CN101199178A - 通信装置、通信系统以及调制方法 - Google Patents

Abstract

不用进行如下处理，即：在计算出相对装置内所保持的基准信号点的相位旋转量之后，按照成为以已知定时的信号点作为基准信号点计算出相位旋转量的结果所得到的信号点的方式，进一步进行旋转的处理，从而能够减少该处理。包括：相位判断部(57)，按照通过差动编码方式调制了第1比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；信号点串生成部(58)，基于上述初始信号点，通过差动编码方式对上述第1比特串进行调制，并且将上述已知定时的信号点作为基准信号点，通过绝对相位方式调制第2比特串；和数据输出部(60)，发送被调制的第1比特串，接着发送上述调制后的第2比特串。

Description

通信装置、通信系统以及调制方法

技术领域

本发明涉及通信装置、通信系统以及调制方法。

背景技术

通过无线系统发送数据时的调制方法，有绝对相位方式和差动编码方式。绝对相位方式是预先决定成为零相位的信号点(基准信号点)，根据相对该基准信号点的相位旋转量表示信号点的位置的调制方式。作为绝对相位方式的例子，可举出16QAM。另一方面，差动编码方式是通过依次接收的信号的相位之差表示信号点的相位的调制方式，需要在开头表示初始相位的初始信号点，但不需要预先决定基准信号点。作为差动编码方式的例子，可举出π/4移位QPSK。

在接收侧通信装置中，接收采用绝对相位方式调制的符号(symbol)串时，如果不知道基准信号点则不能进行解调。在此，为了将基准信号点传输到接收侧通信装置，要使用下述所示的复合调制方式。

复合调制方式是，通过不需要基准信号点的差动编码方式，调制构成帧的符号串的开头的一部分，通过绝对相位方式调制剩余的部分的复合型的调制方式。在复合调制方式中，发送侧通信装置将通过差动编码方式进行解调所得到的信号点中的最终信号点作为基准信号点，进行通过绝对相位方式所进行的符号串的调制。接收侧通信装置，根据通过差动编码方式调制后的信号点取得最终信号点，将该所取得的最终信号点作为基准信号点，进行通过绝对相位方式调制后的符号串的解调。由此，在复合调制方式中，通过差动编码方式调制而成的信号点中的最终信号点，从发送侧通信装置对接收侧通信装置传输基准信号点。

另外，在专利文献1中，记载有通过接收侧通信装置中的处理，以简易的结构能够解调8PSK信号和QPSK信号等的技术。

专利文献1：特开2004-364046号公报

但是，在发送侧通信装置中，在装置内保持基准信号点，在绝对相位方式和差动编码方式的任一个中，根据相对该基准信号点的相位旋转量决定符号的相位。但是，在上述复合调制方式中，在发送侧通信装置中进行绝对相位方式的调制时，必须将已知定时的信号点(例如上述最终信号点)作为基准信号点来进行调制。因此，对每个符号进行如下处理，即：计算出相对装置内所保持的基准信号点的相位旋转量后，按照成为以上述已知定时的信号点作为基准信号点计算出相位旋转量的结果所得到的信号点的方式进一步旋转。该处理为非常繁重的处理，因而要求减少处理。

发明内容

因此，本发明的课题之一在于，提供一种不进行如下处理、即计算出相对装置内所保持的基准信号点的相位旋转量后，按照成为以已知定时的信号点作为基准信号点计算出相位旋转量的结果所得到的信号点的方式进一步旋转的处理，从而能够减少该处理的通信装置、调制方法以及程序。

此外，本发明的另一课题在于，在通过差动编码方式进行调制的情况下，能够在已知定时下发送规定相位的信号点的通信装置、通信系统以及调制方法。

用于解决上述课题的本发明相关的通信装置，包括：第1比特串取得机构，其取得第1比特串；初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述第1比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述第1比特串进行调制；绝对相位方式调制机构，其将上述已知定时的信号点作为基准信号点，通过绝对相位方式对第2比特串进行调制；和发送机构，其发送上述调制后的第1比特串，接着发送上述调制后的第2比特串。

通过上述方式，能够使通过依次接收的信号的相位之差表示符号的相位的调制方式即差动编码方式来对第1比特串进行调制的情况下所得到的信号点串(信号点列)中所包含的已知定时的信号点，始终为规定相位。因此，之后接下来预先决定为零相位的信号点(基准信号点)，在根据相对该基准信号点的相位旋转量表示信号点的位置的绝对相位调制方式中，进行将相位为该规定相位的信号点必须作为基准信号点的调制。其结果，通信装置不进行如下处理，即：算出相对装置内所保持的基准信号点的相位旋转量后，按照成为以已知定时的信号点作为基准信号点来计算出相位旋转量的结果所得到的信号点的方式进一步进行旋转的处理。即可减少通信装置的处理。

