(57)【要約】【課題】受信信号の位相を用いて高精度に復調することができる高速無線通信装置を提供する。【解決手段】送信装置は、入力データを予め定められたビット数単位の単位データ毎に、時間シフト量に変換し、複数のサンプルを含む前シンボル中の各サンプルを時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、単位データに対するシンボルを生成し、生成されたシンボルを送信する。受信装置は、受信されたシンボル中の各サンプル値を検出し、受信された連続する２つのシンボル中の各サンプル値を基に、当該２つのシンボル間の時間シフト量を検出し、時間シフト量を、当該時間シフト量に対応する予め定められたビット数単位のデータに変換する。【選択図】      図３
2008035242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データを予め定められたビット数単位の単位データ毎に、時間シフト量に変換する変換手段と、
複数のサンプルを含む第１のシンボルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記第１のシンボル中の各サンプルを前記変換手段で得られた前記時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記単位データに対する第２のシンボルを生成し前記記憶手段に記憶するシンボル生成手段と、
前記シンボル生成手段で生成された前記第２のシンボルを送信する送信手段と、
を含む送信装置。
【請求項２】
入力データを２つのデータ系列に変換する第１の変換手段と、
前記２つのデータ系列のうちの一方を予め定められた第１のビット数単位の第１の単位データ毎に、時間シフト量に変換する第２の変換手段と、
前記２つのデータ系列のうちの他方を予め定められた第２のビット数単位の第２の単位データ毎に、符号に変換する第３の変換手段と、
複数のサンプルを含む第１のシンボルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているシンボル中の各サンプルを前記第２の変換手段で得られた時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記第１の単位データに対するシンボルを生成する第１の生成手段と、
前記第１の生成手段で生成されたシンボルに、前記第３の変換手段で得られた符号を乗じて、第２のシンボルを生成し、前記記憶手段に記憶する第２の生成手段と、
前記第２の生成手段で生成された前記第２のシンボルを送信する送信手段と、
を含む送信装置。
【請求項３】
入力データを２つのデータ系列に変換する第１の変換手段と、
前記２つのデータ系列のうちの一方を予め定められた第１のビット数単位の第１の単位データ毎に、時間シフト量に変換する第２の変換手段と、
前記２つのデータ系列のうちの他方を予め定められた第２のビット数単位の第２の単位データ毎に、位相に変換する第３の変換手段と、
複数のサンプルを含む第１のシンボルを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているシンボル中の各サンプルを前記第２の変換手段で得られた時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記第１の単位データに対するシンボルを生成する第１の生成手段と、
前記第１の生成手段で生成されたシンボルに、前記第３の変換手段で得られた位相を乗じて、第２のシンボルを生成し、前記記憶手段に記憶する第２の生成手段と、
前記第２の生成手段で生成された前記第２のシンボルを送信する送信手段と、
を含む送信装置。
【請求項４】
複数のサンプルを含むシンボル信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された前記シンボル信号中の各サンプル値を検出する第１の検出手段と、
前記受信手段で受信された連続する２つのシンボル信号中の各サンプル値を基に、当該２つのシンボル信号間の時間シフト量を検出する第２の検出手段と、
前記時間シフト量を、当該時間シフト量に対応する予め定められた第１のビット数単位のデータに変換する第１の変換手段と、
を含む受信装置。
【請求項５】
前記第１の検出手段で検出される各サンプル値は、位相であることを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記第１の検出手段は、前記受信手段で受信された前記シンボル信号中の各サンプルについて、当該シンボル信号の周波数と同じ周波数のクロック信号の位相に対する相対的な位相を検出することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【請求項７】
前記第２の検出手段は、前記２つのシンボル信号のうちの前のシンボル信号を１サンプル時間ずつ循環シフトしながら、当該２つのシンボル信号間で各サンプルの前記位相の相関値を求めることにより、最も高い相関値が得られるまでの時間シフト量を検出することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【請求項８】
前記第１の検出手段は、
前記シンボル信号から、当該シンボル信号と９０度位相が異なるシンボル信号を生成する手段と、
前記シンボル信号及び当該シンボル信号と９０度位相が異なるシンボル信号とを用いて、当該シンボル信号中の各サンプルについて、当該シンボル信号の周波数と同じ周波数のクロック信号の位相に対する相対的な位相を検出する手段と、
を含む請求項５記載の受信装置。
【請求項９】
前記第２の検出手段は、
前記第１の検出手段で検出された前記シンボル信号の各サンプルの前記位相を用いて、各サンプルに対応する複素信号を生成する手段と、
前記２つのシンボル信号のうちの前のシンボル信号を１サンプル時間ずつ循環シフトしながら、当該２つのシンボル間で前記複素信号の相関値及びその絶対値を求める手段と、
前記前のシンボル信号を１サンプル時間ずつ循環シフトしながら求めた複数の絶対値のうち、最も高い絶対値が得られるまでの時間シフト量を検出する時間シフト量検出手段と、
前記最も高い絶対値に対応する前記相関値から、前記２つのシンボル間の位相差を検出する位相差検出手段と、
を含み、
前記位相差検出手段で検出された前記位相差を、当該位相差に対応する予め定められた第２のビット数単位のデータに変換する第２の変換手段をさらに含む請求項５記載の受信装置。
【請求項１０】
前記位相差検出手段は、前記第２のサンプル間の位相差から、符号情報を検出し、
前記第２の変換手段は、前記符号情報を、当該符号情報に対応する前記第２のビット数単位のデータに変換することを特徴とする請求項９記載の受信装置。
【請求項１１】
前記第２の検出手段は、
前記第１の検出手段で検出された前記シンボル信号の各サンプルの前記位相を用いて、各サンプルに対応する複素信号を生成する手段と、
各サンプルに対応する前記複素信号をフーリエ変換することにより、各サンプルの位相を検出する位相検出手段と、
前記２つのシンボルのうちの前のシンボルについて前記位相検出手段で検出された各サンプルの位相と、後のシンボルについて前記位相検出手段で検出された各サンプルの位相との間の位相差の周波数領域における位相特性を表す直線の傾きから、時間領域における当該２つのシンボル間の時間シフト量を検出する時間シフト量検出手段と、
を含む請求項５記載の受信装置。
【請求項１２】
前記第２の検出手段は、
前記前のシンボルについて前記位相検出手段で検出された各サンプルの位相と、前記後のシンボルについて前記位相検出手段で検出された各サンプルの位相との間の位相差の周波数領域における位相特性を表す直線の切片から、前記２つのシンボル間の位相差を検出する位相差検出手段と、
をさらに含み、
前記位相差検出手段で検出された前記位相差を、当該位相差に対応する予め定められた第２のビット数単位のデータに変換する第２の変換手段をさらに含む請求項１１記載の受信装置。
【請求項１３】
前記第１の検出手段は、
前記シンボル信号の周波数よりも高い周波数のクロック信号を発生する発生手段と、
予め定められた数値範囲で、前記クロック信号のクロック数の計数を繰り返すカウンタと、
前記シンボル信号中の各サンプルの立ち上がり時の前記カウンタの値を基に、各サンプルの位相を検出する手段と、
を含む請求項５記載の受信装置。
【請求項１４】
入力データを予め定められたビット数単位の単位データ毎に、時間シフト量に変換する変換ステップと、
記憶手段に記憶されている複数のサンプルを含む第１のシンボル中の各サンプルを、前記時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記単位データに対する第２のシンボルを生成し、前記記憶手段に記憶するシンボル生成ステップと、
生成された前記第２のシンボルを送信する送信ステップと、
を含む送信方法。
【請求項１５】
入力データを２つのデータ系列に変換する第１の変換ステップと、
前記２つのデータ系列のうちの一方を予め定められた第１のビット数単位の第１の単位データ毎に、時間シフト量に変換する第２の変換ステップと、
