(57)【要約】  雑音に強いデータ通信システム及びデータ送信装置を提供することを目的したデータ通信システムであっって、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、信号変換部と、送信部と、受信部と、逆信号変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＯＦＤＭ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、
前記逆ＯＦＤＭ変換部は、前記受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号を逆ＯＦＤＭ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＯＦＤＭ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
前記ＯＦＤＭベースバンド信号におけるサブキャリアの変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭであることを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項３】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＺＣＺ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号からＺＣＺベースバンド信号を生成し、
前記逆ＺＣＺ変換部は、前記受信部で生成されたＺＣＺベースバンド信号を逆ＺＣＺ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＺＣＺ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項４】
前記直交変換部における変換は、ユニタリ変換、アダマール変換又はＤＦＴ変換であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項５】
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項６】
前記送信するデータを２値から３値に変換した上で、前記送信するデータを前記直交変換部に入力することを特徴とする請求項１、３、４、５の内いずれか一項に記載のデータ通信システム。
【請求項７】
前記ＯＦＤＭベースバンド信号におけるサブキャリアの変調方式は、３値ＱＡＭ方式であることを特徴とする請求項６記載のデータ通信システム。
【請求項８】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項９】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１０】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、伝送状態検出部と、伝送方式切換部とを有する送信装置において、
前記直交変換部は送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、ＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記伝送状態検出部は、伝送状態検出し、
前記伝送方式切換部は、伝状態に応じて、ＯＦＤＭ変換部を用いるか、ＺＣＺ変換部を用いるかを切り換えることを特徴とするデータ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交変換部を有するデータ通信システム及びデータ送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数選択性フェーディングに強いこと、狭帯域干渉に強いこと、周波数利用率が高くできること及び周波数ドメイン処理が容易なことから、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplex）が利用されている。【０００３】
図１（Ａ）は送信装置１０で、Ｓ／Ｐ（直列／並列）変換部１１、サブキャリア変調部１２、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）１３、擬周期化部挿入部１４、送信部１５、発振器１６及びアンテナ１７から構成されている。擬周期化部挿入部は、通常、ガードインターバル挿入部と言われているものである。【０００４】
送信データ（例えば、ディジタル情報系列）は、Ｓ／Ｐ（直列／並列）変換部１２で並列信号に変換される。並列信号に変換された信号は、所定ビット数毎に、サブキャリア変調部１２でサブキャリア変調される。なお、サブキャリアの変調方式は、ＢＰＳＫ（Binary  Phase  Shift  Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature  Amplitude  Modulation）又は６４ＱＡＭである。図４に６４ＱＡＭの場合の信号点を示す。【０００５】
サブキャリア変調部１２からのＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭの信号は、逆ＤFＴ（Discrete Fourier Transform）される。これにより、直交関係にある複数の個々のサブキャリアの信号が、時間軸の信号に変換される。【０００６】
次いで、擬周期化部挿入部１４では、ガードインターバルＧＩを挿入する。具体的には、図２に示すように、後半の一部をコピーして、それを有効シンボル（その期間をシンボル期間ＳＴとする。）の前に付加し、更に、前半の一部をコピーして、それを有効シンボルの後に付加するようする。【０００７】
