(57)【要約】      （修正有）【課題】安価で高効率な通信方式を提供する。【解決手段】送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信し、当該アナログ信号から時系列な複数の離散データをサンプリング抽出する第１のステップと、前記複数の離散データをモード解析することにより前記デジタル信号に復調する第２のステップと、を有する復調方法。また、送信対象のデジタル信号を入力する第１のステップと、入力信号に基づいてキャリア信号の周波数を変化させる周波数変調を行う第２のステップを有する変調方法。【選択図】図４
2011193216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信し、当該アナログ信号から時系列な複数の離散データをサンプリング抽出する第１のステップと、
前記複数の離散データをモード解析することにより前記デジタル信号に復調する第２のステップと、
を有することを特徴とする復調方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、
変調装置が変調に用いた周波数に対応付けられた固有のビット列を記憶手段に記憶しておき、前記離散データＳｎ（但し、ｎは時系列に沿った順番。）に対して未定係数をａｋとする線形差分方程式Ｓｎ＝ΣｋａｋＳｎ−ｋ（但し、ｋ＝１〜Ｋ、Ｋは線形差分方程式の次数。）をたて、当該線形差分方程式を前記離散データにフィッティングすることにより前記未定係数を決定し、決定後の線形差分方程式からＳｎ＝Σｋｅ＊（但し、＊＝Ｃｋ＋（２πｉｆｋ＋λｋ）ｎΔＴ、ｋ＝１〜Ｋ、ｅＣは振幅、ｉは虚数単位、ｆは周波数、λは信号減衰率、ΔＴはサンプリング周期。）を導出して解くモード解析により前記周波数変調に用いられた周波数を求め、当該周波数に対応するビット列を前記記憶手段から取得することを特徴とする請求項１に記載の復調方法。
【請求項３】
前記第２のステップは、
前記フィッティングを最小二乗法により行うことを特徴とする請求項２に記載の復調方法。
【請求項４】
送信対象のデジタル信号を入力する第１のステップと、
入力された前記デジタル信号に基づいてキャリア信号の周波数を変化させる周波数変調を、前記キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で行う第２のステップと、
を有することを特徴とする変調方法。
【請求項５】
前記第２のステップは、
前記キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、前記周波数変調を行うことを特徴とする請求項４に記載の変調方法。
【請求項６】
前記第２のステップは、
前記複数の正弦波の各周波数に固有のビット列をそれぞれ割り当てて記憶手段に記憶しておき、入力された前記デジタル信号のビット列に対応する周波数を前記記憶手段から取得して、取得した周波数の正弦波を用いて前記アナログ信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の変調方法。
【請求項７】
前記正弦波は、
周波数の異なる複数の正弦波が組み合わされていることを特徴とする請求項５又は６に記載の変調方法。
【請求項８】
送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信し、当該アナログ信号から時系列な複数の離散データをサンプリング抽出する信号受信手段と、
前記複数の離散データをモード解析することにより前記デジタル信号に復調する信号復調手段と、
を有することを特徴とする復調装置。
【請求項９】
前記信号復調手段は、
変調装置が変調に用いた周波数に対応付けられた固有のビット列を記憶手段に記憶しておき、前記離散データＳｎ（但し、ｎは時系列に沿った順番。）に対して未定係数をａｋとする線形差分方程式Ｓｎ＝ΣｋａｋＳｎ−ｋ（但し、ｋ＝１〜Ｋ、Ｋは線形差分方程式の次数。）をたて、当該線形差分方程式を前記離散データにフィッティングすることにより前記未定係数を決定し、決定後の線形差分方程式からＳｎ＝Σｋｅ＊（但し、＊＝Ｃｋ＋（２πｉｆｋ＋λｋ）ｎΔＴ、ｋ＝１〜Ｋ、ｅＣは振幅、ｉは虚数単位、ｆは周波数、λは信号減衰率、ΔＴはサンプリング周期。）を導出して解くモード解析により前記周波数変調に用いられた周波数を求め、当該周波数に対応するビット列を前記記憶手段から取得することを特徴とする請求項８に記載の復調装置。
【請求項１０】
前記信号復調手段は、
前記フィッティングを最小二乗法により行うことを特徴とする請求項９に記載の復調装置。
【請求項１１】
送信対象のデジタル信号を入力する信号入力手段と、
入力された前記デジタル信号に基づいてキャリア信号の周波数を変化させる周波数変調を、前記キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で行う信号変調手段と、
を有することを特徴とする変調装置。
【請求項１２】
前記信号変調手段は、
