JP2001102968A - 送信装置及び送信方法 - Google Patents

送信装置及び送信方法

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JP2001102968A
JP2001102968A JP27568899A JP27568899A JP2001102968A JP 2001102968 A JP2001102968 A JP 2001102968A JP 27568899 A JP27568899 A JP 27568899A JP 27568899 A JP27568899 A JP 27568899A JP 2001102968 A JP2001102968 A JP 2001102968A
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JP
Japan
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symbol rate
transmission
signal
transmitting
transmitting apparatus
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JP27568899A
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English (en)
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Keiichi Kitagawa
恵一 北川
Yoshiko Saito
佳子 斉藤
Mitsuru Uesugi
充 上杉
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速フェージングにより回線変動が著し
く速い場合であっても、装置構成を殆ど増やさずに、適
応等化器に十分な追従性能を保持させ、通信品質を良好
に保つこと。 【解決手段】 回線変動推定部１０１にて、送信装置１
００と受信装置２００との間の回線変動量を推定する。
シンボルレート決定部１０２にて、回線変動量に基づい
てシンボルレートを決定し、高速フェージングにより回
線変動が著しく速い場合にはシンボルレートを高くして
送信し、シンボル間あるいはバースト内での回線変動を
相対的に微少なものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムに用いられる送信装置及び送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体通信システムにおいては、複数の
送信波が反射、回折したのち受信機に到達することや受
信機自身の移動等により、受信機に受信された信号の振
幅、位相は激しく変動する。
【０００３】移動体通信システムでは、通信品質を良好
に保つために、受信機において受信信号の振幅、位相変
動を補償する必要がある。また、同期検波、遅延検波等
の処理を行う際にも同様の補償が必要とされている。
【０００４】受信信号の振幅、位相変動を補償する方法
として、適応等化器により回線の振幅、位相の変動を推
定し、適応的に受信信号の波形を整形して信号間干渉の
影響を低減する方法が一般的に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速フ
ェージングにより回線変動が著しく速い場合、適応等化
器の回線推定が回線の変動に十分に追従できず、誤り率
特性が劣化するという問題が生じる。
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、高速フェージングにより回線変動が著しく速い場
合であっても、装置構成を殆ど増やさずに、適応等化器
に十分な追従性能を保持させ、通信品質を良好に保つこ
とができる送信装置及び送信方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の送信装置は、送
受信間の回線変動量に基づいて送信信号のシンボルレー
トを決定するシンボルレート決定手段と、前記シンボル
レートに基づいて送信データを無線送信する送信手段と
を具備する構成を採る。
【０００８】この構成により、回線変動量が大きい場合
に送信信号のシンボルレートを高くすることができるの
で、受信装置の適応等化器に十分な追従性能を保持させ
ることができる。同様に、シンボルレートを上げること
