(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信する通信方法において、
送信側では、
上記優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと上記優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、上記優先度の高いシンボルと１つ前の上記優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて上記優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルを上記サブキヤリアに割り当てることにより、上記優先度の高いシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記優先度の低いシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信し、
受信側では、
伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで上記送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に上記優先度の高いシンボルと上記優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる上記差動位相が除去されたシンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に上記優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて上記優先度の高いデータを復元し、上記シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルの位相成分から上記位相オフセツト成分を除去した後に上記優先度の低いデータを復元する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
上記送信側は、上記送信信号を少なくとも２タイムスロツト以上送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
上記受信側では、上記位相オフセツト成分に基づいて上記時間ずれを算出し、この時間情報を上記送信側に送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項４】
上記優先度の低いデータは所定のメツセージデータからなると共に、上記優先度の高いデータは上記メツセージデータの存在及び属性を示すプリアンブルデータからなり、
上記受信側では、上記シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルの信号成分を基に上記プリアンブルデータを検出することにより上記メツセージデータの存在及び属性を確認した後に当該メツセージデータを復元する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項５】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信する送信装置において、
上記優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと上記優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、上記優先度の高いシンボルと１つ前の上記優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて上記優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルを上記サブキヤリアに割り当てることにより、上記優先度の高いシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記優先度の低いシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信する送信手段
を具えることを特徴とする送信装置。
【請求項６】
上記送信手段は、上記送信信号を少なくとも２タイムスロツト以上送信する
ことを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
上記優先度の低いデータは所定のメツセージデータからなると共に、上記優先度の高いデータは上記メツセージデータの存在及び又は属性を示すプリアンブルデータからなる
ことを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項８】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信するようになされた送信装置からの送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信する受信装置において、
上記優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと上記優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルが交互に配置され、上記優先度の高いシンボルと１つ前の上記優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて上記優先度の高いシンボルが差動変調されて得られる差動シンボルストリームの各シンボルが上記サブキヤリアに割り当てられることにより、上記優先度の高いシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記優先度の低いシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる上記送信信号を受信する受信手段と、
上記受信手段によつて受信された受信信号に対して所定の変換処理を施すことにより時間軸上に上記優先度の高いシンボルと上記優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームに変換する信号変換処理手段と、
上記受信シンボルストリームを差動復調することにより上記差動位相が除去されたシンボルストリームを生成する差動復調手段と、
上記シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に、上記優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて上記優先度の高いデータを復元する第１の復調手段と、
上記シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から上記位相オフセツト成分を除去した後に上記優先度の低いデータを復元する第２の復調手段と
を具えることを特徴とする受信装置。
【請求項９】
上記位相オフセツト成分に基づいて上記時間ずれを算出し、この時間情報を上記送信装置に送信する制御手段
を具えることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
上記優先度の低いデータは所定のメツセージデータからなると共に、上記優先度の高いデータは上記メツセージデータの存在及び属性を示すプリアンブルデータからなり、
上記第１の復調手段によつて上記プリアンブルデータを復元して上記メツセージデータの存在及び属性を確認した後、上記第２の復調手段によつて上記メツセージデータを復元する
ことを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１１】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信するようになされた送信装置からの送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信する受信装置において、
上記優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと上記優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとが交互に配置され、１つ前のシンボルとの差動位相に基づいて上記優先度の高いシンボル及び上記優先度の低いシンボルがそれぞれ差動変調され、上記優先度の高いシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記優先度の低いシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる上記送信信号を受信する受信手段と、
上記受信手段によつて受信された受信信号をフーリエ変換することにより周波数軸上に並べられた上記優先度の高いシンボルと上記優先度の低いシンボルを時間軸上に並べた受信シンボルストリームに変換する信号変換処理手段と、
上記受信シンボルストリームを差動復調することにより上記差動位相が除去されたシンボルストリームを生成する第１の差動復調手段と、
上記シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて上記優先度の高いデータを復元する復調手段と、
上記シンボルストリームのうちの上記優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出する位相オフセツト成分検出手段と、
上記受信シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から上記位相オフセツト成分及び上記差動位相を除去すると共に、上記受信シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から上記位相オフセツト成分を除去する位相除去手段と、
上記位相除去手段によつて上記受信シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの位相差がなくなつた状態でそれぞれのシンボルを合成して１つの合成シンボルを生成し、隣接する上記合成シンボルを用いて差動復調し、当該差動復調された合成シンボルを復調して上記優先度の低いデータを復元する第２の差動復調手段と
を具えることを特徴とする受信装置。
【請求項１２】
上記復調手段は、上記シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルの信号成分を用いて相関値検出することにより上記優先度の高いシンボルから上記優先度の高いデータを復元する
ことを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
上記位相オフセツト成分に基づいて上記時間ずれを算出し、この時間情報を上記送信装置に送信する制御手段
を具えることを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１４】
上記優先度の低いデータは所定のメツセージデータからなると共に、上記優先度の高いデータは上記メツセージデータの存在及び属性を示すプリアンブルデータからなり、
上記復調手段によつて上記プリアンブルデータを復元して上記メツセージデータの存在及び属性を確認した後、上記第２の差動復調手段によつて上記メツセージデータを復元する
ことを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１５】
所定のエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル毎に基地局を設置し、移動局は自局が存在するセル内の上記基地局と無線通信するようになされたセルラー無線通信システムにおいて、
上記移動局は、
プリアンブルデータの情報ビツトからなるプリアンブルシンボルとメツセージデータの情報ビツトからなるメツセージシンボルとを交互に配置し、上記プリアンブルシンボルと１つ前の上記メツセージシンボルとの差動位相に基づいて上記プリアンブルシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、上記プリアンブルシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記メツセージシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号をランダムアクセスチヤネルを介して送信し、
上記基地局は、
伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで上記送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に上記プリアンブルシンボルと上記メツセージシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる上記差動位相が除去されたシンボルストリームのうちのプリアンブルシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に上記プリアンブルシンボルの信号成分に基づいて上記プリアンブルデータを復元し、上記シンボルストリームのうちメツセージシンボルの位相成分から上記位相オフセツト成分を除去した後に上記メツセージデータを復元する
ことを特徴とするセルラー無線通信システム。
【請求項１６】
所定のエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル毎に基地局を設置し、移動局は自局が存在するセル内の上記基地局と無線通信するようになされたセルラー無線通信システムにおいて、
上記基地局は、
メツセージデータの情報ビツトからなるメツセージシンボルと上記メツセージデータの存在及び属性を示すプリアンブルデータの情報ビツトからなるプリアンブルシンボルとを交互に配置し、上記プリアンブルシンボルと１つ前の上記メツセージシンボルとの差動位相に基づいて上記プリアンブルシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、上記プリアンブルシンボルが重畳された上記サブキヤリアと上記メツセージシンボルが重畳された上記サブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を初期補足チヤネルを介して送信し、
上記移動局は、
伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで上記送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に上記プリアンブルシンボルと上記メツセージシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相が除去されたシンボルストリームのうちのプリアンブルシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に上記プリアンブルシンボルの信号成分に基づいて上記プリアンブルデータを復元し、上記シンボルストリームのうちのメツセージシンボルの位相成分から上記位相オフセツト成分を除去した後に上記メツセージデータを復元する
ことを特徴とするセルラー無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】
発明の属する技術分野
従来の技術（図１７〜図２３）
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
（１）第１の実施の形態
（１−１）フレーム構成（図１）
（１−２）キヤリア構成（図２）
（１−３）送信装置の構成（図３）
（１−４）受信装置の構成（図４）
（１−５）動作及び効果
（２）第２の実施の形態
（２−１）背景技術
（２−２）フレーム構成（図５）
（２−３）ランダムアクセスチヤネルにおける制御データの送受信タイミング（図６）
（２−４）制御データの構成（図７）
（２−５）ランダムアクセスチヤネルの構成（図８）
（２−６）送信装置の構成（図９）
（２−７）第１の受信装置の構成（図１０〜図１２）
（２−８）動作及び効果
（２−９）第２の受信装置の構成（図１３〜図１５）
（２−１０）動作及び効果
（３）他の実施の形態（図１６）
発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信方法、送信装置、受信装置及びセルラー無線通信システムに関し、例えば携帯電話システム適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、無線通信の分野においては、優先度の高いデータと優先度の低いデータを組み合わせて送信することが広く一般的に行われている。このように優先度の高いデータと優先度の低いデータを組み合わせて送信する典型的なデイジタル無線通信システムについて以下に説明する。但し、以降の説明では、送信データの１フレームを優先度の高いデータと優先度の低いデータによつて構成し、その１フレーム分の送信データを１つの送信スロツトで送信するものとする。因みに、ここで言うフレームとはデイジタルデータを取り扱うときの情報単位であり、スロツトとはデイジタルデータを伝送するときの情報単位である。
【０００５】
まず、このような無線通信システムでは、図１７に示すように１フレームで二種類の情報を送信することにより、１つのフレームをハイプライオリテイ・フイールドとロープライオリテイ・フイールドに分割し、当該ハイプライオリテイ・フイールドに優先度の高いデータを格納すると共に、ロープライオリテイ・フイールドに優先度の低いデータを格納する。この場合、各フイールドに対しては送信対象のデータの情報ビツトのみを格納するのではなくエラー検出及び訂正用ビツトも格納するようになされており、これにより受信側では当該エラー検出及び訂正用ビツトを使用して受信した情報ビツトの誤り検出及び誤り訂正を行う。
【０００６】
因みに、通常、優先度の高いデータに対しては誤り検出及び誤り訂正能力が高いエラー検出及び訂正用ビツトが付加され、優先度の低いデータに対しては比較的その能力が低いエラー検出及び訂正用ビツトが付加される。このため一般的には、優先度の高いデータに付加されたエラー検出及び訂正用ビツトの方がビツト長が長くなる傾向にある。
