(57)【要約】  送信する情報を表す送信信号を第１信号と第２信号とに分割するＳ／Ｐと、予め定められたマッピング方式で第１信号を第１同相成分と第２同相成分とにマッピングし、第２信号を第１直交成分と第２直交成分とにマッピングするマッピング部と、第１同相成分と第１直交成分とを含む第１変調信号と、第２同相成分と第２直交成分とを含む第２変調信号と、を生成するＰ／Ｓとを備えたＲＱＡＭ変調部１１と、第１変調信号および第２変調信号を送信するＩＦＦＴ１２、ＤＡＣ１３、ＬＰＦ１４、Ｍｉｘｅｒ１５、ＢＰＦ１６、およびＬＯＣＡＬ１８とを備える。
2009096488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同相成分と直交成分とを含む変調信号を送信する送信装置であって、
送信する情報を表す送信信号を第１信号と第２信号とに分割する分割手段と、
予め定められたマッピング方式で、前記第１信号を第１同相成分と第２同相成分とにマッピングし、前記マッピング方式で、前記第２信号を第１直交成分と第２直交成分とにマッピングするマッピング手段と、
前記第１同相成分と前記第１直交成分とを含む第１変調信号と、前記第２同相成分と前記第２直交成分とを含む第２変調信号と、を生成する生成手段と、
前記第１変調信号および前記第２変調信号を送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記マッピング手段は、前記第１信号を、マルチキャリア方式の通信で用いる複数のサブキャリアに含まれる第１サブキャリアの同相成分である前記第１同相成分と、前記複数のサブキャリアに含まれる第２サブキャリアの同相成分である前記第２同相成分とにマッピングし、前記第２信号を、前記第１サブキャリアの直交成分である前記第１直交成分と、前記第２サブキャリアの直交成分である前記第２直交成分とにマッピングし、
前記生成手段は、前記第１同相成分と前記第１直交成分とを含む前記第１サブキャリアの前記第１変調信号と、前記第２同相成分と前記第２直交成分とを含む前記第２サブキャリアの前記第２変調信号と、を生成すること、
を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記マッピング手段は、前記第１信号を、シングルキャリア方式の通信で用いるシングルキャリアの第１シンボルの同相成分である前記第１同相成分と、前記シングルキャリアの第２シンボルの同相成分である前記第２同相成分とにマッピングし、前記第２信号を、前記第１シンボルの直交成分である前記第１直交成分と、前記第２シンボルの直交成分である前記第２直交成分とにマッピングし、
前記生成手段は、前記第１同相成分と前記第１直交成分とを含む前記第１シンボルの前記第１変調信号と、前記第２同相成分と前記第２直交成分とを含む前記第２シンボルの前記第２変調信号と、を生成すること、
を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
前記マッピング手段は、２２Ｎ（Ｎは整数）ＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）変調方式で配置される各信号点の座標を、（１）式、（２）式または（３）式で変換した座標の信号点が配置された前記マッピング方式で、前記第１信号を前記第１同相成分と前記第２同相成分とにマッピングし、前記第２信号を前記第１直交成分と前記第２直交成分とにマッピングすること、
を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【数１】
2009096488.tif 000007
【請求項５】
前記送信信号に対するインターリーブを行うインターリーブ手段をさらに備え、
前記分割手段は、インターリーブされた前記送信信号を第１信号と第２信号とに分割すること、
を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項６】
前記送信信号に対して誤り訂正符号化を行う符号化手段をさらに備え、
