JP4284773B2 - 送信装置、受信装置、通信システム、送信方法及び通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ変調信号の送信装置、受信装置及び送受信装置からなる通信システム、さらに送信装置、受信装置及び通信システムそれぞれにおける信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャリア通信を適用して多重チャネルを伝送するシステムとして、ヨーロッパではＤＡＢ（Digital Audio Broadcasting）システムがすでに実用化されている。ＤＡＢシステムにおいて、変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いている。ＯＦＤＭ変調方式を用いた放送システムでは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying : 直交位相変調）またはＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ：直交振幅変調）などのデータ変調方式によって変調された複数の直交する副搬送波（サブキャリア）が多重化してＯＦＤＭ変調信号を生成する。さらに、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間に有効シンボル波形の一部分を巡回させたガードインターバル期間を設けることによって、地上波の電波伝送におけるマルチパス（ゴースト波）の影響を低減することができる。即ち、予想されるゴースト波の遅延時間よりもガードインターバル期間を長くすることによって、受信側ではゴースト妨害を容易に取り除くことができる。
【０００３】
図２２及び図２３は、ＯＦＤＭ変調方式を用いた無線通信システムの一例を示している。
図２２はＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置の構成を示し、図２３はＯＦＤＭ変調信号を受信する受信装置の構成を示している。
【０００４】
図２２に示すように、ＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置は、チャネルエンコーダ１０１、時間インターリーブ回路１０２、シンボルマッピンク回路１０３、多重回路（ＭＵＸ）１０４、周波数インターリーブ回路１０５、差動変調回路１０６、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）１０７及び送信機（Ｔｘ）１０８によって構成されている。以下、送信装置の動作ついて説明する。
【０００５】
チャネルエンコーダ１０１は、入力されるＭ番目のチャネルのデータビット列（ビットストリーム）ＤＢＳM を符号化する。なお、当該符号化処理は、例えば、誤り訂正符号化処理などを含む。符号化されたデータ列が時間インターリーブ回路１０２によって、時間軸上ランダムに順序が入れ換えられる。時間インターリーブは、伝送路にある一定の時間帯に集中してノイズが大量に発生する、いわゆるバーストノイズに対処するための方法である。送信側で伝送するデータ系列に対して時間インターリーブを行い、受信側でデインターリーブ処理を行い、受信したデータ系列をもとの順序に戻す。このため、バーストノイズ（Burst Noise ）が発生した場合、ノイズの影響が伝送信号に分散し、データ伝送が完全に中断することを防止できる。
【０００６】
時間インターリーブ処理されたデータが、シンボルマッピング回路１０３によってそれぞれのサブキャリアに対して、所定のデータ変調方式に応じてマッピングされる。なお、マッピング処理に用いられるデータ変調方式は、例えば、ＱＰＳＫ，８ＰＳＫ、１６ＱＡＭなど様々である。なお、ＤＡＢにおいてはＱＰＳＫが用いられている。シンボルマッピング回路１０４によって、入力されたデータ系列に対応するシンボルストリームが生成される。
【０００７】
マッピング処理されたＭチャネルのシンボルストリームが、同様な処理によって生成した他チャネルのシンボルストリームとともに、多重回路１０４に入力され、多重回路１０４によって信号の多重化が行われる。もっとも簡単な例として、多重回路１０４は複数のチャネルのシンボルストリームを単純に直列に連結することにより多重化処理を実現できる。多重化されたシンボルストリームは、周波数インターリーブ回路１０５によって、シンボルの並び替えが行われる。その後、差動変調回路１０６によって、各シンボルは１変調時間前に送信された各シンボルとの間で各々差動変調が実施される。
【０００８】
差動変調されたシンボルストリームは、図示しない直列／変列変換回路によって、並列なデータに変換される。この並列なデータがそれぞれのサブキャリアにおける変調データとなり、周波数軸上スペクトラムのベクトルと見なすことができる。これらの変調データに対して逆フーリエ変換回路１０７によって、時間軸上の送信信号に変換され、送信機１０８によって高周波の送信周波数に変調され、アンテナを介して空間に放射される。
【０００９】
受信側では、送信側と逆の処理を行い、受信したＯＦＤＭ変調波を復調して、もとの情報データストリームを再生する。
図２３に示すように、受信装置は、チャネルデコーダ１１１、時間デインターリーブ回路１１２、ビット抽出回路１１３、チャネル選択回路１１４、周波数デインターリーブ回路１１５、差動復調回路１１６、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１７及び受信器（Ｒｘ）１１８によって構成されている。以下、受信装置の動作について説明する。
【００１０】
受信器１１８によって、受信アンテナに励起された高周波の受信信号のうち、所望の周波数帯域の信号を受信する。受信信号が周波数変換によってベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号に対して、フーリエ変換回路１１７によってフーリエ変換した結果、周波数軸上各々のサブキャリアの変調データに対応する受信シンボルが求められる。
【００１１】
それぞれの受信シンボルが伝送路において、例えば、フェージングの影響で位相などが変動していることから、１変調前に受信した各シンボルをリファレンスとして、１変調時間前に受信した各シンボルとの間の位相差を受信信号の位相値とすることによって伝送路の推定を行う。当該伝送路推定により受信信号の位相を求める手段は一般的に差動復調と呼ばれている。差動復調回路１１６において、差動復調が行われる。このようにして抽出された情報が位相成分に変調された受信シンボルは、周波数デインターリーブ回路１１５によって、シンボルの配置順序が元に戻されたあと、チャネル選択回路１１４によって、所望のチャネルのシンボルストリームが抽出される。
【００１２】
出力されたチャネルストリームがビット抽出回路１１３に入力される。ビット抽出回路１１３は、各サブキャリアのシンボルに対してディジタル復調を行い、例えば、ＱＰＳＫ変調されたシンボルに対して、受信符号化ビットストリームを抽出する。
【００１３】
時間デインターリーブ回路１１２によって、受信符号化ビットストリームがフレーム内時間デインターリーブ処理のよって元の順序で符号化ビットストリームの並びに戻される。さらに、これをチャネルデコーダ１１１によって、例えば、誤り訂正を行う復号処理が行われ、所望のチャネルの情報ビットストリームが得られる。
【００１４】
このような送受信装置からなる通信システムにおいて、送受信されるシンボルの並びを、周波数軸及び時間時間で表現すると、図２４のようになる。図２４では、周波数軸上に並べられた各サブキャリアにおけるシンボルは、当該周波数において１変調時間前に送信されたシンボルとの間で差動変調されている様子が示されている。この差動変調は、チャネル内に閉じたものではなく、他チャネルのシンボルとの間で差動変調が行われていることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＯＦＤＭ変調方式を適用した多重チャネルを伝送する通信システムにおいては、全チャネル一括で伝送路の推定が行われた後に所望のチャネルのシンボルを抽出することになっている。また、１チャネル分の情報を抽出するためにも他のチャネルのシンボルが必要であり、チャネル間で変調方式並びに伝送路推定方式のアイソレーションがとれない構造となっている。前述したＤＡＢシステムは放送システムであり、通常、各チャネルは常時信号の送信を行っているため、チャネル間の変調方式並びに伝送路推定方法のアイソレーションは必要とされていない。
【００１６】
しかし、パケット伝送トラヒックを収容するような場合には、各チャネルが常時信号の送受信を行わないことから、上記のようなシステム構成では変復調が不可能となり、変復調並びに伝送路推定をチャネル毎に（即ち、パケット毎に）閉じて行うことが必要となる。さらに、一般のパケット伝送トラヒックには、例えば、一回で送信する情報量（１パケットあたりの情報量）が数十バイトから数十キロバイト程度と大きく変動する。このようなトラヒックを収容する場合に、従来の方法で変復調を行うと以下のような不利益が生じる。
【００１７】
ＤＡＢシステムのように、差動位相変調が施されているような場合には、１変調時間前に送信したシンボルを伝送路推定用のリファレンスシンボルとして利用するため、たかだか１変調時間分のシンボル数で収容できる情報を送信したい場合であっても、リファレンスを含めて２変調分のシンボルの送受信が必要になる。これは伝送路帯域の有効利用の観点から明らかに無駄であり、このような場合には何らかの他の伝送路推定の方法を施すのが得策である。
【００１８】
一方、大容量の情報を送受信したい場合を考えると、従来の通信システムで用いられている差動変調により伝送路推定を行うと、伝送路推定が完璧に行われる場合に比べて、所要のＥｂ／Ｎｏ（Ｅｂ：受信装置によって受信された１ビットあたりのエネルギー、Ｎｏ：受信雑音、Ｅｂ／Ｎｏは受信側における受信データ１ビットあたりのＳ／Ｎ比を表す値である）でおよそ３ｄＢ劣化することが一般的に知られている。大容量の情報を送受信したい場合には、情報が変調されたシンボルの他に伝送路推定用のシンボルを送信し、伝送路推定を精度よく行い、復調した方がトータルの所要Ｅｂ／Ｎｏは低下し、効率のよい信号伝送が可能となる。この場合、伝送路推定用のシンボルの送信が必要となるため、帯域は余計に使用することになるが、送信する情報量が伝送路推定用のシンボルと比べて十分大きい場合、所要Ｅｂ／Ｎｏの観点から無駄なリソースの使用とはならない。また、所要Ｅｂ／Ｎｏが低下した分、伝送路推定用のシンボルの送信分だけ帯域を用意するために、符号化率を上げれば余計な帯域の使用にならない。
【００１９】
このように、例えば、パケット伝送トラヒックのように、情報伝送がバースト的に発生し、且つ１回あたりに送信する情報量が大きなダイナミックレンジで変動する場合には、変調方式並びに伝送路推定方法はチャネル毎にアイソレーションが取れていることが望ましく、また、送信情報毎に異なる伝送路推定方法が取られることが好適である。しかし、従来の通信システムではそのような配慮が十分になされていない。
【００２０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信する情報の特性に応じて、それに適した伝送路推定方法を適用することができ、情報伝送の効率を向上できる送信装置、受信装置、送受信装置からなる通信システム及びそれぞれの信号処理方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の送信装置は、送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信装置であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する直交変換回路とを有する。
【００２２】
また、本発明の受信装置は、送信装置によって送信開始したときもっとも高い比率でパイロット信号が付加された（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）マルチキャリア変調信号を受信する受信装置であって、受信信号を直交変調する直交変調回路と、上記直交変調回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路とを有する。
【００２３】
また、本発明の通信システムは、送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信システムであって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、上記パイロット付加回路の出力信号を直交変換する第１の直交変換回路と、上記第１の直交変換回路の出力信号を伝送路に送信する送信回路と、上記伝送路から伝送信号を受信する受信回路と、上記受信回路の受信信号を直交変換する第２の直交変換回路と、上記第２の直交変換回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路とを有する。
【００２９】
また、本発明の送信方法は、送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信方法であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する。
【００３１】
さらに、本発明の通信方法は、送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信方法であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換し、上記直交変換した信号を伝送路に送信し、上記伝送路から伝送信号を受信し、上記受信信号を直交変換し、上記直交変換された受信信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行い、上記伝送路推定の結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力する。
【００３２】
本発明によれば、例えば、パケット伝送トラヒックなどのようにバースト的かつ送信データの容量に大きなダイナミックレンジを有する情報を伝送する場合に、送信データの特性、例えば、パケットあたりの送信データの容量、データの重要度または送信データの再送の可否などに応じて、さらに、伝送路の状況、例えば、伝送路におけるノイズの影響などに応じて、これらの条件に適した比率で送信信号にパイロット信号を付加してデータの送受信を行う。この結果、送信データの特性及び伝送路の状況などに応じて、パイロット信号を付加する比率が制御されるので、受信側においてそれらの条件に適した伝送路推定を行うことができ、送信データを高精度に再生できるほか、通信システム全体として効率のよいデータ伝送を行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１及び図２は本発明に係るの第１の実施形態を示す回路図である。図１は本発明に係る送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図２は本発明に係る受信装置の一構成例を示すブロック図である。
図示のように、本実施形態の送信装置は、チャネルエンコーダ２０１、インターリーブ回路２０２、シンボルマッピング回路２０３、差動変調／パイロット付加回路２０４、信号ランダム化回路（RPS/ROT ）２０５、多重化回路（ＭＵＸ）２０６、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）２０７及び送信回路（Ｔｘ）２０８によって構成されている。以下、送信装置を構成するそれぞれの部分回路の動作について説明する。
【００３４】
チャネルエンコーダ２０１は、入力されるＭ番目のチャネルのビットストリームＤＢＳM を符号化する。なお、当該符号化処理は、例えば、誤り訂正符号化処理などを含む。符号化処理されたデータストリームは、インターリーバ２０２に供給される。
【００３５】
インターリーバ２０２は、入力されるデータストリームのそれぞれのデータの順序を並べ替えるインターリーブ処理を実施する。インターリーブ処理されたデータストリームがシンボルマッピング回路２０３に供給される。
【００３６】
シンボルマッピング回路２０３は、それぞれのサブキャリアにおけるデータ変調方式に応じて、シンボルストリームを生成する。なお、シンボルマッピング回路２０３の詳細の構成は後に説明する。
シンボルマッピング回路２０３によって生成されたシンボルストリームが差動変調／パイロット付加回路２０４に入力される。差動変調／パイロット付加回路２０４は、入力されたシンボルストリームに対して、送信データの特性、例えば、パケット通信の場合におけるパケットのデータ量、または伝送情報の重要度に対応する誤り率の許容値などに応じて、差動変調方式を選択し、若しくは伝送路推定用のパイロットシンボルを挿入する。差動変調／パイロット付加回路２０４によって、伝送シンボルストリームが生成される。
【００３７】
信号ランダム化回路２０５は、伝送シンボルストリームに対して、直交変換などを行う。信号ランダム化回路２０５における処理は、ランダム位相シフト処理（ＲＰＳ：Random Phase Shift）及びランダム直交変換処理（ＲＯＴ：Random Orthogonal Transform ）などによるスクランブル処理である。当該スクランブル処理によって、信号点がランダム化され、干渉波の識別を可能になる。なお、信号ランダム化回路２０５は、必要に応じて送信装置に設けられ、システムによって省略することも可能である。
【００３８】
差動変調／パイロット付加回路２０４、若しくは信号ランダム化回路２０５によって出力される伝送シンボルストリームが多重化回路２０６に入力される。多重化回路２０６は、Ｍチャネルの伝送シンボルストリームと他の複数のチャネルの伝送シンボルストリームを多重化して、多重化した伝送信号を出力する。なお、他のチャネルの伝送シンボルストリームは、上述したＭ番目のチャネルの伝送シンボルストリームとほぼ同じ処理を経て生成されているものである。
【００３９】
多重化された伝送信号は逆フーリエ変換回路２０７によって、逆フーリエ変換が実施され、時間軸上の送信信号が生成される。さらに、逆フーリエ変換回路２０７は、得られた時間軸上の送信信号にガードバンドを付加して、さらに時間ウィンドウにより送信信号に対して時間制限を行う。
送信回路２０８は、逆フーリエ変換回路２０７から出力される送信信号を高周波の送信周波数に変調して送信アンテナを通して空間に放射する。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態の受信装置は、チャネルデコーダ２１１、デインターリーブ回路２１２、ビット抽出回路２１３、伝送路推定回路２１４、信号ランダム化復調回路（RPS/ROT ）２１５、チャネル選択回路２１６、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）２１７及び受信回路（Ｒｘ）２１８によって構成されている。以下、受信装置を構成するそれぞれの部分回路の動作について説明する。
【００４１】
受信回路２１８は、所望の周波数帯域の信号を受信し、受信した高周波の信号に対して周波数変換を行い、ベースバンドの信号を出力する。このベースバンド信号はフーリエ変換回路２１７に供給される。
フーリエ変換回路２１７は、受信回路２１８から入力されるベースバンドの信号に対してフーリエ変換処理を行い、各サブキャリアにおける受信シンボルを求める。
【００４２】
チャネル選択回路２１６は、フーリエ変換回路２１７によって得られた各サブチャネルの受信シンボルのうち所望のチャネルの受信シンボルを選択する。なお、チャネル選択回路２１６は、フーリエ変換回路２１７の前段に配置することもできる。即ち、チャネル選択回路２１６を受信回路２１８とフーリエ変換回路２１７の間に設け、受信回路２１８によって受信されたベースバンドの信号のうち、所望のチャネルの受信信号のみを選択して、フーリエ変換回路２１７に供給する。
【００４３】
信号ランダム化復調回路２１５は、選択された所定のチャネルの受信シンボルに対して、直交変換を行うことによって、もと通りの受信シンボルストリームに戻す。なお、信号ランダム化復調回路２１５は、図１に示す送信装置における信号ランダム化回路２０５に対応して設けられている。即ち、送信装置において、信号ランダム化回路２０５によって直交変換して、信号点がランダム化された送信信号に対して、受信装置において、再度直交変換を行うことによって元の順序に戻される。このため、送信装置に信号のランダム化が行われていない場合、受信装置において信号ランダム化復調処理を不要である。
【００４４】
伝送路推定回路２１４は、伝送路における伝送信号の位相変動を推定し、伝送路で発生した位相変動を補正する。受信シンボルストリームは、伝送路において位相などが変動しているから、伝送路推定回路２１４において、差動変調あるいは送信装置によって付加されたパイロットシンボルを用いて、伝送路推定を行い、伝送路によって受信シンボルに発生した位相変動を推定する。そして、求めた位相変動量を用いて、受信シンボルに対して位相の補正を行い、純粋に伝送情報に応じて変調された受信シンボルストリームを求める。補正された受信シンボルストリームは、ビット抽出回路２１３に供給される。
ビット抽出回路２１３は、受信符号化シンボルストリームを抽出する。
なお、伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の詳細について後に具体的な回路例を挙げて説明する。
【００４５】
デインターリーブ回路２１２は、ビット抽出回路２１３によって抽出された受信符号化シンボルストリームに対して並び替えを行い、もとの順序に戻す。即ち、送信装置においてインターリーブ回路２０２によって並び替えが行われた伝送シンボルストリームに対して、その逆の処理が行われるので、受信符号化シンボルストリームを形成するそれぞれのデータが元の順序に並び替えられる。
【００４６】
デインターリーブ処理された受信符号化シンボルストリームがチャネルデコーダ２１１に入力される。チャネルデコーダ２１１は、受信符号化シンボルストリームに対して、例えば、誤り訂正復号処理などを行う。これによって、送信装置によって送信した複数のチャネルの送信信号のうち所望のチャネル情報に対応するビットストリームが得られる。なお、誤り訂正復号処理は、例えば、ビタビ復号処理などを含む処理である。
【００４７】
上述した送信装置及び受信装置によって、通信システムが構成されている。当該通信システムによって、Ｍ番目の送信チャネルにおいて、送信情報を示すデータストリームＤＢＳM がチャネルエンコーダ２０１によって符号化され、インターリーブ処理した後シンボルマッピングが行われ、送信シンボルストリームが形成される。さらに送信データの特性に応じて、差動変調またはパイロットシンボルが付加され、必要に応じて直交処理によって信号のランダム化処理が行われたあと、多重化回路に入力される。他の複数のチャネルの送信データストリームがそれぞれ同じ処理を経て多重化回路２０６に入力され、多重化回路２０６によって多重化処理が行われ、送信シンボルストリームが形成される。このように形成された送信シンボルストリームが逆フーリエ変換処理によって、時間軸上の送信信号波形が得られ、送信回路２０８によって高周波の送信周波数に変調され、送信される。
【００４８】
受信装置によって、所望の周波数帯域の送信信号が受信され、周波数変換にってベースバンドに変換される。ベースバンドに変換された受信信号がフーリエ変換によって、それぞれのサブキャリアに対応する受信シンボルが得られる。さらに、所望のチャネル受信シンボルが選択され、必要に応じて再度の直交変換によって元のシンボル系列が復元され、伝送路推定回路２１４によって、伝送路推定が行われ、受信シンボルストリームにおける位相変動が補正される。位相補正された受信シンボルストリームがビット抽出回路２１３によって受信符号化ビットストリームが抽出され、さらにデインターリーブ回路２１２によりデータが並び替えられ、もとの順序に戻されたあと、チャネルデコーダ２１１によって、例えば誤り訂正復号処理が実施される。
【００４９】
このように構成された通信システムによってＯＦＤＭ変調方式による情報データの伝送が行われ、高精度の信号伝送を実現できる。
なお、上述した通信システムでは、送信装置において複数のチャネルを多重化して送信し、受信装置がそのうち１チャネルを受信する場合を示しているが、実際の通信システムは、これに限定されるものではなく、例えば、送信装置が１チャネルを使用して送信し、受信装置が多重化された信号を受信する場合も存在する。
【００５０】
以下、本実施形態の通信システムにおける伝送路推定の方法について、図を参照しながら詳細に説明する。
例えば、パケット伝送トラヒックにおいては、コマンド情報などの数バイト程度の少量のデータを送信する場合もあれば、数十キロバイト程度の比較的大量のデータを送信することもある。また、情報の伝送には極力時間を掛けずに行いたいとい要望もある。このような環境を鑑みて、マルチキャリア伝送で情報を送受信する場合、データの属性に応じて伝送路推定の方法を変更することが有効である。ここでは、データの属性として、“送受信するデータの大きさ”を例にとり、１ブロックで送受信するデータの大きさに応じて伝送路推定の方法を変更する送受信方法について説明する。
【００５１】
伝送路推定方法１
