(57)【要約】  直交変調方式を用いる通信システムで用いられる送信機であって、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、互いに直交する複数の直交系列の直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた情報系列と直交系列の対応付けを規定する直交系列部１２と、情報系列のいずれかを入力されると、当該入力された情報系列に直交系列部の対応付けによって対応付けられた直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部１１と、を備える。
2016076002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、互いに直交する複数の直交系列の直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた前記情報系列と前記直交系列の対応付けを規定する直交系列部と、
前記情報系列のいずれかを入力されると、当該入力された情報系列に前記直交系列部の前記対応付けによって対応付けられた前記直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記情報系列と前記直交系列の前記対応付けは、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が大きい組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記判定誤りの生じにくい組み合わせとを対応させる、および、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が小さい組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記判定誤りの生じやすい組み合わせとを対応させる、
の少なくとも一方を行って、当該対応させた組み合わせの情報系列と直交系列とをそれぞれ対応付けて定められたことを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記直交系列間の判定誤りの生じやすさは当該直交系列間の信号点間距離の大きさに基づいて定められ、
前記差異が大きい組み合わせは前記信号点間距離が大きい組み合わせであり、
前記差異が小さい組み合わせは前記信号点間距離が小さい組み合わせである、
ことを特徴とする請求項２に記載の送信機。
【請求項４】
情報系列間の前記差異が大きい組み合わせは前記差異が最大の組み合わせであり、
情報系列間の前記差異が小さい組み合わせは前記差異が最小の組み合わせであり、
前記直交系列間の前記信号点間距離が大きい組み合わせは前記信号点間距離が最大の組み合わせであり、
前記直交系列間の前記信号点間距離が小さい組み合わせは前記信号点間距離が最小の組み合わせである
ことを特徴とする請求項３に記載の送信機。
【請求項５】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接した、前記位相回転量以外は同じである前記直交系列を組み合わせて、前記判定誤りの生じやすい直交系列の組み合わせとすることを特徴とする請求項３に記載の送信機。
【請求項６】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記シンボルマッピング部で生成された前記変調シンボルを、当該変調シンボルの送信タイミングに応じた互いに異なる位相回転量で位相回転する位相回転部を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項７】
前記変調シンボルを位相回転する位相回転量は、前記直交系列において定義される位相状態の数と前記送信タイミングとに応じて決定されることを特徴とする請求項６に記載の送信機。
【請求項８】
前記直交系列は、直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式に基づいて構成された陪直交変調方式の直交系列であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項９】
互いに直交する複数の直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、
前記相関処理部が求めた相関に基づいて、対向する前記送信機がいずれの前記直交系列を送信したかを判定し、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、前記直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた前記情報系列と前記直交系列の対応付けに基づいて、判定した前記直交系列に対応する前記情報系列を復元する判定部と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１０】
前記情報系列と前記直交系列の前記対応付けは、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が大きい組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記判定誤りの生じにくい組み合わせとを対応させる、および、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が小さい組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記判定誤りの生じやすい組み合わせとを対応させる、
の少なくとも一方を行って、当該対応させた組み合わせの情報系列と直交系列とをそれぞれ対応付けて定められたことを特徴とする請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
前記直交系列間の判定誤りの生じやすさは信号点間距離の大きさに基づいて定められ、
前記差異が大きい組み合わせは前記信号点間距離が大きい組み合わせであり、
前記差異が小さい組み合わせは前記信号点間距離が小さい組み合わせである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の受信機。
【請求項１２】
情報系列間の前記差異が大きい組み合わせは前記差異が最大の組み合わせであり、
情報系列間の前記差異が小さい組み合わせは前記差異が最小の組み合わせであり、
前記直交系列間の前記信号点間距離が大きい組み合わせは前記信号点間距離が最大の組み合わせであり、
前記直交系列間の前記信号点間距離が小さい組み合わせは前記信号点間距離が最小の組み合わせである
ことを特徴とする請求項１１に記載の受信機。
【請求項１３】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接し前記位相回転量以外は同じである前記直交系列を組み合わせて、前記判定誤りの生じやすい直交系列の組み合わせとすることを特徴とする請求項１１に記載の受信機。
【請求項１４】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
対向する前記送信機から受信する信号は、前記送信機が送信する変調シンボルを当該変調シンボルの送信タイミングに応じた互いに異なる位相回転量の位相回転をして送信した信号であって、
対向する前記送信機から受信した信号から得られた前記入力信号に対し、前記送信機で行われた位相回転をキャンセルする位相回転を行って前記相関処理部に入力する位相回転部を
備えたことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
前記直交系列は、直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式に基づいて構成された陪直交変調方式の直交系列であることを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記直交系列は、異なる複数の周波数を用いる直交ＦＳＫ（Frequency Shift keying）方式に基づいて複素平面上で直交する２つの位相状態により構成された陪直交変調方式の直交系列であり、
