算部は、前記第２の分割部が出力する圧縮信号を前記受信信号から減算して前記第２の抑圧信号を算出し、前記第２の復調部は、補正された前記第１の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第２の復調信号を更新することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記に記載の発明において、前記変調部は、前記複数のデータ列それぞれを変調する際に、複素平面上において原点から各シンボルまでの距離が異なる変調方式を用い、前記第１の復調部は、前記複数のデータ列それぞれを変調する際に用いた変調方式のうち、複素平面上において原点から各シンボルまでの距離が長い変調方式に基づいて前記第１の復調信号を復調することを特徴とする。
【００２３】
また、上記問題を解決するために、本発明は、送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおける送信装置であって、前記送信データを複数のデータ列に直並列変換する直並列変換部と、所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で前記複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成して信号を生成する変調部と、前記変調部が生成した信号を前記受信装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする送信装置である。
【００２４】
また、上記問題を解決するために、本発明は、送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおける受信装置であって、所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で、前記送信データを直並列変換した複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成した信号を受信した受信信号に対して、前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調部と、前記第１の復調部が復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算部と、前記第１の減算部が算出した第１の抑圧信号に対して、前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調部と、前記第２の復調部が復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算部と、を備え、前記第１の復調部は、更に、前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新することを特徴とする受信装置である。
【００２５】
また、上記問題を解決するために、本発明は、送信データが占有する占有帯域を分割して周波数軸上に分散配置して送信する送信装置と、前記送信装置が送信した信号において周波数軸上に分散配置されている信号を合成して復調する受信装置とを具備する無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記送信データを複数のデータ列に直並列変換する直並列変換ステップと、所望のデータ転送レートに対応する変調方式の変調多値数より少ない低変調多値数の変調方式で前記複数のデータ列それぞれを変調し、変調により得られる信号を合成して信号を生成する変調ステップと、前記変調ステップにおいて生成した信号を前記受信装置に送信する送信ステップと、前記送信装置から受信した受信信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて前記データ列のいずれか一つのデータ列に対応する第１の復調信号を復調する第１の復調ステップと、前記第１の復調ステップにおいて復調した第１の復調信号から第１のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成ステップと、前記受信信号から前記第１のレプリカ信号を減算して第１の抑圧信号を算出する第１の減算ステップと、前記第１の減算ステップにおいて算出した第１の抑圧信号から前記低変調多値数の変調方式に基づいて他のデータ列に対応する第２の復調信号を復調する第２の復調ステップと、前記第２の復調ステップにおいて復調した第２の復調信号から第２のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成ステップと、前記受信信号から前記第２のレプリカ信号を減算して第２の抑圧信号を算出する第２の減算ステップと、前記第２の抑圧信号に対して前記低変調多値数の変調方式に基づいた復調を行い、前記第１の復調信号を更新する更新ステップとを有することを特徴とする無線通信方法である。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、低変調多値数の変調方式を組み合わせて変調された信号に対して、変調の際に用いた低変調多値数の変調方式それぞれで各データ列を復号し、各データ列のレプリカ信号を用いて受信信号における該データ列の成分を抑圧することで、他のデータ列の復調結果の精度を向上させることができ、無線通信における誤り率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る実施形態における変調方式の一例を示す概略図である。
