(57)【要約】【課題】シングルキャリア送信機において電力効率の高い送信を行う。【解決手段】本発明の一態様としての送信機は、第１および第２信号点セットを用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、複数のデータシンボルからなるデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバルとして前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、第１のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに続く第２のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルとがそれぞれ異なる信号点セットに属し、かつ、前記第１および第２のガードインターバル付きデータブロック内の各データシンボルが交互に第１および第２信号点セットに属するように、前記変調部による変調を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１
2008227586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、
第１のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに続く第２のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルとがそれぞれ異なる信号点セットに属し、かつ、前記第１および第２のガードインターバル付きデータブロック内の各データシンボルが交互に第１および第２信号点セットに属するように、前記変調部による変調を制御する制御部と、
を備えた送信機。
【請求項２】
前記制御部は、前記データブロックに含まれるデータシンボル数が偶数であり、前記ガードインターバルに含まれるデータシンボル数が奇数のとき、前記データブロックの先頭データシンボルに対応するデータビットに対して、前記データブロックに先行するデータブロックの末尾データシンボルに対応するデータビットに用いた信号点セットと同じ信号点セットを用いることを前記変調部に指示することを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記変調部は、π／２シフトＢＰＳＫ変調方式またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式を用いて前記データビット列を変調することを特徴とする請求項１または２に記載の送信機。
【請求項４】
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを交互に用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの各データシンボルを前記変調部で用いられた信号点セットと異なる信号点セットにおける信号点に変換する信号点変換処理を行うかどうかをデータブロックごとに決定し、前記信号点変換処理を行うと決定されたデータブロックに対して前記信号点変換処理を行う信号点変換部と、
前記信号点変換部を経たデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、を備え、
前記信号点変換部は、第１のデータブロックに対して信号点変換処理を行わない場合に前記第１のデータブロックから生成される第１のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルが、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに先行する第２のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと同一の信号点セットに属することとなるとき、前記第１のデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする送信機。
【請求項５】
前記信号点変換部は、前記第１のデータブロックの先頭データシンボルが前記第２のデータブロックの末尾データシンボルと異なる信号点セットに属し、かつ、前記付加部によって付加されるガードインターバルに含まれるデータシンボル数が奇数であるとき、前記第１のデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする請求項４に記載の送信機。
【請求項６】
前記信号点変換部は、前記第１のデータブロックの先頭データシンボルが前記第２のデータブロックの末尾データシンボルと同じ信号点セットに属し、かつ、前記付加部によって付加されるガードインターバルに含まれるデータシンボル数が偶数であるとき、前記第１のデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする請求項４に記載の送信機。
【請求項７】
前記変調部は、π／２シフトＢＰＳＫ変調方式またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式を用いて前記データビット列を変調することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか一項に記載の送信機。
【請求項８】
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを交互に用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの各データシンボルを前記変調部で用いられた信号点セットと異なる信号点セットにおける信号点に変換する信号点変換処理を行うかどうかをガードインターバル付きデータブロックごとに決定し、前記信号点変換処理を行うと決定されたガードインターバル付きデータブロックに対して前記信号点変換処理を行う信号点変換部と、
前記信号点変換部を経たガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、を備え、
