(57)【要約】【課題】データ伝送速度を向上させる。もしくは、データ伝送速度を落とすことなくデータ通信品質を向上させる。【解決手段】通信バースト内において、通常用いる変調方式Ａのシンボルよりも多値数の多い変調方式Ｂのシンボルを、変調方式Ｂ信号点配置手段１０１５で部分的に挿入して、合成手段１０１６で、変調方式Ａ信号点配置手段１０１４からの信号と合成して送信処理手段１０１２から伝送することにより、変調方式Ａのみによる場合よりも伝送速度を向上させる。もしくは、前記部分的に挿入された変調方式Ｂのシンボルを用いて、過去に伝送したデータの再生用データを重畳して伝送する。もしくは、前記シンボルを用いて変調方式Ｂで伝送した場合の通信品質を推定する。【選択図】図１
2004201286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バースト単位でデータ通信を行うデータ送信方法において、送信時に構成する送信バースト内に変調多値数を増やしたシンボルをシンボル単位で部分的に挿入する多値変調シンボル挿入ステップを有することを特徴とするデータ送信方法。
【請求項２】
バースト単位でデータ通信を行うデータ受信方法において、受信したバースト信号に変調多値数を増やしたシンボルがシンボル単位で部分的に挿入されているシンボル位置のシンボルと前記以外のシンボル位置のそれぞれに応じたシンボルの判定を行うシンボル判定ステップを有することを特徴とするデータ受信方法。
【請求項３】
ディジタル変調によりバースト単位で無線通信を行う無線通信システムにおける送信装置において、
送信データを所定の比率で分割するデータ列分離手段と、一方に分割されたデータに対しては第１の変調方式に準じた信号点配置を行う第１の信号点配置手段と、他方に分割されたデータに対しては前記第１の変調方式よりも変調多値数の多い第２の変調方式に準じた信号点配置を行う第２の信号点配置手段と、前記第１および第２の変調方式のシンボルを所定の位置に配置して送信バーストを生成する合成手段と、を具備することを特徴とする送信装置。
【請求項４】
ディジタル変調によりバースト単位で無線通信を行う無線通信システムにおける受信装置において、
無線信号を選択受信し受信したバースト信号を出力する受信処理手段と、前記受信したバースト信号を所定の位置に応じて分割する分離手段と、一方に分割された信号に対しては第１の変調方式に対応したシンボル判定を行う第１のシンボル判定手段と、他方に分割された信号に対しては第２の変調方式に対応したシンボル判定を行う第２のシンボル判定手段と、前記第１および第２のシンボル判定手段の結果を所定の順列に配置して受信データ列を合成して生成するデータ列合成手段と、を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項５】
バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質の偏りが生じている場合は、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式に準じたシンボルを挿入する位置は、あらかじめ通信品質が相対的に良いとされるシンボル位置に割り当てることを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
【請求項６】
バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質の偏りが生じている場合は、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式に準じたシンボルを挿入する位置は、あらかじめ通信品質が相対的に良いとされるシンボル位置に割り当てることを特徴とする請求項２に記載のデータ受信方法。
【請求項７】
バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質の偏りが生じているか否かに関する情報を入手する通信品質情報入手手段と、前記通信品質の偏りに関する情報に基づき、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式に準じたシンボルを挿入する位置を通信品質が相対的に良いシンボル位置に割り当てる挿入位置決定手段とを具備することを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項８】
受信信号のバースト内におけるシンボル位置毎に通信品質を測定する通信品質測定手段と、前記通信品質測定手段の測定により得られた通信品質に関する情報を通知する通信品質情報通知手段と、変調多値数を増やしたシンボルが挿入されている位置に関する情報を入手する挿入位置情報入手手段とを具備することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項９】
受信装置に、受信したバースト内におけるシンボル位置毎の受信品質を測定する受信品質測定手段と、前記受信品質測定手段の測定により得られた受信品質情報を送信手段へ通知する受信品質情報通知手段とを設け、
送信装置に、前記受信装置から通知された受信品質に関する情報を入手する通信品質情報入手手段と、前記通信品質情報に基づいて通信品質が相対的に良いシンボル位置に割り当てる挿入位置決定手段を設けたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
再送の要求信号に従って過去に送信されたバーストの冗長データ部の部分再送を行う場合に、変調多値数を増やしたシンボルの位置に前記部分再送データを重畳する手段を具備することを特徴とする請求項３記載の送信装置。
【請求項１１】
送信データ列について誤り訂正符号化処理を行い、符号化されたデータ列を出力するとともに、符号化する際に冗長部分として削除された部分を別系統で出力する誤り訂正符号化手段と、別系統で出力された冗長部分として削除された部分を一時記憶する記憶手段と、記憶された冗長部分のデータを前記第２の信号点配置手段へ供給して前記部分再送データを重畳する再送制御手段とを具備することを特徴とする請求項１０に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記多値変調シンボル挿入ステップにおいて、変調多値数を増やしたシンボルの一部のビットに既知のビットデータを挿入することにより、変調時の信号点配置を制限することを特徴とする請求項１に記載のデータ送信方法。
【請求項１３】
バースト内にシンボル単位で部分的に挿入されている変調多値数を増やしたシンボル位置の受信信号ベクトルを用いて受信信号の品質を推定する受信品質推定ステップを設けたことを特徴とする請求項２に記載のデータ受信方法。
【請求項１４】
一部のビットに既知のビットデータを挿入することにより変調時の信号点の配置を制限し、前記第２の変調方式で信号点配置されたシンボル位置の受信信号ベクトルを用いて通信品質を推定する受信品質推定手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項１５】
変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点配置を、第１の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点振幅を基準にして所定のユークリッド距離離れた位置に配置することを特徴とする請求項３記載の送信装置。
【請求項１６】
変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式の信号点配置として、第１の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点振幅を基準にして所定のユークリッド距離離れた位置に信号点が配置されており、第２のシンボル判定手段は、前記信号点配置されたシンボルの判定を行うことを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項１７】
上位層の処理に基づいて送信データをパケット単位で生成し出力するとともに、前記パケットのサイズに関する情報を出力する送信パケット生成手段と、前記送信パケットのサイズに関する情報と、物理層におけるバーストのサイズに関する情報に基づいて、バースト内で変調多値数を増やしたシンボルを挿入する数と位置を決定し、前記決定されたシンボル数と位置に関する情報に基づきデータ列分離手段におけるデータ分割と合成手段におけるバーストの生成の内容を制御する送信制御手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項１８】
前記送信制御手段は、加えてパケットサイズに関する情報を送信バースト内に挿入するよう合成手段を制御することを特徴とする請求項１７に記載の送信装置
【請求項１９】
上位層の処理に基づいて送信データをパケット単位で生成し出力するとともに、前記パケ
ットのサイズに関する情報を出力する送信パケットを生成するステップと、前記送信パケットのサイズに関する情報と、物理層におけるバーストのサイズに関する情報に基づいて、バースト内で変調多値数を増やしたシンボルを挿入する数と位置を決定し、前記決定されたシンボル数と位置に関する情報に基づきデータ列を分離するデータ列分離ステップにおけるデータ分割と合成ステップにおけるバーストの生成の内容を制御する送信制御ステップを設けたことを特徴とする請求項１に記載の送信方法。
【請求項２０】
前記送信制御ステップは、加えてパケットサイズに関する情報を送信バースト内に挿入するよう合成ステップを制御することを特徴とする請求項１９に記載の送信方法。
【請求項２１】
受信装置で受信するデータは上位層においてパケット単位で生成されたものであって、送信パケットのサイズに関する情報に基づき、分離手段におけるデータ分割とデータ列合成手段におけるデータ列の合成の内容を制御する制御手段と、前記データ列生成手段から出力された受信バースト毎のデータを用いて前記送信された上位層でのパケットデータを復元する受信パケット生成手段とを設けたことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項２２】
送信パケットのサイズに関する情報は受信したバースト内に挿入されており、受信制御手段は、加えて前記バースト内に挿入されている送信パケットのサイズを抽出することを特徴とする請求項２１に記載の受信装置。
【請求項２３】
受信するデータは上位層においてパケット単位で生成されたものであって、送信パケットのサイズに関する情報に基づき、分離ステップにおけるデータ分割とデータ列合成ステップにおけるデータ列の合成の内容を制御する受信制御ステップと、前記データ列生成ステップで出力された受信バースト毎のデータを用いて前記送信された上位層でのパケットデータを復元する受信パケット生成ステップとを設けたことを特徴とする請求項２に記載の受信方法。
【請求項２４】
送信パケットのサイズに関する情報は受信したバースト内に挿入されており、受信制御ステップは、加えて前記バースト内に挿入されている送信パケットのサイズを抽出することを特徴とする請求項２３に記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として変調された信号をバースト単位で通信する無線通信システムにおけるデータ送信方法、データ受信方法、送信装置および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信需要の急速な増加に伴い、無線通信システムにおける通信速度のさらなる高速大容量化が望まれている。周波数資源に余裕のある帯域では、広帯域化による高速化が可能であるが、逆に周波数資源が乏しい帯域や、既に割り当てられている周波数帯域幅の範囲内で高速化を図る場合、占有帯域幅を変えずに変調時の多値数を増やして変調を行う多値変調技術が有効な手段の一つとして用いられる。
【０００３】
また、移動通信のように無線局の移動に伴い通信路状況が変動するような環境において、伝送路状況に応じて変調方式を適応的に切り替えて通信を行う適応変調技術も、通信容量増と通信品質向上を両立するための技術として、有効な手段の一つして検討されている。多値変調を用いた適応変調技術については、例えば非特許文献１等にその一例が開示されている。
【０００４】
以下、図１９を用いて従来の適応変調技術の一例の構成と動作を説明する。ここで、通信手段００１と通信手段００２との間では周波数分割多重（ＦＤＤ）による双方向の通信リンクにより通信が行われているものとする。ここでは、通信手段００１から通信手段００２への通信リンクをフォワードリンク、通信手段００２から通信手段００１への通信リンクをリターンリンクと呼ぶこととする。
【０００５】
通信手段００１における適応変調手段００１１により、送信データ列に対して所定の変調方式による変調が施され、送信処理手段００１２により所定の周波数変換や増幅処理が施された後無線送信される。ここでは、変調方式の一例としてＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調もしくは１６値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が選択的に切り替えられ用いられることとする。
【０００６】
通信手段００２では、通信手段００１から自局宛に無線送信された信号を受信処理手段００２１により選択受信し、所定の増幅処理や周波数変換処理が施された後、適応変調信号復調手段００２２において適応変調手段００１１において施された変調方式に対応した復調方式により復調処理が行われ、受信データ列が得られる。一方、受信品質推定手段００２３では、受信信号を用いてフォワードリンクにおける通信品質を推定する。
【０００７】
ここでは、通信品質として受信信号のＣＮＲ値（搬送波電力対雑音電力比）を算出し、算出結果を受信品質情報として出力するものとする。得られた受信品質情報は、受信品質情報送信手段００２４によりリターンリンクを介して通信手段００１へ送信される。通信手段００１では、受信品質情報受信手段００１３において前記受信品質情報が受信され、変調方式制御手段００１４では、前記受信品質情報に基づき、フォワードリンクで用いる適切な変調方式が選択され、適応変調手段００１１に対して選択された変調方式で変調を施すよう制御する。
【０００８】
ここで、通信手段００１において決定され変調に用いられた変調方式の情報を通信手段００２に通知する必要があるが、この手段としては、例えば送信バースト内の所定の位置
に変調方式の情報を表す識別シンボルを挿入しておく構成とし、通信手段００２において、この所定の位置のシンボルを識別することにより、用いられている変調方式を認識する構成が考えられる。
【０００９】
以上のような構成および動作により、フォワードリンクにおける通信品質を監視しながら、通信品質が悪い状況下では変調多値数が少ない反面誤り耐性が強い変調方式を選択し、逆に通信品質が良い状況下では、変調多値数を増やして誤り耐性は弱いが伝送容量が増える変調方式を選択することにより、通信品質が悪い場合には伝送容量を抑えながらも通信信頼性を保ちながら通信リンクを確保し、通信品質がよくなった場合には伝送容量を増大させることが可能となる。
