(57)【要約】【課題】マルチパスフェージングや特定周波数の干渉波が存在する環境における通信品質を向上させることが可能な送信機を得ること。【解決手段】本発明は、送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機であって、同一内容の制御信号を複数生成し、複数生成された制御信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成された制御信号を変調する制御信号変調部１０３、を備える。【選択図】図２
2014165830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機であって、
同一内容の制御信号を複数生成する送信制御信号生成手段と、
前記複数生成された制御信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成された制御信号を変調する変調手段と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記変調手段は、同一内容のシンボル値が同じ搬送波に割り当てられる回数が少なくなるように、前記マッピングを変化させることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
同一内容のデータ信号を複数生成する送信データ信号生成手段と、
前記複数生成されたデータ信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成されたデータ信号を変調するデータ信号変調手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の送信機。
【請求項４】
前記データ信号変調手段は、同一内容のシンボル値が同じ搬送波に割り当てられる回数が少なくなるように、前記マッピングを変化させることを特徴とする請求項３に記載の送信機。
【請求項５】
データ信号の再送が必要な場合に、再送するデータ信号のシンボル値を、以前に送信したときとは異なるマッピング規則に従って搬送波に割り当てるデータ信号変調手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の送信機。
【請求項６】
前記データ信号変調手段は、再送するシンボル値を過去に割り当てたものと同じ搬送波に割り当てられる回数が少なくなるように、前記再送するデータ信号のシンボル値を搬送波に割り当てることを特徴とする請求項５に記載の送信機。
【請求項７】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機であって、
同一内容のデータ信号を複数生成する送信データ信号生成手段と、
前記複数生成されたデータ信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成されたデータ信号を変調するデータ信号変調手段と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項８】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機であって、
データ信号の再送が必要な場合に、再送するデータ信号のシンボル値を、以前に送信したときとは異なるマッピング規則に従って搬送波に割り当てるデータ信号変調手段、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項９】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数の制御信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
前記所定の規則に従って複数の制御信号を復調する復調手段と、
復調後の複数の制御信号に対し多数決判定を実行して最終的な復調結果を得る多数決判定手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１０】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数の制御信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
前記所定の規則に従って、同一シンボル値に対応する搬送波同士を合成することにより複数の制御信号を合成する合成手段と、
合成後の制御信号を復調する合成後信号復調手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１１】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数の制御信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
受信した複数の制御信号を複数のグループに分類し、グループごとに、前記所定の規則に従って、同一シンボル値に対応する搬送波同士を合成して複数の合成後制御信号を生成する合成手段と、
前記複数の合成後制御信号を復調する合成後信号復調手段と、
復調後の複数の合成後制御信号に対し多数決判定を実行して最終的な復調結果を得る多数決判定手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１２】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数のデータ信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
前記所定の規則に従って複数のデータ信号を復調する復調手段と、
復調後の複数のデータ信号に対し多数決判定を実行して最終的なデータ復調結果を得る多数決判定手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１３】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数のデータ信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
前記所定の規則に従って、同一シンボル値に対応する搬送波同士を合成することにより複数のデータ信号を合成する合成手段と、
合成後のデータ信号を復調する合成後信号復調手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１４】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつ同一内容の複数のデータ信号を、シンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら変調して送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
受信した複数のデータ信号を複数のグループに分類し、グループごとに、前記所定の規則に従って、同一シンボル値に対応する搬送波同士を合成して複数の合成後データ信号を生成する合成手段と、
前記複数の合成後データ信号を復調する合成後信号復調手段と、
復調後の複数の合成後データ信号に対し多数決判定を実行して最終的な復調結果を得る多数決判定手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１５】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式が適用され、かつデータ信号の再送が必要な場合には再送するデータ信号のシンボル値を、以前に送信したときとは異なるマッピング規則に従って搬送波に割り当てて送信する送信機、が送信した信号を受信する受信機であって、
再送されてきたデータ信号を受信した場合に、当該再送されてきたデータ信号と以前に受信したデータ信号とを前記所定の規則に従って合成する合成手段と、
合成後のデータ信号を復調する合成後信号復調手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１６】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機において実行する送信方法であって、
同一内容の制御信号を複数生成する送信制御信号生成ステップと、