前記分割手段は、誤り訂正符号化された前記送信信号を第１信号と第２信号とに分割すること、
を特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項７】
同相成分と直交成分とを含む変調信号を送信する送信装置で実行される変調方法であって、
分割手段が、送信する情報を表す送信信号を第１信号と第２信号とに分割する分割ステップと、
マッピング手段が、予め定められたマッピング方式で、前記第１信号を第１同相成分と第２同相成分とにマッピングし、前記マッピング方式で、前記第２信号を第１直交成分と第２直交成分とにマッピングするマッピングステップと、
生成手段が、前記第１同相成分と前記第１直交成分とを含む第１変調信号と、前記第２同相成分と前記第２直交成分とを含む第２変調信号と、を生成する生成ステップと、
を備えることを特徴とする変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の変調を行う送信装置および変調方法に関するものであり、特にマルチパス環境で利用される無線通信システム等で適用される送信装置および変調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）規格であるＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers））８０２．１１ａのように、マルチキャリアを用いることにより、マルチパスによる周波数選択性フェージング耐性を高めた通信方式が、主に大容量無線通信の分野で用いられている。【０００３】
このような通信方式としては、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）が知られている。ＯＦＤＭ等のマルチキャリアを用いる通信方式は、マルチパス環境で生じる周波数選択性フェージングに対して、各キャリアではフラットフェージングとして扱えることを特徴の１つとしている。また、通信の大容量化に伴い、帯域を広く使用することから、周波数軸方向にレイリー分布を取ることを特徴の１つとしている。【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａで規定されている変調方式としては、ＢＰＳＫ（Binary  Phase  Shift  Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）、および６４ＱＡＭの４種類が存在する。また、誤り訂正の符号化率を変えることにより、通信路状況に応じて８通りの通信速度から所望の通信速度を適応的に選択することが可能である。【０００５】
図１４は、マルチパス環境における通信イメージを示す模式図である。同図は、全てのキャリアに１６ＱＡＭをマッピングした例を示している。サブキャリア番号α（図中のＳＣ［α］）は比較的良好な通信特性であり、サブキャリア番号β（図中のＳＣ［β］）は、周波数の落ち込みに該当するため通信特性が悪い。ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、全てのサブキャリアに同じ変調方式を割り当てるため、実現が容易である。しかし、マルチパス環境では、落ち込んだサブキャリアに割り当てたビットがエラーを起こす可能性が高くなる。【０００６】
このように、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに準拠した通信方式は、通信機間の距離が近い場合や、干渉波が存在しない場合など良好な通信環境に応じて、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭなどのように多値化を行うことで、広帯域伝送を実現することが可能である。しかし、マルチパス環境では、特定のキャリアの通信ＳＮが劣化する場合がある。このため、劣化を補償するために、受信または送信ダイバーシティ、複数回の繰り返し送信、および誤り訂正などが行われていた。例えば、特許文献１では、時間方向へのダイバーシティ効果を取る際にキャリアの位相を回転させる技術が提案されている。