(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信フレームタイミングにあわせて、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成部と、
前記送信フレームタイミングにあわせて、送信データを用いて、ＰＳＫ変調シンボル、多値変調シンボル及びパイロットシンボルの直前直後のシンボルを生成する変調シンボル生成部と、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルとパイロットシンボルと他の無線通信装置から送信される変調信号決定情報により選択されたＰＳＫ変調シンボル又は多値変調シンボルとを含む送信フレームを構成する切り替え部と、
送信フレームを無線送信する無線部と
を有する無線通信装置であって、
前記多値変調シンボルは、振幅成分に情報を含む１６値以上のシンボルであり、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルは、ＰＳＫ変調シンボル又は多値変調シンボルの信号点の数より少なく、
前記送信フレームは、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する
無線通信装置。
【請求項２】
送信フレームタイミングにあわせて、パイロットシンボルを生成するパイロットシンボル生成部と、
前記送信フレームタイミングにあわせて、送信データを用いて、２種類以上のＰＳＫ変調シンボル及びパイロットシンボルの直前直後のシンボルを生成する変調シンボル生成部と、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルとパイロットシンボルと他の無線通信装置から送信される変調信号決定情報により選択されたＰＳＫ変調シンボルとを含む送信フレームを構成する切り替え部と、
送信フレームを無線送信する無線部と、
を有する無線通信装置であって、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルは、ＰＳＫ変調シンボルの信号点の数より少なく、
前記送信フレームは、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する
無線通信装置。
【請求項３】
送信フレームタイミングにあわせて、パイロットシンボルを生成するパイロットシンボル生成ステップと、
送信フレームタイミングにあわせて、送信データを用いて、ＰＳＫ変調シンボル、多値変調シンボル及びパイロットシンボルの直前直後のシンボルを生成する変調シンボル生成ステップと、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルとパイロットシンボルと他の無線通信装置から送信される変調信号決定情報により選択されたＰＳＫ変調シンボル又は多値変調シンボルとを含む送信フレームを構成する切り替えステップと、
送信フレームを無線送信する無線ステップと
を有する無線通信方法であって、
前記多値変調シンボルは、振幅成分に情報を含む１６値以上のシンボルであり、
前記パイロットシンボルの直前直後のシンボルは、ＰＳＫ変調シンボル又は多値変調シンボルの信号点の数より少なく、
前記送信フレームは、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する
無線通信方法。
【請求項４】
送信フレームタイミングにあわせて、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成ステップと、
送信フレームタイミングにあわせて、送信データを用いて、２種類以上のＰＳＫ変調シンボル及びパイロットシンボルの直前直後のシンボルを生成する変調信号生成ステップと、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルとパイロットシンボルと他の無線通信装置から送信される変調信号決定情報により選択されたＰＳＫ変調シンボルとを含む送信フレームを構成する切り替えステップと、
送信フレームを無線送信する無線ステップと、
を有する無線通信送信方法であって、
パイロットシンボルの直前直後のシンボルは、ＰＳＫ変調シンボルの信号点の数より少なく、
前記送信フレームは、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する
無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信に用いられるディジタル変調方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立する方法として、電子情報通信学会信学技法ＲＣＳ９４−６６に記載されている技術が知られている。これは図１０ようなフレーム構成からなり、データシンボルの変調方式は、ＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭを伝搬路の状況などに応じて、切り替える方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
無線通信装置の消費電力および大きさを決定する一つの要因として、送信系の電力増幅器がある。そして、特に、無線通信システムを構成する際、端末の利便性を考慮すると、小型低消費電力が望まれ、消費電力および大きさの一因である送信電力増幅器を考慮した無線通信システムを構成することが望まれる。
【０００４】
本発明では、ディジタル無線通信システムを構成するにあたり、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上とともに、特に端末の利便性を考慮し、小型低消費電力で構成可能とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この問題を解決するために本発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、特に端末を小型低消費電力で構成することが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【０００７】
第２の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち１種類の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【０００８】
第３の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの１種類の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【０００９】
第４の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および１６値以上のＱＡＭ方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１０】
第５の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および１６値以上の多値ＱＡＭ方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち１種類の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１１】
第６の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、１６値以上の多値ＱＡＭ方式のうちの１種類の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１２】
第７の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、端末から基地局への無線通信をＰＳＫ変調とすることで小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１３】
第８の発明は、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明において、基地局から端末への無線通信のＯＦＤＭ方式の各サブキャリアの変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１５】
第１０の発明は、第８の発明、第９の発明において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリア方式の変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１６】
第１１の発明は、第８から１０の発明において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリアの変調方式をＰＳＫ変調に限定したディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１７】
第１２の発明は、第１から１１の発明におけるディジタル無線通信方式を用いた無線通信システムとしたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１８】
第１３の発明は、第１から１１の発明におけるディジタル無線通信方式を用いた基地局としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００１９】
第１４の発明は、第１から１１の発明におけるディジタル無線通信方式を用いた端末としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、小型低消費電力の端末を構成できるという作用を有する。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図１から図９を用いて説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における無線通信システムの基地局の送信系の構成の一例、図２は基地局の受信系の構成の一例を示しており、図１において、１０１は送信ディジタル信号、１０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、１０３は１６ＱＡＭ用直交ベースバンド信号生成機能、１０４はパイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能、１０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１０６は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１０７はパイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分、１０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１０９は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１１０はパイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分、１１１は同相成分切り替え機能、１１２は直交成分切り替え機能、１１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、１１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、１１５は無線部、１１６は送信信号、１１７は電力増幅器、１１８は増幅された送信信号、１１９は送信アンテナ、１２０はフレームタイミング信号発生機能、１２１はフレームタイミング信号である。
【００２２】