により時間的変動を相対的に遅くできることから、受信
装置の同期検波や遅延検波等の処理においても時間的変
動を補償することができる。また、周波数オフセットに
よる位相回転等の時間的変動も補償することができる。
【０００９】本発明の送信装置のシンボルレート決定手
段は、１シンボルあたりの送信時間と回線変動量との積
が一定値となるようにシンボルレートを決定する構成を
採る。
【００１０】この構成により、簡単な演算処理により適
当なシンボルレートを決定することができる。
【００１１】本発明の送信装置のシンボルレート決定手
段は、回線変動量と遅延波の遅延時間とに基づいて、誤
り率が最小となるシンボルレートを決定する構成を採
る。
【００１２】この構成により、受信装置にとって最も復
号しやすい最適なシンボルレートを決定することがで
き、受信装置における通信品質を良好に保つことができ
る。
【００１３】本発明の送信装置のシンボルレート決定手
段は、回線変動量と遅延プロファイルに基づいて、誤り
率が最小となるシンボルレートを決定する構成を採る。
【００１４】この構成により、受信装置にとって最も復
号しやすい最適なシンボルレートをさらに精度よく決定
することができ、受信装置における通信品質を良好に保
つことができる。
【００１５】本発明の送信装置は、シンボルレートに基
づいて搬送波の中心周波数を制御する搬送波周波数制御
手段を具備する構成を採る。
【００１６】これにより、システム全体として周波数利
用効率の向上を図ることができる。
【００１７】本発明の送信装置の送信手段は、受信レベ
ルが高い区間でのみ信号を送信する構成を採る。
【００１８】これにより、消費電力の低減を図ることが
でき、システム全体としての回線利用効率を上げること
ができる。
【００１９】本発明の送信装置のシンボルレート決定手
段は、通信相手から送信された信号からシンボルレート
の情報を抽出する構成を採る。そして、この送信装置と
通信を行う本発明の受信装置は、前記送信装置から送信
された信号から受信データを取り出す受信手段と、受信
データに基づいて回線変動を推定する回線変動推定手段
と、推定された回線変動に基づいてシンボルレートを決
定するシンボルレート決定手段と、決定されたシンボル
レートを示す信号を前記送信装置に対して送信する送信
手段を具備する構成を採る。
【００２０】これらの構成により、受信装置にとって最
も復号しやすい最適なシンボルレートをさらに精度よく
決定することができ、システムの通信品質を良好に保つ
ことができる。
【００２１】本発明の基地局装置は、上記いずれかの送
信装置あるいは受信装置を搭載する構成を採る。また、
本発明の通信端末装置は、上記いずれかの送信装置ある
いは受信装置を搭載する構成を採る。
【００２２】これらの構成により、受信側にとって最も
復号しやすい最適なシンボルレートを決定することがで
き、システムの通信品質を良好に保つことができる。
【００２３】本発明の送信方法は、送受信間の回線変動
量を検出し、前記回線変動量が大きくなるに従って、送
信信号のシンボルレートを高くすることとした。
【００２４】この方法により、回線変動量が大きい場合
に送信信号のシンボルレートを高くすることができるの
で、受信装置の適応等化器に十分な追従性能を保持させ
ることができる。
【００２５】本発明の送信方法は、送受信間の回線変動
量を検出し、回線変動量と遅延波の遅延時間から誤り率
特性が最もよい送信信号のシンボルレートを決定するこ
ととした。
【００２６】この方法により、受信装置にとって最も復
号しやすい最適なシンボルレートを決定することがで
き、受信装置における通信品質を良好に保つことができ
る。
【００２７】本発明の送信方法は、送受信間の回線変動
量を検出し、回線変動量と遅延プロファイルから誤り率
特性が最もよい送信信号のシンボルレートを決定するこ
ととした。
【００２８】この方法により、受信装置にとって最も復
号しやすい最適なシンボルレートをさらに精度よく決定
することができ、受信装置における通信品質を良好に保
つことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明の骨子は、高速フェージン
グにより回線変動が著しく速い場合にはシンボルレート
を高くして送信し、シンボル間あるいはバースト内での
回線変動を相対的に微少なものとすることである。
【００３０】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る送信装置及び受信装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【００３２】図１に示す送信装置１００において、回線