【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／００４３６７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の技術によれば、例えば受信または送信ダイバーシティを行う方法では、アンテナやＲＦ（Radio  Frequency）部を複数備える必要があるため、装置コストが増大するという欠点が存在する。また、複数回の繰り返し送信や誤り訂正を行う方法では、通信速度を低下させるという欠点が存在する。多ユーザを収容するシステムでは、通信速度の低下は、各ユーザの通信量を制限するだけでなく、通信遅延の増大につながる。このため、リアルタイムを要求するアプリケーションにとっては、通信品質の劣化を引き起こすという問題があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチパス環境における通信特性を改善する送信装置および変調方式を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、同相成分と直交成分とを含む変調信号を送信する送信装置であって、送信する情報を表す送信信号を第１信号と第２信号とに分割する分割手段と、予め定められたマッピング方式で、前記第１信号を第１同相成分と第２同相成分とにマッピングし、前記マッピング方式で、前記第２信号を第１直交成分と第２直交成分とにマッピングするマッピング手段と、前記第１同相成分と前記第１直交成分とを含む第１変調信号と、前記第２同相成分と前記第２直交成分とを含む第２変調信号と、を生成する生成手段と、前記第１変調信号および前記第２変調信号を送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、マルチパス環境における通信特性を改善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】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる送信装置のブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかるＲＱＡＭ変調部のブロック図である。
【図３】図３は、従来の１６ＱＡＭマッピングの信号点配置を表す図である。
【図４】図４は、１６ＲＱＡＭマッピングの信号点配置の一例を示す図である。
【図５】図５は、従来の６４ＱＡＭマッピングの信号点配置を表す図である。
【図６】図６は、６４ＲＱＡＭマッピングの信号点配置の一例を示す図である。
【図７】図７は、従来の１６ＱＡＭマッピングによる受信信号イメージを示す模式図である。
【図８】図８は、実施の形態１の１６ＲＱＡＭマッピングによる受信信号イメージを示す模式図である。
【図９】図９は、１６ＲＱＡＭマッピングの通信特性の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、６４ＲＱＡＭマッピングの通信特性の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２にかかる送信装置のブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３にかかる送信装置のブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態４にかかる送信装置のブロック図である。
【図１４】図１４は、マルチパス環境における通信イメージを示す模式図である。
【符号の説明】
【００１３】
１、２、３、４  送信装置
１１  ＲＱＡＭ変調部
１２  ＩＦＦＴ
１３  ＤＡＣ
１４  ＬＰＦ
１５  Ｍｉｘｅｒ
１６  ＢＰＦ
１７  アンテナ
１８  ＬＯＣＡＬ
２１  インターリーブ部
３１  符号化部
４１  ＲＱＡＭ変調部
４２  ＬＰＦ
１０１、１０２、１０３  Ｓ／Ｐ
１０４、１０５  マッピング部
１０６、１０７、１０８  Ｐ／Ｓ
Ｓ１〜Ｓ８  信号