【非特許文献１】笹岡秀一編著「移動通信」の第５章や、松岡他、"シンボルレート変調多値数可変適応変調方式の伝送特性解析"、電子情報通信学会  技術報告  RCS94-64、pp.31-36
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような構成で適応変調方式により通信を行う場合、変調方式の切り替えは少なくともバースト単位あるいは複数バースト単位で切り替えることになる。
【００１１】
この場合、バースト内の全シンボルをＱＰＳＫで通信する場合と１６値ＱＡＭで通信する場合とでは、バースト内に受信誤りが発生する確率には大きな差があるため、ＱＰＳＫ変調において誤りが生じない状況でも、かなり通信品質が良い状態でないと１６値ＱＡＭによる通信ではバースト内に誤りが生じる可能性が高くなってしまう。また、ＱＰＳＫの信号を受信していながら、１６値ＱＡＭでの通信品質を推測するのは難しい。という問題があった。
【００１２】
また、実際の通信環境下では、様々な要因により通信バースト内の位置に応じて通信品質に偏りが生じるような場合がある。例えば、バースト内に挿入されているプリアンブルを用いて時間同期追従や等化処理を行うような受信装置では、プリアンブルに近接するシンボル区間では受信品質が相対的に良く、プリアンブルから時間的に離れた位置のシンボルでは受信品質が相対的に劣化する場合がある。
【００１３】
この様な通信環境下では、バースト内において部分的に１６値ＱＡＭによる通信が可能な区間があるにも関わらず、従来の適応変調方式では、バースト単位でしか変調方式の選択が行われないためＱＰＳＫ変調が選択されてしまい、通信容量の向上効果が十分に得られない、という課題もあった。
【００１４】
本発明は、無線通信システムにおける、前記のような問題点を解消するためになされたものであり、通信の信頼性を確保しながら、通信容量をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するために本発明は、バースト単位でデータ通信を行うデータ送信方法において、送信時に構成する送信バーストに部分的に変調多値数を増やしたシンボルを挿入する多値変調シンボル挿入ステップを有することを特徴とするデータ送信方法である。また、バースト単位でデータ通信を行うデータ受信方法において、受信したバースト信号に変調多値数を増やしたシンボルが挿入されているシンボル位置のシンボルと前記以外のシンボル位置のそれぞれに応じたシンボルの判定を行うシンボル判定ステップを有することを特徴とするデータ受信方法である。
【００１６】
また、複数の通信装置の間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムにおける送信装置において、送信データを所定の比率で分割するデータ列分離手段と、一方に分割されたデータに対しては第１の変調方式に準じた信号点配置を行う第１の信号点配置手段と、他方に分割されたデータに対しては前記第１の変調方式よりも変調多値数の多い第２の変調方式に準じた信号点配置を行う第２の信号点配置手段と、前記第１および第２の変調方式のシンボルを所定の位置に配置して送信バーストを合成して生成する合成手段とを具備することを特徴とする送信装置である。
【００１７】
また、上記無線通信システムにおける受信装置おいて、無線信号を選択受信し受信したバースト信号を出力する受信処理手段と、前記受信したバースト信号を所定の位置に応じて分割する分離手段と、一方に分割されたバースト信号に対しては第１の変調方式に対応したシンボル判定を行う第１のシンボル判定手段と、他方に分割されたバースト信号に対しては第２の変調方式に対応したシンボル判定を行う第２のシンボル判定手段と、前記第１および第２のシンボル判定手段の結果を所定の順列に配置して受信データ列を合成して生成するデータ列合成手段とを具備することを特徴とする受信装置である。
【００１８】
したがって本発明によれば、バースト内において部分的に挿入した変調多値数を増やしたシンボルによって、バーストあたりの通信データ量を増やすことが可能となる。
また、複数の通信装置の間でマルチキャリア変調により無線通信を行う無線通信システムにおける送信装置において、送信データを所定の比率で分割するデータ列分離手段と、一方に分割されたデータに対しては第１の変調方式に準じた信号点配置を行う第１の信号点配置手段と、他方に分割されたデータに対しては前記第１の変調方式よりも変調多値数の多い第２の変調方式に準じた信号点配置を行う第２の信号点配置手段と、前記２種類の変調シンボルを所定のサブキャリアに配置して送信マルチキャリア信号を合成するサブキャリア合成手段とを具備することを特徴とする送信装置である。また、上記無線通信システムにおける受信装置において、前記送信装置から無線送信された信号を選択受信したマルチキャリア信号を出力する受信処理手段と、前記受信したマルチキャリア信号を所定のサブキャリア位置に応じて分割するサブキャリア分離手段と、一方に分割されたサブキャリア信号に対しては第１の変調方式に対応したシンボル判定を行う第１のシンボル判定手段と、他方に分割されたサブキャリア信号に対しては第２の変調方式に対応したシンボル判定を行う第２のシンボル判定手段と、前記２種類のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列を生成するデータ列合成手段とを具備することを特徴とする受信装置である。
【００１９】
この発明によれば、マルチキャリア変調により通信を行う際、部分的に挿入した変調多値数を増やしたサブキャリアによって、マルチキャリアシンボルあたりの通信データ量を増やすことが可能となる。
【００２０】
また、バースト内におけるシンボル位置毎に、あるいはマルチキャリア信号におけるサブキャリア位置毎に通信品質の偏りが生じている場合は、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式に準じたシンボルを挿入する位置は、あらかじめ通信品質が相対的に良いとされるシンボル位置、あるいはサブキャリア位置に割り当てることを特徴とするデータ送信／受信方法である。
【００２１】
また、バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質の偏りが生じているという通信品質に関する情報を入手する通信品質情報入手手段と、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式に準じたシンボルを挿入する位置は、あらかじめ通信品質が相対的に良いとされるシンボル位置／サブキャリア位置に割り当てる挿入位置決定手段とを具備することを特徴とする送信装置である。
【００２２】
また、受信信号のバースト内におけるシンボル位置毎に通信品質を測定する通信品質測定手段と、この通信品質測定手段の測定結果により通信品質に関する情報を通知する通信品質情報通知手段と、前記通信品質に関する情報が通信品質の偏りが生じている場合は、変調多値数を増やしたシンボルを挿入する位置をあらかじめ通信品質が相対的に良いとされるシンボル位置／サブキャリア位置に割り当てる情報を入手する挿入位置情報入手手段とを具備することを特徴とする受信装置である。
【００２３】
本発明によれば、送信するバーストあるいはサブキャリアにおいて、通信品質が良い箇所のみに変調多値数を増やしたシンボルを挿入することにより、バーストあるいはサブキャリア内の通信品質の偏りに適応して通信品質の確保しながら通信データ容量を増やすことが可能となる。再送の要求信号に従って過去に送信されたバーストの冗長データ部の部分再送を行う場合に、変調多値数を増やしたシンボルの位置に前記部分再送データを重畳する手段を具備することを特徴とする送信装置である。
【００２４】
本発明によれば、データの再送を行う場合に、通常の送信バーストのトラフィックを犠牲にすることなくハイブリッドＡＲＱ（自動再送要求）による部分再送を行うことが可能となる。
【００２５】
また、前記多値変調シンボル挿入ステップは、変調多値数を増やしたシンボルの一部のビットに既知のビットデータを挿入することにより、変調時の信号点配置を制限することを特徴とするデータ送信方法である。また、バースト内に部分的に挿入されている変調多値数を増やしたシンボル位置の信号を用いて受信信号の品質を推定する受信品質推定ステップを設けたことを特徴とするデータ受信方法である。
【００２６】
また、一部のビットに既知のビットデータを挿入することにより変調時の信号点の配置を制限し、前記第２の変調方式で信号点配置されたシンボル位置の受信信号ベクトルを用いて通信品質を推定する受信品質推定手段を設けたことを特徴とする受信装置である。
【００２７】
本発明によれば、通信リンクの状況が、変調多値数を増やした変調方式での通信が可能な状況か否かの判断材料となる通信品質を推定することが可能となる。
【００２８】
また、通信品質に応じてユークリッド距離を適応的に変化させることを特徴とする受信装置である。また、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点配置を、第１の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点振幅を基準にして所定のユークリッド距離離れた位置に配置することを特徴とする送信装置である。
【００２９】
また、変調多値数を増やしたシンボルあるいは第２の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点配置を、第１の変調方式で信号点配置されたシンボルの信号点振幅を基準にして所定のユークリッド距離離れた位置に配置することを特徴とする受信装置である。
【００３０】
本発明によれば、変調多値数を増やしたシンボルにおいて、シンボルあたりで送信するビット毎の通信信頼度を変えることが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、送信時に構成する送信バーストにおいて、部分的に変調多値数を増やしたシンボルを挿入して送信し、受信時に対応した受信処理を施すことにより、バーストあたりに通信可能なビットデータ量を増加させることができるという効果を有する。
また、ＯＦＤＭ変調により通信を行うシステムにおいて、構成されるサブキャリアのうち、部分的に変調多値数を増やしたサブキャリアを挿入して送信し、受信時に対応した受信
処理を施すことにより、ＯＦＤＭシンボルあたりに通信可能なビットデータ量を増加させることができるという効果を有する。
【００３２】
さらに、前記のように変調多値数を増やしたシンボルもしくはサブキャリアを挿入する位置や数を通信品質に応じて動的に変更して通信することにより、通信容量のさらなる増加と通信信頼性のさらなる向上ができるという効果を有する。
【００３３】
また、変調多値数を増やしたシンボルにおいて、過去に通信失敗したバーストのハイブリッドＡＲＱによる部分再送用のデータを重畳して送信し、所定の受信処理を施すことにより、再送時に通常のデータ通信のトラフィックを犠牲にして容量を低下させることなく再送および誤り制御ができるという効果を有する。
【００３４】
さらに、変調多値数を増やしたシンボルの信号点配置を動的に変化させることにより、シンボルに割り当てられるビットの間の通信信頼性を変えることができるという効果を有する。
【００３５】
さらに、変調多値数を増やしたシンボルにおいて、シンボルあたりに増やされたビットに送信データを重畳するのではなく既知データを挿入して送信することにより、受信側においてこのシンボルの受信ベクトルを用いて通信品質を推定することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の骨子は、通信を行う際に、バースト内に変調多値数の多いシンボルを部分的に挿入して通信することにより、データ伝送速度の向上、誤り制御によるデータ信頼性向上、あるいは通信品質の適切な推定等の効果を得ることである。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
この実施の形態では、バースト単位で通信を行う際に、バースト内に通常のシンボルよりも変調多値数の多いシンボルを挿入しデータ伝送速度を向上させる方法について説明する。具体例として、ＱＰＳＫ変調が施されるバースト内に、１６値ＱＡＭで変調されるシンボルを部分的に挿入して伝送する方法について説明する。
【００３９】
図１は第１の実施の形態における無線通信システム１００の構成を示し、通信システム１００おいて、送信手段１０１は、送信するデータを無線送信するものであり、少なくともバースト生成手段１０１１と送信処理手段１０１２とを有するものである。
【００４０】
バースト生成手段１０１１は、送信するデータを入力とし、シンボル単位で所定の信号点配置による変調処理と所定の構成の送信バースト生成を行うものであり、例えばデータ列分離手段１０１３、変調方式Ａ信号点配置手段１０１４、変調方式Ｂ信号配置手段１０１５、合成手段１０１６とを有するものである。
【００４１】
送信処理手段１０１２は、入力されるバースト信号を所定の搬送波周波数帯への周波数変換および所定の電力への増幅等を行った後無線送信するものである。周波数変換器、増幅器、帯域制限フィルタや周波数シンセサイザ等の構成はこの手段に含まれるが、その詳細な構成については、本発明で限定されるものではない。
【００４２】
また、バースト生成手段１０１１と送信処理手段１０１２の間の接続インタフェースは特に限定されるものではなく、周波数帯や信号の形態が限定されるものではない。例えば
、信号として直交ＩＱ信号によるインタフェースとしてもよいし、中間周波数（ＩＦ）を搬送波とする直交変調信号の状態であってもよい。
【００４３】
データ列分離手段１０１３は、送信するデータを所定のデータ数毎に複数系統に分割して出力するものである。その分割の仕方については後に述べる。
【００４４】
変調方式Ａ信号点配置手段１０１４は、入力されるデータ列を用いて所定の変調方式に準じた信号点配置を施すものであり、本実施の形態では変調方式Ａの一例としてＱＰＳＫ変調を用いるものとし、入力されるビットデータ列をシンボル毎に２ビットずつ使用してＱＰＳＫの信号点配置を施すものとする。
【００４５】
変調方式Ｂ信号点配置手段１０１５は、入力されるデータ列を用いて所定の変調方式に準じた信号点配置を施すものであり、本実施の形態では変調方式Ｂの一例として１６値ＱＡＭを用いるものとし、入力されるビットデータ列をシンボル毎に４ビットずつ使用して１６値ＱＡＭの信号点配置を施すものとする。
【００４６】
合成手段１０１６は、変調方式Ａで信号点配置された信号１０１４ａと変調方式Ｂで信号点配置された信号１０１５ａを入力して所定の方法で合成し、送信バーストを生成するものである。本実施の形態では、ＱＰＳＫ変調で信号点配置された信号１０１４ａと１６値ＱＡＭで信号点配置された信号１０１５ａとを、図２に示すようなバースト構成にしたがって合成しバーストを生成するものとする。図２に示したバースト構成の詳細については後に述べる。