変動推定部１０１は、送信装置１００と受信装置２００
との間の回線変動量を推定し、推定結果をシンボルレー
ト決定部１０２に出力する。なお、回線変動の推定方法
としては、送信装置１００とともに基地局装置等に搭載
される図示しない受信装置に受信された信号の受信レベ
ルを測定し、その測定結果に基づいて推定する方法等が
挙げられる。
【００３３】シンボルレート決定部１０２は、推定され
た回線変動量に基づいてシンボルレートを決定する。そ
して、シンボルレート決定部１０２は、決定したシンボ
ルレートを示す信号をフレーム構成部１０３、ベースバ
ンド変調部１０４、帯域可変フィルタ１０５及びシンセ
サイザ１０６に出力する。
【００３４】フレーム構成部１０３は、決定されたシン
ボルレートに基づいてフレーム長さを決定し、送信デー
タをフレームに区切ってパイロットシンボル等の制御信
号を各フレームに挿入するフレーム構成処理を行う。
【００３５】ベースバンド変調部１０４は、決定された
シンボルレートに基づいて、フレーム構成部１０３の出
力信号をベースバンド信号に変調する。帯域可変フィル
タ１０５は、決定されたシンボルレートに基づいてフィ
ルタを構成し、ベースバンド変調部１０４の出力信号の
送信帯域を制限する。
【００３６】シンセサイザ１０６は、決定されたシンボ
ルレートに基づいて搬送波の中心周波数を制御し、当該
中心周波数の搬送波を乗算部１０７に出力する。ここ
で、シンセサイザ１０６は、図２の周波数帯域を示す図
のように、シンボルレートが低い場合の中心周波数ｆｃ
2をシンボルレートが高い場合の中心周波数ｆｃ1と異な
らせ、周波数帯域を割当てられた許容帯域幅の片側に寄
せることもできる。これにより、システム全体として周
波数利用効率の向上を図ることができる。
【００３７】なお、図２（ａ）はシンボルレートが高い
場合の周波数帯域を示し、図２（ｂ）はシンボルレート
が低い場合の周波数帯域を示す。
【００３８】乗算部１０７は、帯域可変フィルタ１０５
の出力信号にシンセサイザ１０６から出力された搬送波
を乗算する。ＢＰＦ（Band Pass Filter）１０８は、乗
算部１０７の出力信号成分の中で、所定の周波数帯域内
に含まれるもののみを通過させる。送信アンテナ１０９
は、ＢＰＦ１０８の出力信号を受信装置２００に対して
無線送信する。
【００３９】図１に示す受信装置２００において、受信
アンテナ２０１は、送信装置１００から送信された信号
を受信する。ＢＰＦ２０２は、受信アンテナ２０１に受
信された信号成分の中で、所定の周波数帯域内に含まれ
る成分のみを通過させる。
【００４０】シンボルレート検出部２０３は、受信信号
のシンボルレートを検出し、シンセサイザ２０４、帯域
可変フィルタ２０６、ベースバンド復調部２０７及び適
応等化器２０８にシンボルレートを示す信号を出力す
る。なお、シンボルレートの検出方法としては、送信装
置１００がシンボルレートの情報を送信データに多重し
て送信し、復調された受信信号からシンボルレートの情
報を検出する方法や、送信装置１００はシンボルレート
の情報を送信せず、候補となるシンボルレートで受信信
号を復調し、復調結果からシンボルレートを推定する方
法等が挙げられる。
【００４１】シンセサイザ２０４は、検出されたシンボ
ルレートに基づいて搬送波の中心周波数を制御し、当該
中心周波数の搬送波を乗算部２０５に出力する。乗算部
２０５は、ＢＰＦ２０２の出力信号にシンセサイザ２０
４から出力された搬送波を乗算する。
【００４２】帯域可変フィルタ２０６は、検出されたシ
ンボルレートに基づいてフィルタを構成し、乗算部２０
５の出力信号を帯域制限してベースバンド信号を生成す
る。ベースバンド復調部２０７は、検出されたシンボル
レートに基づいて、帯域可変フィルタ２０６から出力さ
れたベースバンド信号を復調する。
【００４３】適応等化器２０８は、検出されたシンボル
レートに基づいて、ベースバンド復調部２０７の出力信
号の波形を整形して信号間干渉の影響を低減する等化処
理を行い、受信データを取り出す。なお、遅延波が存在
する場合であっても、その遅延波が等化範囲内であれ
ば、回線推定を行うことにより当該遅延波を推定して等
化することができる。
【００４４】次に、シンボルレートと回線変動との関係
について図３を用いて説明する。図３の横軸は時間であ
り、縦軸は位相変動量である。また、図３（ａ）はシン
ボルレートが低い場合であり、図３（ｂ）はシンボルレ
ートが高い場合である。
