(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を位相変調する位相変調装置において、
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換し、
前記第１信号は、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値をとり、
前記第２信号は、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値をとると共に、
前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調器を備え、
前記３相位相変調器は、
前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力し、
前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力することを特徴とする位相変調装置。
【請求項２】
前記第１の値を“０”、前記第２の値を“１”、前記第３の値を“２”とすることを特徴とする請求項１に記載の位相変調装置。
【請求項３】
前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、
前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする請求項１に記載の位相変調装置。
【請求項４】
前記第１の角度を“０°”、前記第２の角度を“１２０°”、前記第３の角度を“２４０度”とすることを特徴とする請求項３に記載の位相変調装置。
【請求項５】
前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の位相変調装置。
【請求項６】
前記第１の角度と前記第４の角度とが１８０°異なり、前記第２の角度と前記第５の角度とが１８０°異なり、前記第３の角度と前記第６の角度とが１８０°異なることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の位相変調装置。
【請求項７】
前記第１の角度から前記第６の角度までの６種類の全ての角度を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させた角度に更新して、前記第１信号及び前記第２信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の位相変調装置。
【請求項８】
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である前記第１信号及び前記第２信号に変換するデータ変換部を備え、
前記データ変換部は、
前記第１信号及び前記第２信号を、それぞれに２値の信号線を２本用いて出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の位相変調装置。
【請求項９】
前記データ変換部が出力する前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれを時間多重し、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ１本の信号線により前記３相位相変換部に入力する並列直列変換部を備えることを特徴とする請求項８に記載の位相変調装置。
【請求項１０】
通信信号を位相変調する位相変調方法において、
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換し、
前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値とし、
前記第２信号を、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値とすると共に、
前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調ステップを備え、
前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力し、
前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力することを特徴とする位相変調方法。
【請求項１１】
前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、
前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする請求項１０に記載の位相変調方法。
【請求項１２】
前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の位相変調方法。
【請求項１３】
前記第１の角度と前記第４の角度とが１８０°異なり、前記第２の角度と前記第５の角度とが１８０°異なり、前記第３の角度と前記第６の角度とが１８０°異なることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の位相変調方法。
【請求項１４】
前記第１の角度から前記第６の角度までの６種類の全ての角度を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させた角度に更新して、前記第１信号及び前記第２信号を出力することを特徴とする請求項１１に記載の位相変調方法。
【請求項１５】
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である前記第１信号及び前記第２信号に変換するデータ変換ステップを備え、
前記データ変換ステップにおいては、
前記第１信号及び前記第２信号を、それぞれに２値の信号線を２本用いて出力することを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１つに記載の位相変調方法。