【図２】同実施形態における復調の一例を示す概略図である。
【図３】同実施形態における送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態において送信装置１００が送信する送信信号の一例を示す概略図である。
【図５】同実施形態における受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。
【図６】同実施形態における受信フィルタバンク２０２の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】同実施形態における外枠第一復調復号回路２０４の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同実施形態における外枠第一レプリカ信号生成回路２０５の構成を示す概略ブロック図である。
【図９】同実施形態における外枠第一分割回路２０６の構成を示す概略ブロック図である。
【図１０】外枠ＱＰＳＫの復調復号と内枠ＱＰＳＫの復調復号とを複数回繰り返す場合の処理の流れを示した概略図である。
【図１１】関連する技術を用いて実現された無線通信システム５００の機能構成を表す機能ブロック図である。
【図１２】無線通信システム５００における信号処理の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（本発明に係る実施形態の概要）
本発明の実施形態では、送信信号を複数の信号に分け、それぞれの信号を低次の変調多値数の変調方式で変調した後に合成（例えば、加算合成）をすることにより、高次の変調多値数の変調方式を適用した場合と同等のデータ転送レートによる無線通信を行う。
【００２９】
図１は、本発明に係る実施形態における変調方式の一例を示す概略図である。ここでは、１６ＱＡＭと同等のデータ転送レートによる無線通信を行う場合について説明する。本実施形態では、同図に示すように、２つのＱＰＳＫを用いて送信する信号を変調し、変調されたそれぞれの信号を合成することにより、１６ＱＡＭと同等の信号空間ダイヤグラムを得る。ここで、２つのＱＰＳＫには、各データ信号点と複素平面上の原点との距離が短い内枠のＱＰＳＫ（以下、内枠ＱＰＳＫという）と、各データ信号点と複素平面上の原点との距離が長い外枠のＱＰＳＫ（以下、外枠ＱＰＳＫという）とを用いる。本実施形態における変調方式では、図１に示すように、内枠のＱＰＳＫの４点と、外枠のＱＰＳＫの４点との組み合わせ１６点が１６ＱＡＭの点に対応することになる。
【００３０】
本実施形態における送信では、送信する送信データ列を２つのデータ列に分ける。一方のデータ列に対して内枠のＱＰＳＫを用いた変調を行う。他方のデータ列に対して外枠のＱＰＳＫを用いた変調を行う。２つの変調で得られた信号を合成することにより、通信相手に対して送信する送信信号を生成する。
【００３１】
次に、本実施形態における受信の概要について説明する。図２は、本実施形態における復調の一例を示す概略図である。図１において示した変調が行われた送信信号を受信した受信信号において、各シンボルは、伝送路における影響やノイズ等により図２（Ａ）においてハッチングされた領域に散らばる。本実施形態では、受信信号のシンボルが第一象限から第四象限のいずれに位置するかに基づいて外枠ＱＰＳＫの復調を行う（象限判定による復調）。外枠ＱＰＳＫの復調により得られたデータ列から外枠ＱＰＳＫの信号に対するレプリカ信号を生成し、当該レプリカ信号を受信信号から減算する。この減算により、受信信号における外枠ＱＰＳＫの信号が抑圧された信号、すなわち内枠ＱＰＳＫの信号が得られる。この内枠ＱＰＳＫの信号における各シンボルは、図２（Ｂ）においてハッチングされた領域に散らばる。
【００３２】
内枠ＱＰＳＫの信号を復調し、復調結果として得られたデータ列から内枠ＱＰＳＫの信号に対するレプリカ信号を生成する。このレプリカ信号を受信信号から減算することにより、受信信号における内枠ＱＰＳＫの信号が抑圧された信号、すなわち外枠ＱＰＳＫの信号が得られる。この外枠ＱＰＳＫの信号は内枠ＱＰＳＫの信号の影響が低減されているため、各シンボルが散らばる領域は図２（Ｃ）に示すように図２（Ａ）に比べ狭くなる。この外枠ＱＰＳＫの信号を復調して得られる復調結果は、受信信号を直接復調した復調結果に比べ、内枠ＱＰＳＫの信号の影響が低減されているので復調の精度が改善されている。
【００３３】
図２（Ｃ）に対応する外枠ＱＰＳＫの信号を復調して得られるデータ列から外枠ＱＰＳＫの信号に対するレプリカ信号を生成する。このレプリカ信号を受信信号から減算することにより、受信信号における外枠ＱＰＳＫの信号が抑圧された信号、すなわち内枠ＱＰＳＫの信号が得られる。この内枠ＱＰＳＫの信号は、復調の精度が改善された外枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を用いて得られた信号であるため、各シンボルが散らばる領域は図２（Ｄ）に示すように図２（Ｂ）に比べ狭くなる。この内枠ＱＰＳＫの信号を復調して得られる復調結果は、図２（Ｂ）に対応する信号を復調して得られる復調結果に比べて復調の精度が改善されているものになる。
【００３４】