【０００７】
ここで、このような構造を有するフレームを実際に送信する送信装置の構成を図１８に示す。この図１８に示すように、送信装置１においては、まず優先度の高いデータを構成するビツトストリームＤＨ１を第１のエラー訂正ビツト付加回路２に入力し、優先度の低いデータを構成するビツトストリームＤＬ１を第２のエラー訂正ビツト付加回路３に入力する。
【０００８】
第１のエラー訂正ビツト付加回路２は入力されるビツトストリームＤＨ１に基づいてエラー検出及び訂正用ビツトを算出し、これを当該ビツトストリームＤＨ１に付加することにより上述したハイプライオリテイ・フイールドに格納するビツトストリームＤ１を生成し、これを後段のフレーム生成回路４に出力する。因みに、第１のエラー訂正ビツト付加回路２では誤り検出及び誤り訂正能力の優れたエラー検出及び訂正用ビツトを算出して付加する。
【０００９】
一方、第２のエラー訂正ビツト付加回路３は入力されるビツトストリームＤＬ１に基づいてエラー検出及び訂正用ビツトを算出し、これを当該ビツトストリームＤＬ１に付加することにより上述したロープライオリテイ・フイールドに格納するビツトストリームＤ２を生成し、これを後段のフレーム生成回路４に出力する。因みに、第２のエラー訂正ビツト付加回路３では第１のエラー訂正ビツト付加回路２に比して誤り検出及び誤り訂正能力の低いエラー検出及び訂正用ビツトを算出して付加する。
【００１０】
フレーム生成回路４は、ビツトストリームＤ１の後にビツトストリームＤ２を付加することにより１フレーム分の送信データストリームＤ３を生成し、これを変調回路５に出力する。変調回路５は送信データストリームＤ３に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボルストリームＤ４を生成し、これを送信回路６に出力する。
【００１１】
送信回路６は送信シンボルストリームＤ４に対してフイルタリング処理を施した後、デイジタル／アナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成し、当該送信信号に対して周波数変換処理を施すことにより送信信号Ｓ１を生成する。かくして、送信回路６は送信信号Ｓ１をアンテナ７を介して送信することにより、優先度の高いデータと優先度の低いデータとを組み合わせたデータを送信し得るようになされている。
【００１２】
一方、図１９に示すように、受信装置１０においては送信装置１からの送信信号Ｓ１をアンテナ１１によつて受け、これを受信信号Ｓ２として受信回路１２に入力する。受信回路１２は受信信号Ｓ２に対してフイルタリング処理を施した後、当該受信信号Ｓ２に周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、当該ベースバンド信号に対してアナログ／デイジタル変換処理を施すことにより受信シンボルストリームＤ５を取り出す。
【００１３】
復調回路１３は受信回路１２によつて取り出された受信シンボルストリームＤ５に所定の復調処理を施すことにより受信データストリームＤ６（この受信データストリームＤ６は送信データストリームＤ３と完全に等しくはなく、伝送途中で受けたデータ誤りを含むものである）を復元し、これをフイールド分割回路１４に出力する。フイールド分割回路１４はこのようにして復元された受信データストリームＤ６をハイプライオリテイ・フイールドのビツトストリームＤ７とロープライオリテイ・フイールドのビツトストリームＤ８に分割し、当該ビツトストリームＤ７、Ｄ８をそれぞれ第１のエラー検出及び訂正回路１５、第２のエラー検出及び訂正回路１６に出力する。
【００１４】
第１のエラー検出及び訂正回路１５は、ビツトストリームＤ７に含まれるエラー検出及び訂正用ビツトに基づいて、受信した情報ビツトに含まれるデータ誤りを検出してそのデータ誤りを訂正することにより送信された情報ビツトを復元し、これを優先度の高いデータのビツトストリームＤＨ２として出力する。同様に、第２のエラー検出及び訂正回路１６はビツトストリームＤ８に含まれるエラー検出及び訂正用ビツトに基づいて、受信した情報ビツトに含まれるデータ誤りを検出してそのデータ誤りを訂正することにより送信された情報ビツトを復元し、これを優先度の低いデータのビツトストリームＤＬ２として出力する。かくして、受信装置１０は受信信号Ｓ２から優先度の高いデータと優先度の低いデータをそれぞれ復元し得るようになされている。
【００１５】
このように優先度の高いデータと優先度の低いデータとを組み合わせて送信することは、実際上、携帯電話システム等のセルラー無線通信システムにおいても行われている。この点について、以下に携帯電話システムを例に上げて具体的に説明する。
【００１６】
一般に、携帯電話システムにおいては通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定無線局としての基地局を設置し、移動無線局としての携帯電話機は自分が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされており、いわゆるセルラー無線通信システムを構築する。
【００１７】
このような携帯電話システムにおいては、例えば携帯電話機から発呼する場合、次に説明するような手順によつて発呼処理を行う。まず携帯電話機はプリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データをランダムアクセスチヤネル（ＲＡＣＨ）と呼ばれる制御チヤネルを用いて基地局に送信する。基地局はランダムアクセスチヤネルを常時監視しており、プリアンブルデータの有無を検出することにより、携帯電話機からのメツセージがあるか否かを検出する。そして、基地局はプリアンブルデータを検出すると、携帯電話機からのメツセージがあるものとして続くメツセージデータを検出し、当該メツセージデータの内容を解析する。
【００１８】
その結果、メツセージデータの内容が発呼要求であれば、基地局はその携帯電話機との通信に使用する占有制御チヤネル（ＤＣＣＨ）を確定し、このチヤネル番号を応答用制御チヤネル（ＡＧＣＨ）を用いて携帯電話機に通達する。以降、この通達された占有制御チヤネルを介して携帯電話機と基地局との間で所定の制御処理を実行することにより、携帯電話機からの発呼処理を実現する。
【００１９】
この発呼処理において最初に携帯電話機から送られてくる制御データは、上述したようにプリアンブルデータとメツセージデータによつて構成されている。この場合、プリアンブルデータはメツセージデータの存在を示しており、基地局側ではこのプリアンブルデータの存在をまず検出することにより、メツセージデータが存在するか否かを判断している。従つて、基地局側からみて検出順序を基にデータに優先順位を付けるとすれば、プリアンブルデータが最も優先度が高いデータであり、具体的な要求内容を示すメツセージデータはプリアンブルデータに比して優先度の低いデータとなる。
【００２０】
ところで、優先度の高いデータに相当するプリアンブルデータを検出する場合、通常のＦＤＭＡ(Frequency Divition Multiple Access : 周波数分割多元接続) 方式や通常のＴＤＭＡ(Time Divition Multiple Access :時分割多元接続) 方式の携帯電話システムでは、プリアンブルデータを復元して検出するのではなく、実際にはランダムアクセスチヤネルの信号電力を測定することによりプリアンブルデータを検出している。
【００２１】
これに対してＣＤＭＡ(Code Divition Multiple Access :符号分割多元接続) 方式の携帯電話システムでは、周波数や時間といつた物理的な分割ではなく拡散符号の相違による分割であるために帯域上に他の信号が混在しており、そのため単なる信号電力測定ではプリアンブルデータを検出し得ず、結果的にプリアンブルデータを復元することにより当該プリアンブルデータを検出している。但し、ＴＤＭＡ方式の携帯電話システムにおいても他のセルで用いられているチヤネルの電波が同等レベルで受信されてしまうような場合であれば、単なる信号電力測定ではプリアンブルデータを検出し得ない通信環境の一例として挙げられる。
【００２２】
ここでは、説明の便宜上、このように単なる信号電力測定ではプリアンブルデータを検出し得ない通信環境の一例としてＣＤＭＡ方式の携帯電話システムについて以下に具体例を挙げて説明する。因みに、この場合も、制御データは１フレームで構成され、その制御データを１送信スロツトで送信するものとする。
【００２３】
まず、図２０に示すように、１フレームのデータ構造としてはフレーム前半にプリアンブルフイールドが形成され、フレーム後半に情報フイールドが形成される。この場合、プリアンブルフイールドにはプリアンブルデータが格納され、情報フイールドにはメツセージデータを構成する情報ビツトと当該情報ビツトに対するエラー検出及び訂正用ビツトが格納される。
【００２４】
このようなデータ構造を有する制御データをランダムアクセスチヤネルを介して送受信する場合の送信側及び受信側における送受信タイミングを図２１に示す。この図２１に示すように、携帯電話システムにおいては送信側である携帯電話機と受信側である基地局との距離は一定ではなく、また携帯電話機は基地局から送信されてくる信号を受信する受信タイミングに合わせて同期をとるようになされているので、この時点で既に携帯電話機は伝播遅延が生じた状態で基地局との同期をとつている。
【００２５】
そして、携帯電話機はこの状態で制御データを基地局へ送信するので、基地局が制御データを受信したときにはさらに伝播遅延が生じている。すなわち、基地局が携帯電話機からの制御データを受信した時点では既に往復分の伝播遅延が生じていることになる。このように、携帯電話システムでは電波の伝播遅延によつて、送信側と受信側の送信及び受信タイミングが時間的に非同期となつている。
【００２６】
これにより、携帯電話システムにおいては携帯電話機が通常の送信タイミングで制御データを送信したとしても、基地局には通常の受信タイミングで制御データが到着し得ない。かくして、受信側である基地局は受信した１タイムスロツト分の制御データを正確な復号タイミングで復号する必要があるが、ランダムアクセスチヤネルにおける信号受信時には信号がいつ到着するかがわからないので、本来の正確な受信タイミングのみならず、微小時間間隔で信号の復号を試みている必要があり、実際に受信した制御データを復号するまでには無駄な復号処理を行つていた。
【００２７】
また、基地局はランダムアクセスチヤネルにおいて制御データを受信した場合、この往復分の伝播遅延による時間ずれを算出し、この遅延時間を携帯電話機に占有制御チヤネルを介して通達する。これにより、携帯電話機は制御データを送信するタイミングを遅延時間分早めることにより、受信側である基地局との送信及び受信タイミングを同期させる（以下、これをタイムアライメントと呼ぶ）ようになされている。なお、通常ランダムアクセスチヤネルにおいて携帯電話機と基地局との間で送受信される信号は通常のスロツトよりも短く構成されており、スロツト間干渉を起こさないようになされている。
【００２８】
ここで、このような制御データをランダムアクセスチヤネルを介して実際に送信する送信装置の構成を図２２に示す。図２２に示すように、送信装置２０においては、まずプリアンブルデータのビツトストリームＤＰ１をフレーム生成回路２１に入力し、メツセージデータのビツトストリームＤＭ１をエラー訂正ビツト付加回路２２に入力する。
【００２９】
エラー訂正ビツト付加回路２２は入力されるビツトストリームＤＭ１に基づいてエラー検出及び訂正用ビツトを算出し、これを当該ビツトストリームＤＭ１に付加することにより上述した情報フイールド（図２０）に格納するビツトストリームＤ１１を生成し、これをフレーム生成回路２１に出力する。フレーム生成回路２１は図２０で示したようにプリアンブルフイールドのビツトストリームＤＰ１の後にビツトストリームＤ１１を付加することにより、１フレーム分の送信データストリームＤ１２を生成し、これを変調回路２３に出力する。
【００３０】
変調回路２３は送信データストリームＤ１２に対して所定の変調処理を施すことにより送信シンボルストリームＤ１３を生成し、これを送信回路２４に出力する。送信回路２４は送信シンボルストリームＤ１３に所望の拡散符号を乗算した後にフイルタリング処理を施し、その後デイジタル／アナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成する。そして、送信回路２４は生成した送信信号に対して周波数変換処理を施すことにより所定帯域の送信信号Ｓ１０を生成する。かくして、送信回路２４は送信信号Ｓ１０をアンテナ２５を介して送信することにより、プリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データを送信し得るようになされている。
【００３１】
一方、図２３に示すように、受信装置３０においては送信装置２０からの送信信号Ｓ１０をアンテナ３１によつて受け、これを受信信号Ｓ１１として受信回路３２に入力する。受信回路３２は受信信号Ｓ１１に対してフイルタリング処理を施した後、当該受信信号Ｓ１１に周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出し、当該ベースバンド信号に対してアナログ／デイジタル変換処理を施した後に、拡散符号を乗算することにより受信シンボルストリームＤ１４を取り出す。
【００３２】
復調回路３３は受信回路３２によつて取り出された受信シンボルストリームＤ１４に所定の復調処理を施すことにより受信データストリームＤ１５（この受信データストリームＤ１５は送信データストリームＤ１２と完全に等しくはなく、伝送途中で受けたデータ誤りを含むものである）を復元し、これをフイールド分割回路３４に出力する。
【００３３】
フイールド分割回路３４は復元された受信データストリームＤ１５をプリアンブルフイールドのビツトストリームＤ１６と情報フイールドのビツトストリームＤ１７に分解し、そのビツトストリームＤ１６、Ｄ１７をそれぞれプリアンブル検出回路３５、エラー検出及び訂正回路３６に出力する。因みに、フイールド分割回路３４では、このフイールド分割を時間分割によつて行つている。すなわち、図２０で示したようにプリアンブルフイールドと情報フイールドとではプリアンブルフイールドの方が時間的に先で情報フイールドの方が時間的に後になつているので、そのタイミング関係を利用して分解処理を行つている。
【００３４】
プリアンブル検出回路３５はビツトストリームＤ１６がプリアンブルデータであるか否かを判定し、プリアンブルデータであればエラー検出及び訂正回路３６に対して制御信号Ｓ１２を出力する。これを受けたエラー検出及び訂正回路３６はエラー検出及び訂正処理を開始し、入力されるビツトストリームＤ１７に含まれるエラー検出及び訂正用ビツトに基づいて受信したメツセージデータの情報ビツトに含まれるデータ誤りを検出してそのデータ誤りを訂正する。
【００３５】
その結果、メツセージデータの情報ビツトが正しく復元されると、エラー検出及び訂正回路３６はそのメツセージデータのビツトストリームＤＭ２を、通信シーケンス等を管理する制御回路（図示せず）に出力する。これにより、制御回路はメツセージデータを受信したことを把握し得、そのメツセージデータに応じた通信シーケンスを制御し得るようになされている。
【００３６】
因みに、ここではフイールド分割回路３４によつてフイールド分割を行うと説明したが、データ分離のためのフイールド分解を行わず、単に受信データＤ１５の先頭にあるプリアンブルデータの検出処理を行い、その結果、プリアンブルデータが検出された後に続くメツセージデータのエラー訂正処理を行うようにする場合も有り得る。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる従来の通信方法においては、優先度の高いデータと優先度の低いデータとを組み合わせて送信する場合、それぞれのデータを別々に扱つてはいるものの、同一レベルでの処理を別々に行つているに過ぎず、優先度を反映させた処理が行われていないのが実状である。
【００３８】
また、従来の通信方法では、例えばランダムアクセスチヤネルを使用して制御データを送信する際、プリアンブルデータを検出することによつてメツセージデータの存在を確認しているが、これはプリアンブルデータとメツセージデータとが時間方向で分離されているので、このような処理が容易に実現可能であつた。しかしながら、送信対象のデータを複数のキヤリアを使用して同時に送信するようなマルチキヤリア方式の通信では、プリアンブルデータとメツセージデータとが時間方向に分離されていないので、１変調時間内でこのような時間方向の処理を行うことは不可能である。
【００３９】
このため、このようなマルチキヤリア方式の通信でプリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データを伝送しようとする場合には、受信側でプリアンブルデータの信号成分とメツセージデータの信号成分とを周波数方向で分離することにより、プリアンブルデータの信号成分とメツセージデータの信号成分を抽出してそれぞれデータを復元することが一般的に考えられる。しかしながら、この方法ではプリアンブルデータの信号成分とメツセージデータの信号成分を分離するために高精度のフイルタが必要になり、受信側の装置構成が複雑になつてしまうという問題があつた。
【００４０】
さらに、ランダムアクセスチヤネルを介して制御データを受信する受信側では、どのタイミングで制御データが到着するかを判断できないので、制御データを受信したか否かの判定処理を微小時間ごとに行う必要があり、その処理量は大変膨大なものとなり多くの処理時間がかかるという問題があつた。
