(57)【要約】複数の独立した正弦波を、非直交多重変調シンボルである1つの複合波に結合する多重変調送信方法であって、前記の独立した正弦波のそれぞれがサブ波と呼ばれ、前記の独立した正弦波の振幅、周波数および位相がその値範囲内の任意の値となることがあり、かつ前記の独立した正弦波のそれぞれが互いに非直交であり、複合波が多点でサンプリングされ、前記の非直交多重変調シンボルの各サブ波がデータ通信を実現するために分解される方法。この方法は、周波数活用および信号-雑音比を大幅に改善することができ、その結果として送信速度を大幅に加速できる。
2006524923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
1つの非直交多重変調シンボルである複合波に独立した正弦波を結合することを組み合わせて含む多重変調伝送方法であって、独立した正弦波のそれぞれがサブ波と呼ばれ、独立した正弦波の振幅、周波数および位相がその値範囲内の任意の値となることがあり、独立した正弦波が互いに非直交であり、複合波が多点サンプリングされ、非直交多重変調シンボルのサブ波のそれぞれが、データ通信を実現するためにそれぞれ復調される多重変調伝送方法。
【請求項２】
1つの周期（period）の中の複合波が同じ周期を有する単一サイクルの正弦波から構成され、正弦波のそれぞれが次々と移相し、その周期が複合波の周期より短く、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-位相変調のベースバンド伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項３】
非直交多重変調シンボルが以下の条件、
2006524923.tif 000093
を満たさなければならず、ここではシンボルの1サイクル波が多重振幅-位相変調ベースバンド符号であり、略して振幅-位相ベースバンド符号と呼ばれ、振幅-位相ベースバンド符号の波が重複するサブ波から構成される複合波であり、
2006524923.tif 000094
が振幅-位相ベースバンド符号の1シンボルの周期であり、Thが、
2006524923.tif 000095
および副有効（sub-valid）周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000096
における連続間隔であり、Th＋1がTh後にτhの間遅延され、サブ波が
2006524923.tif 000097
であり、
2006524923.tif 000098
、h＝1,2...Hであり、Hが
2006524923.tif 000099
内のサブ波の数であり、aiが振幅であり、i＝1,2...mであることをさらに含む、請求項2に記載の多重変調伝送方法。
【請求項４】
非直交多重変調シンボルのサブ波のそれぞれが、復調され、それぞれ手段、重複周期内に、
2006524923.tif 000100
があり、h＝1,2...Hである場合、一次方程式群が得られ、
2006524923.tif 000101
式中Xiがサブ波iの対応する振幅値であり、Khjが値範囲が実数値領域である係数系列の要素であり、方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれることをさらに含む、請求項2に記載の多重変調伝送方法。
【請求項５】
1周期の複合波が同じ周期を有する単一サイクルの正弦波から構成され、正弦波のそれぞれが次々に移相し、その周期が複合波の周期より短く、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、非直交多重変調シンボルが以下の条件
2006524923.tif 000102
を満たさなければならず、ここではシンボルの1サイクル波が多重振幅-位相変調ベースバンド符号であり、略して振幅-位相ベースバンド符号と呼ばれ、振幅-位相ベースバンド符号の波が重複したサブ波から構成される複合波であり、
2006524923.tif 000103
が振幅-位相ベースバンド符号の1シンボルの周期であり、Thが
2006524923.tif 000104
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000105
における連続間隔であり、Th＋1がThの後にτhの間遅延され、サブ波が
2006524923.tif 000106
であり、Hが
2006524923.tif 000107
内のサブ波の数であり、aiが振幅であり、i＝1,2...mであり、振幅-位相ベースバンド符号の必須帯域幅が0〜W、W＞1/Tであり、W≧2/Tが推奨され、多重振幅-位相ベースバンド符号の復調方法が、重複周期
2006524923.tif 000108
内で、各副有効周期内の波Th（h＝1,2...H）が以下のようにそれぞれ計算され、かつ
2006524923.tif 000109
があり、h＝1,2...Hである場合、一次方程式群が得られ、
2006524923.tif 000110
式中、Xiがサブ波iの対応する振幅値であり、Khjが値範囲が実数領域である係数行列の要素であり、方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-位相変調のベースバンド伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項６】
非直交多重変調シンボルが、その周波数が搬送信号を形成するためにベースバンドの周波数より高い周波数帯域で搬送され、受信機側で受信される信号の場合、最初に搬送信号を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に非直交多重変調シンボルが復調され、このようにして多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送が実現される、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項７】
多重振幅-位相変調ベースバンド符号が、その周波数が搬送信号を形成するためにベースバンドの周波数より高い周波数帯域で搬送され、それが以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000111