前記複数生成した制御信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成された制御信号を変調する変調ステップと、
変調後の制御信号とデータ信号とを多重化して送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項１７】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機において実行する送信方法であって、
同一内容のデータ信号を複数生成する送信データ信号生成ステップと、
前記複数生成したデータ信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成されたデータ信号を変調するデータ信号変調ステップと、
制御信号と変調後のデータ信号とを多重化して送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とする送信方法。
【請求項１８】
送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機において実行する送信方法であって、
データ信号を再送する場合、再送するデータ信号のシンボル値を、以前に送信したときとは異なるマッピング規則に従って搬送波に割り当てて送信することを特徴とする送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの送信機、受信機および送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号のピーク電力と平均電力の比をＰＡＰＲ（Peak  to  Average  Power  Ratio）と呼ぶ。送信機において電力増幅器の動作効率を向上させるためには、電力増幅器でのバックオフを小さくする必要があり、そのためには送信信号のＰＡＰＲは小さいことが望ましい。
【０００３】
低ＰＡＰＲを実現可能な変調方式にＦＳＫ（Frequency  Shift  Keying）がある。しばしば使用されるＰＳＫ（Phase  Shift  Keying）やＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）方式では情報を搬送波の位相や振幅に乗せて伝送するのに対し、ＦＳＫ方式では情報を搬送波の周波数に乗せて伝送する。つまり、ＦＳＫ方式を用いる場合、周波数は変化するが、常に正弦波が送信され続ける。この正弦波は定包絡線信号であり電力が一定であるため、低ＰＡＰＲを実現できる。
【０００４】
一般に、通信システムにおいては、データ信号のみならず、そのデータ信号の復調／復号に必要な情報が制御信号として送信される。ここで、データ信号と制御信号を多重する方法として、周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency  Division  Multiplexing）、時分割多重（ＴＤＭ：Time  Division  Multiplexing）、符号分割多重（ＣＤＭ：Code  Division  Multiplexing）などが挙げられる。しかし、周波数分割多重や符号分割多重により多重すると、信号が正弦波の重ね合わせとなるため定包絡線信号ではなくなり、ＦＳＫ方式を用いる場合であってもＰＡＰＲが大きくなる。そのため、ＰＡＰＲを小さくするには時分割多重により制御信号とデータ信号を多重することが望ましいと言える。
【０００５】
無線通信システムにおいては誤りが発生しやすいため、送信機はしばしば誤り訂正符号（ＥＣＣ：Error  Correction  Code）により送信データを符号化してから送信する。一方、受信機は受信信号に対し復号処理を行い、元の送信データを得る。このとき、受信信号に誤りがある場合であっても、その誤りが、使用した誤り訂正符号の訂正能力の範囲内であれば、復号処理の際に誤りを訂正可能であり、受信側は正しいデータを得ることができる。
【０００６】
ここで、前述の通り制御信号とデータ信号とを時分割多重で多重し、「制御信号＋データ信号」という構成で信号を送受信するシステムを考える。なお、制御信号では、データ信号の復調／復号に必要な情報が送信されるものとする。このようなシステムにおいて、制御信号の誤り率を小さくしようとする場合、上記の誤り訂正符号を用いると、以下のような問題が生じる。
【０００７】
(a)制御信号は、データ信号よりも信頼度が高い（誤り率が小さい）ことが望ましい。そのためには、データ信号とは異なる方法で符号化をすることとなり、データ信号とは異なる誤り訂正回路が必要となる。そのため、回路規模や消費電力が増大する。
(b)一般的に制御信号はビット数が少なく、信号長が短い。そのため、高効率な符号化、或いは誤り訂正能力の高い符号化を適用することは難しい。
(c)制御信号の復号処理は、後続するデータ信号の復調開始よりも前に終わる必要がある。しかし、制御信号の復号遅延のため、これは難しい。制御信号の復号処理が終わるまでの間、データ信号の処理を待たせる必要がある。
【０００８】
そこで、このようなシステムにおいて、制御信号の誤り率特性を改善する方法が、特許文献１にて開示されている。本文献において、送信機は同一制御信号を複数回連送し、受信側はそれらに対し多数決判定を行い、正しい制御情報を得る。このようにして、制御情報の誤り率を小さくしている。
【０００９】
例えば、「H0」という制御情報を送信する場合に、送信機が８回、本信号を連送し、受信機にてこれらを各々復調した結果、「H0,H0,H0,H1,H0,H0,H2,H0」という結果になったとする。この様なケースでは、H0が６回、H1が１回、H2が１回受信されていることとなるため、多数決判定の結果、受信機はH0が正しい制御情報であると判断する。このようにして、誤りの発生しやすい環境であっても、誤り訂正符号を用いることなく、制御信号を受信機にて正しく受信できるようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３０４３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合、或いは他の送信機、他のシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合、連送した制御信号が連続的に誤り、受信機にて多数決判定を行っても正しい制御情報が得られない可能性がある。
【００１２】
例えば図２８のような周波数選択性フェージング伝搬路の場合を考える。周波数faで信号を送信する場合であれば、周波数選択性フェージングの影響を受けず、送信機にて連送された制御信号を受信機は正しく受信することができる。しかし、周波数fbで信号を送信すると、伝搬路が落ち込んでいるため、受信機では受信信号のＣＮＲ（Carrier  to  Noise  Ratio）が非常に悪くなる。その結果、送信機が制御信号を連送しても、連送されたほぼ全ての信号が誤り、受信機にて正しい制御信号を得ることはできない。
【００１３】
このように、連送した制御信号が連続的に誤ってしまうような場合には、特許文献１の方法を適用しても制御信号の誤り率を低減することは難しい。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチパスフェージングや特定周波数の干渉波が存在する環境における通信品質を向上させることが可能な送信機、受信機および送信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式を適用した送信機であって、同一内容の制御信号を複数生成する送信制御信号生成手段と、前記複数生成された制御信号のシンボル値と搬送波とのマッピングを所定の規則に従って変化させながら前記複数生成された制御信号を変調する変調手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、制御信号を連送する際にシンボル値と搬送波とのマッピングを変更するようにしたので、信号帯域を広げることなく周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能となり、マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合や他の送信機またはシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合であっても、制御信号の誤り率を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施の形態１の送信機が送信する信号の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の送信機の構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１の受信機の構成例を示す図である。