【００４１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、マルチキヤリア方式の通信において優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信した場合でも、簡易な構成で優先度に応じた処理を行つてデータを正確に復元し得る通信方法及びそれを用いた送信装置、受信装置、並びにセルラー無線通信システムを提案しようとするものである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信する通信方法において、送信側では優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信し、受信側では伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相の除去されたシンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元し、シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元するようにする。
【００４３】
このように、送信側から送信されてきた送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信側が受信した場合でも、受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相の除去されたシンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元し、シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元することにより、優先度の高いデータを正確に復元した後、伝播遅延による位相オフセツト成分を除去して優先度の低いデータを正確に復元することができる。
【００４４】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信する送信装置において、優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信する送信手段を設けるようにする。
【００４５】
このように、送信装置は優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと、優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いデータと優先度の低いデータを１変調時間で同時に送信することができる。
【００４６】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信するようになされた送信装置からの送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信する受信装置において、優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルが交互に配置され、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルが差動変調されて得られる差動シンボルストリームの各シンボルがサブキヤリアに割り当てられることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を受信する受信手段と、当該受信手段によつて受信された受信信号に対して所定の変換処理を施すことにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームに変換する信号変換処理手段と、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより差動位相が除去されたシンボルストリームを生成する差動復調手段と、シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元する第１の復調手段と、シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元する第２の復調手段とを設けるようにする。
【００４７】
このように、受信装置においては伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号を受信した場合でも当該受信した受信信号に対して所定の変換処理を施すことにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調して得られる差動位相の除去されたシンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元し、シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元することにより、優先度の高いデータを正確に復元した後、伝播遅延による位相オフセツト成分を除去して優先度の低いデータを正確に復元することができる。
【００４８】
複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信するようになされた送信装置からの送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信する受信装置において、優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルが交互に配置され、１つ前のシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボル及び優先度の低いシンボルがそれぞれ差動変調され、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を受信する受信手段と、当該受信手段によつて受信された受信信号をフーリエ変換することにより周波数軸上に並べられた優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルを時間軸上に並べた受信シンボルストリームに変換する信号変換処理手段と、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより差動位相が除去されたシンボルストリームを生成する第１の差動復調手段と、シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元する復調手段と、シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出する位相オフセツト成分検出手段と、受信シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から位相オフセツト成分及び差動位相を除去すると共に、受信シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分から位相オフセツト成分を除去する位相除去手段と、当該位相除去手段によつて受信シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの位相差がなくなつた状態でそれぞれのシンボルを合成して１つの合成シンボルを生成し、隣接する合成シンボルを用いて差動復調し、当該差動復調された合成シンボルを復調して優先度の低いデータを復元する第２の差動復調手段とを設けるようにする。
【００４９】
このように、受信装置においては差動復調する前の受信シンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルとの位相差がなくなつた状態で合成された合成シンボルを用いて差動復調することにより、４つのシンボルから１つのシンボル情報を抽出することができ、かくして優先度の低いデータを復元する際の耐ノイズ特性を向上させることができる。
【００５０】
所定のエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル毎に基地局を設置し、移動局は自局が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされたセルラー無線通信システムにおいて、移動局はプリアンブルデータの情報ビツトからなるプリアンブルシンボルとメツセージデータの情報ビツトからなるメツセージシンボルとを交互に配置し、プリアンブルシンボルと１つ前のメツセージシンボルとの差動位相に基づいてプリアンブルシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、プリアンブルシンボルが重畳されたサブキヤリアとメツセージシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号をランダムアクセスチヤネルを介して送信し、基地局は伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上にプリアンブルシンボルとメツセージシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相が除去されたシンボルストリームのうちのプリアンブルシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共にプリアンブルシンボルの信号成分に基づいてプリアンブルデータを復元し、シンボルストリームのうちのメツセージシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後にメツセージデータを復元するようにする。
【００５１】
所定のエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル毎に基地局を設置し、移動局は自局が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされたセルラー無線通信システムにおいて、基地局はメツセージデータの情報ビツトからなるメツセージシンボルとメツセージデータの存在及び属性を示すプリアンブルデータの情報ビツトからなるプリアンブルシンボルとを交互に配置し、プリアンブルシンボルと１つ前のメツセージシンボルとの差動位相に基づいてプリアンブルシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、プリアンブルシンボルが重畳されたサブキヤリアとメツセージシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を初期補足チヤネルを介して送信し、移動局は伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上にプリアンブルシンボルとメツセージシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相が除去されたシンボルストリームのうちのプリアンブルシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共にプリアンブルシンボルの信号成分に基づいてプリアンブルデータを復元し、シンボルストリームのうちのメツセージシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後にメツセージデータを復元するようにする。
【００５２】
このように、セルラー無線通信システムにおいては送信側から送信されてきた送信信号を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで受信側が受信した場合でも、受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上にプリアンブルシンボルとメツセージシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相の除去されたシンボルストリームのうちのプリアンブルシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共にプリアンブルシンボルの信号成分に基づいてプリアンブルデータを復元し、シンボルストリームのうちのメツセージシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後にメツセージデータを復元することにより、プリアンブルデータを正確に復元した後、伝播遅延による位相オフセツト成分を除去してメツセージデータを正確に復元することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００５４】
（１）第１の実施の形態
（１−１）フレーム構成
まず、この項では本発明による通信システムのフレーム構成を説明する。本発明による通信システムにおいては、優先度の高いデータと優先度の低いデータとを１つのフレームで送信するが、その際、図１に示すように優先度の高いデータの送信シンボル（Ｈ）と優先度の低いデータの送信シンボル（Ｌ）とをフレーム内に交互に配置する。
【００５５】
すなわち、交互に配置されている送信シンボル（Ｈ）を１つおきに集めると優先度の高いデータであるハイプライオリテイ・フイールドとなり、残りの送信シンボル（Ｌ）を集めると優先度の低いデータであるロープライオリテイ・フイールドとなる。なお、これらのフイールドは本来の情報ビツトと誤り検出及び訂正用ビツトから構成されることもある。
【００５６】
この場合、ロープライオリテイ・フイールドには、優先度の低いデータの情報ビツトから生成された送信シンボルと、当該優先度の低いデータに対して付加されるエラー検出及び訂正用ビツトから生成された送信シンボルとが格納される。このとき、ロープライオリテイ・フイールドにおいては、どのようなエラー検出及び訂正が施されても構わない。
【００５７】
これに対して、ハイプライオリテイ・フイールドには、優先度の高いデータの情報ビツトから生成された送信シンボルのみが格納され、１フレーム内でエラー検出及び訂正用ビツトを付加して生成された送信シンボルは格納されない。なお、この優先度の高い送信シンボルは、優先度の高いデータの情報ビツトに対して畳み込み符号化による系列間距離の伸長やＭ−ａｒｙ変調による系列間距離の直交化を行うことにより生成された符号化ビツトを基に生成されたシンボルである。
【００５８】
このように優先度の高いデータに関してはエラー検出及び訂正用ビツトを付加せず、系列間距離の伸長又は系列間距離の直交化を行うようにしたことにより、受信側では相関値検出によつて速やかに優先度の高いデータを正確に復元することができる。因みに、ハイプライオリテイ・フイールドにおいては優先度の高いデータの情報ビツトを数フレーム分を集めてエラー検出及び訂正用ビツトを付加する場合もあり得る。
【００５９】
（１−２）キヤリア構成
本発明を適用した通信システムでは、上述したような構成の１フレーム分の送信シンボルを複数のサブキヤリアを使用して１変調時間内で同時に送信するいわゆるマルチキヤリア通信を行う。具体的には、図２に示すように、周波数軸上に等間隔で配置された例えば２４本のサブキヤリアＣ０〜Ｃ２３によつて１つの周波数チヤネルを構成し、これら２４本のサブキヤリアＣ０〜Ｃ２３のうち両端にあるガードキヤリアとしてのサブキヤリアＣ０、Ｃ２３を除く２２本のサブキヤリアＣ１〜Ｃ２２を使用して１フレーム分の送信シンボルを送信する。従つて、この通信システムの場合には、１変調時間内で送信される送信シンボルは周波数軸上に並んだ状態で送信されることになる。
【００６０】
なお、以降の説明では、説明の便宜上、各送信シンボルは例えばＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying : 4相位相変調）変調によつてシンボルマツピングされ、各送信シンボルがサブキヤリアＣ１〜Ｃ２２に対してそれぞれ１つずつ割り当てられるものとする。
【００６１】
この通信システムでは、図１に示したフレーム構成の送信シンボルをこの図２に示す複数のサブキヤリアＣ１〜Ｃ２２に順に１つずつ割り当てる。ここで、サブキヤリアＣ１は次のサブキヤリアＣ２との差動位相を取るために用いられるリフアレンスキヤリアであるので、奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１が優先度の高い送信シンボルの送信に用いられ、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２が優先度の低い送信シンボルの送信に用いられることになる。
【００６２】
因みに、優先度の高い送信シンボルは優先度の高いデータの情報ビツトに対して畳み込み符号化による系列間距離の伸長やＭ−ａｒｙ変調による系列間の直交化を行うことにより生成された符号化ビツトにＱＰＳＫ変調を施すことにより生成されたシンボルであり、サブキヤリアに割り当てる際には、１つ前の優先度の低い送信シンボルとの差動位相を取つてこれを奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てる。すなわち、優先度の高い送信シンボルはそれぞれＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase Shift Keying : 差動４相位相変調）変調処理が施されてサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられる。
【００６３】
これに対して、優先度の低い送信シンボルは優先度の低いデータの情報ビツト及びそれに対して付加されたエラー検出及び訂正用ビツトにＱＰＳＫ変調を施すことにより生成されたシンボルであり、サブキヤリアに割り当てる際には、１つ前の優先度の高い送信シンボルとの差動位相を取つてこれを偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てる。この場合も、優先度の低い送信シンボルはそれぞれＤＱＰＳＫ変調処理が施されてサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てられる。
【００６４】
ここでは、周波数選択性フエージングのように各サブキヤリア毎に位相の旋回が異なるような通信環境であるため、優先度の低い送信シンボルをサブキヤリアに割り当てる（変調）方法としてＤＱＰＳＫ変調処理を施すようにしたが、例えばフラツトフエージングのように各サブキヤリア共に同じように位相の旋回が生じるような、すなわちリフアレンスキヤリア１本でも伝送路の推定が可能な通信環境であれば、同期検波を行うＱＰＳＫ変調処理を施すようにしても良く、またＱＰＳＫ変調処理以外の他の変調方式によつて変調する場合も有り得る。
【００６５】
（１−３）送信装置の構成