Ｓ１１  Ｉ軸情報成分
Ｓ１２  Ｑ軸情報成分
Ｓ１３、Ｓ１４  Ｉ軸情報成分
Ｓ１５、Ｓ１６  Ｑ軸情報成分
Ｓ１７、Ｓ１８  Ｉ軸周波数振幅成分
Ｓ１９、Ｓ２０  Ｑ軸周波数振幅成分
Ｓ２１、Ｓ２２  周波数信号成分
Ｓ２５、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ４２  信号
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる送信装置および変調方式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。【００１５】
実施の形態１．
実施の形態１にかかる送信装置は、従来のＱＡＭマッピングを変形したマッピング方式により、マルチキャリア通信における複数のサブキャリアにまたがるように送信信号をマッピングする。これにより、ダイバーシティ効果と多値化を同時に達成し、マルチパス環境で、従来方式に比べて良好な特性を示し、通信の大容量化を可能にする通信を実現できる。この結果、従来技術を用いたものに比べて、マルチパス環境で、低遅延で大容量の通信を実現できる。【００１６】
図１は、実施の形態１にかかる送信装置１のブロック図である。図１に示すように、送信装置１は、ＲＱＡＭ（Rotated  Quadrature  Amplitude  Modulation）変調部１１と、ＩＦＦＴ（Inverse  Fast  Fourier  Transform）１２と、ＤＡＣ（Digital  to  Analog  Converter）１３と、ＬＰＦ（Low  Pass  Filter）１４と、Ｍｉｘｅｒ１５と、ＢＰＦ（Band  Pass  Filter）１６と、アンテナ１７と、ＬＯＣＡＬ１８とを備えている。【００１７】
ＲＱＡＭ変調部１１は、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭ等を改良したＲＱＡＭを用いて信号を変調する。ＲＱＡＭ変調部１１の構成の詳細については後述する。【００１８】
ＩＦＦＴ１２は、マルチキャリア伝送を行う際に時間方向へ多重化を行う。具体的には、ＩＦＦＴ１２は、入力された周波数信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施し、その結果として得られる時間信号を出力する。【００１９】
ＤＡＣ１３は、ＩＦＦＴ１２から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するブロックである。ＤＡＣ１３は、ＬＰＦ１４と接続しており、ここで変換したアナログ信号をＬＰＦ１４に入力する。【００２０】
ＬＰＦ１４は、ＤＡＣ１３から入力されたアナログ信号に対して、折り返し成分や高調波成分を減衰させる処理を行うブロックである。ＬＰＦ１４は、Ｍｉｘｅｒ１５と接続しており、ここで通過した信号をＭｉｘｅｒ１５に入力する。【００２１】
ＬＯＣＡＬ１８は、信号送信の際に使用する中心周波数を生成するブロックである。ＬＯＣＡＬ１８は、Ｍｉｘｅｒ１５と接続しており、生成した中心周波数の信号をＭｉｘｅｒ１５に入力する。【００２２】
Ｍｉｘｅｒ１５は、ＬＯＣＡＬ１８が生成した中心周波数を用いてＬＰＦ１４から入力された信号の周波数を高周波へ変換するブロックである。Ｍｉｘｅｒ１５は、ＢＰＦ１６と接続しており、ここで変換した信号をＢＰＦ１６に入力する。【００２３】
ＢＰＦ１６は、Ｍｉｘｅｒ１５から入力された信号に対して、信号送信の際に使用する周波数以外の周波数を除去するブロックである。ＢＰＦ１６は、アンテナ１７と接続しており、ここで通過した信号を、アンテナ１７を介して送信する。【００２４】
また、同図では、送信装置１内で処理される種々の信号（信号の流れ）を信号Ｓ１〜Ｓ８で示している。信号Ｓ１は、送信する情報として送信装置１に入力される情報ビット系列を表す。信号Ｓ２は、各周波数で伝送するために信号Ｓ１を変調した後のデジタル信号（変調信号）を表す。信号Ｓ３は、ＩＦＦＴ１２により周波数信号から時間信号へ変換された信号を表す。信号Ｓ４は、デジタル信号である信号Ｓ３がアナログへ変換された信号を表す。信号Ｓ５は、信号Ｓ４から帯域外の不要な信号を減衰させた信号を表す。信号Ｓ６は、信号Ｓ５の中心周波数を高周波へシフトさせた信号を表す。信号Ｓ７は、信号Ｓ６から帯域外の不要な信号を減衰させた信号を表す。信号Ｓ８は、信号送信の際に使用する中心周波数を示す信号である。【００２５】