【図４】図４は、マッピングパターンの一例を示す図である。
【図５】図５は、マッピングパターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、図５のマッピングパターンに従った変調動作を示す図である。
【図７】図７は、制御信号処理部の構成例を示す図である。
【図８】図８は、制御信号処理部の構成例を示す図である。
【図９】図９は、制御信号処理部の構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、マッピングパターンの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、連送された制御信号ごとの復調結果の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、多数決判定を実施して得られる復調結果の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、多数決判定方法の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、多数決判定方法の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、多数決判定方法の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、受信機におけるＦＦＴ結果の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、復調シンボルの合成結果の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、マッピングパターンの一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２の送信機が送信するデータ信号の構成例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態２の送信機の構成例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態２の受信機の構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態３の送信機の構成例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態３の受信機の構成例を示す図である。
【図２５】図２５は、受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図２６】図２６は、受信信号処理部の構成例を示す図である。
【図２７】図２７は、図５のマッピングパターンに従ってデータ信号を再送する場合の変調動作を示す図である。
【図２８】図２８は、周波数選択性フェージング伝搬路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる送信機、受信機および送信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では無線通信装置を前提に説明するが、本内容は有線通信の装置にも適用が可能である。
【００１９】
後述する各実施の形態では、送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式、すなわち、ＦＳＫ（Frequency  Shift  Keying）、ＭＳＫ（Minimum  Shift  Keying）、ＧＭＳＫ（Gaussian  filtered  Minimum  Shift  Keying）などの変調方式を適用した送信機、受信機および送信方法を説明する。各実施の形態では、一例として、変調方式にＦＳＫを用いる場合を想定するが、送信信号に応じて信号の周波数を変化させる変調方式であれば、他の変調方式を用いる場合であっても、適用可能である。
【００２０】
実施の形態１．
実施の形態１では、図１のように制御信号とデータ信号とを時分割多重により多重し、「制御信号＋データ信号」という構成で信号を送信する。制御信号では、データ信号の復調／復号に必要な情報が送信されるものとする。さらに、制御信号の誤り率を低減すべく、同一制御信号を連送する。
【００２１】
ここで、１個の制御信号はＦＳＫシンボルＮｃ（≧１）個で構成されているとし、連送回数をＲ（≧１）とする。ただし、Ｒ＝１の場合は制御信号を１個だけ送信することとなり、連送しない場合に相当する。また、後続のデータ信号のシンボル数をＮｄ（≧０）とする。なお、Ｎｄについては固定値ではなく可変であってもよい。その場合は、例えば制御信号にて後続するデータシンボル数Ｎｄを受信機に通知するようにしてやればよい。Ｎｄ＝０の場合はデータ信号が存在せず、制御信号のみが送信されることを意味する。
【００２２】
図２は、本発明にかかる送信機の実施の形態１の構成例を示す図、図３は、本発明にかかる受信機の実施の形態１の構成例を示す図である。
【００２３】
＜送信機の説明＞
図２に示したように、本実施の形態の送信機は、データ信号符号化部１０１、データ信号変調部１０２、制御信号変調部１０３、マッピング部１０４、多重化部１０５、帯域制限フィルタ１０６およびアンテナ１０７を備える。
【００２４】
本実施の形態の送信機は、データ信号に対し、データ信号符号化部１０１にて誤り訂正符号や誤り検出符号により符号化を実施し、その後、データ信号変調部１０２にて変調処理を行う。ここで、変調方式にＭｄ値ＦＳＫを用いる場合、Ｍｄ本の搬送波を使用し、１シンボルでｎｄビットの伝送を行う。ただし、ｎｄは自然数であり、Ｍｄ＝２ndが成立する。シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングは予め決められており、受信機もどのようなマッピングかを知っているものとする。
【００２５】
例えばＭｄ＝４の場合のマッピングの例を図４に示す。４本の搬送波f0〜f3を使用し、それにより２ビットのシンボル値が伝送される。図４の場合、搬送波f0を伝送すると「00」、搬送波f1を伝送すると「01」、搬送波f2を伝送すると「10」、搬送波f3を伝送すると「11」が伝送される。
【００２６】
一方、制御信号については、制御信号変調部１０３にて変調される。変調方式にＭｃ値ＦＳＫを用いる場合、Ｍｃ本の搬送波を使用し、１シンボルでｎｃビットの伝送を行う。ただし、ｎｃは自然数であり、Ｍｃ＝２ncが成立する。また、制御信号を変調する際は、シンボル値と搬送波とのマッピングがマッピング部１０４より指示され、それに従って、制御信号変調部１０３は制御信号の変調処理を行う。そして、多重化部１０５にて、図１のような構成となるように制御信号とデータ信号を多重する。
【００２７】
次に、制御信号変調部１０３およびマッピング部１０４の動作の詳細を説明する。マッピング部１０４ではシンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングをＲ連送の間に変化させる。制御信号のＲ連送化（Ｒ個の同一制御信号を並べる処理）は制御信号変調部１０３の前段で行い、Ｒ連送化された状態の制御信号を制御信号変調部１０３へ入力するようにしてもよいし（制御信号のＲ連送化手段を別途設けた構成）、１個の制御信号を制御信号変調部１０３へ入力して制御信号変調部１０３で行うようにしてもよい（制御信号のＲ連送化手段としての機能を制御信号変調部１０３が有する構成）。Ｎｃシンボルの制御信号をＲ連送するため、制御信号としてはＮｃ×ＲシンボルのＦＳＫ信号が送信されることとなるが、このとき、マッピング部１０４は以下のようにマッピングパターンを変更する。
【００２８】
最初のＮ１シンボルはマッピングパターン１で送信し、
