(57)【要約】  送信装置は、入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調部と、変調部によって生成された変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延部と、遅延部によって遅延が付与された複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、を備える。
2019151480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延部と、
前記遅延部によって前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、
を備える送信装置。
【請求項２】
前記遅延部は、前記複数の変調信号を示すデジタル信号に前記遅延を付与する、
請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記遅延部は、前記複数の変調信号を示すアナログ信号に前記遅延を付与する、
請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
送信装置と受信装置とを有する無線通信システムであって、
前記送信装置は、
入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延部と、
前記遅延部により前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を受信して受信信号を取得する受信アンテナと、
前記受信アンテナによって取得された前記受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行い、変換によりデジタル信号を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記デジタル信号を復調する復調部と、
を備える、
無線通信システム。
【請求項５】
送信装置による送信方法であって、
入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調ステップと、
前記変調ステップによって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延ステップと、
前記遅延ステップによって前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
を有する送信方法。
【請求項６】
入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与部と、
前記周波数オフセット付与部によって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、
を備える送信装置。
【請求項７】
前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、
キャリア信号を発生させる局部発振器と、
前記変調信号に対して前記キャリア信号を利用して周波数変換を行う周波数変換器と、
前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する帯域制限フィルタと、
を備える請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、
互いに異なる周波数を有する第１および第２のキャリア信号を発生させる局部発振器と、
前記第１のキャリア信号を利用して前記変調信号に対する周波数変換を行う第１の周波数変換器と、
前記第１の周波数変換器による前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する第１の帯域制限フィルタと、
前記第２のキャリア信号を利用して、前記第１の帯域制限フィルタが出力する信号に対する周波数変換を行う第２の周波数変換器と、
前記第２の周波数変換器による前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する第２の帯域制限フィルタと、
を備える請求項６に記載の送信装置。
【請求項９】
前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、
適応的に前記変調信号の位相を変化させる可変位相器と、
前記可変位相器を制御する制御部と、
を備える請求項６に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、
前記制御部による制御に応じて、前記可変位相器によって位相が変化した前記変調信号の振幅を減衰させる可変減衰器
をさらに備える請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
送信装置と受信装置とを有する無線通信システムであって、
前記送信装置は、
入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調部と、
前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与部と、
前記周波数オフセット付与部によって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと
を備え、
前記受信装置は、
前記送信装置の前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を受信して受信信号を取得する受信アンテナと、
前記受信アンテナによって取得された前記受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行い、変換によってデジタル信号を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記デジタル信号を復調する復調部と、
を備える無線通信システム。
【請求項１２】
送信装置による送信方法であって、
入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調ステップと、
前記変調ステップによって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与ステップと、
前記周波数オフセット付与ステップによって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、
を有する送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置、無線通信システムおよび送信方法に関する。
本願は、２０１８年２月１日に、日本に出願された特願２０１８−０１６６３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信においては、多重波伝搬により受信レベルが変動するフェージングが発生し、受信レベルの落ち込みにより伝送品質が大きく劣化する。受信レベルの落ち込みによる伝送品質の劣化を軽減するための技術として、受信レベル変動の相関が低い２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術が知られている。【０００３】
