(57)【要約】【課題】周波数帯域の広がりを抑制しつつ、多チャンネルのデータを送受信することができるようにする。【解決手段】送信装置から、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳された重畳データが送信されてくる。受信装置５１の位相調整ブロック６３は、受信した重畳データから、チャネル１乃至４の各チャネルのデータに対応するように位相をずらした４チャネルの重畳データを生成する。復調ブロック６４は、４チャネルの重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至４の各データを決定する。本発明は、例えば、受信装置に適用できる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信する受信手段と、
各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成する位相調整手段と、
前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する決定手段と
を備える受信装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記現在受信した重畳データと、それより１／ｎシンボル区間前の重畳データを比較し、比較結果に応じて１シンボル区間前の前記受信データを用いることにより、前記受信データを決定する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記１／ｎシンボル区間前の前記重畳データからの、前記現在受信した重畳データの変化量が、一度の変化量を超えているか否かにより、現在受信した受信データか、または、その１／ｎシンボル区間前の前記受信データのいずれかが誤りであると検出する
請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記重畳データの振幅値が、取り得る最小値または最大値である場合で、かつ、前記受信データの誤りを検出した場合、前記受信データの誤りを訂正する
請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
データを受信する受信装置が、
送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信し、
各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成し、
前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する
受信方法。
【請求項６】
コンピュータを、
送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信する受信手段と、
各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成する位相調整手段と、
前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する決定手段
として機能させるためのプログラム。
【請求項７】
チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調する変調手段と、
振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらす位相調整手段と、
位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳する重畳手段と、
重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する出力手段と
を備える送信装置。
【請求項８】
データを送信する送信装置が、
チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調し、
振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらし、
位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳し、
重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する
送信方法。
【請求項９】
コンピュータを、
チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調する変調手段と、
振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらす位相調整手段と、
位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳する重畳手段と、
重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する出力手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、受信方法、送信装置、送信方法、およびプログラムに関し、特に、周波数帯域の広がりを抑制しつつ、多チャンネルのデータを送受信することができるようにする受信装置、受信方法、送信装置、送信方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数種類のデータを同時に送信するための方式としては、多重化して送信する方式や多値化して送信する方式が考えられる。例えば、周波数分割多重方式（FDMA）、時分割多重方式（TDMA）、符号分割多重方式（CDMA）などは、複数のチャネルのデータを多重化して送信する方式である。これらの方式は、周波数、時間、符号を用いることで波形間の直交性を残しつつ、データの多重化を実現している。
【０００３】