本実施形態の受信においては外枠ＱＰＳＫの信号を復調し、復調結果に基づいて外枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を生成する。受信信号から外枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を減算し、内枠ＱＰＳＫの信号を復調する。更に、内枠ＱＰＳＫの信号の復調結果に基づいて内枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を生成する。受信信号から内枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を減算し、外枠ＱＰＳＫの信号を再び復調する。再び復調した外枠ＱＰＳＫの信号の復調結果に基づいて精度の高い外枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を生成する。精度の高い外枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を受信信号から減算し、内枠ＱＰＳＫの信号を再び復調する。
このように、外枠ＱＰＳＫと内枠ＱＰＳＫとをレプリカ信号を用いつつ順に復調することにより、１６ＱＡＭのような高次の変調方式と同等のデータ転送レートを実現しつつ、精度の高い復調を行う。なお、ここでは、外枠ＱＰＳＫと内枠ＱＰＳＫとに対して２回ずつ復調を行う例を用いて説明したが、３回以上繰り返して復調を行うようにしてもよい。
【００３５】
以下、本実施形態における無線通信システムが具備する送信装置と受信装置との具体的な構成例について説明する。ここでは、送信装置における変調方式には、上述した２つのＱＰＳＫ変調方式を組み合わせた方式を用いる場合について説明する。
図３は、本実施形態における送信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。送信装置１００は、受信装置に向けて送信すべき送信データ列に対して上述の変調を行い、得られた信号を複数に分割し、分割された信号それぞれを周波数軸上の任意の場所に分散配置して送信する。また、送信装置１００は、分割された信号を周波数軸上に場所に分散配置する際に一部の信号を分散配置せずに送信するようにしてもよい。
【００３６】
送信装置１００は、直並列変換回路１０１、外枠誤り訂正符号化器１０２、外枠変調器１０３、増幅器１０４、内枠誤り訂正符号化器１０５、内枠変調器１０６、加算回路１０７、送信フィルタバンク１０８、及び、Ｄ／Ａ変換回路１０９を備えている。
【００３７】
直並列変換回路１０１は、入力される送信データ列を直並列変換して、外枠ＱＰＳＫに対するデータ列と内枠ＱＰＳＫに対応するデータ列との２つのデータ列にする。
外枠誤り訂正符号化器１０２は、直並列変換回路１０１から入力される外枠ＱＰＳＫに対するデータ列を誤り訂正符号化する。
外枠変調器１０３は、外枠誤り訂正符号化器１０２において誤り訂正符号化されたデータ列に対して低次の変調方式（ＱＰＳＫ変調方式）を用いて変調処理（シンボルマッピング）を行い、変調信号を生成する。
増幅器１０４は、外枠変調器１０３が生成した変調信号を増幅する。具体的には、外枠変調器１０３がマッピングしたシンボルと、複素平面との原点との距離を定数倍することにより、内枠変調器１０６がマッピングするシンボルよりも原点から離れた位置のシンボルにする。
【００３８】
内枠誤り訂正符号化器１０５は、直並列変換回路１０１から入力される内枠ＱＰＳＫに対するデータ列を誤り訂正符号化する。
内枠変調器１０６は、内枠誤り訂正符号化器１０５において誤り訂正符号化されたデータ列に対して低次の変調方式（ＱＰＳＫ変調方式）を用いて変調処理（シンボルマッピング）を行い、変調信号を生成する。
加算回路１０７は、増幅器１０４により増幅された変調信号と、内枠変調器１０６が生成した変調信号とを加算合成し、合成変調信号を生成する。
【００３９】
送信フィルタバンク１０８は、加算回路１０７が生成した合成変調信号を高速フーリエ変換により時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、変換により得られた周波数領域の信号を複数の周波数領域の信号に分割する。送信フィルタバンク１０８は、複数の周波数領域の信号それぞれを所定の周波数帯域に分散配置し、高速逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
【００４０】
すなわち、送信フィルタバンク１０８は、合成変調信号のスペクトラムを複数の帯域に分割した送信信号を生成する。また、送信フィルタバンク１０８は、複数の周波数領域の信号のうち一部の信号を送信しないことによって周波数利用効率を改善してもよい。なお、送信フィルタバンク１０８は、例えば、図１１に示されている送信フィルタバンク６０２と同様に構成することができる。
Ｄ／Ａ変換回路１０９は、送信フィルタバンク１０８が生成した送信信号をアナログ信号に変換する。このアナログ信号に変換された送信信号は、不図示のＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）回路により搬送波周波数帯域にアップコンバートされ、受信装置に向けて送信される。
【００４１】