【００４７】
なお、送信手段１０１におけるその他の構成要素については、本実施の形態では特に規定されない。例えば、必要に応じて送信データの誤り訂正符号化処理を施す手段、ダイバーシティ送信を行う手段、スペクトラム拡散処理や周波数ホッピング処理等を設けてもよい。
【００４８】
受信手段１０２は、自局宛の信号を選択受信して受信データを生成するものであり、少なくとも受信処理手段１０２１、受信データ列生成手段１０２２とを有するものとする。
【００４９】
受信処理手段１０２１は、送信手段１０１から所定の搬送波周波数で無線送信された信号を選択受信し、増幅、チャネル選択や周波数変換を行い得られた受信バースト信号を出力するものである。低雑音増幅器、帯域制限フィルタ、周波数変換器、同期処理部や利得制御部などがこの手段に含まれるが、その詳細な構成については、本発明で限定されるものではない。
【００５０】
また、受信処理手段１０２１と受信データ列生成手段１０２２との間のインタフェースは、送信手段におけるバースト生成手段１０１１と送信処理手段１０１２の間のインタフェースと同様に、本発明において特に限定されるものではない。
【００５１】
受信データ列生成手段１０２２は、受信したバースト信号内のシンボル位置に応じて所定の変調方式に対応したシンボル判定を行い、得られた複数のビットデータを合成して受信データ列を生成するものであり、例えば、少なくとも分離手段１０２３、変調方式Ａシンボル判定手段１０２４、変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５、データ列合成手段１０２６とを有するものである。
【００５２】
分離手段１０２３は、入力されるバースト信号に対し、バースト内の所定のシンボル位置毎に対応する変調方式に応じて信号を分離して出力するものである。本実施の形態では、送信手段１０１から図２に示すバースト構成に従ったバースト信号が送信されるものと
しているため、図２のバースト構成においてＱＰＳＫ変調を施されたシンボル位置の信号は変調方式Ａシンボル判定手段１０２４へ出力し、変調方式Ｂとして１６ＱＡＭを施されたシンボル位置の信号は変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５へ出力される。本実施の形態では、バースト内の各シンボル位置で施される変調方式に関する情報は、受信手段１０２においてあらかじめ分かっているものとする。
【００５３】
変調方式Ａシンボル判定手段１０２４は、入力される信号に対して変調方式Ａに対応したシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力するものであり、本実施の形態ではＱＰＳＫ変調に対応したシンボル判定を行うものとする。
【００５４】
変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５は、入力される信号に対して変調方式Ｂに対応したシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力するものであり、本実施の形態では変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭに対応したシンボル判定を行うものとする。
【００５５】
なお、各変調方式用のシンボル判定手段においてシンボル判定を行う前に、必要に応じて受信信号の位相や振幅、さらにはマルチパス干渉等の影響を補償する処理を行ってもよいが、その処理の内容、構成や手順、さらにどの処理段階で行うかについては本発明において限定されるものではない。例えば、受信処理手段１０２１において行ってもよいし、分離手段１０２３の前段階で行うような構成としてもよい。
【００５６】
さらには、各変調方式のシンボル判定手段において個別に補償処理を行う構成としてもよいし、双方の信号を用いながら同様の補償処理を行う構成としてもよい。
【００５７】
データ列合成手段１０２６は、入力される２系統のビットデータ列を所定の方法により合成して一つのビットデータ系列として出力するものである。
【００５８】
本実施の形態では、送信手段１０１と受信手段１０２との間の通信の際には、前記のように図２に示すようなバースト構成に準じて通信が行われる。図２において、バースト内にはＱＰＳＫ変調により信号点配置される通常のデータシンボル区間に加えて、３２シンボル間隔毎にあらかじめ既知のベクトル値をもつパイロットシンボルが挿入されるものとする。
【００５９】
パイロットシンボルは、例えば受信手段１０２においてバーストを受信復調する際、伝送路で受けた振幅・位相の歪の影響を補償するために用いられる。パイロットシンボルとしてあらかじめ定められるベクトル値は、特に限定されるものではないが、例えば１６値ＱＡＭの信号点配置において振幅が最大値をとる４つの信号点のうちの一つと一致するベクトルとして定める方法がある。
【００６０】
図２のバースト構成では、さらにＱＰＳＫ変調によるデータシンボル区間の中央部に、１シンボル分の１６値ＱＡＭによるシンボルを挿入する構成とする。
【００６１】
また、送信手段１０１から受信手段１０２への通信においては、所定のあるいは動的に設定されたデータブロックにより構成されるバースト単位で通信されるシステムであればよい。このため、アクセス方式は特に限定されない。例えば時分割多重接続方式（ＴＤＭＡ）による構成としてもよいし、符号分割多重接続方式（ＣＤＭＡ）や周波数分割多重接続方式（ＦＤＭＡ）、さらに別のアクセス方式を用いてもよい。
【００６２】
以上のように構成された無線通信システムにおいて、送信手段１０１と受信手段１０２の間でデータ通信を行う方法とその手順について、以下で説明する。
【００６３】
送信手段１０１では、データ列分離手段１０１３において送信するデータ列が２系統に分離される。具体的には、送信データ列のうちＱＰＳＫ変調方式用６０ビット分に対して１６値ＱＡＭ用４ビット分の比率で入力データが分離され、それぞれの信号点配置手段１０１４、１０１５へ供給される。変調方式Ａ信号点配置手段１０１４では、入力されるビットデータをシンボル単位で２ビットずつ使用しＱＰＳＫ変調の信号点配置が行われる。
【００６４】
同様に変調方式Ｂ信号点配置手段１０１５では、入力されるビットデータをシンボル単位で４ビットずつ使用し１６値ＱＡＭの信号点配置が行われる。合成手段１０１６では、それぞれの変調方式用の信号点配置手段１０１４、１０１５で信号点配置された信号を結合し、さらに所定の位置にパイロットシンボルを挿入することにより、図２に示すような構成のバーストを生成する。送信処理手段１０１２では、生成されたバースト信号を用いて所定の周波数変換や増幅処理が施された後、受信手段１０２へ無線送信される。
【００６５】
受信手段１０２では、受信処理手段１０２１において送信手段１０１から無線送信された信号を選択受信し、所定の増幅、チャネル選択フィルタ処理、周波数変換処理等が施され、得られた受信バースト信号が出力される。分離手段１０２３では、得られた受信バーストに対し、図２のバースト構成にしたがって、ＱＰＳＫ変調されているシンボル位置の信号と１６値ＱＡＭされているシンボル位置の信号とを分離し、それぞれの変調方式に対応したシンボル判定手段１０２４、１０２５へ供給する。
【００６６】
変調方式Ａシンボル判定手段１０２４では、入力されるＱＰＳＫ変調で信号点配置された信号に対してシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力する。シンボルあたり２ビットのデータが得られることになる。変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５では、入力される１６値ＱＡＭで信号点配置された信号に対してシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力する。
【００６７】
シンボルあたり４ビットのデータが得られることになる。データ列合成手段１０２６では、それぞれの変調方式に対応したシンボル判定手段１０２４、１０２５から供給されるビットデータ列を所定の順番で合成し、受信ビットデータ列として出力する。
【００６８】
以上のように本発明の実施の形態によれば、通常ＱＰＳＫにより変調が施されるバーストにおいて、所定の部分的なシンボル位置に対しＱＰＳＫよりもシンボルあたりの多値数が多い１６値ＱＡＭで変調を施してバーストを構成し通信することにより、バースト内の全シンボルをＱＰＳＫ変調方式固定で変調して通信する場合に比べ、バーストあたりのデータ伝送量を向上させることが可能となる。
【００６９】
本実施例で仮定した図２に示すようなバースト構成にした場合、パイロットシンボルの挿入によって減少したデータ容量分を１６値ＱＡＭで変調多値数を増やした分で補うことが可能となる。
【００７０】
また、ＱＰＳＫ変調されたシンボルが誤り無くシンボル判定できるような通信環境下では、１６値ＱＡＭシンボルのシンボル判定にあたっては、そのシンボルに隣接するＱＰＳＫシンボルのベクトル値をパイロットシンボルと同様の参照ベクトルと擬似的にみなして位相補償や振幅補償に用いることが可能となるため、１６値ＱＡＭのシンボル判定をより高精度に行うことが可能となる、という効果も得られる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、変調方式Ａの一例としてＱＰＳＫ変調を仮定し、変調方式Ａよりもシンボルあたりの変調多値数の多い変調方式Ｂの一例として１６値ＱＡＭを仮定したが、これらは、一例を示したに過ぎず、変調方式Ａに対して変調方式Ｂのシンボルあたりの多値数が多い関係であれば、それぞれ他の変調方式を用いた構成としてもよい。
【００７２】
例えば、変調方式ＡをＱＰＳＫ、変調方式Ｂを６４値ＱＡＭとする構成でもよいし、変調方式Ａを１６値ＱＡＭ、変調方式Ｂを６４値ＱＡＭとする構成でもよい。さらには、変調方式ＢはＭ値ＱＡＭに限られること無く、例えば８値ＰＳＫのような多値ＰＳＫであってもよい。
【００７３】
また、変調方式ＡとしてＤＱＰＳＫ（差動ＱＰＳＫ）を用いることも可能である。この場合、バースト内にパイロットシンボルが挿入されていなくてもＤＱＰＳＫ変調信号の復調には差動処理を行えばよく、パイロットシンボルは挿入されていなくてもよい。このような構成で変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭを受信する場合、隣接するＤＱＰＳＫ変調シンボルの位相および振幅を基準のベクトルとして１６値ＱＡＭの変調シンボルの信号点配置を行う構成としてもよい。
【００７４】
また、本実施の形態では、バースト構成の一例として図２に示すような構成を仮定したが、１６値ＱＡＭを施すシンボルの位置、パイロットシンボルの挿入間隔、ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭ、パイロットシンボルの挿入数の比率は一例に過ぎず、システム設計上変更してもよい。例えば、パイロットシンボルにはさまれたデータシンボル区間において、前記の実施の形態で１シンボルしか挿入していなかった１６値ＱＡＭのシンボルを複数シンボル挿入してもよい。
【００７５】
この場合の１６値ＱＡＭシンボルの挿入位置については、特に限定されるものではないが、例えば１シンボルずつほぼ等間隔で挿入する構成としてもよいし、逆に２シンボル連続で挿入する構成としてもよい。また、本発明はパイロットシンボルの挿入の有無に影響を受けることはなく、パイロットシンボルを挿入しないバースト構成としてもよいし、パイロットシンボルの代わりに、ユニークワードやシンクワードと呼ばれる、いわゆる既知ベクトル値のシンボルが連続して設けられたシンボル区間が挿入される構成としてもよい。
【００７６】
なお、本実施の形態では、多値数の多いシンボルをバースト内のどの位置にどの程度のシンボル数挿入するかについては、送信手段１０１と受信手段の１０２間であらかじめ所定の値を決定しておく構成としている。ここで、どの位置にどの程度のシンボル数挿入するかについては、例えばあらかじめ統計的にバースト内でシンボル位置毎の通信品質が偏っていることが統計的に調べられる場合には、この統計的な品質に基づいて決定すればよい。
【００７７】
通信品質の偏りの要因としては、例えばパイロットシンボルを用いて補間処理により各シンボルの位相、振幅の補正処理を行う場合、補間処理に採用するアルゴリズムによっては、パイロットシンボルの近傍の品質が劣化したり、２つのパイロットシンボルの中間点にあたるシンボルの近傍が劣化したりする。
【００７８】
また、例えば無線機におけるアナログ的な特性が安定していないバースト先頭部で特性が劣化する場合や、同期用ユニークワードが挿入されている場合には、このユニークワードから離れた位置で特性が劣化する可能性もある。また、受信部後段における誤り訂正復号化部における誤り訂正能力の偏りによる通信品質の偏り等も挙げられる。
【００７９】
また、前記のように、多値数の多いシンボルをバースト内のどの位置にどの程度のシンボル数挿入するかについては、あらかじめ定めておく構成に限定されるものではない。例えば、上記シンボル位置や数の設定を動的に変更するような構成としてもよい。この場合の実施の形態については第３の実施の形態でも述べる。また、この場合、送信手段側でどのような設定値にしたかを受信手段側に通知する必要がある。
【００８０】
この方法については本実施の形態で特に限定されるものではないが、例えば、送信バーストの一部（例えばヘッダ部のような個所）に制御情報として前記設定の情報を挿入する構成や、別の通信系を用いて上記設定情報を受信装置側へ通知する構成により実現可能である。
【００８１】
また、本実施の形態では、送信データを２系統に分離し２つの変調方式を用いてバースト内に混在させる構成としたが、系統数は必ずしも２に限定されるものではなく、２系統以上に分離し２種類以上の変調方式をバースト内に混在させる構成としてもよい。
【００８２】
具体的には例えば、バースト内における通信品質の偏り幅が大きい場合に、送信データを３系統に分離し、通常の通信品質が得られているシンボル区間にはＱＰＳＫ変調方式を用い、通信品質が良いシンボル区間にはＱＰＳＫよりも変調多値数の多い１６値ＱＡＭの信号点配置を用い、さらに通信品質が良いシンボル区間にはさらに変調多値数の多い６４値ＱＡＭの信号点配置を用いる構成としてもよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、１系統の送信データをデータ列分離手段１０１３において分割して各々の変調方式用の信号点配置手段へ供給する構成としたが、これに限るものではなく、例えばデータ列分離手段１０１３を設ける代わりに、もともと別の２系統の送信データを入力とし、それぞれを各々の変調方式用の信号点配置手段１０１４、１０１５へ供給する構成としてもよい。
【００８４】
また、本実施の形態における送信手段１０１、受信手段１０２には、必要最小限の構成しか明記していないが、必要に応じて他の構成を設けても本発明には影響を及ぼさない。例えば、送信手段１０１において、送信データに誤り訂正符号化やインタリーブ、パンクチャリング等の処理を施した後バースト生成する構成とし、逆に受信手段１０２において受信データ列に対してデインタリーブ、デパンクチャリング、誤り訂正復号化の各処理を施す構成としてもよい。