次に、ＲＱＡＭ変調部１１の詳細な構成について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１にかかるＲＱＡＭ変調部１１のブロック図である。図２に示すようにＲＱＡＭ変調部１１は、Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ変換部（Ｓ／Ｐ）１０１、１０２、１０３と、マッピング部１０４、１０５と、Ｐａｒａｌｌｅｌ／Ｓｅｒｉａｌ変換部（Ｐ／Ｓ）１０６、１０７、１０８と、を備えている。【００２６】
Ｓ／Ｐ１０１は、入力される情報ビット系列である信号Ｓ１（１６ＲＱＡＭでは、８ビットを単位とした情報列）を、２つのサブキャリアの同相成分（以下、Ｉ軸情報成分という）を含むＩ軸情報成分Ｓ１１（１６ＲＱＡＭでは、４ビットを単位とした情報列）と、２つのサブキャリアの直交成分（以下、Ｑ軸情報成分という）を含むＱ軸情報成分Ｓ１２（１６ＲＱＡＭでは、４ビットを単位とした情報列）との２つに分配する。なお、以下では２つのサブキャリアをサブキャリアαおよびサブキャリアβと呼ぶ場合がある。【００２７】
Ｓ／Ｐ１０２、１０３は、分配された情報をさらにサブキャリアごとに分配する。具体的には、Ｓ／Ｐ１０２は、Ｉ軸情報成分Ｓ１１を、サブキャリアαのＩ軸情報成分Ｓ１３（１６ＲＱＡＭでは、２ビットを単位とした情報列）と、サブキャリアβのＩ軸情報成分Ｓ１４（１６ＲＱＡＭでは、２ビットを単位とした情報列）と、に分配する。また、Ｓ／Ｐ１０３は、Ｑ軸情報成分Ｓ１２を、サブキャリアαのＱ軸情報成分Ｓ１５（１６ＲＱＡＭでは、２ビットを単位とした情報列）と、サブキャリアβのＱ軸情報成分Ｓ１６（１６ＲＱＡＭでは、２ビットを単位とした情報列）と、に分配する。【００２８】
マッピング部１０４、１０５は、従来の１６ＱＡＭマッピングまたは６４ＱＡＭマッピング等の信号点それぞれに対して、所定の行列をかけて得られる各信号点を配置した信号点配置のマッピング方式によってマッピングを行う。具体的には、マッピング部１０４、１０５は、以下の（１）式、（２）式または（３）式で表される行列をかけて各信号点を回転した配置を有するマッピング方式（ＲＱＡＭマッピング）でマッピングを行う。【００２９】
【数１】
2009096488.tif 000003
【００３０】
なお、回転の対象となるＱＡＭマッピングは、２2NＱＡＭマッピングであるものとする。すなわち、１６ＱＡＭマッピングに対しては、例えば（１）式にＮ＝２を代入した（４）式によって１６ＲＱＡＭマッピングを得ることができる。また、６４ＱＡＭマッピングに対しては、例えば（１）式にＮ＝３を代入した（５）式によって６４ＲＱＡＭマッピングを得ることができる。【００３１】
【数２】
2009096488.tif 000004
【００３２】
このようなマッピングを行うと、２Ｎビット伝送時に、各軸への射影された値が、Ｘｎ＝｛２ｋ−１｜Ｎ−１≦ｋ≦Ｎ｝と全て異なる値を取る。【００３３】
マッピング部１０４は、このようなＲＱＡＭマッピングにより、サブキャリアαのＩ軸情報成分Ｓ１３とサブキャリアβのＩ軸情報成分Ｓ１４とを、サブキャリアαのＩ軸周波数振幅成分Ｓ１７とサブキャリアβのＩ軸周波数振幅成分Ｓ１７とにマッピングする。【００３４】
また、マッピング部１０５は、ＲＱＡＭマッピングにより、サブキャリアαのＱ軸情報成分Ｓ１５とサブキャリアβのＱ軸情報成分Ｓ１６とを、サブキャリアαのＱ軸周波数振幅成分Ｓ１９とサブキャリアβのＱ軸周波数振幅成分Ｓ２０とにマッピングする。なお、マッピング部１０４およびマッピング部１０５の機能を統合したマッピング部を備えるように構成してもよい。マッピング部１０４、１０５によるＲＱＡＭマッピングの詳細については後述する。【００３５】