図４は、本実施形態において送信装置１００が送信する送信信号の一例を示す概略図である。同図において、横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示している。図４（Ａ）に示す例では、送信フィルタバンク１０８において、合成変調信号はｎ個（＃１〜＃ｎ）の周波数領域の信号に分割され、連続する所定の周波数帯域に（ｎ−１）個（＃１〜＃（ｎ−１））の信号が配置されている。＃ｎ番目の信号は送信信号に含まれずに欠落している。以下の説明において、図４（Ｂ）に示されているように、送信装置１００から送信された送信信号に含まれている周波数領域の信号に対応するスペクトラムを圧縮サブスペクトラムという。また、送信信号に含まれていない周波数領域の信号に対応するスペクトラムを欠落サブスペクトラムという。全ての周波数領域の信号に対応するスペクトラム、すなわち送信データ列に対応するスペクトラムをフルスペクトラムという。
【００４２】
図５は、本実施形態における受信装置２００の構成を示す概略ブロック図である。受信装置２００は、送信装置１００が送信した送信信号を受信し、受信した信号において所定の周波数軸上の場所に分散配置された信号を抽出し、抽出した信号を合成する。受信装置２００は、上述した受信の処理を用いて、合成した信号に含まれる外枠ＱＰＳＫの信号と内枠ＱＰＳＫの信号とを復調する。
【００４３】
受信装置２００は、Ａ／Ｄ変換回路２０１、受信フィルタバンク２０２、受信バッファ２０３、外枠第一復調復号回路２０４、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５、外枠第一分割回路２０６、減算回路２０７、内枠第一復調復号回路２０８、内枠第一レプリカ信号生成回路２０９、内枠第一分割回路２１０、減算回路２１１、加算回路２１２、外枠第二復調復号回路２１３、外枠第二レプリカ信号生成回路２１４、外枠第二分割回路２１５、減算回路２１６、加算回路２１７、内枠第二復調復号回路２１８、及び、並直列変換回路２１９を備えている。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換回路２０１には、受信装置２００のアンテナによって受信された受信信号であって不図示のＲＦ回路によりベースバンド周波数帯域にダウンコンバートされた受信信号が入力される。Ａ／Ｄ変換回路２０１は、入力された受信信号をデジタル信号に変換する。
受信フィルタバンク２０２は、Ａ／Ｄ変換回路２０１によりデジタル化された受信信号に対して、送信装置１００の送信フィルタバンク１０８に対応する処理を行い、所定の周波数帯域に分散配置された信号を合成した時間領域の信号（以下、合成受信信号という）を出力する。すなわち、受信フィルタバンク２０２は、図１１に示されている受信フィルタバンク６１２と同様の信号処理を行う。
受信バッファ２０３は、受信フィルタバンク２０２が出力した合成受信信号を記憶する。受信バッファ２０３は、合成受信信号を記憶して、減算回路２０７、２１１、２１７に処理が至るまでの処理遅延時間を吸収する遅延器の役割を果たす。
【００４５】
外枠第一復調復号回路２０４は、受信フィルタバンク２０２が出力する合成受信信号に対して、象限判定により外枠ＱＳＰＫ信号を復調する。外枠第一復調復号回路２０４は、復調した外枠ＱＰＳＫの信号に対して誤り訂正を行い、外枠ＱＰＳＫに対するデータ列（以下、外枠データ列）を算出する。
外枠第一レプリカ信号生成回路２０５は、外枠第一復調復号回路２０４が算出した外枠データに基づいて、外枠ＱＰＳＫの信号に対応するレプリカ信号を生成する。
外枠第一分割回路２０６は、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５が生成したレプリカ信号を、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号と、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とに分割する。外枠第一分割回路２０６は、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を減算回路２０７に出力する。外枠第一分割回路２０６は、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を加算回路２１２に出力する。
【００４６】
減算回路２０７は、外枠第一分割回路２０６から圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号が入力されると、受信バッファ２０３に記憶されている合成受信信号を読み出す。減算回路２０７は、入力された信号を合成受信信号から減算して、外枠ＱＰＳＫの信号を抑圧した信号を生成し、当該信号を内枠第一復調復号回路２０８に出力する。
内枠第一復調復号回路２０８は、減算回路２０７が出力した信号を内枠ＱＰＳＫの信号として象限判定による内枠ＱＰＳＫの復調を行う。内枠第一復調復号回路２０８は、復調した内枠ＱＰＳＫの信号に対して誤り訂正を行い、内枠ＱＰＳＫに対するデータ列（以下、内枠データ列）を算出する。
【００４７】
内枠第一レプリカ信号生成回路２０９は、内枠第一復調復号回路２０８が算出した内枠データに基づいて、内枠ＱＰＳＫの信号に対応するレプリカ信号を生成する。