次に、この項では本発明による通信システムの送信装置の構成を説明する。図３に示すように、４０は全体として本発明による通信システムの送信装置を示し、優先度の高いデータのビツトストリームＤＨ３をエンコーダ４１に入力すると共に、優先度の低いデータのビツトストリームＤＬ３をエラー訂正ビツト付加回路４２に入力する。
【００６６】
エンコーダ４１は入力される優先度の高いビツトストリームＤＨ３に対して例えば畳み込み符号化による系列間距離の伸長やＭ−ａｒｙ変調による系列間の直行化を行うことにより符号化処理を施し、その結果得られる符号化ビツトストリームＤ２０を後段のＱＰＳＫ変調回路４３に出力する。ＱＰＳＫ変調回路４３は入力される符号化ビツトストリームＤ２０に対して順にＱＰＳＫ変調処理を施すことにより送信シンボルストリームＤ２１を生成し、これを後段の第１の選択スイツチ４４における第１の入力端４４Ａに出力する。
【００６７】
一方、エラー訂正ビツト付加回路４２は入力される優先度の低いビツトストリームＤＬ３に基づいてエラー検出及び訂正用ビツトを算出し、これを当該ビツトストリームＤＬ３に付加することによりエラー訂正のための処理が施されたビツトストリームＤ２２を生成し、これを後段のＱＰＳＫ変調回路４５に出力する。ＱＰＳＫ変調回路４５は入力されるビツトストリームＤ２２に対して順にＱＰＳＫ変調処理を施すことにより送信シンボルストリームＤ２３を生成し、これを後段の第１の選択スイツチ４４における第２の入力端４４Ｂに出力する。
【００６８】
第１の選択スイツチ４４は、奇数番目のサブキヤリアに割り当てるべき優先度の高い送信シンボルのときには上段の第１の入力端４４Ａに端子を接続し、偶数番目のサブキヤリアに割り当てるべき優先度の低い送信シンボルのときには下段の第２の入力端４４Ｂに端子を接続する。
【００６９】
すなわち、第１の選択スイツチ４４は第１及び第２の入力端４４Ａ、４４Ｂとの接続状態を交互に切り換えることにより第１の入力端４４Ａに供給される優先度の高い送信シンボルと第２の入力端４４Ｂに供給される優先度の低い送信シンボルを交互に選択し、これにより図１に示したような優先度の高い送信シンボルと優先度の低い送信シンボルとが時間軸上に交互に並ぶシンボルストリームＤ２４を生成し、これを差動変調回路４７を構成する第１の遅延回路４７Ａ及び第１の乗算器４７Ｂに出力する。
【００７０】
差動変調回路４７においては、現在入力された送信シンボルと第１の遅延回路４７Ａを介して得られる１シンボル前の送信シンボルとを第１の乗算器４７Ｂによつて乗算することにより、現在入力されたシンボルの位相と１つ前に入力されたシンボルの位相との差動位相に基づいて現在入力された送信シンボルを差動変調し、これを順に繰り返すことにより差動シンボルストリームＤ２５を生成して、これを逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）４８に出力する。このように、差動変調回路４７は送信シンボルの優先度の高低に係わらず、１つ前のシンボルをリフアレンスシンボルとして現在入力された各送信シンボルをそれぞれ差動変調し得るようになされている。
【００７１】
逆高速フーリエ変換回路４８は差動シンボルストリームＤ２５に対して逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、時間軸上に並んでいるシンボルを周波数軸上に並べたような信号を生成する。すなわち、逆高速フーリエ変換回路４８は差動シンボルストリームＤ２５の各シンボルをそれぞれサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に順に割り当てる処理を行う。この逆高速フーリエ変換回路４８の処理により生成された送信シンボルストリームＤ２６は続く送信回路４９に入力される。
【００７２】
送信回路４９は送信シンボルストリームＤ２６に対して１変調時間分の窓かけ処理いわゆるウインドウ処理を施した後にフイルタリング処理を施し、さらにデイジタル／アナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成する。さらに、送信回路４９は生成した送信信号に周波数変換処理を施すことにより所定周波数チヤネルの送信信号Ｓ２０を生成し、これをアンテナ５０を介して送信する。かくして、優先度の高いデータと優先度の低いデータとがサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に対して交互に重畳されたような送信信号Ｓ２０が送信装置４０から送信される。
【００７３】
（１−４）受信装置の構成
次にこの項では、本発明による通信システムの受信装置を説明する。図４において、６０は全体として本発明による通信システムの受信装置を示し、送信装置４０から送信された送信信号Ｓ２０をアンテナ６１によつて受け、これを受信信号Ｓ２１として受信回路６２に入力する。
【００７４】
受信回路６２は受信信号Ｓ２１に対してフイルタリング処理を施した後、当該受信信号Ｓ２１に対して周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出す。さらに、受信回路６２はベースバンド信号に対してアナログ／デイジタル変換処理を施すことにより受信シンボルストリームＤ３０を得、当該受信シンボルストリームＤ３０に対して１変調時間分のウインドウ処理を施した後、これを高速フーリエ変換回路６３に出力する。
【００７５】
この場合、受信装置６０が送信信号Ｓ２０を受信した時点で既に往復分の伝播遅延による受信タイミングの時間ずれが生じており、これにより受信シンボルストリームＤ３０の各シンボルには位相の旋回（位相オフセツト成分）が生じている。因みに、この受信シンボルストリームＤ３０はフーリエ変換処理する前のシンボルストリームであるので、各シンボルが周波数軸上に並んでいるシンボルストリームである。
【００７６】
高速フーリエ変換回路６３は、受信シンボルストリームＤ３０に高速フーリエ変換処理を施すことにより周波数軸上に並んでいるシンボルを時間軸上に並べたような信号を生成する。すなわち、高速フーリエ変換回路６３は各サブキヤリアに重畳されているシンボルを取り出し、これを時間軸上に並べた受信シンボルストリームＤ３１を生成する。この高速フーリエ変換回路６３の処理により生成された受信シンボルストリームＤ３１は続く差動復調回路６４に入力される。
【００７７】
差動復調回路６４においては、受信シンボルストリームＤ３１を第２の遅延回路６４Ａ及び第２の乗算器６４Ｂにそれぞれ入力する。第２の乗算器６４Ｂは現在入力された受信シンボルと第２の遅延回路６４Ａを介して供給される１シンボル前の受信シンボルの共役値とを乗算（複素乗算）することにより、シンボルストリームＤ３１に対して差動復調処理を施し、この結果差動位相成分が除去されたシンボルストリームＤ３２に変換する。従つて、シンボルストリームＤ３２の各シンボルは情報分の位相と受信タイミングの時間ずれによる位相オフセツト成分が含まれた位相成分を持つている。
【００７８】
選択スイツチ６５はこのシンボルストリームＤ３２を入力端に受け、奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられた優先度の高いシンボルのときに下段の第１の入力端６５Ａに端子を接続し、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てられた優先度の低いシンボルのときに上段の第２の入力端６５Ｂに端子を接続する。
【００７９】
すなわち、選択スイツチ６５は第１の入力端６５Ａ及び第２の入力端６５Ｂとの接続状態を交互に切り換えることにより、シンボルストリームＤ３２のうち優先度の高いシンボルを第１の復調部６６に出力し、優先度の低いシンボルを第２の復調部６７に出力する。
【００８０】
第１の復調部６６は優先度の高いデータを復調するための復調部であり、選択スイツチ６５の第１の入力端６５Ａから送られてきたシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の高いシンボルを相関算出回路６８に入力する。リフアレンス記憶回路６９にはＱＰＳＫ変調処理を施した優先度の高い情報フイールドのシンボルストリームとして考えられる全てのリフアレンス・シンボルストリームＤ３３とその元になつている情報ビツトストリームがそれぞれ格納されている。
【００８１】
相関算出回路６８は、リフアレンス記憶回路６９からリフアレンス・シンボルストリームＤ３３を読み出し、そのリフアレンス・シンボルストリームＤ３３と入力された優先度の高いシンボルからなるシンボルストリームＤ３２との相関値を算出し、最も相関値が高かつたリフアレンス・シンボルストリームＤ３３に対応した情報ビツトストリームをリフアレンス記憶回路６９から読み出し、これを優先度の高いデータのビツトストリームＤＨ４として出力する。これにより、相関算出回路６８は位相オフセツト成分が除去されて正確に復元された優先度の高いデータとしてビツトストリームＤＨ４を出力することができる。
【００８２】
また、相関算出回路６８は各シンボルのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ累積加算することにより得られるベクトルＶＥ１（複素数）を位相オフセツト検出回路７２に出力する。因みに、ベクトルＶＥ１は、位相については平均値がとられていて、振幅については累積された合計値となつている。
【００８３】
位相オフセツト検出回路７２はベクトルＶＥ１に基づいて受信タイミングの時間ずれによる位相オフセツト成分ＰＨ１を検出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ１を持つシンボルＳＰＨ１を第２の復調部６７に出力する。
【００８４】
基地局は制御回路によつて受信時のタイミングずれによる遅延時間ｔ１を位相オフセツト成分ＰＨ１に基づいて次式
【００８５】
【数１】
0003726986.tif 000002
【００８６】
を用いて算出し、この遅延時間ｔ１を携帯電話機に通達する。因みに、基地局は上述の送信装置４０も搭載しており、当該送信装置４０を介して遅延時間ｔ１を携帯電話機に送信するようになされている。これにより、携帯電話機は遅延時間ｔ１に基づいて基地局に送信する信号のタイミングをその分早めて（タイムアライメントを行う）受信タイミングの時間ずれを解消する。
【００８７】
一方、第２の復調部６７は優先度の低いデータを復調するための復調部であり、選択スイツチ６５の第２の入力端６５Ｂから送られてきたシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の低いシンボルをフアーストイン・フアーストアウト・バツフア（以下、これをＦＩＦＯバツフアと呼ぶ）７０に入力し、順次蓄積する。このＦＩＦＯバツフア７０はシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の低いシンボルが１スロツト分蓄積されると当該シンボルストリームＤ３２を１シンボルずつ読み出し、続く第３の乗算器７１に出力する。
【００８８】
第３の乗算器７１は、ＦＩＦＯバツフア７０から読み出されたシンボルストリームＤ３２の各シンボルと、位相オフセツト検出回路７２から入力した位相オフセツト成分ＰＨ１を持つシンボルＳＰＨ１の共役値とを複素乗算（図中、「＊」が共役であることを示す）することにより、シンボルストリームＤ３２の各シンボルから位相オフセツト成分をそれぞれ除去して（位相の旋回分を戻してやる）ＱＰＳＫ復調回路７３に出力する。
【００８９】
ＱＰＳＫ復調回路７３は位相オフセツト分が除去された優先度の低いシンボルに対してＱＰＳＫ復調処理を施すことにより情報ビツトストリームに変換し、これをエラー検出及び訂正回路７４に出力する。エラー検出及び訂正回路７４は情報ビツトストリームに含まれるエラー検出及び訂正用ビツトを基に情報ビツトストリームの誤りを検出すると共にその誤りを訂正し、その結果正確に復元された情報ビツトストリームを優先度の低いデータのビツトストリームＤＬ４として出力する。
【００９０】
（１−５）動作及び効果
以上の構成において、この通信システムの場合には送信装置４０において、まず優先度の高いデータから生成したシンボルストリームＤ２１と、優先度の低いデータから生成したシンボルストリームＤ２３とを交互に選択することにより、図１に示したような優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルとが交互に並んだ状態のシンボルストリームＤ２４を生成する。そして、送信装置４０はシンボルストリームＤ２４の各シンボルに対して差動変調することにより、送信シンボルの優先度の高低に係わらず、１つ前のシンボルをリフアレンスシンボルとして現在入力された各送信シンボルをそれぞれ差動変調してなる差動シンボルストリームＤ２５を生成する。
【００９１】
続いて、送信装置４０はこの差動シンボルストリームＤ２５に逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、複数のサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に対してシンボルを１つずつ割り当てる。この場合、差動シンボルストリームＤ２５においては優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルとが交互に配置されていることにより、周波数軸上でも優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルとが交互に配置されることになる。
【００９２】
すなわち、奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に優先度の高いシンボルが重畳され、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に優先度の低いシンボルが重畳される。このようにして生成された送信シンボルストリームＤ２６は所定の送信処理が施された後、送信信号Ｓ２０としてアンテナ５０を介して送信される。
【００９３】
一方、受信装置６０においては送信装置４０から送信された送信信号Ｓ２０を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングでアンテナ６１により受信し、これに所定の受信処理を施すことにより受信シンボルストリームＤ３０を得、当該受信シンボルストリームＤ３０に対してウインドウ処理を施す。受信装置６０はこの受信シンボルストリームＤ３０に高速フーリエ変換処理を施すことにより周波数軸上から時間軸上への信号変換処理を施し、さらに差動復調処理を施すことによりシンボルストリームＤ３２を生成する。これにより、シンボルストリームＤ３２は各シンボルから差動位相成分がそれぞれ除去された状態で出力される。
【００９４】
そして、受信装置６０は第１の選択スイツチ６５によつて接続状態を交互に切り換えることにより、シンボルストリームＤ３２のうち優先度の高い情報フイールドのシンボルを第１の復調部６６に出力し、優先度の低い情報フイールドのシンボルを第２の復調部６７に出力する。
【００９５】
続いて、受信装置６０は第１の復調部６６の相関算出回路６８によつてシンボルストリームＤ３２とリフアレンス・シンボルストリームＤ３３との相関値を算出し、最も相関値が高かつたリフアレンス・シンボルストリームＤ３３に対応した情報ビツトストリームを優先度の高いデータのビツトストリームＤＨ４として正確に復元すると共に、シンボルストリームＤ３２の各シンボルのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ累積加算することにより得られるベクトルＶＥ１に基づいて位相オフセツト成分ＰＨ１を検出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力する。また、受信装置６０は第１の復調部６６の相関算出回路６８によつて算出した位相オフセツト成分ＰＨ１を持つシンボルＳＰＨ１を第２の復調部６７の第３の乗算器７１に出力する。
【００９６】
このように、第１の復調部６６においては、優先度の高いデータを効率良くかつ正確に復元できると共に、シンボルストリームＤ３２のうちの優先度の高いシンボルに基づいて算出した位相オフセツト成分ＰＨ１によつて受信タイミングの時間ずれを遅延時間ｔ１として算出し、これを携帯電話機に通達することにより送受信間のタイムアライメントを行うことができる。
【００９７】
また、第２の復調部６７においては、第１の復調部６６で検出した位相オフセツト成分ＰＨ１を持つシンボルＳＰＨ１の共役値とシンボルストリームＤ３２の各シンボルとを複素乗算することによりシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の低いシンボルから位相オフセツト成分をそれぞれ除去し、ＱＰＳＫ復調処理を施した後に情報ビツトストリームの誤りを訂正し、その結果正確に復元された情報ビツトストリームを優先度の低いデータのビツトストリームＤＬ４として出力することができる。
【００９８】
このように、第１の実施の形態による通信システムでは送信側において優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアが交互に配置されてなる送信信号Ｓ２０を１変調時間で同時に送信する。
【００９９】
受信側においては伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号Ｓ２０を受信した場合でも、この受信した受信信号Ｓ２１を高速フーリエ変換処理することにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームＳ３１を得、この受信シンボルストリームＳ３１を差動復調することにより得られるシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分ＰＨ１を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて相関値検出することにより優先度の高いデータを正確に復元し、シンボルストリームＤ３２のうちの優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元することにより、優先度に応じた処理を行つてデータを正確に復元することができる。
