(57)【要約】　　　（修正有）【課題】２ｎ位相変調ではＡの帯域幅を、２（ｎ＋１）位相変調ではＡの半分の帯域幅を必要とする場合、例えばＡとＡ／２の間の帯域幅を用いて同等の符号誤り率を得ることを可能とし、２（ｎ＋１）位相変調よりも少ない送信電力での伝送を実現する変調方法と装置の提供。【解決手段】位相変調の相数Ｎ（２の累乗以外の整数）に対する長さｂの二値信号を、長さｎのＮ値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、長さｎのＮ値位相信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とするように対応付ける。３相位相変調方式の場合、長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行うデータ変換部１０１は、長さ３の二値信号（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）に対して、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）のそれぞれに割り当てる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎを２の累乗以外の２を超える所定の整数値とし、位相変調の相数Ｎに対する所定の長さｂの二値信号を、所定の長さｎのＮ値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、
長さｂの二値信号を長さｎのＮ値信号に変換するデータ変換部が、長さｎのＮ値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との対応付けを行い、長さｂの二値信号から長さｎのＮ値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。
【請求項２】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、
長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）と、長さ３の二値信号（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）との対応として、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けを行い、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。
【請求項３】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、
長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との対応として、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）を割り当てる際に、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。
【請求項４】
長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して割り当てられる、長さ３の二値信号（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）は、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするような割り当てとされている、ことを特徴とする請求項３記載の変調方法。
【請求項５】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、
長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号との対応として、長さ２の三値信号８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））に対して、
長さ３の二値信号８個を一組として、
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の２４組のうちのいずれかの組を割り当てる変換規則に従って、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする変調方法。
【請求項６】
前記データ変換部が、長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との間の前記変換規則として、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、前記２４組のうちのいずれかの組の長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする請求項５記載の変調方法。
【請求項７】
Ｎを２の累乗以外の２を超える所定の整数値とし、位相変調の相数Ｎに対する所定の長さｂの二値信号を、所定の長さｎのＮ値位相信号に対応させて伝送する変調装置であって、
入力された長さｂの二値信号を長さｎのＮ値信号に変換して位相変調部に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さｎのＮ値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号とを対応付けする手段を有する、ことを特徴とする変調装置。