【００４５】図３（ａ）に示すように、シンボルレート
が低い場合、１シンボルの送信時間Ｔｓ1は長くなり、
その間における位相変動量Δθ1は大きくなる。これに
対し、図３（ｂ）に示すように、シンボルレートが高い
場合、１シンボルの送信時間Ｔｓ2は短くなり、その間
における位相変動量Δθ2は小さくなる。なお、ここで
は回線の位相変動量について示したが、振幅に関する時
間変動についても同様である。
【００４６】このように、シンボルレートを上げること
により相対的に回線変動量が小さくなることから、回線
変動量が大きい場合に送信信号のシンボルレートを高く
して、受信装置の適応等化器に十分な追従性能を保持さ
せることができる。
【００４７】同様に、シンボルレートを上げることによ
り時間的変動を相対的に遅くできることから、受信装置
の同期検波や遅延検波等の処理においても時間的変動を
補償することができる。また、周波数オフセットによる
位相回転等の時間的変動も補償することができる。
【００４８】ここで、シンボルレート決定部１０２にお
いて、１シンボルあたりの送信時間Ｔｓすなわちシンボ
ルレートの逆数と、回線変動量ｆＤとの積が一定値とな
るようにシンボルレートを決定すれば、簡単な演算処理
により適当なシンボルレートを決定することができる。
【００４９】また、シンボルレートが高い場合に短時間
で信号を送信することができることから、送信装置１０
０は、受信レベルの高い区間でのみ信号を送信すること
としてもよい。
【００５０】これにより、消費電力の低減を図ることが
でき、システム全体としての回線利用効率を上げること
ができる。
【００５１】（実施の形態２）図４は、本発明の実施の
形態２に係る送信装置及び受信装置の構成を示すブロッ
ク図である。但し、図４に示す送信装置及び受信装置に
おいて、図１と共通する構成部分には図１と同一符号を
付し、その説明を省略する。
【００５２】図４において、送信装置１００は、図１に
対して、回線変動推定部１０１及びシンボルレート決定
部１０２を削除し、復調部４０１及びシンボルレート抽
出部４０２を追加した構成を採る。また、受信装置２０
０は、図１に対して、シンボルレート検出部２０３を削
除し、回線変動推定部３０１、シンボルレート決定部３
０２及び変調部３０３を追加した構成を採る。なお、図
４において、アンテナ１０９及びアンテナ２０１は、送
信アンテナ及び受信アンテナを兼ねる。
【００５３】回線変動推定部３０１は、受信信号の回線
変動量を推定し、シンボルレート決定部３０２に回線変
動量を示す信号を出力する。シンボルレート決定部３０
２は、推定された回線変動量に基づいてシンボルレート
を決定し、変調部３０３にシンボルレートを示す信号を
出力する。変調部３０３は、シンボルレートを示す信号
を変調してアンテナ２０１から送信する。
【００５４】復調部４０１は、アンテナ１０９に受信さ
れたシンボルレートを示す信号を復調し、シンボルレー
ト抽出部４０２に出力する。シンボルレート抽出部４０
２は、復調信号からシンボルレートを抽出し、抽出した
シンボルレートを示す信号をフレーム構成部１０３、ベ
ースバンド変調部１０４、帯域可変フィルタ１０５及び
シンセサイザ１０６に出力する。
【００５５】このように、受信装置にてシンボルレート
を決定し、送信装置が受信装置にて決定されたシンボル
レートに従って送信データを送信することにより、受信
装置にて最も復号しやすいシンボルレートにて送信する
ことができる。
【００５６】なお、受信装置２００が送信装置と一体で
ある場合、シンボルレート決定部３０２から出力された
シンボルレートを示す情報を送信データに多重して送信
してもよい。
【００５７】（実施の形態３）実施の形態１及び２で
は、シンボルレート決定部１０２あるいはシンボルレー
ト決定部３０２が、回線変動量のみに基づいて送信デー
タのシンボルレートを決定する場合について説明した。
【００５８】しかし、同一の遅延波であってもシンボル
レートを上げると遅延シンボル数が相対的に大きくな
り、適応等化器の等化可能な遅延シンボル数はその適応
等化器のタップ数によって定まるため、シンボルレート
を上げ続けた場合、等化可能範囲を超えた遅延波が存在
することとなり適応等化器の性能が劣化するという問題
が生じる。
【００５９】例えば、無線回線に存在する１μｓの遅延
波は、シンボルレートが１Mspsのときには１シンボル遅
延の遅延波であり、シンボルレートが２Mspsのときには
２シンボル遅延の遅延波である。
【００６０】適応等化器が５タップのものである場合、
４シンボル遅延までの遅延波であれば等化することがで