【０１００】
以上の構成によれば、この通信システムでは送信側において優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアが交互に配置されてなる送信信号Ｓ２０を１変調時間で同時に送信し、受信側において伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号Ｓ２０を受信した場合でも、受信信号Ｓ２１に対して高速フーリエ変換処理及び差動復調処理することにより得られるシンボルストリームＤ３２のうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分ＰＨ１を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを正確に復元し、優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元することにより、マルチキヤリア方式で優先度の高いデータと優先度の低いデータを１変調時間で同時に送信した場合でも、簡易な構成で優先度に応じた処理を行つて優先度の高いデータ及び優先度の低いデータを正確に復元することができる。
【０１０１】
（２）第２の実施の形態
（２−１）背景技術
この第２の実施の形態では、本発明をセルラー無線通信システムに適用した場合の例を説明する。但し、ここではセルラー無線通信システムとして携帯電話システムを例に挙げて説明する。
【０１０２】
まず始めに、第２の実施の形態の背景技術となる携帯電話システムについて説明する。一般に、携帯電話システムにおいては通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定無線局としての基地局を設置し、移動無線局としての携帯電話機は自分が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされており、いわゆるセルラー無線通信システムを構築する。
【０１０３】
このような携帯電話システムにおいては、例えば携帯電話機から発呼する場合、次に説明するような手順に従つて発呼する。まず携帯電話機はプリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データをランダムアクセスチヤネル（ＲＡＣＨ）と呼ばれる制御チヤネルを用いて基地局に送信する。基地局はこのランダムアクセスチヤネルを常時監視しており、プリアンブルデータの存在を検出することにより、携帯電話機からのメツセージがあるか否かを検出する。
【０１０４】
そして基地局はプリアンブルデータが検出されると、携帯電話機からのメツセージがあるものとして続くメツセージデータを検出し、当該メツセージデータの内容を解析する。その結果、メツセージデータの内容が発呼要求であれば、基地局はその携帯電話機との通信に使用する占有制御チヤネル（ＤＣＣＨ）を確定し、このチヤネル番号を応答用制御チヤネル（ＡＧＣＨ）を用いて携帯電話機に通達する。以降、この通達された占有制御チヤネルを介して携帯電話機と基地局との間で所定の制御処理を実行することにより、携帯電話機からの発呼処理を実現する。
【０１０５】
この発呼処理において最初に携帯電話機から送られてくる制御データは、上述したようにプリアンブルデータとメツセージデータとから構成されている。この場合、プリアンブルデータはメツセージデータの存在を示しており、基地局側ではこのプリアンブルデータを検出することによりメツセージデータがあるか否かを検出している。従つて、基地局側からみて検出順序を基にデータに優先順位を付けるとすれば、プリアンブルデータが最も優先度が高いデータであり、具体的な要求内容を示すメツセージデータはプリアンブルデータに比して優先度の低いデータとなる。
【０１０６】
ところで優先度の高いデータに相当するプリアンブルデータを検出する場合には、通常、ランダムアクセスチヤネルの信号電力を測定する。しかしながら、通信方式によつては信号電力の測定によつてプリアンブルデータを検出できないことがある。例えば、符号分割によるＣＤＭＡ方式や、スロツト毎に周波数チヤネルを変更するいわゆる周波数ホツピングを行うＴＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、帯域上にその他の信号が混在したり、或いは帯域が順次変更されるので、単なる信号電力の測定ではプリアンブルデータを検出できない。従つて、この種の携帯電話システムではプリアンブルデータそのものを復元してプリアンブルデータを検出する。
【０１０７】
その際、復元処理によつてプリアンブルデータを速やかに検出し得れば、続くメツセージデータを復元し得るので問題はないが、プリアンブルデータを速やかに検出し得なければメツセージデータを復元し得なくなるといつた恐れがある。例えば、複数のサブキヤリアを使用してプリアンブルデータとメツセージデータを１変調時間で同時に送信するマルチキヤリア方式の場合には、プリアンブルデータの信号成分を速やかに抽出して当該プリアンブルデータを検出しなければ、メツセージデータを復元し得なくなる恐れがある。そこで本発明では、メツセージデータの存在を示すプリアンブルデータを信号電力の測定によつて検出し得ないような環境でマルチキヤリア通信を行つた場合でも、プリアンブルデータを速やかに検出し得るようにする。以下、この点について順を追つて説明する。
【０１０８】
（２−２）フレーム構成
まず、プリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データのフレーム構成を図５に示す。この図５に示すように、本発明を適用した携帯電話システムではプリアンブルデータ及びメツセージデータからなる制御データを１つのフレームで送信するが、その際、プリアンブルデータの送信シンボル（Ｐ）とメツセージデータの送信シンボル（Ｉ）をフレーム内に交互に配置する。すなわち、交互に配置されている送信シンボルを１つおきに集めるとプリアンブルデータであるプリアンブルフイールドとなり、残りの送信シンボルを集めるとメツセージデータである情報フイールドとなる。
【０１０９】
この場合、情報フイールドには基地局に対する制御内容を示したメツセージデータから生成された送信シンボルと、当該メツセージデータに対して付加されるエラー検出及び訂正用ビツトから生成された送信シンボルが格納される。これに対して、プリアンブルフイールドにはメツセージデータの存在を示すためのプリアンブルデータから生成された送信シンボルが格納される。因みに、このプリアンブルデータは基地局毎に独自に設定された固有データであり、移動局である携帯電話機は通信を行いたい基地局の固有データをプリアンブルデータとして用いる。
【０１１０】
なお、１つの基地局に関しても、この固有データはメツセージデータの属性（種類等）に応じて複数用意されており、携帯電話機は基地局に対して送信するメツセージデータの属性に合つた固有データをプリアンブルデータとして採用する。すなわち、プリアンブルデータによつてメツセージデータの属性を示したい場合には、１基地局に対して固有データを複数割り当てておき、当該プリアンブルデータによつてメツセージデータの属性を表現することが可能となる。
【０１１１】
例えば、１基地局に対して３種類の系列を固有データとして割り当てたとすると、基地局は受信したメツセージデータの属性として３種類を識別することができる。この場合、移動局である携帯電話機は通信を希望する基地局におけるメツセージデータの属性に対応したプリアンブルデータを優先度の高い情報として送信する。これにより、受信側である基地局ではプリアンブルデータを検出することによつてメツセージデータの存在を確認し得るばかりでなく、メツセージデータの属性も認識することができる。かくして、本発明を適用した携帯電話システムでは、例えば携帯電話機から発呼を開始する場合、発呼要求がメツセージデータの属性として示された制御データをランダムアクセスチヤネルを介して基地局に送信する。
【０１１２】
（２−３）ランダムアクセスチヤネルにおける制御データの送受信タイミング
次に、携帯電話機がランダムアクセスチヤネルを介して制御データを送信し、当該制御データを受信側である基地局で受信する場合の送受信タイミングについて図６のタイミングチヤートを用いて説明する。従来の携帯電話システムにおいては図２１で説明したように、ランダムアクセスチヤネルを介して制御データの送受信を行う際の送受信タイミングが時間的に非同期になつており、受信側である基地局においては送信側である携帯電話機と非同期のタイミングで信号が到着する。
【０１１３】
そこで、図６に示すように本発明による通信システムにおいては、送信側である携帯電話機が１変調時間分の制御データを少なくとも２タイムスロツト分送信する。この場合、受信側である基地局においては１つの制御データを復調するに当たつて一周期分の制御データが必ず必要になるが、少なくとも２タイムスロツト分の制御データが送信されてきてさえいれば、通常のタイミングでウインドウ処理を施したときに３タイムスロツトの中で必ず１タイムスロツト分の制御データを確保することができる。
【０１１４】
これにより、受信側の基地局ではランダムアクセスチヤネルの制御データを受信するに当たつて、従来のように微小時間毎にウインドウ処理を行つて信号の復調処理を試みる必要がなくなり、送受信間で同期している通常のメツセージと同様に周期的に復調処理を行うだけで確実に制御データを復調することができるので、無駄な復調処理を施さずに済み、処理量を大幅に軽減できる。
【０１１５】
（２−４）制御データの構成
このようにランダムアクセスチヤネルを介して２タイムスロツト分送信する制御データの構成を図７を用いて説明する。図７に示すように、送信側では１変調時間分の制御データを２回繰り返し、ガードタイムにも同じ制御データを挿入した状態で２タイムスロツト分送信する。これにより、受信側においては時間ずれによつて遅延した受信タイミングで制御データを受信した場合でも、２タイムスロツト分の制御データが送信されてきているので、通常のタイミングでウインドウ処理を行うことによつて必ず１周期分の制御データが抜き取られ、確実に制御データを復調することができる。
【０１１６】
この場合、確実に１つの制御データを復調できるが、基地局が受信する受信タイミングは往復分の伝播遅延による時間ずれが生じており、この時間ずれによつて受信したシンボルストリームの各シンボルには位相の旋回が生じている。なお、この位相の旋回による位相オフセツト成分に関してはデータを復元する前に除去する必要があるが、その点に関しては後述する。
【０１１７】
（２−５）ランダムアクセスチヤネルの構成
ここで、この携帯電話システムのランダムアクセスチヤネルの構成を図８に示す。この携帯電話システムも第１の実施の形態と同様にマルチキヤリア通信を行うようになされており、ランダムアクセスチヤネルとしても複数のサブキヤリアを有している。具体的には、図８に示すように周波数軸上に等間隔で配置された例えば２４本のサブキヤリアＣ０〜Ｃ２３によつてランダムアクセスチヤネルを構成し、これら２４本のサブキヤリアＣ０〜Ｃ２３のうち両端にあるガードキヤリアとしてのサブキヤリアＣ０、Ｃ２３を除く２２本のサブキヤリアＣ１〜Ｃ２２を使用して上述した制御データの送信シンボルを送信する。
【０１１８】
この携帯電話システムでは、制御データの送信シンボルをこの図８に示す複数のサブキヤリアＣ１〜Ｃ２２に順に１つずつ割り当てる。ここで、サブキヤリアＣ１は次のサブキヤリアＣ２との差動位相を取るために用いられるリフアレンスキヤリアであるので、奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１がプリアンブルデータの送信シンボルに用いられ、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２がメツセージデータの送信シンボルに用いられることになる。
【０１１９】
因みに、プリアンブルデータの送信シンボルは１つ前のメツセージデータの送信シンボルとの差動位相を取つて、この差動位相成分に情報を載せてサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられる。メツセージデータの送信シンボルは情報ビツト及びそれに対して付加されたエラー検出及び訂正用ビツトにＱＰＳＫ変調処理を施すことにより生成されたシンボルであり、サブキヤリアに割り当てる際には、１つ前のプリアンブルデータの送信シンボルとの差動位相を取つて、この差動位相成分に情報を載せてサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てられる。すなわち、プリアンブルデータ及びメツセージデータの送信シンボルはそれぞれＤＱＰＳＫ変調処理が施されて奇数番目及び偶数番目のサブキヤリアに割り当てられる。
【０１２０】
ここでは、周波数選択性フエージングのように各サブキヤリア毎に位相の旋回が異なるような通信環境であるため、メツセージデータの送信シンボルをサブキヤリアに割り当てる（変調）方法としてＤＱＰＳＫ変調処理を施すようにしたが、例えばフラツトフエージングのように各サブキヤリア共に同じように位相の旋回が生じるような、すなわちリフアレンスキヤリア１本でも伝送路の推定が可能な通信環境であれば、同期検波を行うＱＰＳＫ変調処理を施すようにしても良く、またＱＰＳＫ変調処理以外の他の変調方式によつて変調する場合も有り得る。
【０１２１】
（２−６）送信装置の構成
ここで、このようなランダムアクセスチヤネルを介して制御データを送信する送信装置の構成を説明する。図３との対応部分に同一符号を付して示す図９において、８０は全体としてランダムアクセスチヤネルを介して制御データを送信する送信装置を示す。この送信装置８０は携帯電話機に設けられ、基地局に対して送信する制御データをランダムアクセスチヤネルを介して送信する。
【０１２２】
この送信装置８０においては、まず制御データを構成するプリアンブルデータＤＰ２を第１の選択スイツチ４４の第１の入力端４４Ａに入力する。なお、このプリアンブルデータＤＰ２はこの携帯電話機が通信したい基地局の固有データであり、次に説明するメツセージデータＤＭ３の属性に合つたデータをシンボル化したものである。
【０１２３】
一方、制御データを構成するメツセージデータＤＭ３はエラー訂正ビツト付加回路４２に入力される。エラー訂正ビツト付加回路４２は入力されるメツセージデータＤＭ３の情報ビツトに基づいてエラー検出及び訂正用ビツトを算出し、これを当該メツセージデータＤＭ３に付加することによりエラー訂正のための処理が施されたビツトストリームＤ４０を生成し、これを後段のＱＰＳＫ変調回路４５に出力する。ＱＰＳＫ変調回路４５は入力されるビツトストリームＤ４０に対して順にＱＰＳＫ変調処理を施すことによりシンボルストリームＤ４１を生成し、これを後段の第１の選択スイツチ４４の第２の入力端４４Ｂに出力する。
【０１２４】
第１の選択スイツチ４４は、奇数番目のサブキヤリアＣ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられたプリアンブルデータＤＰ２のシンボルのときには上段の第１の入力端４４Ａに端子を接続し、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てられたメツセージデータＤＭ３のシンボルのときには下段の第２の入力端４４Ｂに端子を接続する。
【０１２５】
すなわち、第１の選択スイツチ４４は第１の入力端４４Ａ及び第２の入力端４４Ｂとの接続状態を交互に切り換えることにより第１の入力端４４Ａに供給されるプリアンブルデータＤＰ２の送信シンボルと第２の入力端４４Ｂに供給されるメツセージデータの送信シンボルとを交互に選択し、これにより図５に示したようなプリアンブルデータＤＰ２のシンボル（Ｐ）とメツセージデータＤＭ３のシンボル（Ｉ）とが時間軸上に交互に並ぶシンボルストリームＤ４２を生成し、これを差動変調回路４７を構成する第１の遅延回路４７Ａ及び第１の乗算器４７Ｂに出力する。
【０１２６】
差動変調回路４７においては、現在入力された送信シンボルと第１の遅延回路４７Ａを介して得られる１シンボル前の送信シンボルを第１の乗算器４７Ｂによつて乗算することにより、現在入力されたシンボルと１つ前に入力されたシンボルとの差動位相に基づいて現在入力された送信シンボルに差動変調処理を施し、これを順に繰り返すことにより差動シンボルストリームＤ４３を生成し、これを逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）４８に出力する。これにより、差動変調回路４７はプリアンブルデータの送信シンボルやメツセージデータの送信シンボルに係わらず、１単位時間前の送信シンボルをリフアレンスシンボルとして現在入力された各送信シンボルを差動変調し得るようになされている。
【０１２７】
逆高速フーリエ変換回路４８は、シンボルストリームＤ４３に対して逆高速フーリエ変換処理を施すことにより時間軸上に並んでいるシンボルを周波数軸上に並べたような信号を生成する。すなわち、逆高速フーリエ変換回路４８はシンボルストリームＤ４３の各シンボルをそれぞれサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に順に割り当てる処理を行う。この逆高速フーリエ変換回路４８の処理により生成された送信シンボルストリームＤ４４は続く送信回路４９に入力される。
【０１２８】
送信回路４９は送信シンボルストリームＤ４４を２タイムスロツト分生成し、この２タイムスロツト分の送信シンボルストリームＤ４４に対してウインドウ処理を施した後にフイルタリング処理を施し、さらにデイジタル／アナログ変換処理を施すことにより送信信号を生成する。さらに、送信回路４９は生成した送信信号に周波数変換処理を施すことにより所定周波数チヤネルの送信信号Ｓ３０を生成し、これをアンテナ５０を介して送信する。かくして、プリアンブルデータＤＰ２のシンボルとメツセージデータＤＭ３のシンボルがサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に対して交互に重畳された制御データが２タイムスロツト分の送信信号Ｓ３０として送信装置８０から送信される。
【０１２９】
（２−７）第１の受信装置の構成