前記キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、前記周波数変調を行うことを特徴とする請求項１１に記載の変調装置。
【請求項１３】
前記信号変調手段は、
前記複数の正弦波の各周波数に固有のビット列をそれぞれ割り当てて記憶手段に記憶しておき、入力された前記デジタル信号のビット列に対応する周波数を前記記憶手段から取得して、取得した周波数の正弦波を用いて前記アナログ信号を生成することを特徴とする請求項１２に記載の変調装置。
【請求項１４】
前記正弦波は、
周波数の異なる複数の正弦波が組み合わされていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル通信における信号の変調技術及び復調技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、デジタル通信の通信速度を向上するには、通信に用いる帯域幅を確保するために、送信側の変調装置と受信側の復調装置との通信に用いるキャリア信号の周波数（以下、キャリア周波数という）を高くする必要があった。
【０００３】
このキャリア周波数の範囲内で一定の帯域幅を設定して通信を行うが、そのスペクトル効率（ビット転送速度［ｂｐｓ］／帯域幅［Ｈｚ］）は、例えば、効率の高いＩＥＥＥ８０２．１１ｎであっても、最大約７［ｂｐｓ／Ｈｚ］（＝３００Ｍｂｐｓ／４０ＭＨｚ）程度である。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格で用いられるキャリア周波数は２．４ＧＨｚ／５ＧＨｚであることから（非特許文献１参照）、キャリア信号の１サイクル当たりで伝達される情報量は、約０．１３［ｂｉｔ／ｃｙｃｌｅ］（＝３００Ｍｂｐｓ／２．４ＧＨｚ）程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３６８４７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＩＥＥＥ  ８０２．１１」、フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』、[online]、[平成22年3月9日検索]、インターネット<URL : http://ja.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
すなわち、極めて高い周波数帯域の高度な技術が必要であるため、高い通信速度を容易に実現することは困難であった。また、キャリア信号の１サイクル当たりで伝達可能な情報量は少なく、非効率であった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、安価で高効率な通信方式を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信し、当該アナログ信号から時系列な複数の離散データをサンプリング抽出する第１のステップと、前記複数の離散データをモード解析することにより前記デジタル信号に復調する第２のステップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、モード解析を用いて信号を復調するため、安価で高効率な通信方式を提供できる。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、前記第２のステップが、変調装置が変調に用いた周波数に対応付けられた固有のビット列を記憶手段に記憶しておき、前記離散データＳｎ（但し、ｎは時系列に沿った順番。）に対して未定係数をａｋとする線形差分方程式Ｓｎ＝ΣｋａｋＳｎ−ｋ（但し、ｋ＝１〜Ｋ、Ｋは線形差分方程式の次数。）をたて、当該線形差分方程式を前記離散データにフィッティングすることにより前記未定係数を決定し、決定後の線形差分方程式からＳｎ＝Σｋｅ＊（但し、＊＝Ｃｋ＋（２πｉｆｋ＋λｋ）ｎΔＴ、ｋ＝１〜Ｋ、ｅＣは振幅、ｉは虚数単位、ｆは周波数、λは信号減衰率、ΔＴはサンプリング周期。）を導出して解くモード解析により前記周波数変調に用いられた周波数を求め、当該周波数に対応するビット列を前記記憶手段から取得することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、前記第２のステップが、前記フィッティングを最小二乗法により行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、送信対象のデジタル信号を入力する第１のステップと、入力された前記デジタル信号に基づいてキャリア信号の周波数を変化させる周波数変調を、前記キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で行う第２のステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で周波数変調を行うため、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を増加できる。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、前記第２のステップが、前記キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、前記周波数変調を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、周波数変調を行うため、できるだけ低いキャリア周波数を用いて、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を最大化することができ、高効率な通信方式を提供できる。