また、多値化して送信する方式としては、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)やOQPSK（Offset-Quadrature Phase Shift Keying）などがある（例えば、非特許文献１，２参照）。QAMは、格子状に信号配置を置くことで、1シンボル当たりのビット数を増加させる手法である。OQPSKは、互いに時間的にオフセットを持たせることで、QPSKの同相・直交成分の極性が同時に変化しないようにし、振幅の変動を小さくしている。OQPSKでは、振幅の変動を減らすことで、増幅時の歪みを抑制し、特性を向上することを目的としている。
【０００４】
【非特許文献１】Dupuis, P.; Joindot, M.; Leclert, A.; Soufflet, D.;"16 QAM Modulation for High Capacity Digital Radio System" Communications, IEEE Transactions on [legacy, pre - 1988] Volume 27,  Issue 12,  Dec 1979 Page(s):1771 - 1782
【非特許文献２】Prabhu, V.K：”MSK and Offset QPSK Modulation with Bandlimiting Filters” IEEE Transactions on Volume AES-17,  Issue 1,  Jan. 1981 Page(s):2 - 8
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、周波数分割多重方式、時分割多重方式、符号分割多重方式などの方式により、多重化数を増やした場合、同時に周波数軸方向においても帯域が広がることとなるため、所定の周波数帯域で通信を行う必要がある場合には不都合であった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、周波数帯域の広がりを抑制しつつ、多チャンネルのデータを送受信することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面の受信装置は、送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信する受信手段と、各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成する位相調整手段と、前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する決定手段とを備える。
【０００８】
前記決定手段は、前記決定手段は、前記現在受信した重畳データと、それより１／ｎシンボル区間前の重畳データを比較し、比較結果に応じて１シンボル区間前の前記受信データを用いることにより、前記受信データを決定することができる。
【０００９】
前記決定手段は、前記１／ｎシンボル区間前の前記重畳データからの、前記現在受信した重畳データの変化量が、一度の変化量を超えているか否かにより、現在受信した受信データか、または、その１／ｎシンボル区間前の前記受信データのいずれかが誤りであると検出することができる。
【００１０】
前記決定手段は、前記重畳データの振幅値が、取り得る最小値または最大値である場合で、かつ、前記受信データの誤りを検出した場合、前記受信データの誤りを訂正することができる。
【００１１】
本発明の第１の側面の受信方法は、データを受信する受信装置が、送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信し、各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成し、前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する。
【００１２】
本発明の第１の側面のプログラムは、コンピュータを、送信装置から送信されてくる、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データを受信する受信手段と、各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の前記重畳データを生成する位相調整手段と、前記ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎの受信データを決定する決定手段として機能させる。
【００１３】
本発明の第１の側面においては、位相が互いに異なるようにｎチャネルのデータが重畳されている重畳データが受信され、各チャネルのデータに対応するように位相をずらしてｎチャネル分の重畳データが生成され、ｎチャネル分の重畳データそれぞれについて、現在受信した重畳データと、それより所定時間前に受信した重畳データを比較することにより、チャネル１乃至ｎのデータが決定される。
【００１４】
本発明の第２の側面の送信装置は、チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調する変調手段と、振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらす位相調整手段と、位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳する重畳手段と、重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する出力手段とを備える。
【００１５】
本発明の第２の側面の送信方法は、データを送信する送信装置が、チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調し、振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらし、位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳し、重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する。
【００１６】