また、図３に示すように、有効シンボルの後半の一部をコピーして、それを有効シンボルの前に付加するようにしてもよい。有効シンボルの後半の一部（２ＧＩ）をコピーして、それを有効シンボルの前に付加したものは、図２と同じである。【０００８】
ガードインターバルＧＩが挿入されたＯＦＤＭ信号は、送信部１５で、発振器１７の出力の搬送波（キャリア周波数ｆｘ）を変調して、アンテナ１６から放射される。【０００９】
図１（Ｂ）の受信装置２０は、アンテナ２１、受信部２２、発振器２６、擬周期化部除去部２３、ＤＦＴ２４及びＰ／Ｓ（並列／直列）変換部２５から構成されている。【００１０】
図１（Ｂ）の受信装置２０は、送信装置の逆の処理を行う。受信部２２で、発振器２６の出力によって、ＯＦＤＭベースバンド信号を生成する。擬周期化部除去部２３で、伝送路の遅延（例えば、マルチパス）が存在するＯＦＤＭベースバンド信号から、他のシンボルの影響の無い期間（有効シンボルＳＴ）を抜き出す。【００１１】
次いで、ＯＦＤ信号をＤＦＴ２４で、ＤＦＴ演算を行い、更に、Ｐ／Ｓ変換部２５で、並列／直列変換を行って、受信データを出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ＯＦＤＭ方式であって、また、特に、サブキャリアの変調方式として６４ＱＡＭを用いた場合は、効率の良い反面、雑音に弱いと言う問題がある。【００１３】
本発明は上記の事情に鑑み、雑音に強いデータ通信システム及びデータ送信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＯＦＤＭ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数に変換した上で送信し、前記受信部は、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、前記逆ＯＦＤＭ変換部は、前記受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号を逆ＯＦＤＭ変換し、前記逆直交変換部は、前記逆ＯＦＤＭ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とする。【００１５】
なお、通常、直交行列と言うと実数を対象とするものであるが、本願発明における直交行列は、実数以外に、複素数を含む。したがって、本願発明における直交行列は、ユニタリ行列、アダマール行列及びＤＦＴ行列を含む意味で用いる。【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、前記ＯＦＤＭベースバンド信号におけるサブキャリアの変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭであることを特徴とする。【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＺＣＺ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、前記受信部は、受信した高周波信号からＺＣＺベースバンド信号を生成し、前記逆ＺＣＺ変換部は、前記受信部で生成されたＺＣＺベースバンド信号を逆ＺＣＺ変換し、前記逆直交変換部は、前記逆ＺＣＺ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とする。【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、前記直交変換部における変換は、ユニタリ変換、アダマール変換又はＤＦＴ変換であることを特徴とする。【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とする。【００２０】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、前記送信するデータを２値から３値に変換した上で、前記送信するデータを前記直交変換部に入力することを特徴とする。【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ通信システムは、前記ＯＦＤＭベースバンド信号におけるサブキャリアの変調方式は、３値ＱＡＭ方式であることを特徴とする。【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信することを特徴とする。【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信することを特徴とする。【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、伝送状態検出部と、伝送方式切換部とを有する送信装置において、前記直交変換部は送信するデータを直交変換し、前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＺＣＺベースバンド信号に変換し、前記送信部は、ＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、前記伝送状態検出部は、伝送状態検出し、前記伝送方式切換部は、伝状態に応じて、ＯＦＤＭ変換部を用いるか、ＺＣＺ変換部を用いるかを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、雑音に強いデータ通信システム及びデータ送信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】データ通信システム（その１）を説明するための図である。
【図２】ガードインターバルを前後に設けた（擬周期化）場合を説明するための図である。
【図３】ガードインターバルの挿入（擬周期化）を説明するための図である。
【図４】８×８の複素平面を説明するための図である。
【図５】本発明の原理を説明するための図である。