【請求項８】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調装置であって、
入力された長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）と、長さ３の二値信号（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）との対応を、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けて割り当てる変換規則を参照して、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。
【請求項９】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調装置であって、
入力された長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との対応として、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）を割り当てる際に、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。
【請求項１０】
長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して割り当てられる、長さ３の二値信号（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）は、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするような割り当てとされている、ことを特徴とする請求項９記載の変調装置。
【請求項１１】
位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調装置であって、
入力された長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行い位相変調器に出力するデータ変換回路を備え、
前記データ変換回路は、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号との対応として、長さ２の三値信号の８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））に対して、
長さ３の二値信号８個を１組として、
2004129013.tif 000006
の２４組のうちのいずれかの組を割り当てる変換規則を参照して、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする変調装置。
【請求項１２】
前記データ変換部が、長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との間の前記変換規則として、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、前記２４組のうちのいずれかの組の長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号から長さ２の三値信号への変換を行う、ことを特徴とする請求項１１記載の変調装置。
【請求項１３】
位相変調の相数Ｎ（ただし、Ｎは２の累乗以外の２を超える所定の整数値）に対する長さｂの二値信号を入力し、予め定められた変換規則を参照して、長さｎのＮ値信号に変換するデータ変換回路と、
前記データ変換回路からのｎ個のＮ値信号の並列出力を多重化して出力する並列直列変換回路と、
前記並列直列変換回路の出力を順次入力しＮ相位相変調して出力する位相変調器と、
を備え、
長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との間の前記変換規則において、長さｎのＮ値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との対応付けがなされている、ことを特徴とする変調装置。
【請求項１４】
３相位相変調して送信された信号を受信する受信装置側において、変調信号を位相復調器で復調して、長さ２の三値信号を出力するステップと、
前記位相復調器から長さ２の三値信号を受け取ったデータ変換部が、前記長さ２の三値信号を、前記長さ２の三値信号に対応する長さ３の二値信号へ変換するにあたり、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）と、長さ３の二値信号（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）を、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付ける変換規則を参照して、長さ２の三値信号から長さ３の二値信号への変換を行うステップを有する、ことを特徴とする復調方法。
【請求項１５】
Ｎ（ただし、Ｎは２の累乗以外の２を超える所定の整数値）相位相変調された変調波を入力しＮ値信号を出力する位相復調器と、
前記位相復調器からのｎ個のＮ値信号の出力を並列化して出力する直列並列変換回路と、
前記直列並列変換回路より並列出力された長さｎのＮ値信号を入力し、長さｎのＮ値信号と、位相変調の相数Ｎに対する長さｂの二値信号との対応関係を規定した変換規則を参照して、長さｂの二値信号に変換するデータ逆変換回路と、