受信機側で、最初に搬送信号
2006524923.tif 000112
を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に復調が実行される、請求項6に記載の多重変調伝送方法。
【請求項８】
非直交多重変調シンボルが、その周波数が搬送信号を形成するためにベースバンドの周波数より高い周波数帯域で搬送され、受信機側で受信される信号の場合、最初に搬送信号を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に非直交多重変調シンボルが復調され、多重振幅-位相変調ベースバンド符号が、その周波数が搬送信号を形成するためにベースバンドの周波数より高い周波数帯域で搬送され、それが以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000113
受信機側で、最初に搬送信号
2006524923.tif 000114
を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に復調が実行され、復調中、重複周期
2006524923.tif 000115
内に、その副有効周期Th（h＝1,2...H）内の波がそれぞれ計算され、かつ
2006524923.tif 000116
、h＝1,2...Hである場合、一次方程式群が得られ、
2006524923.tif 000117
式中、Xiがサブ波iの対応する振幅であり、Khjが係数行列の要素であり、その値範囲が実数領域であり、この一次方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送が実現される、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項９】
1サイクルの中の複合波が同じ有効周期を有する正弦波から構成され、有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、かつ複合波の周期より短く、正弦波のそれぞれが次々と移相し、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１０】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が以下の条件
2006524923.tif 000118
を満たさなければならず、
2006524923.tif 000119
がシンボルの周期であり、Thが
2006524923.tif 000120
および副有効周期と呼ばれるサブ波の周期、
2006524923.tif 000121
における連続間隔であり、Th＋1がTh後にτhの間遅延され、サブ波が
2006524923.tif 000122
であり、Hが
2006524923.tif 000123
内でのサブ波の数であり、aiが振幅であり、i＝1,2...mであり、T0が正弦搬送波の周期であり、
2006524923.tif 000124
、
2006524923.tif 000125
が数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000126
であることをさらに含む、請求項9に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１１】
1サイクルの中の複合波が同じ有効周期を有する正弦波から構成され、有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、かつ複合波の周期より短く、正弦波のそれぞれが次々に移相され、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、その正確な記述が
2006524923.tif 000127
であり、
2006524923.tif 000128
がシンボルの周期であり、Thが
2006524923.tif 000129
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000130
における連続周期であり、Th＋1がTh後にτhの間遅延され、サブ波が
2006524923.tif 000131
であり、Hが
2006524923.tif 000132
内でのサブ波の数であり、aiが振幅であり、i＝1,2...mであり、T0が正弦搬送波の周期であり、
2006524923.tif 000133
、
2006524923.tif 000134
が数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000135
、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が、（1/T0-1/T〜1/T0＋1/T）より大きい帯域幅を必要とし、復調の間、まず現在の周期
2006524923.tif 000136
からシンボルが採取され、次に以下のように計算され、
2006524923.tif 000137
h＝1,2...Hである場合、一次方程式群、AX＝Gが得られ、この方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１２】
1サイクルの中の複合波が多様な有効周期を有する正弦波から構成され、正弦波のそれぞれの有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長の有効周期が複合波の周期に等しく、有効周期の残りが次々に値を減じ、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１３】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が、以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000138
、ここではシンボルの周期
2006524923.tif 000139
、
2006524923.tif 000140
が数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味する
2006524923.tif 000141