前記信号点変換部は、第１のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルが、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに先行する第２のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと同一の信号点セットに属するとき、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする送信機。
【請求項９】
前記変調部は、π／２シフトＢＰＳＫ変調方式またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調方式を用いて前記データビット列を変調することを特徴とする請求項８に記載の送信機。
【請求項１０】
ガードインターバル（サイクリックプレフィクスあるいはサイクリックポストフィクス）が付加された、複数のデータシンボルを含むデータブロックの信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバルが付加されたデータブロックから前記ガードインターバルを除去してデータブロックを取り出す除去部と、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る２つの信号点セットを交互に用いて前記データブロックに含まれる各データシンボルを復調する復調部と、を備え、
前記復調部は、前記ガードインターバルに含まれるデータシンボル数が奇数のとき前記データブロックの先頭データシンボルに対して、前記データブロックに先行するデータブロックの末尾データシンボルに用いた信号点セットと同じ信号点セットを用いることを特徴とする受信機。
【請求項１１】
ガードインターバル（サイクリックプレフィクスあるいはサイクリックポストフィクス）が付加された、複数のデータシンボルを含むデータブロックの信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバルが付加されたデータブロックから前記ガードインターバルを除去してデータブロックを取り出す除去部と、
あらかじめ与えられた選択パターンにしたがってデータブロックを選択し、選択したデータブロックに含まれる各データシンボルに対してそれぞれ所定量だけ位相シフトを行う位相シフト部と、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る２つの信号点セットを交互に用いて前記データブロックに含まれる各データシンボルを復調する復調部と、
を備えた受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信機および受信機に関し、たとえばπ／２シフトＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)変調またはπ／４シフトＱＰＳＫ(Quadri-Phase Shift Keying)変調等の変調方式を用いる送信機、および該送信機と通信する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
シングルキャリア送信機において、複数のデータシンボルを１ブロックとし、ブロックの末尾部分のデータシンボルをブロックの先頭にサイクリックプレフィクスとして付加して伝送し、受信機では周波数領域等化（ＦＤＥ: Frequency Domain Equalization）を行う方法がある。この方法は、サイクリックプレフィクス付きのシングルキャリア（SC-CP: Single Carrier Cyclic Prefix）方式と称される。従来のサイクリックプレフィクス付きのシングルキャリア方式（ＳＣ−ＣＰ方式）を用いる送信機の一構成例を図１５に示す。
【０００３】
まず、変調部１０１は、データビット列をデータシンボル列に変換する。変調方式としては、π／２シフトＢＰＳＫ変調方式またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調などが用いられる。各変調方式は、それぞれ２種類の信号点セットを持ち、データシンボルが奇数番目か偶数番目かで信号点セットを使い分ける。π／４シフトＱＰＳＫ変調の場合、２データビットが、１データシンボルに変換される。
【０００４】
次に、変調部１０１から出力された複数のデータシンボルを１データブロックとし、ＣＰ付加部１０２では、データブロックの末尾部分（末尾の１または複数のデータシンボル）をコピーして、データブロックの先頭にサイクリックプレフィクス（CP:Cyclic Prefix）として付加する。ＣＰ付加部１０２から出力されるサイクリックプレフィクス付きのデータブロックは、Ｄ／Ａ変換部１０３においてデジタル信号からアナログ信号に変換され、ＲＦ／ＩＦ送信部１０４を経てアンテナ１０５から送信される。
【非特許文献１】”Frequency Domain  Equalization for Single-Carrier Broadband Wireless Systems”, IEEE Communication Magazine, April 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、上記のようなシングルキャリア送信機において、２種類の信号点セットを交互に使用する変調を適用する場合には、データブロックに付加するサイクリックプレフィクスの長さによっては、サイクリックプリフェクス付きデータブロックの境界において、信号点の遷移の際にゼロ点（ＩＱ平面の原点）を通過する場合があり、電力効率が低下する問題がある。
【０００６】
本発明は、サイクリックプリフェクス付きデータブロックの境界での信号点の遷移の際のゼロ点の通過を阻止することで、電力効率の高い送信を行うことを可能とした送信機および受信機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としての送信機は、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、