を備え、
長さｎのＮ値信号と長さｂの二値信号との間の前記変換規則において、長さｎのＮ値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との対応付けがなされている、ことを特徴とする復調装置。
【請求項１６】
請求項１１又は１２記載の変調装置から送信された３相位相変調された変調波を入力し３値信号を出力する位相復調器と、
前記位相復調器からの２個の３値信号を入力し、長さ２の三値信号の８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））と長さ３の二値信号８個との間の変換規則として、前記変調装置で用いられた組と同一の変換規則を参照して、長さ３の二値信号に逆変換するデータ逆変換回路と、
を備えたことを特徴とする復調装置。
【請求項１７】
請求項１３記載の変調装置と、請求項１５記載の復調装置とを備えた変復調システム。
【請求項１８】
前記ｎを２、前記Ｎを３、前記ｂを３とし、
前記変調規則が、長さ２の三値信号の８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））に対して、
長さ３の二値信号８個を１組として、
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の２４組のうちのいずれかの組からなる、ことを特徴とする請求項１７記載の変復調システム。
【請求項１９】
長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との間の前記変換規則として、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、前記２４組のうちのいずれかの組の長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号との間での変換が行われる、ことを特徴とする請求項１８記載の変復調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変調方法と装置に関し、特に、２の累乗以外の所定の整数値のＮに対して、所定の長さｂの二値信号を、所定の長さｎのＮ値位相信号に対応させて伝送する変調方法と装置並びに復調方法と復調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特に、衛星通信、デジタルマイクロ波通信等で用いられる位相変調においては、２相位相変調、４相位相変調、８相位相変調等のｎを正の整数として、２ｎ位相変調が用いられてきた。
【０００３】
衛星通信、デジタルマイクロ波通信等では、一般に、回路の簡便さから、２相位相変調、４相位相変調、８相位相変調等、ｎを正の整数として、２ｎ位相変調が用いられている。
【０００４】
しかしながら、近年の集積回路技術の進歩により、回路の複雑さによる、実現の困難さは、軽減されつつある。
【０００５】
さらに、周波数の有効利用、送信電力の有効利用に対する要求が強くなりつつある。
【０００６】
送信電力、周波数の有効利用への要請に応えるために、変調技術としては、一般的には、２ｎ位相変調方式が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
【非特許文献１】
「デジタル無線通信の変復調」（齋藤洋一著、平成８年２月、電子情報通信学会発行）
【０００８】
このため、２ｎ位相変調において、例えば、２値のデータで、Ｒ（ｂｐｓ）（ｂｉｔ　ｐｅｒｓｅｃｏｎｄ）を伝送するときに、ｎ＝１とした場合には、２相位相変調方式となり、１シンボルに１ビットの情報が伝送され、Ｒ／１＝Ｒ（Ｈｚ）に相当する帯域幅を利用して伝送が行われる。すなわち、理想的に（矩形）帯域制限された伝送速度Ｒ（ｂｐｓ）の２相位相変調信号が必要な占有帯域幅ＢはＲ（Ｈｚ）である。また、ｎ＝２とした場合には、４相位相変調となり、Ｒ／２（Ｈｚ）に相当する帯域幅を利用して伝送が行われる。
【０００９】
その結果、例えば、利用可能な帯域幅が８０ＭＨｚであり、必要な伝送容量の関係で、２相位相変調では、１００ＭＨｚの帯域幅が必要とされる場合に、４相位相変調では５０ＭＨｚの帯域幅が必要とされる。４相位相変調を採用して、５０ＭＨｚの帯域幅を用いると、利用可能な帯域幅が８０ＭＨｚであることから、帯域幅が余ってしまう。
【００１０】
さらには、４相位相変調では、２相位相変調に比べて、同等の符号誤り率を実現するために、所要Ｃ／Ｎ（キャリア／雑音比）で、約３ｄＢ多く必要とすることから、送信電力を大きくする必要がある、という問題もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、２ｎ（ｎは正整数）位相変調ではＡの帯域幅を、２（ｎ＋１）位相変調ではＡの半分の帯域幅をを必要とする場合に、たとえば、ＡとＡ／２の間の帯域幅を用いて同等の符号誤り率を得ることを可能とし、２（ｎ＋１）位相変調よりも少ない送信電力での伝送を実現する方法と装置並びにシステムを提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、二値信号をＮ値信号に割り当てる際の割当について、Ｅｂ／Ｎｏ（Ｅｂは１ビットあたりのエネルギー、Ｎｏは雑音電力密度）に対するビット誤り率（ＢＥＲ）の値を改善する方法と装置並びにシステムを提供することもその目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、その１つのアスペクト（側面）によれば、Ｎを２の累乗以外の所定の整数値とし、位相変調の相数Ｎに対する所定の長さｂの二値信号を、所定の長さｎのＮ値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、長さｂの二値信号を長さｎのＮ値位相信号に変換するデータ変換部において、長さｎのＮ値位相信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値位相信号との対応付けを行う。