【請求項１６】
前記データ変換ステップにおいて出力される前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれを時間多重し、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ１本の信号線による出力に変換する並列直列変換ステップを備え、
前記３相位相変調ステップにおいては、
前記並列直列変換ステップにおいて時間多重された前記第１信号及び前記第２信号を、３相の信号に位相変換することを特徴とする請求項１５に記載の位相変調方法。
【請求項１７】
コンピュータを制御することにより、通信信号を位相変調する位相変調プログラムにおいて、
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換する処理を実行させ、
前記第１信号は、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値をとらせ、
前記第２信号は、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値をとらせると共に、
前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調処理を実行させ、
前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力させ、
前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力させることを特徴とする位相変調プログラム。
【請求項１８】
前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、
前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする請求項１７に記載の位相変調プログラム。
【請求項１９】
前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の位相変調プログラム。
【請求項２０】
前記第１の角度と前記第４の角度とが１８０°異なり、前記第２の角度と前記第５の角度とが１８０°異なり、前記第３の角度と前記第６の角度とが１８０°異なることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の位相変調プログラム。
【請求項２１】
前記第１の角度から前記第６の角度までの６種類の全ての角度を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させた角度に更新して、前記第１信号及び前記第２信号を出力する処理を実行させることを特徴とする請求項１８に記載の位相変調プログラム。
【請求項２２】
３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である前記第１信号及び前記第２信号に変換するデータ変換処理を実行させ、
前記データ変換処理においては、
前記第１信号及び前記第２信号を、それぞれに２値の信号線を２本用いて出力させることを特徴とする請求項１７から請求項２１のいずれか１つに記載の位相変調プログラム。
【請求項２３】
前記データ変換処理において出力される前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれを時間多重し、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ１本の信号線による出力に変換する並列直列変換処理を実行させ、
前記３相位相変調処理においては、
前記並列直列変換処理において時間多重された前記第１信号及び前記第２信号を、３相の信号に位相変換させることを特徴とする請求項２２に記載の位相変調プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相変調に関し、特に、位相変調により３値データの通信への変換を行なう位相変調装置とその位相変調方法、及び位相変調プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相変調は、従来より、衛星通信、デジタルマイクロ波通信等で用いられ、一般的に回路の簡便さから２相位相変調、４相位相変調、８相位相変調等の２ｎ位相変調（ｎ：正の整数）が用いられている。
【０００３】
従来の位相変調の技術では、一般的には例えば、「デジタル無線通信の変復調」（齋藤洋一著、平成８年２月、電子情報通信学会発行）に示される様に、２ｎ位相変調が用いられている。このため、例えば、２値のデータでＲ  ｂｐｓ（ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）を伝送するときに、ｎ＝１とした場合には２相位相変調となりＲ／１＝Ｒ  Ｈｚに相当する帯域幅を利用して伝送し、ｎ＝２とした場合には４相位相変調となりＲ／２Ｈｚに相当する帯域幅を利用して伝送するという動作となる。
【０００４】
図８は、従来の位相変調を説明するための図である。図８に示されるように従来では、２値デジタル信号を位相変調する場合には、入力のデータ列であるｎ列（ｎ：整数）のデータを、２ｎ値の信号点に対応するように位相変調が行われるという構成を採用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の技術では、以下に述べるような問題点があった。
【０００６】
従来の位相変調の技術である２ｎ位相変調では、変調することのできる周波数の間隔が（５０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、…等のように）広く離れており、その周波数を柔軟に設定することができなかった。
【０００７】