本発明の第２の側面のプログラムは、コンピュータを、チャネル１乃至ｎの送信データを振幅変調する変調手段と、振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、前記ｎチャネルの変調データの位相をずらす位相調整手段と、位相がずらされた前記ｎチャネルの変調データを重畳する重畳手段と、重畳後の前記ｎチャネルの変調データを出力する出力手段として機能させる。
【００１７】
本発明の第２の側面においては、チャネル１乃至ｎの送信データが振幅変調され、振幅変調されたｎチャネルの送信データであるｎチャネルの変調データの位相が互いに異なるように、ｎチャネルの変調データの位相がずらされ、位相がずらされたｎチャネルの変調データが重畳され、重畳後のｎチャネルの変調データが出力される。
【００１８】
受信装置および送信装置は、独立した装置であっても良いし、所定の装置の受信処理および送信処理を行う一ブロックであっても良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１および第２の側面によれば、多チャンネルのデータを送受信することができる。特に、本発明の第１および第２の側面によれば、周波数帯域の広がりを抑制しつつ、多チャンネルのデータを送受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
初めに、本発明を適用した通信装置（送信装置および受信装置）が採用している通信方式の原理について説明する。
【００２１】
図１は、所定の通過帯域の通信路に、チャネル１乃至４の４チャネルのデータを送信したときの送信データと、それを受信した受信側の受信波形を示している。チャネル１乃至４の送信データは、同一の送信レートおよび位相で送信されている。
【００２２】
図１の横軸は時間を表し、縦軸は、受信波形の振幅を表す。なお、チャネル１乃至４の送信データは、見やすいようにするため、上下方向に並べて示している。後述する図２および図３についても同様である。
【００２３】
チャネル１乃至４の送信データは、それぞれ異なるデータである。受信波形は、チャネル１乃至４の送信データに対応する複数（４つ）の波形が加算された（合成された）ものとなり、受信波形の形状は、多値変調したものに近いものとなる。しかしながら、多値変調した場合のように特に定められた規則もないため、受信波形からチャネルごとに波形を分離して、受信データを認識することはできない。例えば、時刻ｔ＝１４では、チャネル３とチャネル４の送信データには変化があるが、受信波形は平坦なままであり、時刻ｔ＝１４における送信データの変化を受信波形から認識することはできない。
【００２４】
図２も、図１と同様に、所定の通過帯域の通信路に、チャネル１乃至４の４チャネルのデータを送信したときの送信データと、それを受信した受信側の受信波形を示している。ただし、図２は、チャネル１乃至４の送信データの位相が互いにずれている点で、図１における場合と異なる。
【００２５】
即ち、図１と図２を比較して分かるように、図１は、各チャネルの送信データの立ち上がりおよび立下りのタイミングが同一であるのに対して、図２では、各チャネルの送信データの立ち上がりおよび立下りのタイミングが異なるようになされている。
【００２６】
図２では、各チャネルの送信データの立ち上がりまたは立下りにおいて、受信波形も同様に立ち上がりまたは立下りに近い変化をしている。即ち、各チャネルの送信データに変化があった場合には、受信波形にも変化が生じている。
【００２７】
次に、受信波形の変化をより分かり易くするため、２つのレベルの間を規則的かつ瞬間的に変化する矩形波に近いものを、受信波形として採用する。矩形波は、次式（１）で表すことができる。
【００２８】
【数１】
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【００２９】
式（１）のNは、高調波成分を表す次数である。式（１）は、無限の帯域を必要とする式であるが、無限の帯域をもつことは現実的ではないため、通信路には、N=２としたときに相当する３倍波までの高調波を通過させるようにする。
【００３０】
図３は、通信路に３倍波までの高調波を通過させるようにした場合の、チャネル１乃至４の送信データと、それを受信した受信側の受信波形を示している。
【００３１】
図３では、チャネル１乃至４のいずれかの送信データの立ち上がりまたは立下りでは、受信波形も同様に立ち上がりまたは立下りの変化をしていることが、図２における場合よりも、より明確に見て取ることができる。また、受信波形が一定の値に近い箇所は、チャネル１乃至４のどの送信データも変化のない箇所となっている。
【００３２】
また、チャネル１乃至４の送信データの位相を互いにずらしているので、ある１つのチャネルの送信データが変化しているタイミングでは、それ以外の３つのチャネルの送信データに変化はない。例えば、チャネル１の送信データが変化しているタイミングでは、その他のチャネル２乃至４の送信データに変化はなく、同様に、チャネル２の送信データが変化するタイミングでは、その他のチャネル１，３，４の送信データの変化はない。
【００３３】
したがって、各時間帯（位相）がどのチャネルの送信データの変化が許されているか、換言すれば、各時間帯がどのチャネルに割り当てられているかがわかっていれば、その時間帯に受信波形に変化があったとすると、その時間帯に割り当てられたチャネルの送信データに変化があったと認識することができ、その時間帯に受信波形に変化がなかったとすると、その時間帯に割り当てられたチャネルの送信データに変化がなかったと認識することができる。
【００３４】
従って、送信側と受信側で、各時間帯をどのチャネルに割り当てるかを予め決めておくことにより、複数チャネルの送信データが重畳された受信波形から、チャネルごとに分離して個別に受信データ（送信されてきたデータ）を識別することができる。
【００３５】
以上のように、本通信方式は、波形における直交性に着目したものである。波形の直交性は、一般的には、異なるチャネルの波形との１周期期間における相互関係が０となったときに成り立つものである。従って、本通信方式のように位相をずらして波形を重畳した場合は、重畳された波形との直交性はQPSKのような互いに９０度位相がずれた場合を除いて直交性は成り立たたず、重畳された他の波形を分離することはできないことになる。