【００１４】
本発明は、他のアスペクトにおいて、３相位相変調方式における長さ３の二値信号を長さ２の三値位相信号に対応させて伝送する変調方法であって、長さ２の三値信号の（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）と、長さ３の二値信号として、（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）とを、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように対応付けを行う。本発明によれば、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とするように、長さ２の三値信号と長さ３の二値信号との対応付けを行ってもよい。
【００１５】
また、本発明の他のアスペクトによれば、３相位相変調方式における長さ３の二値信号を長さ２の三値信号に対応させて伝送する位相変調方法であって、長さ２の三値信号の（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して、長さ３の二値信号を割り当てる際、（ｂ２，ｂ１，ｂ０）に対して、ｖ２，ｖ１，ｖ０を０または１として、全ての二値信号に、特定の（ｖ２，ｖ１，ｖ０）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）として、長さ３の二値信号として各ビットを割り当てるようにしてもよい。
【００１６】
本発明の他のアスペクトによれば、位相変調の相数３に対する長さ３の二値信号を、長さ２の三値位相信号に対応させて伝送するにあたり、長さ３の二値信号に対して長さ２の三値信号への変換を行うデータ変換部が、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号との対応として、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とするように、長さ２の二値信号と長さ２の三値信号との対応付けを行うようにしてもよい。この場合、長さ２の三値信号の８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））に対して、長さ３の二値信号８個を一組として、
2004129013.tif 000003
のうちのいずれかの組が割り当てられる。
【００１７】
かかる本発明によれば、２相位相変調では１００ＭＨｚの帯域幅を、４相位相変調では５０ＭＨｚの帯域幅を必要とする場合に、たとえば、約６７ＭＨｚの帯域幅を用いて、同等の符号誤り率を得るために、４相位相変調よりも、約１．３ｄＢだけ少ない送信電力で実現する。
【００１８】
本発明の他のアスペクトに係る変調装置は、位相変調の相数Ｎに対する長さｂの二値信号を入力し、予め定められた変換規則を参照して、長さｎのＮ値信号に変換するデータ変換回路（例えば図３の１０１）と、前記データ変換回路からのｎ個のＮ値信号の並列出力を多重化して出力する並列直列変換回路（例えば図３の１０２）と、前記並列直列変換回路の出力を順次入力しＮ相位相変調して出力する位相変調器（例えば図３の１０３）と、を備えている。長さｎのＮ値位相信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との対応付けが行われる。
【００１９】
本発明の他のアスペクトに係る復調装置は、Ｎ相位相変調された変調波を入力しｎ個のＮ値信号を出力する位相復調器（例えば図８の２０１）と、前記位相復調器からのｎ個のＮ値信号の出力を並列化して出力する直列並列変換回路（例えば図８の２０２）と、長さｎのＮ値信号を入力し、長さｎのＮ値信号と、位相変調の相数Ｎに対する長さｂの二値信号との対応関係を規定した変換規則を参照して、長さｂの二値信号に変換するデータ逆変換回路（例えば図８の２０３）と、を備えている。本発明においては、長さｎのＮ値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さｂの二値信号の各ビットの平均誤り率を小さくするように、長さｂの二値信号と長さｎのＮ値信号との対応付けが行われる。
【００２０】
本発明に係る変復調システムは、上記した変調装置と復調装置を備えて構成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。図１には、３相位相変調方式における長さ３（３ビット）の二値信号を、長さ２の三値信号に対応させて伝送する位相変調方式において、二値信号と三値信号の関係が示されている。
【００２２】