図３は、本発明の送信装置における伝送路推定方法１、即ち差動変調の一例を示す図である。この差動変調例において、１変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動変調の一例を示している。図示のように、少量のデータからなるパケットを送信する場合、この例では、例えば１変調時間シンボルのみの送受信を行う場合に、周波数軸上隣接するシンボルをリファレンスとして伝送路推定を行い、受信シンボルの推定を行う。このような伝送路推定方法において、周波数軸上の差動位相変調となる。具体的に、例えば、図示のように、サブキャリアｆ１，ｆ２，…，ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ１，ＳＹＢ２，…，ＳＹＢ７を伝送する場合、シンボルＳＹＢ１をリファレンスとしてそのまま伝送され、シンボルＳＹＢ２とシンボルＳＹＢ１との差分を次の送信シンボルとする。そして、以下シンボルＳＹＢ３からシンボルＳＹＢ７まではシンボルＳＹＢ２と同様に、それぞれ一つ前のサブキャリアにおける送信シンボルとの差分をとって、差分シンボルを実際の送信シンボルとして伝送する。
【００５２】
このようにシンボルの送受信を行うことにより、１変調時間分のシンボルの送受信のみで情報の伝達が可能となり、必要最低限の帯域を利用した通信が行われることになる。遅延を伴うマルチパス環境においては、周波数特性がフラットにならないが、２サブキャリア間くらいはおよそフラットな特性と考えられるため、サブキャリア間での差動変調でも特性の劣化は最小限に抑制することが可能である。
【００５３】
伝送路推定方法２
図４は、本実施形態における他の伝送路推定方法、即ち数変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動変調方式の一例を示している。この場合、周波数方向並びに時間方向への差動位相変調を実施される。図示の例では、時間軸上において、１シンボル目に送信されるシンボルＳＹＢ１１〜ＳＹＢ１７については、周波数軸上で隣接するシンボルをリファレンスとして差動位相変調を行う。即ち、図３に示す例と同じく、例えば、シンボルＳＹＢ１２を送信する場合、シンボルＳＹＢ１２とＳＹＢ１１との差分を実際の伝送シンボルとして送信する。以降、シンボルＳＹＢ１７までの各々のサブキャリアにおけるシンボルはそれぞれ同じように一つ前のサブキャリアにおけるシンボルとの差分に応じて伝送シンボルを生成する。
【００５４】
時間軸上において２シンボル目以降に送信されるシンボルについては、時間軸上で隣接するシンボルをリファレンスとして差動位相変調を行う。例えば、時間ｔ２にサブキャリアｆ１〜ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２７を送信する場合に、シンボルＳＹＢ２１と時間ｔ１に送信されるサブキャリアｆ１のシンボルＳＹＢ１１との差分を求めて、伝送シンボルを生成し、また、同様に、サブキャリアｆ２からｆ７までの各サブキャリアにおけるシンボルＳＹＢ２２〜ＳＹＢ２７に対して、それぞれ時間ｔ１に送信されるシンボルＳＹＢ１２〜ＳＹＢ１７との差分に応じて差分シンボルが求められ、差動位相変調が行われる。
同様に、時間ｔ３にサブキャリアｆ１〜ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３７を送信する場合に、それぞれ時間ｔ２に送信されるシンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２７との差分に応じて差分シンボルが求められ、差動位相変調が行われる。
【００５５】
上述したように送信装置によって送信する各々のシンボルに対して差動位相変調を行った場合、受信装置ではそれに応じて、受信シンボルに対し最初に受信したリファレンスシンボルを用いて、各々の受信シンボルを差動位相復調して、元の送信シンボルを求める。
【００５６】
このような送受信を行うことにより、情報が変調されていないリファレンスシンボルを周波数軸／時間軸の１シンボル目のみとすることができ、情報を変調するシンボルを最大数確保することができる。さらに、２シンボル目からは時間方向の差動位相変調を行っているため、周波数特性が比較的に激しい伝播環境においても良好に通信路を確保することができるだけでなく、アナログフィルタの特性がフラットではない場合においてもその影響を最小限に抑えることが可能となる。なお、図４では、時間軸上に３シンボル分を送信する場合を例示したが、３シンボルに限定することなく、数シンボルの送受信を行う場合でも常に適用できることはいうまでもない。
【００５７】
伝送路推定方法３
図５は、数変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動位相変調の他の例を示している。図示のように、この例では、図４に示す例とほぼ同様に、サブキャリアｆ１〜ｆ７を用いて変調時間ｔ１，ｔ２，ｔ３それぞれにおいて、シンボルＳＹＢ１１，ＳＹＢ１２，…，ＳＹＢ１７，ＳＹＢ２１，ＳＹＢ２２，…，ＳＹＢ２７，ＳＹＢ３１，ＳＹＢ３２，…，ＳＹＢ３７を伝送する。
【００５８】
図５に示すように、時間軸上２シンボル目以降のシンボルに関して、リファレンスシンボルを周波数軸／時間軸の何れかの隣接するシンボルで混在しても構わない。この例においても、情報が位相変調されていないリファレンスシンボルは１シンボルのみとすることができる。
具体的に、例えば、時間ｔ１において、サブキャリアｆ１〜ｆ７それぞれにおけるシンボルＳＹＢ１１〜ＳＹＢ１７を伝送する場合、隣接するサブキャリアにおけるシンボルをリファレンスとして、それぞれの差分を求めて差動位相変調を行う。そして、時間ｔ２においては、隣接する時間軸または周波数軸のサブキャリアをリファレンスとして、それぞれのシンボルの位相差を求めて、差動位相変調を行う。例えば、シンボルＳＹＢ２１を送信する場合に、時間軸上隣接するシンボル、即ち時間ｔ１におけるシンボルＳＹＢ１１との差分を求め、伝送シンボルを生成する。シンボルＳＹＢ２２を送信する場合には、周波数軸上隣接するシンボル、即ちサブキャリアｆ１におけるシンボルＳＹＢ２１との差分を求めて、伝送シンボルを生成する。以降、送信する各シンボルＳＹＢ２３〜ＳＹＢ２７において、それぞれ周波数または時間軸上隣接するシンボルとの差分によって伝送シンボルを生成する。さらに、時間ｔ３におけるシンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３７を送信する場合も同様な処理とする。
【００５９】
なお、図５に示す差動位相変調の例では、差分シンボルを生成する場合リファレンスシンボルとなる隣接のシンボルの選択パターンを受信装置に通知する必要がある。また、当該リファレンスシンボルのパターンを予め送受信装置の間に一つの取り決めとして決定することによって、パターンの伝送を不要となる。例えば、リファレンスシンボルのパターンを通信システムの通信プロトコルとして予め決め、通信のとき送信装置及び受信装置はそれぞれプロトコルによって決められたパターンでリファレンスシンボルを選択し、それに応じて送信装置では送信シンボルに対して差分シンボルを求め、差動位相変調を行い、受信装置ではプロトコルに従ってリファレンスシンボルを選択し、受信シンボルに対して元の送信シンボルを再生する。
【００６０】
図５に示す場合においては、通信チャネル毎に各シンボルに対するリファレンスシンボルを設定するパターンを変更することによって、他チャネルの信号（干渉波）は差動位相復調後の信号点が意味を持つものではなくなるため、復調後のビットストリームが誤り検出で誤りと判断される。したがって、異なるチャネルのデータを自局宛てのデータと誤って復調することもなくなり、簡易的な暗号化の効果も同時に得ることが可能である。
【００６１】
図６及び図７は、伝送路推定の他の方法を示す図である。以下、これらの図を参照しながら、これらの伝送路の推定方法について説明する。
大容量のデータを送信する場合には、情報データによって変調されているシンボルの他に伝送路推定用のシンボルを挿入し、これらのシンボルをともに送信する。そして、受信装置において、伝送路推定用シンボルを用いて伝送路の位相変動を求め、それに応じて情報データによって変調されたシンボルに対して、位相誤差を補正することによって、正確に情報シンボルを再生可能である。また、これによって、差動位相変調を行った場合と比して伝送信号のトータルの所要Ｅｂ／Ｎｏを低減させることができる。
なお、以下の説明において、便宜上情報データによって変調されたシンボルを情報シンボルといい、伝送路推定用シンボルをパイロットシンボルという。
【００６２】
伝送路推定方法４
図６において、情報シンボルにパイロットシンボルを挿入する一例を示している。図示のように、時間ｔ１において、サブキャリアｆ１に情報シンボルＳＹＢ１１があてられ、サブキャリアｆ２にパイロットシンボルＰＳＢ１１があてられている。また、他のサブキャリアｆ３〜ｆ９には、それぞれ情報シンボルＳＹＢ１２〜ＳＹＢ１６及びパイロットシンボルＰＳＢ１２，ＰＳＢ１３があてられている。
【００６３】
時間ｔ２において、サブキャリアｆ１〜ｆ９において、情報シンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２６及びパイロットシンボルＰＳＢ２１，ＰＳＢ２２，ＰＳＢ２３がそれぞれあてられている。さらに、時間ｔ３においてもほぼ同様に、サブキャリアｆ１〜ｆ９において、情報シンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３６及びパイロットシンボルＰＳＢ３１，ＰＳＢ３２，ＰＳＢ３３がそれぞれあてられている。
【００６４】
図６に示すように、この例では、パイロットシンボルは、情報シンボルに対して一定の比率で割り当てられている。具体的に、情報シンボル二つにパイロットシンボル一つが挿入されている。なお、変調時間毎にパイロットシンボルの挿入する場所、即ち、割り当てられているサブキャリアがずらしている。例えば、時間ｔ１において、パイロットシンボルＰＳＢ１１がサブキャリアｆ２に割り当てられ、さらに、パイロットシンボルＰＳＢ１２，ＰＳＢ１３がそれぞれサブキャリアｆ５，ｆ８２に割り当てられている。これに対して、時間ｔ２において、パイロットシンボルＰＳＢ２１，ＰＳＢ２２及びＰＳＢ２３がそれぞれサブキャリアｆ３，ｆ６及びｆ９に割り当てられ、さらに、時間ｔ３において、パイロットシンボルＰＳＢ３１，ＰＳＢ３２及びＰＳＢ３３がそれぞれサブキャリアｆ１，ｆ４及びｆ７に割り当てられている。
【００６５】
上述したように、送信装置において、情報シンボルに対して一定の割合でパイロットシンボルを挿入する。それぞれのパイロットシンボルは、予め定められているサブキャリア／時間帯に挿入される。それ以外のサブキャリア及び時間帯に通常の情報シンボルが割り当てられる。そして、受信装置では、受信したシンボルのうちパイロットシンボルを抽出して、それに応じて伝送路の特性を推定し、これをもとに伝送路上で生じた他の情報シンボルの位相変動などを補正し、情報シンボルを正しく再生する。送信するデータが大容量の場合には、送信する情報シンボルの総数に対してパイロットシンボルの占有率を下げられるため、図３〜図５に示した差動位相変調による信号の劣化を回避でき、トータルの所要Ｅｂ／Ｎｏを低減することが可能となる。
【００６６】
また、大容量のデータを伝送する場合に、狭い周波数帯域幅でより多くのデータを伝送しなければならないこともあり、このような場合には、通常のＱＰＳＫ変調の代わりに、ＱＡＭなどの多値変調が適用されることが想定される。例えば、１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭなどのデータ変調方式が多用されることになる。これらの多値変調においては、振幅成分にも情報が変調されることから、前述した差動位相変調はもはや適用不可能となる。この観点からも、大容量のデータ伝送を行う場合には、伝送路推定方法として、差動位相変調よりパイロットシンボルを用いた方が好ましい。
【００６７】
なお、図６に示す例では、パイロットシンボルは常に一定の割合で情報シンボルに挿入されているが、本発明はこれに限定されず、送信時間の経過に伴い、情報シンボルに対するパイロットシンボルの割り当て比率を変える可変パイロットシンボルによる伝送路の推定方法もある。
【００６８】
伝送路推定方法５
図７は、パイロットシンボルを一定の比率ではなく、送信開始からの経過時間に従って変化する比率で割り当てる例を示している。図示のように、例えば、ｋ個のサブキャリアｆ１，ｆ２，ｆ３，…，ｆｋ（ｋは自然数である）に対して情報シンボル及びパイロットシンボルがそれぞれ割り当てられる。さらに、送信開始からの経過時間に伴い、各変調時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，…，ｔｍ（ｍは自然数である）におけるパイロットシンボルの割り当て比率が徐々に変化する。
【００６９】
例えば、変調時間ｔ１において、情報シンボル一つ毎にパイロットシンボルが挿入されている。図示のように、情報シンボルＳＹＢ１１とＳＹＢ１２との間にパイロットシンボルＰＳＢ１１が挿入されている。次の変調時間ｔ２において、情報シンボル二つ毎にパイロットシンボルが一つ挿入されている。例えば、情報シンボルＳＹＢ２１とＳＹＢ２２の後に、パイロットシンボルＰＳＢ２１が挿入されている。次に、変調時間ｔ３において、情報シンボル三つ毎にパイロットシンボル一つが挿入されている。
【００７０】
ここで、パイロットシンボルと情報シンボルの数の比をパイロットシンボルの比率と定義する。上述した例では、送信開始直後の変調時間ｔ１において、パイロットシンボルの比率は、１／２であり、その次の変調時間ｔ２においてその比率は１／３に低下する。同様に、時間ｔｍにおいては、パイロットシンボルの比率は１／（ｍ＋１）になる。
【００７１】
なお、パイロットシンボルの比率を他の方法によって設定することも可能である。例えば、変調時間毎に２の巾乗の逆数に応じてパイロットシンボルの比率を設定する例として、送信開始直後の変調時間ｔ１において、パイロットシンボルの比率を１（＝１／２0 ）に設定し、その後、変調時間ｔ２において、パイロットシンボルの比率を１／２（＝１／２1 ）に設定する。そして、時間ｔｍにおいては、パイロットシンボルの比率を１／２m-1 ）に設定する。
【００７２】
このように、データ送信開始してから経過時間が経つに連れて、パイロットの挿入比率、即ち、情報シンボルに割り当てられるパイロットシンボルの数が徐々に低下していく。送信開始直後に、伝送路に関してその伝達特性が全く未知であるので、情報シンボルに対して高い比率でパイロットシンボルを挿入する。これに対応して、受信装置では受信シンボルからパイロットシンボルを抽出し、素早く伝送路の特性を特定することができ、情報シンボルに対して誤差の補正を行うことができる。そして、送信開始してから一定の時間を経過したあと、それまでの伝送路推定によって伝送路の特性に関してはある程度の認識を蓄積した結果、わずかなパイロットシンボルによって伝送路の特性の変化に追従でき、それによって受信した情報シンボルを正しく補正することが可能となる。
【００７３】
そして、伝送路が固定の場合、例えば、送信装置と受信装置の場所がそれぞれ固定であり、その間電波の伝搬経路がほぼ一定である場合、伝送路の特性がほぼ一定となり、通信開始してから所定の時間を経過したとき、受信装置において伝送路の特性をほぼ完全に把握できる。この場合、送信装置にはそれ以上パイロットシンボルを挿入する必要がなく、パイロットシンボルの挿入が送信開始後一定の時間を経つと打ち切る。そして受信装置において、送信開始したあと受信したパイロットシンボルによって伝送路の特性を推定し蓄積する。パイロットシンボルの伝送が打ち切ったあと、それまでに推定した伝送路の特性を用いて、受信シンボルに対して誤差の補正を行い、元の情報シンボルを再生する。
【００７４】
一方、伝送路が固定ではない場合、例えば、移動体通信の場合、受信装置の場合が時々刻々変化し、送信装置と受信装置間の伝送路の特性が常に変化するので、常時に伝送路の推定を行う必要がある。この場合、データ伝送を開始してから一定の時間が経過したあとでも常にパイロットシンボルを送信する必要がある。なお、伝送路の状態に応じて、データ伝送を開始してから一定の時間が経過したとき、データ伝送開始直後に比べてパイロットシンボルの割り当て比率を低く設定することができる。
【００７５】
例えば、上述した例のように、変調時間毎に２の巾乗の逆数に応じた比率で挿入するパイロットシンボルの数を設定する。このとき、受信装置では逐次に送信されてくるパイロットシンボルを受信し、これまでに蓄積した伝送路の特性に新たに推定した特性の変化を加えて修正すればよい。そして、逐次に修正された伝送路の特性に応じて、受信された情報シンボルを補正し、元の情報シンボルを再生する。
【００７６】
なお、送信開始してから一定の時間を経過して、パイロットシンボルの比率が一定に保持されているとき、各々の変調時間においてパイロットシンボルの挿入位置を変更することによって、伝送路の伝達特性の細かな変化に追従することができる。例えば、周波数軸上、パイロットシンボルを挿入する位置をサブキャリア毎に１個ずつずらす方法が有効である。
【００７７】
本例のパイロットシンボルによる情報路の推定方法によって、データ伝送開始した直後に情報シンボルに高い比率でパイロットシンボルを挿入し、時間の経過に伴ってパイロットシンボルの割り当て比率を徐々に低減していくので、通信開始直後から高い伝送品質が得られるとともに、送信する情報シンボルに対して、パイロットシンボルの占有率が徐々に低下し、情報伝送の効率を徐々に高められ、周波数帯域の有効利用が図れる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信するデータの属性、例えば、伝送するパケットのサイズに応じて情報シンボルに付加されるパイロットシンボルの数を制御することによって、異なるサイズのパケットを伝送する場合、或いは伝送路の特性が異なる場合においても常に最適な伝送路推定方法をとることが可能であり、伝送効率の向上及び通信の品質の改善を実現できる。
【００７９】
次に、上述した本実施形態のそれぞれ伝送路推定方法を実現する送受信装置を構成する主要な部分回路の構成及び動作について、それぞれの回路図を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図８及び図９を参照しながら、本実施形態の通信システムに用いられているデータ変調方式について説明する。ここで、マルチキャリア通信において、通用よく用いられているＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭの二つのデータ変調方式を挙げて説明する
【００８０】
図８はＱＰＳＫ変調方式を示す信号分布図である。なお、この信号分布図は、コンスタレーションとも呼ばれている。
ＱＰＳＫ変調では、一つのサブキャリアにおいて２ビットのデータによって変調される。このため、図８に示すように変調信号が４つの分布を持ち、それぞれ変調データの（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）に対応する。
【００８１】
ＱＰＳＫ変調によって得られた変調信号において、それぞれの信号の分布点の間隔が大きく、即ち、変調信号のハンミング距離が大きいので、伝送路のノイズによる誤り率が低く、耐ノイズ特性がよい。しかし、この変調方式は周波数帯域の利用率が低いため、通常データ容量が比較的に小さい場合、且つ伝送路におけるノイズの影響が強い環境に適用される。
【００８２】
図９は、１６ＱＡＭ変調方式を示す信号分布図である。
図９に示すように、１６ＱＡＭ変調では、一つのサブキャリアにおいて４ビットのデータによって変調される。変調信号において位相のみではなく、振幅も変調される。図９の信号分布図に示すように、１６ＱＡＭ変調方式による変調信号は、それぞれ信号の分布点の間隔がＱＰＳＫ変調信号より小さく、伝送路のノイズによる誤りの発生率が高くなる。即ち、耐ノイズ特性がＱＰＳＫ変調方式に比べて劣る。しかし、１６ＱＡＭ変調方式では、周波数帯域の利用率が高いので、大容量のデータ伝送を行う場合、１６ＱＡＭなどの多値変調方式が適用される。この場合、ノイズの耐性を向上させるために、強力な符号化を施し、低いＳＮＲ環境においても通信を可能にする。また、送信機の送信パワーの許容範囲内に、送信機の最大出力電力を高く設定することによって、ノイズの耐性を改善することも可能である。
【００８３】
なお、以上にＱＰＳＫと１６ＱＡＭの二つの変調方式のみを例示したが、本発明はこれらの変調方式に限定されるものではなく、これ他に、例えば、８ＰＳＫ、６４ＱＡＭなどの変調方式を適用することも可能である。
【００８４】
また、上述した本発明の第１の実施形態の伝送路推定方法において、例えば、差動位相変調を用いた場合、即ち、時間軸または周波数軸上隣接するシンボルの差分を求めて伝送シンボルを生成する方法では、データ伝送開始したとき最初にリファレンスシンボルを送信する場合、ＱＰＳＫ変調を用いてリファレンスシンボルを生成して伝送することによって、受信側において高精度にリファレンスシンボルを復調できるので、それを用いて多能差分シンボルに応じてそれぞれともの送信シンボルを再生できる。情報シンボルの間にパイロットシンボルを挿入して、当該パイロットシンボルによって伝送路推定を行う場合に、パイロットシンボルを１６ＱＡＭ変調方式によって生成し、伝送することができる。この場合に、伝送路推定の精度により、１６ＱＡＭの耐ノイズ特性の劣化をある程度吸収することができる。
【００８５】
次に、本実施形態における送信装置のシンボルマッピング回路２０３及び差動変調／パイロット付加回路２０４のそれぞれの回路構成及び動作を説明する。
【００８６】
シンボルマッピング回路
図１０はシンボルマッピング回路２０３の一構成例を示すブロック図である。なお、本例のシンボルマッピング回路２０３は、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭの何れかの変調方式を適用可能である。
図示のように、シンボルマッピング回路２０３は、シリアル／パラレル変換回路（Ｓ／Ｐ変換回路）３０１、ＱＰＳＫマッパー（Mapper）３０２、１６ＱＡＭマッパー３０３及び選択回路３０４，３０５によって構成されている。
【００８７】
入力されるビットストリームＤＢＳは、シリアル／パラレル変換回路３０１によって並列なデータに変換される。なお、ここで、変調方式に応じてシリアル／パラレル変換のビット数が設定される。例えば、ＱＰＳＫ変調方式を用いる場合、ビットストリームＤＢＳが２ビットずつ並列なデータに変換され、ＱＰＳＫマッパー３０２に供給され、１６ＱＡＭ変調方式を用いる場合、ビットストリームＤＢＳが４ビットずつ並列なデータに変換され、１６ＱＡＭマッパー３０３に供給される。図示のように、外部からの制御信号ＳＣがシリアル／パラレル変換回路３０１に入力され、シリアル／パラレル変換回路３０１は、当該制御信号ＳＣに応じて２ビットまたは４ビットずつの変換の何れかを選択し、得られる２ビットまたは４ビットの並列なデータをＱＰＳＫマッパー３０２または１６ＱＡＭマッパー３０３の何れかに出力する。
【００８８】
ＱＰＳＫマッパー３０２は、入力データに対してマッピング処理を行い、入力される２ビットのデータの組み合わせに応じて、図８にＩ−Ｑデータ分布を持つＱＰＳＫ変調信号を生成する。一方、１６ＱＡＭマッパー３０３は、入力データに対してマッピング処理を行い、入力される４ビットのデータの組み合わせに応じて、図９にＩ−Ｑデータ分布を持つ１６ＱＡＭ変調信号を生成する。
選択回路３０４，３０５は、制御信号ＳＣに応じて１６ＱＡＭマッパー３０３またはＱＰＳＫマッパー３０２の何れかの出力信号を選択して、出力する。
【００８９】
上述した構成を有するマッピング回路２０３によって、入力されるビットストリームＤＢＳが、所望の変調方式に従って、ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調の何れかによって変調され、変調信号における直交信号ＩとＱが出力される。
【００９０】
差分変調／パイロット付加回路
図１１は差動変調／パイロット付加回路２０４の一構成例を示すブロック図である。図示のように、差動変調／パイロット付加回路２０４は、位相変換回路４０１，４０２、バッファ／制御回路４０３、パイロット記憶回路４０４及びマルチプロセッサ（ＭＵＸ）４０５によって構成されている。
【００９１】
位相変換回路４０１及び４０２は、バッファ／制御回路４０３からの制御信号Ｓｐ１，Ｓｐ２に応じて、入力されたＩ信号とＱ信号それぞれに対して、位相回転をさせる。この処理は、位相変換回路４０１及び４０２は、差動位相変調を行う場合に用いられる。差動位相変調のとき隣接するシンボルの位相値に応じて信号の位相を変化させることによりＱＰＳＫ信号の差動位相変調が行われる。位相変換回路４０１及び４０２によって差動位相変調されたＩ信号とＱ信号はそれぞれバッファ／制御回路４０３及びマルチプロセッサ４０５に入力される。Ｉ信号及びＱ信号は、バッファ／制御回路４０３のバッファに格納され、次の差動位相変換を行う場合、隣接するシンボルとして用いられる。
【００９２】
なお、周波数軸方向の差動位相変調を行う場合、一つ前に入力されたシンボルが隣接するシンボルとなり、時間軸方向の差動位相変調を行う場合、１変調時間前に送信した同位置のシンボルが隣接するシンボルとなる。バッファ／制御回路４０３における制御回路は、入力されてきたシンボルに周波数方向の差動位相変調を施すか、時間方向の差動位相変調を施すかを、外部からの制御信号ＳＣ２に応じて判断し、その結果に応じて位相変換回路４０１及び４０２にどうのように位相の回転を行うかを制御する。
位相変換回路４０１及び４０２における位相の回転は、８点への信号点マッパーによって行われる。即ち、通常の差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）変調器と同じ動作を行う。差動位相変調を行う場合、マルチプロセッサ４０５に入力されるＩ信号及びＱ信号は、そのままの伝送シンボル列として外部に出力される。