【００８５】
（実施の形態２）
この実施の形態では、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ）により通信を行う際、多重するサブキャリア内に通常のサブキャリアよりも変調多値数を多くしたサブキャリアを部分的に挿入しデータ伝送速度を向上させる方法について説明する。具体例として、通常はＱＰＳＫ変調が施されるサブキャリアのうち部分的に１６値ＱＡＭで変調されたサブキャリアを挿入して伝送する方法について説明する。
【００８６】
図３は第２の実施の形態における無線通信システム２００の構成を示し、通信システム２００おいて、送信手段２０１は、送信データをＯＦＤＭにより変調多重して無線送信するものであり、少なくともサブキャリア生成手段２０１１とＯＦＤＭ送信処理手段２０１２とを有するものである。
【００８７】
サブキャリア生成手段２０１１は、送信するデータに対し、所定の信号点配置により一次変調処理を施した複数のサブキャリアを生成するものであり、例えばデータ列分離手段２０１３、変調方式Ａ信号点配置手段２０１４、変調方式Ｂ信号配置手段２０１５、サブキャリア合成手段２０１６とを有するものである。
【００８８】
ＯＦＤＭ送信処理手段２０１２は、入力されるＯＦＤＭ信号に対し所定の送信処理を施した後、所定の搬送波周波数帯への周波数変換や所定の電力への増幅等を行った後無線送信するものである。ここで、所定の送信処理とは、例えば入力される複数のサブキャリア信号に対して逆ＦＦＴ処理を施したり必要に応じてガードインターバル用の信号区間を付
加したりする処理が含まれる。
【００８９】
また、所定の搬送波周波数および所定の電力で無線送信するにあたり、周波数変換器、増幅器、帯域制限フィルタや周波数シンセサイザ等の構成がこの手段に含まれるが、その詳細な構成については、本発明で限定されるものではない。また、サブキャリア生成手段２０１１とＯＦＤＭ送信処理手段２０１２の間のインタフェースは特に限定されるものではない。
【００９０】
データ列分離手段２０１３は、送信するデータを所定のデータ数毎に分割して出力するものである。その分割の仕方については後に述べる。
【００９１】
変調方式Ａ信号点配置手段２０１４は、入力されるデータ列を用いてシンボル単位で所定の変調方式に準じた信号点配置を施すものであり、本実施の形態では変調方式Ａの一例としてＱＰＳＫ変調を用いるものとし、入力されるビットデータ列をシンボル毎に２ビットずつ使用してＱＰＳＫの信号点配置をＩＱ平面上で施すものとする。
【００９２】
変調方式Ｂ信号点配置手段２０１５は、入力されるデータ列を用いてシンボル単位で所定の変調方式に準じた信号点配置を施すものであり、本実施の形態では変調方式Ｂの一例として１６値ＱＡＭを用いるものとし、入力されるビットデータ列をシンボル毎に４ビットずつ使用して１６値ＱＡＭの信号点配置をＩＱ平面上で施すものとする。
【００９３】
サブキャリア合成手段２０１６は、変調方式Ａで信号点配置されたサブキャリア２０１４ａと変調方式Ｂで信号点配置されたサブキャリア２０１５ａを所定の方法で合成し、送信サブキャリアを生成するものである。本実施の形態では、ＱＰＳＫ変調で信号点配置されたサブキャリアと１６値ＱＡＭで信号点配置されたサブキャリアを入力し、図４に示すようなサブキャリア構成を生成するものとする。サブキャリア構成の詳細については後に述べる。
【００９４】
なお、送信手段２０１におけるその他の構成要素については、本実施の形態では特に規定されない。例えば、必要に応じて送信データの誤り訂正符号化処理を施す手段や、サブキャリア間で拡散処理を行う手段等を設けてもよい。
【００９５】
受信手段２０２は、自局宛に送信されたＯＦＤＭ信号を選択受信して受信データを生成するものであり、少なくともＯＦＤＭ受信処理手段２０２１、ＯＦＤＭ復調手段２０２２とを有するものとする。
【００９６】
ＯＦＤＭ受信処理手段２０２１は、送信手段２０１から所定の搬送波周波数で無線送信されたＯＦＤＭ信号を選択受信し、増幅、チャネル選択や周波数変換を行った後、ＯＦＤＭの各サブキャリア信号を出力するものである。低雑音増幅器、帯域制限フィルタ、周波数変換器、同期処理部や利得制御部、さらには受信信号から各サブキャリア成分を得るＦＦＴ処理部などがこの手段に含まれるが、その詳細な構成については、本発明で限定されるものではない。
【００９７】
また、ＯＦＤＭ受信処理手段２０２１とＯＦＤＭ復調手段２０２２との間のインタフェースは特に限定されるものではない。
【００９８】
ＯＦＤＭ復調手段２０２２は、受信したＯＦＤＭ信号のサブキャリアの位置に応じて対応する変調方式に基づくシンボル判定を行い、判定により得られた複数のビットデータを合成して受信データを生成するものであり、例えば、サブキャリア分離手段２０２３、変調方式Ａシンボル判定手段２０２４、変調方式Ｂシンボル判定手段２０２５、データ列合
成手段２０２６とを有するものである。
【００９９】
サブキャリア分離手段２０２３は、入力されるサブキャリア信号に対し、所定のサブキャリア位置毎に分離して出力するものである。本実施の形態では、図４に示すようなサブキャリア構成でＯＦＤＭ信号が送信手段２０１から送信されるので、図４においてＱＰＳＫ変調が施されたサブキャリア位置の信号は変調方式Ａシンボル判定手段２０２４へ出力し、１６ＱＡＭが施されたサブキャリアの信号は変調方式Ｂシンボル判定手段２０２５出力される。本実施の形態では、サブキャリア位置毎にどの変調方式が施されるかについての情報は、受信手段２０２においてあらかじめ分かっているものとする。
【０１００】
変調方式Ａシンボル判定手段２０２４は、入力される信号に対して変調方式Ａに対応したシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力するものであり、本実施の形態では変調方式ＡとしてＱＰＳＫ変調に対応したシンボル判定を行い、シンボルあたり２ビットのデータが出力されるものとする。
【０１０１】
変調方式Ｂシンボル判定手段２０２５は、入力される信号に対して変調方式Ｂに対応したシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータを出力するものであり、本実施の形態では変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭに対応したシンボル判定を行い、シンボルあたり４ビットのデータが出力されるものとする。
【０１０２】
なお、各変調方式用のシンボル判定手段においてシンボル判定を行う前に、必要に応じて位相や振幅、さらには周波数同期誤差等の影響を補償する処理を行ってもよいが、その処理の内容、構成や手順、さらにどの処理段階で行うかについては本発明において限定されるものではない。例えば、位相、振幅や周波数同期誤差等の補償処理あたっては、図４のサブキャリア構成において周期的に配置されている既知のパイロットサブキャリアのベクトル値を参照した補間処理等により補償処理を行う構成が用いられる。
【０１０３】
また、この補償処理はＯＦＤＭ受信処理手段２０２１において行ってもよいし、サブキャリア分離手段２０２３の前段で行うような構成としてもよい。さらには、各変調方式のシンボル判定手段において個別に補償処理を行う構成としてもよいし、双方のサブキャリア信号を用いながら同様の補償処理を行う構成としてもよい。
【０１０４】
データ列合成手段２０２６は、入力される２系統のビットデータ列を所定の順に合成して一つのビットデータ系列として出力するものである。
【０１０５】
本実施の形態では、送信手段２０１と受信手段２０２との間の通信の際には、前記のように図４に示すようなサブキャリア構成に準じたＯＦＤＭによる通信が行われる。図４において、サブキャリア内にはＱＰＳＫ変調により信号点配置される通常のサブキャリアに加えて、３２サブキャリア間隔毎にあらかじめＩＱ平面状でのベクトル値、すなわち位相と振幅が定められたパイロットサブキャリアが挿入されるものとする。
【０１０６】
このパイロットサブキャリアは、例えば受信手段２０２において各サブキャリアのシンボル判定をする際、伝送路で受けた振幅・位相の歪の影響を補償するための参照ベクトルとして用いられる。さらに、ＱＰＳＫ変調によるサブキャリア区間の中央部に、１シンボル分の１６値ＱＡＭのサブキャリアを挿入する構成とする。
【０１０７】
以上のように構成された無線通信システムにおいて、送信手段２０１と受信手段２０２の間でデータ通信を行う方法とその手順について、以下で説明する。
【０１０８】
送信手段２０１では、データ列分離手段２０１３において送信するデータ列が２系統に
分離される。具体的には、送信データ列のうちＱＰＳＫ変調方式用６０ビット分に対して１６値ＱＡＭ用４ビット分の比率でデータが分離され、それぞれの信号点配置手段２０１４、２０１５へ供給される。変調方式Ａ信号点配置手段２０１４では、入力されるビットデータからシンボル毎に２ビットずつ使用しでＱＰＳＫ変調の信号点配置が行われる。
【０１０９】
同様に変調方式Ｂ信号点配置手段２０１５では、入力されるビットデータからシンボル毎に４ビットずつ使用し１６値ＱＡＭの信号点配置が行われる。サブキャリア合成手段２０１６では、それぞれの変調方式用の信号点配置手段２０１４、２０１５で信号点配置され得られた各サブキャリア信号を結合し、さらに所定の位置にパイロットサブキャリアを挿入することにより、図４に示すような構成のＯＦＤＭ送信用サブキャリア列信号を生成する。
【０１１０】
ＯＦＤＭ送信処理手段２０１２では、生成されたサブキャリア列信号を用いて所定のＯＦＤＭ送信処理が行われる。具体的には、サブキャリア列に対して逆ＦＦＴ処理により周波数領域から時間領域の信号へ変換し、必要に応じて生成された信号の一部をガードインターバルとして付加し、周波数変換や増幅処理が施された後、受信手段２０２へ無線送信される。
【０１１１】
受信手段２０２では、ＯＦＤＭ受信処理手段２０２１において送信手段２０１から無線送信されたＯＦＤＭ信号を選択受信し、所定の増幅、チャネル選択フィルタ処理、周波数変換処理等が施され抽出されたＯＦＤＭシンボル信号に対し、ＦＦＴ処理により時間領域から周波数領域への変換が行われ、サブキャリア信号列が出力される。サブキャリア分離手段２０２３では、得られた受信サブキャリアに対し、図４のサブキャリア構成にしたがって、ＱＰＳＫ変調で信号点配置されているサブキャリアと１６値ＱＡＭで信号点配置されているサブキャリアとを分離し、それぞれの変調方式に対応したシンボル判定手段２０２４、２０２５へ供給する。
【０１１２】
変調方式Ａシンボル判定手段２０２４では、入力されるサブキャリア信号に対し、変調の信号点配置に基づくシンボル判定を行い、判定により得られたシンボルあたり２ビットのデータを出力する。変調方式Ｂシンボル判定手段２０２５では、入力されるサブキャリア信号に対し、１６値ＱＡＭの信号点配置に基づくシンボル判定を行い、判定により得られたシンボルあたり４ビットのデータを出力する。
【０１１３】
データ列合成手段２０２６では、それぞれの変調方式に対応したシンボル判定手段２０２４、２０２５から供給されるビットデータ列を所定の順序で合成し、受信ビットデータ列として出力する。
【０１１４】
以上のように本発明の実施の形態によれば、ＱＰＳＫにより変調が施されるＯＦＤＭのサブキャリアにおいて、所定の部分的なサブキャリア位置に対してＱＰＳＫよりもシンボルあたりの多値数が多い１６値ＱＡＭで変調を施して通信することにより、全サブキャリアをＱＰＳＫ変調方式固定でＯＦＤＭ変調して通信する場合に比べ、ＯＦＤＭシンボルあたりのデータ伝送量を向上させることが可能となる。
【０１１５】
本実施例で仮定した図４に示すようなサブキャリア構成にした場合、パイロットサブキャリアの挿入によって減少したデータ容量分を１６値ＱＡＭで変調多値数を増やした分で補うことが可能となる。
【０１１６】
また、ＱＰＳＫ変調されたサブキャリアが誤り無くシンボル判定できるような通信品質の環境下では、１６値ＱＡＭによるサブキャリアのシンボル判定にあたって、そのシンボルに隣接するＱＰＳＫサブキャリアのベクトル値をパイロットシンボルのように擬似的な
参照ベクトルとみなして位相補償や振幅補償に用いることが可能となるため、１６値ＱＡＭのシンボル判定をより高精度に行うことが可能となる、という効果も得られる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、変調方式Ａの一例としてＱＰＳＫ変調を仮定し、変調方式Ａよりもシンボルあたりの変調多値数の多い変調方式Ｂの一例として１６値ＱＡＭを仮定したが、これらは、一例を示したに過ぎず、第１の実施の形態において変調方式Ａと変調方式Ｂの他の適用例として挙げた変調方式を本実施の形態においても適用することが可能である。
【０１１８】
また、本実施の形態では、サブキャリア構成の一例として図４に示すような構成を仮定したが、１６値ＱＡＭやパイロットサブキャリアの挿入間隔、位置や、ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭ、パイロットサブキャリアの挿入数の比率は一例に過ぎず、システム設計上変更してもよい。例えば、パイロットに挟まれたデータサブキャリア区間において、前記の実施の形態で１サブキャリア分しか挿入していなかった１６値ＱＡＭのサブキャリアを複数挿入してもよい。
【０１１９】
その場合における１６値ＱＡＭのサブキャリアの挿入位置については、特に限定されるものではないが、例えば１サブキャリアずつほぼ等間隔で挿入する構成としてもよいし、逆に２サブキャリア連続で挿入する構成としてもよい。また、本発明はパイロットサブキャリアの挿入の有無や位置に影響を受けることはなく、パイロットサブキャリアを挿入しない構成としてもよい。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、多値数の多いシンボルをサブキャリア内のどの位置にどの程度の数挿入するかについては、送信手段２０１と受信手段２０２の間であらかじめ所定の値を決定しておく構成としているが、これに限るものではない。例えば、上記設定情報を動的に変更するような構成としてもよい。動的に変更する方法としては、実施の形態３でバースト構成に対して示したような形態をマルチキャリア信号のサブキャリア構成に適用する方法が考えられる。
【０１２１】
この場合、送信手段２０１でどのような設定値にしたかを受信手段２０２に通知する必要がある。この方法については本実施の形態で特に限定されるものではないが、例えば、送信データの一部（例えば上位層における情報フレーム中のヘッダ部のような個所）に制御情報として前記設定情報を挿入する構成や、特定のサブキャリアにこの情報を割り当てて送信する構成、さらには別の通信系を用いて上記設定情報を受信手段２０２へ通知する構成により実現可能である。
【０１２２】