次のＮ２シンボルはマッピングパターン２で送信し、
次のＮ３シンボルはマッピングパターン３で送信し、
・
・
・
最後のＮＫシンボルはマッピングパターンＫで送信する。
【００２９】
ただし、Ｎ１＋Ｎ２＋・・・＋ＮＫ＝Ｎｃ×Ｒとなる。つまり、Ｋ通りのマッピングパターンが制御情報の変調に使用される。Ｋは１以上の整数であり、Ｋ＝１の場合は、マッピングパターンが連送中に変更されないことになる。
【００３０】
なお、ＫおよびＮ１〜ＮＫの決定方法は特に限定しないが、可能な限り、合計Ｒ回送信される同一シンボルが異なるマッピングパターンで送信されるようにすることが望ましい。同一シンボルが同じマッピングパターンで送信される回数が少ないほど通信品質の向上が期待できる。
【００３１】
また、Ｋ＝Ｒとし、Ｎ１＝Ｎ２＝・・・＝ＮＫ＝Ｎｃとすれば、１個の制御信号を送信中はマッピングパターンが変化せず、連送のたびにマッピングパターンが変化するようにすることができる。
【００３２】
また、Ｋ個のマッピングパターンの中に、同一のマッピングパターンのものが存在しても良い。例えばマッピングパターン１と３が同一のマッピングパターンである場合、最初のＮ１シンボル送信後、次のＮ２シンボルは異なるマッピングパターンで送信されるが、その次のＮ３シンボルは、再度最初のＮ１シンボルと同一のマッピングパターンで送信されることになる。
【００３３】
図５にマッピングパターンの例を、図６にこのマッピングパターンに従って制御信号を変調する場合の例を示す。なお、Ｍｃ＝４，Ｎｃ＝２，Ｒ＝４，Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝２の場合の例を示している。つまり、４値ＦＳＫにより変調し、２シンボルで構成される制御信号を４連送する。また、マッピングパターンは２シンボル毎に変更される場合の例を示している。
【００３４】
図５では、マッピング変更時にシンボル値と搬送波との対応を１個ずつずらしている。Ｎｃ＝Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４としているため、連送毎にマッピングパターンが変更されることとなる。
【００３５】
図６は、制御信号0010を送信する場合（１シンボル目で00、２シンボル目で10を送信する場合）である。このように、連送中、マッピングパターンを変えるたびに同一信号を送信する搬送波が変更される。
【００３６】
また、図５ではシンボル値が１個ずつシフトするようにマッピングパターンを変化させているが、マッピングパターンの変更方法は他にどのような方法であっても良い。たとえば図１０のような、ランダムな変化のさせ方であっても良い。ただし、可能な限り、同一シンボル値が多くの搬送波によって送信されるようにすることが望ましい。例えば図５や図１０の例では４種類のシンボル値00,01,10,11のいずれについても、４種類の搬送波で送信されることになる。
【００３７】
なお、ＦＳＫに使用可能な搬送波の数がＦＳＫ多値数Ｍｃよりも多い場合、シンボル値と搬送波のマッピングを変更することに加え、どの搬送波をＦＳＫに使用するかについても併せて変更することが考えられる。図１８に、使用可能な搬送波数＝８、ＦＳＫ多値数Ｍｃ＝４の場合の例を示す。連送毎に、シンボル値と搬送波のマッピングを変更し、且つＦＳＫに使用する搬送波も併せて変更している。このような、ＦＳＫに使用可能な搬送波の数がＦＳＫ多値数Ｍｃよりも多い状況は、例えば、データ送信時のＦＳＫの変調多値数Ｍｄが制御信号送信時のＦＳＫの変調多値数Ｍｃよりも大きい場合などに起こると考えられる。
【００３８】
ここで、マッピングパターンを変更することの効果を説明する。前述の通り、従来の連送方法では、マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合、或いは他の送信機、他のシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合、連送した制御信号が連続的に誤る可能性がある。このような場合、連送しても誤り率を低減できない。これに対して、本実施の形態では連送中にマッピングを変更するため、同一の制御信号が異なる搬送波を用いて繰り返し送信されるようになる。その結果、特定の周波数の信号がフェージングにより落ち込む場合、或いは特定の周波数に干渉波が存在する場合であっても、周波数ダイバーシチ効果が得られ、連送による誤り率の低減が可能となる。
【００３９】
例えば、図５と図６の例で、搬送波f0の周波数がフェージングにより落ち込んでいる場合を考える。この場合、従来の連送方法で、図４のマッピングを維持しながらで制御信号「0010」を連送したとすると、最初の２ビットの00の送信に搬送波f0が常に用いられるため、例え連送しても、受信側にて正しく受信することができない。しかし、図５のようにマッピングパターンを変更して図６のように送信する場合、１連送目は最初の２ビットの00の送信に搬送波f0が使用されて正しく受信されないが、２〜４連送では他の搬送波が用いられるため、正しく受信される。また、次の２ビットの10の送信の際は３連送目にf0が用いられるが、１，２，４連送目はf0以外の搬送波が用いられるため、このときに正しく受信できる。その結果、受信側で正しく制御信号0010を得ることができる。
【００４０】
なお、このような周波数ダイバーシチ効果を得るためには、従来から周波数ホッピングと呼ばれる技術があるが、この周波数ホッピングを用いる場合、信号帯域が本来のＦＳＫに必要な帯域よりも大きく広がるという問題点がある。しかし、本実施の形態の方法では、シンボル値の搬送波のマッピングを変更するだけであるため、信号帯域が広がるようなことはなく、使用可能な帯域に制限がある場合であっても、本実施の形態の方法を用いることができる。
【００４１】
以上が、制御信号変調部１０３およびマッピング部１０４の説明である。多重化部１０５から出力される信号は帯域制限フィルタ１０６により帯域制限後、アンテナ１０７より送信される。
【００４２】
＜受信機の説明＞
図３に示したように、本実施の形態の受信機は、アンテナ２０１、帯域制限フィルタ２０２、データ信号復調部２０３、データ信号復号部２０４および制御信号処理部３００を備える。
【００４３】
本実施の形態の受信機において、アンテナ２０１にて受信された信号は、帯域制限フィルタ２０２により帯域制限され、必要な周波数の信号が取り出される。データ信号についてはデータ信号復調部２０３にて復調処理が行われる。例えば図４のようなマッピングを用いて送信機がデータ信号の変調処理を行っている場合、データ信号復調部２０３にて搬送波f0を受信したと判断した場合のデータは00、搬送波f1を受信したと判断した場合のデータは01、搬送波f2を受信したと判断した場合のデータは10、搬送波f3を受信したと判断した場合のデータは11と、復調される。
【００４４】
その後、データ信号復号部２０４にて復号処理が行われ、符号化前の元のデータ信号が得られる。
【００４５】
一方、制御信号については、制御信号処理部３００にて処理が行われる。制御信号処理部３００の構成は３通り考えられ、それらを図７、図８および図９に示す。
【００４６】
図７は多数決判定を用いる場合の制御信号処理部３００の構成例を示す図であり、制御信号処理部３００は、マッピング部３０１、制御信号復調部３０２および多数決判定部３０３を備える。
【００４７】
マッピング部３０１は、送信機のマッピング部と同様に、制御信号送信時のシンボル値と搬送波とのマッピングパターンを作り出す。送信機のマッピング部がどのようにしてマッピングパターンを作るかを受信機は知っているものとする。
【００４８】
制御信号復調部３０２は、マッピング部３０１から通知されるマッピングパターンを用いて連送された全ての制御信号の復調処理を行う。そして、多数決判定部３０３にて多数決判定を実施し、制御信号を得る。得られた制御信号の情報は、データ信号の復調、復号処理にて利用される。
【００４９】
