(57)【要約】【課題】単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なることによるクロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対する誤動作を回避する。【解決手段】１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率が互いに異なる場合に、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることで、複数のシンボルについての平均値としての同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行うディジタル多値直交振幅変調方法であって、
１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するディジタル多値直交振幅変調方法。
【請求項２】
請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。
【請求項３】
請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。
【請求項４】
請求項１に記載のディジタル多値直交振幅変調方法において、
データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調方法。
【請求項５】
入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置するマッピング手段と、該マッピング手段にてマッピングされたデータを変調波に変換する変調手段とを有するディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置することを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。
【請求項７】
請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。
【請求項８】
請求項５に記載のディジタル多値直交振幅変調装置において、
前記マッピング手段は、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とするディジタル多値直交振幅変調装置。
【請求項９】
複数のシンボル毎に象限内に信号点が配置されて変調されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置であって、
１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点がそれぞれ配置されて変調されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とが互いに異なる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のディジタル多値直交振幅復調装置において、
多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とされたデータを復調することを特徴とするディジタル多値直交振幅復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行うディジタル多値直交振幅変調方法、ディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置に関し、特に、複数のシンボルの信号点の配置技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル多値直交振幅変複調装置において、多値数を３×２P-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置が提案されている。
【０００３】
非特許文献１には、多値直交変調方式として１２ＱＡＭ及び２４ＱＡＭの信号点配置の技術が示されている。文献中、表３．４．５に「１２ＱＡＭの符号化規則」、表３．４．６に「１２ＱＡＭのシェーパー変換規則」、図３．７．５に「１２ＱＡＭの信号空間ダイヤグラム」がそれぞれ示されている。また、文献中、表３．４．８に「２４ＱＡＭの符号化規則」、表３．４．９に「２４２ＱＡＭのシェーパー変換規則」、図３．７．７に「２４ＱＡＭの信号空間ダイヤグラム」がそれぞれ示されている。非特許文献２は、「多値数を２の自然数乗としないＭ−ＱＡＭ方式の構成と誤り率特性の検討」であり、文献中、図５に１２ＱＡＭ及び２４ＱＡＭの信号点配置の技術が示されている。
【０００４】
特許文献１，２は、多値数を２の自然数乗としない多値直交振幅変調方式の一般的な構成を開示しており、また、特許文献３は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置の構成を開示している。また、特許文献４には、二値信号を構成するｎビットの内の２ビットを、第一の位相面の４つの象限の識別に対応させ、残りの（ｎ−２）ビットの内の２ビットを第二の位相面の４つの象限の識別に対応させ、ｎビットの内の３ビットの二値信号を２桁の三値信号（Ｔ１，Ｔ２）に変換し、三値信号を第一および第二の位相面に９０度の回転対称又は軸対象にマッピングすることにより、シンボル誤りに対するビット誤りを低減する技術が開示されている。
【０００５】
また、ディジタル多値直交振幅変複調装置において、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置が提案されており、例えば、非特許文献３のＦｉｇ．１に、多値直交変調方式として３２ＱＡＭの技術が、信号点数を４×８とする信号点配置のＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ３２ＱＡＭとして示されている。
【０００６】
なお、これらの多値数を２2n+1とするＱＡＭでは、非特許文献３に示されたＣｒｏｓｓ ＱＡＭとして対称性を改善した信号点配置もある。しかし、これは、隣接する信号点の間のハミング距離を１にできないために、誤り率特性で劣ることと、１つのシンボル誤りで２ビット誤りを発生する場合がある点で、Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ＱＡＭに劣る。
【特許文献１】特許第２６６１３６３号公報
【特許文献２】特許第３０６０５３１号公報
【特許文献３】特許第３５１２０２５号公報
【特許文献４】特開２００５−２６０７４５号公報
【非特許文献１】電波産業界（ＡＲＩＢ）、“第二世代コードレス電話システム標準規格（第１分冊）／（第２分冊）”，RCR STD-28-1/ RCR STD-28-2，March 2002．
【非特許文献２】野田誠一，斉藤洋一，吉田彰顕，“多値数を２の自然数乗としないM-QAM方式の構成と誤り率特性の検討”，信学論(Ｂ)，vol.J88-B, no.5, pp.921-932, May 2005.