前記２つのデータ系列のうちの他方を予め定められた第２のビット数単位の第２の単位データ毎に、符号に変換する第３の変換ステップと、
記憶手段に記憶されている複数のサンプルを含む第１のシンボル中の各サンプルを前記時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記第１の単位データに対するシンボルを生成する第１の生成ステップと、
生成されたシンボルに、前記符号を乗じて、第２のシンボルを生成し、前記記憶手段に記憶する第２の生成ステップと、
生成された前記第２のシンボルを送信する送信ステップと、
を含む送信方法。
【請求項１６】
入力データを２つのデータ系列に変換する第１の変換ステップと、
前記２つのデータ系列のうちの一方を予め定められた第１のビット数単位の第１の単位データ毎に、時間シフト量に変換する第２の変換ステップと、
前記２つのデータ系列のうちの他方を予め定められた第２のビット数単位の第２の単位データ毎に、位相に変換する第３の変換ステップと、
記憶手段に記憶されている複数のサンプルを含む第１のシンボル中の各サンプルを前記時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、前記第１の単位データに対するシンボルを生成する第１の生成ステップと、
生成されたシンボルに、前記位相を乗じて、第２のシンボルを生成し、前記記憶手段に記憶する第２の生成ステップと、
生成された第２のシンボルを送信する送信ステップと、
を含む送信方法。
【請求項１７】
複数のサンプルを含むシンボル信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信された前記シンボル信号中の各サンプル値を検出する第１の検出ステップと、
前記受信ステップで受信された連続する２つのシンボル信号中の各サンプル値を基に、当該２つのシンボル信号間の時間シフト量を検出する検出ステップと、
前記時間シフト量を、当該時間シフト量に対応する予め定められたビット数単位のデータに変換する変換ステップと、
を含む受信方法。
【請求項１８】
前記検出ステップで検出される各サンプル値は、位相であることを特徴とする請求項１７記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
受信装置の構成を簡易なものにする１つの手法として、位相のみを用いて復調を行うＩＦ検波方式がある。
【特許文献１】特開平１１−９８２０８（東芝）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した技術は、位相のみを使って復調を行うため、伝送速度を高くした場合、マルチパス遅延環境下では遅延波から干渉をうけ、受信特性が大きく劣化してしまうという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、マルチパス遅延環境下においても、受信信号の振幅を用いることなく、位相を用いて高精度に復調可能な高速無線通信システム（送信装置及び受信装置）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】
【０００５】
本発明の送信装置は、（ａ）入力データを予め定められたビット数単位の単位データ毎に、時間シフト量に変換し、（ｂ）記憶手段に記憶されている複数のサンプルを含む第１のシンボル中の各サンプルを、当該時間シフト量分だけ循環シフトすることにより、当該単位データに対する第２のシンボルを生成し前記記憶手段に記憶し、（ｃ）生成された前記第２のシンボルを送信する。
【０００６】
本発明の受信装置は、（ａ）複数のサンプルを含むシンボル信号を受信し、（ｂ）当該シンボル信号中の各サンプル値を検出し、（ｃ）受信された連続する２つのシンボル信号中の各サンプル値を基に、当該２つのシンボル信号間の時間シフト量を検出し、（ｄ）当該時間シフト量を、当該時間シフト量に対応する予め定められたビット数単位のデータに変換する。
【発明の効果】
【０００７】
受信信号の位相を用いて高精度に復調することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
なお、以下の説明において、同一部分には同一符号を付している。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る送信装置について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る送信装置の構成および動作について説明する。
【００１２】
ビット／時間シフト量変換部１０は、入力データを、予め定められたビット数単位に区切し、各単位データを時間シフト量に変換する。ビット／時間シフト量変換部１０では、例えば、図２９に示すような変換テーブルを用いて、各単位データを時間シフト量に変換する。
【００１３】
図２９に示すように、単位データのビット数が２ビットである場合、単位データが「００」のときには時間シフト量は「０」であり、単位データが「０１」のときには時間シフト量は「１」であり、単位データが「１０」のときには時間シフト量は「２」であり、単位データが「１１」のときには時間シフト量は「３」である。
【００１４】
ビット／時間シフト量変換部１０で変換された時間シフト量は、シンボル生成部２０でシンボルに変換される。以下、シンボル生成部２０について説明する。
【００１５】
シンボル生成部２０は、前シンボル記憶部２２と循環シフト部２１を含み、所定の初期値をもった、複数のサンプルからなるシンボルを生成する。シンボル中の複数のサンプルには、他のサンプルと値あるいは符号が異なる指標サンプルが少なくとも１つ含まれている。
【００１６】
シンボル生成部２０のシンボル生成処理について図２を参照して説明する。
【００１７】
図２では、１シンボルは4サンプルから構成され、初期値は｛＋1、＋1、＋1、−1｝としている。この場合、指標サンプルは、値「−１」のサンプルである。
【００１８】
ビット／時間シフト量変換部１０では、入力データを２ビット単位に区切り、単位データは２ビットであるものとする。
【００１９】
シンボル生成部２０の前シンボル記憶部２２には、シンボル生成部２０で直前に生成されたシンボルが一時記憶される。なお、初期状態では、初期値のシンボル｛＋1、＋1、＋1、−1｝が前シンボル記憶部２２に記憶されている。
【００２０】
シンボル生成部２０の循環シフト部２１は、各単位データに対して、前シンボル記憶部２２に記憶されている（その直前の単位データから生成された）シンボルを、当該単位データに対応する（ビット／時間シフト量変換部１０で得られた）時間シフト量（サンプル時間）分だけ循環シフトすることにより、当該単位データに対応するシンボルを生成する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、前シンボル記憶部２２に初期値のシンボル｛＋1、＋1、＋1、−1｝が記憶されているものとする。
【００２２】
単位データが「００」「１０」「０１」「１１」であるとすると、シンボル生成部２０は、この順に各単位データのシンボルを生成する。
【００２３】
まず、図２（ａ）に示すように、前シンボル記憶部２２に記憶されているシンボル｛＋1、＋1、＋1、−1｝が、単位データ「００」に対応する時間シフト量「０」だけ循環シフト部２１により循環シフトされて、当該単位データ「００」に対応する第１シンボル｛＋1、＋1、＋1、−1｝が出力され、図２（ｂ）に示すように、これが新たな前シンボルとして前シンボル記憶部２２に記憶される。
【００２４】
次に、図２（ｂ）に示すように、前シンボル記憶部２２に記憶されているシンボル｛＋1、＋1、＋1、−1｝が、単位データ「１０」に対応する時間シフト量「２」だけ循環シフト部２１により右へ循環シフトされて、当該単位データ「１０」に対応する第２シンボル｛＋1、−1、＋1、＋1｝が出力され、図２（ｃ）に示すように、これが新たな前シンボルとして前シンボル記憶部２２に記憶される。
【００２５】
さらに、図２（ｃ）に示すように、前シンボル記憶部２２に記憶されているシンボル｛＋1、−1、＋1、＋1｝が、単位データ「０１」に対応する時間シフト量「１」だけ循環シフト部２１により右へ循環シフトされて、当該単位データ「０１」に対応する第３シンボル｛＋1、＋1、−1、＋1｝が出力され、図２（ｄ）に示すように、これが新たな前シンボルとして前シンボル記憶部２２に記憶される。
【００２６】
さらに、図２（ｄ）に示すように、前シンボル記憶部２２に記憶されているシンボル｛＋1、＋1、−1、＋1｝が、単位データ「１１」に対応する時間シフト量「３」だけ循環シフト部２１により右へ循環シフトされて、当該単位データ「１１」に対応する第４シンボル｛＋1、−1、＋1、＋1｝が出力され、図２（ｅ）に示すように、これが新たな前シンボルとして前シンボル記憶部２２に記憶される。
【００２７】
シンボル生成部２０で生成されたシンボルは、前シンボル記憶部２２に記憶されるとともに、ガードインターバル挿入部３０へ出力される。ガードインターバル挿入部３０は、入力されたシンボルの末尾の一部分を、ガードインターバルとしてシンボル先頭に挿入する。