【００３６】
しかし、重畳した特定の波形に対して、波形の立ち上がる前後において波形の変動がほとんどない場合の微小な変動を平均値の平坦な波形の熱雑音とみることができるので、平均値を軸としてみることにより個々の波形は分離されていなくとも独立しているとみなすことができる。これにより、１周期にわたる直交性は成り立っていないものの、振幅をチャネルごとの極性が変化するタイミングで判定することでデータの取得が可能となる。
【００３７】
図４乃至図６を参照して、本通信方式の処理について、さらに具体的に説明する。
【００３８】
従来の通信方式では、周波数を複数に分割し、分割した各周波数帯を１つのチャネルとみなし、利用することで、複数のデータを同時に送信するものが多い。従って、そのような従来の通信方式では、チャネルごとに周波数を割り当てている。本発明を適用した通信装置では、周波数を分割するのではなく、１シンボル区間をチャネル数だけ分割し、分割された区間（位相）がチャネルごとに割り当てられる。
【００３９】
即ち、チャネル数が４つである場合、図４に示されるように、１周期（シンボル周期）Ｔを４分割し、４分割して得られる４つのT/4時間の区間（以下、T/4区間とも称する）がチャネル１乃至４にそれぞれ割り当てられる。図４の例では、最初のT/4区間がチャネル１に割り当てられ、２番目のT/4区間がチャネル２に割り当てられ、３番目のT/4区間がチャネル３に割り当てられ、最後のT/4区間がチャネル４に割り当てられている。
【００４０】
そして、送信側は、各チャネルの送信データの立ち上がりおよび立下りが、自分（チャネル）に割り当てられたT/4区間の範囲内となるようにして送信する。以下では、各チャネルの送信データの立ち上がりおよび立下りが、自分に割り当てられたT/4区間の最初にくるように位相をずらすこととする。
【００４１】
例えば、チャネル１乃至４の送信データが、図５に示されるようなデータである場合、各チャネルの送信データは、図６左側に示されるように、自分に割り当てられたT/4区間の最初に立ち上がりおよび立下りがくるように位相をずらして送信される。
【００４２】
各T/4区間で、変化可能なチャネルは１つのみであり、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４の順の繰り返しで、4/T時間経過するごとに、割り当てられるチャネルが切り替わる。そして、４チャネルの送信データが重畳された受信波形は、１つ前の区間の値（波形の振幅値）より、送信データが立ち上がった場合には１単位だけ増加し、送信データが立下った場合には１単位だけ減少し、送信データが変化しなかった場合には１つ前のT/4区間の値を維持することになる。
【００４３】
図６の例では、例えば、時刻ｔ00における受信波形の振幅値を０とすると、時刻ｔ01においてチャネル２の送信データが立ち上がっているので、図６右側に示されるように、受信波形の振幅値は１（単位）だけ増加して１となり、時刻ｔ02においてチャネル３の送信データが立ち下がっているので、受信波形の振幅値は１（単位）だけ減少して０となり、時刻ｔ03においてチャネル４の送信データが立ち上がっているので、受信波形の振幅値は１（単位）だけ増加して再び１となる。
【００４４】
なお、図６右側の受信波形の振幅値を表すグラフでは、受信波形の振幅値が０の場合を、軸上にあるのを分かり易くするため、少し上側に示している。
【００４５】
同様にして、時刻ｔ10においてチャネル１の送信データが立ち下がっているので、受信波形の振幅値は１（単位）だけ減少して０となり、時刻ｔ11においてチャネル２の送信データは変化していないので、受信波形の振幅値は０を維持する。時刻ｔ12においてチャネル３の送信データが立ち上がっているので、受信波形の振幅値は１（単位）だけ増加して再び１となり、時刻ｔ13においてチャネル４の送信データは変化していないので、受信波形の振幅値は１を維持する。時刻ｔ20以降についても同様である。
【００４６】
従って、各T/4区間において、送信データが０から１（０→１）に変化する場合には、１つ前のT/4区間の受信波形の振幅値に対して受信波形の振幅値は１だけ増加し、送信データが１から０（１→０）に変化する場合には、１つ前のT/4区間の受信波形の振幅値に対して受信波形の振幅値は１だけ減少し、送信データに変化がない（０→０または１→１）場合には、１つ前のT/4区間の受信波形の振幅値を維持する。
【００４７】
逆に、受信側から見れば、１つ前のT/4区間の受信波形の振幅値に対して、受信値が増加したか、減少したか、または変化していないかを判定することにより、自分のチャネルの受信データを認識することができる。即ち、多重化された受信波形から、各チャネルの受信データを分離して識別することができる。
【００４８】
なお、位相をずらして重畳するという特性上、送受信間では、位相長に変化がないか、または、同期がとれる程度の緩やかな位相長の変化しかないものとする。
【００４９】
次に、以上のように位相をずらすことにより４チャネルのデータを無線で送受信する、本発明を適用した送信装置および受信装置の構成例について説明する。
【００５０】
図７は、送信装置の構成例を示すブロック図である。
【００５１】
図７の送信装置１は、入力ブロック１１、変調ブロック１２、位相調整ブロック１３、合成部１４、ベースバンド変換部１５、およびアンテナ１６により構成されている。
【００５２】
入力ブロック１１は、チャネル１乃至４それぞれに対応するデータ入力部２１−１乃至２１−４を有する。変調ブロック１２および位相調整ブロック１３も同様に、チャネル１乃至４それぞれに対応する変調部２２−１乃至２２−４および遅延部２３−１乃至２３−４を有する。
【００５３】
データ入力部２１−ｉ（ｉ＝１乃至４のいずれか）は、チャネルｉの送信データを、図示せぬデータ処理部等から取得して、変調部２２−ｉに入力（供給）する。
【００５４】
変調部２２−ｉは、データ入力部２１−ｉから供給されたチャネルｉの送信データを、所定の変調方式で変調し、変調後の送信データ（以下、変調データと称する）を遅延部２３−ｉに供給する。変調部２２−ｉが採用する変調方式は、振幅変調であれば何でも良い。また、振幅変調である限り、変調部２２−１乃至２２−４のそれぞれで変調方式が異なっていてもよい。例えば、変調部２２−１と２２−２がASK（Amplitude Shift Keying）で、変調部２２−３と２２−４が振幅方向における多値変調などとすることが可能である。