【非特許文献３】P.K. Vitthaladevuni, and M.-S. Alouini, “Exact BER computation for the cross 32-QAM constellation,” Proc. ISCCS, pp. 643-646, 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したようなディジタル多値直交振幅変調装置においては、単一のシンボルの１つの象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が異なる。つまり、信号点の発生確率の分布が、原点に対してｎ×９０度（ｎ＝０，１，・・・，３）またはｎ×４５度（ｎ＝０，１，・・・，７）の回転において異なる。
【０００８】
以下にその理由について説明する。
【０００９】
図７は、ディジタル多値直交振幅変調装置において３ビットによって象限内にて表される８状態を示す図である。
【００１０】
図７に示すように、ディジタル多値直交振幅変調装置においては、３ビットの表す８状態を、２桁の３値信号として第一シンボルの３値をＴ１、第二シンボルの３値をＴ２として（Ｔ１，Ｔ２）と表して（０，０）、（０，１）、（０，２）、（１，０）、（１，１）、（１，２）、（２，０）、（２，１）の８状態としている。これにより、信号点Ｔ１，Ｔ２のそれぞれについて、“０”，“１”の発生確率がそれぞれ３／８となり、“２”の発生確率が２／８となっている。
【００１１】
図８は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、非特許文献１に示されているものである。
【００１２】
図８に示すように、非特許文献１に示されている多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置においては、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。
【００１３】
そして、上述した３値（０，１，２）による記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は、上述した８状態から、３／８、３／８、２／８となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となり、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となる。
【００１４】
図９は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、（ａ）は軸対称信号点配置を示す図、（ｂ）は回転対称信号点配置を示す図である。なお、本例は、非特許文献２に示されているものである。
【００１５】
図９に示すように、非特許文献２の１２ＱＡＭでは、第一象限の信号点の座標は（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。図６（ａ）に示す軸対称配置においては、差動論理は適用できないが誤り率特性は良くなる。一方、図６（ｂ）に示す回転対称配置においては、誤り率特性は悪くなるが差動論理を適用できる。上述した８状態から、記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は３／８、３／８、２／８となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となり、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となる。
【００１６】
図１０は、多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における３２ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図であり、非特許文献３に示されているものである。
【００１７】
図１０に示すように、非特許文献３に示されている多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置においては、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）、（３，３）、（５，１）、（５，３）、（７，１）、（７，３）の８点である。各々の信号点の発生確率の分布は均等となっている。従って、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となり、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となる。
【００１８】
図１１は、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置における６４ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。
【００１９】
図１１に示すように、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置において、６４ＱＡＭでは通常信号点配置は格子状に配置して８×８の正方形となり、第一象限の最大振幅信号点の座標は（７，７）である。しかし、最大信号点を辺の（１，９）または（９，１）に移すことによって、同等の誤り率を実現する平均電力を１０×ｌｏｇ（４３／４２）＝０．１ｂＢだけ小さくすることができる。この場合、第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となり、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となる。
【００２０】
上述したように同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なる場合、クロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対して誤動作が生じてしまうという問題点がある。
【００２１】
本発明、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なることによるクロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対する誤動作を回避することができるディジタル多値直交振幅変調方法、ディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、
入力されたデータについて複数のシンボル毎に象限内に信号点を配置して変調を行う場合に、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を前記複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように前記複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置する。
【００２３】
また、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置とすることを特徴とする。
【００２４】
また、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とする。
【００２５】
また、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置とすることを特徴とする。
【００２６】
上記のように構成された本発明においては、複数のシンボルについて同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を平均した場合に同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなり、それにより、クロック同期動作、再生搬送波の同期動作、自動利得制御動作に対する誤動作を回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点がそれぞれ配置されているため、複数のシンボルを観測した場合に、信号点の発生確率の分布が、同相軸及び直交軸に折り返した場合に等しくなり、また、同相軸及び直交軸に４５度をなす線に対して折り返した場合に等しくなることによって、信号点の対称性が改善される。その結果、周波数同期動作、クロック同期動作、自動利得制御動作において正確な制御信号を得ることができる。これは、これら同期動作において、信号点の理論的位置に対して平面的なズレ、時間的なズレを誤差信号を生成するために利用しているためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第１の実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は軸対象配置を示す図、（ｂ）は回転対象配置を示す図である。本図は、多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。