【００２８】
ガードインターバル挿入器３０でガードインターバルが挿入されたシンボルは、Ｉ／Ｏ変換部４０でデジタル信号から、アナログ信号に変換され、周波数変換器５０でＲＦ信号に変換される。（本実施形態では、Ｉ／Ｏを使用しているが、Ｄ／Ａ変換器を使用しても良い。）
周波数変換器５０で変換されたＲＦ信号は、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）６０で帯域制限され、続いて、増幅器７０で増幅され、アンテナ８０から大気中に送信される。
【００２９】
図３は、第１の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。以下、図３を参照して、第１の実施形態に係る受信装置の構成および動作について説明する。
【００３０】
アンテナ１００で受信されたＲＦ信号は、ＬＮＡ１１０で増幅され、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）１２０で帯域制限される。
【００３１】
バンドパスフィルタ１２０で帯域制限された信号は、周波数変換部１３０でＩＦ信号に変換され、位相検出部１４０に入力される。位相検出部１４０では、入力信号の位相を検出する。
【００３２】
図４は、位相検出部１４０の構成例を示したものである。位相検出部１４０ではクロック信号を発生するクロック発生部１４４を用いて、入力信号とクロック信号との相対的な位相差を検出する。まず、周波数変換部１３０から位相検出部１４０に入力されたＩＦ信号（入力信号）は、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）１４１で帯域制限される。バンドパスフィルタ１４１で帯域制限されたＩＦ信号は、リミッタ１４２で、矩形波に変換される。位相検出部１４３は、リミッタ１４２で変換された矩形波から、クロック発生部１４４で発生されたクロック信号との相対的な位相差を検出する。
【００３３】
位相検出部１４３の構成をより詳細に示した位相検出部１４０の構成例を図５に示す。また、位相検出部１４３の動作を説明するためのタイミングチャートを図６に示す。
【００３４】
なお、図６では、連続する２つのシンボル、すなわち第Ｍシンボルと第（Ｍ＋１）シンボルについて、それぞれの位相を検出する場合を示している。第（Ｍ＋１）シンボルは第Ｍシンボルを「１」サンプル時間だけ循環シフトしたものである。
【００３５】
図５に示すように、リミッタ１４２から出力される矩形波（図６（ａ））とクロック発生部１４４から出力されるクロック信号（図１６（ｂ））が排他的論理和演算回路１４５に入力する。排他的論理和演算回路１４５は、図６（ａ）に示した矩形波信号と、図６（ｂ）に示したクロック信号との排他的論理和を求め、その結果得られる信号（図６（ｃ））をローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４６へ出力する。
【００３６】
ＬＰＦ１４６からは、図６（ａ）の各シンボル中の各サンプルの矩形波信号と図６（ｂ）のクロック信号との相対的な位相差を示す図６（ｄ）に示すような信号が、Ａ／Ｄ変換部１４７へ出力され、Ａ／Ｄ変換部１４７で、アナログ信号からデジタル信号へ変換されて、電圧／位相変換部１４８に入力される。電圧／位相変換部１４８は、入力された信号の電圧値を、当該電圧値に対応する、各シンボル中の各サンプルの位相（図６（ｂ）のクロック信号との位相差）に変換する。
【００３７】
図６に示すように、第Ｍシンボルと第（Ｍ＋１）シンボル中の値「＋１」のサンプルのクロック信号との相対的な位相差は、ほぼ「０」であるが、指標サンプルのクロック信号との相対的な位相差は、ほぼ「π」である。従って、排他的論理和演算回路１４５で、図６（ａ）に示した矩形波信号と、図６（ｂ）に示したクロック信号との排他的論理和を求めることにより、図６（ｃ）に示すように、各シンボル中の各サンプルのクロック信号との間の位相差から、位相差がほぼ「π」の指標サンプルの時間位置を検出することができる。
【００３８】
位相検出精度を向上させる方法として、リミッタ１４２から出力された矩形波信号とクロック発生部１４４で発生されたクロック信号との周波数と位相の同期をとる方法がある。  クロック発生部１４４の構成をより詳細に示した位相検出部１４０の他の構成例を図７に示す。
【００３９】
図７の構成は、一般的なPLLの構成であり、ＶＣＯ８０３から出力されるクロック信号は排他的論理和演算回路８０１に入力され、リミッタ１４２から出力されたた矩形波とＶＣＯ８０３で発生されたクロック信号との周波数と位相の同期をとるように制御される。排他的論理和演算回路８０１の出力信号は、キャリア周波数及び、キャリアの位相だけを抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）８０２に入力され、ＬＰＦ８０２で高周波数成分の除去された信号が、ＶＣＯ８０３の周波数と位相を制御するため、ＶＣＯ８０３に入力される。  位相検出部１４０のさらに他の構成例を図８に示す。図８に示す位相検出部１４０は、９０度位相の異なる２つのＩＦ信号を入力信号とする。ここでは、周波数変換部１３０から出力された２つのＩＦ信号のうち、位相をずらさない方の系統をＩチャネル（Ｉ−ｃＨ）、位相を９０度ずらす方の系統をＱチャネル（Ｑ−ｃＨ）と呼ぶ。
【００４０】
図８の位相検出部１４０の動作を説明するためのタイムチャートを図９〜図１２に示す。
【００４１】
クロック信号との相対位相差の絶対値が同じで符号が異なる場合、図９、図１０に示すように、一系統のみ（Ｉ−ｃｈ）では、ＩＦ信号とクロック信号との位相が、Δθ異なる場合と−Δθ異なる場合とで、排他的論理和演算回路を経てローパスフィルタ（ＬＰＦ）から出力される結果が同一となり、ＩＦ信号とクロック信号との位相差の符号を検出することができない。
【００４２】
しかし、ＩＦ信号とクロック信号との位相がΔθ異なる場合に、図９のＩ−ｃＨのＩＦ信号と、Ｉ−ｃＨのＩＦ信号に対し、９０度位相の異なる図１１のＱ−ｃＨのＩＦ信号を用いたときには、ＩＦ信号とクロック信号との位相差の符号が「＋」と検出され、ＩＦ信号とクロック信号との位相が−Δθ異なる場合に、図２０のＩ−ｃＨのＩＦ信号と、Ｉ−ｃＨのＩＦ信号に対し、９０度位相の異なる図１２のＱ−ｃＨのＩＦ信号を用いたときには、ＩＦ信号とクロック信号との位相差の符号が「−」と検出される。
【００４３】
Ｉ−ｃＨのＡ／Ｄ変換部１４７から出力される信号と、Ｑ−ｃＨのＡ／Ｄ変換部６１５から出力される信号とが入力される電圧／位相変換部１４８では、入力された各系統の信号の電圧値を、当該電圧値に対応する、各シンボル中の各サンプルの位相（図６（ｂ）のクロック信号との位相差）に変換する。
【００４４】
このように、２つの系統（Ｉ−ｃＨとＱ−ｃｈ）を利用することにより、ＩＦ信号とクロック信号との位相差の符号も検出することができる。すなわち、各シンボル中の各サンプルの位相（クロック信号との位相差）が、より正確に求めることができる。
【００４５】
図３の説明に戻り、位相検出器１４０で検出された位相は、ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去され、時間シフト量検出器１７０で、時間シフト量に変換される。以下で、時間シフト量検出器１７０について、時間同期が完全にとれているものとして説明する。
【００４６】
時間シフト量検出器１７０の構成例を図１３に示す。時間シフト量検出器１７０は、連続する２つのシンボル毎に、各シンボル中の各サンプルの位相を基に、当該２つのシンボルのうちの前のシンボルの指標サンプルの時間位置から後のシンボルの指標サンプルまでの循環シフト量（サンプル時間数）を検出する。すなわち、連続する２つのシンボル毎に、当該２つのシンボルのうちの一方（例えばここでは前のシンボル）を１サンプル時間ずつ循環シフトしながら、当該２つのシンボル間の相関値を求め、最も高い相関値が得られるまでの循環シフト量であるサンプル時間数を検出する。そのために、時間シフト量検出部１７０は、当該連続する２つのシンボルのうちの前のシンボルの各サンプルに対応する位相を記憶する前シンボル位相記憶部１７２と相関値算出部１７１と最大値検出部１７３と最大値／時間シフト変換部１７４を含む。
【００４７】
なお、以下では、M番目のシンボルのn番目のサンプルの位相を、
【００４８】
【数１】
2008035242.tif 000003
【００４９】
と表す。なお、１シンボルには、ｎ＝０〜Ｎ−１までのＮ個のサンプルが含まれているものとする。
【００５０】
以下、M番目のシンボルに対する時間シフト量検出器１７０の動作について説明する。
【００５１】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去された結果得られる、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相を示すデジタル信号
【００５２】
【数２】
2008035242.tif 000004