例えば、４値ＦＳＫにより変調し、２シンボルで構成される制御信号が４連送され、マッピングパターンは２シンボル毎に変更される場合を考える。図５に示すマッピンパターンにしたがって、図６のように制御信号が送信されるとする。即ち、Ｍｃ＝４，Ｎｃ＝２，Ｒ＝４，Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝２とする。そして、受信機の制御信号復調部３０２にて、８シンボル（２シンボル×４連送）の間に「f2,f2,f1,f3,f2,f2,f3,f1」が順に送信されてきたと判断したとする（図１１参照）。この場合、１シンボル目のf2と６シンボル目のf2が誤った判断ということになるが、受信機はこの時点では、その誤りを知ることはできない。そこで、多数決判定を実施する。マッピング部３０１からのマッピング情報に従い復調処理を実施すると、図１２に示した結果が得られる。多数決判定は、ビット毎に実施する方法、シンボル毎に実施する方法および制御情報毎に実施する方法があり、各方法を図１３、図１４および図１５に示す。
【００５０】
図１３は、ビット毎に多数決判定を実施する場合である。ビット毎に、0,1の受信回数を集計すると図１３のようになる。よって、多数決をとると、１ビット目は0，２ビット目は0，３ビット目は1，４ビット目は0と判定されるため、制御信号0010が得られる。
【００５１】
図１４は、シンボル毎に多数決判定を実施する場合である。シンボル毎に、00,01,10,11の受信回数を集計すると図１４のようになる。よって、多数決をとると、１シンボル目は00，２シンボル目は10と判定されるため、この場合も制御信号0010が得られる。
【００５２】
図１５は制御情報毎に多数決判定を実施する場合である。0000〜1111の受信回数を集計すると図１５のようになる。多数決をとると、この場合も制御信号0010が得られる。
【００５３】
以上のように、多数決判定を実施することで制御信号を得ることができる。
【００５４】
図８は、合成を用いる場合の制御信号処理部３００の構成例を示す図である。制御信号処理部３００は、ＦＦＴ部３１０、合成部３１１、合成後信号復調部３１２およびマッピング部３１３を備える。
【００５５】
マッピング部３１３の処理は図７に示した制御信号処理部３００のマッピング部３０１と同様である。
【００５６】
ＦＦＴ部３１０では信号をＮ＿ＦＦＴポイントのＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）（或いはＤＦＴ（Discrete  Fourier  Transform））により周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換されたＮ＿ＦＦＴ個の複素信号を得る。
【００５７】
合成部３１１では、Ｎ＿ＦＦＴ個の複素信号の中から、制御信号の変調に使用したＭｃ値ＦＳＫのＭｃ個の搬送波に対応したＭｃ個の値を取り出す。そして、マッピング部３１３からのマッピング情報を元に、制御情報内の各ＦＳＫシンボルについて、同一シンボル値に対応するＦＳＫ搬送波に対応する複素信号同士を同相加算により加算することで、合成を実施する。
【００５８】
例えば、４値ＦＳＫにより変調し、２シンボルで構成される制御信号が４連送され、マッピングパターンは２シンボル毎に変更される場合を考える。図５に示すマッピンパターンにしたがって、図６のように制御信号が送信されるとする。即ち、Ｍｃ＝４，Ｎｃ＝２，Ｒ＝４，Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝２とする。そしてＦＦＴの結果、４値ＦＳＫの４個の搬送波f0〜f3に対応した４個の値が図１６のようになったとする。ここで、Ｉｃｈは複素信号の実部、Ｑｃｈは複素信号の虚部を表す。
【００５９】
前述の通り、合成の際は同一シンボル値に対応するＦＳＫ搬送波に対応する複素信号同士を同相加算する必要があるため、以下のように加算処理を行うことになる。
シンボル値00：1連送目のf0+2連送目のf1+3連送目のf2+4連送目のf3
シンボル値01：1連送目のf1+2連送目のf2+3連送目のf3+4連送目のf0
シンボル値10：1連送目のf2+2連送目のf3+3連送目のf0+4連送目のf1
シンボル値11：1連送目のf3+2連送目のf0+3連送目のf1+4連送目のf2
【００６０】
まず、１シンボル目の合成を実施する。シンボル値00の合成を実施するには、図１６のハッチング付きの値をＩｃｈとＱｃｈの各々について加算する。
Ｉｃｈ：−１０＋３０＋（−８）＋（−７）＝５
Ｑｃｈ：７＋（−２０）＋１＋（−４）＝−１６
【００６１】
同様に、シンボル値01,10,11に対する合成結果も以下のように求まる。
＜シンボル値01＞
Ｉｃｈ：−３＋３＋（−７）＋０＝−７
Ｑｃｈ：−１＋９＋（−６）＋（−５）＝−３
＜シンボル値10＞
Ｉｃｈ：−７＋５＋１＋１＝０
Ｑｃｈ：１０＋（−３）＋（−３）＋（−３）＝１
＜シンボル値11＞
Ｉｃｈ：−３＋（−１）＋（−８）＋（−１）＝−１３
Ｑｃｈ：２＋３＋１＋０＝６
【００６２】
このようにして、図１７に示すように、１シンボル目のシンボル値00〜11に対する合成結果を得る。同様に、２シンボル目についても得ることができる。
【００６３】
合成後信号復調部３１２では、合成部３１１にて合成された複素信号を元に、制御信号の復調処理を行う。ＦＳＫの復調方法には大きく分けて、同期検波と包絡線検波とがあるが、複素信号で表現されている場合、Ｉｃｈが最大のシンボル値を選択すれば同期検波、電力値が最大のシンボル値を選択すれば包絡線検波に相当する。ここで、電力値は以下の式により求めることができる。
電力値＝Ｉｃｈの２乗＋Ｑｃｈの２乗
【００６４】
図１７の例で考えると、同期検波と包絡線検波のどちらを用いる場合であっても、１シンボル目は00、２シンボル目は10が選択され、制御信号0010が得られることが分かる。
【００６５】
以上のように、合成を実施することで制御信号を得ることができる。得られた制御信号の情報は、データ信号の復調，復号処理にて利用される。
【００６６】
図９は、合成と多数決判定の両方を用いる場合の制御信号処理部３００の構成例を示す図である。制御信号処理部３００は、マッピング部３２０、ＦＦＴ部３２１、合成部３２２、合成後信号復調部３２３および多数決判定部３２４を備える。
【００６７】
マッピング部３２０の処理は図７に示した制御信号処理部３００のマッピング部３０１と同様である。また、ＦＦＴ部３２１の処理は図８に示した制御信号処理部３００のＦＦＴ部３１０と同様である。
【００６８】
Ｎｃシンボルの制御信号をＲ連送する場合を考える。Ｒ連送された制御信号はＧ個のグループに分割され、ｇ（１≦ｇ≦Ｇ）番目のグループにはＮＵＭ(ｇ)個の制御信号が属しているとする。グループ分けの方法については特に限定しない。ただし、以下の式が成立する。
ＮＵＭ(１)＋ＮＵＭ(２)＋・・・＋ＮＵＭ(Ｇ)＝Ｒ
【００６９】
合成部３２２では、同一グループに属するＮＵＭ(ｇ)個の制御信号の合成を行う。合成の方法は、図８に示した制御信号処理部３００の合成部３１１と同様である。グループ毎の合成結果が後段に出力される。
【００７０】
合成後信号復調３２３には、Ｇ個のグループ各々の合成結果が入力され、各々に対して復調処理を行う。復調処理の実施方法は、図８に示した制御信号処理部３００の合成後信号復調部３１２と同様である。そして、Ｇ個の復調結果が後段に出力される。
【００７１】
多数決判定部３２４にはＧ個の復調結果が入力される。これらの復調結果に対し、多数決判定部３２４は、図７に示した制御信号処理部３００の多数決判定部３０３と同様の方法で多数決判定を実施し、制御信号を得る。得られた制御信号の情報は、データ信号の復調、復号処理にて利用される。
【００７２】
なお、本実施の形態では、データ信号は符号化されることを想定しており、送信機にデータ信号符号化部１０１、受信機にデータ信号復号部２０４が存在するが、本実施の形態において、データ信号は必ずしも符号化される必要は無い。データ信号の符号化を実施しない場合、図２のデータ信号符号化部１０１および図３のデータ信号復号部２０４は不要となる。
【００７３】
一方、制御信号は符号化されないとしてきたが、本実施の形態で説明した方法により制御信号の誤り率を低減することに加え、制御信号の符号化を実施し、さらに誤り率を低減するようにしてもよい。
【００７４】
制御信号の符号化を実施する場合、送信機では図２の制御信号変調部にてまず制御信号に対し、誤り訂正符号や誤り検出符号により符号化を実施し、その後、前述の変調処理を行うようにする。この場合、受信機では復号処理が必要となる。制御信号処理部３００が図７や図９の構成の場合、多数決判定部（多数決判定部３０３、３２４）にて復号処理を行う。このとき、復号処理をまず実施し、その後、前述の多数決判定を実施するようにしても良いし、先に多数決判定を実施し、その結果得られた信号に対し、復号処理を実施するようにしても良い。また、制御信号処理部３００が図８の構成の場合、合成後信号復調部３１２にて復号処理を行う。具体的には、まず前述のように合成後の信号に対する復調処理を実施し、その復調結果に対し復号処理を行い、その復号結果を出力する。