第１列の「二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）」に対して、第２列に示す「三値信号（ｔ１，ｔ０）」が割り当てられている。長さ３の二値信号（０，０，０）、（０，０，１）、（０，１，１）、（１，１，０）、（１，１，１）、（０，１，０）、（１，０，０）、（１，０，１）に対して、長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）がそれぞれ割り当てられている。なお、三値信号の送信されない信号である（２，２）は、二値信号で（１，１，１）としている。
【００２３】
物理的伝送路では、三値信号が伝送されており、符号誤りは、第１次的には、三値信号の上で起きる。
【００２４】
図１において、たとえば、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（０，０）について、「三値信号の＋１誤り」の欄の「誤り後の値上ｔ１、下ｔ０」に示すように、ｔ１に「＋１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（１，０）、「二値信号の誤り後の値」は（１，１，０）、「二値信号の誤りの値」は（１，１，０）から本来の二値信号（０，０，０）を差し引いた（１，１，０）となり、ｔ０に「＋１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（０，１）、「二値信号の誤り後の値」は（０，０，１）、「二値信号の誤りの値」は（０，０，１）から（０，０，０）を差し引いた（０，０，１）となる。以下の行についても同様とされ、最下行の三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（２，１）について、「三値信号の＋１誤り」の欄の「誤り後の値上ｔ１、下ｔ０」に示すように、ｔ１に「＋１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（０，１）、「二値信号の誤り後の値」は（０，０，１）、「二値信号の誤りの値」は（０，０，１）から本来の二値信号（１，０，１）を差し引いた（１，０，０）となり、ｔ０に「＋１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（２，２）、「二値信号の誤り後の値」は（１，１，１）、「二値信号の誤りの値」は（１，１，１）から（１，０，１）を差し引いた（０，１，０）となる。
【００２５】
三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（０，０）について、「三値信号の−１誤り」の欄の「誤り後の値上ｔ１、下ｔ０」に示すように、ｔ１に「−１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（２，０）、「二値信号の誤り後の値」は（１，０，０）、「二値信号の誤りの値」は（１，０，０）から本来の二値信号（０，０，０）を差し引いた（１，０，０）となり、ｔ０に「−１誤り」があると、三値信号（ｔ１，ｔ０）＝（０，２）、「二値信号の誤り後の値」は（０，１，１）、「二値信号の誤りの値」は（０，１，１）から（０，０，０）を差し引いた（０，１，１）となる。他の行についても同様とされる。
【００２６】
図１に示す例では、長さ３（３ビット）の二値信号（１，１，１）を伝送する場合、三値信号としては、（１，１）が割り当てられる。三値信号（ｔ１，ｔ０）の始めの値であるｔ１のみに、「＋１誤り」が生じた時、受信側での受信信号は、（２，１）となる。
【００２７】
このため、復調後の二値信号（図８の２４）として、３列の二値信号（（１，０，１）が出力され、二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のうちｂ１にのみ、誤りを生じる。
【００２８】
図１に示した、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）と、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）の対応例の場合、伝送される三値信号の全ての誤りに対して、二値信号の平均誤り率は、最小化されている。すなわち最適な割り当てとされる。
【００２９】
つまり、三値信号の誤り率Ｐ３に対して、二値信号の誤り率Ｐｂは、以下に説明されるように、次式（１）で表される。
【００３０】
Ｐｂ＝０．８７５Ｐ３　　　　…（１）
【００３１】
ここで、図１において、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）のｔ１の誤りに対して、二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のｂ２、ｂ１、ｂ０に発生する符号誤りの総数は、「二値信号の誤り後の値」から、それぞれ、
ｔ１の「＋１の誤り」に対して５、４、２個、
ｔ１の「−１の誤り」に対して２、３、５個
である。
ｔ１の「＋１の誤り」、「−１の誤り」を纏めると、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）の各ビットｂ２、ｂ１、ｂ０に発生する符号誤りは、７、７、７個となる。
【００３２】
また、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）のｔ０の誤りに対して、二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のｂ２、ｂ１、ｂ０に発生する符号誤りは、それぞれ、
ｔ０の「＋１の誤り」に対して５、４、１個、
ｔ０の「−１の誤り」の対して２、３、６個