第１のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに続く第２のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルとがそれぞれ異なる信号点セットに属し、かつ、前記第１および第２のガードインターバル付きデータブロック内の各データシンボルが交互に第１および第２信号点セットに属するように、前記変調部による変調を制御する制御部と、
を備える。
【０００８】
本発明の一態様としての送信機は、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを交互に用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの各データシンボルを前記変調部で用いられた信号点セットと異なる信号点セットにおける信号点に変換する信号点変換処理を行うかどうかをデータブロックごとに決定し、前記信号点変換処理を行うと決定されたデータブロックに対して前記信号点変換処理を行う信号点変換部と、
前記信号点変換部を経たデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、を備え、
前記信号点変換部は、第１のデータブロックに対して信号点変換処理を行わない場合に前記第１のデータブロックから生成される第１のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルが、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに先行する第２のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと同一の信号点セットに属することとなるとき、前記第１のデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一態様としての送信機は、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットを交互に用いてデータビット列を変調することによりデータシンボル列を生成する変調部と、
複数のデータシンボルからなるデータブロックの先端または末尾の１つ以上のデータシンボルをガードインターバル（サイクリックポストフィクスあるいはサイクリックプレフィクス）として前記データブロックの末尾または先端に付加することによりガードインターバル付きデータブロックを生成する付加部と、
前記ガードインターバル付きデータブロックの各データシンボルを前記変調部で用いられた信号点セットと異なる信号点セットにおける信号点に変換する信号点変換処理を行うかどうかをガードインターバル付きデータブロックごとに決定し、前記信号点変換処理を行うと決定されたガードインターバル付きデータブロックに対して前記信号点変換処理を行う信号点変換部と、
前記信号点変換部を経たガードインターバル付きデータブロックの信号を送信する送信部と、を備え、
前記信号点変換部は、第１のガードインターバル付きデータブロックの先頭データシンボルが、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに先行する第２のガードインターバル付きデータブロックの末尾データシンボルと同一の信号点セットに属するとき、前記第１のガードインターバル付きデータブロックに対して前記信号点変換処理を行うことを決定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様としての受信機は、
ガードインターバル（サイクリックプレフィクスあるいはサイクリックポストフィクス）が付加された、複数のデータシンボルを含むデータブロックの信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバルが付加されたデータブロックから前記ガードインターバルを除去してデータブロックを取り出す除去部と、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る２つの信号点セットを交互に用いて前記データブロックに含まれる各データシンボルを復調する復調部と、を備え、
前記復調部は、前記ガードインターバルに含まれるデータシンボル数が奇数のとき前記データブロックの先頭データシンボルに対して、前記データブロックに先行するデータブロックの末尾データシンボルに用いた信号点セットと同じ信号点セットを用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様としての受信機は、
ガードインターバル（サイクリックプレフィクスあるいはサイクリックポストフィクス）が付加された、複数のデータシンボルを含むデータブロックの信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバルが付加されたデータブロックから前記ガードインターバルを除去してデータブロックを取り出す除去部と、
あらかじめ与えられた選択パターンにしたがってデータブロックを選択し、選択したデータブロックに含まれる各データシンボルに対してそれぞれ所定量だけ位相シフトを行う位相シフト部と、
ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る２つの信号点セットを交互に用いて前記データブロックに含まれる各データシンボルを復調する復調部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、電力効率の高い送信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、従来の送信機（図１５参照）において本発明者により独自に見つけられた問題点を解決するためになされたものである。以下、この問題点について詳しく説明する。
【００１４】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１５のＣＰ付加部１０２への入力と出力との例を示す。