【００９３】
パイロット記憶回路４０４は、伝送路推定用のシンボルを挿入する場合に用いられる。この場合、位相変換回路４０１及び４０２に入力されるＩ，Ｑ信号が位相変調されず、そのままこれらの位相変調回路を通過して、マルチプロセッサ４０５に入力され、マルチプロセッサ４０５の内部に設けられているバッファに格納される。
【００９４】
パイロット記憶回路４０４は、外部からの制御信号ＳＣ２により伝送路推定用のシンボルの挿入位置が指示されるので、当該制御信号ＳＣ２に従ってマルチプロセッサ４０５に記憶されているパイロットシンボルを出力する。
【００９５】
マルチプロセッサ４０５は、外部からの制御信号ＳＣ２により伝送路推定用のシンボルの挿入位置が指示されたとき、それに従って挿入位置にパイロットシンボルを挿入する。それ以外の位置には、入力されたシンボルを出力する。
【００９６】
上述したように構成されている差動変調／パイロット付加回路２０４によって、外部からの制御信号ＳＣ２に応じて、差動位相変調またはパイロットシンボル挿入の何れかの動作が実施される。差動位相変調を行う場合、バッファ／制御回路４０３からの制御信号Ｓｐ１，Ｓｐ２に応じて位相変換回路４０１及び４０２によって入力されるＩ，Ｑ信号に対してそれぞれ位相回転が行われる。さらに、位相変調されたＩ，Ｑ信号がバッファに格納され、次回の差動位相変調時の隣接するシンボルとして用いられる。伝送路推定用パイロットシンボルを付加する場合、入力されるＩ，Ｑ信号がそれぞれ位相変換回路４０１，４０２を通してマルチプロセッサ４０５に入力される。マルチプロセッサ４０５によって、パイロット記憶回路４０４に記憶されているパイロットシンボルが制御信号ＳＣ２によって指示された位置に挿入され、外部に出力される。それ以外の位置に入力されるシンボルが出力される。
【００９７】
送信装置において、上述したマッピング回路２０３及び差動変調／パイロット付加回路２０４によって、入力されたビットストリームＤＢＳが所望の変調方式、例えば、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭの何れかに従って変調され、さらに、差動位相変調を行う場合、隣接するシンボルをリファレンスとして、伝送シンボルのＩとＱ信号に対して位相回転が行われ、差動位相変調が実施される。一方、伝送路推定用パイロットシンボルを付加する場合、入力される伝送シンボルの所定の位置にパイロットシンボルが挿入される。これらの部分回路を含む送信装置によって、入力されるビットストリームＤＢＳが所定の変調方式に従ってマッピングされ、直交するＩ信号とＱ信号が生成される。さらに、これらの直交信号に対して、差動位相変調が行われ、または伝送路推定用パイロットシンボルが挿入され、得られたＩ信号とＱ信号からなるシンボルストリームが出力される。こうして得られたシンボルストリームが必要に応じて、直交変換によってランダム化したあと、他のチャネルのシンボルストリームと多重化され、逆フーリエ変換によって送信波形が求められ、送信回路によって高周波の送信周波数に変調され、送信される。
【００９８】
伝送路推定回路及びビット抽出回路
次に、図２に示す受信装置を構成する主要部である伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の構成及び動作を説明する。
図１２は、伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の一構成例を示す回路図である。図示のように、伝送路推定回路２１４は、バッファ５０１、バッファ／制御回路５０２、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３、乗算回路５０４及び選択回路５０５によって構成されている。
【００９９】
図１２に示す伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３は、伝送路推定方法として、周波数方向の差動位相変調、時間方向の差動位相変調及び伝送路推定用のパイロットシンボルを用いた場合の３種類に適応でき、かつ変調方式としてＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭの何れかに対応できる。
【０１００】
まず、伝送路推定回路２１４について説明する。伝送路推定回路２１４において、どうのような伝送路推定方法を用いて伝送路推定を行うかが、外部から入力される制御信号ＳＣ３によって指示される。制御信号ＳＣ３は、バッファ５０１、バッファ／制御回路５０２、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３及び選択回路５０５にそれぞれ入力される。
【０１０１】
バッファ５０１は、受信シンボルが差動位相変調の場合、入力されるＩ信号とＱ信号からなる受信シンボルをそのまま通過させる。一方、受信シンボルにパイロットシンボルが挿入された場合（以下、これをコヒーレント検波という）、伝送路推定が終了するまで入力シンボルを格納する。
【０１０２】
バッファ／制御回路５０２は、入力シンボルが差動位相変調の場合、当該入力シンボルを格納し、さらに内部に格納されているシンボルを出力する。時間軸上で隣接するシンボルをリファレンスにするか、周波数軸上で隣接するシンボルをリファレンスにするかによって、出力シンボルを決定する。なお、コヒーレント検波の場合、当該バッファ／制御回路５０２は動作しない。
【０１０３】
パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３は、差動位相変調の場合には動作しない。コヒーレント検波の場合には、入力されてくるシンボルストリームのうち、伝送路推定用のパイロットシンボルのみを抽出し、それに応じて伝送路推定を行い、推定された伝送路の伝達特性に対応したＩ−Ｑ平面上のベクトルを示すＩ信号及びＱ信号をそれぞれ信号線５１６と５１７出力する。
【０１０４】
選択回路５０５は、差動位相変調の場合はバッファ／制御回路５０２からの出力シンボルを出力し、コヒーレント検波の場合にはパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３から出力されたベクトルを構成するＩ信号とＱ信号を出力する。なお、両方の場合において、入力されるＩ信号とＱ信号のうち、Ｑ信号の正負を反転させたもの（共役）を出力する。
【０１０５】
以下、伝送路推定回路２１４の動作を説明する。伝送路推定回路２１４に入力されるＩ信号とＱ信号は、バッファ５０１に入力されるとともに、バッファ／制御回路５０２及びパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３にもそれぞれ入力される。コヒーレント検波を行う場合、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３から伝送路の推定結果であるベクトルが出力されるまで入力されるＩ信号とＱ信号はバッファ５０１によって保持される。
【０１０６】
伝送路推定方法として、周波数方法方向の差動位相変調が行われた場合、バッファ／制御回路５０２に入力されたＩ信号とＱ信号は、１シンボル分の遅延時間を経過したあと、選択回路５０５を介して乗算回路５０４に入力される。乗算回路５０４においては、選択回路５０５から入力されるシンボルと、バッファ５０１から入力されるシンボルとの複素数乗算が行われ、乗算結果として、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１０７】
次に、伝送路推定方法として時間方向の差動位相変調が行われた場合、入力されたシンボルのＩ信号とＱ信号は、バッファ５０１を通過して乗算回路５０４に入力される。さらに、バッファ／制御回路５０２から出力された１変調時間前に受信した同位置のシンボルが選択回路５０５を介して乗算回路５０４に入力される。乗算回路５０４は、入力されたシンボルの複素数乗算が行われ、乗算結果であるＩ信号とＱ信号をそれぞれ信号線５１１と５１２に出力される。また、バッファ／制御回路５０２によって、入力されるシンボル記憶され、次の変調時間で受信したシンボルに対してリファレンスシンボルとして次の変調時間まで保持される。
【０１０８】
周波数方向／時間方向の差動位相変調が混在する差動位相変調が行われた場合、バッファ／制御回路５０２は、入力された制御信号ＳＣ３から得た情報より、現在バッファ５０１に入力されたシンボルを周波数方向または時間方向において差動位相復調するのかを判断し、バッファ／制御回路５０２の内部に格納しているシンボルのうち、該当するシンボルをリファレンスシンボルとして出力する。出力されるシンボルが選択回路５０５を通して乗算回路５０４に入力され、入力されるシンボルとの間で乗算処理が行われ、乗算結果として、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１０９】
コヒーレント検波を行う場合に、入力されるシンボルはバッファ５０１によって格納される。これと同時に、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３に入力されるシンボルストリームのうち、伝送路推定用のパイロットシンボルのみが抽出され、格納される。その後、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって、パイロットシンボルに応じて伝送路の推定が行われ、推定された伝送路に対応した１シンボルあたりの平均受信電力を有する振幅（ＥS ）1/2 のＩ−Ｑ平面上のベクトルを構成するＩ信号とＱ信号が出力される。出力されたベクトルが選択回路５０５に入力されると同時にビット抽出回路２１３に供給される。
【０１１０】
パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって伝送路の伝達特性に対応するＩ−Ｑ平面上のベクトルが出力されると同時に、バッファ５０１に格納されている受信シンボルが乗算回路５０４に出力される。乗算回路５０４によって、バッファ５０１から入力された受信シンボルと伝送路推定によって得られたベクトルとの乗算が行われ、乗算の結果、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１１１】
上述した構成を有する伝送路推定回路２１４によって、入力された受信シンボルに対して、伝送路推定が行われ、伝送路で生じた誤差が補正されたシンボルが出力される。さらに本例の伝送路推定回路２１４は、周波数方向の差動位相変調、時間方向の差動位相変調、周波数方向と時間方向の差動位相変調が混在した場合、並びにコヒーレント検波の場合の何れにも対応することができる。伝送路にて生じた誤差が補正されたシンボルは、一対の直交信号であるＩ信号とＱ信号が得られ、それぞれ信号線５１１と５１２に出力される。
【０１１２】
次に、ビット抽出回路２１３の構成及び動作について説明する。図１２に示すように、ビット抽出回路２１３は、振幅演算回路５０６、絶対値演算回路５０７，５０８、減算回路５０９，５１０及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）５１５によって構成されている。なお、当該ビット抽出回路２１３は、ＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭ変調方式に対応している。
【０１１３】
伝送路推定回路２１４によって出力されるＩ信号とＱ信号がそれぞれ信号線５１１と５１２を通して、パラレル／シリアル変換回路５１５に入力されるとともに絶対値演算回路５０７，５０８にそれぞれ入力される。さらに、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって得られた伝送路の伝達特性に対応するＩ−Ｑ平面上のベクトルが信号線５１６，５１７を介してそれぞれ振幅演算回路５０６に入力される。
【０１１４】
振幅演算回路５０６は、入力されたベクトルに応じた振幅を求める。具体的に、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調された場合、振幅演算回路５０６が入力されたベクトルを示すＩ信号とＱ信号の値により、当該ベクトルの振幅の絶対値を算出し、さらに算出した振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値を出力する。
【０１１５】
絶対値演算回路５０７と５０８は、それぞれ信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号の絶対値を求める。
【０１１６】
減算回路５０９は、絶対値演算回路５０７の出力と振幅演算回路５０６の出力との引き算を行い、引き算の結果を信号線５１３を介してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給する。
減算回路５１０は、絶対値演算回路５０８の出力と振幅演算回路５０６の出力との引き算を行い、引き算の結果を信号線５１４を介してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給する。
【０１１７】
以下、受信シンボルが各々ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調されば場合について、上述した構成を持つビット抽出回路２１３の動作について説明する。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調された場合には、振幅演算回路５０６、絶対値演算回路５０７，５０８及び減算回路５０９，５１０が動作せず、この場合、パラレル／シリアル変換回路５１５のみが動作する。パラレル／シリアル変換回路５１５は、信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目並びに２ビット目の軟判定値として、一つの入力シンボルに対して２ビットのデータを順次出力する。
【０１１８】
一方、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調された場合には、まず、振幅演算回路５０６によって、信号線５１６と５１７から入力されたＩ，Ｑ信号に基づき、ベクトルの振幅の２乗値が算出され、さらに、算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値が算出され、減算回路５０９及び５１０にそれぞれ出力される。
【０１１９】
信号線５１１から入力された受信シンボルのＩ成分が絶対値演算回路５０７に入力され、さらに信号線５１２から入力される受信シンボルのＱ成分が絶対値演算回路５０８に入力される。絶対値演算回路５０７，５０８によってそれぞれ入力されたＩ成分とＱ成分の絶対値が算出されたあと、減算回路５０９及び５１０によって、振幅演算回路５０６によって算出された振幅値との減算処理が行われる。減算の結果、それぞれ信号線５１３及び５１４を通してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給される。
【０１２０】
パラレル／シリアル変換回路５１５によって、信号線５１１及び５１２から入力された受信シンボルのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力され、さらに、信号線５１３及び５１４から入力される減算結果を３ビット目と４ビット目の軟判定値として出力される。
【０１２１】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３によって、入力された受信シンボルのＩ成分、Ｑ成分及び伝送路推定によって求められたベクトルのＩ成分及びＱ成分に応じて、受信シンボルに応じた受信データが出力される。さらに、当該ビット抽出回路２１３によって、受信シンボルがＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調の何れの方式によって変調された場合に対応でき、それぞれの変調方式で変調された受信シンボルに対応して、２ビットまたは４ビットの受信データがそれぞれ抽出される。
【０１２２】
パイロットシンボルによる伝送路推定の方法
以下、図１に示すパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３における伝送路の伝達特性の推定について説明する。
伝送路の伝達特性の推定は、受信シンボルから抽出された複数のパイロットシンボルを統計的に処理することによって行われる。図１３は、チャネルイコライザの等価回路の一例を示している。
【０１２３】
図１３に示すように、チャネルイコライザは、Ｂxx算出部、Ａx 算出部及び振幅調整部によって構成され、抽出したパイロットシンボルＰＳＢを周波数方向及び時間方向それぞれにおいて累積することによって伝送路の伝達特性を推定し、その伝達特性に対応するベクトルＩ／Ｑを出力する。
【０１２４】
図１４は、伝送路推定の具体的な処理例を示している。図示のように、ここで、周波数帯域が複数の周波数ブロックＦＢ０，ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３に分割されている。各ブロックには、例えば、それぞれＯＦＤＭのサブキャリアを所定の数が含まれている。例えば、図７に示す送信シンボルの分布図において、六つのサブキャリア毎に一つのブロックとして分割される。
【０１２５】
こうして分割された各ブロックＦＢ０〜ＦＢ３において、それぞれ複数のパイロットシンボルが含まれている。例えば、変調時間ｔ０において、ブロックＦＢ０には、パイロットシンボルＰ000 ，Ｐ001 ，Ｐ002 が含まれ、ブロックＦＢ１には、パイロットシンボルＰ003 ，Ｐ004 ，Ｐ005 が含まれ、ブロックＦＢ２には、パイロットシンボルＰ006 ，Ｐ007 ，Ｐ008 が含まれ、さらにブロックＦＢ３には、パイロットシンボルＰ009 ，Ｐ010 ，Ｐ011 が含まれている。
【０１２６】
ここで、各ブロック内の各々のサブキャリアにおいて伝送路の伝送特性がほぼ一致すると仮定して、伝送路推定を行う。
まず、変調時間ｔ０において、各々のブロックにおける伝達関数Ｂ01，Ｂ02，Ｂ03及びＢ04が算出される。変調時間ｔ０において、ブロックＦＢ０において、次のように伝達関数Ｂ00を求める。
【０１２７】
【数１】
【０１２８】
ここで、ΣＰ00i はそれぞれのパイロットシンボルのベクトルの足し算を意味する。即ち、各パイロットシンボルのＩ成分及びＱ成分がれぞれ加算され、伝達関数が算出される。
次に、ブロックＦＢ１において、次のように伝達関数Ｂ01を求める。
【０１２９】
【数２】
【０１３０】
同様に、ブロックＦＢ２，ＦＢ３において、それぞれの伝達関数Ｂ02，Ｂ03が次のように求められる。
【０１３１】
【数３】
【０１３２】
【数４】
【０１３３】
上述したように、それぞれのブロックの伝達関数Ｂ00〜Ｂ03は、各ブロック内のパイロットシンボルの他に、隣接する次のブロック内にある一つのパイロットシンボルが加算されて算出される。
【０１３４】
次に、変調時間ｔ１において、図１４に示すように、ブロックＦＢ０において、パイロットシンボルＰ100 ，Ｐ101 が含まれ、ブロックＦＢ１において、パイロットシンボルＰ102 ，Ｐ103 が含まれ、ブロックＦＢ２において、パイロットシンボルＰ104 ，Ｐ105 が含まれ、ブロックＦＢ３において、パイロットシンボルＰ106 ，Ｐ107 が含まれている。
【０１３５】
ここで、変調時間ｔ１において、各々のブロックにおける伝達関数Ｂ10，Ｂ11，Ｂ12及びＢ13が算出される。変調時間ｔ１において、ブロックＦＢ０において、次のように伝達関数Ｂ10を求める。
【０１３６】
【数５】
【０１３７】
同様に、ブロックＦＢ１〜ＦＢ３において、それぞれの伝達関数Ｂ11〜Ｂ13が次のように求められる。
【０１３８】
【数６】
【０１３９】
【数７】
【０１４０】
【数８】
【０１４１】
上述したように、変調時間ｔ０、ｔ１それぞれにおいて、伝達関数Ｂ00〜Ｂ03及びＢ10〜Ｂ13がそれぞれ算出される。時間ｔ０の場合（送信を開始して１シンボル目）には、ＢOX（ｘ＝０，１，２，３）がαにより振幅調整された後そのままＡｘとなる。
そして、時間ｔ１において、それぞれのブロックにおける伝送路ベクトルＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３が時間ｔ０及びｔ１において算出された伝達関数に基づいて算出される。
【０１４２】
時刻ｔ１におけるブロックＦＢ０における伝送路ベクトルＡ０は次式によって算出される。
【０１４３】
【数９】
【０１４４】
同様に、ブロックＦＢ１〜ＦＢ３それぞれにおける伝送路ベクトルＡ１〜Ａ３は、それぞれ次のように算出される。
【０１４５】
【数１０】
【０１４６】
【数１１】
【０１４７】
【数１２】
【０１４８】
上述したように算出される各々のブロックにおける伝送路ベクトルＡ０〜Ａ３は、それぞれＩ−Ｑ平面上のベクトルとして表される。これらの伝送路ベクトルＡ０〜Ａ３は、伝送路においてそれぞれのブロックの周波数帯域において、伝送信号に与える位相及び振幅の偏移量を示している。
【０１４９】
図１５は、その一例として、例えば、Ｉ−Ｑ平面においてブロックＦＢ０における伝送路ベクトルＡ０を示している。図示のように、ブロックＦＢ０の周波数帯域において、伝送路を介して伝送された伝送信号に対して、θ0 の位相偏移が与えられるほか、振幅も｜Ａ０｜倍となる。
【０１５０】
図１２に示す受信装置の伝送路推定回路２１４において、チャネルイコライザによって上述した演算処理が行われる。その結果、伝送路においてそれぞれ周波数帯域の伝送信号に与える影響を推定できるので、ビット抽出回路２１３において、算出された伝送路ベクトルを用いて、受信シンボルのＩ成分とＱ成分をそれぞれ補正することによって、伝送路において生じた位相及び振幅の誤差が補正され、伝送路の影響を除去できる。
【０１５１】
次に、本発明の受信装置におけるビット抽出回路の他の回路例について説明する。上述したビット抽出回路２１３（図１２）は、ＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭ方式によって変調された受信シンボルに適用できる。以下、ＱＰＳＫ及び８ＰＳＫに適用できるビット抽出回路２１３ａ、並びにＱＰＳＫ、１６ＱＡＭさらに６４ＱＡＭ変調方式に適用できるビット抽出回路の回路例を、図１６及び図１７を参照しつつそれぞれ説明する。
【０１５２】
ビット抽出回路の変形例
図１６は、ＱＰＳＫ及び８ＰＳＫ変調方式に適用可能なビット抽出回路２１３ａの一構成例を示す回路図である。
図示のように、このビット抽出回路２１３ａは、絶対値演算回路６０７，６０８、減算回路６１０、振幅調整回路６１３及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）６１５によって構成されている。
【０１５３】
絶対値演算回路６０７は、信号線５１１を介して入力されたＩ信号の絶対値を算出し、絶対値演算回路６０８は、信号線５１２を介して入力されたＱ信号の絶対値を算出する。
減算回路６１０は、絶対値演算回路６０８と６０７の出力信号を減算し、減算の結果を振幅調整回路６１３に供給する。
振幅調整回路６１３は、減算回路６１０の出力信号を（１／２）1/2 倍にして出力する。
【０１５４】
パラレル／シリアル変換回路６１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて、信号線５１１，５１２から入力されたＩ信号、Ｑ信号及び振幅調整回路６１３の出力信号に応じて、２ビットあるいは３ビットの受信データを出力する。
【０１５５】
以下、本例のビット抽出回路２１３ａの動作について説明する。
伝送路推定回路によって伝送路誤差が補正されたＩ信号及びＱ信号がそれぞれ信号線５１１及び５１２を介してビット抽出回路２１３ａに入力される。絶対値演算回路６０７及び６０８によって、Ｉ信号及びＱ信号各々の絶対値が算出され、減算回路６１０に入力される。減算回路６１０によって、Ｑ信号の絶対値からＩ信号の絶対値を減算した結果が算出され、振幅調整回路６１３に出力される。振幅調整回路６１３によって、減算回路６１３の減算結果が（１／２）1/2 倍に調整される。
【０１５６】
パラレル／シリアル変換回路６１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて動作する。なお、制御信号ＳＣ３は、受信したシンボルがＱＰＳＫ変調方式または８ＰＳＫ変調方式の何れかによって変調されているかを示す。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合に、絶対値演算回路６０７，６０８、減算回路６１０及び振幅調整回路６１３がすべて非動作状態に設定され、パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号を選択して、それぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力する。
一方、受信シンボルが８ＰＳＫ変調されている場合には、絶対演算回路６０７，６０８、減算回路６１０及び振幅調整回路６１３が動作する。パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、さらに、振幅調整回路６１３の出力信号を３ビット目の軟判定値として出力する。