図２において、２０１は受信アンテナ、２０２は受信無線部、２０３は受信直交ベースバンド信号同相成分、２０４は受信直交ベースバンド信号直交成分、２０５は歪み量推定部、２０６は振幅歪み推定信号、２０７は周波数オフセット量推定部、２０８は周波数オフセット量推定信号、２０９はＱＰＳＫ変調方式検波部、２１０は８ＰＳＫ変調方式検波部、２１１はＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、２１２は８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、２１３はフレームタイミング信号発生機能、２１４はフレームタイミング信号である。
【００２３】
図３は本実施の形態における無線通信システムの端末の送信系の構成の一例、図４は端末の受信系の構成の一例を示しており、図３において、３０１は送信ディジタル信号、３０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、３０３は８ＰＳＫ変調用直交ベースバンド信号生成機能、３０４はパイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能、３０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、３０６は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、３０７はパイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分、３０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、３０９は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、３１０はパイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分、３１１は同相成分切り替え機能、３１２は直交成分切り替え機能、３１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、３１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、３１５は無線部、３１６は送信信号、３１７は電力増幅器、３１８は増幅された送信信号、３１９は送信アンテナ、３２０はフレームタイミング信号発生機能、３２１はフレームタイミング信号である。
【００２４】
図４において、４０１は受信アンテナ、４０２は受信無線部、４０３は受信直交ベースバンド信号同相成分、４０４は受信直交ベースバンド信号直交成分、４０５は歪み量推定部、４０６は振幅歪み推定信号、４０７は周波数オフセット量推定部、４０８は周波数オフセット量推定信号、４０９はＱＰＳＫ変調方式検波部、４１０は１６ＱＡＭ方式検波部、４１１はＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、４１２は１６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号、４１３はフレームタイミング信号発生機能、４１４はフレームタイミング信号である。図５は基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示しており、また、図６は端末が送信する信号のフレーム構成の一例を示している。
【００２５】
以上、図１、図２、図３、図４、図５および図６を用いて、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式、およびその方式を用いた無線通信システム、基地局および端末について説明する。
【００２６】
以下では、基地局から端末の変調方式は２種類とし、ＰＳＫ変調の一例として、ＱＰＳＫ変調、振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式の一例として、１６ＱＡＭとし、端末から基地局の変調方式は２種類とし、ＰＳＫ変調の一例として、ＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調として説明する。
【００２７】
図１は、基地局の送信系の構成の一例を示したもので、フレームタイミング信号発生機能１２０は、図５のフレーム構成を表すフレームタイミング信号１２１を発生する。図５において、フレーム構成は電波伝搬環境に応じて変調方式は、ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭに切り替わる。
【００２８】
この電波伝搬環境情報は、端末（図４に図示）から送られてくる。図２の基地局受信側でこの情報を受け取り、データ検出部２１５で電波伝搬環境情報を分離する。そして、変調方式決定部２１７で変調方式決定情報（１）を生成する。この変調方式決定情報（１）を基に同相／直交切り替え機能１１１，１１２で、変調方式の切り替えを行う。電波伝搬環境情報とは、端末で推定したドップラ周波数、マルチパスの情報、基地局から端末の送られた搬送波のＣ／Ｎ、妨害波の信号レベル等である。
【００２９】
変調方式決定部２１７では、例えば、所定の値と端末から送られてきたこれらの電波伝搬環境情報（２）の値を比較し、電波伝搬環境の善悪を判定し、電波伝搬環境が善と判定されたら、１６ＱＡＭを用い、電波伝搬環境が悪と判定されたらＱＰＳＫを用いる変調方式決定情報（１）を出力する。
【００３０】
そして、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１０２は、送信ディジタル信号１０１、フレームタイミング信号１２１を入力とし、フレームタイミング信号１２１がＱＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５およびＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８を出力する。
【００３１】
なお、デジタル受信信号１０１には、データの他、図２の電波伝搬環境生成部で生成された電波伝搬環境情報（１）、図２の変調方式決定部２１７で決定された変調方式決定情報（１）を含んでいる。
【００３２】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１０３は、送信ディジタル信号１０１，フレームタイミング信号１２１を入力とし、フレームタイミング信号１２１が１６ＱＡＭシンボルであることを示していた場合、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１０６および１６ＱＡＭ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０９を出力する。パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能１０４はフレームタイミング信号１２１を入力とし、フレームタイミング信号１２１がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０９およびパイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１１０を出力する。
【００３３】
同相成分切り替え機能１１１は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分１０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０７およびフレームタイミング信号１２１を入力とし、フレームタイミング信号１２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１０５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分１０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０７を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分１１３として出力する。
【００３４】
直交成分切り替え機能１１２は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の直交成分１０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１１０およびフレームタイミング信号１２１を入力とし、フレームタイミング信号１２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の直交成分１０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１１０を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分１１４として出力する。
【００３５】
無線部１１５は送信直交ベースバンド信号の同相成分１１３および送信直交ベースバンド信号の直交成分１１４を入力とし、送信信号１１６を出力する。
【００３６】
そして、電力増幅器１１７で増幅されて、増幅された送信信号１１８が送信アンテナ１１９から出力される。
【００３７】
図３は、端末局の送信系の構成の一例を示したもので、フレームタイミング信号発生機能３２０は、図６のフレーム構成を表すフレームタイミング信号３２１を発生する。
【００３８】
図６において、フレーム構成は電波伝搬環境に応じて変調方式は、ＱＰＳＫ変調または８ＰＳＫに切り替わる。そして、ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能３０２は、送信ディジタル信号３０１、フレームタイミング信号３２１を入力とし、フレームタイミング信号３２１がＱＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分３０５およびＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分３０８を出力する。
【００３９】
なお、送信ディジタル信号３０１の中に、データの他、図４の電波伝搬環境生成部で求められた電波伝搬環境情報（２）、図４の変調方式決定部４１８で求められた変調方式決定情報（２）も送信される。
【００４０】
８ＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能３０３は、送信ディジタル信号３０１，フレームタイミング信号３２１を入力とし、フレームタイミング信号３２１が８ＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分３０６および８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分３０９を出力する。
【００４１】
パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能３０４はフレームタイミング信号３２１を入力とし、フレームタイミング信号３２１がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分３０９およびパイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分３１０を出力する。
【００４２】
同相成分切り替え機能３１１は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分３０５、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分３０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分３０７およびフレームタイミング信号３２１を入力とし、フレームタイミング信号３２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分３０５、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分３０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分３０７を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分３１３として出力する。
【００４３】