【００１５】
図２（ａ）において、1つの升目が１データシンボルであり、a１、a２、a３、a４、b１、b２、b３、b４が、それぞれデータシンボルである。この例では、４データシンボルにより１データブロックが構成される。ＣＰ付加部１０２では、各データブロックの末尾における1シンボル（a４とb４）がサイクリックプレフィクス（ＣＰ：Cyclic Prefix）として、図２（ｂ）に示すようにデータブロックの先端に付加される。受信機では、通常、データブロック単位でフーリエ変換処理に基づく周波数領域等化を行うため、データブロック内のデータシンボル数は２のべき乗であるとフーリエ変換の計算効率が良い。以降、データブロック内の、データシンボル数は偶数であるとする。
【００１６】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、π／２シフトＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)変調で使用する２種類の信号点セットを示す。図３（ａ）が第１シンボル信号点セット、図３（ｂ）が第２シンボル信号点セットを示す。図３（ａ）および図３（ｂ）の第１および第２シンボル信号点セットは、ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットに相当する。
【００１７】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、π／４シフトＱＰＳＫ (Quadri-Phase Shift Keying)変調で使用する２種類の信号点セットを示す。図４（ａ）が第１シンボル信号点セット、図４（ｂ）が第２シンボル信号点セットを示す。図４（ａ）および図４（ｂ）の第１および第２シンボル信号点セットは、ＩＱ平面上の信号点配置を分割して得る第１および第２信号点セットに相当する。
【００１８】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）において、各信号点の脇の数字は、それぞれに対応するビットを意味する。各変調方式では、このようにそれぞれ２種類の信号点セット（第１シンボル信号点セットと第２シンボル信号点セット）を持ち、データシンボルが奇数番目か偶数番目かで信号点セットを使い分ける。一般的に、このように２種類の信号点セットを交互に使用することで、信号点の遷移の際にゼロ点（ＩＱ平面の原点）の通過を阻止でき電力効率の良い送信が可能となる。以下、第１シンボル信号点セットに属する信号点を第１シンボル信号点、第２シンボル信号点セットに属する信号点を第２シンボル信号点と呼ぶことにする。本実施形態において、変調方式としては、π／２シフトＢＰＳＫ変調またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調を例としてとり上げるが、これらの変調方式以外にも、２種類の信号点セットを交互に使い分ける変調方式であれば、本発明を適用できることは明らかである。
【００１９】
図１５に示した従来の送信機の変調部１０１においてπ／２シフトＢＰＳＫ変調またはπ／４シフトＱＰＳＫ変調を適用する場合を考える。
【００２０】
図２（ａ）に示した、変調部１０１の出力（ＣＰ付加部１０２の入力）では、斜線部のデータシンボル（a１、a３、b１、b３）に対して図３（ａ）または図４（ａ）の第１シンボル信号点が用いられ、それ以外のデータシンボル（a２、a４、b２、b４）に対しては図３（ｂ）または図４（ｂ）の第２シンボル信号点が用いられる。データブロックの末尾における１シンボルをサイクリックプレフィクスとして先頭に付加する場合には、図２（ｂ）に示すように、サイクリックプレフィクス付きデータブロックの境界部分２０１において、同じ信号点セット（第１シンボル信号点セット）が連続して使用されることになり、信号点の遷移の際にゼロ点を通過する可能性がある。この場合、送信アナログ波形の振幅の変動が大きくなり、増幅器での消費電力が大きくなるため電力効率が低下するなどの問題が発生する。すなわち、従来の送信機では、データブロックに付加するサイクリックプレフィクスの長さによっては、２種類の信号点セットを交互に用いることで電力効率の向上を図るという本来の目的が達成できない問題が発生する。
【００２１】
本実施形態は、このような本発明者により独自に見つけられた問題点に鑑みて、データブロックに付加するサイクリックプレフィクスの長さに拘わらず、２つのサイクリックプレフィクス付きデータブロックの境界におけるデータシンボルが常に異なる信号点セットに属するようにするものである。
【００２２】
図１は、本発明のシングルキャリア送信機の第１の実施形態を示す。
【００２３】
図１５に示した従来の送信機では変調部１０１において第１シンボル信号点セットと第２シンボル信号点セットとを常に交互に使うが、この第１の実施形態では、変調部１１が使用する信号点セットを信号点選択部１６によって制御する。信号点選択部１６はたとえば制御部に相当する。
【００２４】
変調部１１は、データビット列を所定数ビット単位で変調することによりデータシンボル列を生成する。例えば、π／４シフトＱＰＳＫ変調の場合には、２データビットが、１データシンボルに変換される。データシンボル列への変換の際に用いる信号点セット（第１または第２信号点セット）は信号点選択部１６から指定される。ＣＰ付加部１２では、変調部１１から出力される複数のデータシンボルを１データブロックとし、データブロックの末尾の部分（末尾の１または複数のブロック）をコピーして、データブロックの先頭にサイクリックプレフィクス（ＣＰ）として付加する。ＣＰ付加部１２から出力されるサイクリックプレフィクス付きデータブロックは、Ｄ／Ａ変換部１３においてデジタル信号からアナログ信号に変換され、ＩＦ(Intermediate Frequency)／ＲＦ(Radio Frequency)送信部１４を経てアンテナ１５から送信される。
【００２５】
以下、信号点選択部１６と変調部１１との具体的な動作を説明する。
【００２６】