ダイバーシチ技術には、大きく分けて、時間ダイバーシチと空間ダイバーシチとがある。時間ダイバーシチとは、例えば、同じ信号を異なるタイミングで送信し、レベルの高い信号を選択する手法のような、時間的に離れた２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術の総称である。一方、空間ダイバーシチとは、例えば、２本以上のアンテナを用意し、最もレベルの高いアンテナを選択する手法のような、空間的に離れた２つ以上のパスを利用するダイバーシチ技術の総称である。このうち、前者の時間ダイバーシチは、レベル変動の周期が長い、すなわち、端末の移動速度が遅い場合、時間的に離れたパスの相関が高くなるため、ダイバーシチ効果が低下する。このため、様々な状況下の無線端末との間で高品質の伝送を行うためには、空間ダイバーシチの適用が必須である。【０００４】
空間ダイバーシチのうち、複数の送信アンテナを用いて実現される送信ダイバーシチでは、送信側でチャネル応答（送信アンテナから受信アンテナまでの振幅位相応答）を推定する事が困難である。そのため、送信側でチャネル情報を必要としない手法が求められる。このような送信側でチャネル情報を必要としないダイバーシチ技術の１つとして、例えば、特許文献１に示されるような周波数オフセット送信ダイバーシチ方式がある。【０００５】
図１３は、特許文献１に示される無線通信システム９０の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、無線通信システム９０は、２つの送信アンテナ７６（７６−１および７６−２）を有する送信装置７０と受信装置８０とから構成される。一般的に、周波数オフセット送信ダイバーシチ方式では、送信装置７０は、周波数オフセット付与手段７４−１および７４−２によって、送信アンテナ７６−１および７６−２にそれぞれ異なる周波数オフセットを与えて、受信装置８０へ信号を送信する。異なる周波数オフセットが与えられた複数の信号を送信装置７０が送信することにより、互いの信号の周波数差によって受信側で受信レベルが変動する。これにより、定常的な受信レベルの落ち込みを回避できる。【０００６】
特許文献１に示される無線通信システム９０では、さらに、強制的に受信レベル変動を発生させている。この受信レベル変動によって、復調後の情報系列の受信品質がばらつく。そのため、無線通信システム９０は、送信装置７０のインタリーバ７２および受信装置８０のデインタリーバ８５を用いて、受信レベル変動による復調後の情報系列の受信品質のばらつきをランダム化する。無線通信システム９０は、受信品質のばらつきによるランダム誤りを誤り訂正符号で救済することによってダイバーシチ効果を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１３５２３８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２５０７９号公報
【特許文献３】特開２００８−１５３７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載の無線通信システム９０における受信装置８０は、変復調機能のみで構成される最も単純な無線通信システムにおける受信装置の構成に加えて、デインタリーバ８５と誤り訂正符号の復号化手段８６の構成を備えている必要がある。【０００９】
その他、複数の送信アンテナを用いて送信ダイバーシチ効果を得る従来技術として、特許文献２および特許文献３に記載の無線通信システムがある。しかしながら、特許文献２に記載の無線通信システムにおいても、受信装置がデインタリーバと誤り訂正符号の復号化手段の構成を備えている必要がある。また、特許文献３に記載の無線通信システムにおいては、デインタリーバを必要としないものの、受信装置が誤り訂正符号の復号化手段の構成を備えている必要がある。
このように、従来技術においては、送信ダイバーシチの適用を想定した特別な受信装置を用いる必要があった。【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、周波数オフセットダイバーシチの適用を想定していない一般的な受信装置に対する通信であってもダイバーシチ効果を得ることができる送信装置、無線通信システムおよび送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様の送信装置は、入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延部と、前記遅延部によって前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、を備える送信装置。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の送信装置において、前記遅延部は、前記複数の変調信号を示すデジタル信号に前記遅延を付与する。
本発明の第３の態様によれば、第１の態様の送信装置において、前記遅延部は、前記複数の変調信号を示すアナログ信号に前記遅延を付与する。【００１２】
本発明の第４の態様の無線通信システムは、送信装置と受信装置とを有する。前記送信装置は、入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延部と、前記遅延部により前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、を備える。前記受信装置は、前記送信装置の前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を受信して受信信号を取得する受信アンテナと、前記受信アンテナによって取得された前記受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行い、変換によりデジタル信号を生成する受信部と、前記受信部によって生成された前記デジタル信号を復調する復調部と、を備える。
本発明の第５の態様の送信方法は、送信装置による送信方法であって、入力される情報系列をチャープ拡散変調して変調信号を生成する変調ステップと、前記変調ステップによって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、長さが互いに異なる遅延であって遅延同士の差が前記変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となる遅延を付与する遅延ステップと、前記遅延ステップによって前記遅延が付与された前記複数の変調信号それぞれを複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、を有する。【００１３】
本発明の第６の態様の送信装置は、入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与部と、前記周波数オフセット付与部によって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナと、を備える。