【００５３】
が、相関値算出部器１７１に入力される。相関値算出部１７１では、入力されたＭ番目のシンボル中の各サンプルの位相と、前シンボル位相記憶部１７２に記憶されている前シンボル（（Ｍ−１）番目のシンボル）中の各サンプルに対応する位相
【００５４】
【数３】
2008035242.tif 000005
【００５５】
との間の相関値を算出する。
【００５６】
相関値算出部１７１は、前シンボル位相記憶部１７２に記憶されている（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間ずつ（送信装置の循環シフト部２１での循環シフトの方向と同じ方向に）循環シフトしながら、Ｍ番目のシンボルとの相関値ｙn（ｙ0、…、ｙN-1）を、次式を用いて算出する。
【００５７】
【数４】
2008035242.tif 000006
【００５８】
なお、MOD(a,b)は、aに対してｂのmodulas（法）の演算を行ったものである。
【００５９】
ここでは、（Ｍ−１）番目のシンボルを循環シフトせずに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ0、（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ1、（Ｍ−１）番目のシンボルを２サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ2、（Ｍ−１）番目のシンボルを（Ｎ−１）サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙN-1、と表す。
【００６０】
最大値検出部１７３は、１サンプル時間ずつ循環シフトしながら求めた複数の相関値（ｙ0、…、ｙN-1）の中で最もレベルの高い値を検出する。最大値／時間シフト変換部１７４は、最大値検出部１７３で検出された最大相関値ｙn（０≦ｎ≦Ｎ−１）を、当該最大相関値を得るまでの循環シフト量（サンプル時間数）、すなわち、「nサンプル時間」に変換する。
【００６１】
図３の説明に戻り、時間シフト量検出部１７０で検出された循環シフト量（時間シフト量）は、時間シフト量／ビット変換部１８０に入力される。時間シフト量／ビット変換部１８０は、入力された時間シフト量、すなわち、ここでは「ｎサンプル時間」を、当該時間シフト時間に対応する予め定められたビット数のデータに変換する。
【００６２】
時間シフト量／ビット変換部１８０は、例えば、図３０に示す変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、当該時間シフト量に対応する２ビットのデータを求める。
【００６３】
以上説明したように、上記第1の実施形態では、入力データを予め定められたビット数単位の単位データに区切り、各単位データに対応する時間シフト量だけ、前シンボルのサンプルを循環シフトすることで、入力データに対するシンボルを生成することにより、マルチパス伝搬路に対して強い耐性を持たせることが可能となる。また、送信装置では、前シンボルのサンプルを循環シフトすることで各送信シンボルを生成する、差動符号化を行うことで、受信装置では、受信信号の位相から（前シンボルに対する時間シフト量から）復調することができるため、復調のための等化器を用いる必要がない。すなわち、伝送速度が高く、マルチパス干渉の影響を受ける場合にも、（受信信号の振幅を用いずに）受信信号の位相から容易に復調することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る送信装置について説明する。
【００６５】
図１４は、第２の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１４において、図１と同一部分には同一符号を付し、主に異なる部分について説明する。第１の実施形態に係る送信装置の構成（図１）と異なる点は、図１４では、Ｓ／Ｐ変換部９０とビット／符号変換部１１とシンボル生成部２０内の循環シフト部２１の後の乗算器２３が追加されている点である。
【００６６】
入力されたデータは、Ｓ／Ｐ変換部９０で直並列変換され、ビット／符号変換部１１とビット／時間シフト量変換器１０に入力される。例えば、Ｓ／Ｐ変換部９０は、１系列の入力されたデータを、ビット／符号変換部１１とビット／時間シフト量変換部１０のそれぞれに対応する２系列のデータに直並列変換する。
【００６７】
ビット／符号変換部１１は、入力されたデータを、予め定められたビット数単位の単位データ毎に、当該単位データを、図３１に示すような変換テーブルを用いて、符号に変換する。図３１に示すように、単位データのビット数が１ビットである場合、ビット／符号変換部１１は、単位データが「０」のときには符号「＋」を出力し、単位データが「１」のときには符号「−」を出力する。
【００６８】
ビット／時間シフト量変換部１０は、前述の第１の実施形態と同様に、入力データを、予め定められたビット数単位の単位データに区切り、図２９に示すような変換テーブルを用いて、各単位データを時間シフト量に変換する。
【００６９】
ビット／符号変換部１１から出力された符号は、シンボル生成部２０内の循環シフト部２１後の乗算器２３で、循環シフト部２１から出力されたシンボルに乗算される。
【００７０】
このように第２の実施形態に係る送信装置によれば、１シンボルで送信するデータのビット数は、ビット／時間シフト量変換部１０で時間シフト量に変換される２ビットと、ビット／符号変換部１１で符号に変換される１ビットの計３ビットであり、前述の第１の実施形態と比較して、シンボルに乗算する符号に対応するデータのビット数分、１シンボルで送信するデータのビット数を増加させることができ、伝送速度を改善することが可能となる。
【００７１】
次に、第２の実施形態に係る受信装置について説明する。
【００７２】
図１５は、第２の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１５において、図３と同一部分には同一符号を付し、主に、異なる部分について説明する。
【００７３】
第１の実施形態の受信装置（図３）と異なる点は、図３の時間シフト量検出部１７０の代わりに、図１５では時間シフト量及び符号検出部２００を有し、さらに、符号／ビット変換部１８１とＰ／Ｓ変換部１９０を有している。
【００７４】
図１６は、時間シフト量及び符号検出部２００の構成例を示したものである。時間シフト量及び符号検出器２００は、定数出力器２０２、複素数変換部２０１、相関値算出部１７１、前シンボル記憶部２０６、絶対値算出部２０３、最大値検出部１７３、最大値／時間シフト量変換部１７４、最大値／位相変換部２０４及び符号検出部２０５を含む。
【００７５】
ここで、M番目のシンボルのn番目のサンプルの位相を、
【００７６】
【数５】
2008035242.tif 000007
【００７７】
と表す。なお、１シンボルには、ｎ＝０〜Ｎ−１までのＮ個のサンプルが含まれているものとする。
【００７８】
以下、M番目のシンボルに対する時間シフト量及び符号検出部２００の動作について説明する。
【００７９】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去された結果得られる、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相を示すデジタル信号
【００８０】
【数６】
2008035242.tif 000008
【００８１】
は、複素数変換部２０１に入力される。複素数変換部２０１は、入力された上記デジタル信号を、定数出力部２０２から出力される値を振幅とする、複素信号
【００８２】
【数７】
2008035242.tif 000009
【００８３】
に変換し、上記複素信号を相関値算出部１７１へ出力する。
【００８４】
相関値算出部１７１は、上記複素信号と、前シンボル記憶部２０６に記憶されている前シンボルの複素信号
【００８５】
【数８】
2008035242.tif 000010
【００８６】
との間で相関値を算出する。
【００８７】
相関値算出部１７１は、前シンボル記憶部２０６に記憶されている（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間ずつ（送信装置の循環シフト部２１での循環シフトの方向と同じ方向に）循環シフトしながら、Ｍ番目のシンボルとの相関値ｙn´（ｙ0’、…、ｙN-1’）を、次式を用いて算出する。
【００８８】
【数９】
2008035242.tif 000011
【００８９】
ここでは、（Ｍ−１）番目のシンボルを循環シフトせずに（０サンプル時間循環シフトしたときに）、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ0’、（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ1’、（Ｍ−１）番目のシンボルを２サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ2’、（Ｍ−１）番目のシンボルを（Ｎ−１）サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙN-1’、と表す。