内枠第一分割回路２１０は、内枠第一レプリカ信号生成回路２０９が生成したレプリカ信号を、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号と、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とに分割する。内枠第一分割回路２１０は、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を減算回路２１１に出力する。内枠第一分割回路２１０は、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を加算回路２１７に出力する。
【００４８】
減算回路２１１は、内枠第一分割回路２１０から圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号が入力されると、受信バッファ２０３に記憶されている合成受信信号を読み出す。減算回路２１１は、入力された信号を号せ受信信号から減算して、内枠ＱＰＳＫの信号を抑圧した信号を生成し、当該信号を加算回路２１２に出力する。減算回路２１１が加算回路２１２に出力する信号は、外枠ＱＰＳＫの信号の圧縮サブスペクトラムの時間領域の信号に相当する信号である。
【００４９】
加算回路２１２は、外枠第一分割回路２０６から入力される欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号と、減算回路２１１から入力される信号とを加算して外枠第二復調復号回路２１３に出力する。ここで、加算回路２１２が外枠第二復調復号回路２１３に出力する信号は、外枠ＱＰＳＫの信号の圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号に相当する信号と、外枠ＱＰＳＫの信号の欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とを加算合成した信号である。すなわち、この加算合成された信号は、外枠ＱＰＳＫの信号のフルスペクトラムに対応する時間領域の信号に相当する。
【００５０】
外枠第二復調復号回路２１３は、加算回路２１２が出力する信号に対して、象限判定により外枠ＱＰＳＫの信号を復調する。外枠第二復調復号回路２１３は、復調した外枠ＱＰＳＫの信号に対して誤り訂正を行い、外枠ＱＰＳＫに対するデータ列を算出する。
外枠第二レプリカ信号生成回路２１４は、外枠第二復調復号回路２１３が算出した外枠データ列に基づいて、外枠ＱＰＳＫの信号に対応するレプリカ信号を生成する。
外枠第二分割回路２１５は、外枠第二レプリカ信号生成回路２１４が生成したレプリカ信号を、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号と、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とに分割する。外枠第二分割回路２１５は、外枠ＱＰＳＫの圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を減算回路２１６に出力する。
【００５１】
減算回路２１６は、外枠第二分割回路２１５から外枠ＱＰＳＫの圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号が入力されると、受信バッファ２０３に記憶されている合成受信信号を読み出す。減算回路２１６は、入力された信号を合成受信信号から減算して、外枠ＱＰＳＫの信号を抑圧した信号を生成し、当該信号を加算回路２１７に出力する。減算回路２１６が加算回路２１７に出力する信号は、内枠ＱＳＰＫの信号の圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号である。
【００５２】
加算回路２１７は、減算回路２１６から入力される外枠ＱＰＳＫの信号が抑圧された信号と、内枠第一分割回路２１０から入力される欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とを加算合成し、加算合成した信号を内枠第二復調復号回路２１８に出力する。ここで、加算回路２１７が内枠第二復調復号回路２１８に出力する信号は、内枠ＱＰＳＫの信号の圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号と、内枠ＱＰＳＫの信号の欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号とを加算合成した信号である。すなわち、この加算合成された信号は、内枠ＱＰＳＫの信号のフルスペクトラムに対応する時間領域の信号に相当する。
【００５３】
内枠第二復調復号回路２１８は、加算回路２１７が出力する信号に対して、象限判定により内枠ＱＰＳＫの信号を復調する。内枠第二復調復号回路２１８は、復調した内枠ＱＰＳＫの信号に対して誤り訂正を行い、内枠ＱＰＳＫに対するデータ列を算出する。
並直列変換回路２１９には、外枠第二復調復号回路２１３が算出するデータ列と、内枠第二復調復号回路２１８が算出するデータ列とが入力される。並直列変換回路２１９は、入力される２つのデータ列に対して並直列変換を行うことにより１つのデータ列を生成し、生成したデータ列を受信データ列として出力する。
【００５４】
図６は、本実施形態における受信フィルタバンク２０２の構成を示す概略ブロック図である。受信フィルタバンク２０２は、直並列変換回路３０１、ＦＦＴ回路３０２、抽出回路３０３、周波数シフト回路３０４、伝送路推定器３０５、振幅位相制御回路３０６、合成回路３０７、ＩＦＦＴ回路３０８、及び、並直列変換回路３０９を有している。