【００１６】
請求項６に記載の本発明は、前記第２のステップが、前記複数の正弦波の各周波数に固有のビット列をそれぞれ割り当てて記憶手段に記憶しておき、入力された前記デジタル信号のビット列に対応する周波数を前記記憶手段から取得して、取得した周波数の正弦波を用いて前記アナログ信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の本発明は、前記正弦波が、周波数の異なる複数の正弦波が組み合わされていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の本発明は、送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信し、当該アナログ信号から時系列な複数の離散データをサンプリング抽出する信号受信手段と、前記複数の離散データをモード解析することにより前記デジタル信号に復調する信号復調手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、モード解析を用いて信号を復調するため、安価で高効率な通信方式を提供できる。
【００２０】
請求項９に記載の本発明は、前記信号復調手段が、変調装置が変調に用いた周波数に対応付けられた固有のビット列を記憶手段に記憶しておき、前記離散データＳｎ（但し、ｎは時系列に沿った順番。）に対して未定係数をａｋとする線形差分方程式Ｓｎ＝ΣｋａｋＳｎ−ｋ（但し、ｋ＝１〜Ｋ、Ｋは線形差分方程式の次数。）をたて、当該線形差分方程式を前記離散データにフィッティングすることにより前記未定係数を決定し、決定後の線形差分方程式からＳｎ＝Σｋｅ＊（但し、＊＝Ｃｋ＋（２πｉｆｋ＋λｋ）ｎΔＴ、ｋ＝１〜Ｋ、ｅＣは振幅、ｉは虚数単位、ｆは周波数、λは信号減衰率、ΔＴはサンプリング周期。）を導出して解くモード解析により前記周波数変調に用いられた周波数を求め、当該周波数に対応するビット列を前記記憶手段から取得することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の本発明は、前記信号復調手段が、前記フィッティングを最小二乗法により行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の本発明は、送信対象のデジタル信号を入力する信号入力手段と、入力された前記デジタル信号に基づいてキャリア信号の周波数を変化させる周波数変調を、前記キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で行う信号変調手段と、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で周波数変調を行うため、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を増加できる。
【００２４】
請求項１２に記載の本発明は、前記信号変調手段が、前記キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、前記周波数変調を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、周波数変調を行うため、できるだけ低いキャリア周波数を用いて、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を最大化することができ、高効率な通信方式を提供できる。
【００２６】
請求項１３に記載の本発明は、前記信号変調手段が、前記複数の正弦波の各周波数に固有のビット列をそれぞれ割り当てて記憶手段に記憶しておき、入力された前記デジタル信号のビット列に対応する周波数を前記記憶手段から取得して、取得した周波数の正弦波を用いて前記アナログ信号を生成することを特徴とする。
【００２７】
請求項１４に記載の本発明は、前記正弦波が、周波数の異なる複数の正弦波が組み合わされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、安価で高効率な通信方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】変調・復調システムの全体構成を示す図である。