此外，在上述通信装置中，上述初始信号点决定机构包括：存储机构，其将相位与比特串相关联地存储；读出机构，其读出由上述存储机构与对应上述第1比特串的比特串相关联地存储的相位，上述初始信号点决定机构，将上述读出的相位决定为初始信号点的相位。

从而，通信装置也可不进行调制，能够按照已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位。

此外，在上述通信装置中，由上述存储机构所存储的比特串为规定长度的比特串，上述读出机构，读出由上述存储机构与上述第1比特串的规定位置中所包含的上述规定长度的比特串相关联地存储的相位。

此外，本发明相关的通信系统，包括发送侧通信装置和接收侧通信装置，其中，上述发送侧通信装置包括：第1比特串取得机构，其取得第1比特串；初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述第1比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述第1比特串进行调制；绝对相位方式调制机构，其将上述已知定时的信号点作为基准信号点，通过绝对相位方式对第2比特串进行调制；和发送机构，其发送上述调制后的第1比特串，接着发送上述调制后的第2比特串，上述接收侧通信装置包括：接收机构，其接收上述调制后的第1比特串和第2比特串；和解调机构，其将构成上述解调后的第1比特串的信号点中的上述已知定时的信号点作为基准信号点，对上述调制后的第2比特串进行解调。

此外，本发明的另一技术方案相关的通信装置，包括：比特串取得机构，其取得比特串；初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式调制上述比特串；和发送机构，其发送上述调制后的比特串。

由此，按照通过差动编码方式调制了比特串时的已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位，因此通信装置在通过差动编码方式调制的情况下，能够在已知定时下发送规定相位的信号点。

此外，本发明相关的调制方法，包括：比特串取得步骤，取得比特串；初始信号点决定步骤，按照通过差动编码方式调制了上述比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；差动编码方式调制步骤，基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述比特串进行调制；和发送步骤，发送上述调制后的比特串。

此外，本发明相关的程序，使计算机作为下述机构发挥作用，即比特串取得机构，其取得比特串；初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式调制上述比特串；和发送机构，其发送上述调制后的比特串。

附图说明

图1为本发明的实施方式相关的移动通信系统的结构图。

图2为本发明的实施方式相关的基站装置的系统结构图。

图3为本发明的实施方式相关的移动台装置的系统结构图。

图4为本发明的实施方式相关的差动编码方式的信号点配置图。

图5为本发明的实施方式相关的绝对相位方式的信号点配置图。

图6为本发明的实施方式相关的复合调制的说明图。

图7为本发明的实施方式相关的复合调制的说明图。

图8为本发明的实施方式相关的基站装置的系统结构图。

图9为本发明的实施方式相关的基站装置的处理流程图。

具体实施方式

边参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1为本实施方式相关的移动通信系统1的结构图。如图所示，本实施方式相关的移动通信系统1包括基站装置2、移动台装置3和通信网络4。该基站装置2与多个移动台装置3同时通信，对在移动台装置3和通信网络4之间进行的通信进行中继。

基站装置2和移动台装置3之间的通信中，构成帧的符号串的开头部分，通过不需要基准信号点的差动编码方式所调制，剩余部分通过绝对相位方式所调制。在本说明书中，将这种调制方式称作复合调制方式。

如图2所示，基站装置2包括控制部21、存储部22、无线通信部23、网络接口部24。

控制部21控制基站装置2的各部分，执行通话、数据通信等的通信相关的处理。控制部21按规定长度的帧划分通信数据，以帧单位向无线通信部23输出。此外，控制部21，也可进行针对该通信数据的上述复合调制方式的调制解调处理。

存储部22作为控制部21的工作存储器动作。此外，该存储部22，保持通过控制部21进行的各种处理相关的程序或参数。进而，存储部22也存储控制部21所进行的调制解调处理时所使用的初始信号点相位存储表格(后述)。进而，存储部22保持调制时所参照的基准信号点(零相位)。

无线通信部23具备天线，进行下述处理，即接收从移动台装置3发送的成帧的通信数据，进行频率变换并向控制部21输出的处理。此外，无线通信部23根据从控制部21输入的指示，进行下述处理，即对从控制部21输入的成帧的通信数据进行频率变换，进而还经由天线输出的处理。