信号点選択部１６は、ＣＰ付加部１２でデータブロックに付加される予定のシンボル数が奇数である場合には、そのデータブロックの先頭シンボルの信号点セットとして、その一つ前のデータシンボル（一つ前のデータブロックの末尾のデータシンボル）の信号点セットと同じものを使用するように変調部１１に指示する。
【００２７】
例えば、ｋ―１番目のデータブロックの末尾のデータシンボルが第２シンボル信号点であるとしたとき、ｋ番目のデータブロックの先頭シンボルは、付加するサイクリックプレフィクスのシンボル数が奇数である場合には、第２シンボル信号点であり、付加するサイクリックプレフィクスのシンボル数が偶数であるには、通常の変調の動作（交互に第１および第２シンボル信号点セットを使用する）と同じく第１シンボル信号点である。ｋ番目のデータブロック内の先頭シンボルより後の各シンボルは、通常のπ／２シフトＢＰＳＫやπ／４シフトＱＰＳＫのように、第１シンボル信号点と第２シンボル信号点が交互になるように処理される。すなわち、ｋ番目のデータブロックの先頭シンボルが第２シンボル信号点であるときは、２番目のシンボルは第１シンボル信号点、３番目のシンボルは第２シンボル信号点・・・・となり、逆に先頭シンボルに第１シンボル信号点が用いられたときは、２番目のシンボルは第２シンボル信号点、３番目のシンボルは第１シンボル信号点・・・となる。
【００２８】
図５（ａ）は、図１のＣＰ付加部１２の入力（変調部１１の出力）の例を示し、図５（ｂ）はＣＰ付加部１２の出力の例を示す。
【００２９】
斜線のシンボルが第１シンボル信号点で、斜線のかかっていないシンボルが第２シンボル信号点である。データブロックＢについて着目すると、付加するサイクリックプレフィクスのシンボル数が１すなわち奇数であるので、データブロックＢの先頭シンボルｂ１は、その一つ前のデータシンボル（一つ前のデータブロックＡのデータブロックの末尾シンボル）a４と同じ第１シンボル信号点を用いるように変調部１１において処理される。このような処理を適用することで、ＣＰ付加部１２の出力では、図５（ｂ）のようにサイクリックプレフィクス付きデータブロックの継ぎ目において第１シンボル信号点と第２シンボル信号点が交互に使用され、正しく信号点がシフトされる（ゼロ点を通過しない）ことになる。例えば、すべてのデータブロックのシンボル数が等しく、かつ付加するサイクリックプレフィクスの数もすべてのデータブロックで等しく奇数である場合には、データブロックの開始シンボルに用いられる信号点セットが１つのデータブロックおきに入れ替えられることになる。
【００３０】
上述の例では、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）をデータブロックの先頭に付加してデータブロックを拡張したが、これに代えて、データブロックの先頭部分（先頭の１または複数のシンボル）をコピーしてデータブロックの末尾に付加、すなわちデータブロックの末尾にサイクリップポストフィックス（以下、ＣＳと略す）を付加することによりデータブロックを拡張してもよい。これによっても、データブロックの周期構造（波形あるいはデータの周期構造）が維持され、サイクリックプレフィクスと等価の効果を得ることができる。サイクリックプレフィクスおよびサイクリックポストフィクスは、それぞれガードインターバルとも呼ばれる。
【００３１】
図６（ａ）は、従来の送信機における変調部１０１の出力（図２（ａ）参照）に対して、サイクリックポストフィックス（ＣＳ）を１データシンボル分付加する場合のＣＰ付加部１０２の出力例を示す。
【００３２】
図示のように、従来の送信機では、付加するサイクリックポストフィクス（ＣＳ）のシンボル数が奇数の場合には、サイクリックポストフィクス付きデータブロックの境界で、同じシンボル信号点が連続することが判る。
【００３３】
図６（ｂ）は、図１の送信機におけるＣＰ付加部１２においてサイクリックポストフィクスを付加する場合における、信号点選択部１６と変調部１１との動作を説明する図である。
【００３４】
信号点選択部１６は、データブロックの先頭シンボル（例えば、図６（ｂ）のb1）に対し、ＣＰ付加部１２でサイクリックポストフィクス（ＣＳ）を付加された先行するデータブロック末尾のデータシンボル（例えば、図６（ｂ）のa1）と異なる信号点セットを用いるように変調部１１に指示する。このような処理を行うことで、サイクリックポストフィクスが付加されたデータブロックの境界では、信号点セットが正しく切り替わる。
【００３５】
サイクリックプレフィクスの場合と同様に、サイクリックポストフィクスの場合にも、すべてのデータブロックのシンボル数が等しく、かつ付加するサイクリックポストフィクスの数がすべてのデータブロックで等しく奇数である場合には、データブロックの開始シンボルで用いられる信号点セットが１つのデータブロックおきに入れ替えられることになる。
【００３６】
サイクリックプレフィクスの付加と、サイクリックポストフィクスの付加は、共にデータブロックを周期的な構造で拡張する処理であるので、データの並び順を変えたとみなせば等価であることは明らかである。従って、以下の説明では、サイクリックプレフィクスを例として用いるが、本発明がサイクリックポストフィクスの場合にも容易に適用できることは明白である。
【００３７】
図７は、本発明のシングルキャリア送信機の第２の実施形態を示す。
【００３８】
図１に示した第１の実施形態との違いは、信号点選択部１６が取り除かれ、信号点変換部１７が変調部１０の後ろに挿入されていることである。変調部１０は従来の送信機の変調部１０１と同様の動作をする。すなわち、変調部１０は、シンボルごとに第１シンボル信号点セットと第２シンボル信号点セットとを交互に用いて変調を行う。
【００３９】
新たに追加された信号点変換部１７では、複数のデータシンボルからなるデータブロックに対して、必要があればデータブロック内のすべての第１シンボル信号点と第２シンボル信号点を入れ替える。つまり、第１シンボル信号点を第２シンボル信号点に変換し、第２シンボル信号点を第１シンボル信号点に変換する信号点変換処理を行う。
【００４０】