例えば、利用可能な帯域幅が８０ＭＨｚであり、必要な伝送容量の関係で２相位相変調では１００ＭＨｚの帯域幅を、４相位相変調では５０ＭＨｚの帯域幅を必要とする場合を考える。この場合、２相位相変調は１００ＭＨｚの帯域幅を必要とするため採用することができず、４相位相変調を採用することになるが、しかしこの場合の帯域幅は５０ＭＨｚであり利用可能な大域幅を大きく残してしまうことになる。
【０００８】
更に、４相位相変調は、２相位相変調に比べて同等の符号誤り率を実現するために、所要Ｃ／Ｎ（信号対雑音比）で約３ｄＢ多く必要となり、送信電力をより多く消費するという問題点もある。近年では、周波数の有効利用、送信電力の有効利用に対する要求が強くなりつつある。
【０００９】
このように、４相位相変調と２相位相変調の中間の位相変調方式であって、帯域幅がその１００ＭＨｚと５０ＭＨｚとの中間を成し、消費電力が４相位相変調の場合よりも少ない方式が求められている。
【００１０】
特開平０４−１９６９４５号公報に開示された「多値変復調通信方法及びそのシステム」は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しているものの、この先例は一般的な構成を示しているに過ぎない。
【００１１】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、より柔軟に変調先の周波数を設定することのできる位相変調装置とその位相変調方法、及び位相変調プログラムを提供することである。
【００１２】
本発明の第２の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、３位相の信号への変調を効率よく処理する位相変調装置とその位相変調方法、及び位相変調プログラムを提供することである。
【００１３】
例えば、上記の例における２相位相変調では１００ＭＨｚの帯域幅を、４相位相変調では５０ＭＨｚの帯域幅を必要とする場合においては、本発明の３位相変調を用いることにより、約６７ＭＨｚの帯域幅を用いて通信することができる。このため、４相位相変調を採用した場合よりも、同等の符号誤り率を得るために約１．３ｄＢ少ない送信電力により通信することができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の位相変調装置は、通信信号を位相変調する位相変調装置において、３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換し、前記第１信号は、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値をとり、前記第２信号は、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値をとると共に、前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調器を備え、前記３相位相変調器は、前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力し、前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の本発明の位相変調装置は、前記第１の値を“０”、前記第２の値を“１”、前記第３の値を“２”とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の本発明の位相変調装置は、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の本発明の位相変調装置は、前記第１の角度を“０°”、前記第２の角度を“１２０°”、前記第３の角度を“２４０度”とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の本発明の位相変調装置は、前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の本発明の位相変調装置は、前記第１の角度と前記第４の角度とが１８０°異なり、前記第２の角度と前記第５の角度とが１８０°異なり、前記第３の角度と前記第６の角度とが１８０°異なることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の本発明の位相変調装置は、前記第１の角度から前記第６の角度までの６種類の全ての角度を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させた角度に更新して、前記第１信号及び前記第２信号を出力することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の本発明の位相変調装置は、３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である前記第１信号及び前記第２信号に変換するデータ変換部を備え、前記データ変換部は、前記第１信号及び前記第２信号を、それぞれに２値の信号線を２本用いて出力することを特徴とする。
【００２２】