前記情報系列と前記直交系列の前記対応付けは、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接した、前記位相回転量以外は同じである前記直交系列の組み合わせを前記判定誤りの生じやすい組み合わせとして、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が小さい組み合わせと前記判定誤りの生じやすい組み合わせとを対応させる、
ことを特徴とする請求項１に記載に送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直交変調方式を用いる送信機および受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信情報を直交系列に割り当てて伝送を行う直交変調方式は、使用する直交系列の次元が大きい場合に白色ガウス雑音伝送路におけるビット誤り率を低く抑えることができ、高い電力効率が求められる通信システムにおいて特に有用な方式である。直交変調方式で用いられる直交系列は、直交系列同士が互いに直交するようにできれば任意のもので構成することができる。例えば、周波数が異なる正弦波の組み合わせで構成された系列のなかから送信情報に対応付けられた一つの系列を選んで送信する直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）も直交変調方式の一種とみなすことができる。【０００３】
直交変調方式では直交行列を用いて直交系列を定義することが行われるが、直交変調方式を拡張する方式として、直交行列と例えばその直交行列の補数の行列とを用いて直交系列を定義する陪直交変調方式が提案されている（非特許文献１）。ここで、補数の行列とは、例えば直交行列の各要素が０と１の二値であれば、各要素の０と１を反転した行列である。陪直交変調方式では、送信情報を割り当て可能な直交系列の数が直交変調方式の２倍になり、１つの直交系列で伝送可能な情報量が２倍になるので、周波数利用効率を向上することが可能になる。【０００４】
上述の陪直交変調方式の直交系列のうち、直交行列の補数の行列で定義される部分については、その元になった直交行列で定義された直交系列の信号に対して逆位相を持つ信号、すなわち、位相がπ回転した信号とみなすことができる。さらに、位相回転をπに限定する必要はないことから、陪直交変調方式は、元となる一つの直交行列とその直交行列に対してあらかじめ定められた位相回転量で位相回転をした新たな直交行列とから定義される直交系列を用いて送信情報を送信する方式と一般化することができる。【０００５】
そして、一つの直交行列に対して位相回転量の異なる位相回転をした複数の直交行列を作成してさらに多くの直交系列を定義することも可能であり、この場合、直交行列を位相回転する位相回転量の数（種類）に応じて送信情報を割り当て可能な系列数が増加する。このように、陪直交変調方式では元となる直交行列の次元とその直交系列を位相回転する位相回転量の数（種類）とに応じて直交系列の数が定まり、１シンボル（１つの直交系列）で送信できる情報量（例えばビット数）は直交系列の数に応じた数に定まる。直交系列の数の増加に伴って１シンボルで送信可能な情報量が増加し、周波数利用効率を向上することが可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Myong C. KIM et al., “Performance of sequential decoding with biorthogonal modulation and Q-level Quantization,” IEEE Transaction on Communication Technology, pp.88-92, February 1971.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の陪直交変調方式は、上述のように送信情報を割り当てる直交系列数を増加することにより１シンボルで送信可能な情報量を増加させ、周波数利用効率を向上して通信性能を向上する。しかしながら、無線伝送路のように受信機で受信された信号（受信信号）に雑音が存在する場合では、受信信号を判定して送信機から送信された信号（送信信号）を取得する際に判定誤りが生じ、このため伝送された情報に誤りが生じる。したがって、実際の通信において通信性能を向上するためには、判定誤りに起因する情報の誤りを低減することが必要である。【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、直交変調方式を用いる通信システムにおいて、判定誤りに起因する情報誤りを低減して通信性能を向上することが可能な送信機と受信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る送信機は、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、互いに直交する複数の直交系列の直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた情報系列と直交系列の対応付けを規定する直交系列部と、情報系列のいずれかを入力されると、当該入力された情報系列に直交系列部の対応付けによって対応付けられた直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部と、を備えるようにしたものである。
この発明に係る受信機は、互いに直交する複数の直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、相関処理部が求めた相関に基づいて、対向する送信機がいずれの直交系列を送信したかを判定し、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた情報系列と直交系列の対応付けに基づいて、判定した直交系列に対応する情報系列を復元する判定部と、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の送信機によれば、直交系列間の判定誤りの生じやすさと情報系列間の基づいて定められた情報系列と直交系列との対応付けによって送信対象の情報系列に対応付けられた直交系列に基づいて変調シンボルを生成するシンボルマッピング部とを備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減するシンボルマッピングを行った送信信号を生成して送信することができ、通信性能を向上することができる。【００１１】
この発明の受信機によれば、対向する送信機との通信で用いられる直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求め、求めた相関に基づいて対向する送信機が送信した直交系列を判定し、情報系列間の差異の大きさと直交系列間の判定誤りの生じやすさに基づいて、ハミング距離の大きい情報系列の組み合わせに判定誤りの生じにくい直交系列の組み合わせを対応させて定められた、情報系列と直交系列との対応付けに基づいて判定した直交系列が対応づけられた情報系列を復元する判定部とを備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減することができ、通信性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１の送信機の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１のシンボルマップの一例を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１の受信機の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１の変形例のシンボルマップを示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１の変形例のシンボルマップを示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２のシンボルマップの一例を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態３の送信機の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態３における信号点の位相回転の例を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態３の送信機の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態４のシンボルマップの一例を示す模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態４のシンボルマップの変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面においては、同一もしくは相当する部分には同一の符号を付している。