网络接口部24，与通信网络4连接，进行接收从该通信网络4发送的通信数据并向控制部21输出的处理。此外，网络接口部24还进行按照控制部21的指示，对通信网络4发送通信数据的处理。

如图3所示，移动台装置3包括控制部31、存储部32、无线通信部33。

控制部31控制移动台装置3的各部分，执行通话、数据通信等的通信相关的处理。控制部31按规定长度的帧划分通信数据，以帧为单位向无线通信部33输出。此外，控制部31，还进行针对该通信数据的基于上述复合调制方式的调制解调处理。

存储部32作为控制部31的工作存储器动作。此外，该存储部22，保持通过控制部31进行的各种处理相关的程序或参数。进而，存储部32还存储控制部31所进行的调制解调处理时使用的初始信号点相位存储表格(后述)。进而，存储部32保持调制时所参照的基准信号点(零相位)。

无线通信部33具备天线，进行下述处理，即接收从基站装置2发送的成帧的通信数据，并进行频率变换后向控制部31输出。此外，无线通信部33根据从控制部31输入的指示，进行下述处理，即对从控制部31输入的成帧的通信数据进行频率变换，进而还经由天线输出的处理。

在本实施方式中，基站装置2和移动台装置3均发送通过基于复合调制方式的调制而成帧的通信数据，并进行基于复合调制方式的解调。由于双方中的处理相同，因此以下对从基站装置2发送通信数据的情况进行说明。

首先，对差动编码方式和绝对相位方式进行简单的说明。

在差动编码方式中，信号由信号点串构成。差动编码方式，是通过依次接收的信号点的相位之差来表示符号的调制方式。

另外，符号按调制单位数，对构成通信数据的比特串中所包括的比特集中起来。具体地来说，例如调制单位数为2比特，即能够采用1个信号表示2比特的调制方式中，2比特为1符号。

图4为差动编码方式的例子即π/4移位QPSK的信号点配置图。π/4移位QPSK的调制单位数为2比特。

在差动编码方式中，在调制符号串时需要初始信号点。也即，在差动编码方式中信号点的差分表示符号，因此需要预先决定最初的信号点位置(将其称为初始信号点)。在图4中，设该初始信号点的相位为0(坐标为(1，0))时，与第一个符号对应的信号点的相位成为对初始信号点的相位根据符号的内容相加π/4、3π/4、5π/4或7π/4中的任一个之后的相位。上述情况分别与第一个符号为00、01、10、11的情况对应。

进而，与第2个符号对应的信号点的相位，成为对与第1个符号对应的信号点的相位根据符号的内容相加π/4、3π/4、5π/4或7π/4中的任一个之后的相位。上述情况分别与第2个符号为00、01、10、11的情况对应

由此，在差动编码方式中，信号点间的相位差和符号对应。因此，即使由于多普勒(Doppler)效应或衰落(fading)等而通信信号的相位旋转，在接收通信信号的移动台装置3中，只要能取得信号点的相位差，则能够进行解调。

另一方面，在绝对相位方式中，信号由信号点串构成。绝对相位方式为，预先决定作为零相位的信号点(基准信号点)，根据各信号点的相对基准信号点的相位以及振幅的变化量表示符号的调制方式。

图5为绝对相位方式的例子即16QAM的信号点配置图。16QAM的调制单位数为4比特。

绝对相位方式中，需要上述基准信号点。在图5中，将该基准信号点作为I轴上的点(例如为坐标(1，0))，此时，符号“0000”的信号点的坐标决定为(

)，符号“1101”的坐标决定为(

)。另外，例如，将基准信号点作为I轴上的其他点(例如为坐标(-1，0))，此时，符号“0000”的信号点的坐标决定为(

)，符号“1101”的坐标决定为(

)。即各符号的信号点的坐标，根据相对基准信号点的相位以及振幅的变化量所决定。

由此，在绝对相位方式中，基于基准信号点确定的信号点表示符号，因此在接收通信信号的移动台装置3中，如果不知道基准信号点，则不能识别各符号。

从这一点出发，在无线通信中，如上所述那样由于多普勒效应或衰落等引起，因此难以取得信号点与相位的绝对关系。因此，在复合调制方式中，首先通过不需要基准信号点的差动编码方式对帧的开头的一部分进行调制，将通过差动编码方式调制后的信号点串中的已知定时的信号点(在此成为最终信号点)作为绝对相位方式的基准信号点。对于帧的剩余部分，采用上述那样确定的基准信号点，通过绝对相位方式进行调制。