【００５５】
遅延部２３−ｉは、変調部２２−ｉから供給される変調データを所定時間遅延させて合成部１４に供給する。即ち、遅延部２３−ｉは、変調部２２−ｉから供給される変調データの位相をずらす。遅延させる時間は、遅延部２３−１乃至２３−４それぞれで異なる。なお、遅延時間には、遅延をさせない場合、即ち、０時間の遅延も含む。例えば、図４を参照して説明したように、１周期Ｔを４分割して得られる４つのT/4区間に対して、チャネル１，２，３，４の順に割り当てる場合には、遅延部２３−１の遅延時間は０時間、遅延部２３−２の遅延時間はT/4時間、遅延部２３−３の遅延時間は2T/4時間、遅延部２３−２の遅延時間は3T/4時間となる。
【００５６】
合成部１４は、遅延部２３−１乃至２３−４から供給されるチャネル１乃至４の４個の変調データを重畳し、重畳後の変調データ（送信データ）をベースバンド変換部１５に出力する。
【００５７】
位相をずらして複数のチャネルのデータを送信する特性上、受信側では、他の通信方式と比較するとチャネル間の同期をとることが難しくなる。そのため、OFDM通信において送信側がFFT処理を行うように、送信装置１は、複数チャネルのデータを位相をずらした後にデータを重畳する。
【００５８】
ベースバンド変換部１５は、ベースバンド信号である重畳後の変調データに、所定の周波数の信号（搬送波信号）を乗算することにより、ベースバンド信号をRF (Radio Frequency)信号に変換する。アンテナ１６は、ベースバンド変換部１５から供給されるRF信号を出力する。
【００５９】
なお、図７の送信装置１は、各チャネルの変調データを重畳後に、搬送波信号と乗算する構成としたが、各チャネルの変調データに搬送波信号を乗算してから、合成するようにしてもよい。即ち、合成部１４とベースバンド変換部１５の配置を逆とすることもできる。ただし、合成部１４とベースバンド変換部１５の配置を逆とした場合で、各チャネルの変調データに乗算する搬送波信号の位相がずれている場合には、搬送波信号の位相ずれによる振幅の変化も発生するため、受信側で閾値を用いた判定の数が増加することになる点に注意する必要がある。各チャネルの変調データに乗算する搬送波信号の位相にずれがない場合には、閾値を用いた判定の数が増加することはない。
【００６０】
図８は、受信装置の構成例を示すブロック図である。
【００６１】
図８の受信装置５１は、アンテナ６１、ベースバンド変換部６２、位相調整ブロック６３、復調ブロック６４、および出力ブロック６５により構成されている。
【００６２】
位相調整ブロック６３は、チャネル１乃至４それぞれに対応する遅延部７１−１乃至７１−４を有する。復調ブロック６４および出力ブロック６５も同様に、チャネル１乃至４それぞれに対応する復調部７２−１乃至７２−４およびデータ出力部７３−１乃至７３−４を有する。
【００６３】
アンテナ６１は、RF信号を受信し、ベースバンド変換部６２に供給する。このRF信号は、送信装置１から送信されてくる送信データに対応するものであり、４チャネルのデータが重畳されている重畳データの信号である。
【００６４】
ベースバンド変換部６２は、アンテナ６１から供給されるRF信号に所定の周波数の信号（搬送波信号）を掛け合わせることにより、RF信号をベースバンド信号に変換する。変換後のベースバンド信号は、位相調整ブロック６３の遅延部７１−１乃至７１−４それぞれに供給される。
【００６５】
遅延部７１−ｉは、上述した遅延部２３−ｉと同様に、ベースバンド変換部６２から供給される重畳データを所定時間遅延させて復調部７２−ｉに供給する。したがって、遅延部７１−ｉも、位相が互いに異なるように重畳データをずらす。
【００６６】
復調部７２−ｉは、遅延部７１−ｉから供給される重畳データを復調し、復調後の受信データをデータ出力部７３−ｉに供給する。復調部７２−ｉの詳細については図９を参照して後述するが、復調部７２−ｉは、図６を参照して説明したように、１つ前のT/4区間の受信波形（即ち、T/4時間前の受信波形）の振幅値に対して、振幅値が増加したか、減少したか、または変化していないかを判定することにより、自分のチャネルの受信データを認識（復調）することができる。
【００６７】
データ出力部７３−ｉは、復調部７２−ｉから供給された受信データを、図示せぬ後段のデータ処理部等に供給する。
【００６８】
図９は、復調部７２−ｉの詳細な構成例を示すブロック図である。
【００６９】
復調部７２−ｉは、分配部８１、T/4遅延部８２、振幅比較部８３、値決定部８４、およびバッファメモリ８５により構成されている。
【００７０】
分配部８１は、遅延部７１−ｉから供給された重畳データをT/4遅延部８２と振幅比較部８３の両方に供給する。T/4遅延部８２は、分配部８１から供給された重畳データをT/4時間だけ遅延させ、その後、振幅比較部８３に供給する。
【００７１】
振幅比較部８３は、分配部８１から供給される現在の重畳データ（いま受信した重畳データ）と、T/4遅延部８２から供給される１つ前のT/4区間の重畳データとを比較して、その比較結果を値判定部８４に供給する。即ち、振幅比較部８３は、現在の重畳データがT/4時間前の重畳データと比較して、増加したか、減少したか、または変化していないかを判定し、その旨を値決定部８４に供給する。振幅比較部８３には、ADコンバータ等による多ビットでの閾値判定器を用いることができる。
【００７２】
値決定部８４は、振幅比較部８３から供給される比較結果に応じて、受信データを決定する。より具体的には、値決定部８４は、図１０に示されるように、振幅比較部８３から、現在の重畳データがT/4時間前の重畳データと比較して増加した旨の比較結果が供給された場合、受信データが１であると決定する。また、値決定部８４は、振幅比較部８３から、現在の重畳データがT/4時間前の重畳データと比較して減少した旨の比較結果が供給された場合、受信データが０であると決定する。さらに、現在の重畳データがT/4時間前の重畳データと比較して変化していない旨の比較結果が供給された場合には、値決定部８４は、バッファメモリ８５に記憶されている１シンボル区間前のチャネルｉの受信データを取得して、それを受信データに決定する。決定された受信データは、データ出力部７３−ｉに供給される。