信号点変換部１７において信号点を変換する第１の変換方法としては、同じデータを意味する第１シンボル信号点と第２シンボル信号点間で変換を行う。例えば、図４のπ／４シフトＱＰＳＫの場合、第１シンボル信号点の“００”と第２シンボル信号点の“００”を相互に変換し、第１シンボル信号点の“０１”と第２シンボル信号点の“０１”を相互に変換することになる。これは、データブロック内の各データシンボルに対して、exp(jφ)とexp(-jφ)を交互に乗積することに等しい。ただし、位相シフト量φは、π／２シフトＢＰＳＫではπ／２ラジアン、π／４シフトＱＰＳＫではπ／４ラジアンである。
【００４１】
信号点変換部１７において信号点を変換する第２の変換方法としては、データブロック内の全データシンボルに対してexp(jφ)を乗積する。この第２の変換方法は、第１の変換方法とは異なり第２シンボル信号点が第１シンボル信号点に変換される際に、それぞれの信号点の持つデータが変わることになる（第１シンボル信号点から第２シンボル信号点への変換の場合は変わらない）。例えば、図４のπ／４シフトＱＰＳＫの場合において、第１シンボル信号点の“００”は第２シンボル信号点の“００”に変換されるが、第２シンボル信号点の“００”は第１シンボル信号点の“０１”に変換されることになる。ただし、後述のように受信側において適切な処理を施すことで、このような信号点の変換に起因してデータ復調に問題が引き起こされることはない。
【００４２】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は信号点変換部１７の動作を説明する図である。
【００４３】
図８（ａ）に示すように、信号点変換部１７への入力前では、第１シンボル信号点（斜線部）と第２シンボル信号点（非斜線部）が交互に並んでいる。信号点変換部１７では、データブロック単位で、信号点変換処理を行うかどうかを、付加するサイクリックプレフィクスの数と、一つ前のデータブロックの末尾シンボル（そのデータブロックの直前のデータシンボル）の信号点とを基準に判断する。
【００４４】
図８（ｂ）には、データブロックＡが信号点変換部１７を通過しデータブロックＢが信号点変換部１７を通過する前の状態が示される。データブロックＡに対しては信号点変換処理が施されていない。
【００４５】
図８（ｃ）には、データブロックＢが信号点変換部１７を通過した後の状態が示される。データブロックＢに対して第１シンボル信号点と第２シンボル信号点を入れ替える信号点変換処理が施されている。すなわち、データブロックＢの直前のデータシンボル（信号点変換部１７通過後のデータブロックＡの末尾シンボル）a4と、信号点変換部１７通過前のデータブロックＢの先頭シンボルb１とが異なる信号点セットに属し、尚且つ付加するサイクリックプレフィクスの数が奇数（本例では１つ）である場合、信号点変換部１７はデータブロックＢに対して信号点変換処理を行う。なおb1〜b4に付された「’」は信号点変換部１７で信号点変換処理が施されたことを表している。このほか、データシンボルa4とb１とが同じ信号点セットに属し、尚且つ付加するサイクリックプレフィクスの数が偶数である場合も、信号点変換部１７はデータブロックＢに対して信号点変換処理を行う。いずれの場合も、１つおきのデータブロックごとに、信号点変換処理が施されることになる。
【００４６】
信号点変換部１７を通過したデータブロックＡ、Ｂは、ＣＰ付加部１２において、図８（ｄ）に示すように、それぞれの末尾シンボルa4,b4’がサイクリックプレフィクス（ＣＰ）として先頭に付加される。
【００４７】
このように、本実施形態により、サイクリックプレフィクスが付加されたデータブロックの境界において同一のシンボル信号点が連続することを阻止することが可能となる。すなわち第１シンボル信号点と第２シンボル信号点とが常に繰り返されるパターンを得ることができる。
【００４８】
図９は、本発明のシングルキャリア送信機の第３の実施形態を示す図である。
【００４９】
図７の第２の実施形態との違いは、信号点変換部がＣＰ付加部１２の前段でなく後段に配置されている点にある。このため、第３の実施形態の信号点変換部１８では、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）とデータブロックとを纏めて、第２の実施形態と同等の処理をする。すなわちサイクリックプレフィクス付きデータブロックに対して第２の実施形態と同様の処理をする。第３の実施形態において、ＣＰ付加部１２の出力までは、図１５に示した従来の送信機と同じである。
【００５０】
信号点変換部１８により行われる信号点変換処理では、第２の実施形態と同様、同じデータを意味する第１シンボル信号点と第２シンボル信号点との間で変換を行う第１の変換方法と、サイクリックプレフィクス付きデータブロックにおける全データシンボルに対してexp(jφ)を乗積する第２の変換方法とのうちいずれかを用いることができる。ただし、信号点変換処理を行うかどうかの判断基準が第２の実施形態と以下のように異なる。
【００５１】
図１０は、図９の信号点変換部１８の動作を説明する図である。
【００５２】
図１０（ａ）には、サイクリックプレフィクス付きデータブロックＡが信号点変換部１８を通過しサイクリックプレフィクス付きデータブロックＢが信号点変換部１８を通過する前の状態が示される。サイクリックプレフィクス付きデータブロックＡに対しては信号点変換処理が施されていない。
【００５３】
図１０（ｂ）には、サイクリックプレフィクス付きデータブロックＢが信号点変換部１８を通過した後の状態が示される。サイクリックプレフィクス付きデータブロックＢに対しては信号点変換処理が施されていることが判る。すなわち、図１０（ａ）に示すように、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付きデータブロックＢの先頭データシンボルb４の信号点と、その一つ手前のデータシンボルすなわちサイクリックプレフィクス付きデータブロックＡの末尾のデータシンボルa４の信号点とが同じ信号点セットに属する場合に、図１０（ｂ）のようにサイクリックプレフィクス（ＣＰ）付きデータブロックＢの全体に対して、上述した第１または第２の変換方法による信号点変換処理を行う。これにより、信号点変換部１８の出力では、第１シンボル信号点と第２シンボル信号点とが常に繰り返されるパターンが得られる。