本発明の第７の態様によれば、第６の態様の送信装置において、前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、キャリア信号を発生させる局部発振器と、前記変調信号に対して前記キャリア信号を利用して周波数変換を行う周波数変換器と、前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する帯域制限フィルタと、を備える。【００１４】
本発明の第８の態様によれば、第６の態様の送信装置において、前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、互いに異なる周波数を有する第１および第２のキャリア信号を発生させる局部発振器と、前記第１のキャリア信号を利用して前記変調信号に対する周波数変換を行う第１の周波数変換器と、前記第１の周波数変換器による前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する第１の帯域制限フィルタと、前記第２のキャリア信号を利用して、前記第１の帯域制限フィルタが出力する信号に対する周波数変換を行う第２の周波数変換器と、前記第２の周波数変換器による前記周波数変換によって発生するキャリアリークやイメージリークを抑圧する第２の帯域制限フィルタと、を備える。【００１５】
本発明の第９の態様によれば、第６の態様の送信装置において、前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、適応的に前記変調信号の位相を変化させる可変位相器と、前記可変位相器を制御する制御部と、を備える。【００１６】
本発明の第１０の態様によれば、第９の態様の送信装置において、前記周波数オフセット付与部は、前記複数の変調信号ごとに、前記制御部による制御に応じて、前記可変位相器によって位相が変化した前記変調信号の振幅を減衰させる可変減衰器をさらに備える。【００１７】
本発明の第１１の態様の無線通信システムは、送信装置と受信装置とを有する。前記送信装置は、入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与部と、前記周波数オフセット付与部によって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを送信する複数の送信アンテナとを備える。前記受信装置は、前記送信装置の前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を受信して受信信号を取得する受信アンテナと、前記受信アンテナによって取得された前記受信信号に対して、周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行い、変換によってデジタル信号を生成する受信部と、前記受信部によって生成された前記デジタル信号を復調する復調部と、を備える。【００１８】
本発明の第１２の態様の送信方法は、送信装置による送信方法であって、入力される情報系列を拡散変調して変調信号を生成する変調ステップと、前記変調ステップによって生成された前記変調信号が複製されることで得られる複数の変調信号のそれぞれに対して、互いに異なる周波数オフセットであって周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する周波数オフセット付与ステップと、前記周波数オフセット付与ステップによって前記周波数オフセットが付与された前記複数の変調信号それぞれを複数の送信アンテナから送信する送信ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、拡散変調を利用する無線通信システムにおいて、適切な周波数オフセットまたは遅延の付与によって、インタリーバや誤り訂正符号を用いずに、すなわち周波数オフセットダイバーシチの適用を想定していない一般的な受信装置を用いてもダイバーシチ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図２】デジタル無線通信において一般的な受信装置の構成を示すブロック図。
【図３】第１実施形態に係る周波数オフセット付与部によって付与された周波数オフセットの間隔の一例を示す図。
【図４】第１実施形態に係る送信装置の動作を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図６】第２実施形態に係る周波数変換器を用いた周波数オフセット付与部の第１の構成例を示すブロック図。
【図７】第２実施形態に係る周波数変換器を用いた周波数オフセット付与部の第２の構成例を示すブロック図。
【図８】第２実施形態に係る可変位相器を用いた周波数オフセット付与部の第３の構成例を示すブロック図。
【図９】第２実施形態に係る可変位相を用いた周波数オフセット付与部の第４の構成例を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図１１】第３実施形態に係るチャープ拡散変調における周波数と時間との関係を示す図。
【図１２】第４実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図１３】特許文献１に示される無線通信システムの構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に説明する各実施形態に係る無線通信システムは、複数の送信アンテナを用いた送信により送信ダイバーシチ効果を得るものであり、送信装置と受信装置とを備える。
【００２２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２３】
［送信装置の構成］
以下、第１実施形態に係る送信装置１の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る送信装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、送信装置１は、変調部１１と、Ｍ個の周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）と、Ｍ個の無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）と、を備えている。また、Ｍ個の無線部１３（無線部１３−１〜１３−Ｍ）は、Ｍ個の送信アンテナ１４（１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｍ）とそれぞれ接続している。
【００２４】
変調部１１は、入力された情報系列Ｓ１０を拡散変調する。変調部１１は、情報系列Ｓ１０を拡散変調することによって得られたシンボル系列であるシンボル系列Ｓ１１を、周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）へそれぞれ出力する。すなわち、複製されたシンボル系列Ｓ１１が、周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）それぞれへ供給される。変調部１１は、拡散変調として、拡散符号を用いる直接スペクトラム拡散、周波数を切り替える周波数ホッピング・スペクトラム拡散、又は線形的に周波数が変化する信号（例えば、正弦波信号）を用いるチャープ・スペクトラム拡散などのいずれかを用いる。