【００３０】
図１に示すように本形態においては、変調データの第一シンボル及び第二シンボルともに、第一象限の信号点の座標は、（１，１）、（１，３）、（３，１）の３点である。そして、図７に示した３値（０，１，２）による記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点の発生確率の分布は、図７に示した８状態から、３／８、３／８、２／８となっている。また、記号“０”、記号“１”、記号“２”の各々の信号点が第一シンボルと第二シンボルとで互いに異なる配置となっている。
【００３１】
それにより、本形態においては、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ５／８、３／８となり、また、直交軸では、座標１による値１、並びに座標３による値３でそれぞれ６／８、２／８となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ６／８、２／８となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ５／８、３／８となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。
【００３２】
ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルについて信号点の配置が互いに異なるものであるため、第一シンボルと第二シンボルについて同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ１１／１６、５／１６となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ１１／１６、５／１６となって互いに等しくなる。
【００３３】
このように、第一シンボルと第二シンボルについて、信号点の配置を互いに異なる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第２の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における３２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。
【００３５】
図２に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標は４×２の格子状に配置されており、また、各々の信号点の発生確率の分布は、変調データの第一及び第二シンボルにおいて均等となっている。また、第一シンボルと第二シンボルとで、４×２の格子形状が９０度異なっている。
【００３６】
それにより、本形態では、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ４／８、４／８、０／８、０／８となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ２／８、２／８、２／８、２／８となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。
【００３７】
ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルについて、４×２の格子形状が９０度異なり、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と２にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２と４にするシンボルとを同数用いる配置であるため、第一シンボルと第二シンボルについて同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ６／１６、６／１６、２／１６、２／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ６／１６、６／１６、２／１６、２／１６となって互いに等しくなる。
【００３８】
このように、第一シンボルと第二シンボルについて、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と２にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２と４にするシンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。なお、本形態においては、３２ＱＡＭにおいて、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ８と４にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ４と８にするシンボルとを同数用いる配置としているが、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第３の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における８ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。
【００４０】
図３に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標は２×１の格子上に配置されており、各々の信号点の発生確率の分布は、変調データの第一及び第二シンボルにおいて均等となっている。
【００４１】
それにより、本形態では、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ１／２、１／２となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ２／２、０／２となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ２／２、０／２となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ１／２、１／２となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。
【００４２】
ところが、第一シンボルと第二シンボルについて、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１及び値３でそれぞれ３／４、１／４となり、また、直交軸では値１及び値３でそれぞれ３／４、１／４となる。
【００４３】
これにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
図４は、本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第４の実施の形態を説明するための図であり、多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変調装置における６４ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す。
【００４５】
図４に示すように本形態においては、第一象限の信号点の座標が、４×４の格子上の最大振幅信号点が同相軸または直交軸に沿う領域に移された形に配置されている。各々の信号点の発生確率の分布は、第一及び第二シンボルにおいて均等となっているとなっている。また、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置となっている。
【００４６】
それにより、本形態においては、第一シンボルの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となる。一方、第二シンボルでの第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ５／１６、４／１６、４／１６、３／１６、０／１６となり、また、直交軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ４／１６、４／１６、４／１６、３／１６、１／１６となる。このように、第一シンボル及び第二シンボルのそれぞれについては、単一のシンボルの１つの象限において同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布が互いに異なっている。