である。
ｔ０の「＋１の誤り」と、「−１の誤り」を纏めると、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）の各ビットｂ２、ｂ１、ｂ０に発生する符号誤りは、７、７、７個の誤りとなる。
【００３３】
したがって、その合計は、
７＋７＋７＋７＋７＋７＝４２　　…（２）
すなわち、４２個の誤りとなる。
【００３４】
三値符号の誤り率に対する二値信号の誤り率の比を求めるには、この「４２」を、
８ｘ２ｘ３＝４８　　　　　　　　…（３）
で除して、
４２／４８＝０．８７５　　　　　　…（４）
となる。
【００３５】
式（３）において、「８」は、三値信号の誤り位置の数、「２」は＋１、−１の誤りの場合の数、「３」は、二値信号のビット数に対応している。
【００３６】
図２は、３相位相変調方式における、長さ３（３ビット）の二値信号（（０，０，０），（０，０，１），（０，１，１），（１，１，０），（１，１，１），（０，１，０），（１，０，０），（１，０，１））
を長さ２の三値位相信号
（（０，０），（０，１），（０，２），（１，０），（１，１），（１，２），（２，０），（２，１））
に対応させて伝送する位相変調方式において、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号の対応に関する、二値信号の平均誤り率（すなわち、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率）を最小化した場合の全ての対応（図１の対応関係を含む）を示したものである。なお、これらは、長さ２の三値信号（０，０）に対して、長さ３（３ビット）の二値信号を（０，０，０）とした場合であり、長さ３（３ビット）の二値信号を（０，０，１），　（０，１，０），　（０，１，１），　（１，０，０），　　（１，０，１），　（１，１，０），　（１，１，１）とした場合には、長さ２の三値信号に対応する長さ３（３ビット）の二値信号の全てに対して、（０，０，１），　（０，１，０），　（０，１，１），　（１，０，０），　　（１，０，１），　（１，１，０），　（１，１，１）のいずれかを排他的論理和で加えることとする。
【００３７】
図２には、第１列から第２４列の場合の対応関係が示されている。すなわち、長さ２の三値信号（ｔ０，ｔ１）の８個の組（（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１））に対して、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）８個を１列として、
2004129013.tif 000004
の第１乃至第２４の列からなる。図２の二値信号の第１列は図１の対応関係に相当する。長さ２の三値信号（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）に対して上記２４列のうち、いずれかの列の長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）のそれぞれに、長さ３の二値信号（ｖ２，ｖ１，ｖ０）（ただし、（ｖ２，ｖ１，ｖ０）は、（０，０，１）、（０，１，０）、（０，１，１）、（１，０，０）、（１，０，１）、（１，１，０）、（１，１，１）のうちのいずれか）を加え、（ｂ２＋ｖ２，ｂ１＋ｖ１，ｂ０＋ｖ０）（ただし、演算記号＋は排他的論理和を表す）として、各ビットを割り当てることで、長さ３の二値信号と長さ２の三値信号との間での変換を行うようにしてもよい。
【００３８】
【実施例】
次に、上記した位相変調を行う装置の一実施例について説明する。以下では、３相位相変調における３桁（長さ３）の二値信号を２桁（長さ２）の三値信号に割り当てる構成について説明する。図３は、本発明に係る変調装置の一実施例の構成を示す図である。図３を参照すると、この変調装置は、３つの二値信号データを入力とし２つの三値信号を出力するデータ変換回路１０１と、データ変換回路１０１から並列に出力される２つの三値信号を入力し１本のシリアル信号に変換する並列直列変換回路１０２（多重化回路）と、並列直列変換回路１０２の出力を受けて、３相位相変調を行い変調波を出力する位相変調器１０３と、データ変換の制御を行う制御回路１０４とを備えている。データ変換回路１０１は、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）を入力し、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）を出力する。データ変換回路１０１内に、図２に示した、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）と長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）間の対応関係（変換規則）を与えるルックアップテーブル等の記憶装置を備えた構成としてもよい。また、制御回路１０４は、データ変換回路１０１内のルックアップテーブルの内容（変換規則）を、適宜変更する構成としてもよい。あるいは、図２等に示した変換規則を格納した記憶装置を、制御回路１０４側に設ける構成としてもよい。データ変換回路１０１において行われる変換は、例えば、図２等に示した、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）と、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）の対応例にしたがって行われ、この場合、伝送される三値信号の全ての誤りに対して、二値信号の平均誤り率は、最小化されている。