Ｐ／Ｓ１０６は、ＲＱＡＭマッピング後のサブキャリアαのＩ軸周波数振幅成分Ｓ１７とサブキャリアαのＱ軸周波数振幅成分Ｓ１９とを、直列データ系列であるサブキャリアαの複素の周波数信号成分Ｓ２１に変換する。【００３６】
Ｐ／Ｓ１０７は、ＲＱＡＭマッピング後のサブキャリアβのＩ軸周波数振幅成分Ｓ１８とサブキャリアβのＱ軸周波数振幅成分Ｓ２０とを、直列データ系列であるサブキャリアβの複素の周波数信号成分Ｓ２２に変換する。【００３７】
Ｐ／Ｓ１０８は、サブキャリアαの複素の周波数信号成分Ｓ２１と、サブキャリアβの複素の周波数信号成分Ｓ２２とを束ねて、複素の周波数信号成分である信号Ｓ２を、信号Ｓ１を変調したデジタル信号として出力する。【００３８】
次に、マッピング部１０４、１０５によるＲＱＡＭマッピングの信号点配置の詳細について説明する。図３は、従来の１６ＱＡＭマッピングの信号点配置を表す図である。図４は、図３の１６ＱＡＭマッピングに対して（４）式を適用して得られる１６ＲＱＡＭマッピングの信号点配置の一例を示す図である。【００３９】
なお、実際には、信号点の平均電力を１とするために、図３のＩ軸およびＱ軸の各値には、下記（６）式の数値が掛けられる。同様に、図４のＩ軸およびＱ軸の各値には、下記（７）式の数値が掛けられる。図３および図４では、説明のため、各数値を掛ける前の値を表示している。【００４０】
【数３】
2009096488.tif 000005
【００４１】
また、図４は、サブキャリアαのＩ軸情報成分を表すＩαと、サブキャリアβのＩ軸情報成分を表すＩβと、のマッピングの信号点配置の例を示しているが、サブキャリアαのＱ軸情報成分を表すＱαと、サブキャリアβのＱ軸情報成分を表すＱβとについても同様の信号点配置のマッピングが利用される。【００４２】
すなわち、マッピング部１０４は、Ｓ／Ｐ１０２から入力したサブキャリアαのＩ軸情報成分であるＳ１３（図４のＩαに相当）と、サブキャリアβのＩ軸情報成分であるＳ１４（図４のＩβに相当）とを、図４に示すＲＱＡＭマッピングにしたがって各サブキャリアのＩ軸周波数振幅成分にマッピングする。【００４３】
また、マッピング部１０５は、Ｓ／Ｐ１０３から入力したサブキャリアαのＱ軸情報成分であるＳ１５と、サブキャリアβのＱ軸情報成分であるＳ１６とを、図４に示すＲＱＡＭマッピングにしたがって各サブキャリアのＱ軸周波数成分にマッピングする。【００４４】
図３のような従来のＱＡＭ変調方式は、入力される情報ビット系列を、１つのサブキャリアのＩ軸とＱ軸とにマッピングしている。すなわち、例えば従来の１６ＱＡＭ変調方式では、まず４ビットを単位とした情報ビット系列が入力される。そして、４ビットの情報列が、Ｓ／Ｐによって周波数のＩ軸情報成分およびＱ軸情報成分の２つに分配され、図３のような１６ＱＡＭマッピングによって、サブキャリアごとにＩ軸周波数振幅成分とＱ軸周波数振幅成分とにマッピングされる。【００４５】
これに対し、図４に示す本実施の形態の変調方式は、２つのサブキャリア（サブキャリアαおよびサブキャリアβ）にまたがるように、サブキャリアαのＩ軸とサブキャリアβのＩ軸、およびサブキャリアαのＱ軸とサブキャリアβのＱ軸というような組み合わせでマッピングを行う。言い換えると、ＲＱＡＭ変調方式では、単一の周波数にマッピングを行うのではなく、複数の周波数にマッピングを行う。【００４６】
図４では、１６ＲＱＡＭマッピングの例を説明したが、６４ＲＱＡＭマッピングについても同様の方法を適用できる。図５は、従来の６４ＱＡＭマッピングの信号点配置を表す図である。図６は、図５の６４ＱＡＭマッピングに対して（５）式を適用して得られる６４ＲＱＡＭマッピングの信号点配置の一例を示す図である。【００４７】
なお、実際には、信号点の平均電力を１とするために、図５のＩ軸およびＱ軸の各値には、下記（８）式の数値が掛けられる。同様に、図６のＩ軸およびＱ軸の各値には、下記（９）式の数値が掛けられる。図５および図６では、説明のため、各数値を掛ける前の値を表示している。【００４８】
【数４】
2009096488.tif 000006
【００４９】