【００７３】
バッファメモリ８５は、値決定部８４が出力した受信データを記憶することにより、１シンボル区間前のチャネルｉの受信データと記憶する。次の受信データが値決定部８４から供給された場合には、バッファメモリ８５は、現在記憶している受信データを上書きして記憶する。
【００７４】
なお、受信装置５１において、送信装置１で説明した合成部１４とベースバンド変換部１５の関係と同様に、ベースバンド変換部６２と位相調整ブロック６３の配置を逆とすることもできる。
【００７５】
次に、図１１のフローチャートを参照して、送信装置１が行う送信処理について説明する。
【００７６】
図示せぬデータ処理部等から、チャネルｉの送信データがデータ入力部２１−ｉに供給されると、ステップＳ１において、データ入力部２１−ｉは、供給された送信データを変調部２２−ｉに入力する。
【００７７】
ステップＳ２において、変調部２２−ｉは、データ入力部２１−ｉから供給されたチャネルｉの送信データを、所定の変調方式で変調し、変調後の送信データ（変調データ）を遅延部２３−ｉに供給する。
【００７８】
ステップＳ３において、遅延部２３−ｉは、変調部２２−ｉから供給された変調データを所定時間遅延させ、その後、合成部１４に供給する。
【００７９】
ステップＳ４において、合成部１４は、遅延部２３−１乃至２３−４から供給されたチャネル１乃至４の４個の変調データを重畳し、重畳後の変調データ（送信データ）をベースバンド変換部１５に出力する。
【００８０】
ステップＳ５において、ベースバンド変換部１５は、ベースバンド信号をRF 信号に変換し、アンテナ１６からRF信号を出力して、処理を終了する。
【００８１】
図１１の送信処理は、チャネル１乃至４の送信データがデータ入力部２１−１乃至２１−４に供給されるごとに繰り返し実行される。
【００８２】
次に、図１２のフローチャートを参照して、受信装置５１が行う受信処理について説明する。
【００８３】
初めに、ステップＳ１１において、アンテナ６１がRF信号を受信し、ベースバンド変換部６２は、受信したRF信号をベースバンド信号に変換する。
【００８４】
ステップＳ１２において、遅延部７１−ｉは、ベースバンド変換部６２から供給された重畳データを所定時間遅延させ、その後、復調部７２−ｉに供給する。
【００８５】
ステップＳ１３において、復調部７２−ｉは、遅延部７１−ｉから供給される重畳データを復調する復調処理を行う。復調処理の詳細は、図１３のフローチャートを参照して後述する。
【００８６】
ステップＳ１４において、データ出力部７３−ｉは、復調部７２−ｉにより復調して得られた受信データを、図示せぬ後段のデータ処理部等に出力して、処理を終了する。
【００８７】
図１３は、図１２のステップＳ１３における復調処理の詳細なフローチャートである。
【００８８】
復調処理では、初めに、ステップＳ２１において、分配部８１が、遅延部７１−ｉから供給された重畳データを分配する。即ち、分配部８１は、遅延部７１−ｉから供給された重畳データを、T/4遅延部８２と振幅比較部８３の両方に供給する。
【００８９】
ステップＳ２２において、T/4遅延部８２は、分配部８１から供給された重畳データをT/4時間だけ遅延させ、その後、振幅比較部８３に供給する。
【００９０】
ステップＳ２３において、振幅比較部８３は、分配部８１から供給された現在の重畳データと、T/4遅延部８２から供給されたT/4時間前の重畳データとを比較して、その比較結果を値判定部８４に供給する。
【００９１】
ステップＳ２４において、値決定部８４は、振幅比較部８３から供給された比較結果に応じて、受信データを決定する。より具体的には、値決定部８４は、振幅比較部８３から、現在の重畳データをT/4時間前の重畳データと比較して、増加した旨の比較結果が供給された場合、受信データが１であると決定し、一方、減少した旨の比較結果が供給された場合、受信データが０であると決定する。また、現在の重畳データをT/4時間前の重畳データと比較して変化していない旨の比較結果が供給された場合には、値決定部８４は、バッファメモリ８５に記憶されている１シンボル区間前の受信データを取得して、それを受信データに決定する。そして、値決定部８４は、決定された受信データをデータ出力部７３−ｉとバッファメモリ８５に供給する。
【００９２】
ステップＳ２５において、バッファメモリ８５は、値決定部８４から供給された受信データを記憶し、図１２の受信処理に戻る。
【００９３】
図１２の受信処理は、送信装置１から送信されてきた送信データ（のRF信号）を受信するたび、繰り返し実行される。
【００９４】
ところで、復調部７２−ｉの決定部８４には、誤り検出および誤り訂正の機能を持たせることが可能である。次に、決定部８４が行う誤り検出および誤り訂正について説明する。
【００９５】
受信装置５１は、上述したように、チャネル１乃至４の送信データを重畳したものを受信するので、受信装置５１が受信する受信波形の振幅値は、チャネル１乃至４各々の振幅の和となる。
【００９６】
図１４は、チャネル１乃至４の送信データの組み合わせと、各組み合わせにおける受信波形の振幅値を示している。
【００９７】
送信すべきデータが“１”のときは送信データを１増加させ、送信すべきデータが“０”のときは送信データを１減少させるので、図１４において、受信波形の振幅値は、各チャネルの送信データ“１”については“１”と、各チャネルの送信データ“０”については“−１”としたときの和となる。
【００９８】
図１４をまとめると、図１５に示されるように、受信波形が振幅値として取りうる値は、２，１，０，−１，２の５種類である。
【００９９】
図１５においては、振幅値が−２であるときを状態A、振幅値が−１であるときを状態B、振幅値が０であるときを状態C、振幅値が１であるときを状態D、振幅値が２であるときを状態Eとしている。
【０１００】