きるが、４シンボル遅延以上の遅延波を等化することは
できない。
【００６１】すなわち、上記１μｓの遅延波が存在する
場合、シンボルレートが４Msps未満のときには遅延時間
が４シンボルに収まるため、適応等化器は当該遅延波を
等化することができるが、シンボルレートが４Msps以上
のときには当該遅延波を等化することができず、適応等
化器の性能は劣化する。
【００６２】図５は、所定量の回線変動及び所定遅延時
間の遅延波が存在する環境下におけるシンボルレートと
誤り率（ＢＥＲ）特性との関係を示す図である。
【００６３】図５に示すように、遅延波の遅延シンボル
数が等化可能範囲内であれば、シンボルレートが上がる
に連れてフェージングによる回線変動量が相対的に小さ
くなるため誤り率特性が向上する。一方、シンボルレー
トが、遅延波の遅延シンボル数が等化可能範囲を超える
と、シンボルレートが上がるに連れて遅延波の影響によ
って誤り率特性が劣化する。
【００６４】そこで、実施の形態３では、回線変動量及
び遅延波の遅延時間によって、誤り率が最小となる最適
なシンボルレートＸを決定する。
【００６５】図６は、本発明の実施の形態３に係る送信
装置及び受信装置の構成を示すブロック図である。但
し、図６に示す送信装置及び受信装置において、図１と
共通する構成部分には図１と同一符号を付し、その説明
を省略する。
【００６６】図６において、受信装置２００は上記図１
と全く同じ構成をとり、送信装置１００は、図１に対し
て、遅延プロファイル生成部５０１を追加した構成を採
る。
【００６７】遅延プロファイル生成部５０１は、送信装
置１００とともに基地局装置等に搭載される図示しない
受信装置に受信された信号の遅延プロファイルを生成
し、シンボルレート決定部１０２に出力する。
【００６８】シンボルレート決定部１０２は、回線変動
量と遅延波の遅延時間とから誤り率が最小となるシンボ
ルレートを与える参照テーブルを保持する。そして、シ
ンボルレート決定部１０２は、回線変動推定部１０１か
ら回線変動量を入力し、遅延プロファイル生成部５０１
から遅延プロファイルを入力し、参照テーブルに基づい
てシンボルレートを決定する。
【００６９】この決定されたシンボルレートは、受信装
置２００にとって最も復号しやすい最適なシンボルレー
トであり、受信装置２００は通信品質を良好に保つこと
ができる。
【００７０】さらに、遅延時間だけでなく、各パスの遅
延波の遅延時間並びにレベルをモデル化したパスモデル
を考慮したテーブルを用意することにより、受信装置２
００にとって最も復号しやすい最適なシンボルレートを
さらに精度良く選択することができる。
【００７１】なお、実施の形態２で示したように、受信
装置にてシンボルレートを決定し、送信装置が受信装置
にて決定されたシンボルレートに従って送信データを送
信することもできる。この場合、回線変動部と遅延プロ
ファイル生成部が受信装置２００に追加される。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の送信装置
及び送信方法によれば、測定した回線変動量に応じてシ
ンボルレートを適応的に変化させることができるので、
高速フェージングにより回線変動が著しく速い場合であ
っても、装置構成を殆ど増やさずに、適応等化器に十分
な追従性能を保持させ、通信品質を良好に保つことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信装置及び受信
装置の構成を示すブロック図
【図２】シンボルレートに対応する周波数帯域を示す図
【図３】シンボルレートと回線変動との関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係る送信装置及び受信
装置の構成を示すブロック図
【図５】シンボルレートとＢＥＲ特性との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る送信装置及び受信
装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１、３０１ 回線変動推定部 １０２、３０２ シンボルレート決定部 １０３ フレーム構成部 １０４ ベースバンド変調部 １０５ 帯域可変フィルタ １０６ シンセサイザ １０７ 乗算部 １０８ ＢＰＦ １０９ 送信アンテナ ２０１ 受信アンテナ ２０２ ＢＰＦ ２０３ シンボルレート検出部 ２０４ シンセサイザ ２０５ 乗算部 ２０６ 帯域可変フィルタ ２０７ ベースバンド復調部 ２０８ 適応等化器 ３０３ 変調部 ４０１ 復調部 ４０２ シンボルレート抽出部 ５０１ 遅延プロファイル生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 充 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K021 AA06 CC05 CC14 EE04 GG01 5K067 AA02 BB01 DD46 EE02 EE10 EE32 HH21 KK01 LL05 LL11 LL15