また、適用できるマッピング方式は１６ＱＡＭマッピングまたは６４ＱＡＭマッピングに限られず、例えば１シンボルを８ビットに多値化した２５６ＱＡＭ等にも適用できる。【００５０】
次に、実施の形態１の変調方式による通信特性の改善について説明する。図７は、従来の１６ＱＡＭマッピングによる受信信号イメージを示す模式図である。図８は、実施の形態１の１６ＲＱＡＭマッピングによる受信信号イメージを示す模式図である。【００５１】
マルチパス環境下では、受信信号がサブキャリア間で１０ｄＢ〜２０ｄＢ程度異なる場合がある。この場合、従来の１６ＱＡＭ変調方式では、図７に示すようにサブキャリア毎に通信特性が異なる。すなわち、通信特性が良好なサブキャリアと、通信特性が悪いサブキャリアとの間の特性差が極端に現れる場合がある。【００５２】
一方、１６ＲＱＡＭマッピングでは、異なるサブキャリア（サブキャリアα、サブキャリアβ）にまたがって伝送するため、図８に示すようにダイバーシティ効果が得られて受信信号点距離を広く取ることができる。これにより通信特性を向上させることができる。【００５３】
図９は、計算機シミュレーションで評価を行った結果として得られた１６ＲＱＡＭマッピングの通信特性（ＢＥＲ（Bit  Error  Rate）特性）の一例を示す図である。また、図１０は、６４ＲＱＡＭマッピングのＢＥＲ特性の一例を示す図である。【００５４】
図９および図１０は、伝送路が、周波数選択性フェージング環境、すなわち、周波数軸上にレイリー分布特性を持った状況であると仮定して評価を行っている。また、従来技術として、それぞれ１６ＱＡＭ変調および６４ＱＡＭ変調を選択し、１６ＲＱＡＭおよび６４ＲＱＡＭとを比較した結果を表している。さらに、図９および図１０は、誤り訂正なしの場合と、畳み込み符号（符号化率３／４）を用いた場合との２種類を図示している。なお、図９および図１０の横軸はＳＮＲ（Signal  to  Noise  Ratio）を表し、縦軸はＢＥＲを表す。【００５５】
図９および図１０に示すように、従来の変調方式と比較して、ダイバーシティ効果により通信特性（ＢＥＲ特性）が改善されている。なお、同図では示していないが、ＡＷＧＮ（Additive  white  Gaussian  noise）環境下では、従来の変調方式と同一の特性を示す。【００５６】
このように、実施の形態１にかかる送信装置では、従来のＱＡＭマッピングを変形したマッピング方式により、マルチキャリア通信における複数のサブキャリアにまたがるように送信信号をマッピングすることができる。このため、ダイバーシティ効果と多値化を同時に達成し、マルチパス環境における通信特性を改善することができる。すなわち、従来の送信装置のＱＡＭマッピングを、ＲＱＡＭマッピングに変更することにより、ＡＷＧＮ環境下では、ＱＡＭ変調と同じ特性を得ることができるとともに、マルチパス環境では、ダイバーシティ効果により、ＱＡＭ変調よりも優れた特性を得ることが可能になる。【００５７】
実施の形態２．
実施の形態２にかかる送信装置は、入力された信号をインターリーブ処理により周波数方向および時間方向へ拡散した後に、実施の形態１のＲＱＡＭマッピングを行う。【００５８】
図１１は、実施の形態２にかかる送信装置２のブロック図である。図２に示すように、送信装置２は、インターリーブ部２１と、ＲＱＡＭ変調部１１と、ＩＦＦＴ１２と、ＤＡＣ１３と、ＬＰＦ１４と、Ｍｉｘｅｒ１５と、ＢＰＦ１６と、アンテナ１７と、ＬＯＣＡＬ１８とを備えている。【００５９】
実施の形態２では、インターリーブ部２１が追加されたことが実施の形態１と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態１にかかる送信装置１の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。【００６０】
インターリーブ部２１は、入力された信号を周波数方向および時間方向へ拡散するブロックである。このように信号を拡散することにより、連続したビット列が同じサブキャリアにマッピングされることを避けることができる。これにより、ダイバーシティ効果をより得やすくなる効果が期待される。なお、同図の信号Ｓ２２は、送信装置２に入力される情報ビット系列である信号Ｓ１をインターリーブしたビット列を表す。【００６１】