【００５４】
ここで、図１の信号点選択部１６、図７の信号点変換部１７、図９の信号点変換部１８のそれぞれの動作基準について補足説明する。
【００５５】
それぞれの動作基準は、送信データの先頭シンボルの変調信号点（第１シンボル信号点または第２シンボル信号点）を前もって決定さえしておけば、後続の各データブロックに付加するサイクリックプレフィクスのサイズ（ＣＰサイズ）に依存して一意に決定されることは明らかである。通常、先頭シンボルの変調信号点、および各ブロックのＣＰサイズは、送信信号のフォーマットとして規定されることにより、あるいは、予め送信機から受信機に伝達することにより、送信機と受信機で共有する必要がある。送信機から、受信機にこれらの情報（先頭シンボルの変調信号点および各ブロックのＣＰサイズ）を伝達する方法としては、送信機から報知情報として受信機に送信する方法、あるいは、前もって決まった送信信号のフォーマットを利用して送信機から受信機に送信するなどの方法が考えられる。
【００５６】
以上のように第１〜第３の実施形態で示したシングルキャリア送信機を適用することにより、データブロックに付加するサイクリックプレフィクスのシンボル数に拘わらず、サイクリックプレフィクス付きデータブロックの境界部分において信号点遷移の際におけるゼロ点の通過を回避できる。よって、送信信号の振幅の変動幅を小さくでき、電力効率の高いシングルキャリア送信機が実現できる。
【００５７】
図１１は、本発明のシングルキャリア受信機の第１の実施形態を示す図である。本受信機は、第１の実施形態、第２の実施形態の第１の変換方法、第３の実施形態での第１の変換方法により生成された送信信号を受信するためのものである。
【００５８】
アンテナ３１で受信され受信信号は、ＩＦ／ＲＦ受信部３２においてベースバンド信号に変換された後に、Ａ／Ｄ変換部３３においてデジタル信号に変換される。
【００５９】
デジタル信号は、ＣＰ除去部３４において送信機で付加されたサイクリックプレフィクス（ＣＰ）と同じ時間長のサンプル点が除去されたのちに、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理部３５においてデータブロックの時間長でのフーリエ変換処理が施されることにより複数の周波数成分（周波数領域データ）に変換される。
【００６０】
各周波数成分の信号は、通信路補償部３６において、それぞれ通信路を補償するための複素数が乗積される。乗積される複素数は、代表的な方法として、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）等化やＺＦ（Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ）等化の基準に基づいて計算することができる。
【００６１】
通信路補償部３６において等化された各周波数成分の信号は、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理部３７によって逆フーリエ変換処理が施されることにより時間軸のデータ列に変換される。ＩＦＦＴ処理部３７から出力される時間軸のデータ列を、データブロックに対応する単位で表したものをここでは受信データブロックと呼ぶことにする。
【００６２】
信号点選択部３９は、送信機で操作あるいは変換された信号点を考慮した復調を行うため、復調部３８に対して、使用すべき信号点セットを、受信データブロックにおける各シンボル（受信データシンボル）について指示する。復調部３８では、信号点選択部３９に指示された信号点セットを用いてデータ復調を行う。
【００６３】
具体的には、受信データブロックの先頭の受信データシンボルにおいて、そのデータブロックに付加されていたサイクリックプレフィクス（ＣＰ）のシンボル数が奇数であったときは、一つ前の受信データブロックの末尾の受信データシンボルの復調に用いた信号点セットと同じ信号点セットを用いることを復調部３８に指示し、それに続く受信データシンボルに関しては通常の復調通りに、第１シンボル信号点セットと第２シンボル信号点セットとが交互になるように復調部３８に指示する。一方、そのデータブロックに付加されていたサイクリックプレフィクス（ＣＰ）のシンボル数が偶数であったときは、先頭の受信データシンボルに対して、一つ前の受信データブロックの末尾の受信データシンボルの復調に用いた信号点セットと異なる信号点セットを用いることを復調部３８に指示する。
【００６４】
図１２は、図１１の信号点選択部３９と復調部３８との動作例を説明する図である。本例はデータブロックに含まれるデータシンボル数が偶数であり、付加されるサイクリックプレフィクスの数が奇数の場合を示す。
【００６５】
例えば、第１の実施形態の送信機、第１の変換方法を用いる第２および第３の実施形態の送信機から送信された連続する２つのデータブロックがデータブロックＡとデータブロックＢとであるとし、１シンボルのサイクリックプレフィクス（ＣＰ）がデータブロックＢの先頭に付加されているとする。送信シンボルは、図１２（ａ）に示すように第１シンボル信号点（斜線部）と第２シンボル信号点（非斜線部）とが交互に繰り返さている。そのため、受信機においてサイクリックプレフィクス（ＣＰ）を除去した場合には、図１２（ｂ）に示すように受信データブロックＡと受信データブロックＢとの境界で第２シンボル信号点が連続し、受信データブロックＢの先頭シンボルを復調する際には、受信データブロックＡの末尾のシンボルを復調したのと同じ信号点セットを用いることになる。なお受信データシンボルr1〜r4は、データシンボルＡにおけるデータシンボルa1〜a4に対応し、受信データシンボルs1〜s4は、データシンボルＢにおけるデータシンボルb1〜b4に対応する。
【００６６】