【００５５】
直並列変換回路３０１は、受信信号を直並列変換する。
ＦＦＴ回路３０２は、直並列変換回路３０１が直並列変換した受信信号に対して高速フーリエ変換を行い、受信信号を時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。
抽出回路３０３は、ＦＦＴ回路３０２が周波数領域の信号に変換した受信信号に対し、所定の係数を乗算し、（Ｎ−１）個のサブスペクトラムを抽出する。
周波数シフト回路３０４は、抽出回路３０３が抽出した各サブスペクトラムを、送信装置１００の送信フィルタバンク１０８においてシフトされる前の周波数帯域に戻す。
【００５６】
伝送路推定器３０５は、受信信号に含まれていた既知信号（例えば、トレーニング信号や、参照信号、サウンディング信号など）又は、予め受信していた既知信号に基づいて伝送路係数を推定する。
振幅位相制御回路３０６は、伝送路推定器３０５が推定した伝送路係数に基づいて、周波数シフト回路３０４が元の周波数帯域に戻した各サブスペクトラムの振幅位相歪みを周波数領域等化処理により補正する。周波数領域等化処理としては、例えば、ＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法などが知られている。
合成回路３０７は、振幅位相歪みが補正された各サブスペクトラムを加算合成し、合成された信号をＩＦＦＴ回路３０８に出力する。
【００５７】
ＩＦＦＴ回路３０８は、合成回路３０７が出力する信号に対して高速逆フーリエ変換を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換して並直列変換回路３０９に出力する。
並直列変換回路３０９は、ＩＦＦＴ回路３０８が出力する信号を並直列変換して得られた信号を合成受信信号として、受信バッファ２０３と外枠第一復調復号回路２０４に出力する。
【００５８】
図７は、本実施形態における外枠第一復調復号回路２０４の構成を示す概略ブロック図である。外枠第一復調復号回路２０４は、復調回路３４１、及び、復号回路３４２を有している。復調回路３４１は、受信フィルタバンク２０２から出力される時間領域の信号に対して復調を行う。復号回路３４２は、復調回路３４１が復調した信号に対して誤り訂正を行い、誤り訂正により得られたデータを外枠第一レプリカ信号生成回路２０５に出力する。なお、内枠第一復調復号回路２０８、外枠第二復調復号回路２１３、及び、内枠第二復調復号回路２１８は、外枠第一復調復号回路２０４と同じ構成を有している。なお、内枠第一復調復号回路２０８と内枠第二復調復号回路２１８とは、復調の際に内枠ＱＰＳＫに対応した復調を行う点が、外枠第一復調復号回路２０４と異なる。
【００５９】
図８は、本実施形態における外枠第一レプリカ信号生成回路２０５の構成を示す概略ブロック図である。外枠第一レプリカ信号生成回路２０５は、再符号化回路３５１、及び、再変調回路３５２を有している。再符号化回路３５１は、外枠第一復調復号回路２０４から入力される信号に対して、送信装置１００が備える外枠誤り訂正符号化器１０２と同じ誤り訂正符号化を行う。再変調回路３５２は、再符号化回路３５１により誤り訂正符号化された信号に対して、送信装置１００が備える外枠変調器１０３と同じ変調処理を行う。再変調回路３５２は、変調処理により得られた変調信号を外枠第一分割回路２０６に出力する。なお、外枠第二レプリカ信号生成回路２１４は、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５と同じ構成を有している。
内枠第一レプリカ信号生成回路２０９は、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５と同じ構成を有している。しかし、再符号化回路３５１は内枠誤り訂正符号化器１０５と同じ誤り訂正符号化を行う。また、再変調回路３５２は内枠変調器１０６と同じ変調処理を行う。
【００６０】
図９は、本実施形態における外枠第一分割回路２０６の構成を示す概略ブロック図である。外枠第一分割回路２０６は、直並列変換回路３６１、ＦＦＴ回路３６２、分割回路３６３、ＩＦＦＴ回路３６４、並直列変換回路３６５、ＩＦＦＴ回路３６６、及び、並直列変換回路３６７を有している。
【００６１】
直並列変換回路３６１は、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５から入力されるレプリカ信号を直並列変換する。
ＦＦＴ回路３６２は、直並列変換されたレプリカ信号に対して高速フーリエ変換を行い、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。
【００６２】
分割回路３６３は、送信装置１００においてＮ個のサブスペクトラムを生成するために用いた係数と同じ係数を用いて、ＦＦＴ回路３６２により得られたスペクトラム（フルスペクトラム）をＮ個のサブスペクトラムに分割する。分割回路３６３は、Ｎ個のサブスペクトラムのうち、送信信号に含まれているサブスペクトラムをＩＦＦＴ回路３６４に出力する。また、分割回路３６３は、Ｎ個のサブスペクトラムのうち、送信信号に含まれていないサブスペクトラムをＩＦＦＴ回路３６６に出力する。例えば、本実施形態の説明では、＃１〜＃（ｎ−１）番目のサブスペクトラムがＩＦＦＴ回路３６４に出力され、＃ｎ番目のサブスペクトラムがＩＦＦＴ回路３６６に出力されることになる。