在本实施方式中，通过差动编码方式调制后的信号点串中的最终信号点的相位，必须成为规定的相位(在此为零相位)。关于为此的调制处理，首先说明概要，之后详细地进行说明。

图6以及图7为基站装置2中的复合调制方式所产生的通信数据调制的说明图。图6和图7中，调制对象符号相同，另一方面差动编码方式(π/4移位QPSK)的初始信号点不同。由于该初始信号点不同，因此差动编码方式的最终信号点的坐标在图6和图7中不同。由此，按照初始信号点的相位，最终信号点的坐标变化。

因此，基站装置2，按照最终信号点的坐标必须成为零相位(图7的状态)的方式，按照通过差动编码方式调制的部分的调制对象符号的内容来设定初始信号点的相位。以下，对该初始信号点相位设定处理的详细内容进行说明。

图8为表示基站装置2的功能模块图。此外，图9为基站装置2的处理流程图。如图8所示，基站装置2的控制部21以及无线通信部23，功能上包括发送数据帧生成部51、调制方式判定部52、比特串取得部53、开关54、最终信号点相位判定部55、相位旋转部56、相位判定部57、信号点串生成部58、信号点串生成部59、数据输出部60。

首先，发送数据帧生成部51以帧为单位取得应发送的数据，生成发送数据帧(S101)。而且，将所生成的发送数据帧输出到比特串取得部53。比特串取得部53将所输入的发送数据帧作为比特串取得。

调制方式判定部52，判断是否进行复合方式调制，按照其判断结果切换开关54(S102)。调制方式判定部52判断为没有进行复合方式调制的情况下，通过该切换，比特串取得部53输出的比特串输入到信号点串生成部59。另一方面，调制方式判定部52判断为进行复合方式调制的情况下，比特串取得部53所输出的比特串输入到最终信号点相位判定部55。

信号点串生成部59，通过在存储部22中所保持的基准信号点作为基准信号点的绝对相位方式，对所输入的比特串进行调制。而且，信号点串生成部59，将调制的结果得到的信号点串输出到数据输出部60(S103)。数据输出部60，具备用于进行高速的信号处理的FPGA(FieldProgrammable Gate Array)，将所输入的信号点串变换为无线信号后，从安装在无线通信部23中的天线向无线区间(空中)送出(S104)。

最终信号点相位判定部55、相位旋转部56以及相位判定部57，在调制前计算出所输入的比特串中采用差动编码方式调制的部分(差动编码方式调制部分)中的变动量(已调制时的相位旋转量)(S105)，按照差动编码方式的最终的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位(S106)。以下更详细地说明该处理。

最终信号点相位判定部55，取得应成为最终信号点的相位的规定相位。也可将该相位存储在存储部22中，最终信号点相位判定部55也可根据该电路结构，必须将最终信号点的相位决定为零相位。

相位旋转部56，首先取得差动编码方式调制部分即比特串的全部。之后，将最终信号点的相位设为最终信号点相位判定部55所决定的规定相位，从该比特串后起，按照其内容，通过π/4移位QPSK使相位反相旋转。

相位判定部57判定初始信号点的相位，并输出到信号点串生成部58。具体地来说，取得通过相位旋转部56反相旋转的结果所得到的初始信号点的相位。

另外，如上那样也可通过相位旋转部56使比特串反向旋转，来决定初始信号点的相位，基于所输入的比特串和存储在存储部22中的初始信号点相位存储表格，按照最终信号点的相位成为规定相位的方式，来决定初始信号点的相位。以下表示该例。

表1为初始信号点相位存储表格的一例。在该表中，作为差动编码方式解调部分，例示有移动通信系统的通话信道(TCH)的报头部分。

[表1]

差动编码方式调制部分					初始信号点的相位
						R	SS	PR	UW	MI
0000	01	10011001100100110011001	0011110101001100	00000000							3π/4
					0000	01	10011001100100110011001	0011110101001100	00000001	π/4
0000	01	10011001100100110011001	0011110101001100	00000010							5π/4
					0000	01	10011001100100110011001	0011110101001100	00000011	7π/4
...	...	...	...	...							...

