JP2004320679A - 送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置等を提供する。
【解決手段】送信装置１０１の変換部１０２は伝送信号をウォルシュ・アダマール変換し、直並列変換部１０３は、これを直並列変換し、変調部１０４は、それぞれの信号をＯＦＤＭ変調し、並直列変換部１０５は、これらを並直列変換し、周波数ホッピング部１０６は、これを周波数ホッピングし、送信部１０７は、これを送信する。一方、受信装置の受信部は、送信装置１０１から送信された信号を受信し、周波数デホッピング部は、これを周波数デホッピングし、直並列変換部は、これを直並列変換し、復調部は、それぞれの信号をＯＦＤＭ復調し、並直列変換部は、これらを並直列変換し、逆変換部は、これを逆ウォルシュ・アダマール変換して、伝送信号を得る。
【選択図】 図１
【解決手段】送信装置１０１の変換部１０２は伝送信号をウォルシュ・アダマール変換し、直並列変換部１０３は、これを直並列変換し、変調部１０４は、それぞれの信号をＯＦＤＭ変調し、並直列変換部１０５は、これらを並直列変換し、周波数ホッピング部１０６は、これを周波数ホッピングし、送信部１０７は、これを送信する。一方、受信装置の受信部は、送信装置１０１から送信された信号を受信し、周波数デホッピング部は、これを周波数デホッピングし、直並列変換部は、これを直並列変換し、復調部は、それぞれの信号をＯＦＤＭ復調し、並直列変換部は、これらを並直列変換し、逆変換部は、これを逆ウォルシュ・アダマール変換して、伝送信号を得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータ（ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ソフトウェアラジオを含む。）により実現するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル無線伝送の分野では、従来から、周波数ホッピング通信方式による情報伝送が提案されている。この方式においては、各ユーザに伝送すべき情報の値（典型的には「０」と「１」）のそれぞれに対して、異なる周波数ホッピングパターンを割り当てる。そして、受信装置では、各ユーザに割り当てられた周波数ホッピングパターンを用いて、当該受信装置のユーザ宛の信号を、受信信号から抽出する。
【０００３】
当該周波数ホッピングパターンは、周波数方向と時間方向に配置された行列と考えることができる。そして、各ユーザの各情報の値に対して、互いに異なる行列が割り当てられ、当該行列の所定の要素が「１」である場合当該時刻に当該周波数のトーン信号を出力することによって、信号の伝送を行う。この場合に、行列の各要素に対応する周波数ならびに時刻を、スロットと呼ぶ。
【０００４】
一方、ディジタル無線伝送の分野については、以下の文献において、種々の技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５１１９９号
【特許文献２】
特開２０００−１１５１３０号
【特許文献３】
特開平１１−２６１５３１号
【非特許文献１】
Ｍｕｎｓｔｅｒ Ｍ．，Ｈａｎｚｏ Ｌ．， ”Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＳＤＭＡ Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ Ｓｃｈｅｍｅｓ，” Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｖｏｌ．４， ｐｐ．２３１９−２３２３， ２００１年９月
【非特許文献２】
浜口清、笹岡秀一、「対干渉復号を適用した直交ＦＨ／１６ＱＡＭ方式の特性」、電気情報通信学会論文誌、 Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｂ−１１， Ｎｏ．６， ｐｐ．４４５−４５３， １９９５年６月
【０００６】
ここで、［特許文献１］には、再帰的組織畳み込み符号器および直交変調器との組合せを用いてデータ系列を送信する送信装置と、繰り返し復号を行う受信装置とを用いた通信システムの技術が開示されている。本技術では、送信装置において、複数のインターリーバが入力データ系列の順序を変更してエンコーダに供給し、複数のエンコーダがこれらを符号化し、エンコーダの出力系列を多重化する。一方、受信装置において、２つの復号部分が、受信系列を復号し、少なくとも２つのデータ系列を出力し、繰り返し復号処理を行う。
【０００７】
一方、［特許文献２］には、無線データシステム、無線電話システム、衛星リピータ式スペクトル拡散通信システム等の多重アクセスシステムに関する技術が開示されている。本技術では、多重直交コードを使用してスペクトル拡散通信信号を生成し、コード分割スペクトル拡散式通信システムで多重ウォルシュ関数のシフトキーイングを使用して信号変調を行う。そして、ユーザのエネルギー距離を改善して、非コヒーレント信号復調を行う。
【０００８】
さらに、［特許文献３］には、直接シーケンス符号分割多重接続信号の干渉を抑制する技術が開示されている。本技術では、各受信回路において、セクタの信号上に存在するトラフィック・チャネルのセットを判定し、所定の干渉条件により干渉が格付けされ、干渉の格付けリストから干渉ベクトルのセットが選択されて、受信機の所望の符号またはウォルシュ符号の直交写像が計算され、受信回路は、その相関器において直交写像を利用して被受信データを逆拡散する。
【０００９】
そして、［非特許文献１］には、空間分割多重伝送方式において、ウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ）変換を利用して希望信号を拡散することにより、干渉信号を軽減する技術が開示されている。
【００１０】