【図６】アダマール行列（その１）を説明するための図である。
【図７】アダマール行列（その２）を説明するための図である。
【図８】１０次アダマール行列を用いた直交変換部を説明するための図である。
【図９】完全相補系列の例である。
【図１０】ＺＣＺ系列の例である。
【図１１】データ通信システムにおける送信側を説明するための図である。
【図１２】データ通信システムにおける受信側を説明するための図である。
【図１３】ＺＣＺ変換部を説明するための図である。
【図１４】複数の直交変換部を用いた場合を説明するための図である。
【図１５】多値ＱＡＭの比較表である。
【図１６】データ通信システム（その２）
【図１７】データ通信システム（その３）
【符号の説明】
【００２７】
３１、８１、９１    直交変換部
３２、８２、９２    信号変換部
３３、８５、９５    信号逆変換部
３４、８６、９６    逆直交変換部
４１、７１、７２    アダマール変換部
４２、５５    Ｐ／Ｓ変換部
４３    ＺＣＺ変換部
４４、８３、９３    送信部
５１、８４、９４    受信部
５２    逆ＺＣＺ変換部
５３    Ｓ／Ｐ変換部
５４    逆アダマール変換部
９７    伝送方式切換部
９８    伝送状態検出部
９９    切り換え信号検出部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（本発明の基本原理）
本発明の基本原理について、図５を用いて説明する。図５のシステムは、直交変換部３１、信号変換部（ＯＦＤＭ、ＺＣＺ等）３２、信号逆変換部３３及び逆直交変換部３４から構成されている。【００２９】
直交変換部３１は、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部で、送信データを直交変換する。この直交変換部における変換として、ユニタリ変換、アダマール変換又はＤＦＴ変換が用いられる。【００３０】
信号変換部（ＯＦＤＭ、ＺＣＺ等）３２は、直交変換部３１で直交変換されたデータをＯＦＤＭ信号又はＺＣＺ信号に変換して送信する。伝送回線としては、無線回線、有線回線、ＬＡＮ等を用いることができる。【００３１】
信号逆変換部３３は、受信したＯＦＤＭ信号又はＺＣＺ信号を逆変換して、直交変換された信号を出力する。また、直交変換された信号は、逆直交変換部３４で逆変換されて、受信データを得る。【００３２】
本発明では、直交変換部３１で、送信データを直交変換した上で、信号変換部（ＯＦＤＭ、ＺＣＺ等）３２で、信号を変換して送信している。【００３３】
ところで、一般に、送信された信号は、伝送回線を伝送中で外部雑音の影響を受ける。しかしながら、本発明では、直交変換部３１で、送信データを直交変換しているので、外部雑音は、直交変換された信号に対して影響を与える。したがって、信号が直交変換されているので、個々の送信データには、雑音が分散されて影響することになる。【００３４】
その結果、逆直交変換部３４で逆変換することにより、雑音の影響を低減することはできる。なぜなら、個々の送信データに印加された雑音は、無相関であるので、逆直交変換部３４により、逆変換される過程で、雑音が相殺されるからである。【００３５】
このように、本発明は、送信データを直交変換することにより、雑音に強いデータ通信システムを提供することができる。
（直交変換部）
直交変換部として、１０２４×１０２４の直交行列を用いた直交変換部を用いる。ここでは、アダマール変換を用いた例について説明する。【００３６】
アダマール変換は、直交変換の一種で、１と−１を成分とする１０次の行列Ｈ（１０）を用いる。【００３７】
時系列データ｛ｘ｝＝ｘ０、ｘ１、・・・ｘ７・・・を、１０２４ビットずつに区切り、区切った信号群毎に直列／並列した場合は、１０次のアダマール行列Ｈ（１０）が用いられる。具体的には、図８に示すように、並列データである入力データＸ（ｘ０、ｘ１、・・・ｘ１０２３）ｔ（なお、ｔは、転置行列であることを示す。以下、同じ。）が、１０次のアダマール行列Ｈ（１０）に供給され、次式に示すようにアダマール変換されて、出力データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）ｔを得る。【００３８】
Ｙ＝Ｈ（１０）Ｘ                          ・・・（１）
入力データＸ（ｘ０、ｘ１、・・・ｘ１０２３）ｔ、が出力データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）ｔに変換されている。なお、Ｘ（ｘ０、ｘ１、・・・ｘ１０２３）は時間信号であり、Ｙ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）は周波数信号である。【００３９】
したがって、入力データＸの各データｘ０、ｘ１、・・・ｘ１０２３は、出力データＹのそれぞれのデータｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３に影響している。【００４０】
なお、アダマール行列は、図６（Ａ）に示すように、Ｈ（０）＝［１］とした場合は、Ｈ（１）及びＨ（２）が、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）のように示せる。【００４１】
一般的には、アダマール行列Ｈ（ｎ）は、図７のように漸化式で示せるので、１０次の行列Ｈ（１０）を求めることができる。１０次の行列Ｈ（１０）は、１０２４×１０２４の直交行列である。【００４２】
直交変換部として、アダマール変換以外に、直交変換を行う、ユニタリ変換及びＤＦＴ変換を用いても同様に実施できる。
（信号変換部）
信号変換部として、ＺＣＺ（zero  Correlation  Zone  Sequence）系列を用いた場合について説明する。  