請求項９の本発明の位相変調装置は、前記データ変換部が出力する前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれを時間多重し、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ１本の信号線により前記３相位相変換部に入力する並列直列変換部を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の本発明の位相変調方法は、通信信号を位相変調する位相変調方法において、３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換し、前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値とし、前記第２信号を、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値とすると共に、前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調ステップを備え、前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力し、前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の本発明の位相変調方法は、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の本発明の位相変調方法は、前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の本発明の位相変調方法は、前記第１の角度と前記第４の角度とが１８０°異なり、前記第２の角度と前記第５の角度とが１８０°異なり、前記第３の角度と前記第６の角度とが１８０°異なることを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の本発明の位相変調方法は、前記第１の角度から前記第６の角度までの６種類の全ての角度を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させた角度に更新して、前記第１信号及び前記第２信号を出力することを特徴とする。
【００２８】
請求項１５の本発明の位相変調方法は、３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である前記第１信号及び前記第２信号に変換するデータ変換ステップを備え、前記データ変換ステップにおいては、前記第１信号及び前記第２信号を、それぞれに２値の信号線を２本用いて出力することを特徴とする。
【００２９】
請求項１６の本発明の位相変調方法は、前記データ変換ステップにおいて出力される前記第１信号及び前記第２信号のそれぞれを時間多重し、前記第１信号及び前記第２信号をそれぞれ１本の信号線による出力に変換する並列直列変換ステップを備え、前記３相位相変調ステップにおいては、前記並列直列変換ステップにおいて時間多重された前記第１信号及び前記第２信号を、３相の信号に位相変換することを特徴とする。
【００３０】
請求項１７の本発明の位相変調プログラムは、コンピュータを制御することにより、通信信号を位相変調する位相変調プログラムにおいて、３ビットの入力信号を、並行する２列の３値信号である第１信号及び第２信号に変換する処理を実行させ、前記第１信号は、第１の値、第２の値、第３の値のいずれかの値をとらせ、前記第２信号は、同時に出力される前記第１信号が前記第１の値又は前記第２の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値、前記第３の値のいずれかの値をとり、同時に出力される前記第１信号が前記第３の値の場合に、前記第１の値、前記第２の値のいずれかの値をとらせると共に、前記第１信号及び前記第２信号を、各信号の３つのそれぞれの値に対して設定された３種類の位相による３相の信号に位相変換し、クロック毎に３値信号として出力する３相位相変調処理を実行させ、前記第１信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第１の角度、第２の角度、第３の角度の位相の信号に位相変換して出力させ、前記第２信号を、第１の値、第２の値、第３の値のそれぞれの値に対応して、予め定められた第1の角度と異なる第４の角度、第２の角度と異なる第５の角度、第３の角度と異なる第６の角度の位相の信号に位相変換して出力させることを特徴とする。
【００３１】
請求項１８の本発明の位相変調プログラムは、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なり、前記第４の角度、前記第５の角度、前記第６の角度の各角度が、互いに１２０°づつ異なることを特徴とする。
【００３２】
請求項１９の本発明の位相変調プログラムは、前記第３の角度と前記第６の角度とが互いに１８０°異なることを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
本発明では、３列の２値信号（３ビットの信号）の入力を、２本の信号線による３位相の信号に位相変換して出力することを特徴とする。また、その変換された２つの３位相の信号を、元の３列の２値信号（３ビットの信号）に復元を行なう。
【００３５】
図１は、本発明の第１の実施の形態による位相変調装置１００の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施の形態の位相変調装置１００は、データ変換部１０、制御部２０、並列直列変換部３０、位相変調器４０を備えている。
【００３６】
データ変換部１０は、入力されるデータ列である３列の２値信号を、第１信号と第２信号との、３値を表す２つの信号に変換する。制御部２０は、そのデータ変換部１０による変換処理を制御する。
【００３７】
図５は、入力される３列の２値信号の、２つの３値信号への変換の一例を示す図である。ここで、入力側では、０００〜１１１のように各列の２値信号の値“０”“１”を並べて示し、出力側では、００、０１、０２、１０、…のように各列の３値信号の値“０”“１”“２”を並べて示している。制御部２０は、図５の例に示されるようにデータ変換部１０を制御して、入力されるデータを変換する。
【００３８】
また、３列の２値信号（３ビットの信号）では、０００〜１１１の８種類のデータを示すことができるが、２列の３値信号では、００〜２２の９種類のデータを示すことができる。よって、図５の例に示されるように、３列の２値信号のそれぞれに対して２列の３値信号を一意に割り当てることができる。
【００３９】