【００９０】
絶対値算出部２０３は、１サンプル時間ずつ循環シフトしながら求めた複数の相関値（ｙ0’、…、ｙN-1’）の絶対値（｜ｙ0’｜、…、｜ｙN-1’｜）を求める。
【００９１】
最大値検出部１７３は、絶対値算出部２０３で求めた絶対値（｜ｙ0’｜、…、｜ｙN-1’｜）の中で、最もレベルの高い値｜ｙn’｜（０≦ｎ≦Ｎ−１）を検出し、当該最大相関値｜ｙn’｜を最大値／時間シフト量変換部１７４と最大値／位相変換部２０４に入力する。
【００９２】
最大値／時間シフト量変換部１７４は、第１の実施形態と同様に（図１３参照）、最大値検出部１７３で検出された最大相関値｜ｙn’｜を、当該最大相関値を得るまでの循環シフト量（サンプル時間数）、すなわち、「nサンプル時間」に変換する。
【００９３】
最大値／位相変換部２０４は、最大相関値｜ｙn’｜に対応する（相関値算出部１７１で算出された）相関値ｙn’を参照し、（Ｍ−１）番目のシンボルとＭ番目のシンボルとの間の位相差θを検出する。
【００９４】
符号検出部２０５は、最大値／位相変換部２０４で検出された位相θが、
−π／２≦θ＜π／２
の場合には符号「＋」を検出し、
π／２≦θ＜３π／２
の場合には符号「−」を検出する。
【００９５】
図１５の説明に戻り、符号／ビット変換部１８１は、例えば、図３２に示すような変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、符号検出部２０５で検出された符号に対応する１ビットのデータを求める。
【００９６】
また、時間シフト量／ビット変換部１８０は、第１の実施形態と同様、図３０に示す変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、最大値／時間シフト量変換部１７４で求めた時間シフト量に対応する２ビットのデータを求める。
【００９７】
符号／ビット変換部１８１で得られた１ビットデータは、時間シフト量／ビット変換部１８０で得られた２ビットデータと共に、Ｐ／Ｓ変換器１９０で直列データに変換される。
【００９８】
以上説明したように、上記第２の実施形態に係る送信装置によれば、１シンボル当たりのビット数を増加させることができ、伝送速度を改善することが可能となる。
【００９９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る送信装置について説明する。
【０１００】
図１７は、第３の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１７において、図１と同一部分には同一符号を付し、主に異なる部分について説明する。第１の実施形態に係る送信装置（図１）と異なる点は、図１７ではＳ／Ｐ変換部９０とビット／位相変換部１２とシンボル生成部２０内の循環シフト部２１の後の乗算器２３が追加されている点である。
【０１０１】
入力されたデータは、Ｓ／Ｐ変換部９０で直並列変換され、ビット／位相変換部１２とビット／時間シフト量変換部１０に入力される。例えば、Ｓ／Ｐ変換部９０は、１系列の入力されたデータを、ビット／位相変換部１２とビット／時間シフト量変換部１０のそれぞれに対応する２系列のデータに直並列変換する。
【０１０２】
ビット／位相変換器１２は、入力されたデータを予め定められたビット単位の単位データ毎に、当該単位データを、図３３に示すような変換テーブルを用いて、位相に変換する。図３３に示すように、単位データのビット数が２ビットである場合、ビット／位相変換器１２は、単位データが「００」のときには位相「０」を出力し、単位データが「０１」のときには位相「π／２」を出力し、単位データが「１０」のときには位相「π」を出力し、単位データが「１１」のときには位相「３π／２」を出力する。
【０１０３】
ビット／時間シフト量変換部１０は、前述の第１の実施形態と同様に、入力データを、予め定められたビット数単位の単位データに区切り、図２９に示すような変換テーブルを用いて、各単位データを時間シフト量に変換する。
【０１０４】
ビット／位相変換器１２から出力された位相は、シンボル生成部２０内の循環シフト部２１後の乗算器２３で、循環シフト部２１から出力されたシンボルに乗算される。
【０１０５】
このように第３の実施形態に係る送信装置によれば、１シンボルで送信するデータのビット数は、ビット／時間シフト量変換部１０で時間シフト量に変換される２ビットと、ビット／位相変換部１２で位相に変換される２ビットの計４ビットであり、前述の第１の実施形態と比較して、シンボルに乗算する位相に対応するデータのビット数分、１シンボルで送信するデータのビット数を増加させることができ、伝送速度を改善することが可能となる。
【０１０６】
次に、第３の実施形態に係る受信装置について説明する。
【０１０７】
図１８は、第２の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１８において、図３と同一部分には同一符号を付し、主に異なる部分について説明する。
【０１０８】
第１の実施形態の受信装置（図３）と異なる点は、図３の時間シフト検出部１７０の代わりに、図１８では、時間シフト量及び位相検出部３００を有し、さらに、位相／ビット変換部１８２とＰ／Ｓ変換部１９０を有している。
【０１０９】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去されたデジタル信号は、時間シフト量及び位相検出部３００に入力される。
【０１１０】
図１９は、時間シフト量及び位相検出部３００の構成例を示したものである。なお、図１９において、第２の実施形態の時間シフト量及び符号検出部２００の構成（図１６）と同一部分には同一符号を付し、主に、異なる部分について説明する。
【０１１１】
時間シフト量及び位相検出器３００は、定数出力部２０２、複素数変換部２０１、相関値算出部１７１、前シンボル記憶部２０６、絶対値算出部２０３、最大値検出部１７３、最大値／時間シフト量変換部１７４、最大値／位相変換部２０４、及び位相検出部２０８を含む。
【０１１２】
ここで、M番目のシンボルのn番目のサンプルの位相を
【０１１３】
【数１０】
2008035242.tif 000012
【０１１４】
と表す。なお、１シンボルには、ｎ＝０〜Ｎ−１までのＮ個のサンプルが含まれているものとする。
【０１１５】
以下、M番目のシンボルに対する時間シフト量及び位相検出部３００の動作について説明する。
【０１１６】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去された結果得られる、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相を示すデジタル信号
【０１１７】
【数１１】
2008035242.tif 000013
【０１１８】
は、複素数変換部２０１に入力される。複素数変換部２０１は、入力された上記デジタル信号を、定数出力部２０２から出力される値を振幅とする、複素信号
【０１１９】
【数１２】
2008035242.tif 000014
【０１２０】
に変換し、上記複素信号を相関値算出部１７１へ出力する。
【０１２１】
相関値算出部１７１は、上記複素信号と、前シンボル記憶部２０６に記憶されている前シンボルの複素信号
【０１２２】
【数１３】
2008035242.tif 000015
【０１２３】
との間で相関値を算出する。
【０１２４】
相関値算出部１７１は、前シンボル記憶部２０６に記憶されている（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間ずつ（送信装置の循環シフト部２１での循環シフトの方向と同じ方向に）循環シフトしながら、Ｍ番目のシンボルとの相関値ｙn´（ｙ0’、…、ｙN-1’）を、次式を用いて算出する。
【０１２５】
【数１４】
2008035242.tif 000016
【０１２６】
ここでは、（Ｍ−１）番目のシンボルを循環シフトせずに（０サンプル時間循環シフトしたときに）、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ0’、（Ｍ−１）番目のシンボルを１サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ1’、（Ｍ−１）番目のシンボルを２サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙ2’、（Ｍ−１）番目のシンボルを（Ｎ−１）サンプル時間循環シフトしたときに、Ｍ番目のシンボルとの間で求めた相関値をｙN-1’、と表す。
【０１２７】
絶対値算出部２０３は、１サンプル時間ずつ循環シフトしながら求めた複数の相関値（ｙ0’、…、ｙN-1’）の絶対値（｜ｙ0’｜、…、｜ｙN-1’｜）を求める。
【０１２８】
最大値検出部１７３は、絶対値算出部２０３で求めた絶対値（｜ｙ0’｜、…、｜ｙN-1’｜）の中で、最もレベルの高い値｜ｙn’｜（０≦ｎ≦Ｎ−１）を検出し、当該最大相関値｜ｙn’｜を最大値／時間シフト量変換部１７４と最大値／位相変換部２０４に入力する。