実施の形態３．
実施の形態３にかかる送信装置は、入力された信号に対して誤り訂正符号化処理を行った後に、実施の形態１のＲＱＡＭマッピングを行う。【００６２】
図１２は、実施の形態３にかかる送信装置３のブロック図である。図３に示すように、送信装置３は、符号化部３１と、ＲＱＡＭ変調部１１と、ＩＦＦＴ１２と、ＤＡＣ１３と、ＬＰＦ１４と、Ｍｉｘｅｒ１５と、ＢＰＦ１６と、アンテナ１７と、ＬＯＣＡＬ１８とを備えている。【００６３】
実施の形態３では、符号化部３１が追加されたことが実施の形態１と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態１にかかる送信装置１の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。【００６４】
符号化部３１は、入力された信号に対して誤り訂正符号化処理を行う。これにより、伝送路にて誤りが生じた際に、受信側にて誤りを訂正することができる。この効果により、ＢＥＲを低減することができ、通信容量の増大化や通信遅延の減少が期待される。なお、同図の信号Ｓ３１は、送信装置３に入力される情報ビット系列である信号Ｓ１を誤り訂正符号化したビット列を表す。【００６５】
実施の形態４．
実施の形態４にかかる送信装置は、シングルキャリア通信に対してＲＱＡＭマッピングを適用する。【００６６】
図１３は、実施の形態４にかかる送信装置４のブロック図である。図４に示すように、送信装置４は、ＲＱＡＭ変調部４１と、ＬＰＦ４２と、ＤＡＣ１３と、ＬＰＦ１４と、Ｍｉｘｅｒ１５と、ＢＰＦ１６と、アンテナ１７と、ＬＯＣＡＬ１８とを備えている。【００６７】
実施の形態３では、ＲＱＡＭ変調部４１の機能と、ＩＦＦＴ１２の代わりにＬＰＦ４２を備えたこととが実施の形態１と異なっている。その他の構成および機能は、実施の形態１にかかる送信装置１の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略する。【００６８】
ＲＱＡＭ変調部４１は、シングルキャリアで送信する複数のシンボルにまたがるように送信信号をＲＱＡＭマッピングする。このように、実施の形態１のＲＱＡＭ変調部１１がマルチキャリア通信の複数のサブキャリアにまたがるように送信信号をＲＱＡＭマッピングすることにより、周波数方向へのダイバーシティ効果を狙ったのに対し、実施の形態４のＲＱＡＭ変調部４１は、時間方向へのダイバーシティ効果を狙っている。シングルキャリアでも、伝送路変動が通信時間に比べて高速に変動を生じる場合には、ＲＱＡＭ変調方式は有効である。【００６９】
ＬＰＦ４２は、ＲＱＡＭ変調部４１から入力された矩形信号に対して波形を整形し、周波数の高調波成分を減衰させる処理を行うブロックである。なお、同図の信号Ｓ４１は、ＲＱＡＭマッピングによって出力される時間信号を表す。また、信号Ｓ４２は、ＬＰＦ４２によって波形整形された信号を表す。【００７０】
なお、実施の形態４に対して、実施の形態２で示したように時間方向への相関を無くす効果を狙ってインターリーブ処理を実行するように構成してもよいし、実施の形態３で示したように受信側で誤り訂正を行うための符号化処理を実行するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる送信装置および変調方式は、マルチパス環境などの伝送路が変動する無線通信システムにおける送信装置および変調方式に有用であり、特に、マルチキャリアを用いた送信装置および変調方式に適用される。
【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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【国際調査報告】
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