また、各チャネルにおける一度の変化量は１で一定であるので、状態遷移としては、各状態において、現在の状態からどちらか一方の隣の状態に遷移するか、または現在の状態を維持するかである。例えば、現在の状態が状態Dであるとすると、次の状態としては、状態Cとなる（即ち、振幅値が１だけ減少する）か、状態Eとなる（即ち、振幅値が１だけ増加する）か、または、状態Dのままのいずれかしか取り得ない。
【０１０１】
従って、図１５に示した遷移条件から外れるような状態遷移が発生した場合、即ち、一度の変化量１を超えている場合は、いま受信した受信データに誤りがあるか、または、T/4時間前の受信データに誤りがあることになる。例えば、受信波形の振幅値が状態Dの１である場合に、次のT/4時間後の受信データが−１である場合には、いま受信した受信データか、または、T/4時間前の受信データに誤りがあることになる。
【０１０２】
受信装置５１では、以上のようにして受信データの誤り検出を行うことができる。
【０１０３】
次に、誤り訂正について説明する。
【０１０４】
受信波形の振幅値が取り得る最小値または最大値である場合、つまり、受信波形の振幅値が２である場合と−２である場合は、各チャネルの受信データが一意に決定される。図１４を参照してわかるように、受信波形の振幅値が２であるときは、チャネル１乃至４の受信データがいずれも１である場合しかなく、受信波形の振幅値が−２であるときは、チャネル１乃至４の受信データがいずれも０である場合しかないからである。
【０１０５】
従って、受信装置５１は、受信波形の振幅値が取り得る最小値または最大値である場合、各チャネルの受信データがすべてわかるので、この特定の振幅値（２または−２）を基にして、その前後の振幅値を構成する各チャネルの受信データの誤りの有無および訂正を行うことができる。
【０１０６】
また、状態遷移の条件から、各チャネルの受信データの誤りの有無および訂正を行うことも可能である。例えば、上述した受信波形の振幅値が状態Dの１である場合において、T/4時間前の振幅値に対して増加により状態Dとなった場合には、１シンボル区間前の受信データが０であった、即ち、０→１という変化があったということが分かるので、１シンボル区間前の受信データの誤り検出および訂正を行うことができる。１→０という変化があった場合も同様に誤り検出および訂正を行うことができる。
【０１０７】
次に、スペクトルから見た本通信方式の効果について説明する。
【０１０８】
本通信方式は、１周期Tを４分割した各T/4区間において、T/4区間に割り当てられたチャネルのデータに値の変化がない場合には、波形の振幅変化が小さいという前提の上で、振幅変化の有無により、値の変化をみるチャネルの受信データを識別可能とするものである。従って、各T/4区間における波形の振幅変化は小さい必要がある。また、同時に利用するチャネル数が増加するほど、値の変化が生じた場合の波形の変化を急峻にする必要がある。したがって、図３を参照して説明したように、式（１）における２次、３次の高調波成分である３倍波、５倍波等の高調波もある程度利用する必要がある。
【０１０９】
図１６は、図２に対応する１倍波のみを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示しており、図１７は、図３に対応する３倍波までを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示している。図１８は、さらに５倍波までを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示している。
【０１１０】
図１６乃至図１８を比較して分かるように、高調波を通過させると帯域が広がってしまう。即ち、チャネル数が増加した場合において、通信品質の向上を図るため、より具体的には他のチャネルの影響を極力なくすため、高調波を通過させるようにすると、周波数帯域を狭めるという観点では、従来の手法と比較したときの利点が減少してしまう。
【０１１１】
しかしながら、本通信方式は、従来の手法と比較して、チャネル数が増加しても、スペクトルが振幅方向で微小に増加するのみで、ベースバンドの通過帯域以外の周波数の広がりが発生しないという利点を有している。
【０１１２】
例えば、図１９は、チャネル数を２に変更し、図１８における場合と同様に５倍波までを通信路に通過させた場合の、本通信方式の受信波形のスペクトルを示している。
【０１１３】
一方、従来の手法として、周波数分割多重方式（FDMA）を採用し、チャネル数が２で５倍波までを通信路に通過させた場合と、チャネル数が４で５倍波までを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを図２０に示す。図２０Aがチャネル数２の場合であり、図２０Bがチャネル数４の場合である。
【０１１４】
チャネル数が４である図１８のスペクトルと、チャネル数が２である図１９のスペクトルを比較すると、スペクトルにほとんど差がないことがわかる。即ち、本通信方式では、周波数帯域の広がりを抑制しつつ、多チャンネルのデータを送受信することができる。
【０１１５】
また、次数Nを増やした場合、図１７乃至図１９を参照してわかるように、高調波成分の信号強度（電力）は小さくなっている。このことは、式（１）からも、次数Nを増やした場合の高調波成分は、（２N−１）、即ち次数Nの２倍の逆数−１の大きさで小さくなるということが言える。
【０１１６】
これに対して、図２０に示される周波数分割多重方式（FDMA）では、各波形が持つ帯域を周波数上で並べるように配置するので、チャネル数が２の場合および４の場合のいずれにおいても、利用する全ての帯域で同じような信号強度（スペクトル）を持っている。
【０１１７】
従って、本通信方式は、従来の手法と比較して、帯域の狭帯域化と同時に、隣接する周波数チャネルへの影響を微小とすることができるということが言える。
【０１１８】
以上のように、本発明を適用した送信装置１および受信装置５１によれば、複数チャネル（４チャネル）のデータを同じ周波数帯域で重畳して送信することができる。また、隣接する帯域への送信電力の漏れ込みを従来の方式と比較して小さくすることができる。さらに、チャネル数が増えたとしても、時分割のように１波あたりの送信レートが変化することがない。