ＺＣＺ系列は、完全相補系列から生成され、自己相関関数と相互相関関数がある範囲でゼロとなる一次元系列をＺＣＺという。図９に位数８の完全相補系列の例を示し、図１０に、図９の位数８の完全相補系列から生成された二つのＺＣＺ系列を示す。なお、ＺＣＺ系列は、４つの組から構成される完全相補系列からは二つ、１６つの組から構成される完全相補系列からは四つ生成される。なお、図１０において、「０」の数は、ベクトルＡとベクトルＢとで、同じである必要があるものの、いくつでもよい。【００４３】
このＺＣＺ系列は拡散符号となる。【００４４】
図１０に示す信号Ａを信号Ａのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００８０００００００
の出力が得られ、
信号Ａを信号Ｂのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００００００００００
の出力が得られ、
図１０に示す信号Ｂを信号Ｂのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００８０００００００
の出力が得られ、
信号Ｂを信号Ａのマッチドフィルタに印加するとその出力から
０００００００００００００００
が得られる。【００４５】
したがって、信号Ａと信号Ｂとは、拡散系列として使用できる。
（送信側構成）
図１１に、信号変換部として、ＺＣＺ系列を用いた場合の送信側の構成について説明する。図１１の構成は、アダマール変換部４１、Ｐ／Ｓ変換部４２、ＺＣＺ変換部４３及び送信部４４から構成されている。【００４６】
時系列データ｛ｘ｝＝ｘ０、ｘ１、・・・ｘ７・・・を、１０２４ビットずつに区切り、その１０２４ビットの信号である入力データＸ（ｘ０、ｘ１、・・・ｘ１０２３）ｔが、１０次のアダマール行列Ｈ４１に供給され、出力データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）ｔを得る。【００４７】
この出力データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）ｔは、Ｐ／Ｓ変換部４２で、直列信号に変換され、出力データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）となる。【００４８】
ＺＣＺ変換部４３では、データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）をＺＣＺ変換して、ＺＣＺベースバンド信号を生成する。具体的には、図１３に示すように、時系列データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）と、ＺＣＺ系列（例えば、ベクトルＡ）６２とが、論理積回路６１で、論理積演算が行われる。その結果、論理積回路６１から、ｙ０（ベクトルＡ）、ｙ１（ベクトルＡ）、・・・ｙ１０２３（ベクトルＡ）が出力される。【００４９】
なお、出力データＹのビットのタイムスロット毎に、ベクトルＡとの論理積が行われている場合は、ベクトルＡは拡散系列として機能する。したがって、この場合は、受信側では、マッチドフィルタを用いて、データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）を再生することができる。【００５０】
なお、本発明では、出力データＹのビットのタイムスロット毎に、ベクトルＡとの論理積を演算する必要はない。この場合は、受信側では、フィルタ（相関器）を用いて、データＹ（ｙ０、ｙ１、・・・ｙ１０２３）を再生することができる。【００５１】
ＺＣＺ変換部４３でＺＣＺ変換された信号（ＺＣＺベースバンド信号）は、送信部４４で、高い周波数の高周波信号に変換して送信する
（受信側構成）
図１２に、信号変換部として、ＺＣＺ系列を用いた場合の受信側の構成について説明する。図１２の構成は、受信部５１、逆ＺＣＺ変換部５２、Ｓ／Ｐ変換部５３、逆アダマール変換部５４及びＰ／Ｓ変換部５５から構成されている。【００５２】
受信部５１は、ＺＣＺ変換された信号を受信して、ＺＣＺベースバンド信号を生成する。このＺＣＺベースバンド信号を、逆ＺＣＺ変換部５２で、逆ＺＣＺ変換する。逆ＺＣＺ変換された信号は直列信号であるので、Ｓ／Ｐ変換部５３で、並列信号に変換する。並列信号に変換された信号は、アダマール変換された信号であるので、逆アダマール変換部５４で逆アダマール変換する。逆アダマール変換された信号は、並列信号であるので、Ｐ／Ｓ変換部５５で、直列信号に変換して、受信データを得る。
（複数の直交変換部を設けた変形例）
図１４に、直交変換部を複数設けた場合について説明する。【００５３】
図１４では、アダマール変換部７１とアダマール変換部７２を用いた例である。図１４の構成は、アダマール変換部７１、アダマール変換部７２及び１０２４個の加算器から構成されている。【００５４】
なお、直交変換部として、ユニタリ変換又はＤＦＴ変換を用いても良いし、直交変換部は二つに限ることはない。【００５５】
図のアダマール変換部７１及びアダマール変換部７２は、１０２４×１０２４のアダマール行列Ｈ（１０）を用いている。アダマール変換部７１に供給される入力データ（ｘ1０、ｘ1１、・・・ｘ1１０２３）とアダマール変換部７２の１０２４に供給される入力データ（ｘ2０、ｘ2１、・・・ｘ2１０２３）とは別の入力データである。【００５６】
一方、１０２４個の加算器は、アダマール変換部７１の出力とアダマール変換部７２の対応する出力を加算し、恰も、一つのアダマール変換部が存在するかのような出力信号を出力する。【００５７】
このような構成にした場合であっても、直交変換部を用いているので、図５と同様に、雑音に強いデータ通信システムである。【００５８】
なお、アダマール変換部７１とアダマール変換部７２とは、直交関係にないもののであっても、回転した関係にあれば、干渉の程度が小さく、送信するデータとして、誤り訂正信号を用いることにより、少ない誤りで受信することができる。