ここで、第１の実施形態の送信機、第１の変換方法を用いる第２および第３の実施形態の送信機から送信されるデータシンボルの信号点のパターンは、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）を含めると第１シンボル信号点と第２シンボル信号点とが交互に繰り返す構造になっており、また、受信機にとって各データシンボルに付加されるサイクリックプレフィクス（ＣＰ）のシンボル数は既知である。よって、各データシンボルに対して復調に際して用いるべき信号点セットのパターンも既知であり、信号点選択部３９がこのパターンに従って動作することで、上記各送信機からの信号を、図１１の受信機で復調可能であることは明らかである。
【００６７】
図１３は、本発明のシングルキャリア受信機の第２の実施形態を示す図である。本受信機は、第２および第３の実施形態において第２の変換方法を用いて生成された送信信号を受信するものである。アンテナ３１〜ＩＦＦＴ処理部３７の動作は、図１１と同じであるので説明を省略する。
【００６８】
ＩＦＦＴ処理部３７から出力される受信データブロックのうち該当する受信データブロックに対して、位相シフト部４０では、送信機の信号点変換部１７、１８において変更された信号点を元に戻す位相シフト処理を行う。
【００６９】
例えば送信機でブロック全体に対してexp(jφ)が乗積された図１４（ａ）に示すサイクリックプレフィクス付きデータブロックＢに対しては、図１４（ｂ）のようにサイクリックプレフィクス（ＣＰ）が除去されて受信データブロックＢとされた後、exp(jφ)を相殺するためのexp(-jφ)が位相シフト部４０で図１４（ｃ）に示すように受信データブロックＢにおける各受信データシンボルに乗積される。このような処理を行うことで、位相シフト部４０の後段の復調部４１では、通常の復調動作と同じように、第１シンボル信号点セットと第２シンボル信号点セットとを交互に用いてデータ復調を行えばよい。
【００７０】
ここで、第２の変換方法を用いる第２、第３の実施形態の送信機から送信されるデータシンボルの信号点のパターンは、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）を含めると第１シンボル信号点と第２シンボル信号点とが交互に繰り返す構造になっており、また各データブロックに付加されるサイクリックプレフィクス（ＣＰ）のシンボル数は受信機にとって既知である。よって、送信側にて位相シフトが施されたデータブロックの出現パターンも既知であり、その出現パターンにしたがって位相シフト部４０がその位相シフトを相殺するように位相シフトを行えば、第２、第３の実施形態の各送信機からの信号が、本受信機で復調可能であることは明らかである。つまり、位相シフト部４０は、あらかじめ与えられた選択パターンにしたがって受信データブロックを選択し、選択した受信データブロックに対して位相シフト処理を行えばよい。
【００７１】
以上のように第１〜第３の各実施形態による送信機を用いることで、π／２シフトＢＰＳＫ変調またはπ／２シフトＱＰＳＫ変調のように２種類の信号点セットを使用する変調方式を適用しても、付加するサイクリックプレフィクスのシンボル数に拘わらず、サイクリックプレフィクス付きデータブロック同士またはサイクリックポストフィクス付きデータブロック同士の境界において信号点の遷移によるゼロ点の通過が回避でき電力効率の良い送信が実現できる。また、第１および第２の各実施形態による受信機を用いることで、第１〜第３の各実施形態によるシングルキャリア送信機から送信された信号を正しく復調することができる。
【００７２】
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】
【００７３】
【図１】本発明のシングルキャリア送信機の第１の実施形態を示す図。
【図２】従来のシングルキャリア送信機でのＣＰ付加部への入力と出力の例を示す図。
【図３】π／２シフトＢＰＳＫ変調方式の信号点を示す図。
【図４】π／４シフトＱＰＳＫ変調方式の信号点を示す図。
【図５】本発明のシングルキャリア送信機の第１の実施形態でのＣＰ付加部への入力と出力の例を示す図。
【図６】本発明のシングルキャリア送信機の第１の実施形態においてポストプレフィクスを付加する場合の動作の例を示す図。
【図７】本発明のシングルキャリア送信機の第２の実施形態を示す図。
【図８】本発明のシングルキャリア送信機の第２の実施形態において信号点変換処理の動作例を示す図。
【図９】本発明のシングルキャリア送信機の第３の実施形態を示す図。
【図１０】第３の実施形態での信号点変換処理の動作例を示す図。
【図１１】本発明のシングルキャリア受信機の第１の実施形態を示す図。
【図１２】本発明のシングルキャリア受信機の第１の実施形態の動作例を示す図。
【図１３】本発明のシングルキャリア受信機の第２の実施形態を示す図。
【図１４】本発明のシングルキャリア受信機の第２の実施形態の動作例を示す図。
【図１５】従来のシングルキャリア送信機の一構成例を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
１１：変調部
１２：ＣＰ付加部
１３：Ｄ／Ａ変換部
１４：ＩＦ／ＲＦ送信部
１５：アンテナ
１６：信号点選択部
１７、１８：信号点変換部
３１：アンテナ
３２：ＩＦ／ＲＦ受信部
３３：Ａ／Ｄ変換部
３４：ＣＰ除去部
３５：ＦＦＴ処理部
３６：通信路補償部
３７：ＩＦＦＴ処理部
３８、４１：復調部
３９：信号点選択部
４０：位相シフト部
【図１】
2008227586.tif 000003
【図２】
2008227586.tif 000004
【図３】
2008227586.tif 000005
【図４】
2008227586.tif 000006
【図５】
2008227586.tif 000007
【図６】
2008227586.tif 000008
【図７】
2008227586.tif 000009
【図８】
2008227586.tif 000010
【図９】
2008227586.tif 000011
【図１０】
2008227586.tif 000012
【図１１】
2008227586.tif 000013
【図１２】
2008227586.tif 000014
【図１３】
2008227586.tif 000015
【図１４】
2008227586.tif 000016
【図１５】
2008227586.tif 000017