【図２】実施例１の変調装置で記憶されるコード表を示す図である。
【図３】実施例１の信号変調部での周波数変調を説明する図である。
【図４】実施例１の信号復調部で復調される周波数を説明する図である。
【図５】実施例２の変調装置で記憶されるコード表を示す図である。
【図６】実施例２の信号変調部での周波数変調を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００３１】
図１は、実施例１に係る変調・復調システムの全体構成を示す図である。本変調・復調システムは、送信対象であるデジタル信号をアナログ信号に変調して送信する送信側の変調装置１と、変調装置１から送信されたアナログ信号を受信して上記デジタル信号に復調する復調装置３とで構成され、有線又は無線の通信ネットワークを介して通信可能に接続されている。
【００３２】
最初に、変調装置１について説明する。変調装置１は、送信対象であるデジタル信号を入力する信号入力部１１と、入力されたデジタル信号をアナログ信号に変調する信号変調部１２と、変調されたアナログ信号を上記通信ネットワークに出力する信号送信部１３とで構成されている。以下、変調装置１の各機能部について詳細に説明する。
【００３３】
信号入力部１１は、送信対象であるデジタル信号を入力し、１又は０からなるビット列として信号変調部１２に送出する機能を有している。
【００３４】
信号変調部１２は、復調装置３との通信に用いるキャリア信号の周波数（以下、キャリア周波数という）を上限とし、周波数の異なる４個の変調用周波数ｆｋ（ｋ＝１〜４）に固有のビット列（００，０１，１０，１１）をそれぞれ割り当てたコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、信号入力部１１から送出された２ビットのビット列に対応する変調用周波数ｆｋをコード表から取得し、取得した変調用周波数ｆｋの正弦波を用いてキャリア周波数を変調する機能を有している。
【００３５】
具体的には、例えば、図２に示すコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、信号入力部１１から送出されたビット列が「００１００１１１０１」である場合には、図３に示すように、キャリア周波数の１周期をタイムスロットルにより５分割し、最初の２ビット「００」に対応する変調用周波数ｆ１の正弦波を最初の分割区間のタイムスロットルに埋め込み、次の２ビット「１０」に対応する変調用周波数ｆ３の正弦波を次の分割区間のタイムスロットルに埋め込む処理を繰り返すことによりキャリア周波数の周波数変調を行って、アナログ信号を生成する。すなわち、正弦波でコード化された信号を、キャリア周波数の１周期（サイクル）よりも短い期間（５分割された各分割区間）で生成してアナログ化する。
【００３６】
信号送信部１３は、信号変調部１２により生成されたアナログ信号を有線又は無線で外部に出力する機能を有している。
【００３７】
すなわち、実施例１の変調装置１によれば、キャリア周波数を上限とする４個の変調用周波数ｆｋ（ｋ＝１〜４）に固有のビット列をそれぞれ割り当てたコード表を予め記憶しておき、入力されたデジタル信号の信号列のうち２ビットに対応する変調用周波数ｆｋをコード表から取得し、キャリア周波数の１周期を５分割した各分割区間のタイムスロットルに、取得した変調周波数ｆｋの正弦波をそれぞれ埋め込んでキャリア周波数の周波数変調を行うので、キャリア信号の１サイクル当たり、１０［ｂｉｔ／ｃｙｃｌｅ］（＝２ビット×５タイムスロットル）を埋め込むことが可能となる。これは、背景技術で説明した従来のＩＥＥＥ８０２．１１ｎで伝達可能な情報量に対して、約８０倍の情報量を伝達することが可能となる。
【００３８】
なお、実施例１では、ビット列のビット数として２ビットを用い、変調用周波数ｆｋの個数として４個を用いて説明したが、ビット数をｎビット（ｎは１以上の整数）とすることも可能であるし、変調用周波数ｆｋの個数を２ｎ個とすることも可能である。
【００３９】
また、実施例１では、キャリア周波数の分割数を５つとして説明したが、Ｎ分割（Ｎは１よりも大きい任意の実数であり、整数に限定されない）とした場合であっても、同様の効果を得ることが可能である。
【００４０】
次に、復調装置３について説明する。復調装置３は、送信対象のデジタル信号により周波数変調されたアナログ信号を受信する信号受信部３１と、受信したアナログ信号を上記デジタル信号に復調する信号復調部３２と、復調されたデジタル信号を外部に出力する信号出力部３３とで構成されている。以下、復調装置３の各機能部について詳細に説明する。
【００４１】
信号受信部３１は、周波数変調されたアナログ信号を受信し、受信したアナログ信号のアナログ波形を用いて、キャリア周波数よりも十分高いサンプリング周波数で（換言すれば、サンプリング周期ΔＴを、（１／（２ΔＴ））≫キャリア周波数となるようにとって）サンプリングし、そのサンプリングによって抽出された離散的なデータを時系列データＳｎ（ｎは時系列に沿った順番）としてデジタル化し、信号復調部３２に送出する機能を有している。