【０１５７】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３ａによれば、ＱＰＳＫ変調された受信シンボルに応じて、２ビットの受信データを抽出し、８ＰＳＫ変調された受信シンボルに応じて、３ビットの受信データを抽出する。なお、ＱＰＳＫ変調及び８ＰＳＫ変調方式は、何れも位相変調信号であり、受信信号の位相のみが伝送データに応じて変調され、振幅には伝送データの情報が含まれていないので、図１２に示すビット抽出回路に必要な振幅演算回路が不要となる。このため、図１６に示すようにビット抽出回路２１３ａの回路構成が簡単である。
【０１５８】
ビット抽出回路の他の変形例
図１７は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調方式に適用可能なビット抽出回路２１３ｂの一構成例を示す回路図である。
図示のように、このビット抽出回路２１３ｂは、振幅演算回路７０６、絶対値演算回路７０７，７０８，７２７，７２８、減算回路７０９，７１０，７２９，７３０、振幅調整回路７３１及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）７１５によって構成されている。
なお、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調は、伝送データに応じてキャリア信号の位相と振幅両方を変調する多値変調方式なので、本例のビット抽出回路２１３ｂは、受信シンボルの振幅を算出する振幅演算回路７０６が設けられている。
【０１５９】
振幅演算回路７０６は、信号線５１６及び５１７を介して伝送路推定回路から入力された伝送路ベクトルを示すＩ信号及びＱ信号に応じた、伝送路ベクトルの振幅の絶対値を算出し、さらに算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍、または（８／２１）1/2 倍した値を出力する。例えば、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調されている場合、振幅演算回路７０６は、算出されたベクトルの振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値を出力し、受信シンボルが６４ＱＡＭ変調されている場合、振幅演算回路７０６は、算出されたベクトルの振幅の絶対値を（８／２１）1/2 倍した値を出力する。
【０１６０】
絶対値演算回路７０７と７０８は、それぞれ信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号とＱ信号の絶対値を算出し、減算回路７０９及び７１０に出力する。
減算回路７０９と７１０は、絶対値演算回路７０７と７０８の出力信号をそれぞれ振幅演算回路７０６の出力信号との減算を行い、減算の結果を信号線７１３と７１４にそれぞれ出力する。
【０１６１】
絶対値演算回路７２７と７２８は、それぞれ信号線５１３と５１４の信号、即ち、減算回路７０９，７１０の出力信号の絶対値を算出し、減算回路７２９及び７３０に出力する。
振幅調整回路７３１は、振幅演算回路７０６の出力信号の振幅を半分にした信号を求めて、減算回路７２９，７３０に供給する。
減算回路７２９と７３０は、絶対値演算回路７２７と７２８の出力信号をそれぞれ振幅調整回路７３１の出力信号との減算を行い、減算の結果を信号線７３３と７３４にそれぞれ出力する。
【０１６２】
パラレル／シリアル変換回路７１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて、信号線７１１，７１２から入力されたＩ信号、Ｑ信号、信号線７１３，７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号及び信号線７３３，７３４から入力された減算回路７２９，７３０の出力信号に応じて、２ビット、４ビットあるいは６ビットの受信データを出力する。
【０１６３】
以下、本例のビット抽出回路２１３ｂの動作について説明する。
伝送路推定回路によって伝送路誤差が補正された受信シンボルを示すＩ信号及びＱ信号がそれぞれ信号線５１１及び５１２を介してビット抽出回路２１３ｂに入力される。絶対値演算回路７０７及び７０８によって、Ｉ信号及びＱ信号各々の絶対値が算出され、減算回路７０９，７１０に入力される。
一方、伝送路推定回路から伝送路ベクトルのＩ成分及びＱ成分がそれぞれ信号線５１６，５１７を介して振幅演算回路７０６に入力される。振幅演算回路７０６によって、伝送路ベクトル７０６の振幅の絶対値が算出され、さらに算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値が出力される。
【０１６４】
減算回路７０９，７１０によって、絶対値演算回路７０７，７０８の出力信号と振幅演算回路７０６の出力信号との減算結果がそれぞれ算出され、信号線７１３，７１４を介してパラレル／シリアル変換回路７１５に供給される。さらに、絶対値演算回路７２７，７２８によって、減算回路７０９，７１０の出力信号の絶対値がそれぞれ算出される。減算回路７２９，７３０によって、絶対値演算回路７２７，７２８の出力信号と振幅調整回路７３１の出力信号との減算の結果がそれぞれ算出され、信号線７３３，７３４を介してパラレル／シリアル変換回路７１５に供給される。
【０１６５】
パラレル／シリアル変換回路７１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて動作する。なお、制御信号ＳＣ３は、受信したシンボルがＱＰＳＫ、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭ変調方式の何れかによって変調されているかを示す。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合に、パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号を選択して、それぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力する。この場合、ビット抽出回路２１３ｂにおいて、パラレル／シリアル変換回路７１５以外の他の部分回路がすべて非動作状態に設定される。
【０１６６】
受信シンボルが１６ＱＡＭ変調されている場合には、絶対演算回路７２７，７２８、減算回路７２９，７３０及び振幅調整回路７３１が非動作状態に設定され、他の部分回路が動作状態にある。パラレル／シリアル変換回路７１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、さらに、信号線７１３及び７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号をそれぞれ３ビット目及び４ビット目の軟判定値として出力する。
【０１６７】
受信シンボルが６４ＱＡＭ変調されている場合には、ビット抽出回路２１３ｂを構成するすべての部分回路が動作する。パラレル／シリアル変換回路７１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、また、信号線７１３及び７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号をそれぞれ３ビット目及び４ビット目の軟判定値として出力し、さらに、信号線７３３及び７３４から入力された減算回路７２９，７３０の出力信号をそれぞれ５ビット目及び６ビット目の軟判定値として出力する。
【０１６８】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルがＱＰＳＫ、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭの何れかに対応することができる。受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて２ビットの受信データが抽出され、受信信号が１６ＱＡＭ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて４ビットの受信データが抽出される。さらに、受信信号が６４ＱＡＭ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて６ビットの受信データが抽出される。
【０１６９】
第２の実施形態
図１８は、本発明の第２の実施形態を示す図であり、本発明の通信システムにおけるデータの送受信の動作を示す図である。
なお、本発明の通信システムは、例えば、図１に示す送信装置及び図２に示す受信装置によって構成されている。当該通信システムによって、送信装置から受信装置にデータの伝送が行われる。以下、図１８を参照しつつ、本実施形態の通信システムの動作について説明する。
【０１７０】
本実施形態の通信システムは、例えば、移動体通信システムであり、送信装置は、呼び出し情報を送信して通信相手となる受信装置を呼び出し、受信装置からの応答を受け取って受信装置を確認したとき、データ通信が開始する。以下、図１８を参照しつつ、その動作について詳細に説明する。
なお、図１８において、ＴＸは送信装置または移動体通信システムにおける親局を示し、ＲＸは受信装置または移動体通信におけるユーザを示している。
【０１７１】
通信開始時に、まず、送信装置（親局）ＴＸによって呼び出しメッセージ（Paging MSG）が送信される。この呼び出しメッセージの送信がページングチャネル（Paging Channel）と呼ばれる呼び出し専用のチャネルによって行われる。なお、ページングチャネルが受信装置がスリープモードである場合でも確実に呼び出しが可能な構成となっている。このページングチャネルにおいて、予め定められている伝送路推定方法が用いられる。ここで、呼び出しメッセージが小容量である場合を想定し、伝送路推定方法が周波数方向の差動位相変調が採用される。なお、呼び出しメッセージにおける伝送路推定方法はこれに限定されるものではなく、予め送受信側で定められている他の方法も適用できる。
なお、呼び出しメッセージには、それぞれの受信装置がどのチャネルで応答信号を送信すべきかの指令が含まれているので、受信装置（ユーザ）ＲＸにおいて、呼び出しメッセージを受信したとき、指定されたチャネルに親局に応答信号ＡＣＫを送信する。
【０１７２】
ユーザＲＸでは、消費電力削減のため、通信中以外のとき基本的にスリープモードにあり、間欠的にページングチャネルで受信し、自分宛てに呼び出しメッセージが送信されているかをチェックする。自分宛てに呼び出しメッセージが送信されるとき、自分が受信可能である情報が含まれる応答信号ＡＣＫをページングメッセージによって指定されたチャネルを用いて親局に送信する。なお、この応答メッセージには、ユーザＲＸが処理可能な伝送路推定方法の種類を示す情報が含まれている。
【０１７３】
以上では、親局ＴＸから通信開始の要求が生じた場合を示したが、ユーザＲＸから通信を要求する場合、例えば、ユーザＲＸからある情報を受信したいという要望がある場合、ユーザＲＸからランダムアクセスチャネル（Random Access Channel ）と呼ばれるチャネルを利用して、上記応答信号ＡＣＫとほぼ同様な情報に、何の情報がほしいのかを添えた要求信号ＲＥＱが親局に向けて送信される。
【０１７４】
親局ＴＸは、ユーザからの応答信号ＡＣＫまたは要求信号ＲＥＱを受信した場合、ユーザを識別した上でユーザの動作状態を判断する。例えば、ユーザの受信装置によって処理可能な変調信号方式、及び伝送路推定方式などを判断し、通信に用いる変調方式及び伝送路推定方法を決定する。親局ＴＸは、送信開始時刻、送信に用いてチャネル番号、受信に用いる伝送路推定方法を指定した予約メッセージ（Reservation MSG ）をユーザＲＸに送信する。指定した時刻になると、親局ＴＸは、送信情報に基づき、指定したチャネルにおいて、指定した伝送路推定方法に対応する変調信号をユーザＲＸに送信する。
【０１７５】
一方、ユーザＲＸでは、親局ＴＸから予約メッセージを受信すると、指定された時刻に指定されたチャネルにおいて、指定された伝送路推定方法で信号の受信を行う。そして、受信信号から必要な情報を抽出し、その情報に誤りがないと判断した場合、正しく情報が受信できた旨を親局ＴＸに通知し、通信が終了する。
【０１７６】
以下、ユーザＲＸにより送信された応答信号ＡＣＫあるいは要求信号ＲＥＱ、及び親局ＴＸにより送信された予約メッセージそれぞれのフォーマットについて説明する。
【０１７７】
図１９は、ユーザＲＸから親局に送信される応答信号ＡＣＫ及び要求信号ＲＥＱのフォーマットを示す図である。なお、図１９に示すように、以下、これらの信号をＭＳＧ−１と称する。
図１９に示すように、ＭＳＧ−１は、ＡＵＴＨ，ＳＥＱ，ＤＥＳＴ，ＭＳＩＤ，Ａ−ＭＯＤＥ及びｅｔｃの少なくとも６つのフィールドによって構成されている。以下、それぞれのフィールドの内容について説明する。
【０１７８】
ＡＵＴＨは、ユーザの認証フィールドである。親局ＴＸは、当該認証フィールドの情報に基づき、ＭＳＧ−１を送信したユーザを識別する。
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＭＳＩＤは、受信器のＩＤ番号を示すフィールドである。
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに送信データの宛て先を示すデータが含まれている。
Ａ−ＭＯＤＥは、自局対応可能なモードを示すパラメータからなるフィールドである。図示のように、Ａ−ＭＯＤＥフィールドがさらに、三つのサブフィールドＡＡ，ＢＢ，ＣＣに分割されている。サブフィールドＡＡには、例えば、伝送路推定方法を示すデータが含まれ、サブフィールドＢＢには、変調方式を示すデータが含まれ、さらに、サブフィールドＣＣには、受信状況を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報からなるフィールドである。例えば、受信装置の属性、要求信号ＲＥＱの内容を示すデータなどが含まれている。
【０１７９】
次に、親局ＴＸから送信される予約メッセージＭＳＧ−２のフォーマットについて説明する。図２０は、ＭＳＧ−２のフォーマットを示す図である。図示のように、ＭＳＧ−２は、少なくともＤＥＳＴ，ＳＥＱ，ＳＯＵＲＣＥ，ＲＴＩＭＥ，ＴＸ−ＭＯＤＥ及びｅｃｔの６つのフィールドによって構成されている。以下、それぞれのフィールドの内容について説明する。
【０１８０】
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに、例えば、通信の宛て先、即ち、受信すべきユーザの識別番号などを示すデータが含まれている。
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＳＯＵＲＣＥは、送信元の識別フィールドである。当該フィールドに、送信元、即ち、送信する親局の識別番号（ＩＤ番号）を示すデータが含まれている。
【０１８１】
ＲＴＩＭＥは、予約時刻フィールドである。図示のように、当該フィールドは、三つのサブフィールドにより構成されている。サブフィールドＳＴＡＲＴに、予約の開始時間を示すデータが含まれ、サブフィールドＡＭＯＵＮＴに、データ伝送容量を示すデータが含まれ、サブフィールドＲＡＴＥには、データ伝送速度を示すデータが含まれている。
ＴＸ−ＭＯＤＥは、送信信号のパラメータを示すフィールドである。図示のように、このフィールドは、二つのサブフィールドによって構成されている。サブフィールドＡＡに、例えば、伝送路推定の方法を示すデータが含まれ、サブフィールドＢＢには、例えば、送信信号の変調方式を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報を示すフィールドである。
【０１８２】
次に、親局ＴＸからの送信データを受信しおわったとき、ユーザＲＸから送信される応答信号ＭＳＧ−３のフォーマットについて説明する。
図示のように、ＭＳＧ−３は少なくともＳＥＱ，ＭＳＩＤ，ＤＥＳＴ及びｅｔｃの４つのフィールドを有する。以下、それぞれについて説明する。
【０１８３】
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＭＳＩＤは、受信器のＩＤ番号を示すフィールドである。
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに送信データの宛て先を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報からなるフィールドである。例えば、受信装置の属性、要求信号ＲＥＱの内容を示すデータなどが含まれている。
【０１８４】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信装置及び受信装置によって構成された通信システム、例えば、移動体通信システムにおいて、送信装置（親局）ＴＸからの送信した呼び出しメッセージまたは受信装置（ユーザ）ＲＸから送信した要求信号によって通信が開始し、呼び出しメッセージに対するユーザの応答またはユーザからの要求信号によって、ユーザＲＸが対応可能な受信モード、例えば、伝送路推定の方法、信号変調方式などが親局ＴＸに知らされ、親局ＴＸはそれに応じて伝送路推定方法及び信号変調方式の選定し、通信チャネルを予約し、ユーザＲＸに情報の送信を行う。送信終了後、ユーザＲＸからの応答信号に応じて、情報の伝送が正常に終了したかを確認した上、通信を終了させる。
【０１８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送信装置、受信装置及び送受信装置からなる通信システムによれば、パケット伝送トラヒックなどのようにバースト的にかつ伝送するデータの容量が大きなダイナミックレンジを有する情報を取り扱う場合、例えば、パケットあたりの情報量、データの重要度などの送信データの属性に応じて、それに適した変調方式及び伝送路推定方法を適用することが可能である。例えば、情報シンボルにパイロットシンボルを付加して、受信装置においてコヒーレント検波によって伝送路推定を行う場合、パイロットシンボルの比率を伝送データの特性及び伝送路の状況などに応じて適宜に制御することにより、伝送路の特性を正確に推定でき、受信信号に応じて送信データを正しく再生できるほか、通信システム全体として効率のよい情報の送受信が可能である。
また、本発明によれば、変調方式及び伝送路推定方法を可変としたシステムにおいて、最小限の回路規模で送信及び受信装置を構成することが可能である。
さらに、本発明によれば、異なる変調方式及び伝送路推定方法を適用した通信システムにおいて、データの送受信に先立って送信側によって伝送路推定方法及び変調方式を指定することによって、受信側が指定された変調方式及び伝送路推定方法に従って情報を受信でき、情報の送受信が円滑に行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る送信装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】本発明に係る受信装置の一構成例を示す回路図である。
【図３】周波数方向における差動位相変調を示す図である。
【図４】時間方向における差動位相変調を示す図である。
【図５】周波数及び時間方向の両方における差動位相変調を示す図である。
【図６】パイロットシンボルの挿入による伝送路推定方法を示す図である。
【図７】変調時間毎にパイロットシンボルの挿入を可変にする伝送路推定方法を示す図である。
【図８】ＱＰＳＫ変調信号の信号分布を示す図である。
【図９】１６ＱＡＭ変調信号の信号分布を示す図である。
【図１０】マッピング回路の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】差動位相変調／パイロット付加回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】伝送路推定回路及びビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】チャネルイコライザの一構成例を示すブロック図である。
【図１４】チャネルイコライザにおける伝送路推定方法を示す図である。
【図１５】伝送路の伝達特性を示すベクトルの一例を示す図である。
【図１６】８ＰＳＫ変調方式に適用できるビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１７】ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調方式に適用できるビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の通信システムにおける通信動作を示す図である。
【図１９】受信装置により送信される応答信号のフォーマットを示す図である。
【図２０】送信装置により送信される予約メッセージのフォーマットを示す図である。
【図２１】受信装置により送信される受信結果を通知する信号のフォーマットを示す図である。
【図２２】従来の送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２３】従来の受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２４】従来の送受信装置における差動位相変調を示す図である。
【符号の説明】
１０１…チャネルエンコーダ、１０２…時間インターリーブ回路、１０３…シンボルマッピング回路、１０４…多重化回路、１０５…周波数インターリーブ回路、１０６…差動変調回路、１０７…逆フーリエ変換回路、１０８…送信回路、１１１…チャネルデコーダ、１１２…時間デインターリーブ回路、１１３…ビット抽出回路、１１４…チャネル選択回路、１１５…周波数デインターリーブ回路、１１６…差動復調回路、１１７…ＦＦＴ変換回路、１１８…受信回路、２０１…チャネルエンコーダ、２０２…インターリーブ回路、２０３…シンボルマッピング回路、２０４…差動変調／パイロット付加回路、２０５…ランダム化回路、２０６…多重化回路、２０７…逆フーリエ変換回路、２０８…送信回路、２１１…チャネルデコーダ、２１２…デインターリーブ回路、２１３，２１３ａ，２１３ｂ…ビット抽出回路、２１４…伝送路推定回路、２１５…ランダム化復調回路、２１６…チャネル選択回路、２１７…ＦＦＴ変換回路、２１８…受信回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ変調信号の送信装置、受信装置及び送受信装置からなる通信システム、さらに送信装置、受信装置及び通信システムそれぞれにおける信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャリア通信を適用して多重チャネルを伝送するシステムとして、ヨーロッパではＤＡＢ（Digital Audio Broadcasting）システムがすでに実用化されている。ＤＡＢシステムにおいて、変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いている。ＯＦＤＭ変調方式を用いた放送システムでは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying : 直交位相変調）またはＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ：直交振幅変調）などのデータ変調方式によって変調された複数の直交する副搬送波（サブキャリア）が多重化してＯＦＤＭ変調信号を生成する。さらに、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間に有効シンボル波形の一部分を巡回させたガードインターバル期間を設けることによって、地上波の電波伝送におけるマルチパス（ゴースト波）の影響を低減することができる。即ち、予想されるゴースト波の遅延時間よりもガードインターバル期間を長くすることによって、受信側ではゴースト妨害を容易に取り除くことができる。
【０００３】
図２２及び図２３は、ＯＦＤＭ変調方式を用いた無線通信システムの一例を示している。
図２２はＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置の構成を示し、図２３はＯＦＤＭ変調信号を受信する受信装置の構成を示している。
【０００４】
図２２に示すように、ＯＦＤＭ変調方式を用いた送信装置は、チャネルエンコーダ１０１、時間インターリーブ回路１０２、シンボルマッピンク回路１０３、多重回路（ＭＵＸ）１０４、周波数インターリーブ回路１０５、差動変調回路１０６、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）１０７及び送信機（Ｔｘ）１０８によって構成されている。以下、送信装置の動作ついて説明する。
【０００５】
チャネルエンコーダ１０１は、入力されるＭ番目のチャネルのデータビット列（ビットストリーム）ＤＢＳM を符号化する。なお、当該符号化処理は、例えば、誤り訂正符号化処理などを含む。符号化されたデータ列が時間インターリーブ回路１０２によって、時間軸上ランダムに順序が入れ換えられる。時間インターリーブは、伝送路にある一定の時間帯に集中してノイズが大量に発生する、いわゆるバーストノイズに対処するための方法である。送信側で伝送するデータ系列に対して時間インターリーブを行い、受信側でデインターリーブ処理を行い、受信したデータ系列をもとの順序に戻す。このため、バーストノイズ（Burst Noise ）が発生した場合、ノイズの影響が伝送信号に分散し、データ伝送が完全に中断することを防止できる。
【０００６】