如表1所示，初始信号点相位存储表格与差动编码方式调制部分的内容对应地存储初始信号点的相位。而且，该初始信号点的相位被设定成若将其作为初始信号点，通过π/4移位QPSK对差动编码方式调制部分进行调制，则最终信号点的相位必须成为0。

由此，相位判定部57也可读出与所输入的比特串对应地存储的初始信号点的相位，决定为初始信号点的相位。另外，此时，不需要最终信号点相位判定部55以及相位旋转部56。

信号点串生成部58，通过将初始信号点的相位设为从相位判定部57输入的相位的复合调制方式，对比特串进行调制，从而生成信号点串，向数据输出部60输出(S107、S108)。通过上述方式输出的信号点串中，绝对相位方式的基准信号点必须成为最终信号点相位判定部55所决定的规定相位。数据输出部60，通过上述FPGA，将所输入的信号点串变换为无线信号，并且从无线通信部23所具备的天线送出到无线区间(空中)(S104)。

由此接收调制后的比特串的移动台装置3，将构成差动编码方式调制部分的信号点中的最终信号点作为基准信号点，对绝对相位方式调制部分进行解调。

通过以上所述，基站装置2进行初始信号点相位设定处理。通过上述方式，在通过差动编码方式对差动编码方式调制部分(第1比特串)进行调制的情况下所得到的信号点串中包含的已知定时的信号点(最终信号点)能够始终为规定相位。因此，之后接下来在绝对相位调制方式调制部分(第2比特串)中，进行将相位必须为该规定相位的信号点作为基准信号点的调制，因此不用进行如下处理，即计算出相对存储部22所保持的基准信号点的相位旋转量后，按照成为以已知定时的信号点作为基准信号点计算出相位旋转量的结果所得到的信号点的方式，进一步进行旋转的处理，从而能够减少该处理。

此外，如果使用初始信号点相位存储表格，则在调制前不会实际地进行调制，而能够按照已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位。

进而，按照通过差动编码方式对比特串进行调制时的已知定时的信号点成为规定相位的方式，来决定初始信号点的相位，因此在通过差动编码方式进行调制的情况下，能够在已知定时下发送规定相位的信号点。

另外，本发明并不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，对将本发明适用于移动通信系统的情况进行了说明，但本发明如果为采用复合调制方式的通信系统，则在任何情况下都可适用。

Claims (6)

1.一种通信装置，

包括：

第1比特串取得机构，其取得第1比特串；

初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述第1比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；

差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述第1比特串进行调制；

绝对相位方式调制机构，其将上述已知定时的信号点作为基准信号点，通过绝对相位方式对第2比特串进行调制；和

发送机构，其发送上述调制后的第1比特串，接着发送上述调制后的第2比特串。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，

上述初始信号点决定机构包括：

存储机构，其将相位与比特串相关联地存储；

读出机构，其读出由上述存储机构与对应上述第1比特串的比特串相关联地存储的相位，

上述初始信号点决定机构，将上述读出的相位决定为初始信号点的相位。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，

由上述存储机构所存储的比特串为规定长度的比特串，

上述读出机构，读出由上述存储机构与上述第1比特串的规定位置中所包含的上述规定长度的比特串相关联地存储的相位。

4.一种通信系统，包括发送侧通信装置和接收侧通信装置，

其中，上述发送侧通信装置包括：

第1比特串取得机构，其取得第1比特串；

初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述第1比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；

差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述第1比特串进行调制；

绝对相位方式调制机构，其将上述已知定时的信号点作为基准信号点，通过绝对相位方式对第2比特串进行调制；和

发送机构，其发送上述调制后的第1比特串，接着发送上述调制后的第2比特串，

上述接收侧通信装置包括：

接收机构，其接收上述调制后的第1比特串和第2比特串；和

解调机构，其将构成上述解调后的第1比特串的信号点中的上述已知定时的信号点作为基准信号点，对上述调制后的第2比特串进行解调。

5.一种通信装置，包括：

比特串取得机构，其取得比特串；

初始信号点决定机构，其按照通过差动编码方式调制了上述比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；

差动编码方式调制机构，其基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式调制上述比特串；和

发送机构，其发送上述调制后的比特串。

6.一种调制方法，包括：

比特串取得步骤，取得比特串；

初始信号点决定步骤，按照通过差动编码方式调制了上述比特串的情况下所得到的信号点中已知定时的信号点成为规定相位的方式，决定初始信号点的相位；

差动编码方式调制步骤，基于上述初始信号点，通过上述差动编码方式对上述比特串进行调制；和

发送步骤，发送上述调制后的比特串。

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