一方、［非特許文献２］には、周波数ホッピング通信方式において、誤り訂正符号に干渉信号検出技術を用いて消失復号を行い伝送品質を改善する技術、ならびに、ヌルシンボルを用いて干渉信号検出を行う技術が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周波数ホッピング通信方式では、各ユーザによって周波数ホッピングパターンが異なり、このため各スロットの受ける干渉量も異なる。そこで、各スロットの受ける干渉量の相違を考慮して、受信特性をさらに向上させるための技術が強く望まれている。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するプログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【００１４】
本発明の第１の観点に係る送信装置は、変換部と、直並列変換部と、変調部と、並直列変換部と、周波数ホッピング部と、送信部と、を備え、以下のように構成する。
【００１５】
すなわち、変換部は、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。
【００１６】
一方、直並列変換部は、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００１７】
さらに、変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、これらを変調済信号群として出力する。
【００１８】
そして、並直列変換部は、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００１９】
一方、周波数ホッピング部は、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００２０】
さらに、送信部は、当該ホップ済信号を送信する。
【００２１】
また、本発明の送信装置において、変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００２２】
本発明のその他の観点に係る受信装置は、受信部と、周波数デホッピング部と、直並列変換部と、復調部と、並直列変換部と、逆変換部と、を備え、以下のように構成する。
【００２３】
すなわち、受信部は、信号を受信して、これを受信信号として出力する。
【００２４】
一方、周波数デホッピング部は、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００２５】
さらに、直並列変換部は、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００２６】
そして、復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。
【００２７】
一方、並直列変換部は、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００２８】
さらに、逆変換部は、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００２９】
また、本発明の受信装置において、復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号とし、他の所定のサブキャリアに対応するものを既知信号とし、これ以外のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００３０】
また、本発明の受信装置において、当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得るように構成することができる。
【００３１】
本発明のその他の観点に係る送信方法は、変換工程と、直並列変換工程と、変調工程と、並直列変換工程と、周波数ホッピング工程と、送信工程と、を備え、以下のように構成する。
【００３２】
すなわち、変換工程では、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。
【００３３】
一方、直並列変換工程では、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００３４】
さらに、変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重変調して、これらを変調済信号群として出力する。
【００３５】
さらに、並直列変換工程では、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００３６】
一方、周波数ホッピング工程では、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００３７】
さらに、送信工程では、当該ホップ済信号を送信する。
【００３８】
また、本発明の送信方法において、変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００３９】
本発明の他の観点に係る受信方法は、受信工程と、周波数デホッピング工程と、直並列変換工程と、復調工程と、並直列変換工程と、逆変換工程と、を備え、以下のように構成する。
【００４０】
すなわち、受信工程では、信号を受信して、これを受信信号として出力する。
【００４１】
一方、周波数デホッピング工程では、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００４２】
さらに、直並列変換工程では、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００４３】
そして、復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。
【００４４】
一方、並直列変換工程では、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００４５】
さらに、逆変換工程では、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００４６】
また、本発明の受信方法において、復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号、他のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００４７】