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る送信機の機能構成の一例を示すブロック図である。図１において、この実施の形態の送信機はシンボル生成部１０と、パイロット信号生成部２０と、フレーム生成部３０と、送信信号処理部４０と、送信アンテナ５０を備えている。また、シンボル生成部１０はシンボルマッピング部１１と直交系列部１２を備えている。
【００１５】
シンボル生成部１０の直交系列部１２は情報系列（例えばビット系列）と直交系列の対応付けを規定する。シンボル生成部１０に入力された送信対象の情報系列は、シンボルマッピング部１１に入力され、シンボルマッピング部１１は、直交系列部１２が規定する情報系列と直交系列の対応付けに基づいて、入力された情報系列と１対１に対応付けられた直交系列を選択（シンボルマッピング）し、選択した直交系列に基づいて陪直交変調シンボルを生成して出力する。ここで、直交系列部１２は、情報系列と直交系列の対応をテーブル形式で保持する形態や、情報系列に対して論理演算を行って直交系列を生成する形態など種々の形態が考えられる。
【００１６】
パイロット信号生成部２０は、送信機と対向する受信機が受信信号を復調するために必要な同期処理等を行うための、送信機と受信機の双方に既知のパイロット信号を生成する。そして、フレーム生成部３０は、シンボル生成部１０から出力される陪直交変調シンボルと、パイロット信号生成部２０から出力されるパイロット信号とを受け取り、これらの信号をあらかじめ定められたフレームフォーマットに従って配置してフレーム（送信フレーム）を生成する。
【００１７】
フレーム生成部３０が生成した送信フレームは送信信号処理部４０に入力される。送信信号処理部４０は入力された送信フレームに対して信号を送信するために必要な所定の送信信号処理を行って送信信号を生成し、送信アンテナ５０に出力する。ここで、所定の送信信号処理とはデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換、高周波信号処理などの処理であり、この発明を適用する通信システムに応じた既知の方法で必要な処理を行えばよい。そして、送信アンテナ５０が入力された送信信号を無線で送信する。
【００１８】
上述のシンボル生成部１０およびシンボル生成部１０が備えるシンボルマッピング部１１および直交系列部１２と、パイロット信号生成部２０と、フレーム生成部３０と、送信信号処理部４０はＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現することが可能であるし、また、メモリ等の周辺回路を備えたプロセッサとプロセッサ上で実行されるプログラムとで実現することも可能である。また、ＡＳＩＣ等のハードウェアとプロセッサおよびプログラムを組み合わせて、一部の機能をＡＳＩＣ等で実現し、一部の機能をプロセッサおよびプログラムで実現することも可能である。
【００１９】
次にこの実施の形態の送信機の動作を説明する。なお以降では、説明の簡略化のために、送信対象の情報系列をビット系列（送信ビット系列）として説明する。また変調方式として、周波数の異なる２つの正弦波と２つの位相状態を組み合わせて構成される合計４つの直交系列から、送信ビット系列に応じていずれかの直交系列を選択して送信する、直交ＦＳＫに基づいた陪直交変調方式を用いるものとする。この場合、１つの直交系列で表現できる状態数は４つであるため、１つの陪直交変調シンボルで２ビットの伝送を行うことができる（すなわち直交系列と対応付けられるビット系列は２ビットである）。
【００２０】
図２はシンボル生成部１０の直交系列部１２が定める送信ビット系列と直交系列の対応付け（以下、このような対応付けをシンボルマップと称す）の一例を示す模式図である。ここでは直交系列の構成要素である正弦波の周波数として周波数１と周波数２、もう一つの構成要素である位相状態として位相０と位相πを定義する場合を示している。
図２に示すように、この例のシンボルマップでは直交系列０から直交系列３の４個の直交系列が定義されており、直交系列０は周波数１と位相０、直交系列１は周波数２と位相０、直交系列２は周波数１と位相π、直交系列３は周波数２で位相πに定義されている。そして、直交系列０から直交系列３はそれぞれ送信ビット系列「００」、「０１」、「１１」、「１０」に対応付けられている。
【００２１】
図２のシンボルマップによれば、シンボル生成部１０のシンボルマッピング部１１は、送信ビット系列として「００」を入力されると、直交系列部１２を参照して、正弦波の周波数として周波数１と初期位相の位相状態として０をそれぞれ選択し、選択した正弦波波形を陪直交変調シンボルとして１シンボル区間の間出力する。同様にシンボルマッピング部１１は、送信ビット系列として「０１」を入力されると周波数２と初期位相０を、送信ビット系列として１０を入力されると周波数２と初期位相πを、ビット系列として１１を受け取ると、周波数１と初期位相πをそれぞれ出力する。ここで、この実施の形態の送信機の特徴は、送信ビット系列の組み合わせについてそのハミング距離が大きいとき、それぞれの送信ビット系列に対応する直交系列間の信号点間距離が大きくなるように、送信ビット系列と直交系列の対応付けが定められていることである。
【００２２】
この実施の形態では、１つの直交系列に対応する送信ビット系列が２ビットであるので、送信ビット系列間のハミング距離が最大値は２であり、ハミング距離が最大になる組み合わせは「００」と「１１」、「０１」と「１０」である。一方、２つの正弦波の振幅をＡとしたとき、同一周波数で初期位相０の直交系列と初期位相πの直交系列の信号点間距離が最大値の２Ａになり、異なる周波数の直交系列の場合は互いに直交する信号の性質より信号点間距離は√２Ａとなる。この実施の形態では、図２に示した例のように送信ビット系列「００」と「１１」、および「０１」と「１０」が互いに信号点間距離の観点から遠くに配置されるように直交系列が対応付けられており、シンボル生成部１０は、この対応付けに基づいて入力された送信ビット系列に直交系列を割り当てる。
【００２３】
次に、パイロット信号生成部２０は、送信機と送信機に対向する受信機の双方に既知の信号であるパイロット信号を生成する。なお、パイロット信号に制約はなく、任意の信号を用いて良い。生成されたパイロット信号は、フレーム生成部３０に受け渡される。なおパイロット信号は、フレーム生成部３０が備えるメモリ等に記憶しておくことで記憶している信号を読みだして使用したり、あるいは論理演算等により生成して使用したりすればよい。
【００２４】
次に、フレーム生成部３０は、シンボル生成部１０から出力される陪直交変調シンボルと、パイロット信号生成部２０から出力されるパイロット信号とを受け取り、これらの信号をあらかじめ定められたフレームフォーマットに従って配置する処理を行う。なお、この発明は特定のフレームフォーマットに限定されるものではなく、フレームフォーマットは適宜それぞれのシステムで適切なフォーマットを用いればよい。
【００２５】
フレーム生成部３０で生成されたフレーム（送信フレーム）は送信信号処理部４０に入力される。送信信号処理部４０は入力された送信フレームに対して所定の送信信号処理を行って送信アンテナ５０に出力する。そして、送信アンテナ５０が入力された送信信号を無線で送信する。
【００２６】