【００２５】
周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）は、変調部１１から出力されたシンボル系列Ｓ１１を取得する。周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）は、取得したシンボル系列Ｓ１１に対して、周波数オフセットをそれぞれ付与する。各周波数オフセット付与部１２がシンボル系列Ｓ１１に付与する周波数オフセットは、互いに異なる。周波数オフセットの付与により、Ｍ個のシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）が生成される。周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）は、生成されたシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）を、無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）へそれぞれ出力する。
【００２６】
無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）は、周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）から出力された、周波数オフセットがそれぞれ付与されたシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）を取得する。無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）は、取得したシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）に対して、それぞれアナログ変換および周波数変換を行う。これにより、シンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）は、Ｍ個の送信信号Ｓ１３（Ｓ１３−１、Ｓ１３−２、・・・、Ｓ１３−Ｍ）へそれぞれ変換される。
【００２７】
無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）は、変換された送信信号Ｓ１３（Ｓ１３−１、Ｓ１３−２、・・・、Ｓ１３−Ｍ）を、Ｍ個の送信アンテナ１４（１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｍ）を通じて、以下に説明する受信装置２へそれぞれ送信する。
【００２８】
［受信装置の構成］
以下、受信装置２の構成について、図面を参照しながら説明する。
図２は、デジタル無線通信において一般的な受信装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、受信装置２は、無線部２２と、復調部２３と、を備えている。また、無線部２２は、受信アンテナ２１と接続している。
【００２９】
受信アンテナ２１は、送信装置１から送信される無線信号を受信する。
【００３０】
無線部２２（受信部）は、受信アンテナ２１を通じて受信した受信信号Ｓ２１に対して、周波数変換およびデジタル信号への変換を行う。無線部２２は、受信信号Ｓ２１に対して周波数変換およびアナログ−デジタル変換を行うことによって得られたデジタル信号Ｓ２２を、復調部２３へ出力する。
【００３１】
復調部２３は、無線部２２から出力されたデジタル信号Ｓ２２を復調し、信号系列Ｓ２３へ変換する。復調部２３は、信号系列Ｓ２３を復調する際に、各送信アンテナ１４と受信アンテナ２１との間の伝送路で無線信号に生じる周波数変動、振幅変動および位相変動を、デジタル信号Ｓ２２に対する等化により補償する。
【００３２】
以下、本発明において特徴的な周波数オフセット付与部１２の動作と、デジタル無線通信において一般的な構成である受信装置２を用いて受信した場合の受信信号の時間的な変動および受信品質とについて、数式を用いて詳細に説明する。
【００３３】
［周波数オフセット付与の動作］
以下、周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）の動作について説明する。周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）は、シンボル系列Ｓ１１に付与する全ての周波数オフセット同士の差が、シンボル速度ｆｓの整数倍となるように、周波数オフセットをシンボル系列Ｓ１１に付与する。シンボル速度ｆｓは、シンボル系列Ｓ１１に含まれる隣接するシンボル間の時間間隔の逆数である。
【００３４】
図３は、周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）によって付与された周波数オフセットの間隔を示す図である。図３に示すように、例えば、周波数オフセットが間隔ｆｓで等間隔に並ぶように付与された場合において、変調部１１から出力されるシンボル系列Ｓ１１をｘ（ｔ）とし、周波数オフセット付与部１２−ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）から出力されるシンボル系列Ｓ１２−ｍをｙｍ（ｔ）とすると、ｙｍ（ｔ）は、以下に示す式（１）で表される。式（１）において、ｊは虚数単位を表す。
【００３５】
【数１】
2019151480.tif 000003
【００３６】
次に、無線部２２から出力される受信信号である受信信号Ｓ２２の時間的な変動について説明する。ここで、ｍ番目の送信アンテナ１４−ｍと受信アンテナ２１との間のチャネル応答をｈｍとし、無線部２２から出力されるデジタル信号Ｓ２２をｚ（ｔ）とすると、ｚ（ｔ）は、以下に示す式（２）で表される。
【００３７】
【数２】
2019151480.tif 000004
【００３８】
ところで、拡散変調は一般にシンボルレートが低速であるため、送信装置１または受信装置２の移動、周囲の環境変動等に伴い、１シンボル内で位相や振幅が変動する事が多い。そのため、情報系列を拡散変調して得られた無線信号に対して１シンボル内の位相や振幅の変動を補償する適応等化機能を復調部２３が備えていることが一般的である。復調部２３がこのような適応等化機能を備える場合には、受信品質を１シンボルあたりの受信レベルで見積もることが可能である。変調信号ｘ（ｔ）の振幅が常に一定の場合、時間Δｔにおける１シンボルあたりの受信レベルα（Δｔ）は、以下に示す式（３）で示される。
【００３９】
【数３】
2019151480.tif 000005
【００４０】
式（３）から明らかなように、受信レベルα（Δｔ）の値は、全ての送信アンテナ１４と受信アンテナ２１との間の各チャネル応答の絶対値の二乗を加算した値である。これは、受信側で最大比合成ダイバーシチ受信を行った場合の値と同じ値である。従って、式（３）のチャネル応答α（Δｔ）に含まれる、１シンボル周期の変動を補償することによって、送信ダイバーシチ効果を得ることができる。