請求項12に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１４】
1サイクルの中の複合波が、多様な有効周期を有する正弦波から構成され、正弦波のそれぞれの有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長の有効周期が複合波の周期に等しく、有効周期の残りが次々に値を減じ、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、その正確な記述が、
2006524923.tif 000142
であり、ここではシンボルの周期
2006524923.tif 000143
、
2006524923.tif 000144
が数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000145
、多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が（1/T10-1/T1〜1/TN0＋1/TN）より大きい帯域幅を必要とし、復調の間、最初にシンボルが現在の周期
2006524923.tif 000146
から取られ、次にシンボルが以下のように処理（operate）され、
2006524923.tif 000147
、h＝1,2...Hである場合、一次方程式群、AX＝Gが得られ、この方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１５】
1サイクルの中の複合波が同じ有効周期を有する正弦波から構成でき、有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、かつ複合波の周期より短く、正弦波のそれぞれが次々に移相され、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅位相変調の直接搬送波伝送が実現され、1サイクルの中の複合波を多様な有効周期を有する正弦波から構成することもでき、正弦波のそれぞれの有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長の有効周期が複合波の周期に等しく、有効周期の残りが次々に値を減じ、正弦波のそれぞれのその振幅値がそれぞれ指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現され、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送と多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送の両方を組み合わせると、正弦波の3つのパラメータ、つまり振幅、周波数、および位相が同時に制御でき、このようにして多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１６】
多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000148
、
2006524923.tif 000149
がシンボルの周期であり、Thjが
2006524923.tif 000150
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期、
2006524923.tif 000151
における連続間隔であり、T（h＋1）jがThjの後τhの間遅延され、
2006524923.tif 000152
、ahiが振幅であり、i＝1,2...mであり、
2006524923.tif 000153
、
2006524923.tif 000154
が数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000155
である、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【請求項１７】
1サイクルの中の複合波が同じ有効周期を有する正弦波から構成でき、有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、かつ複合波の周期より短く、正弦波のそれぞれが次々に移相され、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が実現され、1サイクルの中の複合波を多様な有効周期を有する正弦波から構成することもでき、正弦波のそれぞれの有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長の有効周期が複合波の周期に等しく、有効周期の残りが次々に値を減じ、正弦波のそれぞれのその振幅値がそれぞれ指定された量子化セットから取られ、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現され、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送と多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送の両方を組み合わせると、正弦波の3つのパラメータ、つまり振幅、周波数、および位相を同時に制御することができ、このようにして多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が実現され、その正確な式が、
2006524923.tif 000156
であり、
2006524923.tif 000157
がシンボルの周期であり、Thjが
2006524923.tif 000158
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000159
における連続間隔であり、T（h＋1）jがThjの後にτhの間遅延され、
2006524923.tif 000160
、h＝1,2...Hであり、ahiが振幅であり、i＝1,2...mであり、
2006524923.tif 000161
、
2006524923.tif 000162
が数の低い方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000163