次にこの実施の形態の送信機から送信された無線信号を受信する受信機について説明する。図３はこの発明の実施の形態１に係る受信機の機能構成を示すブロック図である。この実施の形態に係る受信機は、受信アンテナ１１０、受信信号処理部１２０、パイロット信号生成部１３０、同期推定部１４０、同期補正部１５０、シンボル復元部１６０、を備えている。また、シンボル復元部１６０は、相関処理部１６１、判定部１６２、直交系列部１６３を備えている。
【００２７】
受信アンテナ１１０は対向する送信機から送信された無線信号を受信する。ここで、受信アンテナ１１０が受信する無線信号は、前述の送信機から送信された無線信号であり、情報系列間の差異の大きさを示すハミング距離の大きい送信ビット系列の組み合わせが信号点間距離の大きい直交系列の組み合わせに対応するように定められた送信ビット系列と直交系列の対応付けに基づいてシンボルマッピングが行われた信号である。
【００２８】
受信アンテナ１１０で受信されたアナログの無線信号は、受信信号処理部１２０に入力される。受信信号処理部１２０は、アナログの無線信号をデジタル処理するために必要な所定の受信処理を行い、処理結果の信号であるベースバンドデジタル受信信号を同期推定部１４０と同期補正部１５０に出力する。ここで、受信信号処理部１２０が行う所定の受信処理とは高周波信号処理やアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換処理などであり、これらの処理はこの発明を適用する通信システムに応じた既知の方法で行えばよい。
【００２９】
パイロット信号生成部１３０は後述の同期推定処理に必要なパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号を同期推定部１４０に出力する。ここで生成されるパイロット信号は送信機のパイロット信号生成部２０で生成される信号と同じ内容であり、パイロット信号生成部１３０はパイロット信号生成部２０と同様に構成すればよい。
【００３０】
同期推定部１４０は、入力されたベースバンドデジタル受信信号とパイロット信号とを用いて、復調処理を行うために必要な同期推定処理を行って、同期推定結果を同期補正部１５０に出力する。ここで、同期推定処理とは周波数同期、シンボルタイミング同期、キャリア位相同期などの入力されたベースバンドデジタル受信信号の同期タイミングを推定する処理であり、同期推定結果とは入力されたベースバンドデジタル受信信号の周波数、クロックタイミング、キャリア位相などである。同期補正部１５０は、入力された同期推定結果に基づいてベースバンドデジタル受信信号の同期補正を行い、同期補正後のベースバンドデジタル受信信号をシンボル復元部１６０に出力する。なお、同期推定部１４０が行う同期推定処理、同期補正部１５０が行う同期補正処理は、この発明を適用する通信システムに応じた既知の方法で行えばよい。
【００３１】
シンボル復元部１６０は入力された同期補正後のベースバンドデジタル信号からビット系列を復元して復調信号として出力する。シンボル復元部１６０に入力された同期補正後のベースバンドデジタル信号は相関処理部１６１に入力される。相関処理部１６１は相関処理を行って、入力された信号（入力信号）と送信機におけるシンボルマッピングで用いられる直交系列との相関を求める。なお、相関処理は通信システムに適した任意の方法で行えばよく、相関処理部１６１および直交系列部１６３は実施する相関処理に応じて実現すればよい。例えばこの実施の形態では直交ＦＳＫに基づいた陪直交変調方式を用いているので、この実施の形態の相関処理は入力信号をフーリエ変換することで行うことができる。
【００３２】
判定部１６２は、相関処理部１６１で求められた相関から対向する送信機が送信した直交系列を判定し、その直交系列に対応付けられたビット系列を復調信号として出力する。なお、直交系列部１６３は、図２に示したシンボルマップを記憶するブロックであり、判定部１６２は直交系列部１６３が記憶するシンボルマップを参照して直交系列に対応付けられたビット系列を出力する。
【００３３】
上述の受信信号処理部１２０、パイロット信号生成部１３０、同期推定部１４０、同期補正部１５０、シンボル復元部１６０およびシンボル復元部１６０が備える相関処理部１６１と判定部１６２と直交系列部１６３、はＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現することが可能であるし、また、メモリ等の周辺回路を備えたプロセッサとプロセッサ上で実行されるプログラムで実現することも可能である。また、ＡＳＩＣ等のハードウェアとプロセッサおよびプログラムを組み合わせて、一部の機能をＡＳＩＣ等で実現し、一部の機能をソフトウェアで実現することも可能である。
【００３４】
次にこの実施の形態の受信機の動作を説明する。受信アンテナ１１０は対向する送信機から送信された無線信号を受信するとアナログの受信信号を受信信号処理部１２０に出力する。受信信号処理部１２０は入力されたアナログの受信信号に対して所定の受信信号処理を実施して、ベースバンドデジタル受信信号を出力する。ベースバンドデジタル受信信号は同期推定部１４０と同期補正部１５０に入力される。
【００３５】
パイロット信号生成部１３０はパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号を同期推定部１４０に出力する。同期推定部１４０は、入力されたベースバンドデジタル受信信号とパイロット信号とを用いて同期推定処理を行い、同期推定処理結果を同期補正部１５０に出力する。同期補正部１５０は、同期推定部１４０からの同期推定結果に基づいて、入力されたベースバンドデジタル受信信号の同期補正処理を行い、同期補正後のベースバンドデジタル受信信号をシンボル復元部１６０の相関処理部１６１に出力する。
【００３６】
相関処理部１６１は、入力された信号をフーリエ変換することにより直交系列との相関を求める。送信機が送信する信号の陪直交変調シンボル（送信シンボル）のフーリエ変換の結果は、送信シンボルが周波数１の正弦波のときは周波数１に信号成分が出現し、周波数２の信号成分はゼロになる。またこのときの周波数１の信号成分は、送信シンボルの初期位相が０の場合はＡであり、一方、初期位相がπの場合は−Ａである。同様に、送信シンボルが周波数２の正弦波のときは周波数２に信号成分が出現し、周波数１の送信信号成分はゼロになる。またこのときの周波数２の信号成分は、送信シンボルの初期位相が０の場合はＡであり、一方、初期位相がπの場合は−Ａである。
【００３７】
相関処理部１６１が入力された信号をフーリエ変換した結果が、上記の送信シンボルをフーリエ変換した結果に近ければ相関が高く、反対の遠ければ相関が低いと言えることから、相関処理部１６１は入力された信号をフーリエ変換することで直交系列との相関を求めることが可能である。
【００３８】
相関処理部１６１は求めた相関を判定部１６２に出力する。判定部１６２に入力された相関の高さに基づいて、対向する送信機が送信したと考えられる最も確からしい直交系列を判定する。そして、直交系列部１６３が有する直交系列とビット系列の対応付けを参照して、判定した直交系列に対応するビット系列を復元して、復調信号として出力する。すなわち、図２の場合のシンボルマッピングによれば、直交系列０が最も確からしい直交系列である場合にはビット系列として「００」を、同様に直交系列１が最も確からしい場合は「０１」を、直交系列２が最も確からしい場合には「１１」を、直交系列３が最も確からしい場合には「１０」を復調信号として出力する。
【００３９】
一般に、ベースバンドデジタル受信信号に雑音や信号ひずみが存在する場合、信号点間距離が小さい直交系列間で判定誤りが生じやすく、信号点間距離が大きい直交系列間では判定誤りが生じにくいという性質がある。一方、１回の判定誤りを考えると、ハミング距離が大きいビット系列間の判定誤り（例えば「００」と「１１」の間の判定誤り）の方が、ハミング距離が小さいビット系列間の判定誤り（例えば「００」と「０１」の間の判定誤り）よりも多くのビット誤りを生じることになる。
【００４０】