前述したように、受信装置２に備えられる復調部２３は、伝送路で無線信号に生じる周波数、振幅および位相それぞれの変動を補償する適応等化機能を備える。復調部２３は、この適応等化機能により、デジタル信号Ｓ２２に含まれる上述の変動を補償するとともに、送信装置１においてシンボル系列Ｓ１１に付与された周波数オフセットをキャンセルする。伝送路で生じた周波数の変動と、送信装置１において付与された周波数オフセットとは、適応等化において同様に扱われるためである。すなわち、無線通信システムの受信装置２は、従来の送信ダイバーシチ方式において必要とされていたデインタリーバ又は誤り訂正符号の復号器を備えずとも、最大比合成ダイバーシチ効果と同様の送信ダイバーシチ効果を得ることができる。復調部２３が備える機能は一般の受信装置も有している機能である。したがって、既存の送信ダイバーシチ方式に適していない受信装置であっても送信装置１を用いることで送信ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４１】
［送信装置の動作］
以下、第１実施形態に係る送信装置１の動作の一例について、図面を参照しながら説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係る送信装置１の動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、変調部１１へ情報系列Ｓ１０の入力が行われる際に開始する。
【００４２】
変調部１１は、情報系列Ｓ１０の入力を受け付ける（ステップＳ１）。変調部１１は、入力された情報系列Ｓ１０を拡散変調してシンボル系列Ｓ１１を生成する（ステップＳ２）。
【００４３】
周波数オフセット付与部１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−Ｍ）は、変調部１１により拡散変調されたシンボル系列Ｓ１１に対して、周波数オフセットをそれぞれ付与する（ステップＳ３）。これにより、Ｍ個のシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）が生成される。周波数オフセット付与部１２によりシンボル系列Ｓ１１に付与される周波数オフセットは、互いに異なる。
【００４４】
無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）は、周波数オフセットがそれぞれ付与されたシンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）に対して、それぞれアナログ変換および周波数変換を行う（ステップＳ４）。これにより、シンボル系列Ｓ１２（Ｓ１２−１、Ｓ１２−２、・・・、Ｓ１２−Ｍ）は、Ｍ個の送信信号Ｓ１３（Ｓ１３−１、Ｓ１３−２、・・・、Ｓ１３−Ｍ）へ変換される。
【００４５】
無線部１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−Ｍ）は、変換された送信信号Ｓ１３（Ｓ１３−１、Ｓ１３−２、・・・、Ｓ１３−Ｍ）を、Ｍ個の送信アンテナ１４（１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｍ）を通じて受信装置２へ送信する（ステップＳ５）。
以上で図４に示すフローチャートの処理が終了する。
【００４６】
以上説明したように、第１実施形態に係る送信装置１は、複数の送信アンテナから、拡散変調された無線信号を送信する送信装置である。送信装置１は、入力される情報系列を拡散変調する変調部１１を備える。また、送信装置１は、変調部１１によって生成された変調信号が複製されることで得られるＭ個の変調信号のそれぞれに対して、変調信号に付与する全ての周波数オフセット同士の差がシンボル速度の整数倍となる周波数オフセットを付与する複数の周波数オフセット付与部１２を備える。また、送信装置１は、周波数オフセット付与部１２によって周波数オフセットが付与されたＭ個の変調信号を、複数の送信アンテナを通じて送信する無線部１３を備える。
【００４７】
上記の構成により、第１実施形態に係る送信装置１は、１シンボルで位相がｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）周する周波数差を付与した信号それぞれを異なるアンテナから送信することで、受信側で１シンボル周期の強制的な受信レベル変動を発生させる。この受信信号を、例えば、ＬｏＲａ（Long Range）（登録商標）チップ等の拡散変調用無線チップが標準的に備えるマルチパス等化機能を活用して復調することで、特別な機能を追加することなくダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４８】
以上説明したように、第１実施形態に係る、拡散変調を利用する無線通信システムによれば、送信側での適切な周波数オフセットの付与によって、受信側ではインタリーバや誤り訂正符号を用いずに、すなわち、周波数オフセットダイバーシチの適用を想定していない一般的な受信装置を用いて、ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５０】
［送信装置の構成］
以下、第２実施形態に係る送信装置３の構成について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る送信装置３の構成を示すブロック図である。図５に示すように、送信装置３は、変調部３１と、無線部３２と、Ｍ個の周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）と、を備えている。また、周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）は、Ｍ個の送信アンテナ３４（３４−１、３４−２、・・・、３４−Ｍ）とそれぞれ接続している。
【００５１】
変調部３１は、変調部１１と同様に、入力された情報系列Ｓ３０を拡散変調する。変調部３１は、情報系列Ｓ３０を拡散変調することによって得られたシンボル系列であるシンボル系列Ｓ３１を、無線部３２へ出力する。
【００５２】
無線部３２は、変調部３１から出力されたシンボル系列Ｓ３１を取得する。無線部３２は、取得したシンボル系列Ｓ３１に対して、アナログ変換および周波数変換を行う。これらの変換により、シンボル系列Ｓ３１は、アナログ信号Ｓ３２へ変換される。無線部３２は、変換されたアナログ信号Ｓ３２を、周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）へそれぞれ出力する。
【００５３】
周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）は、無線部３２から出力されたアナログ信号Ｓ３２をそれぞれ取得する。周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）は、取得したアナログ信号Ｓ３２に対して、周波数オフセットをそれぞれ付与する。周波数オフセット付与部３３によりアナログ信号Ｓ３２に付与される周波数オフセットは、互いに異なる。周波数オフセットの付与により、Ｍ個の送信信号Ｓ３３（Ｓ３３−１、Ｓ３３−２、・・・、Ｓ３３−Ｍ）が生成される。周波数オフセット付与部３３（３３−１、３３−２、・・・、３３−Ｍ）は、生成された送信信号Ｓ３３（Ｓ３３−１、Ｓ３３−２、・・・、Ｓ３３−Ｍ）を、Ｍ個の送信アンテナ３４（３４−１、３４−２、・・・、３４−Ｍ）を通じて、受信装置２へそれぞれ送信する。