であり、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が（1/T110-1/T11〜1/T1N0＋1/T1N）より大きい帯域幅を必要とし、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送の復調方法が、最初に現在の周期
2006524923.tif 000164
の中のシンボルが取られ、次に以下のように計算され、
2006524923.tif 000165
、h＝1,2...H,j＝1,2...Nである場合に、一次方程式、AX＝Gが得られ、方程式群がそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が実現されることを複合波が含む、請求項1に記載の多重変調伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明はデジタル通信に関する。さらに具体的には本発明は多重変調伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
ベースバンド伝送をヌル（null）変調として解釈する場合、デジタル通信の信号は信号チャネルで送信できるようになる前に変調する必要がある。変調された信号はラインコードと呼ばれる。搬送波伝送の場合、変調された信号は正弦波の分類区分となる。電波の種類の増加が変調信号のそれぞれによって搬送されるビット（情報量）を増やし、その結果、送信速度を加速することができる。正弦波の多様性は、3つのパラメータ、すなわち振幅、周波数および位相によって決まる。同時に制御可能なパラメータが多くなるほど、生成される多様な電波も発生する。
【０００３】
現在の変調方法の中には、正弦波のせいぜい2つのパラメータしか変調プロセスの間に同時に制御できないものがある。例えばマルチキャリアは異なる周波数と振幅を有する複数の独立した正弦波を1つの複合波に結合する。（多重直交振幅変調（multiple quadrature amplitude modulation）-MQAMなどの）従来の多重振幅-位相変調（multiple amplitude-phase modulation）は、90゜の位相差とマルチレベルを有する正弦波の2つを1個の複合波シンボルに結合する。これらの変調方法の要点は、複合波を構成するサブ波が互いに直交でなければならないという点である。実際には復調を実現するためには、従来の変調技術については直交規則に従う必要がある。前記直交要件は正弦波の3つのパラメータの完全な活用を制限し、さらに送信速度の加速も制限する。
【発明の開示】
【０００４】
発明の内容
本発明の目的は、周波数バンドおよび信号対雑音比の活用効率を大幅に高め、このようにして結果的に伝送速度を大幅に加速することのできる多重変調伝送方法を提供することである。
【０００５】
発明の技術方式
多重変調伝送方法は、非直交多重変調シンボルである1つの複合波に独立した正弦波を結合することを組み合わせて含み、前記独立した正弦波のそれぞれはサブ波と呼ばれ、前記独立した正弦波の振幅、周波数および位相はその値範囲内の任意の値となることがあり、独立した正弦波は互いに非直交であり、非直交多重変調シンボルは多点でサンプリングされ、非直交多重変調シンボルのサブ波のそれぞれはデータ通信を実現するためにそれぞれ復調される。
【０００６】
複合波は、1つの周期（period）内の複合波が同じ周期を有する単一サイクル正弦波から構成されること、正弦波のそれぞれが次々に位相をシフトすること、その周期が複合波の周期より短いこと、その振幅値が指定された量子化セットから採取されること、したがって多重振幅-位相変調のベースバンド伝送が実現されることを含む。
【０００７】
非直交多重変調シンボルは以下の条件を満たさなければならない。
2006524923.tif 000003
式中、シンボルの1サイクルの波が多重振幅-位相変調ベースバンド符号であり、略して振幅-位相ベースバンド符号と呼ばれる。振幅-位相ベースバンド符号の波は、重複するサブ波から構成される複合波である。
2006524923.tif 000004
は振幅-位相ベースバンド符号の1つのシンボルの周期である。Thは
2006524923.tif 000005
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期である
2006524923.tif 000006
における連続間隔である。Th＋1は、Thの後にτhの間遅延される。サブ波は
2006524923.tif 000007
であり、Hは
2006524923.tif 000008
内のサブ波の数である。aiは振幅であり、i＝1,2,...mである。
【０００８】
振幅-位相ベースバンド符号の必須帯域幅は0〜Wであり、W＞1である。W≧2/Tが推奨される。多重振幅-位相ベースバンド符号の復調方法は以下のとおりである。重複周期
2006524923.tif 000009
の中で、各副有効周期Th（h＝1,2...H）内の波が以下のようにそれぞれ計算され、
2006524923.tif 000010
があり、h＝1,2...Hである場合、以下の一次方程式群が得られ、
2006524923.tif 000011
式中、Xiはサブ波iの対応する振幅値であり、Khjは、値範囲が実数領域である係数行列の要素であり、方程式群は、それぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-位相変調のベースバンド伝送が実現される。
【０００９】
非直交多重変調シンボルは、搬送信号を形成するためにその周波数がベースバンドの周波数より高い周波数帯域で搬送される。受信側で受信される信号の場合、最初に搬送信号を取り除くために帯域フィルタが使用される。次に非直交多重変調シンボルが復調される。このようにして、多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送が実現される。
【００１０】
多重振幅-位相変調ベースバンド符号が、搬送信号を形成するためにその周波数がベースバンドの周波数より高い周波数帯で搬送される場合、それは以下の条件を満たさなければならない。
2006524923.tif 000012
受信機側では、最初に搬送信号
2006524923.tif 000013
を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に復調が実行される。