（３値ＱＡＭ）
図１５に、多値ＱＡＭの比較を示す。表は、２値ＱＡＭ、３値ＱＡＭ、４値ＱＡＭ、１６値ＱＡＭ及び６４値ＱＡＭについて、それらの符号間距離、符号間距離を電力に換算したもの、送信ビット数及び比較から構成されている。【００５９】
２値ＱＡＭ、３値ＱＡＭ、４値ＱＡＭ、１６値ＱＡＭ及び６４値ＱＡＭのそれぞれの符号間距離は、２値ＱＡＭを２ａとすると、√３ａ、√２ａ、ａ及び０．５ａとなる。この符号間距離を電力に換算したものは、それぞれ、４ａ２、３ａ２、２ａ２及び０．２５ａ２となる。表には、（）内に、２値ＱＡＭを基準とした倍率を示している。この倍率をＲ１とする。【００６０】
また、２値ＱＡＭ、３値ＱＡＭ、４値ＱＡＭ、１６値ＱＡＭ及び６４値ＱＡＭのそれぞれの、１デジット当たりの送信ビット数は、１、Log２３、２，３、及び４である。表には、（）内に、２値ＱＡＭを基準とした倍率の逆数を示している。この倍率の逆数をＲ２とする。【００６１】
表の比較の欄には、Ｒ１に対するＲ２の比が示されております。これによれば、３値ＱＡＭがノイズに対して、効率の良いことが分かります。【００６２】
そこで、ＯＦＤＭ方式を用いる場合、サブキャリアを３値ＱＡＭで変調すると、効率的な伝送が行われる。【００６３】
図５において、信号変換部３２の信号変換方式をＯＦＤＭで行い、そのサブキャリアを３値ＱＡＭで変調する場合は、直交変換部３１に入力段階で、３値としておいた方が信号処理がスムーズである。したがって、ＯＦＤＭにおけるサブキャリアを３値ＱＡＭで変調する場合は、直交変換部３１の前段に、２値から３値に変換する２値・３値変換回路を設けて、直交変換部３１には、３値のデータが入力するようにする。
（データ通信システム構成（その１））
図１６にデータ通信システムの構成図（その１）を示す。図１６のシステム構成は、Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部８１と、ＯＦＤＭ変換部又はＺＣＺ変換部である信号変換部８２と、送信部８３と、受信部８４と、ＯＦＤＭ逆変換部又はＺＣＺ逆変換部である逆信号変換部８５と、逆直交変換部８６から構成されている。【００６４】
直交変換部８１は、送信するデータを直交変換し、信号変換部８２は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号に変換し、送信部は、信号変換部８２により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数に変換した上で送信し、受信部８４は、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を生成し、逆信号変換部８５は、受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を逆変換し、前記逆直交変換部は、逆信号変換部８５から出力される直交変換された信号を逆直交変換する。
（データ通信システム構成（その２））
図１７にデータ通信システムの構成図（その２）を示す。図１６との違いは、伝送状態検出部９８と、伝送方式切換部９７及び切り換え信号検出部９９を更に設けた点である。【００６５】
また、データ通信システム構成（その２）では、信号変換部９２及び逆信号変換部９５は、ＯＦＤＭ変換部及びＺＣＺ変換部を備えており、切り換えてその一方の方式のものを使用する。【００６６】
伝送状態検出部９８は、伝送状態検出し、伝送方式切換部９７は伝送状態に応じて、信号変換部の方式を切り換える。なお、送信側は、信号変換部の方式を切り換えるとき、予め、その旨を「切り換え信号」によって、受信側に伝送する。【００６７】
受信側では、「切り換え信号」を検出して、受信側の逆信号変換部の方式を切り換える。【００６８】
例えば、サブキャリアが６４ＱＡＭのＯＦＤＭは、雑音に弱いが伝送効率は高い、一方、ＺＣＺ伝送は、雑音に強いが伝送効率は低い。【００６９】
そこで、雑音が小さいときは、サブキャリアが６４ＱＡＭのＯＦＤＭを用い、雑音が大きいときは、ＺＣＺ伝送を用いるように切り換える。【００７０】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。【００７１】
また、本願は２００５年７月２７日に出願した日本国特許出願２００５−２１７７１７号に基づく優先権を主張するものであり同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。
【図１】
2007013278.tif 000002
【図２】
2007013278.tif 000003
【図３】
2007013278.tif 000004
【図４】
2007013278.tif 000005
【図５】
2007013278.tif 000006
【図６】
2007013278.tif 000007
【図７】
2007013278.tif 000008
【図８】
2007013278.tif 000009
【図９】
2007013278.tif 000010
【図１０】
2007013278.tif 000011
【図１１】
2007013278.tif 000012
【図１２】
2007013278.tif 000013
【図１３】
2007013278.tif 000014
【図１４】
2007013278.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007013278.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月11日(2006.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（削除）
【請求項２】（削除）