【００５４】
上述した第１実施形態に係る送信装置１は、シンボル系列Ｓ１１を示すデジタル信号に対して周波数オフセットを付与する構成である。これに対し、第２実施形態に係る送信装置３は、アナログ信号Ｓ３２に対して周波数オフセットを付与する構成である。このような構成とすることによって、無線部３２を１つにまとめることができる。これにより、第２実施形態に係る送信装置３は、第１実施形態に係る送信装置１と比べて、より低コスト化を図ることができる。
【００５５】
なお、アナログ信号に対して周波数オフセットを付与する手段として、周波数変換器を用いる手段、または、可変位相器を用いる手段がある。以下、周波数変換器を用いた周波数オフセット付与部の構成および可変位相器を用いた周波数オフセット付与部の構成それぞれについて、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
［周波数変換器を用いた周波数オフセット付与部の構成例］
図６および図７は、周波数変換器を用いた周波数オフセット付与部の第１および第２の構成例としての周波数オフセット付与部３３１＿ｍおよび周波数オフセット付与部３３２＿ｍをそれぞれ示すブロック図である。
図６に示すように、周波数オフセット付与部３３１＿ｍは、局部発振器３３１１＿ｍと、周波数変換器３３１２＿ｍと、帯域制限フィルタ３３１３＿ｍと、を含んで構成される。
【００５７】
局部発振器３３１１＿ｍは、周波数Δｆｃ＋ｍ・ｆｓのキャリア信号を発生させる。局部発振器３３１１＿ｍは、発生させたキャリア信号を、周波数変換器３３１２＿ｍへ出力する。ここで、周波数Δｆｃは、無線部３２が出力するアナログ信号の中心周波数と、周波数オフセットを付与しない場合の送信信号の中心周波数と、の差である。
【００５８】
周波数変換器３３１２＿ｍは、局部発振器３３１１＿ｍから出力されたキャリア信号の入力を受け付ける。周波数変換器３３１２＿ｍは、入力されたキャリア信号を利用することによって、周波数ｆｃ＋ｍ・ｆｓだけオフセットさせた信号を発生させる。周波数変換器３３１２＿ｍは、発生させた信号を、帯域制限フィルタ３３１３＿ｍへ出力する。
【００５９】
帯域制限フィルタ３３１３＿ｍは、周波数変換器３３１２＿ｍから出力された信号の入力を受け付ける。帯域制限フィルタ３３１３＿ｍは、入力された信号に対して、周波数変換により副次的に発生するキャリアリーク（ローカルリーク）やイメージリーク（イメージ信号）を抑圧し、周波数オフセットさせた所望の信号のみを選択的に透過させる。
【００６０】
このような構成とすることによって、周波数オフセット付与部３３１＿ｍは、アナログ信号Ｓ３２に対して周波数オフセットを付与した信号を生成することができる。
【００６１】
しかしながら、Δｆｃが非常に小さい値もしくはゼロである場合、送信したい信号と、副次的に発生するローカルリークやイメージ信号の周波数と、が非常に近い。そのため、周波数オフセット付与部３３１＿ｍにおける帯域制限フィルタ３３１３＿ｍは、送信したい信号のみを選択的に透過させることができない。この問題を解決することができる構成が、図７に示す周波数オフセット付与部３３２＿ｍの構成である。
【００６２】
図７に示すように、周波数オフセット付与部３３２＿ｍは、局部発振器３３２１＿ｍと、局部発振器３３２２＿ｍと、周波数変換器３３２３＿ｍと、周波数変換器３３２４＿ｍと、帯域制限フィルタ３３２５＿ｍと、帯域制限フィルタ３３２６＿ｍと、を含んで構成される。
【００６３】
局部発振器３３２１＿ｍおよび局部発振器３３２２＿ｍは、周波数Δｆｃ＋ｆｉ＋ｍ・ｆｓおよび周波数ｆｉのキャリア信号をそれぞれ発生させる。すなわち、局部発振器３３２１＿ｍおよび局部発振器３３２２＿ｍは、周波数が互いに僅かに異なるキャリア信号をそれぞれ発生させる。ここで、周波数ｆｉは、任意の周波数であり、２つのキャリア信号同士の周波数の差は、（Δｆｃ＋ｍ・ｆｓ）である。局部発振器３３２１＿ｍおよび局部発振器３３２２＿ｍは、発生させたキャリア信号を、周波数変換器３３２３＿ｍおよび周波数変換器３３２４＿ｍへそれぞれ出力する。
【００６４】
周波数変換器３３２３＿ｍおよび周波数変換器３３２４＿ｍは、局部発振器３３２１＿ｍおよび局部発振器３３２２＿ｍからそれぞれ出力されたキャリア信号の入力を受け付ける。周波数変換器３３２３＿ｍおよび周波数変換器３３２４＿ｍは、入力されたキャリア信号を利用することによって、それぞれ周波数変換を行う。周波数変換器３３２３＿ｍおよび周波数変換器３３２４＿ｍは、発生させた信号を、帯域制限フィルタ３３２５＿ｍおよび帯域制限フィルタ３３２６＿ｍへそれぞれ出力する。
【００６５】
帯域制限フィルタ３３２５＿ｍおよび帯域制限フィルタ３３２６＿ｍは、周波数変換器３３２３＿ｍおよび周波数変換器３３２４＿ｍからそれぞれ出力された信号の入力を受け付ける。帯域制限フィルタ３３２５＿ｍおよび帯域制限フィルタ３３２６＿ｍは、入力された信号に対して、周波数変換により副次的に発生するキャリアリーク（ローカルリーク）やイメージリーク（イメージ信号）をそれぞれ抑圧し、周波数オフセットさせた所望の信号のみを選択的にそれぞれ透過させる。
【００６６】
このように、周波数オフセット付与部３３２＿ｍは、送信周波数より高い周波数に一度変換してから、送信周波数まで戻してくる。２回の周波数変換により、キャリアリークやイメージリークがアナログ信号Ｓ３２の中心周波数から離れた周波数に表れる。これにより、周波数オフセット付与部３３２＿ｍによれば、Δｆｃが非常に小さい値もしくはゼロである場合であっても、送信したい信号のみを帯域制限フィルタで選択的に透過させることが容易になり、周波数変換により副次的に発生するローカルリークやイメージ信号を抑圧することが可能となる。
【００６７】
［可変位相器を用いた周波数オフセット付与部の構成例］
図８および図９は、可変位相器を用いた周波数オフセット付与部の第３および第４の構成例としての周波数オフセット付与部３３３＿ｍおよび周波数オフセット付与部３３４＿ｍをそれぞれ示すブロック図である。
図８に示すように、周波数オフセット付与部３３３＿ｍは、制御部３３３１＿ｍと、可変位相器３３３２＿ｍと、を含んで構成される。
【００６８】
制御部３３３１＿ｍは、可変位相器３３３２＿ｍに対して、１／（ｍ・ｆｓ）秒で位相が線形的に３６０度変化するような制御を行う。すなわち、可変位相器３３３２＿ｍは、適応的に位相を変化させる。換言すると、可変位相器３３３２＿ｍは、制御部３３３１＿ｍの制御に応じて、１シンボルあたりｍ×３６０度の線形的な位相変化をアナログ信号Ｓ３２に与える。
【００６９】
しかしながら、可変位相器３３３２＿ｍでは、位相だけでなく、副次的に振幅も変化することがある。これにより、振幅変動に伴って送信信号の帯域幅が広がるなどの信号品質の劣化が発生する可能性がある。この問題を解決することができる構成が、図９に示す周波数オフセット付与部３３４＿ｍの構成である。
【００７０】