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 送受信間の回線変動量に基づいて送信信
    号のシンボルレートを決定するシンボルレート決定手段
    と、前記シンボルレートに基づいて送信データを無線送
    信する送信手段とを具備することを特徴とする送信装
    置。
  2. 【請求項２】 シンボルレート決定手段は、１シンボル
    あたりの送信時間と回線変動量との積が一定値となるよ
    うにシンボルレートを決定することを特徴とする請求項
    １記載の送信装置。
  3. 【請求項３】 シンボルレート決定手段は、回線変動量
    と遅延波の遅延時間とに基づいて、誤り率が最小となる
    シンボルレートを決定することを特徴とする請求項１記
    載の送信装置。
  4. 【請求項４】 シンボルレート決定手段は、回線変動量
    と遅延プロファイルに基づいて、誤り率が最小となるシ
    ンボルレートを決定することを特徴とする請求項１記載
    の送信装置。
  5. 【請求項５】 シンボルレートに基づいて搬送波の中心
    周波数を制御する搬送波周波数制御手段を具備すること
    を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の
    送信装置。
  6. 【請求項６】 送信手段は、受信レベルが高い区間での
    み信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項
    ５のいずれかに記載の送信装置。
  7. 【請求項７】 シンボルレート決定手段は、通信相手か
    ら送信された信号からシンボルレートの情報を抽出する
    ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに送
    信装置。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の送信装置から送信された
    信号から受信データを取り出す受信手段と、受信データ
    に基づいて回線変動を推定する回線変動推定手段と、推
    定された回線変動に基づいてシンボルレートを決定する
    シンボルレート決定手段と、決定されたシンボルレート
    を示す信号を前記送信装置に対して送信する送信手段を
    具備することを特徴とする受信装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から請求項７のいずれかに記載
    の送信装置を搭載することを特徴とする基地局装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載の受信装置を搭載するこ
    とを特徴とする基地局装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１から請求項７のいずれかに記
    載の送信装置を搭載することを特徴とする通信端末装
    置。
  12. 【請求項１２】 請求項８記載の受信装置を搭載するこ
    とを特徴とする通信端末装置。
  13. 【請求項１３】 送受信間の回線変動量を検出し、前記
    回線変動量が大きくなるに従って、送信信号のシンボル
    レートを高くすることを特徴とする送信方法。
  14. 【請求項１４】 送受信間の回線変動量を検出し、回線
    変動量と遅延波の遅延時間から誤り率特性が最もよい送
    信信号のシンボルレートを決定することを特徴とする送
    信方法。
  15. 【請求項１５】 送受信間の回線変動量を検出し、回線
    変動量と遅延プロファイルから誤り率特性が最もよい送
    信信号のシンボルレートを決定することを特徴とする送
    信方法。
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