【００１１】
復調の間、重複周期
2006524923.tif 000014
内に、その副有効周期Th（h＝1,2...H）の波がそれぞれ計算され、
2006524923.tif 000015
があり、h＝1,2...Hである場合、一次方程式群が得られる。
2006524923.tif 000016
式中、Xiはサブ波iの対応する振幅であり、Khjは係数行列の要素であり、その値範囲は実数領域であり、この一次方程式群はそれぞれサブ波の解を得るために解かれ、このようにして多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送が実現される。
【００１２】
複合波は、1サイクル中の複合波が同じ有効周期を有する正弦波から構成され、有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間で、複合波の周期より短く、正弦波のそれぞれが次々に移相され、その振幅値が指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送（direct carrier transmission）が実現されることを含む。
【００１３】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送は以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000017
2006524923.tif 000018
はシンボルの周期であり、Thは
2006524923.tif 000019
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000020
における続間隔であり、Th＋1はThの後にτhの間遅延され、サブ波は
2006524923.tif 000021
h＝1,2...Hであり、Hは
2006524923.tif 000022
内のサブ波の数であり、aiは振幅でありi＝1,2...mである。T0は正弦搬送波の周期、
2006524923.tif 000023
である。
2006524923.tif 000024
は数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味する。
2006524923.tif 000025
【００１４】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送は、（1/T0-1/T〜1/T0＋1/T）より大きい帯域幅を必要とする。復調の間、最初にシンボルは現在の周期
2006524923.tif 000026
から採取され、次にそれは以下のように計算される。
2006524923.tif 000027
、h＝1,2...Hである場合、意味が方程式（1）と同じである一次方程式群、AX＝Gが得られる。この方程式群はそれぞれサブ波の解を得るために解かれる。このようにして、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が実現される。
【００１５】
複合波は、1サイクルの複合波が多様な有効周期を有する正弦波から構成され、正弦波のそれぞれの有効周期の長さが正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長の有効周期が複合波の周期に等しく、有効周期の残りが次々に値を減じ、その振幅値は指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現されることを含む。
【００１６】
ここでは多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送は以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000028
式中、シンボルの周期、
2006524923.tif 000029
2006524923.tif 000030
は、数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000031
である。
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送は（1/T10-1/T1〜1/TN0＋1/TN）より大きい帯域幅を必要とする。復調の間、最初にシンボルは現在の周期
2006524923.tif 000032
から採取され、次にシンボルは以下のように処理（operate）され、
2006524923.tif 000033
、h＝1,2...Hの場合、意味が方程式（1）と同じである一次方程式群AX＝Gが得られる。この方程式群は、それぞれサブ波の解を得るために解かれる。このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送が実現される。
【００１７】
複合波は以下を含む。
1サイクルの中の複合波は、同じ有効周期を有する正弦波から構成できる。有効周期の長さは正弦波の2分の1周期の積分時間であり、複合波の周期より短い。正弦波のそれぞれは次々に移相される。その振幅値は指定された量子化セットから採取される。このようにして、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送は実現される。
【００１８】
1サイクルの中の複合波は、多様な有効周期を有する正弦波から構成することもできる。正弦波のそれぞれの有効周期の長さは正弦波の2分の1周期の積分時間であり、最長有効周期は複合波の周期に等しく、有効周期の残りは次々に値を減じ、正弦波のそれぞれのその振幅値はそれぞれ指定された量子化セットから採取され、このようにして多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送は実現される。
【００１９】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送と、多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送を組み合わせると、正弦波の3つのパラメータ、つまり振幅、周波数、および位相を同時に制御できる。したがって、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が実現される。