また、このように一意に割り当てる方式では、割り当てのない２列の３値信号の組が１つだけ発生することとなり、図５の例においては、“２２”に対して入力信号の割り当てがない。このため、図５の例においては、第１信号は“０”、“１”、“２”のいずれかの値をとり、第２信号については、第１信号が“０”、“１”の値の場合には“０”、“１”、“２”のいずれかの値をとり、第１信号が“２”の値の場合には“０”又は“１”のいずれかの値をとる。
【００４０】
図３は、本実施の形態の位相変調装置１００内の各部による信号の変換を示す図である。入力された３列の２値信号は、データ変換部１０により、３値を示す第１信号と第２信号との２つの信号に変換される。この各３値信号は、“０”、“１”、“２”の各値を２本の信号線を用いて示している。
【００４１】
並列直列変換部３０は、この各３値信号を時間で多重化することにより、第１信号と第２信号のそれぞれを１本の信号線により出力する。
【００４２】
位相変調器４０は、この並列直列変換部３０から出力される２列の３値信号である第１信号と第２信号とを受け付けて、それぞれの信号を、１クロック中に“０”、“１”、“２”の３種類のいずれかの値を示す３相の信号に位相変換して出力する。図２は、本実施の形態による位相変調装置１００が出力する３値信号を説明するための図であり、位相変調器４０は、“０”、“１”、“２”の３種類の各値を、出力信号の０°、１２０°、２４０°の各位相に割り当てる。
【００４３】
従来の技術では、図８に示されるように２値デジタル信号を位相変調する場合には、ｎを任意の正の整数として、入力のデータ列であるｎ列に従って２ｎ値の信号点に対応するように位相変調が行われるという構成を採用していたが、上述のように本発明を用いることにより位相点数を約２（ｎ＋０．５）にすることができる。
【００４４】
その効果として、４ＰＳＫ（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）では周波数帯域に余裕があり過ぎだが２ＰＳＫ（ＢＰＳＫ：Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）では要求される周波数帯域に入らない場合に、その中間の周波数利用効率の変調方式を提供することができる。
【００４５】
その結果、周波数の有効利用と共に、更に、４ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）に比べて少ない所要の信号対雑音比でデジタル位相変調が実現でき、電力の有効利用にもなるという効果が得られる。
【００４６】
次に、本実施の形態の位相変調装置１００の動作を、図面を参照して詳細に説明する。図４は、本実施の形態による位相変換装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【００４７】
まず、データの入力を受け付ける（ステップ４０１）。入力されるデータ列は、図３の（１）で示す３列の２値信号で表される。また、連続して入力されるデータを、３ビット毎にまとめて取り込むこととした場合も同様である。
【００４８】
次に、データ変換部１０は、（１）で示される３列の２値信号を、図３の（２）Ａ、（２）Ｂに示す各々３値を表す２つの信号の組である、第１信号と第２信号とに変換する（ステップ４０３）。この変換後の各３値信号は、それぞれに２値の信号線を２本用いて“０”“１”“２”の３値のデータを１クロック中に示している。
【００４９】
次に、並列直列変換部３０は、この（２）Ａ、（２）Ｂで示す各３値信号における各信号線のデータを時間軸上で多重化し、（３）で示すように、入力信号の１クロック中に１本の信号線で３値を表す信号にそれぞれ変換する（ステップ４０３）。つまり、それぞれに２本の信号線を用いて示していた各３値信号を、時間多重化により時間軸上で圧縮し、それぞれを１系統の出力とするのである。
【００５０】
次に、位相変調器４０は、この（３）で示す各３値信号を変調し、３個の信号点を有する３相の位相変調波として出力する。
【００５１】
図６は、図５の例の対応に基づく、入力の３列の２値信号と３相位相変調された信号の対応を示す図である。
【００５２】
即ち、図６で示す入力の３列の２値信号は、２つの３値信号（変調シンボル）の内第１信号は“０”、“１”、“２”のいずれかの値をとる。このとき、第１信号が“０”、“１”の場合は、第２信号は“０”、“１”、“２”のいずれかの値をとり、第１信号が“２”のときは第２信号は“０”、“１”の２つのいずれかの値をとる。
【００５３】
このとき、全信号種類は、２×３＋１×２であり、入力信号の種類数“８”に等しい。第１項の“２×３”の前半“２”は、第１信号が“０”、“１”の２つの場合を示しており、後半“３”は、そのそれぞれの場合に第２信号が“０”、“１”、“２”をとることを示している。また、第２項の“１×２”の前半“１”は第１信号が“２”のみの１つの値をとる場合を示しており、後半“２”は、この場合に第２信号が“０”、“１”をとることを示している。
【００５４】
入力信号が“０００”から“１１１”まで変化した場合には、変調波の動作として、図６の信号図に示す変調波が順次出力される。即ち、入力信号の“０００”から“１１１”に対して、このとき、第１信号が“０”、“１”の場合は第２信号は“０”、“１”、“２”の値をとり、第１信号が“２”の場合は第２信号は“０”、“１”の値をとる。このように、全信号種類は２×３＋１×２であり、入力信号の種類数“８”に等しい。
【００５５】
以上説明したように本実施の形態によれば、入力される３列の２値信号を、効率よく３相に位相変換し２列の３値信号として出力することができる。
【００５６】
次に、本発明のその他の実施の形態を説明する。まず、図１に示される第１の実施の形態の基本的構成を用いて、信号点配置のアンバランスを改善する形態を説明する。図７は、変換後の信号点配置の様々な形態を示す図である。
【００５７】