続いて、上述したようにランダムアクセスチヤネルを介して送信された送信信号Ｓ３０を受信する第１の受信装置を説明する。図４との対応部分に同一符号を付して示す図１０において、９０は全体としてランダムアクセスチヤネルを介して送信された送信信号Ｓ３０を受信する第１の受信装置を示す。この第１の受信装置９０は基地局に搭載され、上述したように携帯電話機からの制御データである送信信号Ｓ３０を受信するものである。なお、携帯電話機においては送信装置８０だけでなく、これから説明する受信装置９０も搭載しており、また基地局においても受信装置９０だけでなく、上述した送信装置８０も搭載している。
【０１３０】
この受信装置９０は送信装置８０から送信された送信信号Ｓ３０をアンテナ６１によつて受け、これを受信信号Ｓ３１として受信回路６２に入力する。受信回路６２は受信信号Ｓ３１に対してフイルタリング処理を施した後、該受信信号Ｓ３１に対して周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出す。
【０１３１】
さらに、受信回路６２はベースバンド信号に対してアナログ／デイジタル変換処理を施すことにより受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームに対して通常のタイミングで１変調時間分のウインドウ処理を施すと共に、１変調時間分の信号電力の合計値（又は振幅の合計値）で各シンボルを正規化し、その結果得られる受信シンボルストリームＤ５０を高速フーリエ変換回路６３に出力する。ここで、送信装置８０から２タイムスロツト分の制御データが送信信号Ｓ３０として送信されてきているので、通常のタイミングでウインドウ処理を施すだけで確実に１タイムスロツト分の送信信号Ｓ３０を受信できる。
【０１３２】
この場合、受信装置９０が送信信号Ｓ３０を受信した時点で既に受信タイミングの時間ずれが生じており、これにより受信シンボルストリームＤ５０の各シンボルには位相の旋回（位相オフセツト成分）が生じている。因みに、この受信シンボルストリームＤ５０はフーリエ変換処理する前のシンボルストリームであるので、各シンボルが周波数軸上に並んでいるシンボルストリームである。
【０１３３】
高速フーリエ変換回路６３は、受信シンボルストリームＤ５０に高速フーリエ変換処理を施すことにより周波数軸上に並んでいるシンボルを時間軸上に並べたような信号を生成する。すなわち、高速フーリエ変換回路６３は各サブキヤリアに重畳されているシンボルを取り出し、これを時間軸上に並べた受信シンボルストリームＤ５１を生成する。この高速フーリエ変換回路６３の処理により生成された受信シンボルストリームＤ５１は続く差動復調回路６４に入力される。
【０１３４】
差動復調回路６４においては、受信シンボルストリームＤ５１を第２の遅延回路６４Ａ及び第２の乗算器６４Ｂにそれぞれ入力する。第２の乗算器６４Ｂは現在入力された受信シンボルと第２の遅延回路６４Ａを介して供給される１シンボル前の受信シンボルの共役値とを乗算（複素乗算）することにより、受信シンボルストリームＤ５１に対して差動復調処理を施し、この結果各シンボルの差動位相成分が除去されたシンボルストリームＤ５２を生成する。
【０１３５】
選択スイツチ６５はシンボルストリームＤ５２を入力端に受け、奇数番目のサブキヤリアＣ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられたシンボルのときに下段の第１の入力端６５Ａに端子を接続し、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２に割り当てられたシンボルのときに上段の第２の入力端６５Ｂに端子を接続する。
【０１３６】
すなわち、選択スイツチ６５は第１の入力端６５Ａ及び第２の入力端６５Ｂとの接続状態を交互に切り換えることにより、シンボルストリームＤ５２のうち優先度の高いプリアンブルデータのシンボルを第１の復調部９１に出力し、優先度の低いメツセージデータのシンボルを第２の復調部９２に出力する。
【０１３７】
第１の復調部９１はプリアンブルデータを復調するための復調部であり、選択スイツチ６５の第１の入力端６５Ａから送られてきたシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルを相関算出回路９３に入力する。リフアレンス記憶回路９４には基地局毎に固有なプリアンブルデータのシンボルストリームとして考えられる全てのリフアレンス・シンボルストリームＤ５３と、その元になつている情報ビツトストリーム及びプリアンブルデータの属性情報がそれぞれ複数格納されている。
【０１３８】
相関算出回路９３は、リフアレンス記憶回路９４からリフアレンス・シンボルストリームＤ５３を順に読み出し、そのリフアレンス・シンボルストリームＤ５３と入力されたシンボルストリームＤ５２との相関値（この場合、シンボルストリームＤ５２の電力）を算出し、当該相関値が所定のしきい値を越えた場合にプリアンブルデータを受信したと判断し（すなわちメツセージデータが存在すると判断して）、メツセージデータの復調処理の開始を示す制御信号Ｓ３２を第２の復調部９２に出力する。因みに、相関算出回路９３は、受信回路６２によつて各シンボルが正規化された後のシンボルストリームＤ５２を用いてリフアレンス・シンボルストリームＤ５３との相関値を算出しているので、正確な相関値を算出することができる。
【０１３９】
ところで、メツセージデータに属性を与える目的で基地局に複数のプリアンブルデータが割り当てられている場合、相関算出回路９３はリフアレンス記憶回路９４に格納されている全てのリフアレンス・シンボルストリームＤ５３との相関値を算出し、所定のしきい値を越えた場合に所定の属性が与えられたプリアンブルデータを受信したと判断する。これにより、受信装置９０はプリアンブルデータの検出によつてメツセージデータの属性も得ることが可能となる。因みに、受信装置９０は複数のプリアンブル系列との相関値が所定のしきい値を越えた場合には最も相関値の高いものを受信したプリアンブルデータとして判断する。
【０１４０】
このとき、入力されたシンボルストリームＤ５２の各シンボルは受信タイミングの時間ずれによつて位相の回転が生じているので、相関算出回路９３は各シンボルのＩ成分とＱ成分をそれぞれ累積加算することにより得られるベクトル（複素数）ＶＥ２を位相オフセツト検出回路９５に出力する。位相オフセツト検出回路９５は入力されたベクトルＶＥ２に基づいて位相オフセツト成分ＰＨ２を検出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２を第２の復調部９２に出力する。
【０１４１】
基地局は制御回路によつて受信時のタイミングずれによる遅延時間ｔ２を位相オフセツト成分ＰＨ２に基づいて次式
【０１４２】
【数２】
0003726986.tif 000003
【０１４３】
を用いて算出し、この遅延時間ｔ２を送信装置８０を介して携帯電話機に送信する。これにより、携帯電話機は遅延時間ｔ２に基づいて基地局に送信する信号のタイミングをその分早めて（タイムアライメントを行う）受信タイミングの時間ずれを解消する。
【０１４４】
ここで、第１の復調部９１の詳細な構成を図１１を用いて説明する。図１１に示すように、第１の復調部９１は相関算出回路９３と、リフアレンス記憶回路９４と、位相オフセツト検出回路９５とから構成されている。相関算出回路９３は選択スイツチ６５の第１の入力端６５Ａを介してシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルを第５の乗算器１０１に入力する。
【０１４５】
第５の乗算器１０１は入力されたシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルとリフアレンス記憶回路９４から読み出されたリフアレンス・シンボルストリームＤ５３のシンボルの共役値とを複素乗算することにより、プリアンブルデータの情報分の位相を除去して受信タイミングの時間ずれによる位相オフセツト成分だけを持つシンボルストリームＤ５４を総和回路１０２に出力する。
【０１４６】
このような第５の乗算器１０１における処理は、図１２に示すように、原理的には受信したシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルが持つ位相成分θのうち情報分の位相θ１を除去して、受信タイミングの時間ずれによる位相オフセツト成分θ２だけを持つシンボルストリームＤ５４を生成することである。因みに、シンボルストリームＤ５２は既に差動復調された後のシンボルであるので、差動位相成分は既に除去されており、ここでは考える必要はない。
【０１４７】
総和回路１０２はシンボルストリームＤ５４における各シンボルのＩ成分とＱ成分をそれぞれ累積加算し、これを位相と振幅からなるベクトルＶＥ２（複素数）として第１の２乗回路１０３及び位相オフセツト検出回路９５に出力する。因みに、ベクトルＶＥ２は、位相については平均値がとられていて、振幅については累積された合計値となつている。
【０１４８】
第１の２乗回路１０３はベクトルＶＥ２の累積された振幅成分を２乗することにより信号電力（実数値）を取り出し、この信号電力Ｓ３３を相関値として第１の比較回路１０４に出力する。第１の比較回路１０４は、信号電力Ｓ３３を所定のしきい値と比較し、当該しきい値を越えていた場合に制御信号Ｓ３２を第２の復調部９２のＦＩＦＯバツフア９６に出力すると共に、位相オフセツト検出回路９５に出力する。
【０１４９】
位相オフセツト検出回路９５は振幅正規化回路１０５からなり、第１の比較回路１０４から制御信号Ｓ３２が入力されると、ベクトルＶＥ２の振幅成分を１に正規化することにより１サブキヤリア間の位相オフセツト成分ＰＨ２を取り出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２を生成して第２の復調部９２の第４の乗算器９７に出力する。
【０１５０】
第２の復調部９２（図１０）はメツセージデータを復調するための復調部であり、選択スイツチ６５の第２の入力端６５Ｂから送られてきたシンボルストリームＤ５２のうちメツセージデータに相当するシンボルをＦＩＦＯバツフア９６に１スロツト分蓄積するまで順次入力する。このＦＩＦＯバツフア９６に蓄えられたシンボルストリームＤ５２の各シンボルは、第１の復調部９１の相関算出回路９３から制御信号Ｓ３２が入力されると順次読み出され、続く第４の乗算器９７に入力される。
【０１５１】
第４の乗算器９７はシンボルストリームＤ５２の各シンボルと位相オフセツト検出回路９５から入力した位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２の共役値とを複素乗算することにより、シンボルストリームＤ５２の各シンボルから位相オフセツト成分をそれぞれ除去してＱＰＳＫ復調回路９８に出力する。これにより、シンボルストリームＤ５２のうちメツセージデータに相当するシンボルに含まれていた位相オフセツト成分が除去される。
【０１５２】
ＱＰＳＫ復調回路９８は位相オフセツト分が除去されたシンボルストリームＤ５２の各シンボルに対してＱＰＳＫ復調処理を施すことにより情報ビツトストリームに変換し、これをエラー検出及び訂正回路９９に出力する。エラー検出及び訂正回路９９は情報ビツトストリームに含まれるエラー検出及び訂正用ビツトを基に情報ビツトストリームの誤りを検出すると共にその誤りを訂正し、その結果正確に復元された情報ビツトストリームをメツセージデータＤＭ４として出力する。
【０１５３】
（２−８）動作及び効果
以上の構成において、この通信システムの場合には送信装置８０において、まずプリアンブルデータＤＰ２のシンボル（Ｐ）とメツセージデータＤＭ３のシンボル（Ｉ）とを交互に選択することにより、図５に示したような優先度の高いプリアンブルデータＤＰ２のシンボルと優先度の低いメツセージデータのシンボルとが交互に並んだ状態のシンボルストリームＤ４２を生成する。
【０１５４】
そして、送信装置８０はプリアンブルデータＤＰ２の送信シンボル及びメツセージデータの送信シンボルに係わらず、１つ前の送信シンボルをリフアレンスシンボルとして現在入力された各送信シンボルに対して差動変調処理を施すことにより差動シンボルストリームＤ４３を生成する。続いて、送信装置８０は差動シンボルストリームＤ４３に逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、複数のサブキヤリアＣ２〜Ｃ２２に対してシンボルを１つずつ割り当てる。この場合、差動シンボルストリームＤ４３においてはプリアンブルデータの送信シンボルとメツセージデータの送信シンボルとが交互に配置されていることにより、周波数軸上でもプリアンブルデータのシンボルとメツセージデータのシンボルが交互に配置されることになる。
【０１５５】
すなわち、奇数番目のサブキヤリアＣ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１にプリアンブルデータの送信シンボルが重畳され、偶数番目のサブキヤリアＣ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６、Ｃ１８、Ｃ２０、Ｃ２２にメツセージデータの送信シンボルが重畳される。このようにして生成された送信シンボルストリームＤ４４は、２タイムスロツト分生成されて所定の送信処理が施された後、送信信号Ｓ３０としてアンテナ５０を介して送信される。
【０１５６】
一方、受信装置９０においては送信装置８０から送信された送信信号Ｓ３０を伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングでアンテナ６１により受信し、これに所定の受信処理を施すことにより受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームに対して通常のタイミングでウインドウ処理を施して受信シンボルストリームＤ５０を得る。このとき、送信信号Ｓ３０は２タイムスロツト分送信されてきているので、通常のタイミングでウインドウ処理を施すだけで確実に１周期分の送信信号Ｓ２０を抽出できる。
【０１５７】
そして、受信装置９０はこの受信シンボルストリームＤ５０に高速フーリエ変換処理を施すことにより周波数軸上から時間軸上への信号変換処理を施し、さらに差動復調処理を施すことによりシンボルストリームＤ５２を生成する。これにより、シンボルストリームＤ５２は各シンボルから差動位相成分が除去された状態で出力される。
【０１５８】
続いて、受信装置９０は第１の選択スイツチ６５によつて接続状態を交互に切り換えることにより、シンボルストリームＤ５２のうちプリアンブルデータのシンボルを第１の復調部９１に出力し、メツセージデータのシンボルを第２の復調部９２に出力する。
【０１５９】
受信装置９０は第１の復調部９１における相関算出回路９３によつてシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータに相当するシンボルとリフアレンス・シンボルストリームＤ５３のシンボルとの相関値を算出し、当該相関値が所定のしきい値を越えた場合にプリアンブルデータを受信したと判断し、メツセージデータの復調処理を開始を示す制御信号Ｓ３２を第２の復調部９２に出力して、メツセージデータの復調処理を開始する。従つて、受信装置９０は第１の復調部９１における相関値算出によつてプリアンブルデータを受信したと判断した場合に限つて、メツセージデータの復調処理を開始させることができるので、第２の復調部９２における処理量を大幅に軽減することができる。
【０１６０】
また、第１の復調部９１は、相関算出回路９３によつてシンボルストリームＤ５２からベクトルＶＥ２を算出して位相オフセツト検出回路９５に出力し、この位相オフセツト検出回路９５によつて検出した位相オフセツト成分ＰＨ２を基地局全体の動作を制御する制御回路に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２を第２の復調部９２に出力する。これにより、基地局は制御回路によつて受信時のタイミングずれを時間情報ｔ２として算出し、この時間情報ｔ２を携帯電話機に通達することにより、タイムアライメントを行つて受信タイミングの時間ずれを解消することができる。
【０１６１】
また、第２の復調部９２は相関算出回路９３から制御信号Ｓ３２が入力されるとＦＩＦＯバツフア９６に蓄積された１スロツト分のシンボルストリームＤ５２の各シンボルを順次読み出し、第４の乗算器９７でシンボルストリームＤ５２のシンボルと位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２の共役値とを複素乗算することにより位相オフセツト成分をそれぞれ除去した後、ＱＰＳＫ復調処理及びエラー検出及び訂正処理を施すことにより、正確に復元された情報ビツトストリームをメツセージデータＤＭ４として出力することができる。
【０１６２】
このように、第２の実施の形態による通信システムでは送信側においてプリアンブルフイールドの情報ビツトからなるプリアンブルデータのシンボルと情報フイールドの情報ビツトからなるメツセージデータのシンボルを交互に配置し、１つ前のシンボルをリフアレンスシンボルとしてそれぞれ差動変調して得られる差動シンボルストリームＤ４３の各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、プリアンブルデータのシンボルが重畳されたサブキヤリアとメツセージデータのシンボルが重畳されたサブキヤリアが交互に配置されてなる送信信号Ｓ３０を少なくとも２タイムスロツト分以上送信する。
【０１６３】
これにより、受信側においては伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号Ｓ３０を受信した場合でも、２タイムスロツト分以上の送信信号Ｓ３０が送信されてきているので、この送信信号Ｓ３０に対して通常のタイミングで１変調時間分のウインドウ処理を施すだけで１周期分の送信信号Ｓ３０を確実に抽出することができるので送信信号Ｓ３０がいつ到着するかわからなくても通常のタイミングで復調処理を行えばよいので、処理量を軽減することができる。
【０１６４】