この実施の形態のシンボルマッピングでは、判定誤りの生じやすさに基づいて、判定誤りの生じにくい信号点間距離が大きい直交系列の組み合わせがハミング距離の大きい送信ビット系列の組み合わせとなるようにビット系列に直交系列が対応付けられているので、上記の判定誤りの性質によりハミング距離が大きい送信ビット系列間の誤り発生の可能性が低減され、これにより判定誤りによって生じるビット誤り（伝送情報の誤り）を低減することができる。
【００４１】
以上のように、この実施の形態の送信機によれば、情報系列間の差異の大きさと直交系列間の判定誤りの生じやすさと基づいて、情報系列間の差異の大きさを示すハミング距離の大きい情報系列の組み合わせと判定誤りの生じにくい直交系列の組み合わせを対応させ、対応させた情報系列の組み合わせと直交系列の組み合わせについて一方の情報系列と一方の直交系列を対応付け、他方の情報系列と他方の直交系列を対応付けて定められた、情報系列と直交系列との対応付けを規定する直交系列部と、直交系列部が規定する情報系列と直交系列との対応付けによって送信対象の情報系列に対応付けられた直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部とを備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減するシンボルマッピングを行った送信信号を生成して送信することができ、通信性能を向上することができる。
【００４２】
また、この実施の形態の受信機によれば、対向する送信機との通信で用いられる情報系列に対応づけられた直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、相関処理部で求めた相関に基づいて対向する送信機が送信した直交系列を判定し、情報系列間の差異の大きさと直交系列間の判定誤りの生じやすさに基づいて、ハミング距離の大きい情報系列の組み合わせと判定誤りの生じにくい直交系列の組み合わせを対応させて、対応させた情報系列の組み合わせと直交系列の組み合わせについて一方の情報系列と一方の直交系列を対応付け、他方の情報系列と他方の直交系列を対応付けて定められた、情報系列と直交系列との対応付けに基づいて判定した直交系列が対応づけられた情報系列を復元する判定部とを備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減することができ、通信性能を向上することができる。
【００４３】
なお、この実施の形態では陪直交変調方式の例として、直交ＦＳＫに基づいて構成された直交系列を用いる方式を説明したが、この発明はこれに限定されず、任意の直交行列に基づいて構成された陪直交変調方式にも適用可能である。例えば、アダマール行列のような直交行列を用いる場合にも同様の情報系列と直交系列の対応付けを行うことで、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減することができ、通信性能を向上することができる。
【００４４】
なお、直交ＦＳＫに基づいて直交系列を構成した場合は、アダマール行列等に基づいて直交系列を構成する場合よりも、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio：ピーク電力対平均電力比）を低減する効果がある。これは、直交ＦＳＫに基づく陪直交変調方式の場合では、１シンボル時間（１個のシンボルが伝送される時間）内に送信される信号の波形が複素平面において単位円上をなぞる軌跡を持ち信号の包絡線が一定となるのに対し、アダマール行列等に基づく陪直交変調方式の場合では、１シンボル時間内の信号が＋１と−１を行き来する信号であるため、信号包絡線が大きく変動するためである。
【００４５】
また、この実施の形態では、陪直交変調方式で用いる直交系列を構成する際に、元となる直交行列に対して、初期位相としてゼロまたはπの２状態を取ることが可能なように構成したが、この発明はこれに限定されず、より多くの位相状態を取れるように構成した場合でも適用することができる。図４は直交ＦＳＫに基づいて陪直交変調方式で用いる直交系列を構成する場合に、初期位相の位相状態としてゼロ、π／２、π、３π／２の４状態を取れるようにした場合のシンボルマップの一例である。この図の例では、送信ビット系列に応じて、２つの異なる周波数と４つの異なる位相状態との合計８状態を取ることになり、１シンボル当たり３ビットのビット系列を伝送することが可能である。この例の場合、最も大きなハミング距離は３となる。そこで、ハミング距離が３となるビット系列の組み合わせを、それぞれ、信号点間距離が最大となる直交系列に対応付ける。
【００４６】
また、この実施の形態では、直交ＦＳＫに基づいて陪直交変調方式で用いる直交系列を構成することとしたが、例えば直交４ＦＳＫ等、任意の次元を持つ直交行列に基づいて直交系列を構成する場合でも同様に適用可能である。図５は直交４ＦＳＫにおける４つの周波数の異なる正弦波に対して、初期位相の位相状態としてゼロ、π／２、π、３π／２の４つの状態を取れるように構成した直交行列を用いる場合のシンボルマッピングの一例である。この例では直交４ＦＳＫを元に直交系列を構成することで図４に例示した場合よりも周波数の数が２倍に増えるので、１シンボル当たり４ビットの情報を伝送することが可能になる。このように元の直交行列の次元数が増えた場合でも、ハミング距離の大きいビット系列の組み合わせに対して、信号点間距離が大きい直交系列の組み合わせを対応させることで、この発明の効果を得ることができる。なお、ハミング距離が最大である情報系列の組み合わせと信号点間距離が最大である直交系列の組み合わせを対応させる場合に最も高い効果を得ることができる。
【００４７】
また、上述の情報系列と直交系列の対応付けの具体例は例を示したものであり、この発明は上記の具体例に限定されるものではない。
実施の形態２．
【００４８】
次に、この発明の実施の形態２に係る送信機について説明する。実施の形態２の送信機の構成は図１に示した実施の形態１の送信機と同様である。実施の形態２の送信機はシンボル生成部１０におけるシンボルマッピング方法が異なる。以下、シンボル生成部１０におけるシンボルマッピングを中心に実施の形態２の送信機の動作を説明する。
【００４９】
図６は、この実施の形態の送信機におけるビット系列と直交系列の対応付けを示す模式図である。この実施の形態では、直交ＦＳＫに基づいて陪直交変調方式に用いる直交系列を構成することとし、初期位相の位相状態としてｎπ/４（ｎ＝０〜７）の８状態を取れるようにしている。また、周波数の選択については周波数１と周波数２の２つから選択可能としており、周波数と位相状態の組み合わせで１６個の直交系列を定義でき、１シンボル当たり４ビットを伝送することができる。図６には周波数と位相状態を組み合わせたそれぞれの直交系列と対応付けられるビット系列を示している。
【００５０】
図６の場合のシンボルマッピングにおいて信号点間距離が最大となる組み合わせは、実施の形態１と同様に位相状態が互いにπ異なる場合であり、信号点間の距離が最小となる組み合わせは、同一周波数内で初期位相が互いにπ/４異なる場合である。本実施の形態におけるシンボルマッピングでは、ハミング距離が大きい（例えば最大）のビット系列の組み合わせと信号点間距離が大きい（例えば最大）となる直交系列の組み合わせを対応させるとともに、ハミング距離が小さい（例えば最小）のビット系列の組み合わせと信号点間の距離が小さい（例えば最小）となる直交系列の組み合わせを対応させて、ビット系列と直交系列とを対応付けておくようにする。
【００５１】
以上のように、この実施の形態に係る送信機は、陪直交変調方式を用いて通信を行う際に、ビット系列と直交系列を構成する正弦波および位相状態との対応付けを行うシンボルマッピングを、ビット系列間のハミング距離が大きなものの組み合わせと信号点間距離が大きい直交系列の組み合わせとが対応し、ビット系列間のハミング距離が小さいものの組み合わせと信号点間距離が小さい直交系列の組み合わせとが対応する、ビット系列と直交系列の対応付けに基づいて行うようにした。これにより、信号点間距離が大きい組み合わせ、中間の組み合わせ、小さい組み合わせが出現する場合に、さらにビット誤りを低減して通信性能を向上した通信をすることができる。
【００５２】