時間インターリーブ処理されたデータが、シンボルマッピング回路１０３によってそれぞれのサブキャリアに対して、所定のデータ変調方式に応じてマッピングされる。なお、マッピング処理に用いられるデータ変調方式は、例えば、ＱＰＳＫ，８ＰＳＫ、１６ＱＡＭなど様々である。なお、ＤＡＢにおいてはＱＰＳＫが用いられている。シンボルマッピング回路１０４によって、入力されたデータ系列に対応するシンボルストリームが生成される。
【０００７】
マッピング処理されたＭチャネルのシンボルストリームが、同様な処理によって生成した他チャネルのシンボルストリームとともに、多重回路１０４に入力され、多重回路１０４によって信号の多重化が行われる。もっとも簡単な例として、多重回路１０４は複数のチャネルのシンボルストリームを単純に直列に連結することにより多重化処理を実現できる。多重化されたシンボルストリームは、周波数インターリーブ回路１０５によって、シンボルの並び替えが行われる。その後、差動変調回路１０６によって、各シンボルは１変調時間前に送信された各シンボルとの間で各々差動変調が実施される。
【０００８】
差動変調されたシンボルストリームは、図示しない直列／変列変換回路によって、並列なデータに変換される。この並列なデータがそれぞれのサブキャリアにおける変調データとなり、周波数軸上スペクトラムのベクトルと見なすことができる。これらの変調データに対して逆フーリエ変換回路１０７によって、時間軸上の送信信号に変換され、送信機１０８によって高周波の送信周波数に変調され、アンテナを介して空間に放射される。
【０００９】
受信側では、送信側と逆の処理を行い、受信したＯＦＤＭ変調波を復調して、もとの情報データストリームを再生する。
図２３に示すように、受信装置は、チャネルデコーダ１１１、時間デインターリーブ回路１１２、ビット抽出回路１１３、チャネル選択回路１１４、周波数デインターリーブ回路１１５、差動復調回路１１６、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１７及び受信器（Ｒｘ）１１８によって構成されている。以下、受信装置の動作について説明する。
【００１０】
受信器１１８によって、受信アンテナに励起された高周波の受信信号のうち、所望の周波数帯域の信号を受信する。受信信号が周波数変換によってベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号に対して、フーリエ変換回路１１７によってフーリエ変換した結果、周波数軸上各々のサブキャリアの変調データに対応する受信シンボルが求められる。
【００１１】
それぞれの受信シンボルが伝送路において、例えば、フェージングの影響で位相などが変動していることから、１変調前に受信した各シンボルをリファレンスとして、１変調時間前に受信した各シンボルとの間の位相差を受信信号の位相値とすることによって伝送路の推定を行う。当該伝送路推定により受信信号の位相を求める手段は一般的に差動復調と呼ばれている。差動復調回路１１６において、差動復調が行われる。このようにして抽出された情報が位相成分に変調された受信シンボルは、周波数デインターリーブ回路１１５によって、シンボルの配置順序が元に戻されたあと、チャネル選択回路１１４によって、所望のチャネルのシンボルストリームが抽出される。
【００１２】
出力されたチャネルストリームがビット抽出回路１１３に入力される。ビット抽出回路１１３は、各サブキャリアのシンボルに対してディジタル復調を行い、例えば、ＱＰＳＫ変調されたシンボルに対して、受信符号化ビットストリームを抽出する。
【００１３】
時間デインターリーブ回路１１２によって、受信符号化ビットストリームがフレーム内時間デインターリーブ処理のよって元の順序で符号化ビットストリームの並びに戻される。さらに、これをチャネルデコーダ１１１によって、例えば、誤り訂正を行う復号処理が行われ、所望のチャネルの情報ビットストリームが得られる。
【００１４】
このような送受信装置からなる通信システムにおいて、送受信されるシンボルの並びを、周波数軸及び時間時間で表現すると、図２４のようになる。図２４では、周波数軸上に並べられた各サブキャリアにおけるシンボルは、当該周波数において１変調時間前に送信されたシンボルとの間で差動変調されている様子が示されている。この差動変調は、チャネル内に閉じたものではなく、他チャネルのシンボルとの間で差動変調が行われていることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＯＦＤＭ変調方式を適用した多重チャネルを伝送する通信システムにおいては、全チャネル一括で伝送路の推定が行われた後に所望のチャネルのシンボルを抽出することになっている。また、１チャネル分の情報を抽出するためにも他のチャネルのシンボルが必要であり、チャネル間で変調方式並びに伝送路推定方式のアイソレーションがとれない構造となっている。前述したＤＡＢシステムは放送システムであり、通常、各チャネルは常時信号の送信を行っているため、チャネル間の変調方式並びに伝送路推定方法のアイソレーションは必要とされていない。
【００１６】
しかし、パケット伝送トラヒックを収容するような場合には、各チャネルが常時信号の送受信を行わないことから、上記のようなシステム構成では変復調が不可能となり、変復調並びに伝送路推定をチャネル毎に（即ち、パケット毎に）閉じて行うことが必要となる。さらに、一般のパケット伝送トラヒックには、例えば、一回で送信する情報量（１パケットあたりの情報量）が数十バイトから数十キロバイト程度と大きく変動する。このようなトラヒックを収容する場合に、従来の方法で変復調を行うと以下のような不利益が生じる。
【００１７】
ＤＡＢシステムのように、差動位相変調が施されているような場合には、１変調時間前に送信したシンボルを伝送路推定用のリファレンスシンボルとして利用するため、たかだか１変調時間分のシンボル数で収容できる情報を送信したい場合であっても、リファレンスを含めて２変調分のシンボルの送受信が必要になる。これは伝送路帯域の有効利用の観点から明らかに無駄であり、このような場合には何らかの他の伝送路推定の方法を施すのが得策である。
【００１８】
一方、大容量の情報を送受信したい場合を考えると、従来の通信システムで用いられている差動変調により伝送路推定を行うと、伝送路推定が完璧に行われる場合に比べて、所要のＥｂ／Ｎｏ（Ｅｂ：受信装置によって受信された１ビットあたりのエネルギー、Ｎｏ：受信雑音、Ｅｂ／Ｎｏは受信側における受信データ１ビットあたりのＳ／Ｎ比を表す値である）でおよそ３ｄＢ劣化することが一般的に知られている。大容量の情報を送受信したい場合には、情報が変調されたシンボルの他に伝送路推定用のシンボルを送信し、伝送路推定を精度よく行い、復調した方がトータルの所要Ｅｂ／Ｎｏは低下し、効率のよい信号伝送が可能となる。この場合、伝送路推定用のシンボルの送信が必要となるため、帯域は余計に使用することになるが、送信する情報量が伝送路推定用のシンボルと比べて十分大きい場合、所要Ｅｂ／Ｎｏの観点から無駄なリソースの使用とはならない。また、所要Ｅｂ／Ｎｏが低下した分、伝送路推定用のシンボルの送信分だけ帯域を用意するために、符号化率を上げれば余計な帯域の使用にならない。
【００１９】
このように、例えば、パケット伝送トラヒックのように、情報伝送がバースト的に発生し、且つ１回あたりに送信する情報量が大きなダイナミックレンジで変動する場合には、変調方式並びに伝送路推定方法はチャネル毎にアイソレーションが取れていることが望ましく、また、送信情報毎に異なる伝送路推定方法が取られることが好適である。しかし、従来の通信システムではそのような配慮が十分になされていない。
【００２０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信する情報の特性に応じて、それに適した伝送路推定方法を適用することができ、情報伝送の効率を向上できる送信装置、受信装置、送受信装置からなる通信システム及びそれぞれの信号処理方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の送信装置は、送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信装置であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する直交変換回路とを有する。
【００２２】
また、本発明の受信装置は、送信装置によって送信開始したときもっとも高い比率でパイロット信号が付加された（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）マルチキャリア変調信号を受信する受信装置であって、受信信号を直交変調する直交変調回路と、上記直交変調回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路とを有する。
【００２３】
また、本発明の通信システムは、送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信システムであって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、上記パイロット付加回路の出力信号を直交変換する第１の直交変換回路と、上記第１の直交変換回路の出力信号を伝送路に送信する送信回路と、上記伝送路から伝送信号を受信する受信回路と、上記受信回路の受信信号を直交変換する第２の直交変換回路と、上記第２の直交変換回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路とを有する。
【００２９】
また、本発明の送信方法は、送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信方法であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する。
【００３１】
さらに、本発明の通信方法は、送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信方法であって、上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換し、上記直交変換した信号を伝送路に送信し、上記伝送路から伝送信号を受信し、上記受信信号を直交変換し、上記直交変換された受信信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行い、上記伝送路推定の結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力する。
【００３２】
本発明によれば、例えば、パケット伝送トラヒックなどのようにバースト的かつ送信データの容量に大きなダイナミックレンジを有する情報を伝送する場合に、送信データの特性、例えば、パケットあたりの送信データの容量、データの重要度または送信データの再送の可否などに応じて、さらに、伝送路の状況、例えば、伝送路におけるノイズの影響などに応じて、これらの条件に適した比率で送信信号にパイロット信号を付加してデータの送受信を行う。この結果、送信データの特性及び伝送路の状況などに応じて、パイロット信号を付加する比率が制御されるので、受信側においてそれらの条件に適した伝送路推定を行うことができ、送信データを高精度に再生できるほか、通信システム全体として効率のよいデータ伝送を行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図１及び図２は本発明に係るの第１の実施形態を示す回路図である。図１は本発明に係る送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図２は本発明に係る受信装置の一構成例を示すブロック図である。
図示のように、本実施形態の送信装置は、チャネルエンコーダ２０１、インターリーブ回路２０２、シンボルマッピング回路２０３、差動変調／パイロット付加回路２０４、信号ランダム化回路（RPS/ROT ）２０５、多重化回路（ＭＵＸ）２０６、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）２０７及び送信回路（Ｔｘ）２０８によって構成されている。以下、送信装置を構成するそれぞれの部分回路の動作について説明する。
【００３４】
チャネルエンコーダ２０１は、入力されるＭ番目のチャネルのビットストリームＤＢＳM を符号化する。なお、当該符号化処理は、例えば、誤り訂正符号化処理などを含む。符号化処理されたデータストリームは、インターリーバ２０２に供給される。
【００３５】
インターリーバ２０２は、入力されるデータストリームのそれぞれのデータの順序を並べ替えるインターリーブ処理を実施する。インターリーブ処理されたデータストリームがシンボルマッピング回路２０３に供給される。
【００３６】
シンボルマッピング回路２０３は、それぞれのサブキャリアにおけるデータ変調方式に応じて、シンボルストリームを生成する。なお、シンボルマッピング回路２０３の詳細の構成は後に説明する。
シンボルマッピング回路２０３によって生成されたシンボルストリームが差動変調／パイロット付加回路２０４に入力される。差動変調／パイロット付加回路２０４は、入力されたシンボルストリームに対して、送信データの特性、例えば、パケット通信の場合におけるパケットのデータ量、または伝送情報の重要度に対応する誤り率の許容値などに応じて、差動変調方式を選択し、若しくは伝送路推定用のパイロットシンボルを挿入する。差動変調／パイロット付加回路２０４によって、伝送シンボルストリームが生成される。
【００３７】
信号ランダム化回路２０５は、伝送シンボルストリームに対して、直交変換などを行う。信号ランダム化回路２０５における処理は、ランダム位相シフト処理（ＲＰＳ：Random Phase Shift）及びランダム直交変換処理（ＲＯＴ：Random Orthogonal Transform ）などによるスクランブル処理である。当該スクランブル処理によって、信号点がランダム化され、干渉波の識別を可能になる。なお、信号ランダム化回路２０５は、必要に応じて送信装置に設けられ、システムによって省略することも可能である。
【００３８】
差動変調／パイロット付加回路２０４、若しくは信号ランダム化回路２０５によって出力される伝送シンボルストリームが多重化回路２０６に入力される。多重化回路２０６は、Ｍチャネルの伝送シンボルストリームと他の複数のチャネルの伝送シンボルストリームを多重化して、多重化した伝送信号を出力する。なお、他のチャネルの伝送シンボルストリームは、上述したＭ番目のチャネルの伝送シンボルストリームとほぼ同じ処理を経て生成されているものである。
【００３９】
多重化された伝送信号は逆フーリエ変換回路２０７によって、逆フーリエ変換が実施され、時間軸上の送信信号が生成される。さらに、逆フーリエ変換回路２０７は、得られた時間軸上の送信信号にガードバンドを付加して、さらに時間ウィンドウにより送信信号に対して時間制限を行う。
送信回路２０８は、逆フーリエ変換回路２０７から出力される送信信号を高周波の送信周波数に変調して送信アンテナを通して空間に放射する。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態の受信装置は、チャネルデコーダ２１１、デインターリーブ回路２１２、ビット抽出回路２１３、伝送路推定回路２１４、信号ランダム化復調回路（RPS/ROT ）２１５、チャネル選択回路２１６、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）２１７及び受信回路（Ｒｘ）２１８によって構成されている。以下、受信装置を構成するそれぞれの部分回路の動作について説明する。
【００４１】
受信回路２１８は、所望の周波数帯域の信号を受信し、受信した高周波の信号に対して周波数変換を行い、ベースバンドの信号を出力する。このベースバンド信号はフーリエ変換回路２１７に供給される。
フーリエ変換回路２１７は、受信回路２１８から入力されるベースバンドの信号に対してフーリエ変換処理を行い、各サブキャリアにおける受信シンボルを求める。
【００４２】
チャネル選択回路２１６は、フーリエ変換回路２１７によって得られた各サブチャネルの受信シンボルのうち所望のチャネルの受信シンボルを選択する。なお、チャネル選択回路２１６は、フーリエ変換回路２１７の前段に配置することもできる。即ち、チャネル選択回路２１６を受信回路２１８とフーリエ変換回路２１７の間に設け、受信回路２１８によって受信されたベースバンドの信号のうち、所望のチャネルの受信信号のみを選択して、フーリエ変換回路２１７に供給する。
【００４３】
信号ランダム化復調回路２１５は、選択された所定のチャネルの受信シンボルに対して、直交変換を行うことによって、もと通りの受信シンボルストリームに戻す。なお、信号ランダム化復調回路２１５は、図１に示す送信装置における信号ランダム化回路２０５に対応して設けられている。即ち、送信装置において、信号ランダム化回路２０５によって直交変換して、信号点がランダム化された送信信号に対して、受信装置において、再度直交変換を行うことによって元の順序に戻される。このため、送信装置に信号のランダム化が行われていない場合、受信装置において信号ランダム化復調処理を不要である。
【００４４】
伝送路推定回路２１４は、伝送路における伝送信号の位相変動を推定し、伝送路で発生した位相変動を補正する。受信シンボルストリームは、伝送路において位相などが変動しているから、伝送路推定回路２１４において、差動変調あるいは送信装置によって付加されたパイロットシンボルを用いて、伝送路推定を行い、伝送路によって受信シンボルに発生した位相変動を推定する。そして、求めた位相変動量を用いて、受信シンボルに対して位相の補正を行い、純粋に伝送情報に応じて変調された受信シンボルストリームを求める。補正された受信シンボルストリームは、ビット抽出回路２１３に供給される。
ビット抽出回路２１３は、受信符号化シンボルストリームを抽出する。
なお、伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の詳細について後に具体的な回路例を挙げて説明する。
【００４５】
デインターリーブ回路２１２は、ビット抽出回路２１３によって抽出された受信符号化シンボルストリームに対して並び替えを行い、もとの順序に戻す。即ち、送信装置においてインターリーブ回路２０２によって並び替えが行われた伝送シンボルストリームに対して、その逆の処理が行われるので、受信符号化シンボルストリームを形成するそれぞれのデータが元の順序に並び替えられる。
【００４６】
デインターリーブ処理された受信符号化シンボルストリームがチャネルデコーダ２１１に入力される。チャネルデコーダ２１１は、受信符号化シンボルストリームに対して、例えば、誤り訂正復号処理などを行う。これによって、送信装置によって送信した複数のチャネルの送信信号のうち所望のチャネル情報に対応するビットストリームが得られる。なお、誤り訂正復号処理は、例えば、ビタビ復号処理などを含む処理である。
【００４７】
上述した送信装置及び受信装置によって、通信システムが構成されている。当該通信システムによって、Ｍ番目の送信チャネルにおいて、送信情報を示すデータストリームＤＢＳM がチャネルエンコーダ２０１によって符号化され、インターリーブ処理した後シンボルマッピングが行われ、送信シンボルストリームが形成される。さらに送信データの特性に応じて、差動変調またはパイロットシンボルが付加され、必要に応じて直交処理によって信号のランダム化処理が行われたあと、多重化回路に入力される。他の複数のチャネルの送信データストリームがそれぞれ同じ処理を経て多重化回路２０６に入力され、多重化回路２０６によって多重化処理が行われ、送信シンボルストリームが形成される。このように形成された送信シンボルストリームが逆フーリエ変換処理によって、時間軸上の送信信号波形が得られ、送信回路２０８によって高周波の送信周波数に変調され、送信される。
【００４８】
受信装置によって、所望の周波数帯域の送信信号が受信され、周波数変換にってベースバンドに変換される。ベースバンドに変換された受信信号がフーリエ変換によって、それぞれのサブキャリアに対応する受信シンボルが得られる。さらに、所望のチャネル受信シンボルが選択され、必要に応じて再度の直交変換によって元のシンボル系列が復元され、伝送路推定回路２１４によって、伝送路推定が行われ、受信シンボルストリームにおける位相変動が補正される。位相補正された受信シンボルストリームがビット抽出回路２１３によって受信符号化ビットストリームが抽出され、さらにデインターリーブ回路２１２によりデータが並び替えられ、もとの順序に戻されたあと、チャネルデコーダ２１１によって、例えば誤り訂正復号処理が実施される。
【００４９】
このように構成された通信システムによってＯＦＤＭ変調方式による情報データの伝送が行われ、高精度の信号伝送を実現できる。
なお、上述した通信システムでは、送信装置において複数のチャネルを多重化して送信し、受信装置がそのうち１チャネルを受信する場合を示しているが、実際の通信システムは、これに限定されるものではなく、例えば、送信装置が１チャネルを使用して送信し、受信装置が多重化された信号を受信する場合も存在する。
【００５０】
以下、本実施形態の通信システムにおける伝送路推定の方法について、図を参照しながら詳細に説明する。
例えば、パケット伝送トラヒックにおいては、コマンド情報などの数バイト程度の少量のデータを送信する場合もあれば、数十キロバイト程度の比較的大量のデータを送信することもある。また、情報の伝送には極力時間を掛けずに行いたいとい要望もある。このような環境を鑑みて、マルチキャリア伝送で情報を送受信する場合、データの属性に応じて伝送路推定の方法を変更することが有効である。ここでは、データの属性として、“送受信するデータの大きさ”を例にとり、１ブロックで送受信するデータの大きさに応じて伝送路推定の方法を変更する送受信方法について説明する。
【００５１】
伝送路推定方法１
図３は、本発明の送信装置における伝送路推定方法１、即ち差動変調の一例を示す図である。この差動変調例において、１変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動変調の一例を示している。図示のように、少量のデータからなるパケットを送信する場合、この例では、例えば１変調時間シンボルのみの送受信を行う場合に、周波数軸上隣接するシンボルをリファレンスとして伝送路推定を行い、受信シンボルの推定を行う。このような伝送路推定方法において、周波数軸上の差動位相変調となる。具体的に、例えば、図示のように、サブキャリアｆ１，ｆ２，…，ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ１，ＳＹＢ２，…，ＳＹＢ７を伝送する場合、シンボルＳＹＢ１をリファレンスとしてそのまま伝送され、シンボルＳＹＢ２とシンボルＳＹＢ１との差分を次の送信シンボルとする。そして、以下シンボルＳＹＢ３からシンボルＳＹＢ７まではシンボルＳＹＢ２と同様に、それぞれ一つ前のサブキャリアにおける送信シンボルとの差分をとって、差分シンボルを実際の送信シンボルとして伝送する。
【００５２】
このようにシンボルの送受信を行うことにより、１変調時間分のシンボルの送受信のみで情報の伝達が可能となり、必要最低限の帯域を利用した通信が行われることになる。遅延を伴うマルチパス環境においては、周波数特性がフラットにならないが、２サブキャリア間くらいはおよそフラットな特性と考えられるため、サブキャリア間での差動変調でも特性の劣化は最小限に抑制することが可能である。
【００５３】
伝送路推定方法２
図４は、本実施形態における他の伝送路推定方法、即ち数変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動変調方式の一例を示している。この場合、周波数方向並びに時間方向への差動位相変調を実施される。図示の例では、時間軸上において、１シンボル目に送信されるシンボルＳＹＢ１１〜ＳＹＢ１７については、周波数軸上で隣接するシンボルをリファレンスとして差動位相変調を行う。即ち、図３に示す例と同じく、例えば、シンボルＳＹＢ１２を送信する場合、シンボルＳＹＢ１２とＳＹＢ１１との差分を実際の伝送シンボルとして送信する。以降、シンボルＳＹＢ１７までの各々のサブキャリアにおけるシンボルはそれぞれ同じように一つ前のサブキャリアにおけるシンボルとの差分に応じて伝送シンボルを生成する。
【００５４】
時間軸上において２シンボル目以降に送信されるシンボルについては、時間軸上で隣接するシンボルをリファレンスとして差動位相変調を行う。例えば、時間ｔ２にサブキャリアｆ１〜ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２７を送信する場合に、シンボルＳＹＢ２１と時間ｔ１に送信されるサブキャリアｆ１のシンボルＳＹＢ１１との差分を求めて、伝送シンボルを生成し、また、同様に、サブキャリアｆ２からｆ７までの各サブキャリアにおけるシンボルＳＹＢ２２〜ＳＹＢ２７に対して、それぞれ時間ｔ１に送信されるシンボルＳＹＢ１２〜ＳＹＢ１７との差分に応じて差分シンボルが求められ、差動位相変調が行われる。
同様に、時間ｔ３にサブキャリアｆ１〜ｆ７においてそれぞれシンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３７を送信する場合に、それぞれ時間ｔ２に送信されるシンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２７との差分に応じて差分シンボルが求められ、差動位相変調が行われる。
【００５５】
上述したように送信装置によって送信する各々のシンボルに対して差動位相変調を行った場合、受信装置ではそれに応じて、受信シンボルに対し最初に受信したリファレンスシンボルを用いて、各々の受信シンボルを差動位相復調して、元の送信シンボルを求める。