直交成分切り替え機能３１２は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１０８、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の直交成分３０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分３１０およびフレームタイミング信号３２１を入力とし、フレームタイミング信号３２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分３０８、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の直交成分３０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分３１０を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分３１４として出力する。
【００４４】
この切り替えは、図２の基地局受信側の電波伝搬環境情報生成部２１６で生成された電波伝搬環境情報（１）を含んだ信号を端末が受信し、変調方式決定部４１８より変調方式決定情報（２）を生成し、この情報に基づいて変調方式を選択する。
【００４５】
無線部３１５は送信直交ベースバンド信号の同相成分３１３および送信直交ベースバンド信号の直交成分３１４を入力とし、送信信号３１６を出力する。
【００４６】
そして、電力増幅器３１７で増幅されて、増幅された送信信号３１８が送信アンテナ３１９から出力される。このように、特に、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調とすることで、図３の端末の電力増幅器３１７の消費電力を抑えることが可能となる。
【００４７】
図２は、基地局の受信系の構成の一例を示したもので、 受信無線部２０２は受信アンテナ２０１で受信した信号を入力とし、直交復調し受信直交ベースバンド信号同相成分２０３および受信直交ベースバンド信号直交成分２０４を出力する。フレームタイミング信号発生機能２１３は受信直交ベースバンド信号同相成分２０３および受信直交ベースバンド信号直交成分２０４を入力とし、図６の端末が送信したフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号２１４を出力する。
【００４８】
受信アンテナ２０１で受信されたデータには、端末で選択された変調方式決定情報、端末受信系で生成された電波伝搬環境情報（２）が含まれている。この変調方式決定情報は、フレームタイミング信号発生機能及び変調方式検出部２１３で検出され、ＱＰＳＫ変調方式／１６ＱＡＭ方式検波部に出力され、いずれの方式で検波するかを決める。
【００４９】
また、データ検出部２１５において端末の受信系で生成された電波伝搬環境情報（２）をデータから分離し、変調方式決定部２１７で、基地局から端末に送信する変調方式を決定する変調方式決定情報（１）を出力する。
【００５０】
歪み量推定部２０５は受信直交ベースバンド信号同相成分２０３、受信直交ベースバンド信号直交成分２０４およびフレームタイミング信号２１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から振幅歪み量を推定し、歪み量推定信号２０６を出力する。
【００５１】
周波数オフセット量推定部２０７は受信直交ベースバンド信号同相成分２０３、受信直交ベースバンド信号直交成分２０４およびフレームタイミング信号２１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２０８を出力する。ＱＰＳＫ変調方式検波部２０９は受信直交ベースバンド信号同相成分２０３、受信直交ベースバンド信号直交成分２０４、フレームタイミング信号２１４、歪み量推定信号２０６および周波数オフセット量推定信号２０８を入力とし、ＱＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号２１１を出力する。
【００５２】
８ＰＳＫ変調方式検波部２１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分２０３、受信直交ベースバンド信号直交成分２０４、フレームタイミング信号２１４、歪み量推定信号２０６および周波数オフセット量推定信号２０８を入力とし、８ＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号２１２を出力する。
【００５３】
図４は、端末の受信系の構成の一例を示したもので、 受信無線部４０２は受信アンテナ４０１で受信した信号を入力とし、直交復調し受信直交ベースバンド信号同相成分４０３および受信直交ベースバンド信号直交成分４０４を出力する。フレームタイミング信号発生機能４１３は受信直交ベースバンド信号同相成分４０３および受信直交ベースバンド信号直交成分４０４を入力とし、図５の基地局が送信したフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号４１４を出力する。
【００５４】
受信アンテナ４０１で受信されたデータには、基地局で選択された変調方式決定情報、基地局受信系で生成された電波伝搬環境情報（１）が含まれている。この変調方式決定情報は、フレームタイミング信号発生機能及び変調方式検出部４１３で検出され、ＱＰＳＫ変調方式／１６ＱＡＭ方式検波部に出力され、いずれの方式で検波するかを決める。
【００５５】
また、データ検出部４１７において基地局の受信系で生成された電波伝搬環境情報（１）をデータから分離し、変調方式決定部４１８で、端末から基地局に送信する変調方式を決定する変調方式決定情報（２）を出力する。
【００５６】
歪み量推定部４０５は受信直交ベースバンド信号同相成分４０３、受信直交ベースバンド信号直交成分４０４およびフレームタイミング信号４１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から振幅歪み量を推定し、歪み量推定信号４０６を出力する。
【００５７】
周波数オフセット量推定部４０７は受信直交ベースバンド信号同相成分４０３、受信直交ベースバンド信号直交成分４０４およびフレームタイミング信号４１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号４０８を出力する。
【００５８】
ＱＰＳＫ変調方式検波部４０９は受信直交ベースバンド信号同相成分４０３、受信直交ベースバンド信号直交成分４０４、フレームタイミング信号４１４、歪み量推定信号４０６および周波数オフセット量推定信号４０８を入力とし、ＱＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号４１１を出力する。
【００５９】
１６ＱＡＭ方式検波部４１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分４０３、受信直交ベースバンド信号直交成分４０４、フレームタイミング信号４１４、歪み量推定信号４０６および周波数オフセット量推定信号４０８を入力とし、１６ＱＡＭシンボルであるとき検波し、１６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号４１２を出力する。
【００６０】
また、電波伝搬環境情報生成部４１５で、基地局−端末間の伝場伝搬環境情報（２）を生成する。電波伝搬環境情報とは、端末で推定したドップラ周波数、マルチパスの情報、基地局から端末の送られた搬送波のＣ／Ｎ、妨害波の信号レベル等の電波伝搬環境を推定できるパラメータである。
【００６１】
以上により、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式、およびその方式を用いた無線通信システム、基地局および端末とすることで、基地局から端末への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立でき、端末から基地局への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上が可能となる。
【００６２】
このときの無線通信システムの構成である基地局および端末の構成の一例は、図１、図２、図３、図４のとおりである。また、基地局から端末への無線通信の変調方式として、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭ、端末から基地局への無線通信の変調方式としてＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調で説明したがこれに限ったものではない。また、フレーム構成はフレーム同期用のシンボルが挿入されたりすることも考えられ、図５、図６に限ったものではない。
【００６３】
そして、基地局から端末への無線通信の変調方式を２種類、端末から基地局への無線通信の変調方式を２種類で説明したがこれに限ったものではない。特に、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち１種類の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、端末の消費電力を抑えることが可能であり、また、基地局から端末への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立が可能となる。
【００６４】
また、基地局から端末への無線通信を、振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの１種類の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、端末の消費電力を抑えることが可能であり、また、端末から基地局への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立が可能となる。
【００６５】
以上のように本実施の形態によれば、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、端末から基地局への無線通信をＰＳＫ変調とすることで小型低消費電力の端末を構成できるという効果を有する。
【００６６】
（実施の形態２）
図２は本実施の形態における無線通信システムの基地局の受信系の構成の一例を示しており、図２において、２０１は受信アンテナ、２０２は受信無線部、２０３は受信直交ベースバンド信号同相成分、２０４は受信直交ベースバンド信号直交成分、２０５は歪み量推定部、２０６は振幅歪み推定信号、２０７は周波数オフセット量推定部、２０８は周波数オフセット量推定信号、２０９はＱＰＳＫ変調方式検波部、２１０は８ＰＳＫ変調方式検波部、２１１はＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、２１２は８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、２１３はフレームタイミング信号発生機能、２１４はフレームタイミング信号である。
【００６７】
図３は本実施の形態における無線通信システムの端末の送信系の構成の一例、を示しており、図３において、３０１は送信ディジタル信号、３０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、３０３は８ＰＳＫ変調用直交ベースバンド信号生成機能、３０４はパイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能、３０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、３０６は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、３０７はパイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分、３０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、３０９は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、３１０はパイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分、３１１は同相成分切り替え機能、３１２は直交成分切り替え機能、３１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、３１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、３１５は無線部、３１６は送信信号、３１７は電力増幅器、３１８は増幅された送信信号、３１９は送信アンテナ、３２０はフレームタイミング信号発生機能、３２１はフレームタイミング信号である。