【００２０】
ここでは、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送は以下の条件を満たさなければならず、
2006524923.tif 000034
2006524923.tif 000035
はシンボルの周期であり、Thjは
2006524923.tif 000036
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000037
における連続間隔であり、T（h＋1）jはThjの後にτhの間遅延される。
2006524923.tif 000038
、ahiは振幅であり、i＝1,2...mである。
2006524923.tif 000039
、
2006524923.tif 000040
は、数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数は取り除く）ことを意味する。
2006524923.tif 000041
【００２１】
多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送は、（1/T110-1/T11〜1/T1N0＋1/T1N）より大きい帯域幅を必要とする。多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送の復調方法は以下のとおりである。最初に現在の周期
2006524923.tif 000042
のシンボルが取られ、次にそれが以下のとおりに計算される。
2006524923.tif 000043
h＝1,2...H、j＝1,2...Nである場合、意味が方程式（1）と同じである一次方程式AX＝Gが得られる。この方程式群は、それぞれサブ波の解を得るために解かれる。多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送が実現される。
【００２２】
本発明の有効な結果は以下のとおりである。多重変調伝送方法を提供することにより、周波数帯域および信号対雑音比の有効活用は大幅に高められ、その結果として伝送速度は大幅に加速される。
【００２３】
中でも、多重振幅-位相変調のベースバンド伝送のプラスの結果は以下のとおりである。周波数帯域のその活用効率は、従来のベースバンド伝送方法の周波数帯域の活用効率よりはるかに高い。
【００２４】
多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送のプラスの効果は以下のとおりである。それは多重振幅-位相変調ベースバンド符号のベースバンド伝送の周波数帯域の高い活用効率の利点を継承する。
【００２５】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。それは、「多重振幅-位相変調のベースバンド伝送」と同じ周波数帯域の高い活用効率を有するだけではなく、多重振幅-位相変調ベースバンド符号に基づいた搬送波伝送とは異なり、搬送波伝送として直接的に活用できる。
【００２６】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。ADSL国際規格で変調方式として展開されてきたDMT（離散マルチトーン）変調方法と比較すると、それは、隣接するサブ波間のその周波数差がDMTの隣接するサブ波間の周波数差より小さいために、さらに狭い帯域幅を必要とする。
【００２７】
多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。それは正弦波の全てのパラメータを完全に活用し、周波数帯域の高い活用効率を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
好ましい態様の詳細な説明
以下は、添付図のグラフを用いた本発明の好ましい態様の詳細な説明である。
【００２９】
1.多重振幅-位相変調のベースバンド伝送
その特徴は以下によって説明され、
2006524923.tif 000044
式中、シンボルの1サイクル波が多重振幅-位相変調ベースバンド符号と呼ばれ、略して振幅-位相ベースバンド符号と呼ばれ、振幅-位相ベースバンド符号の波は、重複するサブ波から構成される複合波であり、
2006524923.tif 000045
は振幅-位相ベースバンド符号の1つのシンボルの周期であり、Thは
2006524923.tif 000046
およびサブ有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000047
における連続間隔であり、Th＋1は、Thの後にτhの間遅延され、サブ波は、
2006524923.tif 000048
であり、Hは
2006524923.tif 000049
内のサブ波の数であり、aiは振幅であり、i＝1,2...mである。
【００３０】
図1aと図1bは、シンボル波の例を示す。図1aは、H＝8の場合のサブ波を示す。図1bは複合波またはシンボル波を示す。図のとおり、1周期内の複合波は、同じ周期を有する、重複した単一サイクル正弦波から構成されている。正弦波のそれぞれは次々に移相する。その周期は複合波の周期より短い。その振幅は指定された量子化セットから採取される。
【００３１】
多重振幅-位相ベースバンド符号の復調方法は以下のとおりである。重複周期
2006524923.tif 000050
内で、各副有効周期内Th（h＝1,2..H）の波はそれぞれ以下のように計算され、
2006524923.tif 000051
h＝1,2...Hである場合、一次方程式群が得られ、
2006524923.tif 000052
式中、Xiはサブ波iの対応する振幅値であり、Khjはその値範囲が実数領域係数行列の要素であり、方程式分はそれぞれサブ波の解を得るために解かれる。
【００３２】
振幅-位相ベースバンド符号の必須帯域幅は、0〜W、W＞1/Tである。W≧2/Tが推奨される。この変調方法の周波数帯域の活用効率は、従来の変調方法の活用効率よりはるかに高い。
【００３３】
2.多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送
その特徴は以下の通りに説明される。
2006524923.tif 000053