なお、この実施の形態では、信号点間距離が小さい直交系列間で判定誤りが生じやすいことに着目し、信号点間距離の小さい直交系列の組み合わせがハミング距離の小さいビット系列の組み合わせとなるように対応付けを行ったが、必ずしもこれに限定されず、別の基準で判定誤りがより生じやすい直交系列の組み合わせを求め、その組み合わせがハミング距離の小さいビット系列の組み合わせに対応するように直交系列とビット系列の対応付けをすることも可能である。
【００５３】
例えば、図５に示した直交４ＦＳＫに対して４つの初期位相を取れるようにした直交系列を用いる場合を考えると、周波数が同じで位相がπ／２異なる直交系列間の信号点間距離と、周波数が異なり位相が同じまたはπ／２異なる直交系列間の信号点間距離は、直交する信号の関係性から等しくなる。しかし、受信機において残留キャリア位相同期成分等の同期誤差成分が存在する場合には、相関処理部の出力に同期誤差成分に応じた位相回転成分が発生することが考えられ、位相回転成分の影響で同一周波数上の直交系列間の判定誤りの方がより発生しやすくなる可能性がある。
【００５４】
このような場合には、ビット系列間のハミング距離が大きなものの組み合わせと信号点距離が大きい直交系列の組み合わせを対応させるとともに、ビット系列間のハミング距離が小さいものの組み合わせと同一周波数で初期位相が隣接した直交系列の組み合わせを対応させてビット系列と直交系列の対応付けを定める、すなわち直交系列を構成する際の位相回転量が隣接した、位相回転量以外は同一である直交系列の組み合わせを判定誤りの起こりやすい直交系列の組み合わせとするようにしてもよい。
【００５５】
また、この実施の形態では、直交ＦＳＫに基づいて陪直交変調方式で用いる直交系列を構成する場合について説明したが、直交４ＦＳＫや直交８ＦＳＫ等、任意の次元のＦＳＫに基づく陪直交変調方式においても同様に適用できる。この場合、周波数が異なる直交系列同士の信号点間距離は、互いに直交する信号の関係性から、この実施の形態で示した直交ＦＳＫの場合と同じになる。そのため、同一周波数上の直交系列の信号点間距離と、周波数の異なる直交系列間の信号点間距離との大小関係を用いて、上述の直交ＦＳＫの場合と同様にビット系列と直交系列との対応付けを決定することができる。
【００５６】
また、この実施の形態では直交ＦＳＫに基づいて構成された直交系列を用いることとしたが、実施の形態１と同様にアダマール行列等の直交行列に基づいて直交系列を構成することが可能である。
【００５７】
また、この実施の形態では、変調シンボルの振幅が一定である場合を説明したが、振幅が異なるように構成してもよい。複数の振幅を使用する場合、振幅の個数に応じて１シンボル当たりに伝送できる情報ビット数が増加することが可能である。なお、異なる振幅を用いる場合、この実施の形態で例示した以外の信号点間距離が生じることになるが、信号点間距離は直交する信号の関係性から一意に定まることから、ハミング距離が小さなビット系列の組み合わせが判定誤りの生じやすい直交系列の組み合わせに対応し、ハミング距離が大きなビット系列の組み合わせが判定誤りの生じにくい直交系列の組み合わせに対応するように、ビット系列と直交系列の対応付けを定めればよい。
【００５８】
なお、ここでは送信機のみを説明したが、この実施の形態の送信機と同様のシンボルマッピングを適用した受信機を、例えば実施の形態１に示した図３と同様の構成の受信機で得ることも当然ながら可能である。
【００５９】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３に係る送信機の機能構成を示すブロック図である。この実施の形態の送信機は、図１に示した実施の形態１の送信機に対して、シンボル生成部１０において生成された陪直交変調シンボルを位相回転する位相回転部６０を備える点が異なっている。
【００６０】
以下、実施の形態１との差分を中心にこの実施の形態の送信機の動作を説明する。位相回転部６０は、実施の形態１と同様の処理によりシンボル生成部１０で生成された陪直交変調シンボルを入力されると、入力された陪直交変調シンボルに対し所定の位相回転量の位相回転を行ってフレーム生成部３０へ出力する。図８を参照して位相回転の動作を詳細に説明する。
【００６１】
図８は、図４に例示した直交ＦＳＫに基づくシンボルマッピングにおける直交系列を黒丸（図中の●）で示し、更に、位相回転部６０で位相回転された後の陪直交変調シンボルがとり得る位相状態を白丸（図中の○）で示している。位相回転部６０は、入力された陪直交変調シンボルに対し、当該陪直交変調シンボルの送信タイミングと直交系列として定義される位相状態の数とに応じて決定される位相回転量の位相回転を行う。なおここでは、位相回転量は直交系列として定義される位相状態の個数をＸとし、送信タイミングを陪直交変調シンボルごとに１ずつ増加する初期値が０の変数ｋ（すなわちｋ＝０，１，２…）で表すとき、ｋπ／Ｘで算出されることとする。ただし、これは位相回転量の決め方の一例であり、直交系列として定義される位相状態の数と当該陪直交変調シンボルの送信タイミングに応じて定まる他の決め方を用いるようにしてもよい。
【００６２】
図８の例で詳しく説明する。まずｋ＝０では、位相回転部６０は入力された陪直交変調シンボルをそのまま出力する。すなわち、位相回転部６０は、送信ビット系列から決まる図８に黒丸で示される信号のいずれかを出力する。次にｋ＝１では、Ｘ＝４であるので位相回転量はｋπ／Ｘ＝π／４となり、位相回転部６０は入力された陪直交変調シンボルに対して、π/4に相当する位相回転を行って出力する。すなわち、送信ビット系列から決まる図８のいずれかの黒丸に対応する信号を受け取り、π/４の位相回転を行って出力することから、図８のいずれかの白丸に対応する信号を出力することになる。
【００６３】
なお、実施の形態３の送信機と対向する受信機は、図９に示すように相関処理部の前段に同期補正部１５０が出力する同期補正後のベースバンドデジタル信号に対して位相回転を行う位相回転部１７０を備えるように構成し、送信機の位相回転部１７０が送信する陪直交変調シンボルに行った位相回転をキャンセルする逆の位相回転を位相回転部８０が行うようにすればよい。なお、図９において図３に示した実施の形態１の受信機と同じ符号を付したブロックは実施の形態１の受信機と同様のブロックを表している。
【００６４】
このように陪直交変調シンボルを位相回転するようにしたことで、隣接するシンボルの境界における位相偏移量を小さく抑えることが可能となる。すなわち、送信信号の包絡線変動を抑圧できるのでＰＡＰＲ特性を改善することが可能になる。なお、直交ＦＳＫ（次元数は任意）に基づいて構成される陪直交変調方式では、１つの陪直交変調シンボル内の信号波形は連続的な正弦波であり、不連続な位相偏移が発生するのはシンボル境界のみであるので、陪直交変調シンボルを位相回転することによるＰＡＰＲ特性の改善効果は直交ＦＳＫに基づく陪直交変調方式の場合に特に顕著である。
【００６５】
以上のように、この実施の形態の送信機は、シンボル生成部で生成される陪直交変調シンボルに対して、当該陪直交変調シンボルの送信タイミングと陪直交変調シンボルが取り得る位相状態の数とに応じて決定される位相回転量の位相回転を行う位相回転部を備えるようにしたので、隣接する陪直交変調シンボルの境界における位相偏移量を小さく抑えることができ、送信信号の包絡線変動を抑圧して、ＰＡＰＲ特性を改善した通信を行うことができる。
【００６６】
なお、ここでは陪直交変調シンボルごとの位相回転量を当該陪直交変調シンボルの送信タイミングと直交系列として定義される位相状態の数とに応じて決定される場合を説明したが、送信タイミングに応じて異なる位相回転量の位相回転が行われれば、同様の効果を得ることが可能であり、必ずしも上述の例のように直交系列として定義される位相状態の数に応じて定めなくてもよい。
【００６７】
また、この実施の形態の受信機は、相関処理部の前段に位相回転部を備えたので、対向する送信機が陪直交変調シンボルに対して、当該陪直交変調シンボルの送信タイミングと陪直交変調シンボルが取り得る位相状態の数とに応じて決定される位相回転量の位相回転を行う場合に、対向する送信機が行った位相回転をキャンセルする位相回転を行うことができ、ＰＡＰＲ特性を改善した通信を行うことができる。