【０１１９】
また、帯域分割を行わないため、複数チャネルのデータを送っても、受信側で復調するために複数のPLL (Phase Locked Loop)を必要とせず、符号分割ではないため、受信側で復調するために逆拡散処理のような高速な計算処理も必要ではない。
【０１２０】
なお、上述した実施の形態では、同じ帯域で４チャネルのデータを同時に送信する例について説明したが、言うまでもなく、同時に送信するデータのチャネル数は、２，３、または５以上とすることが可能である。すなわち、ｎチャネル（ｎ≧２）のデータに対応することが可能である。また、上述した実施の形態は、無線通信の例であるが、本発明は、有線の通信にも適用することが可能である。
【０１２１】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【０１２２】
図２１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１２３】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。
【０１２４】
バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。
【０１２５】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１２６】
コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【０１２７】
そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１２８】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１２９】
本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１３０】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】４チャネルのデータを同位相で送信したときの送信データと受信側の受信波形を示す図である。
【図２】４チャネルのデータを位相をずらして送信したときの送信データと受信側の受信波形を示す図である。
【図３】４チャネルのデータを位相をずらして送信したときの送信データと受信側の受信波形を示す図である。
【図４】本発明を適用した通信装置が採用している通信方式の原理について説明する図である。
【図５】本発明を適用した通信装置が採用している通信方式の原理について説明する図である。
【図６】本発明を適用した通信装置が採用している通信方式の原理について説明する図である。
【図７】本発明を適用した送信装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用した受信装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】復調部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１０】値決定部の決定方法について説明する図である。
【図１１】送信装置の送信処理について説明するフローチャートである。
【図１２】受信装置の受信処理について説明するフローチャートである。
【図１３】受信処理内の復調処理について説明するフローチャートである。
【図１４】送信データの組み合わせと各組み合わせにおける受信波形の振幅値を示す図である。
【図１５】受信波形の振幅値の取りうる状態を説明する図である。
【図１６】１倍波のみを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示す図である。
【図１７】３倍波のみを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示す図である。
【図１８】５倍波のみを通信路に通過させた場合の受信波形のスペクトルを示す図である。
【図１９】チャネル数が２で５倍波の本通信方式の受信波形のスペクトルを示す図である。
【図２０】周波数分割多重方式におけるチャネル数が２と４の場合の受信波形のスペクトルを示す図である。
【図２１】本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  送信装置，  １２  変調ブロック，  １３  位相調整ブロック，  １４  合成部，  １５  ベースバンド変換部，  １６  アンテナ，  ２２−１乃至２２−４  変調部，  ２３−１乃至２３−４  遅延部，  ５１  受信装置，  ６１  アンテナ，  ６２  ベースバンド変換部，  ６３  位相調整ブロック，  ６４  復調ブロック，  ７１−１乃至７１−４  遅延部，  ７２−１乃至７２−４  復調部
【図１】
2009268020.tif 000004
【図２】
2009268020.tif 000005
【図３】
2009268020.tif 000006
【図４】
2009268020.tif 000007
【図５】
2009268020.tif 000008
【図６】
2009268020.tif 000009
【図７】
2009268020.tif 000010
【図８】
2009268020.tif 000011
【図９】
2009268020.tif 000012
【図１０】
2009268020.tif 000013
【図１１】
2009268020.tif 000014
【図１２】
2009268020.tif 000015
【図１３】
2009268020.tif 000016
【図１４】
2009268020.tif 000017
【図１５】
2009268020.tif 000018
【図１６】
2009268020.tif 000019
【図１７】
2009268020.tif 000020
【図１８】
2009268020.tif 000021
【図１９】
2009268020.tif 000022
【図２０】
2009268020.tif 000023
【図２１】
2009268020.tif 000024