【００５６】
このような送受信を行うことにより、情報が変調されていないリファレンスシンボルを周波数軸／時間軸の１シンボル目のみとすることができ、情報を変調するシンボルを最大数確保することができる。さらに、２シンボル目からは時間方向の差動位相変調を行っているため、周波数特性が比較的に激しい伝播環境においても良好に通信路を確保することができるだけでなく、アナログフィルタの特性がフラットではない場合においてもその影響を最小限に抑えることが可能となる。なお、図４では、時間軸上に３シンボル分を送信する場合を例示したが、３シンボルに限定することなく、数シンボルの送受信を行う場合でも常に適用できることはいうまでもない。
【００５７】
伝送路推定方法３
図５は、数変調時間で収容可能なデータを送信する場合の差動位相変調の他の例を示している。図示のように、この例では、図４に示す例とほぼ同様に、サブキャリアｆ１〜ｆ７を用いて変調時間ｔ１，ｔ２，ｔ３それぞれにおいて、シンボルＳＹＢ１１，ＳＹＢ１２，…，ＳＹＢ１７，ＳＹＢ２１，ＳＹＢ２２，…，ＳＹＢ２７，ＳＹＢ３１，ＳＹＢ３２，…，ＳＹＢ３７を伝送する。
【００５８】
図５に示すように、時間軸上２シンボル目以降のシンボルに関して、リファレンスシンボルを周波数軸／時間軸の何れかの隣接するシンボルで混在しても構わない。この例においても、情報が位相変調されていないリファレンスシンボルは１シンボルのみとすることができる。
具体的に、例えば、時間ｔ１において、サブキャリアｆ１〜ｆ７それぞれにおけるシンボルＳＹＢ１１〜ＳＹＢ１７を伝送する場合、隣接するサブキャリアにおけるシンボルをリファレンスとして、それぞれの差分を求めて差動位相変調を行う。そして、時間ｔ２においては、隣接する時間軸または周波数軸のサブキャリアをリファレンスとして、それぞれのシンボルの位相差を求めて、差動位相変調を行う。例えば、シンボルＳＹＢ２１を送信する場合に、時間軸上隣接するシンボル、即ち時間ｔ１におけるシンボルＳＹＢ１１との差分を求め、伝送シンボルを生成する。シンボルＳＹＢ２２を送信する場合には、周波数軸上隣接するシンボル、即ちサブキャリアｆ１におけるシンボルＳＹＢ２１との差分を求めて、伝送シンボルを生成する。以降、送信する各シンボルＳＹＢ２３〜ＳＹＢ２７において、それぞれ周波数または時間軸上隣接するシンボルとの差分によって伝送シンボルを生成する。さらに、時間ｔ３におけるシンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３７を送信する場合も同様な処理とする。
【００５９】
なお、図５に示す差動位相変調の例では、差分シンボルを生成する場合リファレンスシンボルとなる隣接のシンボルの選択パターンを受信装置に通知する必要がある。また、当該リファレンスシンボルのパターンを予め送受信装置の間に一つの取り決めとして決定することによって、パターンの伝送を不要となる。例えば、リファレンスシンボルのパターンを通信システムの通信プロトコルとして予め決め、通信のとき送信装置及び受信装置はそれぞれプロトコルによって決められたパターンでリファレンスシンボルを選択し、それに応じて送信装置では送信シンボルに対して差分シンボルを求め、差動位相変調を行い、受信装置ではプロトコルに従ってリファレンスシンボルを選択し、受信シンボルに対して元の送信シンボルを再生する。
【００６０】
図５に示す場合においては、通信チャネル毎に各シンボルに対するリファレンスシンボルを設定するパターンを変更することによって、他チャネルの信号（干渉波）は差動位相復調後の信号点が意味を持つものではなくなるため、復調後のビットストリームが誤り検出で誤りと判断される。したがって、異なるチャネルのデータを自局宛てのデータと誤って復調することもなくなり、簡易的な暗号化の効果も同時に得ることが可能である。
【００６１】
図６及び図７は、伝送路推定の他の方法を示す図である。以下、これらの図を参照しながら、これらの伝送路の推定方法について説明する。
大容量のデータを送信する場合には、情報データによって変調されているシンボルの他に伝送路推定用のシンボルを挿入し、これらのシンボルをともに送信する。そして、受信装置において、伝送路推定用シンボルを用いて伝送路の位相変動を求め、それに応じて情報データによって変調されたシンボルに対して、位相誤差を補正することによって、正確に情報シンボルを再生可能である。また、これによって、差動位相変調を行った場合と比して伝送信号のトータルの所要Ｅｂ／Ｎｏを低減させることができる。
なお、以下の説明において、便宜上情報データによって変調されたシンボルを情報シンボルといい、伝送路推定用シンボルをパイロットシンボルという。
【００６２】
伝送路推定方法４
図６において、情報シンボルにパイロットシンボルを挿入する一例を示している。図示のように、時間ｔ１において、サブキャリアｆ１に情報シンボルＳＹＢ１１があてられ、サブキャリアｆ２にパイロットシンボルＰＳＢ１１があてられている。また、他のサブキャリアｆ３〜ｆ９には、それぞれ情報シンボルＳＹＢ１２〜ＳＹＢ１６及びパイロットシンボルＰＳＢ１２，ＰＳＢ１３があてられている。
【００６３】
時間ｔ２において、サブキャリアｆ１〜ｆ９において、情報シンボルＳＹＢ２１〜ＳＹＢ２６及びパイロットシンボルＰＳＢ２１，ＰＳＢ２２，ＰＳＢ２３がそれぞれあてられている。さらに、時間ｔ３においてもほぼ同様に、サブキャリアｆ１〜ｆ９において、情報シンボルＳＹＢ３１〜ＳＹＢ３６及びパイロットシンボルＰＳＢ３１，ＰＳＢ３２，ＰＳＢ３３がそれぞれあてられている。
【００６４】
図６に示すように、この例では、パイロットシンボルは、情報シンボルに対して一定の比率で割り当てられている。具体的に、情報シンボル二つにパイロットシンボル一つが挿入されている。なお、変調時間毎にパイロットシンボルの挿入する場所、即ち、割り当てられているサブキャリアがずらしている。例えば、時間ｔ１において、パイロットシンボルＰＳＢ１１がサブキャリアｆ２に割り当てられ、さらに、パイロットシンボルＰＳＢ１２，ＰＳＢ１３がそれぞれサブキャリアｆ５，ｆ８２に割り当てられている。これに対して、時間ｔ２において、パイロットシンボルＰＳＢ２１，ＰＳＢ２２及びＰＳＢ２３がそれぞれサブキャリアｆ３，ｆ６及びｆ９に割り当てられ、さらに、時間ｔ３において、パイロットシンボルＰＳＢ３１，ＰＳＢ３２及びＰＳＢ３３がそれぞれサブキャリアｆ１，ｆ４及びｆ７に割り当てられている。
【００６５】
上述したように、送信装置において、情報シンボルに対して一定の割合でパイロットシンボルを挿入する。それぞれのパイロットシンボルは、予め定められているサブキャリア／時間帯に挿入される。それ以外のサブキャリア及び時間帯に通常の情報シンボルが割り当てられる。そして、受信装置では、受信したシンボルのうちパイロットシンボルを抽出して、それに応じて伝送路の特性を推定し、これをもとに伝送路上で生じた他の情報シンボルの位相変動などを補正し、情報シンボルを正しく再生する。送信するデータが大容量の場合には、送信する情報シンボルの総数に対してパイロットシンボルの占有率を下げられるため、図３〜図５に示した差動位相変調による信号の劣化を回避でき、トータルの所要Ｅｂ／Ｎｏを低減することが可能となる。
【００６６】
また、大容量のデータを伝送する場合に、狭い周波数帯域幅でより多くのデータを伝送しなければならないこともあり、このような場合には、通常のＱＰＳＫ変調の代わりに、ＱＡＭなどの多値変調が適用されることが想定される。例えば、１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭなどのデータ変調方式が多用されることになる。これらの多値変調においては、振幅成分にも情報が変調されることから、前述した差動位相変調はもはや適用不可能となる。この観点からも、大容量のデータ伝送を行う場合には、伝送路推定方法として、差動位相変調よりパイロットシンボルを用いた方が好ましい。
【００６７】
なお、図６に示す例では、パイロットシンボルは常に一定の割合で情報シンボルに挿入されているが、本発明はこれに限定されず、送信時間の経過に伴い、情報シンボルに対するパイロットシンボルの割り当て比率を変える可変パイロットシンボルによる伝送路の推定方法もある。
【００６８】
伝送路推定方法５
図７は、パイロットシンボルを一定の比率ではなく、送信開始からの経過時間に従って変化する比率で割り当てる例を示している。図示のように、例えば、ｋ個のサブキャリアｆ１，ｆ２，ｆ３，…，ｆｋ（ｋは自然数である）に対して情報シンボル及びパイロットシンボルがそれぞれ割り当てられる。さらに、送信開始からの経過時間に伴い、各変調時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，…，ｔｍ（ｍは自然数である）におけるパイロットシンボルの割り当て比率が徐々に変化する。
【００６９】
例えば、変調時間ｔ１において、情報シンボル一つ毎にパイロットシンボルが挿入されている。図示のように、情報シンボルＳＹＢ１１とＳＹＢ１２との間にパイロットシンボルＰＳＢ１１が挿入されている。次の変調時間ｔ２において、情報シンボル二つ毎にパイロットシンボルが一つ挿入されている。例えば、情報シンボルＳＹＢ２１とＳＹＢ２２の後に、パイロットシンボルＰＳＢ２１が挿入されている。次に、変調時間ｔ３において、情報シンボル三つ毎にパイロットシンボル一つが挿入されている。
【００７０】
ここで、パイロットシンボルと情報シンボルの数の比をパイロットシンボルの比率と定義する。上述した例では、送信開始直後の変調時間ｔ１において、パイロットシンボルの比率は、１／２であり、その次の変調時間ｔ２においてその比率は１／３に低下する。同様に、時間ｔｍにおいては、パイロットシンボルの比率は１／（ｍ＋１）になる。
【００７１】
なお、パイロットシンボルの比率を他の方法によって設定することも可能である。例えば、変調時間毎に２の巾乗の逆数に応じてパイロットシンボルの比率を設定する例として、送信開始直後の変調時間ｔ１において、パイロットシンボルの比率を１（＝１／２0 ）に設定し、その後、変調時間ｔ２において、パイロットシンボルの比率を１／２（＝１／２1 ）に設定する。そして、時間ｔｍにおいては、パイロットシンボルの比率を１／２m-1 ）に設定する。
【００７２】
このように、データ送信開始してから経過時間が経つに連れて、パイロットの挿入比率、即ち、情報シンボルに割り当てられるパイロットシンボルの数が徐々に低下していく。送信開始直後に、伝送路に関してその伝達特性が全く未知であるので、情報シンボルに対して高い比率でパイロットシンボルを挿入する。これに対応して、受信装置では受信シンボルからパイロットシンボルを抽出し、素早く伝送路の特性を特定することができ、情報シンボルに対して誤差の補正を行うことができる。そして、送信開始してから一定の時間を経過したあと、それまでの伝送路推定によって伝送路の特性に関してはある程度の認識を蓄積した結果、わずかなパイロットシンボルによって伝送路の特性の変化に追従でき、それによって受信した情報シンボルを正しく補正することが可能となる。
【００７３】
そして、伝送路が固定の場合、例えば、送信装置と受信装置の場所がそれぞれ固定であり、その間電波の伝搬経路がほぼ一定である場合、伝送路の特性がほぼ一定となり、通信開始してから所定の時間を経過したとき、受信装置において伝送路の特性をほぼ完全に把握できる。この場合、送信装置にはそれ以上パイロットシンボルを挿入する必要がなく、パイロットシンボルの挿入が送信開始後一定の時間を経つと打ち切る。そして受信装置において、送信開始したあと受信したパイロットシンボルによって伝送路の特性を推定し蓄積する。パイロットシンボルの伝送が打ち切ったあと、それまでに推定した伝送路の特性を用いて、受信シンボルに対して誤差の補正を行い、元の情報シンボルを再生する。
【００７４】
一方、伝送路が固定ではない場合、例えば、移動体通信の場合、受信装置の場合が時々刻々変化し、送信装置と受信装置間の伝送路の特性が常に変化するので、常時に伝送路の推定を行う必要がある。この場合、データ伝送を開始してから一定の時間が経過したあとでも常にパイロットシンボルを送信する必要がある。なお、伝送路の状態に応じて、データ伝送を開始してから一定の時間が経過したとき、データ伝送開始直後に比べてパイロットシンボルの割り当て比率を低く設定することができる。
【００７５】
例えば、上述した例のように、変調時間毎に２の巾乗の逆数に応じた比率で挿入するパイロットシンボルの数を設定する。このとき、受信装置では逐次に送信されてくるパイロットシンボルを受信し、これまでに蓄積した伝送路の特性に新たに推定した特性の変化を加えて修正すればよい。そして、逐次に修正された伝送路の特性に応じて、受信された情報シンボルを補正し、元の情報シンボルを再生する。
【００７６】
なお、送信開始してから一定の時間を経過して、パイロットシンボルの比率が一定に保持されているとき、各々の変調時間においてパイロットシンボルの挿入位置を変更することによって、伝送路の伝達特性の細かな変化に追従することができる。例えば、周波数軸上、パイロットシンボルを挿入する位置をサブキャリア毎に１個ずつずらす方法が有効である。
【００７７】
本例のパイロットシンボルによる情報路の推定方法によって、データ伝送開始した直後に情報シンボルに高い比率でパイロットシンボルを挿入し、時間の経過に伴ってパイロットシンボルの割り当て比率を徐々に低減していくので、通信開始直後から高い伝送品質が得られるとともに、送信する情報シンボルに対して、パイロットシンボルの占有率が徐々に低下し、情報伝送の効率を徐々に高められ、周波数帯域の有効利用が図れる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信するデータの属性、例えば、伝送するパケットのサイズに応じて情報シンボルに付加されるパイロットシンボルの数を制御することによって、異なるサイズのパケットを伝送する場合、或いは伝送路の特性が異なる場合においても常に最適な伝送路推定方法をとることが可能であり、伝送効率の向上及び通信の品質の改善を実現できる。
【００７９】
次に、上述した本実施形態のそれぞれ伝送路推定方法を実現する送受信装置を構成する主要な部分回路の構成及び動作について、それぞれの回路図を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図８及び図９を参照しながら、本実施形態の通信システムに用いられているデータ変調方式について説明する。ここで、マルチキャリア通信において、通用よく用いられているＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭの二つのデータ変調方式を挙げて説明する
【００８０】
図８はＱＰＳＫ変調方式を示す信号分布図である。なお、この信号分布図は、コンスタレーションとも呼ばれている。
ＱＰＳＫ変調では、一つのサブキャリアにおいて２ビットのデータによって変調される。このため、図８に示すように変調信号が４つの分布を持ち、それぞれ変調データの（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）に対応する。
【００８１】
ＱＰＳＫ変調によって得られた変調信号において、それぞれの信号の分布点の間隔が大きく、即ち、変調信号のハンミング距離が大きいので、伝送路のノイズによる誤り率が低く、耐ノイズ特性がよい。しかし、この変調方式は周波数帯域の利用率が低いため、通常データ容量が比較的に小さい場合、且つ伝送路におけるノイズの影響が強い環境に適用される。
【００８２】
図９は、１６ＱＡＭ変調方式を示す信号分布図である。
図９に示すように、１６ＱＡＭ変調では、一つのサブキャリアにおいて４ビットのデータによって変調される。変調信号において位相のみではなく、振幅も変調される。図９の信号分布図に示すように、１６ＱＡＭ変調方式による変調信号は、それぞれ信号の分布点の間隔がＱＰＳＫ変調信号より小さく、伝送路のノイズによる誤りの発生率が高くなる。即ち、耐ノイズ特性がＱＰＳＫ変調方式に比べて劣る。しかし、１６ＱＡＭ変調方式では、周波数帯域の利用率が高いので、大容量のデータ伝送を行う場合、１６ＱＡＭなどの多値変調方式が適用される。この場合、ノイズの耐性を向上させるために、強力な符号化を施し、低いＳＮＲ環境においても通信を可能にする。また、送信機の送信パワーの許容範囲内に、送信機の最大出力電力を高く設定することによって、ノイズの耐性を改善することも可能である。
【００８３】
なお、以上にＱＰＳＫと１６ＱＡＭの二つの変調方式のみを例示したが、本発明はこれらの変調方式に限定されるものではなく、これ他に、例えば、８ＰＳＫ、６４ＱＡＭなどの変調方式を適用することも可能である。
【００８４】
また、上述した本発明の第１の実施形態の伝送路推定方法において、例えば、差動位相変調を用いた場合、即ち、時間軸または周波数軸上隣接するシンボルの差分を求めて伝送シンボルを生成する方法では、データ伝送開始したとき最初にリファレンスシンボルを送信する場合、ＱＰＳＫ変調を用いてリファレンスシンボルを生成して伝送することによって、受信側において高精度にリファレンスシンボルを復調できるので、それを用いて多能差分シンボルに応じてそれぞれともの送信シンボルを再生できる。情報シンボルの間にパイロットシンボルを挿入して、当該パイロットシンボルによって伝送路推定を行う場合に、パイロットシンボルを１６ＱＡＭ変調方式によって生成し、伝送することができる。この場合に、伝送路推定の精度により、１６ＱＡＭの耐ノイズ特性の劣化をある程度吸収することができる。
【００８５】
次に、本実施形態における送信装置のシンボルマッピング回路２０３及び差動変調／パイロット付加回路２０４のそれぞれの回路構成及び動作を説明する。
【００８６】
シンボルマッピング回路
図１０はシンボルマッピング回路２０３の一構成例を示すブロック図である。なお、本例のシンボルマッピング回路２０３は、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭの何れかの変調方式を適用可能である。
図示のように、シンボルマッピング回路２０３は、シリアル／パラレル変換回路（Ｓ／Ｐ変換回路）３０１、ＱＰＳＫマッパー（Mapper）３０２、１６ＱＡＭマッパー３０３及び選択回路３０４，３０５によって構成されている。
【００８７】
入力されるビットストリームＤＢＳは、シリアル／パラレル変換回路３０１によって並列なデータに変換される。なお、ここで、変調方式に応じてシリアル／パラレル変換のビット数が設定される。例えば、ＱＰＳＫ変調方式を用いる場合、ビットストリームＤＢＳが２ビットずつ並列なデータに変換され、ＱＰＳＫマッパー３０２に供給され、１６ＱＡＭ変調方式を用いる場合、ビットストリームＤＢＳが４ビットずつ並列なデータに変換され、１６ＱＡＭマッパー３０３に供給される。図示のように、外部からの制御信号ＳＣがシリアル／パラレル変換回路３０１に入力され、シリアル／パラレル変換回路３０１は、当該制御信号ＳＣに応じて２ビットまたは４ビットずつの変換の何れかを選択し、得られる２ビットまたは４ビットの並列なデータをＱＰＳＫマッパー３０２または１６ＱＡＭマッパー３０３の何れかに出力する。
【００８８】
ＱＰＳＫマッパー３０２は、入力データに対してマッピング処理を行い、入力される２ビットのデータの組み合わせに応じて、図８にＩ−Ｑデータ分布を持つＱＰＳＫ変調信号を生成する。一方、１６ＱＡＭマッパー３０３は、入力データに対してマッピング処理を行い、入力される４ビットのデータの組み合わせに応じて、図９にＩ−Ｑデータ分布を持つ１６ＱＡＭ変調信号を生成する。
選択回路３０４，３０５は、制御信号ＳＣに応じて１６ＱＡＭマッパー３０３またはＱＰＳＫマッパー３０２の何れかの出力信号を選択して、出力する。
【００８９】
上述した構成を有するマッピング回路２０３によって、入力されるビットストリームＤＢＳが、所望の変調方式に従って、ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調の何れかによって変調され、変調信号における直交信号ＩとＱが出力される。
【００９０】
差分変調／パイロット付加回路
図１１は差動変調／パイロット付加回路２０４の一構成例を示すブロック図である。図示のように、差動変調／パイロット付加回路２０４は、位相変換回路４０１，４０２、バッファ／制御回路４０３、パイロット記憶回路４０４及びマルチプロセッサ（ＭＵＸ）４０５によって構成されている。
【００９１】
位相変換回路４０１及び４０２は、バッファ／制御回路４０３からの制御信号Ｓｐ１，Ｓｐ２に応じて、入力されたＩ信号とＱ信号それぞれに対して、位相回転をさせる。この処理は、位相変換回路４０１及び４０２は、差動位相変調を行う場合に用いられる。差動位相変調のとき隣接するシンボルの位相値に応じて信号の位相を変化させることによりＱＰＳＫ信号の差動位相変調が行われる。位相変換回路４０１及び４０２によって差動位相変調されたＩ信号とＱ信号はそれぞれバッファ／制御回路４０３及びマルチプロセッサ４０５に入力される。Ｉ信号及びＱ信号は、バッファ／制御回路４０３のバッファに格納され、次の差動位相変換を行う場合、隣接するシンボルとして用いられる。
【００９２】
なお、周波数軸方向の差動位相変調を行う場合、一つ前に入力されたシンボルが隣接するシンボルとなり、時間軸方向の差動位相変調を行う場合、１変調時間前に送信した同位置のシンボルが隣接するシンボルとなる。バッファ／制御回路４０３における制御回路は、入力されてきたシンボルに周波数方向の差動位相変調を施すか、時間方向の差動位相変調を施すかを、外部からの制御信号ＳＣ２に応じて判断し、その結果に応じて位相変換回路４０１及び４０２にどうのように位相の回転を行うかを制御する。
位相変換回路４０１及び４０２における位相の回転は、８点への信号点マッパーによって行われる。即ち、通常の差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）変調器と同じ動作を行う。差動位相変調を行う場合、マルチプロセッサ４０５に入力されるＩ信号及びＱ信号は、そのままの伝送シンボル列として外部に出力される。
【００９３】
パイロット記憶回路４０４は、伝送路推定用のシンボルを挿入する場合に用いられる。この場合、位相変換回路４０１及び４０２に入力されるＩ，Ｑ信号が位相変調されず、そのままこれらの位相変調回路を通過して、マルチプロセッサ４０５に入力され、マルチプロセッサ４０５の内部に設けられているバッファに格納される。
【００９４】
パイロット記憶回路４０４は、外部からの制御信号ＳＣ２により伝送路推定用のシンボルの挿入位置が指示されるので、当該制御信号ＳＣ２に従ってマルチプロセッサ４０５に記憶されているパイロットシンボルを出力する。
【００９５】
マルチプロセッサ４０５は、外部からの制御信号ＳＣ２により伝送路推定用のシンボルの挿入位置が指示されたとき、それに従って挿入位置にパイロットシンボルを挿入する。それ以外の位置には、入力されたシンボルを出力する。
【００９６】
上述したように構成されている差動変調／パイロット付加回路２０４によって、外部からの制御信号ＳＣ２に応じて、差動位相変調またはパイロットシンボル挿入の何れかの動作が実施される。差動位相変調を行う場合、バッファ／制御回路４０３からの制御信号Ｓｐ１，Ｓｐ２に応じて位相変換回路４０１及び４０２によって入力されるＩ，Ｑ信号に対してそれぞれ位相回転が行われる。さらに、位相変調されたＩ，Ｑ信号がバッファに格納され、次回の差動位相変調時の隣接するシンボルとして用いられる。伝送路推定用パイロットシンボルを付加する場合、入力されるＩ，Ｑ信号がそれぞれ位相変換回路４０１，４０２を通してマルチプロセッサ４０５に入力される。マルチプロセッサ４０５によって、パイロット記憶回路４０４に記憶されているパイロットシンボルが制御信号ＳＣ２によって指示された位置に挿入され、外部に出力される。それ以外の位置に入力されるシンボルが出力される。
【００９７】
送信装置において、上述したマッピング回路２０３及び差動変調／パイロット付加回路２０４によって、入力されたビットストリームＤＢＳが所望の変調方式、例えば、ＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭの何れかに従って変調され、さらに、差動位相変調を行う場合、隣接するシンボルをリファレンスとして、伝送シンボルのＩとＱ信号に対して位相回転が行われ、差動位相変調が実施される。一方、伝送路推定用パイロットシンボルを付加する場合、入力される伝送シンボルの所定の位置にパイロットシンボルが挿入される。これらの部分回路を含む送信装置によって、入力されるビットストリームＤＢＳが所定の変調方式に従ってマッピングされ、直交するＩ信号とＱ信号が生成される。さらに、これらの直交信号に対して、差動位相変調が行われ、または伝送路推定用パイロットシンボルが挿入され、得られたＩ信号とＱ信号からなるシンボルストリームが出力される。こうして得られたシンボルストリームが必要に応じて、直交変換によってランダム化したあと、他のチャネルのシンボルストリームと多重化され、逆フーリエ変換によって送信波形が求められ、送信回路によって高周波の送信周波数に変調され、送信される。
【００９８】
伝送路推定回路及びビット抽出回路
次に、図２に示す受信装置を構成する主要部である伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の構成及び動作を説明する。
図１２は、伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３の一構成例を示す回路図である。図示のように、伝送路推定回路２１４は、バッファ５０１、バッファ／制御回路５０２、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３、乗算回路５０４及び選択回路５０５によって構成されている。