【００６３】
ＩＦＦＴ回路３６４は、分割回路３６３から入力されたサブスペクトラムに対して高速逆フーリエ変換を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
並直列変換回路３６５は、ＩＦＦＴ回路３６４が変換した時間領域の信号を並直列変換して減算回路２０７に出力する。
上記の処理により、ＩＦＦＴ回路３６４と並直列変換回路３６５は、圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を生成することになる。
【００６４】
ＩＦＦＴ回路３６６は、分割回路３６３から入力されたサブスペクトラムに対して高速逆フーリエ変換を行い、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。
並直列変換回路３６７は、ＩＦＦＴ回路３６６が変換した時間領域の信号を並直列変換して加算回路２１２に出力する。
上記の処理により、ＩＦＦＴ回路３６６と並直列変換回路３６７は、欠落サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を生成することになる。
また、内枠第一分割回路２１０は、外枠第一分割回路２０６と同じ構成を有している。
【００６５】
上述した実施形態では、高次の変調多値数の変調方式を用いずに、低次の変調多値数の変調方式を組み合わせて送信信号を生成する。この送信信号を受信し復調する際には、受信信号に対して低次の変調多値数の変調方式に対応する復調を順に繰り返してレプリカ信号を生成し、一方の変調方式に対応するレプリカ信号を受信信号から減算し得てられる信号に対して他方の変調方式に対応する復調を行うことにより、復調の精度を向上することができる。
また、帯域分割伝送を行う際に、送信信号に含まれていないサブスペクトラムに対応する時間領域の信号を、送信信号に含まれているサブスペクトラムの信号を復調復号して取得することによりレプリカ信号の精度を向上させて、低次の変調多値数の変調方式それぞれに対する復調の精度を向上させることができる。
【００６６】
また、本実施形態では、外枠ＱＰＳＫの信号の復調において、受信信号から直接復調するだけでなく、内枠ＱＰＳＫのレプリカ信号を用いて内枠ＱＰＳＫの信号の影響を抑圧した信号から再度復調するようにている。これにより、受信信号を直接復調して得られるデータよりも精度の高いデータを得ることができる。
このように、外枠ＱＰＳＫの信号を復調復号する際の誤りを減らすことができるので、圧縮サブスペクトラムに対応するレプリカ信号と、欠落サブスペクトラムに対応するレプリカ信号との精度も改善でき、内枠ＱＰＳＫの信号の誤り率を低減させることができる。
また、精度の高い内枠ＱＰＳＫのデータを用いて生成されたレプリカ信号により外枠ＱＰＳＫの信号の影響を抑圧した信号から、外枠ＱＰＳＫの信号の復調することにより更に精度の高いデータを得ることができる。
【００６７】
なお、本発明における送信装置又は受信装置、若しくは両方の装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより送信信号を生成する処理と受信データ列を復調復号する処理とを行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６８】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６９】
なお、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上記の実施形態では、外枠ＱＰＳＫの復調復号と内枠ＱＰＳＫの復調復号とを２回ずつ行う構成について説明した。しかし、これに限ることなく、３回以上繰り返して外枠ＱＰＳＫの復調復号と内枠ＱＰＳＫの復調復号とを行うようにしてもよい。また、繰り返しを停止する条件として、それぞれの信号に対する誤り訂正における誤り率が予め定めた誤り率以下となった場合に繰り返しを停止するようにしてもよい。
【００７０】
図１０は、外枠ＱＰＳＫの復調復号と内枠ＱＰＳＫの復調復号とを複数回繰り返す場合の処理の流れを示した概略図である。同図には、４回の繰り返しを行う場合の処理の流れが示されている。同図の処理と、図５における受信装置２００との対応関係は、内枠第一復調復号回路２０８から内枠第二復調復号回路２１８までの処理が、繰り返し１回目に対応することになる。
繰り返し２回目以降を行う場合、例えば、外枠ＱＰＳＫの復調復号に関しては、外枠第二分割回路２１５が算出する外枠の欠落サブスペクトラム（外枠ＱＰＳＫサブスペクトラムレプリカ）の信号と、内枠第二復調復号回路２１８により得られるデータで生成した内枠のフルスペクトラムのレプリカ信号とを用いることになる。内枠ＱＰＳＫの復調復号に関しては、繰り返し２回目において得られる外枠ＰＱＳＫの圧縮サブスペクトラムの信号（圧縮スペクトラムレプリカ）と、内枠第二復調復号回路２１８により得られるデータで生成した内枠の欠落サブスペクトラムのレプリカ信号（内枠ＱＰＳＫサブスペクトラムレプリカ）とを用いることになる。
【００７１】