【００６８】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る送信機について説明する。本実施の形態に係る送信機の全体構成は図１と同様であるが、シンボルマッピング部１１で用いるシンボルマップが異なる。図１０に、本実施の形態におけるシンボルマッピング部１１で用いるシンボルマップを例示する。本実施の形態におけるシンボルマッピング部１１で特徴的な点は、陪直交変調方式として、周波数の異なる２つの正弦波で構成される直交ＦＳＫに２つの異なる位相状態を組み合わせたものを使用している点と、２つの異なる位相状態として０とπ／２の組み合わせを用いている点と、同じ周波数の２つの異なる位相状態間でハミング距離が最小となるように送信ビット系列が対応付けられている点、にある。
【００６９】
図１０に示すシンボルマップを用いた場合、位相状態として０とπ／２のみを取り得るように構成しているため、例えば、図２に例示したように位相状態として０とπを用いるように構成した場合と比較して、位相回転量の差が小さいことからシンボルの境界における位相偏移量を小さく抑えることができる。この結果として、ＰＡＰＲ特性を改善した通信を行うことが可能である。また、２つの異なる位相状態として、０とπ／２のように複素平面上で直交関係にある位相を用いているため、前述のようにＰＡＰＲ特性を改善しつつ、図２に示した信号点の信号点間距離はいずれも一般に直交系列の信号点間距離を示す√２Ａ（ここでＡは振幅を表す）を保つことができる。
【００７０】
この実施の形態の直交系列では、信号点間距離の大小に依存した判定誤りの発生しやすさは一定である一方、位相回転量が異なる信号点間では受信機における残留キャリア位相同期誤差等の影響で誤りが発生しやすくなる可能性がある。このような２つの位相状態が異なる直交系列の組み合わせに対してハミング距離が最小となる送信ビット系列の組み合わせを対応付けることで、残留キャリア位相同期誤差等の影響による判定誤りが生じた際に、ビット誤りを最小限に抑圧することが可能である。
【００７１】
なお、本実施の形態に係る送信機で用いるシンボルマップでは、２つの異なる位相状態として、０とπ／２を用いるように構成したが、本発明はこれに限定されず、２つの異なる位相状態が複素平面上で直交する関係にあれば任意の構成を取ることができる。例えば、０と−π／２としてもよいし、あるいはπ／２とπとすることも可能である。更に、必ずしも実軸と虚軸に信号点が乗るように構成しなくても良く、例えば、π／４と３π／4のような組み合わせとしても良い。
【００７２】
また、本実施の形態では、周波数の異なる２つの正弦波で構成される直交ＦＳＫを用いて陪直交変調方式を構成する場合を例示したが、直交ＦＳＫに用いる周波数の個数は２つに限定されず、任意の個数を用いることが可能である。例えば、周波数の異なる４つの正弦波で構成される直交ＦＳＫを用いる場合、１シンボルで３ビットを伝送できる。この場合でも、例えば、図１１に示すシンボルマップを用いることで、同様の構成を実現することができる。
【００７３】
以上のようにこの実施の形態の送信機は、情報系列間の差異の大きさと２つの周波数を用いる直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式に基づいて複素平面上で直交する２つの位相状態に対応する位相回転量によって構成した陪直交変調方式の直交系列間の判定誤りの生じやすさと基づいて、情報系列間の差異の大きさを示すハミング距離の小さい情報系列の組み合わせと直交系列を構成する際の位相回転量が隣接する位相回転量以外は同じ直交系列の組み合わせを対応させ、対応させた情報系列の組み合わせと直交系列の組み合わせについて一方の情報系列と一方の直交系列を対応付け、他方の情報系列と他方の直交系列を対応付けて定められた、情報系列と直交系列との対応付けを規定する直交系列部と、直交系列部が規定する情報系列と直交系列との対応付けによって送信対象の情報系列に対応付けられた直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部、とを備えるようにした。
【００７４】
また、この実施の形態の送信機と対向する受信機の構成は図３と同様にすればよく、図１０あるいは図１１に例を示す送信機と同様のシンボルマップを用いてシンボルの復元をするようにすればよい。
【００７５】
これにより、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減するシンボルマッピングを行った送信信号を生成して送信することができ、通信性能を向上することができる。また、移相差がπ／２であり、実施の形態１の送信機に比べてシンボル境界における位相偏移量が小さいことからＰＡＰＲ特性を改善した通信を行うことができる。
【００７６】
以上、この発明の詳細を例示したが、この発明の範囲は上記で説明した実施の形態に限定されず、考えうるあらゆる構成がその範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
この発明の送信機および受信機によれば、直交系列間で判定誤りが生じた場合にも送信された伝送情報の誤り率を低減することが可能であり、無線通信機器において有効である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  シンボル生成部、１１  シンボルマッピング部、１２  直交系列部、２０  パイロット信号生成部、３０  フレーム生成部、４０  送信信号処理部、５０  送信アンテナ、６０  位相回転部、１１０  受信アンテナ、１２０  受信信号処理部、１３０  パイロット信号生成部、１４０  同期推定部、１５０  同期補正部、１６０  シンボル復元部、１６１  相関処理部、１６２  判定部、１６３  直交系列部、１７０  位相回転部。
【図１】
2016076002.tif 000003
【図２】
2016076002.tif 000004
【図３】
2016076002.tif 000005
【図４】
2016076002.tif 000006
【図５】
2016076002.tif 000007
【図６】
2016076002.tif 000008
【図７】
2016076002.tif 000009
【図８】
2016076002.tif 000010
【図９】
2016076002.tif 000011
【図１０】
2016076002.tif 000012
【図１１】
2016076002.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月20日(2016.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明に係る送信機は、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、互いに直交する複数の直交系列の直交系列間の信号点間距離と、に基づいて定められた情報系列と直交系列の対応付けを規定する直交系列部と、情報系列のいずれかを入力されると、当該入力された情報系列に直交系列部の対応付けによって対応付けられた直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部と、を備え、直交系列部は、情報系列の組み合わせの中で差異が最大の組み合わせと直交系列の組み合わせの中で信号点間距離が最大の組み合わせとを対応させる対応付けを規定するようにしたものである。