【００３９】
図４は、本発明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図である。まず、位相変調方式の動作について、図３及び図４を用いて説明する。入力のデータ列は、符号１１で示す３列の二値信号で表される。
【００４０】
３列の二値信号１１は、データ変換回路１０１で、各々三値を表す信号１２Ａ、１２Ｂに変換される。
【００４１】
三値の信号１２Ａ及び１２Ｂは、直列並列変換回路１０２で時間軸上で多重化され、三値を表す時間軸上で多重化された信号１３に変換される。
【００４２】
このとき、２系統あった三値の信号１２Ａ、１２Ｂは、時間多重されているために、時間軸上で圧縮され、１系統の信号１３となる。
【００４３】
三値を表す信号１３は、位相変調器１０３で変調され、３個の信号点（図４（Ｂ）参照）を有する位相変調波１４となる。
【００４４】
一方、入力された３列（長さ３）の二値信号と、３相位相変調された変調信号との対応については、例えば図５に例示されている対応関係に従って実行される。長さ３の二値信号と長さ２の三値信号の対応は、長さ３の二値信号（０，０，０），　（０，０，１），　（０，１，０），　（０，１，１），　（１，０，０），　（１，０，１），　（１，１，０），　（１，１，１）に対して、（０，０），　（０，１），　（０，２），　（１，０），　（１，１），　（１，２），　（２，０），　（２，１）が割り当てられる。なお、図５に示されている、二値信号と三値信号の対応は、図２に示した、最適化された対応以外のものも含まれ、三値信号に対して、二値信号を、自然２進信号として割り当てが行われている。本発明において、二値信号と三値信号の対応は、長さ２の三値信号の全ての距離１の誤りに対して、長さ３の二値信号の各ビットの平均誤り率を最小とする割り当て（図２の第１列から第２４列の割り当て）にのみ限定されるものでなく、平均誤り率を小さくする割り当ても含む。
【００４５】
すなわち、図５に示す例では、２つの変調シンボルの内、第１の変調シンボルは、「０」から「２」までの値を取る。
【００４６】
第１の変調シンボルが「０」から「１」までの間、第２の変調シンボルは「０」から「２」までの値を採り、第１の変調シンボルが「２」の時は第２の変調シンボルは「０」から「１」までの２つの値を採る。
【００４７】
このき、全信号種類は、
２ｘ３＋１ｘ２　　　　　　　…（５）
であり、「８」に等しい。
【００４８】
式（５）の第１項の「２ｘ３」の前半の「２」は、第１の変調シンボルが「０」から「１」までを取ることを示しており、後半「３」は、第１の変調シンボルのそれぞれに第２の変調シンボルが「０」から「２」までを取ることを表している。
【００４９】
また、式（６）の第２項の「１ｘ２」の前半の「１」は、第１の変調シンボルが「２」の一つの値を採ることを示しており、後半の「２」は、第２の変調シンボルが「０」から「１」までを取ることを表している。
【００５０】
更に、３列の二値信号である入力信号が、（０，０，０）から（１，１，１）まで変化した場合には、変調波の動作として、図５（Ａ）乃至図５（Ｈ）に示した信号図で規定される変調波が順次、出力される。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、３列の二値信号である入力信号（０，０，０）に対して、変調信号（変調波）は（０，０）であり、図５（Ｂ）に示すように、３列の二値信号である入力信号（０，０，１）に対して、変調信号は（０，１）であり、以下、図５（Ｈ）に示すように、３列の二値信号である入力信号（１，１，１）に対して、変調信号は（２，１）である。すなわち、入力信号の（０，０，０）から、（１，１，１）に対して、このとき、第１の変調シンボルが、「０」から「１」までの間は、第２の変調シンボルは、「０」から「２」までの値を取り、第１の変調シンボルが「２」の時は、第２の変調シンボルは、「０」から「１」までの値を取る。
【００５２】
このとき、全信号種類は、
２ｘ３＋１ｘ２　　　　　　　…（６）
であり、「８」に等しい。
【００５３】
以上説明したように、本実施例においては、３列の２値データ列を、２つの変調シンボル（信号）に対応させた後に、その２つの変調シンボルを、時間軸上で、多重化することで、１つの変調シンボルで、等価的に、１．５列の２値データ列を伝送している。
【００５４】
上記実施例で説明したように、三値信号に対する二値信号の割当を最適化（二値信号の各ビットの平均誤り率を最小化）することで、１０−６の誤り率を得るのに、
Ｅｂ／Ｎｏ＝１０．２２（ｄＢ）　　　…（７）
（ただし、Ｅｂは１ビット当たりのエネルギー、Ｎｏは雑音電力密度を表す）
である。
【００５５】
一方、三値信号に対する二値信号の割当の最適化を行わない場合、最悪の場合には、三値信号の誤り率に対する二値信号の誤り率の比が１．３７５まで増加し、
Ｅｂ／Ｎｏ＝１０．３６（ｄＢ）　　　…（８）
まで増加する。
【００５６】
図６は、本発明と、比較例におけるＥｂ／Ｎｏに対するビット誤り率特性を示す図である。図６には、２−ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）／４−ＰＳＫ（比較例）と、本発明に係る３−ＰＳＫの最良値と、３−ＰＳＫの最悪値のビット誤り率特性が示されている。
【００５７】