また、本発明の受信方法において、当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得るように構成することができる。
【００４８】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータを、上記の送信装置もしくは受信装置として機能させ、または、コンピュータに上記の送信方法もしくは受信方法を実行させるように構成する。
【００４９】
当該プログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。
【００５０】
上記プログラムは、当該プログラムが実行される通信端末とは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該通信端末とは独立して配布・販売することができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
【００５２】
（送信装置の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態の１つに係る送信装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００５３】
本実施形態の送信装置１０１は、変換部１０２と、直並列変換部１０３と、変調部１０４と、並直列変換部１０５と、周波数ホッピング部１０６と、送信部１０７と、を備える。
【００５４】
まず、変換部１０２は、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。ここで、伝送信号としては、たとえば、伝送すべき情報をＱＡＭ変調した結果を利用することができる。ここでウォルシュ・アダマール変換を用いることにより、伝送すべき情報が周波数ホッピングする全スロットに均等に拡散することとなる。
【００５５】
ついで、直並列変換部１０３は、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００５６】
さらに、変調部１０４は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重変調して、これらを変調済信号群として出力する。すなわち、変調部１０４には、複数のＯＦＤＭ変調器が含まれ、それぞれのＯＦＤＭ変調器が、それぞれの中間信号を変調する。
【００５７】
そして、並直列変換部１０５は、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００５８】
一方、周波数ホッピング部１０６は、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００５９】
さらに、送信部１０７は、当該ホップ済信号を送信する。
【００６０】
図２は、変調部１０４が備えるＯＦＤＭ変調器の１つの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６１】
ＯＦＤＭ変調器２０１は、直並列変換部２０２と、逆フーリエ変換部２０３と、並直列変換部２０４と、を備える。
【００６２】
まず、直並列変換部２０２は、中間信号の１つを直並列変換して複数の信号を得る。
【００６３】
ついで、逆フーリエ変換部２０３は、当該得られた複数の信号と、ヌル信号（ヌルシンボルからなる信号）と、既知信号（パイロット信号）と、の入力を受け付けて、これらを逆フーリエ変換して複数の信号を得る。
【００６４】
そして、並直列変換部２０４は、逆フーリエ変換した結果を並直列変換して、これを変調済信号の１つとして出力する。
【００６５】
このように、逆フーリエ変換部２０３において、ヌル信号、すなわち、振幅値ゼロの信号を少なくとも１つ（複数であっても良い。）を挿入することによって、ＯＦＤＭ変調の所定のサブキャリアにヌル信号を与える。また、既知信号、すなわち、送信装置１０１と受信装置とで共有される信号を少なくとも１つ（複数であっても良い。）適宜他のサブキャリアに挿入する。
【００６６】
後述するように、受信装置では、これらのヌル信号および既知信号に対応するサブキャリアの信号を調べる。伝搬路において干渉がなければ、ヌル信号に相当するサブキャリアの検出値の平均はゼロとなるが、干渉があれば、干渉信号値に応じた値が検出される。そして、既知信号に相当するサブキャリアの検出値と、ヌル信号（干渉信号）に相当するサブキャリアの検出値と、を用いて、重み付けを行うのである。
【００６７】
逆フーリエ変換部２０３に与えるヌル信号の数は、受信装置熱雑音に起因する推定誤差を小さくするためには、多くした方が良いが、多すぎると伝送レートが低下してしまう。そこで、許容誤差に対応する適切な数を選択する必要がある。
【００６８】
（受信装置の実施の形態）
図３は、本発明の実施形態の１つに係る受信装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６９】
本実施形態の受信装置３０１は、受信部３０２と、周波数デホッピング部３０３と、直並列変換部３０４と、復調部３０５と、並直列変換部３０６と、逆変換部３０７と、を備える。
【００７０】
まず、受信部３０２は、送信装置１０１から送信された信号が伝搬路を経由して到達したものを受信して、これを受信信号として出力する。
【００７１】
一方、周波数デホッピング部３０３は、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００７２】
さらに、直並列変換部３０４は、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００７３】
そして、復調部３０５は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。すなわち、復調部３０５には、複数のＯＦＤＭ復調器が含まれ、それぞれのＯＦＤＭ復調器が、それぞれの中間信号を復調する。この際に、後述するように、重み付けを行うことが望ましい。
【００７４】
一方、並直列変換部３０６は、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００７５】