2006524923.tif 000054
が推奨される。実際には、この方法は、その周波数がベースバンドの周波数より高い周波数帯域で多重振幅-位相変調ベースバンド符号を搬送することを目的としている。受信機側では、最初に搬送信号
2006524923.tif 000055
を取り除くために帯域フィルタが使用され、次に多重振幅-位相変調ベースバンド符号の復調方法を使用することによって最終的な復調が完了する。この方法は、多重振幅-位相変調ベースバンド符号のベースバンド伝送の利点である周波数帯域の高い活用効率という利点を継承している。
【００３４】
3.多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送
その特徴は以下の通りに説明される。
2006524923.tif 000056
2006524923.tif 000057
はシンボルの周期であり、Thは
2006524923.tif 000058
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000059
における連続間隔であり、Th＋1はTh後にτhの間遅延され、サブ波は
2006524923.tif 000060
であり、
2006524923.tif 000061
、Hは
2006524923.tif 000062
内のサブ波の数であり、aiは振幅であり、i＝1,2...mであり、T0は正弦搬送波の周期であり、
2006524923.tif 000063
2006524923.tif 000064
は数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000065
である。
【００３５】
T0＝Tである場合、多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送が多重振幅-位相変調のベースバンド伝送になることは明白である。多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送の帯域幅要件は（1/T0-1/T〜1/T0＋1/T）より大きい。
【００３６】
図2aと図2bは、シンボル波の例である。図2aはサブ波、H＝4を示す。図2bは複合波またはシンボル波を示す。図のように、1サイクルでの複合波は同じ有効周期を有する正弦波から構成される。有効周期の長さは正弦波の2分の1周期の積分時間であり、複合波の周期より短い。正弦波のそれぞれは次々に位相される。その振幅値は指定された量子化セットから採取される。
【００３７】
多重振幅-位相変調の直接搬送波の復調方法は以下の通りである。最初にシンボルが現在の周期
2006524923.tif 000066
から採取される。次にそれは以下の通りに計算される。
2006524923.tif 000067
、h＝1,2...Hである場合、意味が方程式（1）と同じである一次方程式群はAX＝Gが得られる。この方程式群は、それぞれサブ波の解を得るために解かれる。
【００３８】
本方法のプラスの効果は以下の通りである。それは「多重振幅-位相変調のベースバンド伝送」のような周波数帯域の高い活用効率を有するだけではなく、多重振幅-位相変調ベースバンド符号に基づいた搬送波伝送とは異なり、搬送波伝送に直接的に配備できる。
【００３９】
4.多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送
その特徴は以下の通りに説明される。
2006524923.tif 000068
シンボルの周期
2006524923.tif 000069
、
2006524923.tif 000070
は数の小さい方の整数（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味する。
2006524923.tif 000071
、
2006524923.tif 000072
。実際にはこれは非直交マルチキャリアである。
【００４０】
図3aと図3bはシンボル波の例である。図3aはサブ波N＝4を示す。図3bは、複合波またはシンボル波を示す。図のように、1サイクルでの複合波は多様な有効周期を有する正弦波から構成される。正弦波のそれぞれの有効周期の長さは正弦波の2分の1周期の積分時間である。最長の有効周期は複合波の周期に等しい。有効周期の残りは次々に値を減ずる。その振幅値も指定された量子化セットから採取される。
【００４１】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送は、（1/T10-1/T1〜1/TN0＋1/TN）より大きい帯域幅を必要とする。
【００４２】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波の復調方法は以下の通りである。最初にシンボルが現在の周期
2006524923.tif 000073
から採取され、次にシンボルが以下の通りに処理され、
2006524923.tif 000074
、j＝1,2...Nである場合、意味が方程式（1）と同じである一次方程式群、AX＝Gが得られる。この方程式群はそれぞれサブ波の解を得るために解かれる。
【００４３】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。ADSL国際規格で展開されてきたDMT（離散マルチトーン）変調方法と比較して、多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送は、隣接するサブ波間のその周波数差がDMTの隣接するサブ波間の周波数差未満であるためにさらに狭い帯域幅を必要とする。
【００４４】
5.多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送
その特徴は以下の通りに表される。
2006524923.tif 000075
2006524923.tif 000076
はシンボルの周期であり、Thjは
2006524923.tif 000077
および副有効周期と呼ばれるサブ波の有効周期
2006524923.tif 000078
における連続間隔であり、T（h＋1）jはThjの後にτhの間遅延され、
2006524923.tif 000079
、ahiが振幅であり、i＝1,2...mであり、
2006524923.tif 000080