図９に示すように、周波数オフセット付与部３３４＿ｍは、制御部３３４１＿ｍと、可変位相器３３４２＿ｍと、可変減衰器３３４３＿ｍと、を含んで構成される。制御部３３４１＿ｍは、可変位相器３３４２＿ｍの位相特性に基づいて、可変減衰器３３４３＿ｍの減衰率を制御する。位相特性は、例えば、可変位相器３３４２＿ｍで与える位相と振幅の増減率との対応として与えられる。
【００７１】
制御部３３４１＿ｍは、位相特性に基づいて可変減衰器３３４３＿ｍの減衰率を決定し、可変位相器３３４２＿ｍの振幅変動を可変減衰器３３４３＿ｍで打ち消す制御を行う。これにより、周波数オフセット付与部３３４＿ｍは、振幅変動に伴う送信信号の品質劣化を回避させることができる。
【００７２】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
【００７３】
［送信装置の構成］
以下、第３実施形態に係る送信装置４の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る送信装置４の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、送信装置４は、変調部４１と、Ｍ個の遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）と、Ｍ個の無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）と、を備えている。また、無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）は、Ｍ個の送信アンテナ４４（４４−１、４４−２、・・・、４４−Ｍ）とそれぞれ接続している。
【００７４】
変調部４１は、入力された情報系列Ｓ４０をチャープ拡散変調する。変調部１１は、情報系列Ｓ４０を拡散変調することによって得られたシンボル系列であるシンボル系列Ｓ４１を、遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）へそれぞれ出力する。
【００７５】
遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）は、変調部４１から出力されたシンボル系列Ｓ４１をそれぞれ取得する。遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）は、取得したシンボル系列Ｓ４１に対して、時間遅延をそれぞれ付与する。遅延部４２によりシンボル系列Ｓ４１に付与される時間遅延は、互いに異なる。時間遅延の付与により、Ｍ個のシンボル系列Ｓ４２（Ｓ４２−１、Ｓ４２−２、・・・、Ｓ４２−Ｍ）が生成される。遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）は、生成されたシンボル系列Ｓ４２（Ｓ４２−１、Ｓ４２−２、・・・、Ｓ４２−Ｍ）を、無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）へそれぞれ出力する。
【００７６】
無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）は、遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）から出力されたシンボル系列Ｓ４２（Ｓ４２−１、Ｓ４２−２、・・・、Ｓ４２−Ｍ）をそれぞれ取得する。無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）は、取得したシンボル系列Ｓ４２（Ｓ４２−１、Ｓ４２−２、・・・、Ｓ４２−Ｍ）に対して、アナログ変換および周波数変換をそれぞれ行う。これにより、シンボル系列Ｓ４２（Ｓ４２−１、Ｓ４２−２、・・・、Ｓ４２−Ｍ）は、送信信号Ｓ４３（Ｓ４３−１、Ｓ４３−２、・・・、Ｓ４３−Ｍ）へ変換される。
【００７７】
無線部４３（４３−１、４３−２、・・・、４３−Ｍ）は、変換された送信信号Ｓ４３（Ｓ４３−１、Ｓ４３−２、・・・、Ｓ４３−Ｍ）を、送信アンテナ４４（Ｓ４４−１、Ｓ４４−２、・・・、Ｓ４４−Ｍ）を通じて受信装置２へ送信する。
【００７８】
なお、遅延部４２（４２−１、４２−２、・・・、４２−Ｍ）は、シンボル系列Ｓ４１に付与する全ての遅延時間同士の差が、変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となるように遅延をシンボル系列Ｓ４１に付与する。なお、遅延部４２によりシンボル系列Ｓ４１に付与される遅延同士の長さは、互いに異なる。
【００７９】
なお、拡散変調には様々な種類があるが、その中の一つとして、線形的に周波数を変化させるチャープ拡散変調がある。チャープ拡散変調では、１シンボル内で線形的に信号の周波数をスイープすることによって拡散変調を行う。そのため、遅延部４２がシンボル系列Ｓ４１に遅延を与えることによって、周波数オフセット付与と同等の効果を得ることができる。
【００８０】
図１１は、チャープ拡散変調における周波数と時間との関係を示す図である。図１１から明らかなように、シンボル系列Ｓ４１の変調帯域幅をＢｗとすると、１／Ｂｗの時間遅延は、ｆｓの周波数オフセットと等価である。第３実施形態に係る送信装置４は、チャープ拡散変調が持つこの特徴を利用して、周波数オフセットの付与ではなく、時間遅延の付与により周波数オフセットの付与と同様の効果を実現する。
【００８１】
以上説明したように、第３実施形態に係る送信装置４は、例えば、時間と共に線形的に周波数が変化するチャープ拡散変調された無線信号を送信する送信装置である。送信装置４は、入力される情報系列を拡散変調する変調部４１を備える。また、送信装置４は、変調部４１によって生成された変調信号が分岐されることで得られるＭ個の変調信号のそれぞれに対して、変調信号に付与する全ての遅延時間同士の差が変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となるように遅延を付与する複数の遅延部４２を備える。また、送信装置４は、遅延部４２によって遅延が付与されたＭ個の変調信号を、複数の送信アンテナを通じて送信する無線部４３を備える。
【００８２】
以上説明したように、第３実施形態に係る、拡散変調を利用する無線通信システムによれば、送信側での適切な遅延の付与によって、受信側ではインタリーバや誤り訂正符号を用いずに、すなわち、周波数オフセットダイバーシチの適用を想定していない一般的な受信装置を用いて、ダイバーシチ効果を得ることができる。
【００８３】
＜第４実施形態＞
以下、本発明の第４実施形態について説明する。
【００８４】
［送信装置の構成］
以下、第４実施形態に係る送信装置５の構成について、図面を参照しながら説明する。
図１２は、本発明の第４実施形態に係る送信装置５の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、送信装置５は、変調部５１と、無線部５２と、Ｍ個の遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）と、を備えている。また、遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）は、Ｍ個の送信アンテナ５４（５４−１、５４−２、・・・、５４−Ｍ）とそれぞれ接続している。