図７（ａ）は、第１の実施の形態における信号点配置を示している。つまり、位相面上で０°、１２０°、２４０°の３点に信号を配置し、この配置を繰り返す方式である。この場合には、図６で説明した入力信号が“０００”から“１１１”の８種類変化したとき、長時間見たとき、３つの信号点の内“０”及び“１”は第１信号と第２信号の合計でそれぞれ６回発生している。一方で、３つの信号点の内“２”は第１信号と第２信号の合計で４回しか発生していない。従って、長時間観測したとき、信号点の内“２”に関しては発生確率が少なく、結果として、位相変調にもかかわらずキャリアが発生する。
【００５８】
これを改善する方式として、図７（ｂ）に示すように、第２の位相面への信号配置を、第１の位相面に対して１８０°回転対称に配置する方式がある。このとき、６０°回転でなく１８０°であることは重要である。また、位相点に対する信号の割当を、上述の各実施例のように固定とする方式以外にも、変調のタイミング毎に順次更新する方式も可能である。例えば、図７（ｃ）に示される３種類のように、位相点に対する信号の割当を、変調のタイミング毎に定められた方向に１２０°回転させて、第１信号及び第２信号のそれぞれを出力する等の方法が考えられる。これらの方式を採用することで、信号点の発生確率のアンバランスによる問題点を解決することができる。
【００５９】
また、本発明の位相変調装置１００は、その３位相に変換した信号を、再び元の３列の２値信号等の形態に復元する機能を更に備えるものとしてもよい。この変換された信号を元に戻す処理は、第１の実施の形態の位相変調装置１００の各部（データ変換部１０、制御部２０、並列直列変換部３０、位相変調器４０）において、逆方向への処理を実行する機能を備えて、図４のフローチャートに示される処理を、逆に順次実行する等の方式により実施することができる。
【００６０】
なお、上記各実施の形態の位相変調装置は、データ変換部１０、制御部２０、並列直列変換部３０、位相変調器４０の機能や、その他の機能をハードウェア的に実現することは勿論として、各機能を備えるコンピュータプログラムである位相変調プログラムを、コンピュータ処理装置のメモリにロードされることで実現することができる。この位相変調プログラムは、磁気ディスク、半導体メモリその他の記録媒体９０に格納される。そして、その記録媒体９０からコンピュータ処理装置にロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御することにより、上述した各機能を実現する。
【００６１】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の位相変調装置とその位相変調方法、及び位相変調プログラムによれば、以下のような効果が達成される。
【００６３】
本発明によれば、３ビット（３列の２値データ列）の入力信号を２本の３値信号に変換し、また変換された信号を元に復元することができる。従来では、位相変調においてはＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、・・・等の２ｎＰＳＫが用いられており、各方式により転送されるデータ量の間隔が大きく離れていたが、本発明により１本の信号線で同クロック数の２値信号の約１．５本分のデータを転送することができるため、変調後の周波数等をより柔軟に設定することができる。
【００６４】
また本発明によれば、３ビット（３列の２値データ列）の入力信号を、それぞれが２本の信号線により送られる２つの３値信号に対応させた後に、その各３値信号の各信号線のデータを時間軸上で多重化してそれぞれに１本の信号線にまとめ、その１本の信号線にまとめられた各３値信号を３位相に変調して出力する方式を採用したことにより、効率よく３位相への位相変調を行うことができる。
【００６５】
例えば、４ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）では周波数帯域に余裕があり過ぎだが２ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）では要求される周波数帯域に入らない場合に、その中間の変調方式を提供することができる。本発明によれば、このように周波数の有効利用が実現されると共に、更に、４ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）に比べて少ない所要の信号対雑音比で位相変調が実現できるため、電力の有効利用にもなるという効果が得られる。
【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位相変調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による位相変調装置が出力する３値信号を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の位相変調装置による信号の変換を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による位相変換装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態の信号の変換内容の一実施例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の信号の変換内容の一実施例を示す図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態による変換後の信号を示す図である。
【図８】従来の位相変調を示す図である。
【符号の説明】
１００  位相変調装置
１０  データ変換部
２０  制御部
３０  並列直列変換部
４０  位相変調器
９０  記録媒体
【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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