また、受信側においては、受信した受信信号Ｓ３１を高速フーリエ変換処理することにより時間軸上にプリアンブルデータのシンボルとメツセージデータのシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームＤ５１を得、この受信シンボルストリームＤ５１を差動復調することにより得られるシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルから１サブキヤリア間の位相オフセツト成分ＰＨ２を検出すると共にプリアンブルデータのシンボルの信号成分に基づいてプリアンブルデータを正確に復元することができ、このプリアンブルデータの検出によつてメツセージデータの存在を確認すると、差動復調されたシンボルストリームＤ５２のうちのメツセージデータのシンボルの位相成分から位相オフセツト成分ＰＨ２を除去し、ＱＰＳＫ復調することによりメツセージデータを正確に復元することができ、かくして優先度に応じた処理を行つてメツセージデータの存在を確認した場合に限つて復調処理するので無駄な処理量を軽減することができる。
【０１６５】
以上の構成によれば、この通信システムでは送信装置８０においてプリアンブルデータのシンボルとメツセージデータのシンボルを交互に配置し、プリアンブルデータのシンボルと１つ前のメツセージデータのシンボルとの差動位相に基づいて差動変調して得られる差動シンボルストリームＤ４３の各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、プリアンブルデータが重畳されたサブキヤリアとメツセージデータが重畳されたサブキヤリアが交互に配置されてなる送信信号Ｓ３０を２タイムスロツト分送信し、受信装置９０において伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号Ｓ３０を受信した場合でも、受信した受信信号Ｓ３１に対して通常のタイミングで１変調時間分のウインドウ処理を施すだけで１周期分の受信シンボルストリームＤ５０を確実に抽出することができるので、従来のように送受信タイミングが非同期であつても微小時間毎に復調処理を行うような無駄な処理を行う必要がないので処理量を軽減できる。
【０１６６】
また、受信装置９０においては抽出した受信シンボルストリームＤ５０を高速フーリエ変換及び差動復調することにより得られるシンボルストリームＤ５２のうちのプリアンブルデータのシンボルから位相オフセツト成分ＰＨ２を検出すると共にプリアンブルデータのシンボルの信号成分に基づいてプリアンブルデータを正確に復元し、プリアンブルデータを受信したと判断した場合にシンボルストリームＤ５２のうちのメツセージデータのシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後にメツセージデータを正確に復元することにより、あくまでメツセージデータの存在及び属性が確認した後にメツセージデータの復調処理を開始するので受信側における処理量をさらに軽減することができる。
【０１６７】
また、受信装置９０においてはメツセージデータの存在及び属性を確認すると、プリアンブルデータのシンボルから検出した位相オフセツト成分ＰＨ２を持つシンボルＳＰＨ２の共役値とＦＩＦＯバツフア９６から読み出したメツセージデータに相当するシンボルとを複素乗算することによりシンボルストリームＤ５２の各シンボルが持つ位相オフセツト成分を全て除去した後にメツセージデータＤＭ４を正確に復元して出力することができ、かくして優先度に応じた処理を行つて正確にデータを復元することができる。
【０１６８】
この結果、この通信システムではマルチキヤリア方式でメツセージの属性を含むプリアンブルデータＤＰ２とメツセージデータＤＭ３を同時に送信した場合でも、簡易な構成で優先度の高いプリアンブルデータを復元してメツセージデータの存在並びにその属性を確認した後に、メツセージデータを正確に復元することができる。
【０１６９】
（２−９）第２の受信装置の構成
次に、上述したランダムアクセスチヤネルを介して送信された送信信号Ｓ３０を受信する第２の受信装置を説明する。図１０との対応部分に同一符号を付して示す図１３において、１２０はランダムアクセスチヤネルを介して送信された送信信号Ｓ３０を受信する第２の受信装置を示す。この第２の受信装置１２０は第１の受信装置９０と同様に基地局に搭載され、携帯電話機からの制御データである送信信号Ｓ３０を受信するものである。なお、携帯電話機においては送信装置８０だけでなく、これから説明する受信装置１２０も搭載しており、また基地局においても受信装置１２０だけでなく、上述した送信装置８０を搭載している。
【０１７０】
この受信装置１２０は送信装置８０から送信された送信信号Ｓ３０をアンテナ６１によつて受け、これを受信信号Ｓ４１として受信回路６２に入力する。受信回路６２は受信信号Ｓ４１に対してフイルタリング処理を施した後、周波数変換処理を施すことによりベースバンド信号を取り出す。
【０１７１】
さらに、受信回路６２はベースバンド信号に対してアナログ／デイジタル変換処理を施すことにより受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームに対して通常のタイミングで１変調時間分のウインドウ処理を施すと共に、１変調時間分の信号電力の合計値（又は振幅の合計値）で各シンボルを正規化し、その結果得られる受信シンボルストリームＤ７０を高速フーリエ変換回路６３に出力する。
【０１７２】
ここで、送信装置８０から２タイムスロツト分の制御データが送信信号Ｓ３０として送信されてきているので、通常のタイミングでウインドウ処理を施すだけで確実に１タイムスロツト分の送信信号Ｓ３０を抽出できる。この場合、受信装置１２０が送信信号Ｓ３０を受信した時点で既に受信タイミングの時間ずれが生じており、これにより受信シンボルストリームＤ７０の各シンボルには位相の旋回（位相オフセツト成分）が生じている。因みに、この受信シンボルストリームＤ７０はフーリエ変換処理する前のシンボルストリームであるので、各シンボルが周波数軸上に並んでいるシンボルストリームである。
【０１７３】
高速フーリエ変換回路６３は受信シンボルストリームＤ７０に高速フーリエ変換処理を施すことにより、周波数軸上に並んでいるシンボルを時間軸上に並べたような信号を生成する。すなわち、高速フーリエ変換回路６３は各サブキヤリアに重畳されているシンボルを取り出し、これを時間軸上に並べた受信シンボルストリームＤ７１を生成する。この高速フーリエ変換回路６３の処理により生成された受信シンボルストリームＤ７１は下段の第１の復調部１２１と上段の第２の復調部１２２にそれぞれ入力される。
【０１７４】
ここで、第２の復調部１２２は１スロツト分に相当する受信シンボルストリームＤ７１の全シンボルを（奇数及び偶数番目の全シンボル）ＦＩＦＯバツフア９６に蓄積するが、この受信シンボルストリームＤ７１は差動復調処理が施されていないので、各シンボルにはシンボル間の差動位相成分がそれぞれ含まれている。また、各シンボルには差動位相成分の他に、受信タイミングの時間ずれによつて全てのシンボルに位相の旋回（位相オフセツト成分）が同様に生じており、シンボル順にこれらの位相オフセツト成分がそれぞれ累積加算されている。
【０１７５】
例えば、サブキヤリアＣ１のシンボルはπ／ｎの位相オフセツト成分を、サブキヤリアＣ２のシンボルは２π／ｎの位相オフセツト成分を、サブキヤリアＣ３のシンボルは３π／ｎの位相オフセツト成分を持ち、以下同様に累積加算されてサブキヤリアＣ２２のシンボルは２２π／ｎの位相オフセツト成分を持つている。因みに、この位相オフセツト成分は受信タイミングの時間ずれによつて全てのシンボルに同様に生じているので、１サブキヤリア間の位相オフセツト成分は全てπ／ｎとなつている。
【０１７６】
これに対して、第１の復調部１２１は受信シンボルストリームＤ７１のうちのプリアンブルデータを復調するための復調部であり、入力された受信シンボルストリームＤ７１を差動復調回路１２３の第３の遅延回路１２３Ａ及び第６の乗算器１２３Ｂにそれぞれ入力する。第６の乗算器１２３Ｂは現在入力されるシンボルと第３の遅延回路１２３Ａを介して供給される１シンボル前のシンボルの共役値とを複素乗算することにより、受信シンボルストリームＤ７１に対して差動復調処理を施し、この結果各シンボルが持つ差動位相成分の除去されたシンボルストリームＤ７２を生成してスイツチ１２４に出力する。
【０１７７】
スイツチ１２４はシンボルストリームＤ７２を入力端に受け、奇数番目のサブキヤリアＣ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１７、Ｃ１９、Ｃ２１に割り当てられたシンボルのときに端子を接続することにより、プリアンブルデータに相当するシンボルのみを相関算出部１２５に出力する。リフアレンス記憶回路１２６は基地局毎に固有なプリアンブルデータのシンボルストリームとして考えられる全てのリフアレンス・シンボルストリームＤ７３と、その元になつている情報ビツトストリーム及びプリアンブルデータの属性情報がそれぞれ複数格納されている。
【０１７８】
ところで、メツセージデータに属性を与える目的で基地局に複数のプリアンブルデータが割り当てられている場合、相関算出部１２５はリフアレンス記憶回路１２６に格納されている全てのリフアレンス・シンボルストリームとの相関値を算出し、当該相関値が所定のしきい値を越えていた場合に所定の属性が与えられたプリアンブルデータを受信したと判断する。これにより、受信装置１２０はプリアンブルデータの検出によつてメツセージデータの属性も得ることが可能となる。因みに、受信回路１２０は複数のリフアレンス・シンボルストリームとの相関値が所定のしきい値を越えた場合には最も相関値の高いものを受信したプリアンブルデータとして判断する。
【０１７９】
この相関算出部１２５は、相関算出回路１２７と、位相オフセツト検出回路１２８と、位相調整回路１２９とから構成されている。相関算出回路１２７はシンボルストリームＤ７２のうちのプリアンブルデータのシンボルとリフアレンス記憶回路１２６から読み出したリフアレンス・シンボルストリームＤ７３のシンボルとの相関値（この場合、シンボルストリームＤ７２の信号電力）を算出し、当該相関値が所定のしきい値を越えていた場合にプリアンブルデータを受信したと判断し（すなわちメツセージデータが存在すると判断して）、メツセージデータの復調処理の開始を示す制御信号Ｓ４２を第２の復調部１２２に出力する。因みに、相関算出回路１２７は受信回路６２によつて各シンボルが正規化された後のシンボルストリームＤ７２を用いてリフアレンス・シンボルストリームＤ７３との相関値を算出しているので、正確な相関値を算出することができる。
【０１８０】
また、相関算出回路１２７は、シンボルストリームＤ７２のシンボルを取り出し、各シンボルのＩ成分とＱ成分を累積加算することにより得られるベクトルＶＥ３を位相オフセツト検出回路１２８に出力する。なお、相関算出回路１２７はリフアレンス記憶回路１２６から読み出したリフアレンス・シンボルストリームＤ７３をそのまま位相調整回路１２９に出力する。
【０１８１】
位相オフセツト検出回路１２８は、相関算出回路１２７から制御信号Ｓ４２が入力されると、ベクトルＶＥ３に基づいて受信タイミングの時間ずれによる１サブキヤリア間の位相オフセツト成分ＰＨ３（π／ｎ）を検出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ３を持つシンボルＳＰＨ３を生成して位相調整回路１２９に出力する。
【０１８２】
基地局は制御回路によつて受信時のタイミングずれによる遅延時間ｔ３を位相オフセツト成分ＰＨ３に基づいて次式
【０１８３】
【数３】
0003726986.tif 000004
【０１８４】
を用いて算出し、この遅延時間ｔ３を送信装置８０を介して携帯電話機に通達する。これにより、携帯電話機は遅延時間ｔ３に基づいて基地局に送信する信号のタイミングをその分早めて（タイムアライメントを行う）受信タイミングの時間ずれを解消する。
【０１８５】
位相調整回路１２９は、第２の復調部１２２のＦＩＦＯバツフア９６に入力された偶数番目のシンボルにおける位相オフセツト成分や、奇数番目のシンボルにおける位相オフセツト成分とプリアンブルデータの差動位相成分をシンボル毎にそれぞれ除去するために各シンボルがそれぞれ固有に持つ位相成分と同じ位相成分ＰＨ４を持つシンボルＳＰＨ４をそれぞれ生成し、これを第２の復調部１２２の第４の乗算器９７に順次出力する。
【０１８６】
続いて、相関算出部１２５における各回路１２７〜１２９の内部構成を図１４を用いて詳述する。図１４に示すように、相関算出回路１２７はスイツチ１２４（図１３）を介して送られてきたシンボルストリームＤ７２のうちのプリアンブルデータに相当するシンボルをＦＩＦＯバツフア１３１に入力する。ＦＩＦＯバツフア１３１はプリアンブルデータに相当するシンボルが１スロツト分蓄積されると、１シンボルずつ順に読み出して第８の乗算器１３２に出力する。
【０１８７】
第８の乗算器１３２は差動復調処理が施されたシンボルストリームＤ７２のうちのプリアンブルデータに相当するシンボルとリフアレンス記憶回路１２６から読み出したリフアレンス・シンボルストリームＤ７３のシンボルの共役値とをそれぞれ複素乗算することにより、プリアンブルデータの情報分の位相を除去して受信タイミングの時間ずれによる位相オフセツト成分だけを持つシンボルストリームＤ７４の各シンボルを総和回路１３３に出力する。
【０１８８】
総和回路１３３はシンボルストリームＤ７４における各シンボルのＩ成分とＱ成分をそれぞれ累積加算し、これを位相と振幅からなるベクトルＶＥ３として第２の２乗回路１３４及び位相オフセツト検出回路１２８に出力する。因みに、ベクトルＶＥ３の位相については各シンボルの平均値がとられ、振幅については累積加算された合計値となつている。第２の２乗回路１３４はベクトルＶＥ３（複素数）の累積加算された振幅成分を２乗することにより信号電力（実数値）を取り出し、この信号電力Ｓ４５を相関値として第２の比較回路１３５に出力する。
【０１８９】
第２の比較回路１３５は、信号電力Ｓ４５を所定のしきい値と比較し、当該しきい値を越えていた場合に制御信号Ｓ４２を第２の復調部１２６のＦＩＦＯバツフア９６に出力すると共に、位相オフセツト検出回路１２８に出力する。
【０１９０】
位相オフセツト検出回路１２８は振幅正規化回路１３６でなり、第２の比較回路１３５から制御信号Ｓ４２が入力されると、ベクトルＶＥ３の振幅成分を１に正規化することにより、１サブキヤリア間の位相オフセツト成分ＰＨ３を取り出し、これを基地局全体の動作を制御する制御回路（図示せず）に出力すると共に、位相オフセツト成分ＰＨ３を持つシンボルＳＰＨ３を生成して位相調整回路１２９の第１の加算器１３８に出力する。
【０１９１】
位相調整回路１２９は、第１の加算器１３８に入力したシンボルＳＰＨ３と第４の遅延回路１３９を介して得られる１つ前のシンボルＳＰＨ３とを加算することにより、全てのシンボルにそれぞれ応じた位相オフセツト成分を持つシンボルＳＰＨ５をシンボル順に生成して順次第７の乗算器１４０に出力する。すなわち、シンボルＳＰＨ５はシンボル順にπ／ｎがそれぞれ累積加算された位相オフセツト成分を持つている。位相調整回路１２９はＦＩＦＯバツフア１３７に蓄積されているリフアレンス・シンボルストリームＤ７３の全シンボル（奇数及び偶数番目の全シンボル）を順次読み出し、スイツチ１４１を介してリフアレンス・シンボルストリームＤ７３のシンボルを１タイミングおきに（プリアンブルデータに相当するシンボルだけを）第７の乗算器１４０に出力する。
【０１９２】
これにより、第７の乗算器１４０はスイツチ１４１がオンのとき、奇数番目のシンボルごとに位相オフセツト成分が累積されたシンボルＳＰＨ５と、リフアレンス・シンボルストリームＤ７３のプリアンブルデータに相当するシンボルと複素乗算することにより、各シンボルＳＰＨ５が持つ位相オフセツト成分と差動位相成分を加算したシンボルＳＰＨ４をシンボル順に生成し、これを第２の復調部１２２の第４の乗算器９７に順次出力する。また、第７の乗算器１４０はスイツチ１４１がオフのとき、偶数番目のシンボルごとに位相オフセツト成分が累積されたシンボルＳＰＨ５をそのままの状態でシンボルＳＰＨ４として第２の復調部１２２の第４の乗算器９７に順次出力する。
【０１９３】
第２の復調部１２２（図１３）は制御信号Ｓ４２に基づいてＦＩＦＯバツフア９６から第１のシンボルストリームＤ７１の全てのシンボルを順次読み出し、第４の乗算器９７に出力する。第４の乗算器９７は第１のシンボルストリームＤ７１の奇数番目のシンボルを入力した場合、この奇数番目のシンボルとシンボルＳＰＨ４の共役値とを複素乗算することにより、奇数番目の各シンボルがそれぞれ持つ位相オフセツト成分及び差動位相を全て除去する。
【０１９４】
また、第４の乗算器９７は第１のシンボルストリームＤ７１の偶数番目のシンボルを入力した場合、この偶数番目のシンボルとシンボルＳＰＨ４の共役値とを複素乗算することにより、偶数番目の各シンボルがそれぞれ持つ位相オフセツト成分を全て除去する。これにより、奇数番目のサブキヤリアにおけるシンボルと１つ前の偶数番目のサブキヤリアにおけるシンボルとの位相差が「０」になつた状態で、これらのシンボルがＤＱＰＳＫ復調回路１３０に出力される。
【０１９５】
ＤＱＰＳＫ復調回路１３０は奇数番目のシンボルと１つ前の偶数番目のシンボルとの位相差が「０」になつた状態で、これらの奇数番目のシンボルと１つ前の偶数番目のシンボルとを合成して１つの合成シンボルを順次生成し、これらの隣合う合成シンボルの位相差に基づいて差動復調する。
【０１９６】
実際上、図１５に示すように、ＤＱＰＳＫ復調回路１３０は、位相差が「０」になつた奇数番目のシンボル及び１つ前の偶数番目のシンボルを順に第２の加算器１５１及び第５の遅延回路１５２にそれぞれ入力する。第２の加算器１５１は現在入力される奇数番目のシンボルと第５の遅延回路１５２を介して供給される１シンボル前の偶数番目のシンボルを加算することにより、合成シンボルを生成してスイツチ１５３の入力端に出力する。
【０１９７】
スイツチ１５３は、奇数番目のシンボルと１つ前の偶数番目のシンボルとの組み合わせによつて合成された合成シンボルであつた場合にのみ、端子をオンにして第９の乗算器１５４及び第６の遅延回路１５５にそれぞれ出力する。因みに、偶数番目のシンボルと１つ前の奇数番目のシンボルとの組み合わせによつて合成された合成シンボルであつた場合、スイツチ１５３は端子をオフにして出力しない。第９の乗算器１５４は現在入力される合成シンボルと第６の遅延回路１５５を介して供給される１つ前の合成シンボルの共役値と複素乗算することにより、差動復調処理を施してシンボルストリームＤ７５を生成する。