また、本実施の形態では、送信データをデータ列分離手段２０１３において分割して各々の変調方式用の信号点配置手段へ供給する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばデータ列分離手段２０１３を設ける代わりに、もともと別の２系統の送信データを入力とし、それぞれを各々の変調方式用の信号点配置手段２０１４、２０１５へ供給する構成としてもよい。
【０１２３】
（実施の形態３）
この実施の形態では、実施の形態１で述べたような、バースト内に通常の変調シンボルよりも多値数の多い変調シンボルを部分的に挿入する方法において、バースト内における通信品質の偏りに基づいて、多値数の多いシンボルの挿入位置を決定する方法について説明する。
【０１２４】
図５は第３の実施の形態における無線通信システム３００の構成を示し、通信手段３０１から通信手段３０２へ無線通信が行われる際に、バースト内におけるシンボル位置に応
じた通信品質の偏りに基づいて多値数の多いシンボルの挿入位置を動的に切り替える。本実施の形態では、実施の形態１と同様な例として、通常のシンボルの変調方式ＡとしてＱＰＳＫ変調を用い、通常よりも変調多値数の多い変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭを用いるものとする。
【０１２５】
通信手段３０１は、送信するデータを通信手段３０２へ無線送信するものであり、少なくともバースト生成手段３０１１、送信処理手段３０１２、バースト内通信品質情報入手手段３０１３、多値シンボル挿入位置決定手段３０１４、多値シンボル挿入位置通知手段３０１５とを有するものである。
【０１２６】
バースト生成手段３０１１は、送信するデータ列を用いて変調シンボルを生成し送信バーストを生成するものであり、基本的な動作は実施の形態１におけるバースト生成手段１０１１と同様である。バースト生成手段１０１１と異なるのは、バースト内において変調方式Ｂで変調するシンボルの位置と数を、挿入位置の決定情報に基づいて動的に制御する点である。バースト生成手段３０１１は、例えば少なくともデータ列分離手段３０１６、変調方式Ａ信号点配置手段３０１７、変調方式Ｂ信号配置手段３０１８、合成手段３０１９とを有するものであり、各々の手段において実施の形態１と異なる動作をする点については後述する。
【０１２７】
送信処理手段３０１２は、実施の形態１における送信処理手段１０１２と同様の動作をするものである。
【０１２８】
バースト内通信品質情報入手手段３０１３は、通信手段３０１から通信手段３０２への通信リンク（以下、フォワードリンクと呼ぶ）において通信を行った際、バースト構成におけるシンボル位置毎の通信品質に関する通知情報を通信手段３０２から入手するものである。本実施の形態では、通信手段３０１と通信手段３０２の間で双方向の通信リンクが構成されているものとし、前記バースト内通信品質情報は、通信手段３０２から通信手段３０１への通信リンク（以下、リターンリンクと呼ぶ）を介して入手されるものとする。
【０１２９】
多値シンボル挿入位置決定手段３０１４は、バースト内通信品質情報に基づき、フォワードリンクの通信バースト内で部分的に変調多値数の多いシンボルを挿入する位置とその数を決定し、決定情報を出力するものであり、その具体的な動作の詳細については後述する。
【０１３０】
多値シンボル挿入位置通知手段３０１５は、フォワードリンクの送信バーストにおいて通常の変調シンボルよりも多値数の多い変調シンボルを挿入する位置の情報を通信手段３０２へ通知するものである。通知するための具体的な構成については、本発明で特に限定されるものではないが、例えば通信手段３０１から通信手段３０２への通信リンクにおいて、データ伝送用の通信チャネルと制御情報伝送用の通信チャネルとが別に用意されている場合には、制御情報伝送用の通信チャネルにおいて前記位置情報を通知する構成をとることができる。
【０１３１】
通信手段３０２は、自局宛に送信されたフォワードリンク信号を選択受信して受信データを生成すると共に、受信したフォワードリンク信号のバースト構成において、バースト内のシンボル位置毎の通信品質を測定した上で通信手段３０１へ通知するものであり、少なくとも受信処理手段３０２１、受信データ列合成手段３０２２、バースト内通信品質測定手段３０２３、バースト内通信品質情報通知手段３０２４、多値シンボル挿入位置情報入手手段とを有するものである。
【０１３２】
受信処理手段３０２１は、実施の形態１における受信処理手段１０２１と同様の動作を
するものである。
【０１３３】
受信データ列合成手段３０２２は、入力される受信バースト信号と多値シンボル挿入位置の情報に基づき、受信バースト内のシンボル位置に応じて、変調方式Ａと変調方式Ｂのうち対応する変調方式に準じたシンボル判定を行った後、受信データ列を出力するものであり、分離手段３０２６、変調方式Ａシンボル判定手段３０２７、変調方式Ｂシンボル判定手段３０２８、データ列合成手段３０２９とを有する。
【０１３４】
このうち、分離手段３０２６は、入力されるバースト信号に対し、バースト内のシンボル位置毎に対応する変調方式に応じて信号を分離して出力するものである。本実施の形態では、多値シンボル挿入位置情報入手手段３０２５において得られる多値シンボルの挿入位置の情報に基づいてシンボル単位で信号の分離を行うことになる。受信データ列合成手段３０２２において、分離手段３０２６以外の構成の動作については、基本的には第１の実施の形態における動作と同様である。
【０１３５】
バースト内通信品質測定手段３０２３は、受信したフォワードリンク信号のバースト構成において、バースト内のシンボル位置毎に受信品質を測定し、フォワードリンクにおけるシンボル位置毎の通信品質測定結果として出力するものである。ここで、通信品質に相当する指標値は特に限定されるものではないが、本実施の形態では一例としてシンボル位置毎のＣＮＲ（搬送波電力対雑音電力比）を算出し、得られたＣＮＲ値に基づきランク付けした結果を通信品質情報として用いることとする。
【０１３６】
具体的には例えば、ＣＮＲ値が所定のレベルより大きい場合には通信品質が良いことを表すランクαとし、所定のレベルより小さい場合には、通信品質が悪いことを表すランクβとすることとする。ここで、所定のレベルについては、システム設計上決定されるものであり、本発明において敢えて限定されるものではない。また、シンボル位置毎のＣＮＲ値算出に際しては、バーストの受信毎に毎回算出する構成としてもよいし、過去の複数バースト分の測定値を用いた平均値を算出する構成としてもよい。
【０１３７】
バースト内通信品質情報通知手段３０２４は、フォワードリンクの受信バースト内のシンボル位置毎に測定された通信品質の情報を通信手段３０１へ通知するものである。本実施の形態では、通信手段３０２から通信手段３０１へのリターンリンクを用いてこの情報を送信することにより通知するものとし、その具体的な構成については本発明において特に限定されるものではない。
【０１３８】
多値シンボル挿入位置情報入手手段３０２５は、通信手段３０１から送信されるバーストにおいて、変調多値数の多い変調シンボルが挿入されている位置の情報を通信手段３０１から入手するものである。本実施の形態では、その構成の一例として、通信手段３０１から制御情報伝送用の通信チャネルにおいて伝送される前記挿入位置の情報を受信して入手する構成とする。
【０１３９】
本実施の形態では、通信手段３０１から通信手段３０２へのフォワードリンク通信の際には、基本的には図６(a)に示すようなバースト構成に準じて通信が行われるものとする。パイロットシンボルの挿入位置や間隔は本発明において限定されるものではないが、ここでは一例として３２シンボル間隔で挿入されているものとする。パイロットシンボルとしては、実施の形態１と同様のシンボルが用いられるものとする。
【０１４０】
以上のように構成された無線通信システム３００において、通信手段３０１から通信手段３０２への通信の際に、第１の実施の形態と異なる動作をする部分について説明する。
【０１４１】
通信手段３０１では、多値シンボル挿入位置決定手段３０１４における多値シンボル挿入位置の決定結果に基づいて送信バーストの生成が行われる。すなわち、まずデータ列分離手段３０１６において、多値シンボル挿入位置の決定結果に基づき、送信データを変調方式Ａで信号点配置するためのビット列と変調方式Ｂで信号点配置するためのビット列とに分離する。
【０１４２】
変調方式Ａ信号点配置手段３０１７では、通常の変調方式で変調するシンボル位置の信号点配置を行う。変調方式Ｂ信号点配置手段３０１８では、通常の変調方式Ａよりも多値数の多い変調方式Ｂで変調するよう決定されたシンボル位置の信号点配置を行う。合成手段３０１９では、各々の変調方式用の信号点配置手段３０１７、３０１８で信号点配置されたシンボルを用い、多値シンボル挿入位置決定情報に基づいて送信バーストが構成される。構成された送信バーストは、送信処理手段３０１２により、通信手段３０２へ無線送信される。
【０１４３】
上記のようにして通信手段３０１から送信されるフォワードリンク信号は、通信手段３０２において選択受信され、得られたバースト信号は、受信データ列合成手段３０２２における分離手段３０２６において、バースト内のシンボル位置毎に分離される。この際、多値シンボル挿入位置情報入手手段３０２５において得られる多値シンボルの挿入位置情報に基づいて分離が行われる。
【０１４４】
すなわち、多値変調が施されているシンボル位置の信号は変調方式Ｂシンボル判定手段３０２８へ供給され、それ以外のシンボル位置の信号は変調方式Ａシンボル判定手段３０２７へ供給される。各々の変調方式用のシンボル判定手段３０２７、３０２８へ供給された信号は各々必要に応じて振幅、位相の補正が行われた後シンボル判定が行われ、判定により得られたビットデータ列はデータ列合成手段３０２９において合成され、受信データ列として出力される。
【０１４５】
一方、バースト内通信品質測定手段３０２３では、受信したバーストにおいて、シンボル位置毎に受信ＣＮＲ値が算出され、値に応じてαまたはβのランク分けが行われる。ここでは一例として、ある受信バーストの受信ＣＮＲに基づく受信品質が図６(b)に示すように測定されたとする。このシンボル毎の受信品質情報は、フォワードリンクにおけるバースト内のシンボル位置毎の通信品質情報として、バースト内通信品質情報通知手段３０２４により通信手段３０１へ通知される。
【０１４６】
通信手段３０１では、バースト内通信品質情報入手手段３０１３において、前記バースト内におけるシンボル位置毎の通信品質情報が入手される。多値シンボル挿入位置決定手段３０１４では、入手されたシンボル位置毎の通信品質情報に基づき、ダウンリンクの送信バーストにおいて多値シンボルを挿入する位置を決定する。例えば、前記通信品質がランクαのシンボル位置は通信品質が良いと判断し、通常よりも変調多値数の多い変調方式Ｂ（ここでは１６値ＱＡＭ）を挿入する位置とする。このようにして決定された多値シンボルの挿入位置決定情報をバースト生成手段３０１１および多値シンボル挿入位置通知手段３０１５へ供給する。
【０１４７】
以上のように本発明の実施の形態によれば、通常ＱＰＳＫにより変調が施される通信リンク上のバーストにおいて、受信時にバースト内のシンボル位置毎の通信品質を測定した上で送信側へ通知し、送信側では通知結果に基づき、通信品質が良い箇所に１６値ＱＡＭの変調シンボルを挿入することにより、バースト内の全シンボルをＱＰＳＫ変調方式固定で変調して通信する場合に比べ、バーストあたりのデータ伝送量を向上させることが可能となる。
【０１４８】
さらに、バースト内で通信品質が良いシンボル位置のみに１６値ＱＡＭの変調シンボルを割り当てることにより、実施の形態１で示したようにあらかじめ所定のシンボル位置に固定的に１６値ＱＡＭを割り当てる場合に比べて、より通信信頼性の高い通信を行うことが可能となる。また、バースト全体にわたって通信品質が良い場合には、より多くのシンボルに１６値ＱＡＭを割り当てることが可能となり、よりデータ伝送量を向上されることが可能となる。
【０１４９】
なお、通信手段３０２において受信したバーストのバースト内におけるシンボル位置毎の通信品質情報は、通信手段３０２から通信手段３０１へのリターンリンクを介して通信されることとしたが、通知の手段はこれに限定されるものではない。例えば、通信手段３０２と通信手段３０１との間に別の通信形態による通信リンクが構成すれば、それを用いればよい。
【０１５０】
したがって、例えば既存の携帯電話等の通信リンクをこれに用いてもよいし、無線に限らず有線のネットワーク経由で通知する構成を用いてもよい。さらには、記憶媒体により一時的に記憶しておき、この記憶媒体を介して通信手段３０１へ情報を通知する、という構成も可能である。
【０１５１】
また、バースト内のシンボル位置毎としているが、必ずしも１シンボル単位で測定する必要は無く、例えば複数シンボル単位で構成されるブロックを測定単位として測定し通信手段３０２から通信手段３０１へ通知する構成としてもよい。
【０１５２】
また、本実施の形態では、受信品質を表す指標値として、受信シンボル毎のＣＮＲ値を測定し、この値に基づき通信品質をランク分けし、この結果を用いる構成としたが、ランク分けの際に用いる指標値は受信ＣＮＲ値に限定されるものではない。例えば、ＳＮＲ（受信信号電力対雑音電力比）、ＳＩＲ比（受信信号電力対干渉電力比）、ＳＩＮＲ（受信電力対雑音＋干渉電力比）等の測定値や、過去数バーストの区間に渡って統計的に算出したビット誤り率やシンボル誤り率、さらには、周波数同期や時間同期の同期誤差量等を用いることができる。
【０１５３】
また、通信品質情報として、ランクをαとβの２段階に分ける構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、指標値を直接通信品質情報として用いる構成としてもよい。また、ランクを２段階に留めず、複数段階とし、段階に応じて変調多値数をさらに増やす構成としてもよい。例えば、変調多値数を４値、１６値、６４値と段階的に増やす構成が考えられる。
【０１５４】
また、多値シンボル挿入位置の通知手段としては、制御情報伝送用の通信チャネルで通知する構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、ダウンリンク送信バースト内に定期的に前記位置情報を挿入する構成としてもよい。また、他の通信メディアを用いて通信手段３０２へ通知する構成としてもよい。
【０１５５】
また、本実施の形態では、通信手段３０２において受信バースト内の位置毎の通信品質を測定して通信手段３０１へ通知し、通信手段３０１において多値シンボルを挿入する位置を決定する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、通信手段３０２において受信バーストのシンボル位置毎の通信品質を測定すると共に、ダウンリンクで多値シンボルを挿入する位置を決定してしまい、挿入位置の要求情報を通信手段３０１へ送信し、通信手段３０１では前記要求情報に基づいて多値シンボルの挿入を行う構成とすればよい。
【０１５６】
この場合、通信手段３０１から通信手段３０２へ多値シンボル挿入位置情報を通知する
手段は必要なく、代わりに通信手段３０２からのシンボル挿入要求に対する受理情報のみを通知する構成をとればよい。
【０１５７】