【請求項３】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＺＣＺ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号からＺＣＺベースバンド信号を生成し、
前記逆ＺＣＺ変換部は、前記受信部で生成されたＺＣＺベースバンド信号を逆ＺＣＺ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＺＣＺ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項４】  前記直交変換部における変換は、ユニタリ変換、アダマール変換又はＤＦＴ変換であることを特徴とする請求項３に記載のデータ通信システム。
【請求項５】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、信号変換部と、送信部と、受信部と、逆信号変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記信号変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号を所定の信号に変換し、
前記送信部は、前記信号変換部により変換された所定の信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号から所定の信号を生成し、
前記逆信号変換部は、前記受信部で生成された所定の信号を、前記信号変換部とは逆に信号変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆信号変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項６】  前記送信するデータを２値から３値に変換した上で、前記送信するデータを前記直交変換部に入力することを特徴とする請求項３又は５に記載のデータ通信システム。
【請求項７】（削除）
【請求項８】（削除）
【請求項９】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信することを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１０】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、伝送状態検出部と、伝送方式切換部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、ＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記伝送状態検出部は、伝送状態を検出し、
前記伝送方式切換部は、伝状態に応じて、ＯＦＤＭ変換部を用いるか、ＺＣＺ変換部を用いるかを切り換えることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１１】  前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とする請求項９又は１０に記載のデータ送信装置。
【請求項１２】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部とＺＣＺ変換部と送信部とを備えた送信装置からの信号を受信するデータ受信装置であって、
受信部と逆ＺＣＺ変換部と逆直交変換部とを有し、
前記受信部は、直交変換され、かつ、ＺＣＺ変換された前記送信装置が送信した高周波信号を受信し、受信した高周波信号からＺＣＺベースバンド信号を生成し、
前記逆ＺＣＺ変換部は、前記受信部で生成されたＺＣＺベースバンド信号を逆ＺＣＺ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＺＣＺ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項１３】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＯＦＤＭ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、
前記逆ＯＦＤＭ変換部は、前記受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号を逆ＯＦＤＭ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＯＦＤＭ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１４】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１５】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部とＯＦＤＭ変換部と送信部とを備え、前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とする送信装置からのデータを受信するデータ受信装置であって、
受信部と、
逆ＯＦＤＭ変換部と、
逆直交変換部とを有し、
前記受信部は、直交変換され、かつ、ＯＦＤＭ変換された前記送信装置が送信した高周波信号を受信し、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、
前記逆ＯＦＤＭ変換部は、前記受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号を逆ＯＦＤＭ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＯＦＤＭ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ受信装置。