この発明に係る受信機は、互いに直交する複数の直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、相関処理部が求めた相関に基づいて、対向する送信機がいずれの直交系列を送信したかを判定し、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、直交系列間の信号点間距離と、に基づいて定められた情報系列と直交系列の対応付けに基づいて、判定した直交系列に対応する情報系列を復元する判定部と、を備え、情報系列と直交系列の対応付けは、情報系列の組み合わせの中で差異が最大となる組み合わせと直交系列の組み合わせの中で信号点間距離が最大となる組み合わせとを対応させる、および、情報系列の組み合わせの中で差異が最小となる組み合わせと直交系列の組み合わせの中で信号点間距離が最小となる組み合わせとを対応させる、の少なくとも一方を行って、対応させた組み合わせの情報系列と直交系列とをそれぞれ対応付けて定めるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の送信機によれば、直交系列間の信号点間距離と情報系列間の差異の大きさに基づいて定められた情報系列と直交系列との対応付けによって送信対象の情報系列に対応付けられた直交系列に基づいて変調シンボルを生成するシンボルマッピング部を備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減するシンボルマッピングを行った送信信号を生成して送信することができ、通信性能を向上することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明の受信機によれば、対向する送信機との通信で用いられる直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求め、求めた相関に基づいて対向する送信機が送信した直交系列を判定し、情報系列間の差異の大きさと直交系列間の信号点間距離に基づいて、ハミング距離の大きい情報系列の組み合わせに判定誤りの生じにくい直交系列の組み合わせを対応させて定められた、情報系列と直交系列との対応付けに基づいて判定した直交系列が対応づけられた情報系列を復元する判定部を備えるようにしたので、受信機における判定誤りによって生じる伝送情報の誤りを低減することができ、通信性能を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、互いに直交する複数の直交系列の直交系列間の信号点間距離と、に基づいて定められた前記情報系列と前記直交系列の対応付けを規定する直交系列部と、
前記情報系列のいずれかを入力されると、当該入力された情報系列に前記直交系列部の前記対応付けによって対応付けられた前記直交系列に基づく変調シンボルを生成するシンボルマッピング部と、
を備え、
前記直交系列部は、前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が最大の組み合わせと、前記直交系列の組み合わせの中で前記信号点間距離が最大の組み合わせと、を対応させる前記対応付けを規定する、
送信機。
【請求項２】
前記直交系列部は、前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が最小の組み合わせと、前記直交系列の組み合わせの中で前記信号点間距離が最小の組み合わせと、を対応させる前記対応付けを規定する、
請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接した、前記位相回転量以外は同じである前記直交系列を組み合わせて、前記信号点間距離が最小の組み合わせとする、
請求項２に記載の送信機。
【請求項４】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記シンボルマッピング部で生成された前記変調シンボルを、当該変調シンボルの送信タイミングに応じた互いに異なる位相回転量で位相回転する位相回転部を、更に備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の送信機。
【請求項５】
前記変調シンボルを位相回転する前記位相回転量は、前記直交系列において定義される位相状態の数と前記送信タイミングとに応じて決定される、
請求項４に記載の送信機。
【請求項６】
前記直交系列は、直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式に基づいて構成された陪直交変調方式の直交系列である、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の送信機。
【請求項７】
互いに直交する複数の直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、
前記相関処理部が求めた相関に基づいて、対向する前記送信機がいずれの前記直交系列を送信したかを判定し、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、前記直交系列間の信号点間距離と、に基づいて定められた前記情報系列と前記直交系列の対応付けに基づいて、判定した前記直交系列に対応する前記情報系列を復元する判定部と、
を備え、
前記情報系列と前記直交系列の前記対応付けは、前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が最大となる組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記信号点間距離が最大となる組み合わせとを対応させる、および、前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が最小となる組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記信号点間距離が最小となる組み合わせとを対応させる、の少なくとも一方を行って、当該対応させた組み合わせの情報系列と直交系列とをそれぞれ対応付けて定められた、
受信機。
【請求項８】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接し前記位相回転量以外は同じである前記直交系列を組み合わせて、前記信号点間距離が最小の組み合わせとする、
請求項７に記載の受信機。
【請求項９】
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
対向する前記送信機から受信する信号は、前記送信機が送信する変調シンボルを当該変調シンボルの送信タイミングに応じた互いに異なる位相回転量の位相回転をして送信した信号であって、
対向する前記送信機から受信した信号から得られた前記入力信号に対し、前記送信機で行われた位相回転をキャンセルする位相回転を行って前記相関処理部に入力する位相回転部を、更に備えた、
請求項７または８に記載の受信機。
【請求項１０】
前記直交系列は、直交ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式に基づいて構成された陪直交変調方式の直交系列である、
請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の受信機。
【請求項１１】
前記直交系列は、互いに異なる２以上の周波数を用いる直交ＦＳＫ（Frequency Shift keying）方式に基づいて複素平面上で直交する２つの位相状態により構成された陪直交変調方式の直交系列であり、
前記直交系列部は、
前記直交系列を構成する際の位相回転量が隣接した、前記位相回転量以外は同じである前記直交系列の組み合わせを前記信号点間距離が最小の組み合わせとして、
前記情報系列の組み合わせの中で前記差異が最小の組み合わせと前記直交系列の組み合わせの中で前記信号点間距離が最小の組み合わせとを対応させる、
請求項１に記載に送信機。
【請求項１２】
互いに直交する複数の直交系列と対向する送信機から受信した信号から得られた入力信号との相関を求める相関処理部と、
前記相関処理部が求めた相関に基づいて、対向する前記送信機がいずれの前記直交系列を送信したかを判定し、互いに異なる複数の情報系列の情報系列間の差異の大きさと、前記直交系列間の判定誤りの生じやすさとに基づいて定められた前記情報系列と前記直交系列の対応付けに基づいて、判定した前記直交系列に対応する前記情報系列を復元する判定部と、
を備え、
前記直交系列は陪直交変調方式の直交系列であり、
対向する前記送信機から受信する信号は、前記送信機が送信する変調シンボルを当該変調シンボルの送信タイミングに応じた互いに異なる位相回転量の位相回転をして送信した信号であって、
対向する前記送信機から受信した信号から得られた前記入力信号に対し、前記送信機で行われた位相回転をキャンセルする位相回転を行って前記相関処理部に入力する位相回転部を、更に備えた、
受信機。
【国際調査報告】
2016076002.tif 000014
2016076002.tif 000015
2016076002.tif 000016
2016076002.tif 000017