【０１９８】
すなわち、ＤＱＰＳＫ復調回路１３０は、奇数番目のサブキヤリアＣ３のシンボルと１つ前の偶数番目のサブキヤリアＣ２のシンボルとを合成して１つの合成シンボルを生成し、次の奇数番目のサブキヤリアＣ５のシンボルと１つ前の偶数番目のサブキヤリアＣ４のシンボルとを合成して１つの合成シンボルを生成し、順次このような処理を施した後、隣合う２本の合成シンボルの位相差に基づいて差動復調処理を施して生成したシンボルストリームＤ７５を次段のＱＰＳＫ復調回路に出力する。
【０１９９】
ところで、従来ランダムアクセスチヤネルにおけるメツセージデータは奇数番目のサブキヤリアと偶数番目のサブキヤリアの差動位相に基づいて情報を変調している。しかし、本発明ではサブキヤリアＣ２とＣ３、Ｃ４とＣ５、Ｃ６とＣ７、Ｃ８とＣ９、Ｃ１０とＣ１１、Ｃ１２とＣ１３、Ｃ１４とＣ１５、Ｃ１６とＣ１７、Ｃ１８とＣ１９、Ｃ２０とＣ２１の位相差を「０」にしたことにより、位相差「０」のシンボルをそれぞれ合成して１つの合成シンボルを生成し、これらの隣合う合成シンボルの差動位相に基づいて差動復調することにより、４シンボルを用いて１シンボルの情報をメツセージデータとして取り出すことができる。従つて、従来の２シンボルを用いて１シンボルの情報を取り出す差動復調処理に比べて２倍のシンボルを用いて情報を取り出すことにより、ノイズによる振幅の変化が平均化されるので耐ノイズ特性をより向上させることができる。
【０２００】
ＱＰＳＫ復調回路９８はシンボルストリームＤ７５にＱＰＳＫ復調処理を施すことにより情報ビツトストリームＤ７６に変換し、これをエラー検出及び訂正回路９９に出力する。エラー検出及び訂正回路９９は情報ビツトストリームＤ７６に含まれるエラー検出及び訂正用ビツトを基に情報ビツトストリームの誤りを検出すると共にその誤りを訂正し、その結果正確に復元された情報ビツトストリームをメツセージデータＤＭ５として出力する。
【０２０１】
（２−１０）動作及び効果
以上の構成において、第１の復調部１２１は高速フーリエ変換回路６３から入力した受信シンボルストリームＤ７１を差動復調回路１２３によつて差動復調処理を施した後、スイツチ１２４を介してシンボルストリームＤ７２のうちのプリアンブルデータに相当するシンボルを相関算出部１２５の相関算出回路１２７に順次出力する。相関算出回路１２７は入力したシンボルストリームＤ７２の各シンボルとリフアレンス記憶回路１２６から読み出したリフアレンスシンボルストリームＤ７３の各シンボルとの相関値を算出し、当該相関値が所定のしきい値を越えていた場合に、制御信号Ｓ４２を第２の復調部１２２のＦＩＦＯバツフア９６に出力することにより、当該ＦＩＦＯバツフア９６に蓄積された第１のシンボルストリームＤ７１のシンボルを順次読出して復調処理を開始する。これにより、受信装置１２０は制御信号Ｓ４２に基づいて復調処理を開始することができ、かくしてメツセージデータの存在及び属性が確認された場合に限つて第２の復調部１２２において復調処理を開始させることができるので処理量を軽減させることができる。
【０２０２】
このとき、相関算出部１２５では１サブキヤリア間の位相オフセツト成分ＰＨ３を取り出し、これを制御回路に出力することにより、基地局は制御回路により受信タイミングの時間ずれを時間情報ｔ３として算出することができる。これにより、基地局はこの時間情報ｔ３を送信装置８０を介して携帯電話機に送信することにより、携帯電話機は時間情報ｔ３に基づいて送信タイミングを調整してタイムアライメントを行うことができる。
【０２０３】
また、相関算出部１２５では、第２の復調部１２２のＦＩＦＯバツフア９６に蓄積されている奇数番目の各シンボルがそれぞれ持つている位相オフセツト成分及び差動位相と、偶数番目の各シンボルがそれぞれ持つている位相オフセツト成分に応じたシンボルＳＰＨ４を位相調整回路１２９により生成し、これを順次第４の乗算器９７に出力する。これにより、第２の復調部１２２の第４の乗算器９７においてはＦＩＦＯバツフア９６に蓄積されている各シンボルとシンボルＳＰＨ４の共役値とを複素乗算することにより、奇数番目の各シンボルがそれぞれ持つ位相オフセツト成分及び差動位相と、１つ前の偶数番目の各シンボルがそれぞれ持つ位相オフセツト成分を全て除去することができる。
【０２０４】
第２の復調部１２２では、奇数番目のシンボルと１つ前の偶数番目のシンボルとの位相差を「０」にしたので、ＤＱＰＳＫ復調回路１３０により互いの位相差が「０」になつたシンボル同士を合成して１つの合成シンボルを生成し、隣合う合成シンボル間で差動復調処理を施すことにより、合計４シンボルを使用して１シンボルのメツセージデータの情報を取り出すことができるので、第１の受信装置９０に比べて耐ノイズ特性（３ｄＢ程度）を向上させることができる。
【０２０５】
以上の構成によれば、本発明の第２の受信装置１２０においては、まず第１の復調部１２１によりプリアンブルデータを受信したと判断した後に、第２の復調部１２２によりメツセージデータの復調処理を開始し、受信シンボルストリームＤ７１の奇数番目のシンボルと偶数番目のシンボルとの位相差を無くした状態でそれぞれのシンボルを合成して１つの合成シンボルを生成し、隣合う合成シンボルの差動位相に基づいて差動復調するようにしたことにより、メツセージデータの存在を確認した後に復調処理を開始して正確にメツセージデータを復元できると共に、耐ノイズ特性をより向上させることができる。
【０２０６】
（３）他の実施の形態
なお、第１及び第２の実施の形態においては、図１に示したようにサブキヤリアのうち約半数を優先度の高いデータ又はプリアンブルデータ用のサブキヤリアとして用い、残り約半数を優先度の低いデータ又はメツセージデータ用のサブキヤリアとして用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１６に示すように優先度の高いデータ用のサブキヤリアと優先度の低いデータ用のサブキヤリアとの比率を任意に設定して配置するようにしても良い。この場合、送信装置及び受信装置において選択スイツチの切換え動作が比率に応じて変化するだけであり、上述の第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０２０７】
また、第２の実施の形態においては、携帯電話システムのランダムアクセスチヤネルにおいてプリアンブルデータとメツセージデータからなる制御データを送信する場合に本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、携帯電話システムの初期補足チヤネル（Initial Acquisition Channel ）においてプリアンブルデータとメツセージデータからなる制御データを送信する場合に本発明を適用するようにしても良い。なお、この初期補足チヤネルとは、携帯電話システムのシステム情報が流れている制御チヤネル（ＢＣＣＨ）を受信するために必要な制御チヤネルであり、例えば携帯電話機の電源投入時には、まず基地局が送信するこの初期補足チヤネルを受信することにより制御チヤネル（ＢＣＣＨ）に関する情報データを得、この情報データを基に制御チヤネル（ＢＣＣＨ）を受信してその後の位置登録のための処理を行うようになされている。要は、情報入手を速やかに行いたいようなチヤネルであれば、本発明を適用することにより優先度の高いプリアンブルデータを速やかに検出し得るので、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２０８】
さらに、上述の第１及び第２の実施の形態においては、優先度の高いデータ及びプリアンブルデータに対してエラー検出及び訂正用ビツトを付加しない場合について述べたが、本発明はこれに限らず、優先度の高いデータ及びプリアンブルデータを数フレーム分集めてこれにエラー検出及び訂正用ビツトを付加するようにしても良い。
【０２０９】
さらに、上述の第１及び第２の実施の形態においては、優先度の低いデータ及びメツセージデータに対してエラー検出及び訂正用ビツトを付加した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、エラーが生じないようであれば、このエラー検出及び訂正用ビツトを付加しないようにしても良い。
【０２１０】
さらに、上述の第１及び第２の実施の形態においては、変調方式としてＱＰＳＫ変調を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying : 2相位相変調）や８ＰＳＫ等、位相に情報成分を載せるような変調方式であれば他の種々の変調方式を適用するようにしても良い。
【０２１１】
さらに、上述の第１及び第２の実施の形態においては、マルチキヤリア通信に用いるサブキヤリア数を24本とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サブキヤリア数として他の本数であつても良い。
【０２１２】
さらに、上述の第１及び第２の実施の形態においては、奇数番目のサブキヤリアに優先度の高いシンボルを割り当て、偶数番目のサブキヤリアに優先度の低いシンボルを割り当てるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これを逆にして割り当てるようにしても良い。この場合、スイツチの切り換え動作を逆にするだけでよい。
【０２１３】
さらに、上述の第の２実施の形態においては、２タイムスロツト分の送信信号Ｓ３０を送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受信側において通常のタイミングでウインドウ処理を施すことにより確実に１タイムスロツト分の送信信号Ｓ３０を抽出し得れば、２タイムスロツト以上の種々のタイムスロツト数の送信信号Ｓ３０を送信するようにしても良い。
【０２１４】
さらに、上述の第１の実施の形態においては、送信装置としてエンコーダ４１、エラー訂正ビツト付加回路４２、ＱＰＳＫ変調回路４３及び４５、差動変調回路４７、逆高速フーリエ変換回路４８、送信回路４９からなる送信手段を設けることにより、優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の回路の組み合わせによる送信手段を設けるようにしても良い。
【０２１５】
さらに、上述の第１の実施の形態においては、受信装置６０に受信手段としてのアンテナ６１及び受信回路６２、信号変換処理手段としての高速フーリエ変換回路６３、差動復調手段としての差動復調回路６４、第１の復調手段としての第１の復調回路６６、第２の復調手段としての第１の復調回路６７を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の回路の組み合わせによる受信手段、信号変換処理手段、差動復調手段、第１の復調手段及び第２の復調手段を設けるようにしても良い。
【０２１６】
さらに、上述の第２の実施の形態においては、受信装置１２０に受信手段としてのアンテナ６１及び受信回路６２、信号変換処理手段としての高速フーリエ変換回路６３、第１の差動復調手段としての差動復調回路１２３、復調手段としての相関算出回路１２７、位相オフセツト検出手段としての位相オフセツト検出回路１２８、位相除去手段としての位相調整回路１２９及び第４の乗算器９７、第２の差動復調手段としてのＤＱＰＳＫ復調回路１３０を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の回路の組み合わせによる受信手段、信号変換処理手段、第１の差動復調手段、復調手段、位相オフセツト検出手段、位相除去手段及び第２の復調手段を設けるようにしても良い。
【０２１７】
さらに、上述の第２の実施の形態においては、ランダムアクセスチヤネルを介して携帯電話器から基地局へ制御データを送信する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、初期補足チヤネルを介して基地局から携帯電話器へ制御データを送信する場合に適用するようにしても良い。
【０２１８】
さらに、上述の第２の実施の形態においては、携帯電話システムに本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、自動車電話システム等、他のセルラー無線通信システムに本発明を適用しても上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【０２１９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、複数のサブキヤリアを使用して優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信する通信方法において、送信側では優先度の高いデータの情報ビツトからなる優先度の高いシンボルと優先度の低いデータの情報ビツトからなる優先度の低いシンボルとを交互に配置し、優先度の高いシンボルと１つ前の優先度の低いシンボルとの差動位相に基づいて優先度の高いシンボルを差動変調して得られる差動シンボルストリームの各シンボルをサブキヤリアに割り当てることにより、優先度の高いシンボルが重畳されたサブキヤリアと優先度の低いシンボルが重畳されたサブキヤリアとが交互に配置されてなる送信信号を送信し、受信側では伝播遅延による時間ずれが生じた受信タイミングで送信信号を受信した場合、当該受信した受信信号に対して所定の受信処理を施すことにより時間軸上に優先度の高いシンボルと優先度の低いシンボルが交互に並ぶ受信シンボルストリームを得、当該受信シンボルストリームを差動復調することにより得られる差動位相の除去されたシンボルストリームのうちの優先度の高いシンボルから位相オフセツト成分を検出すると共に優先度の高いシンボルの信号成分に基づいて優先度の高いデータを復元し、シンボルストリームのうちの優先度の低いシンボルの位相成分から位相オフセツト成分を除去した後に優先度の低いデータを復元するようにしたことにより、優先度の高いデータを正確に復元した後、伝播遅延による位相オフセツト成分を除去して優先度の低いデータを正確に復元することができ、かくしてマルチキヤリア方式の通信において優先度の高いデータと優先度の低いデータを同時に送信した場合でも、簡易な構成で優先度に応じた処理を行うことができると共にデータを正確に復元し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による通信システムのフレーム構成を示す略線図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による通信システムのサブキヤリア構成を示す略線図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による通信システムの制御データのフレーム構成を示す略線図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による通信システムのランダムアクセスチヤネルにおける制御データの送受信タイミングを示すタイミングチヤートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による制御データの構成を示す略線図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による通信システムのランダムアクセスチヤネルの構成を示す略線図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による制御データ用の送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による制御データ用の第１の受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による第１の受信装置における第１の復調部の構成を示すブロツク図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態による第１の受信装置における乗算器の動作原理を示す略線図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態による制御データ用の第２の受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態による第２の受信装置における相関算出部の構成を示すブロツク図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態による第２の受信装置におけるＤＱＰＳＫ復調回路の構成を示すブロツク図である。
【図１６】他の実施の形態によるフレーム構成を示す略線図である。
【図１７】従来のフレーム構成を示す略線図である。
【図１８】従来の送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図１９】従来の受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図２０】従来の制御データのフレーム構成を示す略線図である。
【図２１】従来のランダムアクセスチヤネルにおける制御データの送受信タイミングを示すタイミングチヤートである。
【図２２】従来の制御データ用の送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図２３】従来の制御データ用の受信装置の構成を示すブロツク図である。
【符号の説明】
Ｃ０〜Ｃ２３……サブキヤリア、４０、８０……送信装置、６０、９０、１２０……受信装置、４３、４５……ＱＰＳＫ変調回路、４７……差動変調回路、４８……逆高速フーリエ変換回路、６３……高速フーリエ変換回路、６４、１２３……差動復調回路、６６、９１、１２１……第１の復調部、６７、９２、１２２……第２の復調部、６８、９３、１２７……相関算出回路、６９、９４、１２６……リフアレンス記憶回路、７２、９５、１２８……位相オフセツト検出回路、１２９……位相調整回路、１３０……ＤＱＰＳＫ復調回路。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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