また、本実施の形態で示したようなバースト構成と動作を、第２の実施の形態で示したようなＯＦＤＭのサブキャリア構成に適用可能なことは明らかである。
【０１５８】
ここで、バースト内においてシンボル毎に通信品質が偏る要因としては、通信リンクの伝送路上で発生する歪の影響によるもののみならず、通信手段３０１や通信手段３０２における種々の信号処理段において発生し得る。例えば、シンセサイザにおける発振周波数の収束特性や位相雑音特性、増幅部において発生する歪の影響、受信時にパイロットシンボルを用いて位相・振幅補正する際のアルゴリズムによる補正性能差、時間同期誤差や周波数同期誤差による影響等が考えられるし、他のアナログ的要因も原因となり得る。
【０１５９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱ方式により誤り制御を行う無線通信システムにおいて再送時に送信される部分再送データを、バースト内に部分的に挿入した変調シンボル多値数を増やした分のビットに割り当てる方法について説明する。
【０１６０】
図７は、第４の実施の形態における無線通信システム４００の構成を示し、通信手段４０１から通信手段４０２へ無線通信が行われる際に、バースト内に部分的に変調多値数を増やしたシンボルが挿入されるものである。
【０１６１】
通信手段４０１は、送信するデータを無線送信するものであり、少なくとも送信処理手段４０１１、バースト生成手段４０１２、誤り訂正符号化手段４０１３、記憶手段４０１４、ＡＣＫ受信手段４０１５、再送制御手段４０１６、誤り検出符号化手段４０１７とを有するものである。
【０１６２】
送信処理手段４０１１は、実施の形態１における送信処理手段１０１２と同様の動作をするものである。
【０１６３】
バースト生成手段４０１２は、送信するデータ列を用いて所定の信号点配置による変調シンボルを生成し送信バーストを生成するものであり、基本的な動作は実施の形態１におけるバースト生成手段１０１１と同様に、バースト内のシンボル位置に応じて変調方式ＡとしてＱＰＳＫ変調の信号点配置をする箇所と変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭの信号点配置をする箇所とがある。
【０１６４】
本実施の形態ではバースト構成を図８に示すような構成とし、ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭの信号点配置に関しては、ＱＰＳＫの信号点と１６値ＱＡＭにおいて最大振幅をもつ信号点とが一致する関係で信号点配置されるものとする。バースト生成手段１０１１と異なる動作をする点については後述する。
【０１６５】
誤り訂正符号化手段４０１３は、送信データ列に対して所定の誤り訂正符号化処理を施し、符号化されたデータ列を出力すると共に、符号化時に冗長部分として削除された部分を別系統で出力するものである。本実施の形態では、誤り訂正符号化の一例としてターボ符号化が施され、ターボ符号化の過程において、いわゆるパンクチャ処理により削除されたビットデータを別系統で出力するものとする。
【０１６６】
ターボ符号の一例としては、図９で示すような構成がよく知られている。この例では、入力される情報データ列と２系統の畳み込み符号化により生成される冗長データ列により符号化率１／３の符号化がなされた後、冗長データ列が交互に破棄されることにより最終
的に符号化１／２の符号化されたデータ列が出力される。この際に、破棄されたデータ列が別系統で出力されるものとする。この構成により、Ｎビットの情報データ列に対し、２×Ｎビットの誤り訂正符号化データ列とＮビットの冗長ビットデータ列が得られる。
【０１６７】
記憶手段４０１４は、入力されたビット列を一時記憶しておき、必要に応じて読み出し出力するものである。
【０１６８】
ＡＣＫ受信手段４０１５は、通信手段４０２から通知されるＡＣＫ情報を受信し、受信結果に基づきハイブリッドＡＲＱによる再送の要求信号を出力するものである。ここでＡＣＫ情報とは、通信手段４０１から通信手段４０２への通信リンク（以下、フォワードリンクと呼ぶ）のバースト通信が成功したか否かを示す情報である。本実施の形態では、通信手段４０１と通信手段４０２の間で双方向の通信リンクが構成されているものとし、前記バースト内通信品質情報は、通信手段４０２から通信手段４０１への通信リンク（以下、リターンリンクと呼ぶ）を介してＡＣＫ情報が入手されるものとする。
【０１６９】
再送制御手段４０１６は、ハイブリッドＡＲＱによる再送の要求信号に基づき、過去にフォワードリンクで送信したデータの冗長データをハイブリッドＡＲＱ送信するよう制御するものであり、その動作の詳細については後述する。
【０１７０】
誤り検出符号化手段４０１７は、入力されるデータ列に対して誤り検出用の符号化を行うものである。本実施の形態では、誤り検出符号化の一例としてＣＲＣパリティ符号化が用いられるものとし、符号化により生成されたパリティが送信データ列に付加されて出力されるものとする。
【０１７１】
通信手段４０２は、自局宛に送信されたフォワードリンク信号を選択受信して得られたバースト信号を生成するものであり、少なくとも受信処理手段４０２１、受信データ列合成手段４０２２、記憶手段４０２３、誤り訂正手段４０２４、誤り検出手段４０２５、ＡＲＱ用誤り訂正手段４０２６、ＡＣＫ送信手段４０２７とを有するものである。
【０１７２】
受信処理手段４０２１は、実施の形態１における受信処理手段１０２１と同様の動作をするものである。
【０１７３】
受信データ列合成手段４０２２は、受信したバースト信号内のシンボル位置に応じて、対応する変調方式に準じたシンボル判定を行うものであり、本実施の形態では、少なくとも分離手段４０２２１、変調方式Ａシンボル判定手段４０２２２、変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３とを有するものである。このうち、分離手段４０２２１は、入力されるバースト信号に対し、バースト内のシンボル位置毎に対応する変調方式に応じて信号を分離して出力するものである。
【０１７４】
本実施の形態では、通信手段４０１からのバースト送信の際に、ハイブリッドＡＲＱによる再送データが重畳されるシンボル位置の信号のみが変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３へ分離出力され、それ以外のシンボルの信号は変調方式Ａシンボル判定手段４０２２２へ分離出力されるものとする。変調方式Ａシンボル判定手段４０２２２は図１における変調方式Ａシンボル判定手段１０２４と同様の動作をするものである。
【０１７５】
変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３は、図１における変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５と基本的に同様の動作をするものである。異なるのは、変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭのシンボル判定をした後、出力を２系統に分けて出力する点である。動作の詳細については後述する。
【０１７６】
記憶手段４０２３は、フォワードリンクの受信結果を一時記憶しておき、必要に応じて読み出し出力するものである。
【０１７７】
誤り訂正手段４０２４は、受信およびシンボル判定して得られたビットデータ列に対して所定の誤り訂正処理を施すものであり、本実施の形態では、通信手段４０１における誤り訂正符号化処理に対応したターボ復号処理を施すものとする。復号にあたっては２系統の入力を持つが、この詳細については後述する。
【０１７８】
誤り検出手段４０２５は、受信して得られたビットデータ列における受信誤りの混入を検出し、誤り検出結果を出力するとともに、データ部を抽出して出力するものである。本実施の形態では、通信手段４０１においてＣＲＣパリティが付加されることとしており、ここではＣＲＣ符号に基づく誤り検出が行われ、検出結果が出力される。また、パリティ部を除去したデータ部のみが受信ビットデータ列として出力される。
【０１７９】
ＡＲＱ用誤り訂正手段４０２６は、ハイブリッドＡＲＱにより再送が行われた場合、以前に受信して得られた受信結果とともに誤り訂正復号化処理を行い、復号結果を出力するものであり、動作の詳細については後述する。
【０１８０】
ＡＣＫ送信手段４０２７は、フォワードリンクにおけるバースト受信が正常に行われた否かの結果をＡＣＫ情報として通信手段４０１へ通知するものであり、本実施の形態では、受信結果に誤りが検出されたが否かに応じて受信成功（以下、ＡＣＫと呼ぶ）、もしくは受信失敗（以下、ＮＡＣＫと呼ぶ）の情報を、リターンリンクを介して通信手段４０１へ通知する構成とする。
【０１８１】
本実施の形態において通信手段４０１から通信手段４０２への通信の際には図８に示すようなバースト構成が用いられるものとする。すなわち、データシンボル１６シンボルに対してパイロットシンボルが１シンボル挿入されており、データシンボル区間には通常はＱＰＳＫ変調が施される。１６シンボルのうちの４シンボルについては、ハイブリッドＡＲＱによる再送が行われる際には再送されるビットが重畳され１６ＱＡＭによる変調が施されることとする。
【０１８２】
以上のように構成された無線通信システム４００において、通信手段４０１と通信手段４０２の間でデータ通信を行い、必要に応じてハイブリッドＡＲＱにより部分再送を行うことにより誤り制御を行う方法とその手順について、以下で説明する。
【０１８３】
通信手段４０１から通信手段４０２への送信データは、誤り検出符号化手段４０１７によりＣＲＣパリティが付加された後、誤り訂正符号化手段４０１３へ供給される。誤り訂正符号化手段４０１３では、ターボ符号により符号化され、一方では符号化されたデータ列（図９におけるデータ列s0）がバースト生成手段４０１２へ供給されるとともに、符号化の過程で削除された冗長ビット列（図９におけるデータ列s1）は記憶手段４０１４へ供給され一時記憶される。
【０１８４】
バースト生成手段４０１２では、まずデータ列分離手段４０１２１において入力されるデータ列が所定の比率で分離される。本実施の形態では、ダウンリンク送信されるバーストとして図８に示す構成を仮定しており、パイロットシンボルに挟まれた１６シンボルのデータ区間のうち、４シンボルが１６値ＱＡＭにより変調され、それ以外の１２シンボルはＱＰＳＫ変調が施される。
【０１８５】
入力されるビットデータ列は、それぞれの信号点配置が施されるシンボル位置毎に２ビットずつデータが分離され供給される。ここで、変調方式Ｂ信号点配置手段４０１２３へ
も、１６値ＱＡＭの信号点配置に必要な４ビットのうちの２ビットが供給されることになる。１６値ＱＡＭの信号点配置が図１０に示すような配置であると仮定すると、供給される２ビットは上位２ビットに配置される。
【０１８６】
変調方式Ｂ信号点配置手段４０１２３では、通信手段４０１から通信手段４０２へハイブリッドＡＲＱによる再送が行われる場合と行われない場合（通常のデータ送信のみが行われる場合）によって動作が異なる。再送が行われない場合、変調方式Ｂ信号点配置手段４０１２３では、データ列分離手段４０１２１から供給される２ビットが１６値ＱＡＭにおけるシンボルの上位２ビットに割り当てられ、下位２ビットについては固定値が割り当てられる。
【０１８７】
固定値には"00"が割り当てられる。これにより、ＱＰＳＫ変調と等価な信号点配置がなされることになる。また、ハイブリッドＡＲＱによる再送がなされる場合、データ列分離手段４０１２１から供給される通常のデータ送信用の２ビットを上位２ビットに割り当てるのに加え、記憶手段４０１４から部分再送用データを読み出し、下位２ビットに割り当てる。
【０１８８】
本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱにより再送するデータ数として、もとに送信したデータ数の１／４のビットデータが送信可能である。図９に示した過去のバーストの記憶データ系列s1から、例えばs2=[py0, py2, py4, …, pym-1]というように１／２の数のビットデータが選択的に読み出され、１６値ＱＡＭの下位２ビットに割り当てられることになる。
【０１８９】
なお、変調方式Ａ信号点配置手段４０１２２においてシンボル毎に入力される２ビットを用いてＱＰＳＫ変調用の信号点配置が施される動作については、第１の実施の形態と同様である。
【０１９０】
上記のようにして、各変調方式用の信号点配置手段により信号点配置されたシンボル毎の信号は合成手段４０１２４にて合成され、送信処理手段４０１１により送信のための所定の処理が施され、通信手段４０２へのフォワードリンクとして送信される。
【０１９１】
通信手段４０２では、前記フォワードリンクで送信されたバースト信号が選択受信され、得られたバースト信号が受信データ列合成手段４０２２へ供給される。受信データ列合成手段４０２２では、分離手段４０２２１によりバースト内の所定のシンボル位置毎に受信信号が分離され出力される。すなわち、図８に示したバースト構成においてＱＰＳＫ変調による信号点配置が施されているシンボル位置の信号は変調方式Ａシンボル判定手段４０２２２へ供給され、１６値ＱＡＭによる信号点配置が施されているシンボル位置の信号は変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３へ供給される。
【０１９２】
変調方式Ａシンボル判定手段４０２２２では、入力されるＱＰＳＫ変調された信号列に対して必要に応じて振幅や位相の補正が施された後シンボル判定され、シンボル毎に２ビットのデータが得られる。得られたビットデータ列は一方では誤り訂正手段４０２４へ供給され、また同時に記憶手段４０２３において一時的に記憶される。
【０１９３】
変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３では、入力される１６値ＱＡＭ変調された信号列に対し必要に応じて振幅や位相の補正が施された後シンボル判定され、判定により得られた４ビットの内の上位２ビットは通常の送信データとして送信されたものなので、誤り訂正手段４０２４へ供給されると共に記憶手段４０２３において一時的に記憶される。一方で、下位２ビットはハイブリッドＡＲＱによる再送がなされた場合には再送データが割り当てられ、再送がなされない場合には固定値が割り当てられている。再送がなされた場
合には得られた再送ビットデータ列をＡＲＱ用誤り訂正手段４０２６へ供給する。
【０１９４】
誤り訂正手段４０２４では、入力されたビットデータ列を用いて誤り訂正復号化処理を行う。本実施の形態ではターボ復号処理が施され、復号により得られたビットデータ列が誤り検出手段４０２５へ出力される。誤り検出手段４０２５では、得られたビットデータ列と送信時に付加されたＣＲＣパリティを用いて誤り検出が行われ、データ部が抽出されて出力されるともに、誤り検出結果をＡＣＫ送信手段４０２７へ供給する。
【０１９５】
ＡＣＫ送信手段４０２７では、誤り検出結果に基づき、受信したバーストに誤りが検出された場合には、受信失敗の通知と再送要求をするためのＮＡＣＫを通信手段４０１へ通知し、誤りが検出されなかった場合には、受信成功の通知を示すＡＣＫを通信手段４０１へ通知する。ここでは、通信手段４０２から通信手段４０１へのリターンリンクにおいて前記ＡＣＫもしくはＮＡＣＫが送信されることとなる。