【請求項１６】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、信号変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記信号変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータを所定の信号に変換し、
前記送信部は、前記信号変換部により変換された所定の信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１７】  Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と信号変換部と送信部とを備え、前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とする送信装置からのデータを受信するデータ受信装置であって、
受信部と、
前記信号変換部と逆の信号変換を行う逆信号変換部と、
逆直交変換部とを有し、
前記受信部は、直交変換され、かつ、信号変換された前記送信装置が送信した高周波信号を受信し、受信した高周波信号から前記信号変換部で変換された信号を生成し、
前記逆信号変換部は、前記信号変換部で変換される前の信号を生成し、
前記逆直交変換部は、前記逆信号変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換することを特徴とするデータ受信装置。
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月9日(2007.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、信号変換部と、送信部と、受信部と、逆信号変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記信号変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号を所定の信号に変換し、
前記送信部は、前記信号変換部により変換された所定の信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号から所定の信号を生成し、
前記逆信号変換部は、前記受信部で生成された所定の信号を、前記信号変換部とは逆に信号変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆信号変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ通信システム。
【請求項６】
前記送信するデータを２値から３値に変換した上で、前記送信するデータを前記直交変換部に入力することを特徴とする請求項５に記載のデータ通信システム。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換された信号をＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＺＣＺ変換部により変換されたＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数の
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１０】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、ＺＣＺ変換部と、送信部と、伝送状態検出部と、伝送方式切換部とを有するデータ送信装置において、
前記直交変換部は送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記ＺＣＺ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＺＣＺベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、ＯＦＤＭベースバンド信号又はＺＣＺベースバンド信号を、高い周波数の高周波信号に変換した上で送信し、
前記伝送状態検出部は、伝送状態検出し、
前記伝送方式切換部は、伝状態に応じて、ＯＦＤＭ変換部を用いるか、ＺＣＺ変換部を用いるかを切り換え、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成され、
各直交変換装置の入力端子には、それぞれ異なるデータが供給され、
前記加算器は、前記複数の直交変換装置の対応する出力端子の出力を加算し、
Ｎ個の加算器の出力を、前記直交変換部の出力とすることを特徴とするデータ送信装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
Ｎ×Ｎの直交行列を用いた直交変換部と、ＯＦＤＭ変換部と、送信部と、受信部と、逆ＯＦＤＭ変換部と、逆直交変換部とを有するデータ通信システムにおいて、
前記直交変換部は、送信するデータを直交変換し、
前記ＯＦＤＭ変換部は、前記直交変換部で直交変換されたデータをＯＦＤＭベースバンド信号に変換し、
前記送信部は、前記ＯＦＤＭ変換部により変換されたＯＦＤＭベースバンド信号を、高い周波数に変換した上で送信し、
前記受信部は、受信した高周波信号からＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、
前記逆ＯＦＤＭ変換部は、前記受信部で生成されたＯＦＤＭベースバンド信号を逆ＯＦＤＭ変換し、
前記逆直交変換部は、前記逆ＯＦＤＭ変換部から出力される直交変換された信号を逆直交変換し、
更に、
前記直交変換部は、Ｎ個の入力端子及びＮ個の出力端子を有する複数のＮ×Ｎの直交行列を用いた直交変換装置及びＮ個の加算器とから構成。
【国際調査報告】
2007013278.tif 000019
2007013278.tif 000020
2007013278.tif 000021
2007013278.tif 000022