【００６８】
図６は端末が送信する信号のフレーム構成の一例を示している。図７は本実施の形態における無線通信システムの基地局の送信系の構成の一例、図８は本実施の形態における無線通信システムの端末の受信系の構成の一例を示しており、図７において、７０１は送信ディジタル信号、７０２はＱＰＳＫ変調部、７０３はＱＰＳＫ変調信号、７０４は１６ＱＡＭ変調部、７０５は１６ＱＡＭ変調信号、７０６は制御信号、７０７は切り替え部、７０８は送信変調信号、７０９は逆高速フーリエ変換演算部、７１０はＯＦＤＭ信号、７１１は無線部、７１２は送信信号、７１３は送信電力増幅器、７１４は増幅された送信信号、７１５は送信アンテナである。
【００６９】
図８において、８０１は受信アンテナ、８０２は受信信号、８０３は受信無線部、８０４は受信ベースバンド信号、８０５は高速フーリエ変換演算部、８０６は高速フーリエ変換後の信号、８０７は同期および変調方式判別部、８０８は制御信号、８０９はＱＰＳＫ変調復調部、８１０はＱＰＳＫ変調受信ディジタル信号、８１１は１６ＱＡＭ復調部、８１２は１６ＱＡＭ受信ディジタル信号である。図９は基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示しており、図９において、９０１はガードインターバル、９０２はプリアンブル、９０３はデータシンボルである。
【００７０】
以上、図２、図３、図６、図７、図８、図９を用いて、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、請求項８において、基地局から端末への無線通信のＯＦＤＭ方式の各サブキャリアの変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８、９において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリア方式の変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８から１０において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリアの変調方式をＰＳＫ変調に限定したディジタル無線通信方式、および、以上のディジタル無線通信方式を用いた無線通信システム、基地局および端末について説明する。
【００７１】
以下では、基地局から端末の変調方式は２種類とし、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭとし、端末から基地局の変調方式は２種類とし、ＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調として説明する。
【００７２】
基地局の受信系、端末の送信系、そのときのフレーム構成はそれぞれ、図２、図３、図６のとおりでそのときの実施の形態は実施の形態１と同様である。次に、基地局の送信系、端末の受信系について説明する。本実施の形態では、基地局から端末の通信方式は、２種類の変調方式、８ＰＳＫ変調、１６ＱＡＭを選択することができるものとする。
【００７３】
図７は基地局の送信系の構成の一例を示したもので、図９のフレーム構成の送信信号を生成し、電波として出力する。図９において、９０１はガードインターバル、９０２はプリアンブル、９０３はデータシンボルを示しており、プリアンブル９０２には、選択されている変調方式の情報、送受信機間の時間同期をとるためのシンボル、伝搬歪みを補償するためのシンボルが含まれているものとし、データシンボルの変調方式は、８ＰＳＫ変調または１６ＱＡＭの変調方式のいずれかが選択できるものとする。
【００７４】
図７において、ＱＰＳＫ変調部７０２は、送信ディジタル信号７０１を入力とし、ＱＰＳＫ変調信号７０３を出力する。１６ＱＡＭ変調部７０４は、送信ディジタル信号７０１を入力とし、１６ＱＡＭ変調信号７０５を出力する。
【００７５】
切り替え部７０７は、ＱＰＳＫ変調信号７０３、１６ＱＡＭ変調信号７０５、制御信号７０６を入力とし、制御信号７０６に含まれる選択されている変調方式の情報および図９のフレーム構成情報に基づいて、図９のフレーム構成に従ったＱＰＳＫ変調信号７０３または１６ＱＡＭ変調信号７０４が送信変調信号７０８として出力する。
【００７６】
逆高速フーリエ変換演算部７０９は、送信変調信号７０８を入力とし、ＯＦＤＭ信号７１０を出力する。無線部７１１はＯＦＤＭ信号７１０を入力とし、送信信号７１２を出力する。送信電力増幅器７１３は、送信信号７１２を増幅し、アンテナ７１５から電波として出力される。
【００７７】
図８は端末の受信系の構成の一例を示したもので、図８において、受信無線部８０３は、受信アンテナ８０１で受信した受信信号８０２を入力とし、受信ベースバンド信号８０４を出力する。高速フーリエ変換部８０５は、受信ベースバンド信号８０４を入力とし、高速フーリエ変換後の信号８０６を出力する。
【００７８】
同期および変調方式判定部８０７は、受信ベースバンド信号８０４を入力とし、例えば、図９におけるプリアンブルを検出し、送信機との時間同期を行い、また、プリアンブルに含まれる変調方式情報を取得し、この２つの情報を含んだ制御信号８０８を出力する。
【００７９】
ＱＰＳＫ変調復調部８０９は、高速フーリエ変換後の信号８０６および制御信号８０８を入力とし、制御信号８０８に含まれる変調方式情報がＱＰＳＫ変調である場合、ＱＰＳＫ変調受信ディジタル信号８１０を出力する。そして、１６ＱＡＭ復調部８１１は、高速フーリエ変換後の信号８０６および制御信号８０８を入力とし、制御信号８０８に含まれる変調方式情報が１６ＱＡＭである場合、１６ＱＡＭ受信ディジタル信号８１２を出力する。
【００８０】
次に、本実施の形態における効果について説明する。例えば、基地局から端末への無線通信における情報通信が、端末から基地局への無線通信における情報通信と比較し、情報量が多い場合、基地局から端末への周波数帯域は広帯域となり、端末から基地局への周波数帯域は狭帯域となる。
【００８１】
広帯域としたとき、問題となるのが周波数選択性フェージングで、このことを考慮すると、シングルキャリア方式と比較し周波数選択性フェージングに強いＯＦＤＭ方式を用いることが望まれる。逆に狭帯域の場合、周波数選択性フェージングは、あまり問題とならず、送信系電力増幅器の消費電力について考慮した場合、ＯＦＤＭ方式と比較し、シングルキャリア方式は送信系電力増幅器に負担をかけずにすみ、低消費電力の無線機を構成することが可能となる。
【００８２】
以上を考慮すると、基地局から端末の無線通信において、ＯＦＤＭ方式を用いることで、情報の品質の向上する効果が得られる。そして、端末から基地局への無線通信では、シングルキャリア方式にすることで、送信系電力増幅器、小型、低消費電力の端末を構成することが可能となる。
【００８３】
さらに、基地局から端末への無線通信において、例えば、電波伝搬環境により、変調方式を切り替えることで、情報の品質の向上と情報の伝送速度の向上の両立が可能となる。同様に、端末から基地局への無線通信において、例えば、電波伝搬環境により、変調方式を切り替えることで、情報の品質の向上と情報伝送速度の向上の両立が可能となり、特に切り替える変調方式をＰＳＫ変調のみに限ると、端末の送信系電力増幅器に負担が特に軽減でき、小型低消費電力の端末を構成することが可能となる。
【００８４】
以上により、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、請求項８において、基地局から端末への無線通信のＯＦＤＭ方式の各サブキャリアの変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８、９において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリア方式の変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８から１０において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリアの変調方式をＰＳＫ変調に限定したディジタル無線通信方式、および、以上のディジタル無線通信方式を用いた無線通信システム、基地局および端末とすることで、基地局から端末への無線通信における情報通信が、端末から基地局への無線通信における情報通信と比較し、情報量が多い場合、基地局から端末の無線通信において選択性フェージングに強いＯＦＤＭ方式で無線通信で行うことで、情報の品質の向上が可能となり、また、端末から基地局の無線通信をシングルキャリア方式とすることで、端末の送信系電力増幅器に負担をかけることをないため、小型、低消費電力の端末を構成することが可能となる。
【００８５】
このときの無線通信システムの構成である基地局および端末の構成の一例は、図２、図３、図７、図８のとおりである。また、基地局から端末への無線通信の変調方式として、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭ、端末から基地局への無線通信の変調方式としてＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調で説明したがこれに限ったものではない。また、フレーム構成は図６、図９に限ったものではない。そして、基地局から端末への無線通信の変調方式を２種類、端末から基地局への無線通信の変調方式を２種類で説明したがこれに限ったものではない。
【００８６】
以上のように本実施の形態によれば、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＯＦＤＭ方式を用い、端末から基地局への無線通信を、シングルキャリア方式を用いたディジタル無線通信方式、請求項８において、基地局から端末への無線通信のＯＦＤＭ方式の各サブキャリアの変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８、９において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリア方式の変調方式を環境により切り替えることを特徴としたディジタル無線通信方式、請求項８から１０において、端末から基地局への無線通信のシングルキャリアの変調方式をＰＳＫ変調に限定したディジタル無線通信方式、および、以上のディジタル無線通信方式を用いた無線通信システム、基地局および端末としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、端末から基地局への無線通信をシングルキャリアとすることで小型低消費電力の端末を構成できるという効果を有する。
【００８７】
実施例では、マルチキャリア方式の一例としてＯＦＤＭ方式で実施例を説明したが、他のマルチキャリア方式でも同様である。また、マルチキャリア、シングルキャリア方式ともスペクトラム拡散通信としても構わない。
【００８８】
以下、本発明の実施の形態について図１０から図２２を用いて説明する。
【００８９】
（実施の形態３）