【００７５】
また、本実施の形態では制御信号を構成するＮｃシンボルを全て同一回数（Ｒ回）連送することとしたが、Ｎｃシンボルを複数のグループに分割し、グループ毎に連送回数を変えるようにしてもよい。もちろん、連送回数が１のグループ（連送しないグループ）が存在しても良い。例えば、重要度に応じて複数のグループに分割し、重要な制御信号ほど連送回数を大きくするといった方法が考えられる。
【００７６】
本実施の形態によれば以下の効果が得られる。すなわち、本実施の形態の送信機は、制御信号を連送する際にシンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更するようにしたので、信号帯域を広げることなく周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。その結果、マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合、或いは他の送信機、他のシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合であっても、制御信号の誤り率を低減することができる。また、低ＰＡＰＲを実現でき、装置の小型化と省電力化が可能となる。
【００７７】
また、受信機では合成、多数決判定のいずれか、または両方を使用して連送された信号の復調処理を行う。合成処理においては、連送された制御信号に対し、同一シンボル値に対応するＦＳＫ搬送波どうしを合成する。このようにすることで、シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングが変化するような場合であっても受信信号の合成を実現できる。その結果、制御信号の誤り率を低減することが可能となる。また、この合成を多数決判定と組み合わせて使用することで、さらなる誤り率の低減が可能となる。
【００７８】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で説明した動作と同じ動作についての詳細説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００７９】
本実施の形態では、短いデータ信号をバースト的に送信するシステムを考える。データ信号であっても、信号長が短い場合は高効率な符号化、或いは誤り訂正能力の高い符号化を適用することは難しい。そこで、このような場合にデータ信号に対し、実施の形態１のように連送により誤り率を低減する方法を説明する。
【００８０】
図１９は、実施の形態２の送信機と受信機の間で送受信されるデータ信号の構成例を示す図である。１個のデータ信号はＮｄ（≧１）シンボルにより構成されており、これがＲｄ（≧１）回連送される。Ｎｄ，Ｒｄはデータによって異なっていても良いし、同じであっても良い。ただし、Ｒｄ＝１の場合は制御信号を１個だけ送信することとなり、連送しない場合に相当する。また、変調多値数をＭｄとし、１シンボルでｎｄビットの伝送を行う。ただし、ｎｄは自然数であり、Ｍｄ＝２ndが成立する。
【００８１】
図２０は、実施の形態２の送信機の構成例を示す図、図２１は、実施の形態２の受信機の構成例を示す図である。
【００８２】
＜送信機の説明＞
図２０に示したように、本実施の形態の送信機は、変調部４０１、マッピング部４０２、帯域制限フィルタ４０３およびアンテナ４０４を備える。
【００８３】
マッピング部４０１、帯域制限フィルタ４０３およびアンテナ４０４の動作は実施の形態１の送信機（図２参照）が備えていたマッピング部１０４、帯域制限フィルタ１０６およびアンテナ１０７と同様である。また、変調部４０１の動作は実施の形態１の送信機が備えていた制御信号変調部１０３と同様である。ただし、１信号を構成するシンボル数がＮｃではなくＮｄ、変調多値数がＭｃではなくＭｄ、連送回数がＲではなくＲｄとなる（すなわち、処理対象をデータ信号とする）。
【００８４】
＜受信機の説明＞
図２１に示したように、本実施の形態の受信機は、アンテナ５０１、帯域制限フィルタ５０２および受信信号処理部６００を備える。
【００８５】
アンテナ５０１および帯域制限フィルタ５０２の動作は実施の形態１の受信機（図３参照）が備えていたアンテナ２０１および帯域制限フィルタ２０２と同様である。受信信号処理部６００は、実施の形態１の受信機が備えていた制御信号処理部３００に対応する。受信信号処理部６００の構成は実施の形態１で説明した制御信号処理部３００と同様に３通り考えられる。
【００８６】
図２２は多数決判定を用いる場合の受信信号処理部６００の構成例を示す図であり、受信信号処理部６００は、マッピング部６０１、復調部６０２および多数決判定部６０３を備える。
【００８７】
マッピング部６０１および多数決判定部６０３の動作は、実施の形態１において説明した制御信号処理部３００のうち、図７に示したマッピング３０１および多数決判定部６０３と同様である。また、復調部６０２の動作は図７に示した制御信号復調部３０２と同様である。
【００８８】
また、合成を用いる場合の受信信号処理部６００の構成および動作は、実施の形態１において説明した制御信号処理部３００のうち、図８に示したものと同様であり、合成と多数決判定の両方を用いる場合の構成および動作は、実施の形態１において説明した制御信号処理部３００のうち、図９に示したものと同様である。
【００８９】
ただし、送信機と同様に、１信号を構成するシンボル数がＮｃではなくＮｄ、変調多値数がＭｃではなくＭｄ、連送回数がＲではなくＲｄとなる。
【００９０】
本実施の形態において、データ信号は符号化されないとしてきたが、本実施の形態で説明した方法によりデータ信号の誤り率を低減することに加え、データ信号の符号化を実施し、さらに誤り率を低減するようにしてもよい。この場合、送信機では図２０の変調部４０１において、まずデータ信号に対し、誤り訂正符号や誤り検出符号により符号化を実施し、その後、変調処理を行うようにする。一方、受信機では、受信信号処理部６００が多数決判定を用いる場合（図２２参照），合成と多数決判定の両方を用いる場合（図９参照）、それぞれの多数決判定部（多数決判定部６０３，多数決判定部３２４に相当する多数決判定部）にて復号処理を行う。このとき、復号処理をまず実施し、その後、前述の多数決判定を実施するようにしても良いし、先に多数決判定を実施し、その結果得られた信号に対し、復号処理を実施するようにしても良い。受信信号処理部６００が合成を実施する場合（図８参照）、合成後信号復調部３１２に相当する合成後信号復調部にて復号処理を行う。具体的には、まず前述のように合成後の信号に対する復調処理を実施し、その復調結果に対し復号処理を行い、その復号結果を出力する。
【００９１】
また、本実施の形態では１個のデータ信号を構成するＮｄシンボルを全て同一回数（Ｒ回）連送することとしたが、Ｎｄシンボルを複数のグループに分割し、グループ毎に連送回数を変えるようにしてもよい。もちろん、連送回数が１のグループ（連送しないグループ）が存在しても良い。例えば、重要度に応じて複数のグループに分割し、重要なデータ信号ほど連送回数を大きくするといった方法が考えられる。
【００９２】
本実施の形態によれば、短いデータ信号をバースト的に送信するシステムにおいて実施の形態１と同様の効果が得られる。ただし、対象は制御信号ではなくデータ信号である。すなわち、データ信号の誤り率を低減することができ、マルチパスフェージングが存在する環境における通信品質を向上させることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態の構成（シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更しながらデータ信号を連送する構成）と実施の形態１の構成（シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更しながら制御信号を連送する構成）とを組み合わせても構わない。