【００４２】
信号復調部３２は、信号受信部３１から送出された時系列データＳｎをモード解析することによりデジタル信号に復調する機能を有している。モード解析の一例については後述する。
【００４３】
信号出力部３３は、信号復調部３２により復調された所期のデジタル信号を出力する機能を有している。
【００４４】
続いて、信号復調部３２によるモード解析の一例として、線形差分方程式によるフィッティングを用いた解析法について図４を参照しながら説明する。
【００４５】
信号復調部３２は、サンプリングによって抽出された時系列データＳｎに対して、後述するフィッティングを行うために未定係数をａｋとする線形差分方程式（式（１））を立てる。
【００４６】
【数１】
2011193216.tif 000003
なお、Ｋは線形差分方程式の次数を示す。
【００４７】
最小二乗法等を用いて上記線形差分方程式を時系列データＳｎにフィッティングすることにより未定係数ａｋを決定する。これにより、時系列データＳｎに対応する線形差分方程式が決定される。そして、決定された線形差分方程式を解くことにより、変調装置１で変調に用いた変調用周波数を得ることが可能となる。以下、線形差分方程式から変調用周波数を導出するまでの過程について説明する。
【００４８】
変調周波数は図３に示した各分割区間に１つだけであることから、線形差分方程式の次数Ｋは２以上であればよい。これは、実施例１では、１つの変調用周波数が符号の異なる２つの周波数の組（±ｆｋ）として算出されるため、次数Ｋは、求めたい変調用周波数の倍の値が必要となるからである。以下、理解を容易にするため、Ｋ＝２の場合について説明する。
【００４９】
Ｋ＝２の場合、式（１）に示した線形差分方程式は式（２）となる。
【００５０】
【数２】
2011193216.tif 000004
ここで、定数ｂ１を式（３）とし、定数ｂ２を式（４）とし、ｃ１，ｃ２を別途Ｓｎへのフィッティングによって定める定数とすると、
【００５１】
【数３】
2011193216.tif 000005
式（２）を式（５）で表現することができる。
【００５２】
【数４】
2011193216.tif 000006
また、式（５）は、指数関数を用いて式（６）のように表現することができる。
【００５３】
【数５】
2011193216.tif 000007
ここで、上記Ｓｎを、変調用周波数を明示的に含む形で表記するため、式（７）〜式（１２）の定数を導入する。
【００５４】
【数６】
2011193216.tif 000008
すると、Ｓｎは式（１３）に示すように表現できる。
【００５５】
【数７】
2011193216.tif 000009
なお、定数ｂ１，ｂ２の定義よりλ１＝λ２、ｆ１＝−ｆ２が常に成立し、変調用周波数は、ｆ１＝−ｆ２として得ることが可能となる。
【００５６】
すなわち、式（１）は線型であることから、ＤＫＡ（Durand-Kerner-Aberth）法等の公知の方法を用いて容易に解くことが可能となり、結果的には、式（１）から式（１４）を導出することが可能となる。
【００５７】
【数８】
2011193216.tif 000010
なお、ｅＣは振幅、ｉは虚数単位、ｆは周波数、λは信号減衰率、ΔＴは信号受信部３１でサンプリングしたサンプリング周期を示す。
【００５８】
そして、信号復調部３２は、図２に示したコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、式（１４）を用いて変調用周波数ｆｋを求め、求めた変調用周波数ｆｋに対応するビット列をコード表から取得して、信号出力部３３に順次出力する。
【００５９】
なお、変調用周波数ｆｋの抽出は、特許文献１に記載された方法を用いることも可能である。また、次数Ｋを３以上にする場合には、振幅‖ｅＣｋ‖を最大とするｆｋを所期の周波数として採用すればよい。
【００６０】
一般に、Ｌ組の変調用周波数を同時に用いて変調を行う場合、次数Ｋは２Ｌ以上とする必要があり、Ｌ＝１の場合（即ち、次数Ｋが２の場合）が実施例１に対応し、Ｌ＝２の場合（即ち、次数Ｋが４の場合）が後述する実施例２に対応している。
【００６１】
すなわち、実施例１の復調装置３によれば、信号復調部３２により、信号受信部３１から送出された時系列データＳｎをモード解析することによりデジタル信号に復調するので、安価で高効率な通信方式を提供できる。
【００６２】
以下、実施例１に係る変調・復調システムの処理フローについて説明する。最初に、変調装置１の信号入力部１１により、送信対象であるデジタル信号が入力され、１又は０からなるビット列として信号変調部１２に送出される（Ｓ１）。
【００６３】
次いで、信号変調部１２により、キャリア信号のキャリア周波数を上限とし、周波数の異なる４個の変調用周波数ｆｋに固有のビット列をそれぞれ割り当てたコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、信号入力部１１から送出された２ビットのビット列に対応する変調用周波数ｆｋをコード表から取得し、取得した変調用周波数ｆｋの正弦波を用いて、キャリア周波数の１周期を５分割した各分割区間を変調する（Ｓ２）。