【０１２９】
最大値／時間シフト量変換部１７４は、第１の実施形態と同様に（図１３参照）、最大値検出部１７３で検出された最大相関値｜ｙn’｜を得るまでの循環シフト量（サンプル時間数）、すなわち、「nサンプル時間」を出力する。
【０１３０】
最大値／位相変換部２０４は、最大相関値｜ｙn’｜に対応する（相関値算出部１７１で算出された）相関値ｙn’を参照し、（Ｍ−１）番目のシンボルとＭ番目のシンボルとの間の位相差θを検出する。
【０１３１】
図１７の送信装置のビット／位相変換部１２において、図３３に示したように位相が割り当てられていたとすると、最大値／位相変換部２０４で検出された位相θが、
−π／４≦θ＜π／４
の場合には、位相検出部２０８は、位相「０」を検出する。最大値／位相変換部２０４で検出された位相θが、
π／４≦θ＜３π／４
の場合には、位相検出部２０８は、位相「π／２」を検出する。最大値／位相変換部２０４で検出された位相θが、
３π／４≦θ＜５π／４
の場合には、位相検出部２０８は、位相「π」を検出する。最大値／位相変換部２０４で検出された位相θが、
５π／４≦θ＜７π／４
の場合には、位相検出部２０８は、位相「３π／２」を検出する。
【０１３２】
図１８の説明に戻り、位相／ビット変換部１８２は、例えば、図３４に示すような変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、位相検出部２０８で検出された位相に対応する２ビットのデータを求める。
【０１３３】
また、時間シフト量／ビット変換部１８０は、第１の実施形態と同様、図３０に示す変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、最大値／時間シフト量変換部１７４で求めた時間シフト量に対応する２ビットのデータを求める。
【０１３４】
位相／ビット変換部１８２で得られた２ビットデータは、時間シフト量／ビット変換器１８０で得られた２ビットデータと共に、Ｐ／Ｓ変換器１９０で直列ビットに変換される。
【０１３５】
以上説明したように、上記第３の実施形態に係る送信装置によれば、１シンボル当たりのビット数を増加させることができ、伝送速度を改善することが可能となる。
【０１３６】
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る受信装置について説明する。
【０１３７】
図２０は、第４の実施形態に係わる受信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図２０において、第１の実施形態の受信装置の構成例を示す図３と同一部分には同一符号を付し、主に、異なる部分について説明する。すなわち、図２０では、図３の時間シフト量検出部１７０の代わりに、時間シフト量検出部４００を含む。
【０１３８】
時間シフト量検出部４００の構成例を図２１に示す。時間シフト量検出部４００は、複素数変換部２０１、定数出力部２０２、フーリエ変換部４０１、位相検出部４０２、前シンボル機構部４０４、位相比較部４０３、傾き検出部４０５、及び傾き／時間シフト量変換部４０６を含む。
【０１３９】
時間シフト量検出部４００では、以下に示すフーリエ変換の性質を利用して、時間シフト量を検出する。
【０１４０】
1シンボルがN個（０、１、…、Ｎ−１）のサンプルから成る時間信号をｓ（ｌ）、ｓ（ｌ）のフーリエ変換後の各サンプルの周波数信号をＳ（Ｋ）（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）とすると、ｓ（ｌ）をｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）サンプル時間だけ循環シフトさせた結果得られる信号ｓ（ｌ−ｎ）の各サンプルのフーリエ変換後の周波数信号は、
【０１４１】
【数１５】
2008035242.tif 000017
【０１４２】
となることから、時間領域の循環シフト成分ｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）は、周波数領域において位相回転量
【０１４３】
【数１６】
2008035242.tif 000018
【０１４４】
として表れることがわかる。
【０１４５】
位相回転量の周波数変化図を図２２に示す。図２２は、周波数領域におけるシンボル中の各サンプル（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）の位相特性を表す直線を示したものである。図２２からわかるように、時間領域の循環シフト成分ｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）は位相回転量の傾き（＝−２πｎ／Ｎ）から検出できる。時間シフト量検出部４００は、この性質を利用して、時間シフト量を検出する。
【０１４６】
ここで、M番目のシンボルのn番目のサンプルの位相を、
【０１４７】
【数１７】
2008035242.tif 000019
【０１４８】
と表す。なお、１シンボルには、ｎ＝０〜Ｎ−１までのＮ個のサンプルが含まれているものとする。
【０１４９】
以下、M番目のシンボルに対する時間シフト量検出部４００の動作について説明する。
【０１５０】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルが除去した結果得られる、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相を示すデジタル信号
【０１５１】
【数１８】
2008035242.tif 000020
【０１５２】
は、複素数変換部２０１に入力される。複素変換部２０１は、入力された上記デジタル信号を、定数出力部２０２から出力される値を振幅とする、複素信号
【０１５３】
【数１９】
2008035242.tif 000021
【０１５４】
に変換し、各サンプルに対応する上記複素信号をフーリエ変換部４０１へ出力する。
【０１５５】
フーリエ変換部４０１は、上記複素信号をフーリエ変換し、各サンプルに対応する周波数信号
【０１５６】
【数２０】
2008035242.tif 000022
【０１５７】
を得る。
【０１５８】
次に、位相検出部４０２は、上記周波数信号から、各サンプルの位相
【０１５９】
【数２１】
2008035242.tif 000023
【０１６０】
を検出する。
【０１６１】
位相検出器４０２で検出された、Ｍ番目のシンボルの各サンプルの位相は、０≦ｎ≦Ｎ−１の全てのｎにおいて、前シンボル記憶部４０４に記憶されている前シンボル、すなわち、（Ｍ−１）番目のシンボルの各サンプルに対応する位相
【０１６２】
【数２２】
2008035242.tif 000024
【０１６３】
との間で、次式（１）で示す演算を各サンプル間について行う。
【０１６４】
【数２３】
2008035242.tif 000025
【０１６５】
傾き検出部４０５は、位相比較部４０２で算出された連続する２つのシンボル間の各サンプルの位相差
【０１６６】
【数２４】
2008035242.tif 000026
【０１６７】
を、横軸を周波数、縦軸を位相差とする平面上の直線に近似し、当該直線の傾きΔａを求める。なお、直線に近似する方法として、例えば、最小二乗法がある。
【０１６８】
図２２に示したように、周波数領域におけるシンボル中の各サンプル（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）の位相特性が直線によって表せることから、（Ｍ−１）番目のシンボル中の各サンプルの位相と、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相との間の位相差の周波数領域における位相特性も直線によって表すことができ、この傾きΔａから当該連続する２つのシンボル間の循環シフト量（（Ｍ−１）番目のシンボルのサンプルを循環シフトして、指標サンプルが、Ｍ番目のシンボル中の指標サンプルの時間位置にくるまでに要した時間シフト量）を求めることができるのである。
【０１６９】
すなわち、傾き検出部４０５で検出された傾きΔａは、傾き／時間シフト変換部４０６で、０≦ｎ≦Ｎ−１の全てのｎにおいて、次式（２）に示す演算を行う。
【０１７０】
【数２５】
2008035242.tif 000027
【０１７１】
傾き／時間シフト変換部４０６は、（２）式の値が最も小さいｎを時間シフト量として検出する。
【０１７２】
このように周波数領域での位相回転量の傾きから、時間領域の循環シフト量を検出することで、信頼度が低い周波数における位相値を用いないようにしたり、複数のアンテナで受信した場合には、周波数毎に信頼度が高い位相値を選択することで、時間シフトの推定精度を改善することができる。
【０１７３】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る受信装置について説明する。
【０１７４】