【０１９６】
通信手段４０１におけるＡＣＫ受信手段４０１５では、通信手段４０２からリターンリンクを介して送信されたフォワードリンクのＡＣＫもしくはＮＡＣＫの情報を受信し受信結果を再送制御手段４０１６へ供給する。
【０１９７】
再送制御手段４０１６では、入力されるＡＣＫもしくはＮＡＣＫの情報に基づき以下のような制御動作をする。すなわち、ＡＣＫの場合には再送動作は行わずに、変調方式Ｂで信号点配置を行うシンボルにおいても、通常の送信データのみをＱＰＳＫと同様の信号点配置を施して送信する。
【０１９８】
一方ＮＡＣＫの場合には、フォワードリンクにおいて受信失敗したバーストに対応する送信データの誤り訂正符号化時に生成され記憶手段４０１４に一時記憶しておいた冗長ビットデータの一部を読み出し、変調方式Ｂ信号点配置手段４０１２３へ供給し、１６値ＱＡＭの信号点配置時におけるシンボルデータの下位２ビットとして重畳することにより、通常の送信データの送信と同時にハイブリッドＡＲＱによる再送も行うよう制御する。
【０１９９】
なお、再送制御手段４０１６では、ＡＣＫが通知された過去のダウンリンク送信データに対応する冗長ビットデータ列については、記憶手段４０１４から削除するよう制御してもよい。
【０２００】
通信手段４０２におけるＡＲＱ用誤り訂正手段４０２６では、ハイブリッドＡＲＱによる再送がなされた場合に、記憶手段４０２３に一時記憶された過去の受信バーストのビットデータ列を読み出し、変調方式Ｂシンボル判定手段４０２２３により得られるハイブリッドＡＲＱによる部分再送データとを用いた誤り訂正復号化を行う。再送により得られた冗長ビットデータを復号化に用いることにより、より強力な誤り訂正が可能となる。
【０２０１】
復号化により得られたビットデータ列は誤り検出手段４０２５に供給され、ＣＲＣパリティによる誤り検出が行われる。再送が行われた後の誤り検出で再度誤りが検出された場合には、さらにＮＡＣＫ信号を通知し、別の以前に再送されなかった冗長データをさらに再送するよう制御する構成としてもよい。
【０２０２】
以上のように本発明の実施の形態によれば、通常はＱＰＳＫ変調によりフォワードリンクの送信が行われているシステムにおいて、ハイブリッドＡＲＱによる部分再送の必要が生じた場合に、送信バースト内における所定のシンボル位置の変調多値数を増やし、増えたビットに部分再送データを重畳することが可能となる。これにより、一般のＡＲＱシステムにおいて再送の必要が生じた場合のように、通常の送信バーストのトラフィックを犠牲にすることなく部分再送を行うことが可能となり、通信容量の向上と通信信頼性の向上
を両立することが可能となる。
【０２０３】
なお、本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱにより過去の送信バーストに対応する冗長データを再送する際に、どの送信バーストに対応した冗長データを再送するかを識別する方法については特に記載していないが、これは本発明が上記識別の方法に特に限定されるものではないからである。バーストの識別の方法としては、既に様々な方法が開示されているが、例えば送信バースト毎に識別ＩＤ番号が付与される構成とし、ＡＣＫもしくはＮＡＣＫの通知時にこのＩＤ番号も同時に通知することとし、ハイブリッドＡＲＱによる再送時にもこのＩＤ番号を付与して送信する構成が実施の一形態として挙げられる。
【０２０４】
また、本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱにより部分再送がなされるか否かに関わらず、バースト内の所定のシンボル位置は変調方式Ｂにより変調する構成としたが、これに限るものではない。例えば、ハイブリッドＡＲＱによる再送が行われていない場合には、バースト内の全てのシンボルを変調方式Ａシンボル判定手段により判定するよう制御させてもよい。
【０２０５】
この場合、ハイブリッドＡＲＱによる再送が行われているか否かの情報を通信手段４０１から通信手段４０２へ通知する必要があるが、その手段および方法については、本発明で限定されるものではない。方法の一例を挙げるとすれば、バースト内の特定のシンボル位置に再送の有無を示すフラグを設けておき、このフラグにより再送の有無を識別する構成をとることができる。
【０２０６】
また、本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱによる部分再送時に、記憶手段４０１４に一時記憶された冗長ビットデータのうち１／２のビットデータを重畳して送信する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えばバースト内で再送データを重畳する（すなわち、変調方式Ｂによるシンボル配置を行う）シンボル数をさらに増やしたバースト構成とし、全ての冗長ビットデータを再送する構成としてもよい。
【０２０７】
逆に、再送するビットデータ数を少なくし、１６値ＱＡＭにより重畳するシンボル数を減らした構成も可能であり、どの程度のシンボル数を再送用データの重畳に用いるかはシステム設計に依存して決定される。
【０２０８】
また、本実施の形態では、ハイブリッドＡＲＱにより再送されたデータの誤り訂正をＡＲＱ用誤り訂正手段４０２６で行う構成としたが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、再送時の誤り訂正も誤り訂正手段４０２４で兼用して処理するような構成および制御としてもよい。
【０２０９】
また、ハイブリッドＡＲＱによる再送が行われずに通常のデータ送信のみが行われる場合において、変調方式Ｂ信号点配置手段４０１２３では、下位２ビットに固定値として"00"を入力し、ＱＰＳＫ変調と同等の信号点配置とする構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０２１０】
例えば、ＱＰＳＫ変調における４つの信号点と図１０に示すような信号点配置の１６値ＱＡＭの下位２ビットが"11"の４つの信号点のベクトル位置が一致するような信号点配置の関係とし、固定値として"11"を割り当てる構成としてもよい。つまり、ハイブリッドＡＲＱによる再送がない場合には、１６値ＱＡＭによる信号点配置がなされるシンボル位置においても通常のＱＰＳＫと同等の信号点配置がなされ、再送がなされる場合にはＱＰＳＫ変調よりも振幅が大きい状態で１６値ＱＡＭによる送信が行われるような構成とすればよい。
【０２１１】
また、ＱＰＳＫと１６値ＱＡＭの各シンボル位置での平均電力を同一とするシステムの場合、ＱＰＳＫの信号点と１６値ＱＡＭにおける４つの信号点をあえて一致させる必要はない。
【０２１２】
また、本実施の形態では、各変調方式用のシンボル判定手段４０２２２、４０２２３においてシンボル判定を行い、判定により得られたビットデータ列を出力すると述べたが、ここで述べたビットデータとは必ずしも硬判定値である必要はなく、軟判定値により出力する構成としてもよいことは明らかである。
【０２１３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１〜４で示したように送信バースト内に部分的に変調多値数を増やしたシンボルを挿入して種々の効果を得る方法において、多値数を増やした変調方式Ｂの信号点配置の一形態について説明する。具体的には、実施の形態１〜４で示されたような通信システムの構成における変調方式Ｂ信号点配置手段として、１６値ＱＡＭとは異なる信号点配置を施す変調方式Ｃ信号点配置手段５０１を設け、変調方式Ｂシンボル判定手段として変調方式Ｃシンボル判定手段５０２を設けた構成をとる。
【０２１４】
変調方式Ｃ信号点配置手段５０１において、シンボル毎に４ビットを入力し１６通りの信号点をとる信号点配置の一例を示す。図１１に示す直交（ＩＱ）平面において、黒丸印のプロットは変調方式Ｃの信号点配置を示し、白丸印のプロットは変調方式ＡであるＱＰＳＫ変調時の信号点配置を示している。ここで、ＱＰＳＫ変調時の各信号点のＩＱ成分の値を（±ａ）とし、変調方式Ｃにおける各信号点のＩＱ成分は（±ａ±ｂ）の値をとる。
【０２１５】
ｂの値はＱＰＳＫ変調時のＩＱ成分の振幅値ａに基づき相対的に決定されるものとし、ここでは一例として（ｂ＝ａ／３）の値をとるものとする。このような信号点配置をとることにより、１６個ある信号点のうち振幅の小さい側の信号点がしきい値となるＩ軸、Ｑ軸から遠ざかるため、上位２ビットを判定する際のユークリッド距離が長くなり、通信信頼度が向上する。逆に、下位２ビットに割り当てられるビットのユークリッド距離が１６値ＱＡＭの信号点配置に比べて短くなり、通信信頼度は低下することになる。
【０２１６】
変調方式Ｃシンボル判定手段５０２では、Ｉ、Ｑ各成分において振幅値を０および±ａの値でスレショルド判定をすることにより受信シンボルの判定が行われる。なお、ａの値を求めるにあたっては、周囲に存在するパイロットシンボルやＱＰＳＫ変調されたシンボルの信号点のベクトル値を用いることができる。
【０２１７】
以上のように、本実施の形態によれば、送信バースト内において変調多値数を増やしたシンボルの信号点配置を、図１１に示すようにＱＰＳＫの信号点を基準にしてユークリッド距離を１６値ＱＡＭとは異なる距離に変えて設定することにより、シンボルあたりで送信するビット毎の通信信頼度を変えることが可能となる。これにより、例えば実施の形態４で示したように、４ビットのうち上位２ビット通常の送信データとして使用し、下位２ビットをハイブリッドＡＲＱで送信する冗長ビットに割り当てる場合、送信データの側の信頼度を向上させることが可能となる。
【０２１８】
なお、変調方式Ｃの一例として、１シンボルあたり４ビットを入力とし、１６通りの信号点をもつ変調方式を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、変調多値数をさらに上げた変調方式により構成してよい。例えば、１シンボルあたり６ビット入力とし、図１２に示すような信号点配置をする構成としてもよい。
【０２１９】
また、変調方式Ｃの信号点配置を図１１に示すようにした場合、変調方式Ｃのシンボル区間の平均電力はＱＰＳＫの場合に比べて大きくなってしまう。ＱＰＳＫのシンボル区間
と変調方式Ｃのシンボル区間の送信電力を同一にする必要があるシステムでは、変調方式Ｃで基準として用いたａの位置の振幅を補正するよう構成してもよい。
【０２２０】
また、変調方式Ｃにおける信号点配置は図１１に限定されるものではないし、変調方式Ｃにおけるｂの値はａ／３に限定されるものではない。また、固定的に決定されなくともよく、フォワードリンクにおける通信品質に基づいてｂの値を動的に決定する構成および制御をとってもよい。このような構成をとることにより、シンボルあたりに割り当てられるビットの信頼度を動的に制御することが可能となる。通信品質の情報を通知する手段については、実施の形態３における形態を適用可能である。
【０２２１】
（実施の形態６）
本実施の形態では、送信バースト内に部分的に変調多値数を増やしたシンボルを挿入し、このシンボルを用いて受信信号の品質を推定する方法について説明する。
【０２２２】
図１３は第６の実施の形態における無線通信システム６００の構成を示している。通信システム６００おいて、図１の通信システム１００と異なる構成または動作をするのは、データ列分離手段６０１、変調方式Ｂ信号点配置手段６０２、変調方式Ｂシンボル判定手段６０３、データ列合成手段６０４、および受信品質推定手段６０５である。その他の構成と動作については、図１における同名のものと同様である。
【０２２３】
変調方式ＡとしてはＱＰＳＫ、変調方式Ｂとしては図１０に示すような信号点配置の１６値ＱＡＭが用いられるものとし、送信手段から受信手段への送信バーストの構成は図１４に示すように、ＱＰＳＫによるデータシンボル区間の間に周期的にパイロットシンボルと１６値ＱＡＭにより信号点配置されるシンボルが挿入されるものとする。
【０２２４】
データ列分離手段６０１は、送信するデータを所定のデータ数毎に分割して出力するものであり、図１におけるデータ列分離手段１０１３と異なるのは、変調方式Ｂが割り当てられたシンボル位置には４ビットではなく２ビットのみを供給する、という動作をする点であり、その他の動作については同様である。
【０２２５】
変調方式Ｂ信号点配置手段６０２は、入力されるデータ列を用いて所定の変調方式に準じた信号点配置を施すものであり、図１における変調方式Ｂ信号点配置手段１０１５と異なるのは、入力されるビットデータが４ビットではなく２ビットのみであり、この２ビットが上位２ビットに割り当てられ、下位２ビットにはバースト先頭からの変調方式Ｂに相当するシンボル位置の順に"00"と"11"が交互に挿入される、という動作をする点であり、その他の動作は同様である。
【０２２６】
変調方式Ｂシンボル判定手段６０３は、入力される信号に対して変調方式Ｂに対応したシンボル判定を行い、判定されたデータを出力するものであり、本実施の形態では変調方式Ｂとして１６値ＱＡＭに対応したシンボル判定を行うものである。図１における変調方式Ｂシンボル判定手段１０２５と異なるのは、シンボル判定により得られた４ビットのうち、上位２ビットのみを受信ビットデータとしてデータ列合成手段へ供給する、という動作をする点であり、その他の動作は同様である。
【０２２７】
データ列合成手段６０４は、入力される２系統のデータ列を所定の方法により合成して一つのデータ系列として出力するものである。具体的には変調方式Ａシンボル判定手段から出力されるシンボルあたり２ビットのデータ列と変調方式Ｂシンボル判定手段６０２から出力されるシンボルあたり２ビットのデータ列とをバースト構成に基づく所定の順番で合成することにより受信ビットデータ列を生成して出力するものである。
【０２２８】
受信品質推定手段６０５は、受信したバースト信号のうち変調方式Ｂが割り当てられている所定のシンボル位置の信号を用いて受信品質を推定するものである。本実施の形態では、具体例として、現在の受信品質の状況下で１６値ＱＡＭの変調信号を受信した場合のビット誤り特性を推定するものとする。
【０２２９】
以上のように構成された通信システムにおいて、第１の実施の形態と異なる動作をする点について説明する。
【０２３０】
変調方式Ｂ信号点配置手段６０２では、送信バースト内において変調方式Ｂによる変調が割り当てられているシンボル位置の信号点配置を施すが、その際、上位２ビットにはデータ列分離手段から供給されるビットデータを割り当て、下位２ビットには、固定データとして(00)もしくは(11)を図１４に示すように挿入する。図１４において、１６値ＱＡＭのシンボル位置において、（xx00）もしくは（xx11）と記述があるのは、上位２ビットが送信ビットデータ（xx）によって定まり、下位２ビットに(00)と(11)が交互に挿入されている様子を示している。
【０２３１】