【００９９】
図１２に示す伝送路推定回路２１４及びビット抽出回路２１３は、伝送路推定方法として、周波数方向の差動位相変調、時間方向の差動位相変調及び伝送路推定用のパイロットシンボルを用いた場合の３種類に適応でき、かつ変調方式としてＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭの何れかに対応できる。
【０１００】
まず、伝送路推定回路２１４について説明する。伝送路推定回路２１４において、どうのような伝送路推定方法を用いて伝送路推定を行うかが、外部から入力される制御信号ＳＣ３によって指示される。制御信号ＳＣ３は、バッファ５０１、バッファ／制御回路５０２、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３及び選択回路５０５にそれぞれ入力される。
【０１０１】
バッファ５０１は、受信シンボルが差動位相変調の場合、入力されるＩ信号とＱ信号からなる受信シンボルをそのまま通過させる。一方、受信シンボルにパイロットシンボルが挿入された場合（以下、これをコヒーレント検波という）、伝送路推定が終了するまで入力シンボルを格納する。
【０１０２】
バッファ／制御回路５０２は、入力シンボルが差動位相変調の場合、当該入力シンボルを格納し、さらに内部に格納されているシンボルを出力する。時間軸上で隣接するシンボルをリファレンスにするか、周波数軸上で隣接するシンボルをリファレンスにするかによって、出力シンボルを決定する。なお、コヒーレント検波の場合、当該バッファ／制御回路５０２は動作しない。
【０１０３】
パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３は、差動位相変調の場合には動作しない。コヒーレント検波の場合には、入力されてくるシンボルストリームのうち、伝送路推定用のパイロットシンボルのみを抽出し、それに応じて伝送路推定を行い、推定された伝送路の伝達特性に対応したＩ−Ｑ平面上のベクトルを示すＩ信号及びＱ信号をそれぞれ信号線５１６と５１７出力する。
【０１０４】
選択回路５０５は、差動位相変調の場合はバッファ／制御回路５０２からの出力シンボルを出力し、コヒーレント検波の場合にはパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３から出力されたベクトルを構成するＩ信号とＱ信号を出力する。なお、両方の場合において、入力されるＩ信号とＱ信号のうち、Ｑ信号の正負を反転させたもの（共役）を出力する。
【０１０５】
以下、伝送路推定回路２１４の動作を説明する。伝送路推定回路２１４に入力されるＩ信号とＱ信号は、バッファ５０１に入力されるとともに、バッファ／制御回路５０２及びパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３にもそれぞれ入力される。コヒーレント検波を行う場合、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３から伝送路の推定結果であるベクトルが出力されるまで入力されるＩ信号とＱ信号はバッファ５０１によって保持される。
【０１０６】
伝送路推定方法として、周波数方法方向の差動位相変調が行われた場合、バッファ／制御回路５０２に入力されたＩ信号とＱ信号は、１シンボル分の遅延時間を経過したあと、選択回路５０５を介して乗算回路５０４に入力される。乗算回路５０４においては、選択回路５０５から入力されるシンボルと、バッファ５０１から入力されるシンボルとの複素数乗算が行われ、乗算結果として、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１０７】
次に、伝送路推定方法として時間方向の差動位相変調が行われた場合、入力されたシンボルのＩ信号とＱ信号は、バッファ５０１を通過して乗算回路５０４に入力される。さらに、バッファ／制御回路５０２から出力された１変調時間前に受信した同位置のシンボルが選択回路５０５を介して乗算回路５０４に入力される。乗算回路５０４は、入力されたシンボルの複素数乗算が行われ、乗算結果であるＩ信号とＱ信号をそれぞれ信号線５１１と５１２に出力される。また、バッファ／制御回路５０２によって、入力されるシンボル記憶され、次の変調時間で受信したシンボルに対してリファレンスシンボルとして次の変調時間まで保持される。
【０１０８】
周波数方向／時間方向の差動位相変調が混在する差動位相変調が行われた場合、バッファ／制御回路５０２は、入力された制御信号ＳＣ３から得た情報より、現在バッファ５０１に入力されたシンボルを周波数方向または時間方向において差動位相復調するのかを判断し、バッファ／制御回路５０２の内部に格納しているシンボルのうち、該当するシンボルをリファレンスシンボルとして出力する。出力されるシンボルが選択回路５０５を通して乗算回路５０４に入力され、入力されるシンボルとの間で乗算処理が行われ、乗算結果として、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１０９】
コヒーレント検波を行う場合に、入力されるシンボルはバッファ５０１によって格納される。これと同時に、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３に入力されるシンボルストリームのうち、伝送路推定用のパイロットシンボルのみが抽出され、格納される。その後、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって、パイロットシンボルに応じて伝送路の推定が行われ、推定された伝送路に対応した１シンボルあたりの平均受信電力を有する振幅（ＥS ）1/2 のＩ−Ｑ平面上のベクトルを構成するＩ信号とＱ信号が出力される。出力されたベクトルが選択回路５０５に入力されると同時にビット抽出回路２１３に供給される。
【０１１０】
パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって伝送路の伝達特性に対応するＩ−Ｑ平面上のベクトルが出力されると同時に、バッファ５０１に格納されている受信シンボルが乗算回路５０４に出力される。乗算回路５０４によって、バッファ５０１から入力された受信シンボルと伝送路推定によって得られたベクトルとの乗算が行われ、乗算の結果、Ｑ信号５１２及びＩ信号５１２が出力される。
【０１１１】
上述した構成を有する伝送路推定回路２１４によって、入力された受信シンボルに対して、伝送路推定が行われ、伝送路で生じた誤差が補正されたシンボルが出力される。さらに本例の伝送路推定回路２１４は、周波数方向の差動位相変調、時間方向の差動位相変調、周波数方向と時間方向の差動位相変調が混在した場合、並びにコヒーレント検波の場合の何れにも対応することができる。伝送路にて生じた誤差が補正されたシンボルは、一対の直交信号であるＩ信号とＱ信号が得られ、それぞれ信号線５１１と５１２に出力される。
【０１１２】
次に、ビット抽出回路２１３の構成及び動作について説明する。図１２に示すように、ビット抽出回路２１３は、振幅演算回路５０６、絶対値演算回路５０７，５０８、減算回路５０９，５１０及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）５１５によって構成されている。なお、当該ビット抽出回路２１３は、ＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭ変調方式に対応している。
【０１１３】
伝送路推定回路２１４によって出力されるＩ信号とＱ信号がそれぞれ信号線５１１と５１２を通して、パラレル／シリアル変換回路５１５に入力されるとともに絶対値演算回路５０７，５０８にそれぞれ入力される。さらに、パイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３によって得られた伝送路の伝達特性に対応するＩ−Ｑ平面上のベクトルが信号線５１６，５１７を介してそれぞれ振幅演算回路５０６に入力される。
【０１１４】
振幅演算回路５０６は、入力されたベクトルに応じた振幅を求める。具体的に、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調された場合、振幅演算回路５０６が入力されたベクトルを示すＩ信号とＱ信号の値により、当該ベクトルの振幅の絶対値を算出し、さらに算出した振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値を出力する。
【０１１５】
絶対値演算回路５０７と５０８は、それぞれ信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号の絶対値を求める。
【０１１６】
減算回路５０９は、絶対値演算回路５０７の出力と振幅演算回路５０６の出力との引き算を行い、引き算の結果を信号線５１３を介してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給する。
減算回路５１０は、絶対値演算回路５０８の出力と振幅演算回路５０６の出力との引き算を行い、引き算の結果を信号線５１４を介してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給する。
【０１１７】
以下、受信シンボルが各々ＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調されば場合について、上述した構成を持つビット抽出回路２１３の動作について説明する。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調された場合には、振幅演算回路５０６、絶対値演算回路５０７，５０８及び減算回路５０９，５１０が動作せず、この場合、パラレル／シリアル変換回路５１５のみが動作する。パラレル／シリアル変換回路５１５は、信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目並びに２ビット目の軟判定値として、一つの入力シンボルに対して２ビットのデータを順次出力する。
【０１１８】
一方、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調された場合には、まず、振幅演算回路５０６によって、信号線５１６と５１７から入力されたＩ，Ｑ信号に基づき、ベクトルの振幅の２乗値が算出され、さらに、算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値が算出され、減算回路５０９及び５１０にそれぞれ出力される。
【０１１９】
信号線５１１から入力された受信シンボルのＩ成分が絶対値演算回路５０７に入力され、さらに信号線５１２から入力される受信シンボルのＱ成分が絶対値演算回路５０８に入力される。絶対値演算回路５０７，５０８によってそれぞれ入力されたＩ成分とＱ成分の絶対値が算出されたあと、減算回路５０９及び５１０によって、振幅演算回路５０６によって算出された振幅値との減算処理が行われる。減算の結果、それぞれ信号線５１３及び５１４を通してパラレル／シリアル変換回路５１５に供給される。
【０１２０】
パラレル／シリアル変換回路５１５によって、信号線５１１及び５１２から入力された受信シンボルのＩ成分及びＱ成分をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力され、さらに、信号線５１３及び５１４から入力される減算結果を３ビット目と４ビット目の軟判定値として出力される。
【０１２１】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３によって、入力された受信シンボルのＩ成分、Ｑ成分及び伝送路推定によって求められたベクトルのＩ成分及びＱ成分に応じて、受信シンボルに応じた受信データが出力される。さらに、当該ビット抽出回路２１３によって、受信シンボルがＱＰＳＫ変調または１６ＱＡＭ変調の何れの方式によって変調された場合に対応でき、それぞれの変調方式で変調された受信シンボルに対応して、２ビットまたは４ビットの受信データがそれぞれ抽出される。
【０１２２】
パイロットシンボルによる伝送路推定の方法
以下、図１に示すパイロット抽出回路／チャネルイコライザ５０３における伝送路の伝達特性の推定について説明する。
伝送路の伝達特性の推定は、受信シンボルから抽出された複数のパイロットシンボルを統計的に処理することによって行われる。図１３は、チャネルイコライザの等価回路の一例を示している。
【０１２３】
図１３に示すように、チャネルイコライザは、Ｂxx算出部、Ａx 算出部及び振幅調整部によって構成され、抽出したパイロットシンボルＰＳＢを周波数方向及び時間方向それぞれにおいて累積することによって伝送路の伝達特性を推定し、その伝達特性に対応するベクトルＩ／Ｑを出力する。
【０１２４】
図１４は、伝送路推定の具体的な処理例を示している。図示のように、ここで、周波数帯域が複数の周波数ブロックＦＢ０，ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３に分割されている。各ブロックには、例えば、それぞれＯＦＤＭのサブキャリアを所定の数が含まれている。例えば、図７に示す送信シンボルの分布図において、六つのサブキャリア毎に一つのブロックとして分割される。
【０１２５】
こうして分割された各ブロックＦＢ０〜ＦＢ３において、それぞれ複数のパイロットシンボルが含まれている。例えば、変調時間ｔ０において、ブロックＦＢ０には、パイロットシンボルＰ000 ，Ｐ001 ，Ｐ002 が含まれ、ブロックＦＢ１には、パイロットシンボルＰ003 ，Ｐ004 ，Ｐ005 が含まれ、ブロックＦＢ２には、パイロットシンボルＰ006 ，Ｐ007 ，Ｐ008 が含まれ、さらにブロックＦＢ３には、パイロットシンボルＰ009 ，Ｐ010 ，Ｐ011 が含まれている。
【０１２６】
ここで、各ブロック内の各々のサブキャリアにおいて伝送路の伝送特性がほぼ一致すると仮定して、伝送路推定を行う。
まず、変調時間ｔ０において、各々のブロックにおける伝達関数Ｂ01，Ｂ02，Ｂ03及びＢ04が算出される。変調時間ｔ０において、ブロックＦＢ０において、次のように伝達関数Ｂ00を求める。
【０１２７】
【数１】
ここで、ΣＰ00i はそれぞれのパイロットシンボルのベクトルの足し算を意味する。即ち、各パイロットシンボルのＩ成分及びＱ成分がれぞれ加算され、伝達関数が算出される。
次に、ブロックＦＢ１において、次のように伝達関数Ｂ01を求める。
【０１２９】
【数２】
同様に、ブロックＦＢ２，ＦＢ３において、それぞれの伝達関数Ｂ02，Ｂ03が次のように求められる。
【０１３１】
【数３】
【数４】
上述したように、それぞれのブロックの伝達関数Ｂ00〜Ｂ03は、各ブロック内のパイロットシンボルの他に、隣接する次のブロック内にある一つのパイロットシンボルが加算されて算出される。
【０１３４】
次に、変調時間ｔ１において、図１４に示すように、ブロックＦＢ０において、パイロットシンボルＰ100 ，Ｐ101 が含まれ、ブロックＦＢ１において、パイロットシンボルＰ102 ，Ｐ103 が含まれ、ブロックＦＢ２において、パイロットシンボルＰ104 ，Ｐ105 が含まれ、ブロックＦＢ３において、パイロットシンボルＰ106 ，Ｐ107 が含まれている。
【０１３５】
ここで、変調時間ｔ１において、各々のブロックにおける伝達関数Ｂ10，Ｂ11，Ｂ12及びＢ13が算出される。変調時間ｔ１において、ブロックＦＢ０において、次のように伝達関数Ｂ10を求める。
【０１３６】
【数５】
同様に、ブロックＦＢ１〜ＦＢ３において、それぞれの伝達関数Ｂ11〜Ｂ13が次のように求められる。
【０１３８】
【数６】
【数７】
【数８】
上述したように、変調時間ｔ０、ｔ１それぞれにおいて、伝達関数Ｂ00〜Ｂ03及びＢ10〜Ｂ13がそれぞれ算出される。時間ｔ０の場合（送信を開始して１シンボル目）には、ＢOX（ｘ＝０，１，２，３）がαにより振幅調整された後そのままＡｘとなる。
そして、時間ｔ１において、それぞれのブロックにおける伝送路ベクトルＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３が時間ｔ０及びｔ１において算出された伝達関数に基づいて算出される。
【０１４２】
時刻ｔ１におけるブロックＦＢ０における伝送路ベクトルＡ０は次式によって算出される。
【０１４３】
【数９】
同様に、ブロックＦＢ１〜ＦＢ３それぞれにおける伝送路ベクトルＡ１〜Ａ３は、それぞれ次のように算出される。
【０１４５】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
上述したように算出される各々のブロックにおける伝送路ベクトルＡ０〜Ａ３は、それぞれＩ−Ｑ平面上のベクトルとして表される。これらの伝送路ベクトルＡ０〜Ａ３は、伝送路においてそれぞれのブロックの周波数帯域において、伝送信号に与える位相及び振幅の偏移量を示している。
【０１４９】
図１５は、その一例として、例えば、Ｉ−Ｑ平面においてブロックＦＢ０における伝送路ベクトルＡ０を示している。図示のように、ブロックＦＢ０の周波数帯域において、伝送路を介して伝送された伝送信号に対して、θ0 の位相偏移が与えられるほか、振幅も｜Ａ０｜倍となる。
【０１５０】
図１２に示す受信装置の伝送路推定回路２１４において、チャネルイコライザによって上述した演算処理が行われる。その結果、伝送路においてそれぞれ周波数帯域の伝送信号に与える影響を推定できるので、ビット抽出回路２１３において、算出された伝送路ベクトルを用いて、受信シンボルのＩ成分とＱ成分をそれぞれ補正することによって、伝送路において生じた位相及び振幅の誤差が補正され、伝送路の影響を除去できる。
【０１５１】
次に、本発明の受信装置におけるビット抽出回路の他の回路例について説明する。上述したビット抽出回路２１３（図１２）は、ＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭ方式によって変調された受信シンボルに適用できる。以下、ＱＰＳＫ及び８ＰＳＫに適用できるビット抽出回路２１３ａ、並びにＱＰＳＫ、１６ＱＡＭさらに６４ＱＡＭ変調方式に適用できるビット抽出回路の回路例を、図１６及び図１７を参照しつつそれぞれ説明する。
【０１５２】
ビット抽出回路の変形例
図１６は、ＱＰＳＫ及び８ＰＳＫ変調方式に適用可能なビット抽出回路２１３ａの一構成例を示す回路図である。
図示のように、このビット抽出回路２１３ａは、絶対値演算回路６０７，６０８、減算回路６１０、振幅調整回路６１３及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）６１５によって構成されている。
【０１５３】
絶対値演算回路６０７は、信号線５１１を介して入力されたＩ信号の絶対値を算出し、絶対値演算回路６０８は、信号線５１２を介して入力されたＱ信号の絶対値を算出する。
減算回路６１０は、絶対値演算回路６０８と６０７の出力信号を減算し、減算の結果を振幅調整回路６１３に供給する。
振幅調整回路６１３は、減算回路６１０の出力信号を（１／２）1/2 倍にして出力する。
【０１５４】
パラレル／シリアル変換回路６１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて、信号線５１１，５１２から入力されたＩ信号、Ｑ信号及び振幅調整回路６１３の出力信号に応じて、２ビットあるいは３ビットの受信データを出力する。
【０１５５】
以下、本例のビット抽出回路２１３ａの動作について説明する。
伝送路推定回路によって伝送路誤差が補正されたＩ信号及びＱ信号がそれぞれ信号線５１１及び５１２を介してビット抽出回路２１３ａに入力される。絶対値演算回路６０７及び６０８によって、Ｉ信号及びＱ信号各々の絶対値が算出され、減算回路６１０に入力される。減算回路６１０によって、Ｑ信号の絶対値からＩ信号の絶対値を減算した結果が算出され、振幅調整回路６１３に出力される。振幅調整回路６１３によって、減算回路６１３の減算結果が（１／２）1/2 倍に調整される。
【０１５６】
パラレル／シリアル変換回路６１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて動作する。なお、制御信号ＳＣ３は、受信したシンボルがＱＰＳＫ変調方式または８ＰＳＫ変調方式の何れかによって変調されているかを示す。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合に、絶対値演算回路６０７，６０８、減算回路６１０及び振幅調整回路６１３がすべて非動作状態に設定され、パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号を選択して、それぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力する。
一方、受信シンボルが８ＰＳＫ変調されている場合には、絶対演算回路６０７，６０８、減算回路６１０及び振幅調整回路６１３が動作する。パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、さらに、振幅調整回路６１３の出力信号を３ビット目の軟判定値として出力する。
【０１５７】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３ａによれば、ＱＰＳＫ変調された受信シンボルに応じて、２ビットの受信データを抽出し、８ＰＳＫ変調された受信シンボルに応じて、３ビットの受信データを抽出する。なお、ＱＰＳＫ変調及び８ＰＳＫ変調方式は、何れも位相変調信号であり、受信信号の位相のみが伝送データに応じて変調され、振幅には伝送データの情報が含まれていないので、図１２に示すビット抽出回路に必要な振幅演算回路が不要となる。このため、図１６に示すようにビット抽出回路２１３ａの回路構成が簡単である。
【０１５８】
ビット抽出回路の他の変形例
図１７は、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調方式に適用可能なビット抽出回路２１３ｂの一構成例を示す回路図である。
図示のように、このビット抽出回路２１３ｂは、振幅演算回路７０６、絶対値演算回路７０７，７０８，７２７，７２８、減算回路７０９，７１０，７２９，７３０、振幅調整回路７３１及びパラレル／シリアル変換回路（ P/S変換回路）７１５によって構成されている。
なお、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調は、伝送データに応じてキャリア信号の位相と振幅両方を変調する多値変調方式なので、本例のビット抽出回路２１３ｂは、受信シンボルの振幅を算出する振幅演算回路７０６が設けられている。
【０１５９】
振幅演算回路７０６は、信号線５１６及び５１７を介して伝送路推定回路から入力された伝送路ベクトルを示すＩ信号及びＱ信号に応じた、伝送路ベクトルの振幅の絶対値を算出し、さらに算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍、または（８／２１）1/2 倍した値を出力する。例えば、受信シンボルが１６ＱＡＭ変調されている場合、振幅演算回路７０６は、算出されたベクトルの振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値を出力し、受信シンボルが６４ＱＡＭ変調されている場合、振幅演算回路７０６は、算出されたベクトルの振幅の絶対値を（８／２１）1/2 倍した値を出力する。
【０１６０】
絶対値演算回路７０７と７０８は、それぞれ信号線５１１と５１２を介して入力されたＩ信号とＱ信号の絶対値を算出し、減算回路７０９及び７１０に出力する。
減算回路７０９と７１０は、絶対値演算回路７０７と７０８の出力信号をそれぞれ振幅演算回路７０６の出力信号との減算を行い、減算の結果を信号線７１３と７１４にそれぞれ出力する。
【０１６１】
絶対値演算回路７２７と７２８は、それぞれ信号線５１３と５１４の信号、即ち、減算回路７０９，７１０の出力信号の絶対値を算出し、減算回路７２９及び７３０に出力する。
振幅調整回路７３１は、振幅演算回路７０６の出力信号の振幅を半分にした信号を求めて、減算回路７２９，７３０に供給する。
減算回路７２９と７３０は、絶対値演算回路７２７と７２８の出力信号をそれぞれ振幅調整回路７３１の出力信号との減算を行い、減算の結果を信号線７３３と７３４にそれぞれ出力する。
【０１６２】
パラレル／シリアル変換回路７１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて、信号線７１１，７１２から入力されたＩ信号、Ｑ信号、信号線７１３，７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号及び信号線７３３，７３４から入力された減算回路７２９，７３０の出力信号に応じて、２ビット、４ビットあるいは６ビットの受信データを出力する。
【０１６３】
以下、本例のビット抽出回路２１３ｂの動作について説明する。
伝送路推定回路によって伝送路誤差が補正された受信シンボルを示すＩ信号及びＱ信号がそれぞれ信号線５１１及び５１２を介してビット抽出回路２１３ｂに入力される。絶対値演算回路７０７及び７０８によって、Ｉ信号及びＱ信号各々の絶対値が算出され、減算回路７０９，７１０に入力される。
一方、伝送路推定回路から伝送路ベクトルのＩ成分及びＱ成分がそれぞれ信号線５１６，５１７を介して振幅演算回路７０６に入力される。振幅演算回路７０６によって、伝送路ベクトル７０６の振幅の絶対値が算出され、さらに算出された振幅の絶対値を（２／５）1/2 倍した値が出力される。
【０１６４】