図２３は、第５の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。なお、図２３において、第３の実施形態の受信装置の構成例を示す図１８と同一部分には同一符号を付し、主に、異なる部分について説明する。すなわち、図２３では、図１８の時間シフト量及び位相検出部３００の代わりに、時間シフト量及び位相検出部３５０を含む。
【０１７５】
時間シフト量及び位相検出部３５０の構成例を図２４に示す。時間シフト量及び位相検出部３５０は、複素数変換部２０１、定数出力部２０２、フーリエ変換部４０１、位相検出部４０２、前シンボル記憶部４０４、位相比較部４０３、傾き検出部４０５、傾き／時間シフト量変換部４０６、切片検出部４０７、及び切片／位相変換部４０８を含む。
【０１７６】
時間シフト量及び位相検出部３５０では、以下に示すフーリエ変換の性質を利用して、時間シフト量と位相を検出する。
【０１７７】
1シンボルがN個（０、１、…、Ｎ−１）のサンプルから成る時間信号をｓ（ｌ）、ｓ（ｌ）のフーリエ変換後の各サンプルの周波数信号をＳ（Ｋ）（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）とすると、ｓ（ｌ）をｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）サンプル時間だけ循環シフトし、かつθだけ位相をずらした信号ｓ（ｌ−ｎ）exp(jθ)のフーリエ変換後の各サンプルの周波数信号は、
【０１７８】
【数２６】
2008035242.tif 000028
【０１７９】
となることから、時間領域の循環シフト成分ｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）と位相θは、周波数領域において位相回転量
【０１８０】
【数２７】
2008035242.tif 000029
【０１８１】
として表れることがわかる。
【０１８２】
位相回転量の周波数変化図を図２５に示す。図２５は、周波数領域におけるシンボル中の各サンプル（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）の位相特性を表す直線を示したものである。図２５からわかるように、時間領域の循環シフト成分ｎ（０≦ｎ≦Ｎ−１）は位相回転量の傾き（＝―２πｎ／Ｎ）、位相θは切片から検出することができる。時間シフト量及び位相検出部３５０は、これらの性質を利用して、時間シフト量と位相を検出する。
【０１８３】
ここで、M番目のシンボルのn番目のサンプルの位相を、
【０１８４】
【数２８】
2008035242.tif 000030
【０１８５】
と表す。なお、１シンボルには、ｎ＝０〜Ｎ−１までのＮ個のサンプルが含まれているものとする。
【０１８６】
以下、M番目のシンボルに対する時間シフト量及び位相検出部３５０の動作について説明する。
【０１８７】
ガードインターバル除去部１６０でガードインターバルを除去した結果得られる、Ｍ番目のシンボル中の各サンプルの位相を示す信号
【０１８８】
【数２９】
2008035242.tif 000031
【０１８９】
は、複素数変換部２０１に入力される。複素変換部２０１は、入力された上記デジタル信号を、定数出力部２０２から出力される値を振幅とする、複素信号
【０１９０】
【数３０】
2008035242.tif 000032
【０１９１】
に変換し、上記複素信号をフーリエ変換部４０１へ出力する。
【０１９２】
フーリエ変換部４０１は、上記複素信号を周波数信号
【０１９３】
【数３１】
2008035242.tif 000033
【０１９４】
に変換する。
【０１９５】
次に、位相検出部４０２は、上記周波数信号から、各サンプルの位相
【０１９６】
【数３２】
2008035242.tif 000034
【０１９７】
を検出する。
【０１９８】
位相検出器４０２で検出された、Ｍ番目のシンボルの各サンプルの位相は、０≦ｎ≦Ｎ−１の全てのｎにおいて、前シンボル記憶部４０４に記憶されている前シンボル、すなわち、（Ｍ−１）番目のシンボルの各サンプルに対応する位相
【０１９９】
【数３３】
2008035242.tif 000035
【０２００】
との間で、次式（３）で示す演算を各サンプル間について行う。
【０２０１】
【数３４】
2008035242.tif 000036
【０２０２】
位相比較部４０２で算出された連続する２つのシンボル間の各サンプルの位相差
【０２０３】
【数３５】
2008035242.tif 000037
【０２０４】
は、傾き検出部４０５と切片検出部４０７に入力される。
【０２０５】
傾き検出部４０５は、前述の第４の実施形態と同様、位相比較部４０２で算出された連続する２つのシンボル間の各サンプルの位相差を、例えば、最小二乗法を用いて、横軸を周波数、縦軸を位相差とする平面上の直線に近似し、当該直線の傾きΔａを求める。
【０２０６】
そして、傾き／時間シフト変換部４０６は、（２）式の値が最も小さいｎを時間シフト量として検出する。
【０２０７】
一方、切片検出部４０７は、位相比較部４０２で算出された連続する２つのシンボル間の各サンプルの位相差を、横軸を周波数、縦軸を位相差とする平面上の直線に近似し、切片Δｂを求める。直線に近似する方法として、例えば、最小二乗法がある。
【０２０８】
送信装置のビット／位相変換部１２において、図３３に示したように位相が割り当てられていたとすると、切片検出部４０７で検出された切片Δｂが、
−π／４≦Δｂ＜π／４
の場合には、切片／位相変換部４０８は、位相「０」を出力する。切片検出部４０７で検出された切片Δｂが、
π／４≦Δｂ＜３π／４
の場合には、切片／位相変換部４０８は、位相「π／２」を出力する。切片検出部４０７で検出された切片Δｂが、
３π／４≦Δｂ＜５π／４
の場合には、切片／位相変換部４０８は、位相「π」を出力する。切片検出部４０７で検出された切片Δｂが、
５π／４≦Δｂ＜７π／４
の場合には、切片／位相変換部４０８は、位相「３π／２」を出力する。
【０２０９】
第２の実施形態で説明したように、送信装置で位相の変わりに符号が乗算された場合においても、同様の処理で符号を検出することができる。時間シフト量検出については、第４の実施形態と同じである。
【０２１０】
（第６の実施形態）
第６の実施形態に係る受信装置について説明する。
【０２１１】
図２６は、第６の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。なお、第１の実施形態に係る受信装置の構成例を示した図３と同一部分には同一符号を付し、主に、異なる部分について説明する。すなわち、図２６では、図３の位相検出部１４０の代わりに位相検出部５００を含む。
【０２１２】
位相検出部５００の構成例を図２７に示す。位相検出部５００は、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ：ＢＰＦ）１４１、リミッタ１４２、クロック発生部５０１、カウンタ５０２、カウンタ出力記憶部５０３、Ａ／Ｄ変換部５０４、及びカウンタ値／位相変換部５０５を含む。
【０２１３】
位相検出部５００は、リミッタ１４２から出力された矩形波と、クロック発生部５０１で発生されたクロック信号との相対的な位相差を検出するものである。
【０２１４】
図２８は、位相検出部５００の動作を説明するためのタイムチャートである。
【０２１５】
アンテナ１００で受信されたＲＦ信号は、ＬＮＡ１１０で増幅され、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）１２０で帯域制限された後、周波数変換部１３０でＩＦ信号に変換され、位相検出部５００に入力される。
【０２１６】
位相検出部５００では、入力信号に対し、まず、帯域制限フィルタ１４１で帯域制限を行い、リミッタ１４２で矩形波に変換する。一方、並行して、クロック発生部５０１から出力されるクロック信号は、カウンタ５０２に入力され、例えば当該クロック信号が立ち上がる度に「１」ずつ加算して、クロック数をカウントする。
【０２１７】
なお、カウンタ５０２は、図２８に示すように、シンボルのサンプル周波数と同期させており、予め定められた数値範囲で、クロック数の計数を繰り返す。すなわち、カウンタ５０２は、予め定められた最大値までクロック数をカウントとすると、クリアされ、再びクロック数のカウントを開始する。
【０２１８】
カウンタ５０２でカウントされたカウント値は、カウンタ出力記憶部５０３で記憶され、リミッタ１４２で変換された矩形波の立ち上がり時（あるいは立ち下がり時）に、カウンタ出力記憶部５０３からカウンタ値が出力される。なお、図２８では、リミッタ１４２から出力される矩形波の立ち上がり時にカウンタ出力記憶部５０３からカウンタ値が出力される場合を示している。
【０２１９】
同じ値のサンプルが続く間（例えば、図２８ではサンプル「＋１」が連続する間）は、矩形波の立ち上がりは等間隔であるため、図２８（ｂ）（ｃ）に示すように、カウンタ出力記憶部５０３から出力されるカウンタ値は等しいが、サンプルの値が異なる区間（例えば、図２８では指標サンプル「−１」の区間）では、矩形波の立ち上がりがずれるため、図２８（ｃ）に示すように、カウンタ出力記憶部５０３から出力されるカウンタ値も異なる。例えば、立ち上がりが遅くなれば、その間カウントされるクロック数が増加し、立ち上がりが早くなれば、その間カウントされるクロック数が減少する。