【００９４】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１，２で説明した動作と同じ動作についての詳細説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００９５】
本実施の形態では、受信機はデータ信号を受信後、誤りの有無を確認し、誤りが無ければＡＣＫを、有ればＮＡＣＫを送信機に返す。一方、送信機はデータ送信後にＮＡＣＫを受信した場合、データ信号を再送する。このようなシステムにおいて、再送時に実施の形態１，２に記載の方法でシンボル値と搬送波のマッピングを変更するようにし、信号の誤り率を低減する方法を説明する。
【００９６】
本実施の形態において、送信信号はＮｄ（≧１）シンボルにより構成されている。変調多値数をＭｄとし、１シンボルでｎｄビットの伝送を行う。ただし、ｎｄは自然数であり、Ｍｄ＝２ndが成立する。
【００９７】
図２３は、実施の形態３の送信機（データ送信側の通信装置）の構成例を示す図、図２４は、実施の形態３の受信機（データ受信側の通信装置）の構成例を示す図である。
【００９８】
＜送信機の説明＞
図２３に示したように、本実施の形態の送信機は、符号化部７０１、マッピング部７０２、変調部７０３、帯域制限フィルタ７０４、送信アンテナ７０５、受信アンテナ７０６、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号受信部７０７および送信信号メモリ７０８を備える。
【００９９】
本実施の形態の送信機においては、データ信号に対し、符号化部７０１にて誤り訂正符号や誤り検出符号により符号化を実施する。なお、誤り訂正符号は必須ではなく、用いても用いなくてもよい。ただし、受信機にて誤りの有無を判定できるように、誤り検出符号は必ず用いる。その後、変調部７０３にてＭｄ値ＦＳＫによる変調を行う。なお、このときのシンボル値と搬送波とのマッピングについては、マッピング部７０２からの指示に従う。また、符号化部７０１からの出力は同時に送信信号メモリ７０８に蓄積される。マッピング部７０２の動作については後述する。
【０１００】
変調部７０３からの出力は帯域制限フィルタ７０４により帯域制限後、送信アンテナ７０５より送信される。
【０１０１】
送信機は、上記の手順でデータ信号を送信後、受信アンテナ７０６にて、受信機からのＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号受信部７０７にて、ＡＣＫを受信したのかＮＡＣＫを受信したのかを判定する。そして、ＡＣＫを受信した場合、送信信号メモリ７０８に格納されている、本ＡＣＫに対応したデータ信号を破棄する。一方、ＮＡＣＫを受信した場合、送信信号メモリ７０８に格納されている、本ＮＡＣＫに対応したデータ信号を再送する必要がある。この場合、送信信号メモリ７０８に格納されたデータ信号（受信したＮＡＣＫに対応するデータ信号）を変調部７０３に出力し、再度変調処理を行い、帯域制限フィルタ７０４を経由して送信アンテナ７０５から送信する。また、予め決められた規定の時間待ってもＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信できない場合も、ＮＡＣＫ受信時と同様に再送を行う。
【０１０２】
ただし、予め決められた最大再送回数をＰとし、既にＰ回の再送を実施している場合は、ＮＡＣＫ受信時、及びＡＣＫ／ＮＡＣＫを受信できない場合のいずれの場合も、再送を実施せず、対応するデータ信号を送信信号メモリ７０８から破棄する。
【０１０３】
次にマッピング部７０２の動作を説明する。最大再送回数をＰとすると、初送を含め、同一データ信号が最大Ｐ＋１回送信されることとなる。また１個のデータ信号のシンボル数はＮｄであるから、最大でＮｄ×（Ｐ＋１）シンボルのＦＳＫ信号が送信されることとなる。このとき、マッピング部７０２は、以下のように各シンボルが送信されるよう、変調部７０３に指示を出す。
【０１０４】
最初のＮ１シンボルはマッピングパターン１で送信し、
次のＮ２シンボルはマッピングパターン２で送信し、
次のＮ３シンボルはマッピングパターン３で送信し、
・
・
・
最後のＮＫシンボルはマッピングパターンＫで送信する。
【０１０５】
ただし、Ｎ１＋Ｎ２＋・・・＋ＮＫ＝Ｎｄ×（Ｐ＋１）となる。Ｋは１以上の整数であり、Ｋ＝１の場合は、マッピングパターンが変更されないことになる。
【０１０６】
なお、ＫおよびＮ１〜ＮＫの決定方法は特に限定しないが、可能な限り、最大Ｐ＋１回送信される同一シンボルが異なるマッピングパターンで送信されるようにすることが望ましい。同一シンボルが同じマッピングパターンで送信される回数が少ないほど通信品質の向上が期待できる。
【０１０７】
また、Ｋ＝Ｐ＋１とし、Ｎ１＝Ｎ２＝・・・＝ＮＫ＝Ｎｄとすれば、１個のデータ信号を送信中はマッピングパターンが変化せず、再送のたびにマッピングパターンが変化するようにすることができる。
【０１０８】
また、Ｐはあくまで最大再送回数である。ＡＣＫを受信した時点で再送処理は終了するため、必ずＰ回再送されるわけではない。そのため、実施の形態１，２とは異なり、必ずＫ個全てのマッピングパターンが使用されるわけではない。
【０１０９】
一例として、実施の形態１の図５に示したマッピングパターンを用いる場合を考える。このマッピングパターンに従ってデータ信号を再送する場合の例を図２７に示す。ただし、Ｍｄ＝４、Ｎｄ＝２，Ｐ＝３，Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４＝２の場合の例である。つまり、４値ＦＳＫにより変調し、２シンボルで構成されるデータ信号を送信する。最大再送回数は３回である。また、マッピングパターンは２シンボル毎に変更される場合である。
【０１１０】
図５では、マッピング変更時にシンボル値と搬送波との対応を１個ずつずらしている。Ｎｄ＝Ｎ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝Ｎ４としているため、再送毎にマッピングパターンが変更されることとなる。図２７はデータ信号0010を送信する場合（１シンボル目で00、２シンボル目で10を送信する場合）である。このように、再送中、マッピングパターンを変えるたびに同一信号を送信する搬送波が変更される。
【０１１１】
また、図５ではシンボル値が１個ずつシフトするようにマッピングパターンを変化させているが、マッピングパターンの変更方法は他にどのような方法であっても良い。たとえば図１０のような、ランダムな変化のさせ方であっても良い。ただし、可能な限り、同一シンボル値が多くの搬送波によって送信されるようにすることが望ましい。図５および図１０の例では４種類のシンボル値00,01,10,11のいずれについても、４種類の搬送波で送信されることになる。
【０１１２】
なお、ＦＳＫに使用可能な搬送波の数がＦＳＫ多値数Ｍｄよりも多い場合、シンボル値と搬送波のマッピングを変更することに加え、どの搬送波をＦＳＫに使用するかについても併せて変更することが考えられる。図１８に、使用可能な搬送波数＝８、ＦＳＫ多値数Ｍｄ＝４の場合の例を示す。再送毎に、シンボル値と搬送波のマッピングを変更し、且つＦＳＫに使用する搬送波も併せて変更している。
【０１１３】
ここで、マッピングパターンを変更することの効果を説明する。マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合、或いは他の送信機、他のシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合、例えデータ信号を再送しても、再送したデータ信号が連続的に誤る可能性がある。このような場合、再送しても受信側で正しく受信される可能性は小さく、再送の効果がほとんど得られないこととなる。これに対して、本実施の形態では再送中にマッピングを変更するため、同一のデータ信号が異なる搬送波を用いて繰り返し送信されるようになる。その結果、特定の周波数の信号がフェージングにより落ち込む場合、或いは特定の周波数に干渉波が存在する場合であっても、周波数ダイバーシチ効果が得られ、再送により、受信側にて正しく受信される可能性を高めることが可能となる。
【０１１４】