また、上記の実施形態では、外枠及び内枠の変調方式（低次の変調多値数の変調方式）としてＱＰＳＫ変調方式を用いた構成について説明した。しかし、これに限ることなく、他の変調方式、例えば、ＢＰＳＫ変調方式や、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式などを用いるようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、外枠及び内枠の変調方式を組み合わせて１６ＱＡＭ変調方式と同等のデータ転送レートを実現する構成について説明した。しかし、これに限ることなく、他の変調方式、例えば、６４ＱＡＭと同等のデータ転送レートを実現するようにしてもよい。６４ＱＡＭと同等にする場合、例えば、外枠、中枠、及び内枠のＱＰＳＫ変調方式を組み合わせるようにしてもよい。このとき、受信側の復調においては、外枠ＱＰＳＫ、中枠ＱＰＳＫ、内枠ＱＰＳＫの順に同様の処理を繰り返して行う。
【００７２】
また、上記の実施形態では、外枠及び内枠に用いる変調方式をともにＱＰＳＫ変調方式にした構成について説明した。しかし、これに限ることなく、異なる変調方式を組み合わせるようにしてもよい。この場合、内枠の変調多値数が外枠の変調多値数より小さくなる組み合わせが好ましい。また、外枠の信号に対する符号化方法及び符号化率と、内枠の信号に対する符号化方法及び符号化率とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、送信装置１００において、外枠変調器１０３の出力を増幅器１０４で増幅して、内枠変調器１０６が出力するシンボルより外側のシンボルを生成する構成について説明した。しかし、これに限ることなく、減衰器等を用いて内枠変調器１０６の出力するシンボルが外枠変調器１０３から出力されるシンボルより内側になるようにしてもよい。
【００７４】
また、上記の実施形態において、外枠第一復調復号回路２０４、外枠第一レプリカ信号生成回路２０５、及び外枠第一分割回路２０６と、外枠第二復調復号回路２１３、外枠第二レプリカ信号生成回路２１４、及び外枠第二分割回路２１５とは、同じ構成である。そこで、受信フィルタバンク２０２が出力する合成受信信号と、加算回路２１２が出力する信号とのいずれか一方を外枠第一復調復号回路２０４に入力する切替回路を設けて、復調対象の信号に応じて切替回路を制御するようにしてもよい。また、同様に、内枠第一復調復号回路２０８と内枠第二復調復号回路２１８とは同じ構成であるので、合成受信信号において外枠ＱＰＳＫの信号の圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を抑圧した信号と、合成受信信号において外枠ＱＰＳＫの信号の圧縮サブスペクトラムに対応する時間領域の信号を抑圧し内枠ＱＰＳＫの信号の欠落サブスペクトラムに対応する信号を加えた信号とのいずれかを切り替えて入力する切替回路を設けるようにしてもよい。
【００７５】
なお、本発明に記載の第１の復調部は、実施形態における外枠第一復調復号回路２０４又は外枠第二復調復号回路２１３に対応する。本発明に記載の第１のレプリカ信号生成部は、実施形態における外枠第一レプリカ信号生成回路２０５又は外枠第二レプリカ信号生成回路２１４に対応する。本発明に記載の第１の減算部は、実施形態における減算回路２０７又は減算回路２１６に対応する。本発明に記載の第２の復調部は、実施形態における内枠第一復調復号回路２０８又は内枠第二復調復号回路２１８に対応する。本発明に記載の第２のレプリカ信号生成部は、実施形態における内枠第一レプリカ信号生成回路２０９に対応する。本発明に記載の第２の減算部は、実施形態における減算回路２１１に対応する。
【符号の説明】
【００７６】
１００、５１０  送信装置
１０１、３０１、３６１、６０４、６１４  直並列変換回路
１０２  外枠誤り訂正符号化器
１０３  外枠変調器
１０４  増幅器
１０５  内枠誤り訂正符号化器
１０６  内枠変調器
１０７、２１２、２１７、６０８、６１９  加算回路
１０８、６０２  送信フィルタバンク
１０９  Ｄ／Ａ変換回路
２００、５２０  受信装置
２０１  Ａ／Ｄ変換回路
２０２、６１２  受信フィルタバンク
２０３  受信バッファ
２０４  外枠第一復調復号回路
２０５  外枠第一レプリカ信号生成回路
２０６  外枠第一分割回路
２０７、２１１、２１６  減算回路
２０８  内枠第一復調復号回路
２０９  内枠第一レプリカ信号生成回路
２１０  内枠第一分割回路
２１３  外枠第二復調復号回路
２１４  外枠第二レプリカ信号生成回路
２１５  外枠第二分割回路
２１８  内枠第二復調復号回路
２１９、３０９、３６５、３６７、６１０  並直列変換回路
３０２、３６２、６０５、６１５  ＦＦＴ回路
３０３、６１６  抽出回路
３０４  周波数シフト回路
３０５  伝送路推定器
３０６  振幅位相制御回路
３０７  合成回路
３０８、３６４、３６６、６０９、６２０、  ＩＦＦＴ回路
３４１、６１３  復調回路
３４２  復号回路
３５１  再符号化回路
３５２  再変調回路
３６３、６０６  分割回路
５００  無線通信システム
６０１  変調回路
ＳＷ−１、ＳＷ−２、ＳＷ−Ｎ  スイッチ
６０３  Ｄ／Ａ変換器
６０７−１、６０７−２、６０７−Ｎ、６１７−１、６１７−２、６１７−Ｎ  周波数シフタ
６１１  Ａ／Ｄ変換器
６１８  歪補償回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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