これにより、変調方式Ｂに対応するシンボル位置の信号点配置は、下位２ビットのデータが(00)の場合には、上位２ビットのデータに応じて図１５(a)に示す４通りの信号点配置になり、下位２ビットのデータが(11)の場合には、上位２ビットのデータに応じて図１５(b)に示す４通りの信号点配置になる。変調方式Ｂシンボル判定手段６０３では、上記のような信号点配置となっている変調方式Ｂの受信シンボルをシンボル判定し、得られた４ビットデータのうちの上位２ビットを受信データとして出力する。
【０２３２】
一方、受信品質推定手段６０５では、変調方式Ｂの信号点配置となっているシンボルの受信ベクトルに対し、シンボル位置に応じて、下位２ビットに(00)が挿入されているシンボル位置では図１５(a)に示すような斜線領域に存在するか否かの判定が行われる。また、下位２ビットに(11)が挿入されているシンボル位置では図１５(b)に示すような斜線領域に存在しているか否かの判定が行われる。
【０２３３】
通信伝送路の環境が悪い状況下では、受信雑音等の影響を受け信号点が所定のベクトル領域を越えて受信される場合がある。このような状況下では通信品質が悪い状況とする品質推定結果を出力する。
【０２３４】
以上のように本発明の実施の形態によれば、送信バーストにおける所定のシンボル位置の信号点配置を１６値ＱＡＭ相当とし、シンボルあたり増加した２ビットに予め既知のビット系列を挿入して送信し、受信時に１６値ＱＡＭの信号点配置で通信可能な状況かどうかの品質推定が可能となる。
【０２３５】
これにより、例えばリンクの通信品質に応じて送信バーストのシンボル全体をＱＰＳＫから１６値ＱＡＭに変更する適応変調が実装されるようなシステムにおいて、シンボル全体に１６値ＱＡＭ変調を行ってデータ送信を始める前段階で、本実施の形態のように部分的なシンボル位置に１６値ＱＡＭ相当の信号点配置を施し、シンボル判定誤りが生じ得るか否かの推定が可能となるので、より実際の通信リンクの品質状況に即した適応変調切り替えが可能となり、通信品質と通信容量の双方の向上が可能となる。
【０２３６】
なお、受信品質の推定結果をどのような形態で出力するかについては、本発明で特に限定されるものではなく、種々の形態が実施可能である。例えば、受信バースト内に所定の領域を越える受信シンボルが少なくとも１シンボル以上あるか否かに応じて品質の良悪を判定するよう構成しても良いし、所定の領域を越えたシンボルが存在する比率を算出して出力する構成としてもよい。
【０２３７】
また、本実施の形態では、変調方式Ｂのシンボル位置における下位２ビットに、(00)と(11)を交互に挿入する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示したように、"01"と"10"を交互に挿入する構成としてもよいし、ＱＰＳＫのシンボル位置と１６値ＱＡＭのシンボル位置とで電力を同一とする必要がなければ、別のシンボルパターンとしてもよい。
【０２３８】
さらには、信号点配置を実施の形態５で示したように変えてもよい。これにより、任意のユークリッド距離をもった信号点配置の変調方式の通信品質を擬似的に推定することが可能となる。
【０２３９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上位層で生成された送信データパケットを物理層における送信バーストに割り当てる際に、パケットのサイズとバーストのサイズが異なる場合における送信パケットデータの送信バーストへの割り当て方法の一形態について説明する。
【０２４０】
図１７は第７の実施の形態における無線通信システム７００の構成を示している。通信システム７００において、送信手段７０１は、受信手段７０２に対してパケットデータを物理層における所定の方式に基づいて処理し送信するものである。図１における送信手段１０１と異なるのは、新たに送信パケット生成手段７０１１と制御手段７０１３を設け、データ列分離手段１０１３と合成手段１０１６の代わりに新たなデータ列分離手段７０１４と合成手段７０１５を設けた点であり、その他の構成要素については図１において同一番号を付したものと同様の動作をするものである。
【０２４１】
受信手段７０２は、送信手段７０１から送信された自局宛の信号を選択受信し物理層における所定の方式に基づいて処理し受信パケットデータを生成するものである。図１における受信手段１０２と異なるのは、新たに制御手段７０２３と受信パケット生成手段７０２２とを設けた点であり、その他の構成要素については図１において同一番号を付したものと同様の動作をするものである。
【０２４２】
簡単のため、誤り訂正符号化や誤り検出符号化は割愛して説明するが、必要に応じてこれらの処理が挿入されても良い。
【０２４３】
本実施の形態では一例として、送信パケット長が８０００ビット、送信バースト長は８００シンボルで、図１８(a)に示すようなバースト構成であること前提とする。すなわち、先頭３２シンボルにはプリアンブル部が挿入されている。それ以降は１５シンボルと１６シンボルの計３１シンボルのデータシンボルと１シンボルのパイロットシンボルにより構成される３２シンボル分のブロックが２４ブロック分挿入され、計８００シンボル長のバーストが構成されている。
【０２４４】
プリアンブル部やパイロットシンボル部には、既知のシンボルもしくは既知のベクトルデータが挿入されており、例えばバーストの受信時に周波数や時間の同期のために用いられることになる。上記のような構成によると、１バーストあたりに７４４シンボルのデータシンボルが割り当てられることになる。このバーストにおけるデータシンボル区間には基本的にＱＰＳＫ変調が施されるものとすると、バーストあたり１４８８ビットのデータが伝送できる。
【０２４５】
このようなバーストを用いて８０００ビットのサイズの送信パケットを送信する場合、１バーストあたりのデータ伝送ビット数では割り切れず、送信データビットに端数が生じてしまう。本実施の形態の場合では、５バースト分で送信できるビット数は７４４０ビッ
トであり、５６０ビット分が端数となってしまう。
【０２４６】
従来の送信方法では、残りの５６０ビット分は６バースト目に割り当て、６バースト目において余った区間には、ダミーのビットを挿入してバーストを構成し送信している場合等があった。しかしながら、このような方法だと、本来他の送信に使用できるはずの回線資源が無駄に浪費されてしまうことになる。そこで、本実施の形態では、５バースト分の送信バースト内に変調多値数を増やしたシンボルを挿入し、等価的にバーストあたりに送信されるデータビット数を増やすことにより、バースト割り当ての際における端数の発生を防ぐものである。
【０２４７】
制御手段７０１３では、送信データのパケットサイズに関する情報７０１１ｂが入力される。バースト内におけるどの位置に変調多値数を増やしたシンボル（本実施の形態では１６値ＱＡＭのシンボル）を挿入したかについての情報をどのような方法で受信手段７０２側へ送信するかについては、本発明で特に限定される必要はないが、例えば、送信手段７０１と受信手段７０２との間で、あらかじめパケットサイズとバーストサイズが固定的に決まっている場合には、双方の間でどのシンボル位置に１６値ＱＡＭのシンボルを挿入するかを決めておけばよい。
【０２４８】
パケットサイズが動的に変わり得る場合には、送信手段７０１と受信手段７０２との間で、パケットサイズに応じて１６値ＱＡＭのシンボルを挿入する数および位置選定のルールを決めておき、送信手段７０１と受信手段７０２との間で前記パケットサイズについての情報のみを伝送する構成とすればよい。この場合、パケットサイズについての情報をどのように伝送するかについても、特に限定されるものではないが、例えば送信バースト内に、多値変調シンボルに置き換わることのないシンボル区間を確保しておき、この場所に前記情報を挿入してもよい。
【０２４９】
また、パケットサイズが変更される頻度が少ない場合には、定期的に固定的な変調方式で伝送されるシステム制御用のバーストが用いられることとし、このシステム制御用バーストに前記情報が挿入される構成としてもよい。
【０２５０】
制御手段７０１３は、送信パケットのサイズに関する情報７０１１ｂとあらかじめ記憶されている送信バーストのサイズに関する情報に基づき、送信バースト内に変調多値数を増やしたシンボルを挿入する数および位置を決定する。本実施の形態では、５バーストで計５６０ビットを重畳する必要があり、バーストあたりでは１１２ビットを重畳することになる。そこで、図１８(b)に示すように、パイロットシンボルを挟んだ３２シンボル単位のブロックごとに２シンボルの１６値ＱＡＭによる変調シンボルを挿入することとし、２４ブロック分で２×２４×２＝９６ビット分が重畳可能となる。さらに、プリアンブル近辺の８シンボルも１６ＱＡＭによる変調シンボルにすることにより２×８＝１６ビット分が重畳可能となり、計９６＋１６＝１１２ビットが重畳可能となる。ここで、プリアンブル近辺に１６値ＱＡＭのシンボルを多く挿入したのは、プリアンブル近辺では時間／周波数同期の精度が相対的に良く受信品質が良いことが期待できるためであるが、必ずしもこの位置に挿入しなくてもよい。上記のようにして、バーストあたり１１２ビットのデータが重畳可能となり、制御手段７０１３が、データ列分離手段７０１４と合成手段７０１５に対して図１８(b)に示した位置関係で送信データの分割および変調シンボルの合成の制御を行うことにより、１４８８＋１１２＝１６００ビットのデータを送信することが可能なバーストが生成される。
【０２５１】
受信手段７０２では、制御手段７０２３が分離手段７０２４とデータ列合成手段７０２５に対して図１８(b)のバースト構成に準じた順序で受信シンボルの分離およびデータ列の合成が行われる。ここで、１６ＱＡＭによるシンボルの挿入位置および数があらかじめ
決まっている場合には所定の順序で制御すれば良いが、もし挿入位置および数が動的に変化し、その情報が送信手段７０１からの送信信号内に含まれている場合には、この情報を受信信号から抽出して用いる構成をとることとなる。このようにして、データ列合成手段７０２５から出力される受信バーストデータ用い、受信パケットデータ生成手段７０２２において受信パケットデータが生成される。
【０２５２】
以上のように本実施の形態によれば、送信データパケットをバーストに割り当てる際に生じる端数分のビットを送信バースト内でシンボルあたりの多値数を増やして挿入することにより、バーストへの割り当ての際に端数が生じ、余分な送信バーストを発生させることを防ぐことが可能となり、回線資源を有効に活用することが可能となる。
【０２５３】
なお、本発明では、送信データパケット内におけるどのビットデータ部を、変調多値数を増やした分のビット（本実施の形態では１６値ＱＡＭに相当するシンボルのうちの２ビット）に割り当てるかについては、特に限定されるものではないが、例えば、パケット内のビットシーケンスの順序に応じて時系列的にシンボルへの割り当てを行う構成としてもよいし、パケット内の末尾部の端数ビット分を１６値ＱＡＭのシンボルにおける２ビットずつに割り当てる構成としてもよい。さらには、送信データパケット内のデータの重要度に応じて、重要度が低い区間のビットデータを前記変調多値数を増やした分のビットに割り当てる構成としてもよい。
【０２５４】
なお、実施の形態１〜７に記載した各方法の処理は、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサにおいて処理手順を記述したプログラムにより実施することが可能であり、プロセッサとプログラムの記憶媒体により構成可能である。
【０２５５】
また、実施の形態１〜７に記載した各方法は、無線伝送環境を仮定した説明を行っているが、有線伝送にも容易に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２５６】
以上のように、本発明によれば、送信時に構成する送信バーストにおいて、シンボル単位で部分的に変調多値数を増やしたシンボルを挿入して送信し、受信時に対応した受信処理を施すことにより、バーストあたりに通信可能なビットデータ量を増加させることができるという効果を有し、主として変調された信号をバースト単位で通信する無線通信システムにおけるデータ送信方法、データ受信方法、送信装置および受信装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図２】本発明の第１の実施の形態における送信バースト構成の一例を示す図
【図３】本発明の第２の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるＯＦＤＭシンボルのサブキャリア構成の一例を示す図
【図５】本発明の第３の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図６】本発明の第３の実施の形態における送信バースト構成の一例を示す図
【図７】本発明の第４の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図８】本発明の第４の実施の形態における送信バースト構成の一例を示す図
【図９】本発明の第４の実施の形態における誤り訂正符号化手段の構成の一例を示す図
【図１０】本発明の第４の実施の形態における変調方式Ｂの信号点配置の一例を示す図
【図１１】本発明の第５の実施の形態における変調方式Ｃの信号点配置の一例を示す図
【図１２】本発明の第５の実施の形態における変調方式Ｃの信号点配置の別の例を示す図
【図１３】本発明の第６の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図１４】本発明の第６の実施の形態において変調方式Ｂのシンボル位置の信号点配置の一例を示す図
【図１５】本発明の第６の実施の形態において変調方式Ｂのシンボル位置の信号点配置の別の例を示す図
【図１６】本発明の第６の実施の形態において変調方式Ｂのシンボル位置の信号点配置の別の例を示す図
【図１７】本発明の第７の実施の形態における無線通信システムの系統図
【図１８】本発明の第７の実施の形態における送信バースト構成の一例を示す図
【図１９】従来の無線通信システムにおいて、多値変調を用いて適応変調を行う方法の一例を示した図
【符号の説明】
【０２５８】
１００  無線通信システム
１０１  送信手段
１０１１  バースト生成手段
１０１２  送信処理手段
１０１３  データ列分離手段
１０１４  変調方式Ａ信号点配置手段
１０１５  変調方式Ｂ信号点配置手段
１０１６  合成手段
１０２  受信手段
１０２１  受信処理手段
１０２２  受信データ列合成手段
１０２３  分離手段
１０２４  変調方式Ａシンボル判定手段
１０２５  変調方式Ｂシンボル判定手段
１０２６  データ列合成手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１９】
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【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004201286.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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