【００８５】
変調部５１は、入力された情報系列Ｓ５０をチャープ拡散変調する。変調部５１は、情報系列Ｓ５０を拡散変調することによって得られたシンボル系列であるシンボル系列Ｓ５１を、無線部５２へ出力する。
【００８６】
無線部５２は、変調部５１から出力されたシンボル系列Ｓ５１を取得する。無線部５２は、取得したシンボル系列Ｓ５１に対して、アナログ変換および周波数変換を行う。これにより、シンボル系列Ｓ５１は、アナログ信号Ｓ５２へ変換される。無線部５２は、変換されたアナログ信号Ｓ５２を、遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）へそれぞれ出力する。
【００８７】
遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）は、無線部５２から出力されたアナログ信号Ｓ５２を取得する。遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）は、取得したアナログ信号Ｓ５２に対して、遅延をそれぞれ付与する。遅延部５３によりアナログ信号Ｓ５２に付与される遅延は、互いに異なる。遅延の付与により、Ｍ個の送信信号Ｓ５３（Ｓ５３−１、Ｓ５３−２、・・・、Ｓ５３−Ｍ）が生成される。遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）は、生成された送信信号Ｓ５３（Ｓ５３−１、Ｓ５３−２、・・・、Ｓ５３−Ｍ）を、Ｍ個の送信アンテナ５４（５４−１、５４−２、・・・、５４−Ｍ）を通じて、受信装置２へそれぞれ送信する。
【００８８】
なお、遅延部５３（５３−１、５３−２、・・・、５３−Ｍ）は、アナログ信号Ｓ５２に付与する全ての遅延時間同士の差が、変調信号の帯域幅の逆数の整数倍となるように遅延をアナログ信号Ｓ５２に付与する。
【００８９】
上述した第３実施形態に係る送信装置４は、シンボル系列Ｓ４１を示すデジタル信号に対して時間遅延を付与する構成であるのに対し、第４実施形態に係る送信装置５は、アナログ信号Ｓ５２に対して時間遅延を付与する構成である。このような構成とすることによって、無線部５２を１つにまとめることができる。これにより、第４実施形態に係る送信装置５は、第３実施形態に係る送信装置４と比べて、より低コスト化を図ることができる。
【００９０】
上述したように、従来、拡散変調を利用する無線通信システムにおいて、ランダム誤りを誤り訂正符号で救済する無線通信システムでは、受信装置にデインタリーバと誤り訂正符号の復号化手段を追加する必要があった。そのため、従来の無線通信システムでは、送信ダイバーシチの適用を想定した特別な受信装置を用いなければならないという課題があった。特別な受信装置とは、例えば、デインタリーバおよび誤り訂正符号の復号化手段の一方又は両方を備える受信装置である。
【００９１】
一方、本発明の実施形態に係る無線通信システムは、ダイバーシチ利得が得られるマルチパスとなるように、適切に周波数オフセットを付与、または、適切に遅延を送信対象の信号に付与することを特徴とする。具体的には、本発明の実施形態に係る無線通信システムは、送信装置において、シンボル間隔の逆数として得られる「ｆｓ」で等間隔に並ぶように周波数オフセットを付与、あるいは、変調帯域幅の逆数の遅延を付与し、受信装置において、１シンボル周期における受信レベルの変動を補償することを特徴とする。上述の周波数オフセット又は遅延を付与された信号間は互いに直交するため、信号間の干渉を生じさせることなく受信レベルの変動を補償できる。
これにより、本発明によれば、インタリーバや誤り訂正符号を用いず、周波数オフセットダイバーシチの適用を想定していない一般的な受信装置を用いて、送信ダイバーシチ効果を得ることが可能となる。
なお、受信装置２が１つの受信アンテナ２１を備える構成を実施形態において説明したが、これに限定されない。受信装置２は２つ以上の受信アンテナ２１を備えてもよい。受信装置２が複数の受信アンテナ２１を備える場合、受信装置２は、公知の受信ダイバーシチ方式を適用して送信装置１から送信される信号を受信してもよい。
また、送信装置が複数の遅延部を備える構成を実施形態において説明したが、これに限定されない。送信装置は、複数のシンボル系列又はアナログ信号に対して互いに異なる遅延を付与する１つの遅延部を備えてもよい。同様に、送信装置は、複数の周波数オフセット付与部に代えて、複数のシンボル系列又はアナログ信号に対して互いに異なる周波数オフセットを付与する１つの周波数オフセット付与部を備えてもよい。
【００９２】
なお、上述した実施形態における送信装置の一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、プロセッサで実行することによって各機能の動作を実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、送信装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００９３】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００９４】
また、上述した実施形態における送信装置の一部または全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration circuit）等の集積回路として実現してもよい。送信装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、一般的な受信装置に対する無線通信においても送信ダイバーシチの効果を得ることができ、様々な無線通信に適用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１…送信装置、２…受信装置、３…送信装置、４…送信装置、５…送信装置、１１…変調部、１２…周波数オフセット付与部、１３…無線部、１４…送信アンテナ、２１…受信アンテナ、２２…無線部、２３…復調部、３１…変調部、３２…無線部、３３…周波数オフセット付与部、３４…送信アンテナ、３３１＿ｍ…周波数オフセット付与部、３３１１＿ｍ…局部発振器、３３１２＿ｍ…周波数変換器、３３１３＿ｍ…帯域制限フィルタ、３３２＿ｍ…周波数オフセット付与部、３３２１＿ｍ…局部発振器、３３２２＿ｍ…局部発振器、３３２３＿ｍ…周波数変換器、３３２４＿ｍ…周波数変換器、３３２５＿ｍ…帯域制限フィルタ、３３２６＿ｍ…帯域制限フィルタ、３３３＿ｍ…周波数オフセット付与部、３３３１＿ｍ…制御部、３３３２＿ｍ…可変位相器、３３４＿ｍ…周波数オフセット付与部、３３４１＿ｍ…制御部、３３４２＿ｍ…可変位相器、３３４３＿ｍ…可変減衰器、４１…変調部、４２…遅延部、４３…無線部、４４…送信アンテナ、５１…変調部、５２…無線部、５３…遅延部、５４…送信アンテナ
【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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【国際調査報告】
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