以上、３相位相変調における３桁の二値信号を２桁の三値信号に割り当てる場合に関して、具体的な実施例について説明した。
【００５８】
次に、本発明の別の実施例として、図７に示す変調方式に対して本発明を適用することが出来る。図７には、位相変調の相数Ｎ、二値の桁数ｂ、Ｎ値の桁数、桁数の比ｂ／ｎが一覧で示されている。例えば、３相位相変調（Ｎ＝３）においては、１１桁の二値信号を７桁の三値信号に割り当てる場合、１９桁の二値信号を、１２桁の三値信号に割り当てる場合等がある。
【００５９】
同様に、５相位相変調、６相位相変調、７相位相変調等の場合についても、図７に示す変換に対して本発明を適用することが出来る。例えば、位相変調の相数Ｎ＝５に対して、（二値信号の桁数ｂ、Ｎ値の桁数ｎ）は、（９、４）、（１６、７）、（２３、１０）等とされる。位相変調の相数Ｎ＝６に対して、（二値信号の桁数ｂ、Ｎ値の桁数ｎ）は、（５、２）、（１８、７）、（２３、９）等とされる。位相変調の相数Ｎ＝７に対して、（二値信号の桁数ｂ、Ｎ値の桁数ｎ）は、（８、３）、（１１、４）、（２５、９）等とされる。桁数の比ｂ／ｎは図７の右端の欄にそれぞれ記載された通りである。
【００６０】
本発明の他の実施例について説明する。上記のように変調されて送信された信号を受信し、変調信号を復調する復調装置は、例えば図８に示すような構成とされる。図８を参照すると、この復調装置は、変調波（変調信号）２１を３相位相復調し、三値を表す信号２２を出力する位相復調器２０１と、位相復調器２０１からの２つの三値を表す信号２２を直列並列変換して出力する直列並列変換回路２０２と、直列並列変換回路２０２から第一、第二の三値を表す信号２３Ａ、２３Ｂを入力し、例えば図１、図２に示した変換規則に従い、３列の二値信号２４を出力するデータ逆変換回路２０３と、データ逆変換を制御する制御回路２０４を備えて構成される。データ逆変換回路２０３内に、図２等に示した、長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）と長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）間の対応関係（変換規則）を与えるルックアップテーブル等の記憶装置を備えた構成としてもよい。制御回路２０４は、データ逆変換回路２０３内の変換規則（ルックアップテーブルの内容）を適宜変更する構成としてもよい。あるいは、ルックアップテーブルを制御回路２０４側に設ける構成としてもよい。
【００６１】
本発明においては、図３に示した変調装置と、図８に示した復調装置とを備えた変復調システムを構成してもよい。図３のデータ変換回路１０１と、図８のデータ逆変換回路２０３では、長さ３の二値信号（ｂ２，ｂ１，ｂ０）と長さ２の三値信号（ｔ１，ｔ０）との対応（変換規則）として、例えば図２に示した第１乃至第２４列のうちの一つが共通に用いられる。すなわち、二値信号と三値信号との割当を最適化することで、Ｅｂ／Ｎｏに対する、誤り率の値を改善することができる。
【００６２】
以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本願特許請求の範囲の各請求項の範囲内で、当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２ｎ位相変調ではＡの帯域幅を、２（ｎ＋１）位相変調ではＡの半分の帯域幅を必要とする場合に、たとえば、ＡとＡ／２の間の帯域幅を用いて同等の符号誤り率を得ることを可能とし、２（ｎ＋１）位相変調よりも、少ない送信電力での伝送を実現することができる、という効果を奏する。
【００６４】
また、本発明は、二値信号をＮ値信号に割り当てる際の割り当てについて、Ｅｂ／Ｎｏに対する、誤り率の値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】
【図１】本発明の一実施の形態を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施の形態における二値信号と三値信号の対応を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の変調装置の構成を説明するための図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図、（Ｂ）は、３相位相変調における３個の信号点を示す図である。
【図５】本発明の一実施例を説明するための信号図である。
【図６】本発明の一実施例と比較例のビット誤り率特性を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施例をなす復調装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１　３列二値信号
１２Ａ　第一の三値を表す信号
１２Ｂ　第二の三値を表す信号
１３　時間多重された三値を表す信号
１４　変調波（信号）
１０１　データ変換回路
１０２　並列直列変換回路
１０３　位相変調器
１０４　制御回路
２０１　位相復調器
２０２　直列並列変換回路
２０３　データ逆変換回路
２０４　制御回路
【図１】
2004129013.tif 000008
【図２】
2004129013.tif 000009
【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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