【００６４】
最後に、信号送信部１３により、信号変調部１２で生成されたアナログ信号を有線又は無線で復調装置３に出力する（Ｓ３）。
【００６５】
次に、復調装置３の信号受信部３１により、変調装置１から出力されたアナログ信号を受信し、離散的なデータを時系列データＳｎとしてサンプリング抽出する（Ｓ４）。
【００６６】
次いで、信号復調部３２により、信号受信部３１で抽出された時系列データＳｎをモード解析（例えば、上述した線形差分方程式によるフィッティングを用いての解析）することによりデジタル信号に復調する（Ｓ５）。
【００６７】
最後に、信号出力部３３により、信号復調部３２で復調されたデジタル信号を出力する（Ｓ６）。
【実施例２】
【００６８】
次に、２つ目の実施例について説明する。以下、実施例１と相違する、変調装置１の信号変調部１２と、復調装置３の信号復調部３２とについて説明する。その他の各機能部の有する特徴的機能については実施例１で説明したものと同様であるため、ここでは重複する説明は省略する。
【００６９】
信号変調部１２は、復調装置３との通信に用いるキャリア信号のキャリア周波数を上限とし、任意の変調用周波数の組（ｆｋ（ｋ＝１〜４）とｇｋ（ｋ＝１〜４）との２組、合計８周波数）に固有のビット列（００００，０００１，…，１１１１）をそれぞれ割り当てたコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、信号入力部１１から送出された４ビットのビット列に対応する変調用周波数ｆｋ，ｇｋの組をコード表から取得し、取得した変調用周波数ｆｋの正弦波と変調用周波数ｇｋの正弦波とを用いてキャリア周波数を変調する機能を有している。
【００７０】
具体的には、例えば、図５に示すコード表を記憶部（不図示）に記憶しておき、信号入力部１１から送出されたビット列が「０００００００１１０１１１１１００１００」である場合には、図６に示すように、キャリア周波数の１周期をタイムスロットルにより５分割し、最初の４ビット「００００」に対応する変調用周波数ｆ１の正弦波と変調用周波数ｇ１の正弦波との合成波を最初の分割区間のタイムスロットルに埋め込み、次の４ビット「０００１」に対応する変調用周波数ｆ２の正弦波と変調用周波数ｇ１の正弦波との合成波を次の分割区間のタイムスロットルに埋め込む処理を繰り返すことによりキャリア周波数の周波数変調を行って、アナログ信号を生成する。
【００７１】
これにより、実施例１の変調装置１によれば、キャリア信号の１サイクル当たり、２０［ｂｉｔ／ｃｙｃｌｅ］（＝４ビット×５タイムスロットル）を埋め込むことが可能となる。すなわち、実施例１で伝達可能な情報量の２倍を伝達することが可能となる。
【００７２】
なお、変調用周波数の組を２組として説明したが、３組以上とすることも可能である。
【００７３】
一方、信号復調部３２における実施例１との相違点は、式（１）に示した線形差分方程式の次数Ｋを４以上にすることにある。これにより、図６に示した分割区間毎に、変調に用いられた２つの変調用周波数が抽出されることになる。なお、次数Ｋを５以上にする場合には、振幅‖ｅＣｋ‖が大きい方から２つのｆｋ，ｇｋを所期の周波数として採用すればよい。
【００７４】
以上より、実施例１，２によれば、信号復調部３２により、モード解析を用いて信号を復調するので、安価で高効率な通信方式を提供できる。
【００７５】
実施例１，２によれば、信号変調部１２により、キャリア信号の周波数の１周期よりも短い期間で周波数変調を行うので、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を増加できる。
【００７６】
実施例１，２によれば、信号変調部１２により、キャリア信号の周波数を上限とし、周波数の異なる複数の正弦波を用いて送信されるアナログ信号を生成することにより、周波数変調を行うので、できるだけ低いキャリア周波数を用いて、キャリアの１周期（サイクル）当たりで伝達される情報量を最大化することができ、高効率な通信方式を提供できる。
【００７７】
実施例２によれば、複数の変調用周波数の正弦波からなる合成波を用いて周波数変調を行うので、伝達する情報量を実施例１よりも増加できる。
【００７８】
最後に、実施例１，２によれば、キャリアの１サイクル当たりの情報密度を従来技術よりも高くしたデジタル通信の実現が可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
１…変調装置
１１…信号入力部
１２…信号変調部
１３…信号送信部
３…復調装置
３１…信号受信部
３２…信号復調部
３３…信号出力部
Ｓ１〜Ｓ６…ステップ
【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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