図１０は、本実施の形態における無線通信システムの基地局の送信系の構成の一例、図８は基地局の受信系の構成の一例を示しており、図１０において、１００１は送信ディジタル信号、１００２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、１００３は１６ＱＡＭ用直交ベースバンド信号生成機能、１００４はパイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能、１００５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１００６は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分、１００７はパイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分、１００８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１００９は１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分、１０１０はパイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分、１０１１は同相成分切り替え機能、１０１２は直交成分切り替え機能、１０１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、１０１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、１０１５は無線部、１０１６は送信信号、１０１７は電力増幅器、１０１８は増幅された送信信号、１０１９は送信アンテナ、１０２０はフレームタイミング信号発生機能、１０２１はフレームタイミング信号、１０２２はパイロットシンボル直前直後のシンボル用直交ベースバンド信号生成機能、１０２３はパイロットシンボルの直前直後のシンボル直交ベースバンド信号同相成分、１０２４はパイロットシンボルの直前直後のシンボル直交ベースバンド信号直交成分である。
【００９０】
図１１において、１１０１は受信アンテナ、１１０２は受信無線部、１１０３は受信直交ベースバンド信号同相成分、１１０４は受信直交ベースバンド信号直交成分、１１０５は振幅歪み量推定部、１１０６は振幅歪み推定信号、１１０７は周波数オフセット量推定部、１１０８は周波数オフセット量推定信号、１１０９はＱＰＳＫ変調方式検波部、１１１０は８ＰＳＫ変調方式検波部、１１１１はＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、１１１２は８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、１１１３はフレームタイミング信号発生機能、１１１４はフレームタイミング信号、１１１５はパイロットシンボル直前直後のシンボル検波部、１１１６はパイロットシンボル直前直後のシンボル受信ディジタル信号である。
【００９１】
図１２は本実施の形態における無線通信システムの端末の送信系の構成の一例、図１３は端末の受信系の構成の一例を示しており、図１２において、１２０１は送信ディジタル信号、１２０２はＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能、１２０３は８ＰＳＫ変調用直交ベースバンド信号生成機能、１２０４はパイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能、１２０５はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１２０６は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分、１２０７はパイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分、１２０８はＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１２０９は８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分、１２１０はパイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分、１２１１は同相成分切り替え機能、１２１２は直交成分切り替え機能、１２１３は送信直交ベースバンド信号同相成分、１２１４は送信直交ベースバンド信号直交成分、１２１５は無線部、１２１６は送信信号、１２１７は電力増幅器、１２１８は増幅された送信信号、１２１９は送信アンテナ、１２２０はフレームタイミング信号発生機能、１２２１はフレームタイミング信号、１２２２はパイロットシンボル直前直後のシンボル用直交ベースバンド信号生成機能、１２２３はパイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号同相成分、１２２４はパイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号直交成分である。
【００９２】
図１３において、１３０１は受信アンテナ、１３０２は受信無線部、１３０３は受信直交ベースバンド信号同相成分、１３０４は受信直交ベースバンド信号直交成分、１３０５は振幅歪み量推定部、１３０６は振幅歪み推定信号、１３０７は周波数オフセット量推定部、１３０８は周波数オフセット量推定信号、１３０９はＱＰＳＫ変調方式検波部、１３１０は１６ＱＡＭ方式検波部、１３１１はＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号、１３１２は１６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号、１３１３はフレームタイミング信号発生機能、１３１４はフレームタイミング信号、１３１５はパイロットシンボル直前直後のシンボル検波部、１３１６はパイロットシンボル直前直後のシンボルの受信ディジタル信号である。図１４は基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示しており、また、図１５は端末が送信する信号のフレーム構成の一例を示している。
【００９３】
図１６は、ＱＰＳＫ変調のＩ−Ｑ平面における信号点配置を示しており、１６０１はＱＰＳＫ変調の信号点である。図１７は、１６ＱＡＭのＩ−Ｑ平面における信号点配置を示しており、１７０１は１６ＱＡＭの信号点である。図１８は、パイロットシンボルおよびパイロットシンボル直前直後のシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置を示しており、１８０１はパイロットシンボルの信号点、１８０２はパイロットシンボル直前直後のシンボルの信号点、１８０３はパイロットシンボルの信号点と原点とで形成する直線である。
【００９４】
図１９は８ＰＳＫ変調のＩ−Ｑ平面における信号点配置を示しており、２５０１は８ＰＳＫ変調の信号点である。図２０はパイロットシンボル直前直後のシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置を示しており、２００１はパイロットシンボルの信号点、２００２はパイロットシンボル直前直後のシンボルの信号点、２００３はパイロットシンボルの信号点と原点とで形成する直線である。
【００９５】
図２１は受信直交ベースバンド信号の時間と振幅の関係を示しており、２１０１は理想的な判定時間、２１０２は理想的な判定時間２１０１から時間オフセットが生じたタイミングである。図２２はパイロットシンボルを挿入したときのフレーム構成例である。
【００９６】
以上、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８、図１９、図２０、図２１および図２２を用いて、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とし、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を２個以上かつ変調シンボルの信号点の数より少なくすることを特徴としたディジタル無線通信方式、およびその方式を用いた無線通信システム、基地局および端末について説明する。
【００９７】
以下では、基地局から端末の変調方式は２種類とし、ＰＳＫ変調の一例として、ＱＰＳＫ変調、振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式の一例として、１６ＱＡＭとし、端末から基地局の変調方式は２種類とし、ＰＳＫ変調の一例として、ＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調として説明する。
【００９８】
図１０は、基地局の送信系の構成の一例を示したもので、フレームタイミング信号発生機能１０２０は、図１４のフレーム構成を表すフレームタイミング信号１０２１を発生する。図１４において、フレーム構成は電波伝搬環境に応じて変調方式は、ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭに切り替わる。
【００９９】
この電波伝搬環境情報は、端末（図１２に図示）から送られてくる。図１１の基地局受信側でこの情報を受け取り、データ検出部１１１９で電波伝搬環境情報（２）を分離する。そして、変調方式決定部１１１７で変調方式決定情報（１）を生成する。この変調方式決定情報（１）を基に同相／直交切り替え機能１０１０，１０１１で、変調方式の切り替えを行う。電波伝搬環境情報とは、端末で推定したドップラ周波数、マルチパスの情報、基地局から端末の送られた搬送波のＣ／Ｎ、妨害波の信号レベル等である。
【０１００】
変調方式決定部１１１７では、例えば、所定の値と端末から送られてきたこれらの電波伝搬環境情報（２）の値を比較し、電波伝搬環境の善悪を判定し、電波伝搬環境が善と判定されたら、１６ＱＡＭを用い、電波伝搬環境が悪と判定されたらＱＰＳＫを用いる変調方式決定情報（１）を出力する。
【０１０１】
そして、ＱＰＫＳ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１００２は、送信ディジタル信号１００１、フレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１がＱＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１００５およびＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１００８を出力する。
【０１０２】
１６ＱＡＭ方式用直交ベースバンド信号生成機能１００３は、送信ディジタル信号１００１、フレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１が１６ＱＡＭシンボルであることを示していた場合、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分１００６および１６ＱＡＭ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１００９を出力する。
【０１０３】
パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能１００４はフレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１００９およびパイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０１０を出力する。
【０１０４】
パイロットシンボル直前直後のシンボル用直交ベースバンド信号生成機能１０２２は、送信ディジタル信号１００１、フレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１がパイロットシンボル直前直後のシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０２３およびパイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０２４を出力する。
【０１０５】