【００４７】
ところが、本形態においては、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置となっているため、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率を平均した場合、例えば第一象限において、同相軸上と直交軸上に正射影した信号点の発生確率の分布は、同相軸では値１、値３、値５、値７及び値９でそれぞれ９／３２、８／３２、８／３２、６／３２、１／３２となり、また、直交軸では値１、値３、値５及び値７でそれぞれ９／３２、８／３２、８／３２、６／３２、１／３２となる。
【００４８】
このように、第一シンボルと第二シンボルとで、象限毎に、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とが入れ替わった配置とし、この第一シンボルと第二シンボルとを同数用いる配置とすることにより、同相軸と直交軸の各信号点の発生確率の分布を互いに等しくすることができる。
【００４９】
以下に、上述した４つの実施の形態にて示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するディジタル多値直交振幅変調装置及びディジタル多値直交振幅復調装置について説明する。
【００５０】
図５は、図１〜図４に示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するためのディジタル多値直交振幅変調装置の実施の一形態を示す図である。
【００５１】
本形態によるディジタル多値直交振幅変調装置は図５に示すように、直列／並列変換回路１００と、マッピング手段となる複数のマッピング回路１０−１〜１０−Ｎと、多重化回路１１０と、変調器１２０とから構成されている。
【００５２】
直列／並列変換回路１００は、入力されたデータとなる入力信号１をＮ個のグループの送信並列信号１−１〜１−Ｎに変換して出力する。
【００５３】
マッピング回路１０−１〜１０−Ｎは、直列／並列変換回路１００から出力された送信並列信号１−１〜１−Ｎがそれぞれ入力され、入力された送信並列信号１−１〜１−Ｎのそれぞれについてマッピングを行い、マッピング信号２−１〜２−Ｎとして出力する。この際、上述したように、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するようなマッピングを行うことになる。
【００５４】
多重化回路１１０は、マッピング回路１０−１〜１０−Ｎから出力されたマッピング信号２−１〜２−Ｎを時間軸上に多重化して多重化されたマッピング信号３として出力する。
【００５５】
変調器１２０は、多重化回路１１０から出力されたマッピング信号３を変調波４に変換して出力する。
【００５６】
上記のように構成されたディジタル多値直交振幅変調装置において、上述したディジタル多値直交振幅変調方法が実現される。具体的には、マッピング回路１０−１〜１０−Ｎにおいて、データの多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とし、第一シンボルの信号点配置と第二シンボルの信号点配置とを互いに異なる配置としたり、データの多値数を２2n+1（ｎ≧２、整数）とし、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２nと２n+1にするシンボルと、同相軸の信号点数と直交軸の信号点数をそれぞれ２n+1と２nにするシンボルとを同数用いる配置としたり、データの多値数を２n（ｎ≧３、整数）とし、第一のシンボルと該第一のシンボルに対して同相軸の信号点数と直交軸の信号点数とを入れ替えた第二のシンボルとを同数用いる配置としたりすることにより、１つの象限における同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率を複数のシンボルで平均した場合に、同相軸上と直交軸上での信号点の発生確率の分布が互いに等しくなるように複数のシンボルの信号点をそれぞれ配置するようなマッピングを行うことになる。
【００５７】
図６は、図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置の実施の一形態を示す図である。
【００５８】
本形態によるディジタル多値直交振幅復調装置は図６に示すように、復調器２２０と、分離化回路２１０と、複数のデマッピング回路２０−１〜２０−Ｎと、並列／直列変換回路２００とから構成されている。
【００５９】
復調器２２０は、被変調波５を復調信号６に復調して出力する。
【００６０】
分離化回路２１０は、復調器２２０から出力された復調信号６を複数の受信並列信号７−１〜７−Ｎに時間軸上で分離して出力する。
【００６１】
デマッピング回路２０−１〜２０−Ｎは、分離化回路２１０から出力された受信並列信号７−１〜７−Ｎが入力され、入力された受信並列信号７−１〜７−Ｎをデマッピング信号８−１〜８−Ｎに変換して出力する。
【００６２】
並列／直列変換器２００は、デマッピング回路２０−１〜２０−Ｎから出力されたデマッピング信号８−１〜８−Ｎを並列直列変換し、出力信号９を生成して出力する。
【００６３】
上記のように構成されたディジタル多値直交振幅復調装置において、図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調することになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第１の実施の形態を説明するための図であり、（ａ）は軸対象配置を示す図、（ｂ）は回転対象配置を示す図である。
【図２】本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図３】本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図４】本発明のディジタル多値直交振幅変調方法の第４の実施の形態を説明するための図である。
【図５】図１〜図４に示したディジタル多値直交振幅変調方法を実現するためのディジタル多値直交振幅変調装置の実施の一形態を示す図である。
【図６】図５に示したディジタル多値直交振幅変調装置にて変調されて送信されたデータを復調するディジタル多値直交振幅復調装置の実施の一形態を示す図である。
【図７】ディジタル多値直交振幅変調装置において３ビットによって象限内にて表される８状態を示す図である。
【図８】多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図である。
【図９】多値数を３×２p-2（ｐ≧４、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における１２ＱＡＭの第一と第二のシンボルの信号点配置を示す図であり、（ａ）は軸対称信号点配置を示す図、（ｂ）は回転対称信号点配置を示す図である。
【図１０】多値数を2n+1（ｎ≧２、整数）とする従来のディジタル多値直交振幅変複調装置における３２ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。
【図１１】多値数を２n（ｎ≧３、整数）とするディジタル多値直交振幅変複調装置における６４ＱＡＭのシンボルの信号点配置を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１    入力信号
１−１〜１−Ｎ    送信並列信号
２−１〜２−Ｎ，３    マッピング信号
４    変調波
５    被変調波
６    復調信号
７−１〜７−Ｎ    受信並列信号
８−１〜８−Ｎ    デマッピング信号
９    出力信号
１０−１〜１０−Ｎ    マッピング回路
２０−１〜２０−Ｎ    デマッピング回路
１００    直列／並列変換回路
１１０    多重化回路
１２０    変調器
２００    並列／直列変換回路
２１０    分離化回路
２２０    復調器
【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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