例えば、図５と図２７の例で、搬送波f0の周波数がフェージングにより落ち込んでいる場合を考える。この場合、再送のたびにマッピングを変更せず、常にマッピングパターン１に従ってデータ信号「0010」を再送したとすると、最初の２ビットの00の送信に搬送波f0が常に用いられるため、例え再送しても、00を受信側にて正しく受信することができない。しかし、図５のようにマッピングパターンを変更して図２７のように再送する場合、初送時は最初の２ビットの00の送信に搬送波f0が使用されて正しく受信されないが、１回目の再送では、最初の２ビット00も次の２ビット10もf0以外の他の搬送波が用いられるため、正しく受信される。その結果、受信側で正しくデータ信号0010を得ることができる。
【０１１５】
＜受信機の説明＞
図２４に示したように、本実施の形態の受信機は、受信アンテナ８０１、帯域制限フィルタ８０２、復号部８０３、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号生成部８０４、送信アンテナ８０５および受信信号処理部９００を備える。
【０１１６】
本実施の形態の受信機において、受信アンテナ８０１にて受信された信号は、帯域制限フィルタ８０２により帯域制限され、必要な周波数の信号が取り出される。そして、受信信号処理部９００にて復調処理を行う。受信信号処理部９００の詳細な説明は後述する。その後、復号部８０３にて復号処理を行う。このとき、誤りが検出されなかった場合は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号生成部８０４にてＡＣＫを生成する。誤りが検出された場合は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号生成部８０４にてＮＡＣＫを生成する。そして、送信アンテナ８０５から、ＡＣＫまたはＮＡＣＫが送信される。
【０１１７】
続いて、受信信号処理部９００の説明を行う。受信信号処理部９００の構成は、送信されてきたデータ信号を１個ずつ復調する場合と、受信済みの信号を全て合成後に復調する場合の２通り考えられる。それらを図２５および図２６に示す。
【０１１８】
図２５は、送信されてきたデータ信号を１個ずつ復調する場合の受信信号処理部９００の構成例を示す図であり、この場合の受信信号処理部９００は、復調部９０１およびマッピング部９０２を備える。これらは、実施の形態１で説明した図７の制御信号処理部３００が備えていた制御信号復調部３０２およびマッピング部３０１と同様の動作をする。
【０１１９】
すなわち、マッピング部９０２は、送信機のマッピング部７０２と同様に、データ信号初送時、再送時のシンボル値と搬送波とのマッピングパターンを作り出す。送信機のマッピング部７０２がどのようにしてマッピングパターンを作るかを受信機は知っているものとする。また、復調部９０１は、マッピング部９０２から通知されるマッピングパターンを用いて受信信号の復調処理を行う。復調結果は受信信号処理部９００から出力され復号部８０３へ入力される。
【０１２０】
図２６は、受信済みの信号を全て合成後に復調する場合の受信信号処理部９００の構成例を示す図であり、この場合の受信信号処理部９００は、ＦＦＴ部９１０、合成部９１１、合成後信号復調部９１２およびマッピング部９１３を備える。これらのうち、ＦＦＴ部９１０、合成後信号復調部９１２およびマッピング部９１３は、実施の形態１で説明した図８の制御信号処理部３００が備えていたＦＦＴ部３１０、合成後信号復調部３１２およびマッピング部３１３と同様の動作を行う。本実施の形態では合成部９１１の動作のみ説明する。
【０１２１】
図８の制御信号処理部３００と同様に、ＦＦＴ部９１０から合成部９１１にはＮ＿ＦＦＴ個の複素信号が入力される。合成部９１１では、Ｎ＿ＦＦＴ個の複素信号の中から、変調に使用したＭｄ値ＦＳＫのＭｄ個の搬送波に対応したＭｄ個の値を取り出す。そして、初送の場合、それらを合成後信号復調部９１２に出力すると共に、合成部９１１内部で記憶しておく。
【０１２２】
再送１回目の場合、Ｍｄ個の入力信号と、内部で記憶している初送時のＭｄ個の信号とを同相加算により合成する。合成の方法は図８に示した合成部３１１と同様であり、同一シンボル値に対応するＦＳＫ搬送波に対応する複素信号同士を同相加算により加算することで、合成を実施する。合成後の信号は合成後信号復調部９１２に出力すると共に、合成部９１１内部で記憶しておく。再送２回目の場合、Ｍｄ個の入力信号と、内部で記憶しているＭｄ個の信号（初送時の信号と１回目再送時の信号との合成結果）とを同相加算により合成する。合成後の信号は合成後信号復調部９１２に出力すると共に、合成部９１１内部で記憶しておく。以下、同様にして、再送ｐ回目の場合、Ｍｄ個の入力信号と、内部で記憶しているＭｄ個の信号（初送時から(ｐ−１)回目再送時までの信号の合成結果）とを同相加算により合成する。合成後の信号は合成後信号復調部９１２に出力すると共に、合成部９１１内部で記憶しておく。
【０１２３】
なお、再送Ｐ回目の信号受信時は、これ以上再送されてくる可能性が無いため、合成後信号は内部で記憶せず、合成後信号復調部９１２に出力するのみでよい。
【０１２４】
また、復号部８０３（図２４参照）で誤りが検出されず、ＡＣＫを送信機に返す場合も、これ以上再送されてくることはないため、合成部９１１内部で記憶している合成後信号を破棄する。
【０１２５】
本実施の形態によれば以下の効果が得られる。すなわち、本実施の形態の送信機は、制御信号を再送する際にシンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更するようにしたので、信号帯域を広げることなく周波数ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。その結果、マルチパスフェージングにより特定周波数の信号電力が落ち込んでいる場合、或いは他の送信機、他のシステムからの干渉波が特定の周波数に存在する場合であっても、再送により信号の誤り率を低減することができる。
【０１２６】
また、受信機では、再送されてきた信号を合成する場合、同一シンボル値に対応するＦＳＫ搬送波同士を合成するようにする。このようにすることで、シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングが変化するような場合であっても受信信号の合成を実現できる。その結果、信号の誤り率を低減することが可能となる。
【０１２７】
なお、本実施の形態の構成（データ信号を再送する際にシンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更する構成）と実施の形態１の構成（シンボル値とＦＳＫ搬送波とのマッピングを変更しながら制御信号を連送する構成）とを組み合わせても構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明は、情報を搬送波の周波数に乗せて伝送する変調方式が適用された通信システムの送信機および受信機として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０１  データ信号符号化部、１０２  データ信号変調部、１０３  制御信号変調部、１０４，３０１，３１３，３２０，４０２，６０１，７０２，９０２，９１３  マッピング部、１０５  多重化部、１０６，２０２，４０３，５０２，７０４，８０２  帯域制限フィルタ、１０７，２０１，４０４，５０１  アンテナ、２０３  データ信号復調部、２０４  データ信号復号部、３０２  制御信号復調部、３０３，３２４，６０３  多数決判定部、３１０，３２１，９１０  ＦＦＴ部、３１１，３２２，９１１  合成部、３１２，３２３，９１２  合成後信号復調部、４０１，７０３  変調部、６００，９００  受信信号処理部、６０２，９０１  復調部、７０１  符号化部、７０５，８０５  送信アンテナ、７０６，８０１  受信アンテナ、７０７  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号受信部、７０８  送信信号メモリ、８０３  復号部、８０４  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号生成部。
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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