同相成分切り替え機能１０１１は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１００５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分１００６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１００７、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０２３およびフレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１００５、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分１００６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１００７、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１０２３を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分１０１３として出力する。
【０１０６】
直交成分切り替え機能１０１２は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１００８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の直交成分１００９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０１０、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０２４およびフレームタイミング信号１０２１を入力とし、フレームタイミング信号１０２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１００８、１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の直交成分１００９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０１０、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１０２４を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分１０１４として出力する。
【０１０７】
この切り替えには、ＱＰＳＫと１６ＱＡＭのいずれかを選択する切り替えと、図１４のフレーム構成に従って直前シンボル／パイロットシンボル／直後シンボルを切り替えを２つがある。前者の切り替えは図１と同様に変調決定情報（１）に基づいて切り替えを行う。
【０１０８】
無線部１０１５は送信直交ベースバンド信号の同相成分１０１３および送信直交ベースバンド信号の直交成分１０１４を入力とし、送信信号１０１６を出力する。そして、電力増幅器１０１７で増幅されて、増幅された送信信号１０１８が送信アンテナ１０１９から出力される。
【０１０９】
図１２は、端末局の送信系の構成の一例を示したもので、フレームタイミング信号発生機能１２２０は、図１５のフレーム構成を表すフレームタイミング信号１２２１を発生する。
【０１１０】
図１５において、フレーム構成は電波伝搬環境に応じて変調方式は、ＱＰＳＫ変調または８ＰＳＫに切り替わる。そして、ＱＰＫＳ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１２０２は、送信ディジタル信号１２０１、フレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１がＱＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１２０５およびＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１２０８を出力する。
【０１１１】
８ＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能１２０３は、送信ディジタル信号１２０１、フレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１が８ＰＳＫ変調シンボルであることを示していた場合、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１２０６および８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１２０９を出力する。
【０１１２】
パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能１２０４はフレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１がパイロットシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２０９およびパイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２１０を出力する。
【０１１３】
パイロットシンボル直前直後のシンボル用直交ベースバンド信号生成機能１２２２は、送信ディジタル信号１２０１、フレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１がパイロットシンボル直前直後のシンボルであることを示していた場合、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２２３およびパイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２２４を出力する。
【０１１４】
同相成分切り替え機能１２１１は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１２０５、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１２０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２０７、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２２３およびフレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分１２０５、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分１２０６、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２０７、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の同相成分１２２３を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分１２１３として出力する。
【０１１５】
直交成分切り替え機能１２１２は、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１２０８、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の直交成分１２０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２１０、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２２４およびフレームタイミング信号１２２１を入力とし、フレームタイミング信号１２２１にあわせて、ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分１２０８、８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の直交成分１２０９、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２１０、パイロットシンボル直前直後のシンボル直交ベースバンド信号の直交成分１２２４を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分１２１４として出力する。
【０１１６】
この切り替えは、図３の場合と同様に、変調方式決定部１３１８の出力に基づいて替えられる。
【０１１７】
無線部１２１５は送信直交ベースバンド信号の同相成分１２１３および送信直交ベースバンド信号の直交成分１２１４を入力とし、送信信号１２１６を出力する。そして、電力増幅器１２１７で増幅されて、増幅された送信信号１２１８が送信アンテナ１２１９から出力される。
【０１１８】
図１１は、基地局の受信系の構成の一例を示したもので、 受信無線部１１０２は受信アンテナ１１０１で受信した信号を入力とし、直交復調し受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３および受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４を出力する。
【０１１９】
フレームタイミング信号発生機能１１１３は受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３および受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４を入力とし、図１５の端末が送信したフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号１１１４を出力する。
【０１２０】
振幅歪み量推定部１１０５は受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４およびフレームタイミング信号１１１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号１１０６を出力する。
【０１２１】
周波数オフセット量推定部１１０７は受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４およびフレームタイミング信号１１１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号１１０１７を出力する。
【０１２２】
ＱＰＳＫ変調方式検波部１１０９は受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４、フレームタイミング信号１１１４、振幅歪み量推定信号１１０６および周波数オフセット量推定信号１１０８を入力とし、ＱＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号１１１１を出力する。
【０１２３】
受信ディジタル信号１１１０、１１１１は、データ検出部１１１９で、データから端末受信系で生成された電波伝搬環境情報（２）が分離され、この情報を基に変調方式決定部１１１７で変調方式を決め、この情報を同相／直交切り替え機能１０１１、１０１２に出力することで変調方式を選択できる。
【０１２４】
８ＰＳＫ変調方式検波部１１１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４、フレームタイミング信号１１１４、振幅歪み量推定信号１１０６および周波数オフセット量推定信号１１０８を入力とし、８ＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号１１１２を出力する。
【０１２５】
パイロットシンボル直前直後のシンボル検波部１１１５は、受信直交ベースバンド信号同相成分１１０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１１０４、フレームタイミング信号１１１４、振幅歪み量推定信号１１０６および周波数オフセット量推定信号１１０８を入力とし、パイロットシンボル直前直後のシンボルであるとき検波し、パイロットシンボル直前直後のシンボルの受信ディジタル信号１１１６を出力する。
【０１２６】