、
2006524923.tif 000081
は数の小さい方の整数を取る（整数端数を保持し、かつ小数を取り除く）ことを意味し、
2006524923.tif 000082
。
【００４５】
多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送は、（1/T10-1/T11〜1/T1N0＋1/T1N）より大きい帯域幅を必要とする。
2006524923.tif 000083
h＝1,2...H、j＝1,2...Nである場合、方程式（1）と同じ意味を有する一次方程式AX＝Gが得られる。
【００４６】
図4aと図4bは、シンボル波の例である。図4aはサブ波H＝2、N＝4を示す。図4bは複合波またはシンボル波を示す。つまり、多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送は、多重振幅-位相変調方法の直接搬送波と、多重振幅-周波数変調方法の直接搬送波伝送の両方の組み合わせであり、その結果、それは3つのパラメータ、すなわち振幅、周波数および位相を同時に制御できる。言い換えれば、この方法は正弦波の全てのパラメータを完全に使用し、周波数帯域のより優れた活用効率を達成する。
【００４７】
以下に4つの実現例を示す。電話の銅ツイストペアで送信される上記4種類の信号についてコンピュータシミュレーションが実施された。シミュレーション環境は4つ全ての例と同じである。
チャネルモデルは
2006524923.tif 000084
、ツイストペア、26AWG、d＝1200フィート、ζ＝9×10-7、10HDSL NEXTクロストーク、10 ADSL FEXTクロストークである。これらの例の相違点は例の信号を送信することにより占有される信号チャネルの周波数帯域である。
【００４８】
実現例1
変調：多重振幅-位相変調のベースバンド伝送
伝送：一方向伝送
帯域幅：0〜80kHz
データ速度：1.28Mbps
信号：
2006524923.tif 000085
【００４９】
実現例2
変調：多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送
伝送：双方向伝送
帯域幅：上流240kHz〜1.04MHz、下流1.1MHz〜1.9MHz
データ速度：12.8Mbps
信号：
2006524923.tif 000086
【００５０】
実現例3
変調：多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送
伝送：双方向伝送
帯域幅：上流100kHz〜615kHz、下流700kHz〜1.845MHz
データ速度：6.4Mbps
信号：
2006524923.tif 000087
上流
2006524923.tif 000088
N＝8、サブ波あたり8ビット
下流
2006524923.tif 000089
N＝8、サブ波あたり8ビット
【００５１】
実現例4
変調：多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送
伝送：双方向伝送
帯域幅：上流100kHz〜615kHz、下流700kHz〜1.845MHz
データ速度：9.6Mbps
信号：
2006524923.tif 000090
上流
2006524923.tif 000091
下流
2006524923.tif 000092
【００５２】
本発明の有効な結果は以下の通りである。多重変調伝送方法を提供することによって、周波数帯域および信号対雑音比の活用効率が大幅に高められ、その結果伝送速度は大幅に加速される。
【００５３】
中でも、多重振幅-位相変調のベースバンド伝送のプラスの結果は以下の通りである。周波数帯域のその活用効率は、従来のベースバンド伝送方法の周波数帯域の活用効率よりはるかに高い。
【００５４】
多重振幅-位相変調ベースバンド符号の搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。それは、多重振幅-位相変調ベースバンド符号のベースバンド伝送の周波数帯域の高い活用効率の利点を継承する。
【００５５】
多重振幅-位相変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。それは「多重振幅-位相変調のベースバンド伝送」と同じ周波数帯域の高い活用効率を有するだけではなく、多重振幅-位相変調ベースバンド符号に基づいた搬送波伝送とは異なり、それは搬送波伝送として直接的に配備できる。
【００５６】
多重振幅-周波数変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。ADSL国際規格で変調方式として配備されてきたDMT（離散マルチトーン）変調方法と比較すると、それは、隣接するサブ波間のその周波数差がDMTの隣接するサブ波間の周波数差より小さいためにさらに狭い帯域幅を必要とする。
【００５７】
多重振幅-周波数-位相変調の直接搬送波伝送のプラスの効果は以下の通りである。それは正弦波の全てのパラメータを完全に使用し、周波数帯域のさらに高い活用効率を有する。
【００５８】
好ましい態様の前記詳細な説明は、本発明を説明するためだけであり、本発明を制限するためではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図1aは、1つの複合波シンボルのサブ波、H＝8である。図1bは、1つの複合波シンボル波形、H＝8である。
【図２】図2aは、1つの複合波シンボルのサブ波、H＝4である。図2bは、1つの複合波シンボルの波形、H＝4である。
【図３】図3aは、1つの複合波シンボルのサブ波、N＝4である。図3bは、1つの複合波シンボルの波形、N＝4である。
【図４】図4aは、1つの複合波シンボルのサブ波、H＝2、N＝4である。図4bは、1つの複合波シンボルの波形、H＝2、N＝4である。
【図１】
2006524923.tif 000166
【図２】
2006524923.tif 000167
【図３】
2006524923.tif 000168
【図４】
2006524923.tif 000169
【国際調査報告】
2006524923.tif 000170
2006524923.tif 000171
2006524923.tif 000172
2006524923.tif 000173