減算回路７０９，７１０によって、絶対値演算回路７０７，７０８の出力信号と振幅演算回路７０６の出力信号との減算結果がそれぞれ算出され、信号線７１３，７１４を介してパラレル／シリアル変換回路７１５に供給される。さらに、絶対値演算回路７２７，７２８によって、減算回路７０９，７１０の出力信号の絶対値がそれぞれ算出される。減算回路７２９，７３０によって、絶対値演算回路７２７，７２８の出力信号と振幅調整回路７３１の出力信号との減算の結果がそれぞれ算出され、信号線７３３，７３４を介してパラレル／シリアル変換回路７１５に供給される。
【０１６５】
パラレル／シリアル変換回路７１５は、外部から入力される制御信号ＳＣ３に応じて動作する。なお、制御信号ＳＣ３は、受信したシンボルがＱＰＳＫ、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭ変調方式の何れかによって変調されているかを示す。
受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合に、パラレル／シリアル変換回路６１５は、信号線５１１及び５１２を介して入力されたＩ信号及びＱ信号を選択して、それぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力する。この場合、ビット抽出回路２１３ｂにおいて、パラレル／シリアル変換回路７１５以外の他の部分回路がすべて非動作状態に設定される。
【０１６６】
受信シンボルが１６ＱＡＭ変調されている場合には、絶対演算回路７２７，７２８、減算回路７２９，７３０及び振幅調整回路７３１が非動作状態に設定され、他の部分回路が動作状態にある。パラレル／シリアル変換回路７１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、さらに、信号線７１３及び７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号をそれぞれ３ビット目及び４ビット目の軟判定値として出力する。
【０１６７】
受信シンボルが６４ＱＡＭ変調されている場合には、ビット抽出回路２１３ｂを構成するすべての部分回路が動作する。パラレル／シリアル変換回路７１５は、信号線５１１及び５１２から入力されたＩ信号及びＱ信号をそれぞれ１ビット目及び２ビット目の軟判定値として出力し、また、信号線７１３及び７１４から入力された減算回路７０９，７１０の出力信号をそれぞれ３ビット目及び４ビット目の軟判定値として出力し、さらに、信号線７３３及び７３４から入力された減算回路７２９，７３０の出力信号をそれぞれ５ビット目及び６ビット目の軟判定値として出力する。
【０１６８】
上述したように、本例のビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルがＱＰＳＫ、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭの何れかに対応することができる。受信シンボルがＱＰＳＫ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて２ビットの受信データが抽出され、受信信号が１６ＱＡＭ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて４ビットの受信データが抽出される。さらに、受信信号が６４ＱＡＭ変調されている場合、ビット抽出回路２１３ｂによって、受信シンボルに応じて６ビットの受信データが抽出される。
【０１６９】
第２の実施形態
図１８は、本発明の第２の実施形態を示す図であり、本発明の通信システムにおけるデータの送受信の動作を示す図である。
なお、本発明の通信システムは、例えば、図１に示す送信装置及び図２に示す受信装置によって構成されている。当該通信システムによって、送信装置から受信装置にデータの伝送が行われる。以下、図１８を参照しつつ、本実施形態の通信システムの動作について説明する。
【０１７０】
本実施形態の通信システムは、例えば、移動体通信システムであり、送信装置は、呼び出し情報を送信して通信相手となる受信装置を呼び出し、受信装置からの応答を受け取って受信装置を確認したとき、データ通信が開始する。以下、図１８を参照しつつ、その動作について詳細に説明する。
なお、図１８において、ＴＸは送信装置または移動体通信システムにおける親局を示し、ＲＸは受信装置または移動体通信におけるユーザを示している。
【０１７１】
通信開始時に、まず、送信装置（親局）ＴＸによって呼び出しメッセージ（Paging MSG）が送信される。この呼び出しメッセージの送信がページングチャネル（Paging Channel）と呼ばれる呼び出し専用のチャネルによって行われる。なお、ページングチャネルが受信装置がスリープモードである場合でも確実に呼び出しが可能な構成となっている。このページングチャネルにおいて、予め定められている伝送路推定方法が用いられる。ここで、呼び出しメッセージが小容量である場合を想定し、伝送路推定方法が周波数方向の差動位相変調が採用される。なお、呼び出しメッセージにおける伝送路推定方法はこれに限定されるものではなく、予め送受信側で定められている他の方法も適用できる。
なお、呼び出しメッセージには、それぞれの受信装置がどのチャネルで応答信号を送信すべきかの指令が含まれているので、受信装置（ユーザ）ＲＸにおいて、呼び出しメッセージを受信したとき、指定されたチャネルに親局に応答信号ＡＣＫを送信する。
【０１７２】
ユーザＲＸでは、消費電力削減のため、通信中以外のとき基本的にスリープモードにあり、間欠的にページングチャネルで受信し、自分宛てに呼び出しメッセージが送信されているかをチェックする。自分宛てに呼び出しメッセージが送信されるとき、自分が受信可能である情報が含まれる応答信号ＡＣＫをページングメッセージによって指定されたチャネルを用いて親局に送信する。なお、この応答メッセージには、ユーザＲＸが処理可能な伝送路推定方法の種類を示す情報が含まれている。
【０１７３】
以上では、親局ＴＸから通信開始の要求が生じた場合を示したが、ユーザＲＸから通信を要求する場合、例えば、ユーザＲＸからある情報を受信したいという要望がある場合、ユーザＲＸからランダムアクセスチャネル（Random Access Channel ）と呼ばれるチャネルを利用して、上記応答信号ＡＣＫとほぼ同様な情報に、何の情報がほしいのかを添えた要求信号ＲＥＱが親局に向けて送信される。
【０１７４】
親局ＴＸは、ユーザからの応答信号ＡＣＫまたは要求信号ＲＥＱを受信した場合、ユーザを識別した上でユーザの動作状態を判断する。例えば、ユーザの受信装置によって処理可能な変調信号方式、及び伝送路推定方式などを判断し、通信に用いる変調方式及び伝送路推定方法を決定する。親局ＴＸは、送信開始時刻、送信に用いてチャネル番号、受信に用いる伝送路推定方法を指定した予約メッセージ（Reservation MSG ）をユーザＲＸに送信する。指定した時刻になると、親局ＴＸは、送信情報に基づき、指定したチャネルにおいて、指定した伝送路推定方法に対応する変調信号をユーザＲＸに送信する。
【０１７５】
一方、ユーザＲＸでは、親局ＴＸから予約メッセージを受信すると、指定された時刻に指定されたチャネルにおいて、指定された伝送路推定方法で信号の受信を行う。そして、受信信号から必要な情報を抽出し、その情報に誤りがないと判断した場合、正しく情報が受信できた旨を親局ＴＸに通知し、通信が終了する。
【０１７６】
以下、ユーザＲＸにより送信された応答信号ＡＣＫあるいは要求信号ＲＥＱ、及び親局ＴＸにより送信された予約メッセージそれぞれのフォーマットについて説明する。
【０１７７】
図１９は、ユーザＲＸから親局に送信される応答信号ＡＣＫ及び要求信号ＲＥＱのフォーマットを示す図である。なお、図１９に示すように、以下、これらの信号をＭＳＧ−１と称する。
図１９に示すように、ＭＳＧ−１は、ＡＵＴＨ，ＳＥＱ，ＤＥＳＴ，ＭＳＩＤ，Ａ−ＭＯＤＥ及びｅｔｃの少なくとも６つのフィールドによって構成されている。以下、それぞれのフィールドの内容について説明する。
【０１７８】
ＡＵＴＨは、ユーザの認証フィールドである。親局ＴＸは、当該認証フィールドの情報に基づき、ＭＳＧ−１を送信したユーザを識別する。
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＭＳＩＤは、受信器のＩＤ番号を示すフィールドである。
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに送信データの宛て先を示すデータが含まれている。
Ａ−ＭＯＤＥは、自局対応可能なモードを示すパラメータからなるフィールドである。図示のように、Ａ−ＭＯＤＥフィールドがさらに、三つのサブフィールドＡＡ，ＢＢ，ＣＣに分割されている。サブフィールドＡＡには、例えば、伝送路推定方法を示すデータが含まれ、サブフィールドＢＢには、変調方式を示すデータが含まれ、さらに、サブフィールドＣＣには、受信状況を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報からなるフィールドである。例えば、受信装置の属性、要求信号ＲＥＱの内容を示すデータなどが含まれている。
【０１７９】
次に、親局ＴＸから送信される予約メッセージＭＳＧ−２のフォーマットについて説明する。図２０は、ＭＳＧ−２のフォーマットを示す図である。図示のように、ＭＳＧ−２は、少なくともＤＥＳＴ，ＳＥＱ，ＳＯＵＲＣＥ，ＲＴＩＭＥ，ＴＸ−ＭＯＤＥ及びｅｃｔの６つのフィールドによって構成されている。以下、それぞれのフィールドの内容について説明する。
【０１８０】
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに、例えば、通信の宛て先、即ち、受信すべきユーザの識別番号などを示すデータが含まれている。
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＳＯＵＲＣＥは、送信元の識別フィールドである。当該フィールドに、送信元、即ち、送信する親局の識別番号（ＩＤ番号）を示すデータが含まれている。
【０１８１】
ＲＴＩＭＥは、予約時刻フィールドである。図示のように、当該フィールドは、三つのサブフィールドにより構成されている。サブフィールドＳＴＡＲＴに、予約の開始時間を示すデータが含まれ、サブフィールドＡＭＯＵＮＴに、データ伝送容量を示すデータが含まれ、サブフィールドＲＡＴＥには、データ伝送速度を示すデータが含まれている。
ＴＸ−ＭＯＤＥは、送信信号のパラメータを示すフィールドである。図示のように、このフィールドは、二つのサブフィールドによって構成されている。サブフィールドＡＡに、例えば、伝送路推定の方法を示すデータが含まれ、サブフィールドＢＢには、例えば、送信信号の変調方式を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報を示すフィールドである。
【０１８２】
次に、親局ＴＸからの送信データを受信しおわったとき、ユーザＲＸから送信される応答信号ＭＳＧ−３のフォーマットについて説明する。
図示のように、ＭＳＧ−３は少なくともＳＥＱ，ＭＳＩＤ，ＤＥＳＴ及びｅｔｃの４つのフィールドを有する。以下、それぞれについて説明する。
【０１８３】
ＳＥＱは、シーケンス番号フィールドであり、当該フィールドにユーザのシーケンス番号が含まれている。
ＭＳＩＤは、受信器のＩＤ番号を示すフィールドである。
ＤＥＳＴは、宛て先フィールドである。当該フィールドに送信データの宛て先を示すデータが含まれている。
ｅｔｃは、その他の付属情報からなるフィールドである。例えば、受信装置の属性、要求信号ＲＥＱの内容を示すデータなどが含まれている。
【０１８４】
以上説明したように、本実施形態によれば、送信装置及び受信装置によって構成された通信システム、例えば、移動体通信システムにおいて、送信装置（親局）ＴＸからの送信した呼び出しメッセージまたは受信装置（ユーザ）ＲＸから送信した要求信号によって通信が開始し、呼び出しメッセージに対するユーザの応答またはユーザからの要求信号によって、ユーザＲＸが対応可能な受信モード、例えば、伝送路推定の方法、信号変調方式などが親局ＴＸに知らされ、親局ＴＸはそれに応じて伝送路推定方法及び信号変調方式の選定し、通信チャネルを予約し、ユーザＲＸに情報の送信を行う。送信終了後、ユーザＲＸからの応答信号に応じて、情報の伝送が正常に終了したかを確認した上、通信を終了させる。
【０１８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送信装置、受信装置及び送受信装置からなる通信システムによれば、パケット伝送トラヒックなどのようにバースト的にかつ伝送するデータの容量が大きなダイナミックレンジを有する情報を取り扱う場合、例えば、パケットあたりの情報量、データの重要度などの送信データの属性に応じて、それに適した変調方式及び伝送路推定方法を適用することが可能である。例えば、情報シンボルにパイロットシンボルを付加して、受信装置においてコヒーレント検波によって伝送路推定を行う場合、パイロットシンボルの比率を伝送データの特性及び伝送路の状況などに応じて適宜に制御することにより、伝送路の特性を正確に推定でき、受信信号に応じて送信データを正しく再生できるほか、通信システム全体として効率のよい情報の送受信が可能である。
また、本発明によれば、変調方式及び伝送路推定方法を可変としたシステムにおいて、最小限の回路規模で送信及び受信装置を構成することが可能である。
さらに、本発明によれば、異なる変調方式及び伝送路推定方法を適用した通信システムにおいて、データの送受信に先立って送信側によって伝送路推定方法及び変調方式を指定することによって、受信側が指定された変調方式及び伝送路推定方法に従って情報を受信でき、情報の送受信が円滑に行うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る送信装置の一構成例を示す回路図である。
【図２】本発明に係る受信装置の一構成例を示す回路図である。
【図３】周波数方向における差動位相変調を示す図である。
【図４】時間方向における差動位相変調を示す図である。
【図５】周波数及び時間方向の両方における差動位相変調を示す図である。
【図６】パイロットシンボルの挿入による伝送路推定方法を示す図である。
【図７】変調時間毎にパイロットシンボルの挿入を可変にする伝送路推定方法を示す図である。
【図８】ＱＰＳＫ変調信号の信号分布を示す図である。
【図９】１６ＱＡＭ変調信号の信号分布を示す図である。
【図１０】マッピング回路の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】差動位相変調／パイロット付加回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】伝送路推定回路及びビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】チャネルイコライザの一構成例を示すブロック図である。
【図１４】チャネルイコライザにおける伝送路推定方法を示す図である。
【図１５】伝送路の伝達特性を示すベクトルの一例を示す図である。
【図１６】８ＰＳＫ変調方式に適用できるビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１７】ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭ変調方式に適用できるビット抽出回路の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の通信システムにおける通信動作を示す図である。
【図１９】受信装置により送信される応答信号のフォーマットを示す図である。
【図２０】送信装置により送信される予約メッセージのフォーマットを示す図である。
【図２１】受信装置により送信される受信結果を通知する信号のフォーマットを示す図である。
【図２２】従来の送信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２３】従来の受信装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２４】従来の送受信装置における差動位相変調を示す図である。
【符号の説明】
１０１…チャネルエンコーダ、１０２…時間インターリーブ回路、１０３…シンボルマッピング回路、１０４…多重化回路、１０５…周波数インターリーブ回路、１０６…差動変調回路、１０７…逆フーリエ変換回路、１０８…送信回路、１１１…チャネルデコーダ、１１２…時間デインターリーブ回路、１１３…ビット抽出回路、１１４…チャネル選択回路、１１５…周波数デインターリーブ回路、１１６…差動復調回路、１１７…ＦＦＴ変換回路、１１８…受信回路、２０１…チャネルエンコーダ、２０２…インターリーブ回路、２０３…シンボルマッピング回路、２０４…差動変調／パイロット付加回路、２０５…ランダム化回路、２０６…多重化回路、２０７…逆フーリエ変換回路、２０８…送信回路、２１１…チャネルデコーダ、２１２…デインターリーブ回路、２１３，２１３ａ，２１３ｂ…ビット抽出回路、２１４…伝送路推定回路、２１５…ランダム化復調回路、２１６…チャネル選択回路、２１７…ＦＦＴ変換回路、２１８…受信回路。
Claims (21)
- 送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信装置であって、
上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、
上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、
上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する直交変換回路と
を有する送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、上記送信データの属性に応じて上記パイロット信号の挿入を制御する
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、上記送信データの容量、上記送信データの重要度、送信チャネルの状況、または、送信が失敗したとき上記送信データの再送の可否に応じて、各変調時間における上記パイロット信号の挿入数を決定する
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、各変調時間毎に上記パイロット信号の比率を低減させる
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、送信開始直後の変調時間ｔ０において、比率（１／ｍ）（ｍは自然数である）で上記パイロット信号を挿入し、変調時間ｔｎ（ｎは自然数である）において比率（１／（ｍ＋ｎ））で上記パイロット信号を挿入する
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、送信開始直後の変調時間ｔ０において、比率（１／２m ）（ｍは自然数である）で上記パイロット信号を挿入し、変調時間ｔｎ（ｎは自然数である）において比率（１／２(m+n) ）で上記パイロット信号を挿入する
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、送信開始してから所定の時間を経過したとき、上記パイロット信号の比率を一定に保持させる
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、送信開始してから所定の時間を経過したとき、上記パイロット信号の付加を停止させる（比率を０にする）
請求項１記載の送信装置。 - 上記パイロット付加回路は、上記パイロット信号の比率を一定に保持したとき、変調時間毎に上記パイロット信号を挿入する位置を変化させる
請求項７記載の送信装置。 - 上記直交変換回路は、上記パイロット信号を付加した送信信号を逆フーリエ変換する
請求項１記載の送信装置。 - 送信装置によって送信開始したときもっとも高い比率でパイロット信号が付加された（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）マルチキャリア変調信号を受信する受信装置であって、
受信信号を直交変調する直交変調回路と、
上記直交変調回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、
上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路と
を有する受信装置。 - 上記伝送路推定回路は、上記直交変換回路の出力信号から上記パイロット信号を抽出して、抽出したパイロット信号に応じて伝送路の特性を推定する伝送路同化回路を有する
請求項１１記載の受信装置。 - 上記直交変換回路は、上記受信信号をフーリエ変換する
請求項１１記載の受信装置。 - 送信装置によってパイロット信号が付加されたマルチキャリア変調信号を受信する受信装置であって、
受信信号を直交変調する直交変調回路と、
上記直交変調回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号に応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、
上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路と
を有する受信装置であって、
上記伝送路推定回路は、上記直交変換回路の出力信号から上記パイロット信号を抽出して、抽出したパイロット信号に応じて伝送路の特性を推定する伝送路同化回路を有し、
上記伝送路同化回路は、上記直交変換回路の出力信号から上記パイロット信号を抽出するパイロット抽出回路と、
上記抽出したパイロット信号をそれぞれの周波数帯域に応じて設けられたグループに分割され、各グループのパイロット信号と隣接するグループからの少なくとも一つのパイロット信号との加算を行う第１の加算回路と、
時間軸上隣接する前の変調時間におけるパイロット信号の加算結果に所定の係数を乗算する乗算回路と、
現時点の加算回路の加算結果と上記乗算回路の出力信号とを加算する第２の加算回路と
を有する
受信装置。 - 上記伝送路同化回路によって、上記伝送路の伝達特性を示す伝送路ベクトルが出力される
請求項１４記載の受信装置。 - 上記直交変換回路の出力信号と上記伝送路ベクトルの共役を乗算する乗算回路を有し、
上記データ出力回路は、上記乗算回路の出力信号に応じて上記受信データを求める
を有する請求項１５記載の受信装置。 - 上記データ出力回路は、上記乗算回路の出力信号及び変調方式に応じて上記受信データを求める
請求項１６記載の受信装置。 - 上記直交変換回路は、上記受信信号をフーリエ変換する
請求項１４記載の受信装置。 - 送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信システムであって、
上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行うマッピング回路と、
上記マッピング回路の出力信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入する（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）パイロット付加回路と、
上記パイロット付加回路の出力信号を直交変換する第１の直交変換回路と、
上記第１の直交変換回路の出力信号を伝送路に送信する送信回路と、
上記伝送路から伝送信号を受信する受信回路と、
上記受信回路の受信信号を直交変換する第２の直交変換回路と、
上記第２の直交変換回路の出力信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行う伝送路推定回路と、
上記伝送路推定回路の推定結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力するデータ出力回路と
を有する通信システム。 - 送信データに応じて変調された複数のサブキャリアを持つマルチキャリア変調信号を送信する送信方法であって、
上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、
上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、
上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換する
送信方法。 - 送信データに応じて生成したマルチキャリア変調信号を送受信する通信方法であって、
上記送信データに基づき、所定の変調方式に応じて上記複数のサブキャリアに対してそれぞれの信号点の配置を行い、
上記送信データの属性に応じて、上記信号点配置が行われた送信信号に対し、送信開始したときもっとも高い比率で伝送路推定用パイロット信号を挿入し（ただし、１変調時間において各サブキャリアの変調信号を１シンボルとすると、パイロット信号の比率は（パイロットシンボル数／情報シンボル数）で定義される。）、
上記パイロット信号を付加した送信信号を直交変換し、
上記直交変換した信号を伝送路に送信し、
上記伝送路から伝送信号を受信し、
上記受信信号を直交変換し、
上記直交変換された受信信号に基づき、上記パイロット信号を抽出し、抽出したパイロットに応じて伝送路推定を行い、
上記伝送路推定の結果に応じて、上記受信信号に対して補正を行い、受信データを出力する
通信方法。
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