図１３は、端末の受信系の構成の一例を示したもので、 受信無線部１３０２は受信アンテナ１３０１で受信した信号を入力とし、直交復調し受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３および受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４を出力する。フレームタイミング信号発生機能１３１３は受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３および受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４を入力とし、図１１の基地局が送信したフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号１３１４を出力する。
【０１２７】
振幅歪み量推定部１３０５は受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４およびフレームタイミング信号１３１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号１３０６を出力する。
【０１２８】
周波数オフセット量推定部１３０７は受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４およびフレームタイミング信号１３１４を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分および直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号１３０８を出力する。
【０１２９】
ＱＰＳＫ変調方式検波部１３０９は受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４、フレームタイミング信号１３１４、振幅歪み量推定信号１３０６および周波数オフセット量推定信号１３０８を入力とし、ＱＰＳＫ変調方式シンボルであるとき検波し、ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号１３１１を出力する。
【０１３０】
１６ＱＡＭ方式検波部１３１０は、受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４、フレームタイミング信号１３１４、振幅歪み量推定信号１３０６および周波数オフセット量推定信号１３０８を入力とし、１６ＱＡＭシンボルであるとき検波し、１６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号１３１２を出力する。パイロットシンボル直前直後のシンボル検波部１３１５は、受信直交ベースバンド信号同相成分１３０３、受信直交ベースバンド信号直交成分１３０４、フレームタイミング信号１３１４、振幅歪み量推定信号１３０６および周波数オフセット量推定信号１３０８を入力とし、パイロットシンボル直前直後のシンボルであるとき検波し、パイロットシンボル直前直後のシンボルの受信ディジタル信号１３１６を出力する。
【０１３１】
以上により、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とし、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を２個以上かつ変調シンボルの信号点の数より少なくすることを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、基地局から端末への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立でき、端末から基地局への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上が可能となる。
【０１３２】
このときの無線通信システムの構成である基地局および端末の構成の一例は、図１０、図１１、図１２、図１３のとおりである。また、基地局から端末への無線通信の変調方式として、ＱＰＳＫ変調および１６ＱＡＭ、端末から基地局への無線通信の変調方式としてＱＰＳＫ変調および８ＰＳＫ変調で説明したがこれに限ったものではない。また、フレーム構成はフレーム同期用のシンボルが挿入されたりすることも考えられ、図１４、図１５に限ったものではない。
【０１３３】
そして、基地局から端末への無線通信の変調方式を２種類、端末から基地局への無線通信の変調方式を２種類で説明したがこれに限ったものではない。特に、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち１種類の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、端末の消費電力を抑えることが可能であり、また、基地局から端末への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立が可能となる。
【０１３４】
また、基地局から端末への無線通信を、振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの１種類の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式とすることで、端末の消費電力を抑えることが可能であり、また、端末から基地局への無線通信の情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上の両立が可能となる。
【０１３５】
次に、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を２個以上かつ変調シンボルの信号点の数より少なくしたときの効果について説明する。図２１において、受信機において横軸が時間、縦軸が受信信号の振幅の一例を示している。このとき、２１０１の理想的な判定時間で検波を行うと信号点からの誤差が少ないため誤りが少ない。
【０１３６】
しかし、送信機と受信機ではクロックの発生機能をそれぞれ備えており、クロックの発生源が異なるため、理想的な判定時間２１０１から時間オフセットが生じた２１０２などのタイミングで検波を行うことがあり、このとき時間オフセットによる信号点からの誤差が生じるため誤り率が劣化するという問題がある。受信機ではパイロットシンボルからＩ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットを推定する。
【０１３７】
しかし、時間オフセットが生じた２１０２のタイミングで検波した場合、パイロットシンボル信号は、パイロットシンボルの信号点からの誤差が生じるためＩ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットを推定精度が劣化する。このとき、最も簡単なパイロットシンボルの構成としては図２２に示すようにパイロットシンボルを３シンボルつづける方法である。このとき時間オフセットが生じても、パイロットシンボルを３シンボルつづいている間、パイロットシンボル信号はパイロットシンボルの信号点からの誤差が小さい。
【０１３８】
しかし、パイロットシンボルでは情報が伝送されないため、伝送効率の面で問題となる。そこで、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を変調シンボルの信号点の数より少なくした。
【０１３９】
基地局の送信部が図１０のように構成されていたとき、Ｉ−Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調の信号点配置を図１６、１６ＱＡＭの信号点配置を図１７、パイロットシンボルおよびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を図１８および図１９、に示したとおりである。図１６において２２０１はＱＰＳＫ変調の信号点を示しており、図１７において１７０１は１６ＱＡＭの信号点を示している。
【０１４０】
図１８は変調シンボルがＱＰＳＫ変調のときのパイロットシンボルの信号点およびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を示しており、１８０１はパイロットシンボルの信号点、１８０２はパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点を示している。そして、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点１８０２はパイロットシンボルの信号点１８０１と原点とで形成する直線１８０３上に配置する。
【０１４１】
図２０は変調変調シンボルが１６ＱＡＭ変調のときのパイロットシンボルの信号点およびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を示しており、２００１はパイロットシンボルの信号点、２００２はパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点を示している。そして、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点２００２はパイロットシンボルの信号点２００１と原点とで形成する直線２００３上に配置する。
【０１４２】
以上により、図１３で示した端末の受信部において、図２１のような時間オフセットが生じたタイミング２１０２で検波した場合においても、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点の数が変調シンボルの信号点の数より少ないため、パイロットシンボルの時間オフセットによる誤差がおさえられる。
【０１４３】
そして、図２２のようにパイロットシンボルを３シンボル連続で配置したときと比較し、データの伝送速度が向上する。端末が図１２のように構成されていたとき、Ｉ−Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調の信号点配置を図１６、８ＰＳＫ変調の信号点配置を図１９、パイロットシンボルおよびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を図１８および図２０に示したとおりである。
【０１４４】
図１６において２２０１はＱＰＳＫ変調の信号点を示しており、図１９において１９０１は８ＰＳＫ変調の信号点を示している。図１８は変調シンボルがＱＰＳＫ変調のときのパイロットシンボルの信号点およびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を示しており、１８０１はパイロットシンボルの信号点、１８０２はパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点を示している。
【０１４５】
そして、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点１８０２はパイロットシンボルの信号点１８０１と原点とで形成する直線１８０３上に配置する。図２０は変調変調シンボルが８ＰＳＫ変調のときのパイロットシンボルの信号点およびパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点配置を示しており、２００１はパイロットシンボルの信号点、２００２はパイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点を示している。
【０１４６】
そして、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点２００２はパイロットシンボルの信号点２００１と原点とで形成する直線２００３上に配置する。以上により、図１１で示した基地局の受信部において、図２１のような時間オフセットが生じたタイミング２１０２で検波した場合においても、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点の数が変調シンボルの信号点の数より少ないため、パイロットシンボルの時間オフセットによる誤差がおさえられる。そして、図２２のようにパイロットシンボルを３シンボル連続で配置したときと比較し、データの伝送速度が向上する。
【０１４７】