【０２２０】
すなわち、カウンタ出力記憶部５０３で出力されたカウンタ値の違いがシンボル中の各サンプルの位相の違いを表し、カウンタ値がほぼ同じサンプルは同じ位相であり、カウンタ値が大きく変化するサンプルでは、それだけ位相が変化することを表す。従って、カウンタ出力記憶部５０３で出力されたカウンタ値が、各サンプルの位相を表していると云える。また、カウンタ出力記憶部５０３で出力されたカウンタ値により、シンボル中で、位相が他のサンプルと比較して大きく異なる（図２８では、ほぼ「π／２」異なる）指標サンプル（サンプル値「−１」のサンプル）の時間位置を検出することもできる。
【０２２１】
カウンタ出力記憶部５０３から出力されたカウンタ値は、Ａ／Ｄ変換部５０４でデジタル信号に変換される。例えば、図２８（ｄ）に示すように、カウンタ値がほぼ同じ区間は、当該デジタル信号では一定値となるが、カウンタ値が大きく変化する区間（指標サンプルの区間）は、当該デジタル信号では、当該一定値とは異なる値となって表れている。Ａ／Ｄ変換部５０４から出力されたデジタル信号はカウンタ値／位相変換部５０５に入力される。
【０２２２】
カウンタ値／位相変換部５０５は、カウンタ値（ここでは、デジタル信号の値）を位相に変換するための変換テーブルを予め記憶し、この変換テーブルを用いて、例えば、デジタル信号の値に対応する位相値を出力する。
【０２２３】
このように、カウンタを用いて位相検出をすることで、デジタル回路での位相検出が可能になる。
【０２２４】
以上説明したように、上記第１〜第６の実施形態によれば、送信側で、前シンボルに対して循環シフトをしたものを現シンボルとすることで、マルチパス環境下においても、前シンボルに対する時間シフト量は保持されるので、等化器を用いることなく、受信信号の位相から前シンボルに対する時間シフト量を検出し、復調することができる。
【０２２５】
本発明の実施の形態に記載した本発明の手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【０２２６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】第１の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図。
【図２】シンボル生成処理の原理を説明するための図。
【図３】第２の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図４】図３の位相検出部の構成例を示すブロック図。
【図５】図４の位相検出部の構成をより詳細に示したブロック図。
【図６】図５の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図７】位相検出部の他の構成例を示すブロック図。
【図８】位相検出部のさらに他の構成例を示すブロック図。
【図９】図８の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１０】図８の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１１】図８の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１２】図８の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１３】図３の時間シフト量検出部の構成例を示した図。
【図１４】第２の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図。
【図１５】第２の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図１６】図１５の時間シフト量及び符号検出部の構成例を示すブロック図。
【図１７】第３の実施形態に係る送信装置の構成例を示すブロック図。
【図１８】第３の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図１９】図１８の時間シフト量及び位相検出部の構成例を示すブロック図。
【図２０】第４の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図２１】図２０の時間シフト量検出部の構成例を示すブロック図。
【図２２】周波数領域におけるシンボル中の各サンプル（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）の位相特性を表す直線を示した図。
【図２３】第５の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図２４】図２３の時間シフト量及び位相検出部の構成例を示すブロック図。
【図２５】周波数領域におけるシンボル中の各サンプル（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−１）の位相特性を表す直線の他の例を示した図。
【図２６】第６の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図。
【図２７】図２６の位相検出部の構成例を示すブロック図。
【図２８】図２７の位相検出部の動作を説明するためのタイムチャート。
【図２９】２ビットデータを時間シフト量に変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【図３０】時間シフト量を２ビットデータに変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【図３１】１ビットデータを符号に変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【図３２】符号を１ビットデータに変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【図３３】２ビットデータを位相に変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【図３４】位相を２ビットデータに変換するための変換テーブルの一例を示した図。
【符号の説明】
【０２２８】
８０、１００…アンテナ
１０…ビット／時間シフト量変換部
１１…ビット／符号変換部
１２…ビット／位相変換部
２０…シンボル生成部
２１…循環シフト部
２２…前シンボル記憶部
１４０、５００…位相検出部
１７０、４００…時間シフト量検出部
３００…時間シフト量及び符号検出部
３５０…時間シフト量及び位相検出器
５０１…クロック発生部
５０２…カウンタ
５０３…カウンタ出力記憶部
【図１】
2008035242.tif 000038
【図２】
2008035242.tif 000039
【図３】
2008035242.tif 000040
【図４】
2008035242.tif 000041
【図５】
2008035242.tif 000042
【図６】
2008035242.tif 000043
【図７】
2008035242.tif 000044
【図８】
2008035242.tif 000045
【図９】
2008035242.tif 000046
【図１０】
2008035242.tif 000047
【図１１】
2008035242.tif 000048
【図１２】
2008035242.tif 000049
【図１３】
2008035242.tif 000050
【図１４】
2008035242.tif 000051
【図１５】
2008035242.tif 000052
【図１６】
2008035242.tif 000053
【図１７】
2008035242.tif 000054
【図１８】
2008035242.tif 000055
【図１９】
2008035242.tif 000056
【図２０】
2008035242.tif 000057
【図２１】
2008035242.tif 000058
【図２２】
2008035242.tif 000059
【図２３】
2008035242.tif 000060
【図２４】
2008035242.tif 000061
【図２５】
2008035242.tif 000062
【図２６】
2008035242.tif 000063
【図２７】
2008035242.tif 000064
【図２８】
2008035242.tif 000065
【図２９】
2008035242.tif 000066
【図３０】
2008035242.tif 000067
【図３１】
2008035242.tif 000068
【図３２】
2008035242.tif 000069
【図３３】
2008035242.tif 000070
【図３４】
2008035242.tif 000071