以上により、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を変調シンボルの信号点の数より少なくすることで、時間オフセットによる受信感度の劣化を抑えられ、また、パイロットシンボルを３シンボル連続したときと比較し、データの伝送効率の劣化を抑えられる。
【０１４８】
そして、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点の配置は、特に、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる直線上に２個以上配置する方法に限ったものではなく、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点の数が変調シンボルの信号点の数より少ない方法でかまわない。また、パイロットシンボルは変調シンボルの変調方式により挿入されない場合も考えられる。そして、変調方式の切り替えにより、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの信号点の数を変化させることで、情報の品質および伝送効率がさらに柔軟性が増す。
【０１４９】
以上のように本実施の形態によれば、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調方式および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とし、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の数を２個以上かつ変調シンボルの信号点の数より少なくしたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、端末から基地局への無線通信をＰＳＫ変調とすることで小型低消費電力の端末を構成でき、また、時間オフセットによる受信感度の劣化を抑える効果を有する。
【０１５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基地局と端末における無線通信において、基地局から端末への無線通信を、ＰＳＫ変調および振幅成分に情報を含む１６値以上の多値変調方式のうちの２種類以上の変調方式で行い、端末から基地局への無線通信を、ＰＳＫ変調方式のうち２種類以上の変調方式で行うことを特徴とするディジタル無線通信方式としたものであり、これにより、情報のデータ伝送速度の向上および品質の向上を両立するとともに、特に端末を小型低消費電力で構成することが可能であるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線通信システムの基地局の送信系構成図
【図２】無線通信システムの基地局の受信系構成図
【図３】無線通信システムの端末の送信系構成図
【図４】無線通信システムの端末の受信系構成図
【図５】基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示す図
【図６】端末が送信する信号のフレーム構成の一例を示す図
【図７】無線通信システムの基地局の送信系構成図
【図８】無線通信システムの端末の受信系構成図
【図９】基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示す図
【図１０】無線通信システムの基地局の送信系構成図
【図１１】無線通信システムの基地局の受信系構成図
【図１２】無線通信システムの端末の送信系構成図
【図１３】無線通信システムの端末の受信系構成図
【図１４】基地局が送信する信号のフレーム構成の一例を示した図
【図１５】端末が送信する信号のフレーム構成の一例を示した図
【図１６】Ｉ−Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調の信号点配置図
【図１７】Ｉ−Ｑ平面における１６ＱＡＭの信号点配置図
【図１８】Ｉ−Ｑ平面におけるパイロットシンボルおよびパイロットシンボル直前直後のシンボルの信号点配置図
【図１９】Ｉ−Ｑ平面における８ＰＳＫ変調の信号点配置図
【図２０】Ｉ−Ｑ平面におけるパイロットシンボルおよびパイロットシンボル直前直後のシンボルの信号点配置図
【図２１】受信直交ベースバンド信号の時間と振幅の関係を示した図
【図２２】パイロットシンボルを挿入したときのフレーム構成例を示した図
【図２３】従来方式のフレーム構成例を示した図
【符号の説明】
１０１、３０１、７０１  送信ディジタル信号
１０２、３０２  ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能
１０３  １６ＱＡＭ用直交ベースバンド信号生成機能
１０４、３０４  パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能
１０５、３０５  ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１０６  １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１０７、３０７  パイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分
１０８、３０８  ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１０９  １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１１０、３１０  パイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分
１１１、３１１  同相成分切り替え機能
１１２、３１２  直交成分切り替え機能
１１３、３１３  送信直交ベースバンド信号同相成分
１１４、３１４  送信直交ベースバンド信号直交成分
１１５、３１５、７１１  無線部
１１６、３１６、７１２  送信信号
１１７、３１７、７１３  電力増幅器
１１８、３１８、７１４  増幅された送信信号
１１９、３１９、７１５  送信アンテナ
１２０、３２０  フレームタイミング信号発生機能
１２１、３２１  フレームタイミング信号
２０１、４０１、８０１  受信アンテナ
２０２、４０２、８０３  受信無線部
２０３、４０３  受信直交ベースバンド信号同相成分
２０４、４０４  受信直交ベースバンド信号直交成分
２０５、４０５  歪み量推定部
２０６、４０６  歪み推定信号
２０７、４０７  周波数オフセット量推定部
２０８、４０８  周波数オフセット量推定信号
２０９、４０９  ＱＰＳＫ変調方式検波部
２１０  ８ＰＳＫ変調方式検波部
２１１、４１１  ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号
２１２  ８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号
２１３、４１３  フレームタイミング信号発生機能
２１４、４１４  フレームタイミング信号
３０３  ８ＰＳＫ変調用直交ベースバンド信号生成機能
３０６  ８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
３０９  ８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分
４１０  １６ＱＡＭ方式検波部、
４１２  １６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号
７０２  ＱＰＳＫ変調部
７０３  ＱＰＳＫ変調信号
７０４  １６ＱＡＭ変調部
７０５  １６ＱＡＭ変調信号
７０６、８０８  制御信号
７０７  切り替え部
７０８  送信変調信号
７０９  逆高速フーリエ変換演算部
７１０  ＯＦＤＭ信号
８０２  受信信号
８０４  受信ベースバンド信号
８０５  高速フーリエ変換演算部
８０６  高速フーリエ変換後の信号
８０７  同期および変調方式判別部
８０９  ＱＰＳＫ変調復調部
８１０  ＱＰＳＫ変調受信ディジタル信号
８１１  １６ＱＡＭ復調部
８１２  １６ＱＡＭ受信ディジタル信号
９０１  ガードインターバル
９０２  プリアンブル
９０３  データシンボル
１００１、１２０１  送信ディジタル信号
１００２、１２０２  ＱＰＳＫ変調方式用直交ベースバンド信号生成機能
１００３  １６ＱＡＭ用直交ベースバンド信号生成機能
１００４、１２０４  パイロットシンボルのための直交ベースバンド信号生成機能
１００５、１２０５  ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１００６  １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号同相成分
１００７、１２０７  パイロットシンボル直交ベースバンド信号同相成分
１００８、１２０８  ＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１００９  １６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号直交成分
１０１０、１２１０  パイロットシンボル直交ベースバンド信号直交成分
１０１１、１２１１  同相成分切り替え機能
１０１２、１２１２  直交成分切り替え機能
１０１３、１２１３  送信直交ベースバンド信号同相成分
１０１４、１２１４  送信直交ベースバンド信号直交成分
１０１５、１２１５  無線部
１０１６、１２１６  送信信号
１０１７、１２１７  電力増幅器
１０１８、１２１８  増幅された送信信号
１０１９、１２１９  送信アンテナ
１０２０、１２２０  フレームタイミング信号発生機能
１０２１、１２２１  フレームタイミング信号
１１０１、１３０１  受信アンテナ
１１０２、１３０２  受信無線部
１１０３、１３０３  受信直交ベースバンド信号同相成分
１１０４、１３０４  受信直交ベースバンド信号直交成分
１１０５、１３０５  振幅歪み量推定部
１１０６、１３０６  振幅歪み推定信号
１１０７、１３０７  周波数オフセット量推定部
１１０８、１３０８  周波数オフセット量推定信号
１１０９、１３０９  ＱＰＳＫ変調方式検波部
１１１０  ８ＰＳＫ変調方式検波部
１１１１、１３１１  ＱＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号
１１１２  ８ＰＳＫ変調方式の受信ディジタル信号
１１１３、１３１３  フレームタイミング信号発生機能
１１１４、１３１４  フレームタイミング信号
１２０３  ８ＰＳＫ変調用直交ベースバンド信号生成機能
１２０６  ８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号同相成分
１２０９  ８ＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号直交成分
１３１０  １６ＱＡＭ方式検波部、
１３１２  １６ＱＡＭ方式の受信ディジタル信号
１０２２、１２２２  パイロットシンボル直前直後のシンボル用直交ベースバンド信号生成機能
１０２３、１２２３  パイロットシンボルの直前直後のシンボル直交ベースバンド信号同相成分
１０２４、１２２４  パイロットシンボルの直前直後のシンボル直交ベースバンド信号直交成分
１１１５、１３１５  パイロットシンボル直前直後のシンボル検波部
１１１６、１３１６  パイロットシンボル直前直後のシンボル受信ディジタル信号
１６０１  ＱＰＳＫ変調の信号点
１７０１  １６ＱＡＭの信号点
１８０１、２００１  パイロットシンボルの信号点
１８０２、２００２  パイロットシンボル直前直後のシンボルの信号点
１８０３、２００３  パイロットシンボルの信号点と原点とで形成する直線
１９０１  ８ＰＳＫ変調の信号点
２１０１  理想的な判定時間
２１０２  理想的な判定時間２１０１から時間オフセットが生じたタイミング
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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