さらに、逆変換部３０７は、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００７６】
また、上記のように、送信装置１０１においてＱＡＭ変調した結果を伝送信号として利用している場合には、逆変換部３０７が出力した伝送信号をＱＡＭ復調することによって、伝送すべき情報を得ることができる。
【００７７】
図４は、復調部３０５が備えるＯＦＤＭ復調器の１つの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００７８】
ＯＦＤＭ復調器４０１は、直並列変換部４０２と、フーリエ変換部４０３と、並直列変換部４０４と、重み付け部４０５と、を備える。なお、既知信号（パイロット信号）を用いた位相・強度補償を公知の技術により行うが、理解を容易にするため、当該補償については図示を省略する。
【００７９】
まず、直並列変換部４０２は、中間信号の１つを直並列変換して、複数の信号を得る。
【００８０】
ついで、フーリエ変換部４０３は、当該得られた複数の信号をフーリエ変換する。これによって、以下の信号が得られる。
・送信装置１０１でヌル信号を与えたサブキャリアに対応する信号。以下「干渉信号」と呼ぶ。
・送信装置１０１でパイロット信号を与えたサブキャリアに対応する信号。以下「既知信号」と呼ぶ。
・送信装置１０１で中間信号群を与えたサブキャリアに対応する信号群。
【００８１】
並直列変換部４０４は、得られた信号群を並直列変換して、これを希望信号として得る。
【００８２】
重み付け部４０５は、既知信号の電力σ２ ｓと、干渉信号の電力σ２ ｉと、を検出する。
【００８３】
なお、ここまでの手法は、［非特許文献２］においては、これらの電力の比により、希望信号対干渉信号の電力比を推定する技術と原理を同じくする。
【００８４】
そして、重み付け部４０５は、重みρを計算式
ρ ＝ σ２ ｓ／（σ２ ｓ ＋ σ２ ｉ）
により決定する。
【００８５】
そして、得られた希望信号に重みρを乗じて、これを復調済信号の１つとして出力する。
【００８６】
なお、実施形態の適用分野によっては、重み付けを省略することとしても良い。後述するように、重み付けを省略した場合であっても、従来に比べて性能が向上する。
【００８７】
（理論的背景）
このような通信技術を利用した場合、ｋ番目のＯＦＤＭ復調器４０１における既知信号電力をσ２ ｓ（ｋ）、干渉信号電力をσ２ ｉ（ｋ）、受信装置３０１の熱雑音量をσ２ ｎとし、重み付け係数をρ（ｋ）とすると、ビット誤り率の理論値は、以下のようになる。
ＢＥＲ ＝ Ｐｅ（φ）；
φ ＝ Σｋσ２ ｓ（ｋ）／〔Σｋ｛（１−ρ（ｋ））２σ２ ｓ（ｋ） ＋ ρ（ｋ）２σ２ ｉ（ｋ）｝＋Ｌσ２ ｎ〕
【００８８】
ここで、Ｐｅ（・）は、ＱＡＭ変復調における理論誤り率である。さて、最適な重み付け係数ρ（ｋ）を求めるには、φを各ρ（ｋ）について偏微分し、その値をゼロとすることによって得られる。すなわち、
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ／（σ２ ｓ ＋ σ２ ｉ）
は、この計算によって得られた結果である。
【００８９】
（実験の結果）
図５は、本実施形態による方式と、従来のＯＦＤＭ／周波数ホッピング方式と、を比較した実験結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００９０】
本グラフは、横軸がユーザ数、縦軸がＢＥＲである。また、●は本実施形態において重み付けを行う場合、▲は本実施形態において重み付けを行わない場合、■は従来の手法（単なるＯＦＤＭ伝送）である。
【００９１】
本図を見れば明らかなように、ウォルシュ・アダマール変換／逆変換を利用することによって、希望信号を周波数方向と時間方向の各スロットにおいて平均化することにより、ビット誤り率が低下することがわかる。また、重み付けを行うことによって、さらにビット誤り率を低下させることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の１つに係る送信装置の概要構成を示す説明図である。
【図２】送信装置の変調部において用いられるＯＦＤＭ変調器の概要構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態の１つに係る受信装置の概要構成を示す説明図である。
【図４】受信装置の復調部において用いられるＯＦＤＭ復調器の概要構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態による方式と、従来のＯＦＤＭ／周波数ホッピング方式と、を比較した実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ 送信装置
１０２ 変換部
１０３ 直並列変換部
１０４ 変調部
１０５ 並直列変換部
１０６ 周波数ホッピング部
１０７ 送信部
２０１ ＯＦＤＭ変調器
２０２ 直並列変換部
２０３ 逆フーリエ変換部
２０４ 並直列変換部
３０１ 受信装置
３０２ 受信部
３０３ 周波数デホッピング部
３０４ 直並列変換部
３０５ 復調部
３０６ 並直列変換部
３０７ 逆変換部
４０１ ＯＦＤＭ復調器
４０２ 直並列変換部
４０３ フーリエ変換部
４０４ 並直列変換部
４０５ 重み付け部
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータ（ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ソフトウェアラジオを含む。）により実現するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル無線伝送の分野では、従来から、周波数ホッピング通信方式による情報伝送が提案されている。この方式においては、各ユーザに伝送すべき情報の値（典型的には「０」と「１」）のそれぞれに対して、異なる周波数ホッピングパターンを割り当てる。そして、受信装置では、各ユーザに割り当てられた周波数ホッピングパターンを用いて、当該受信装置のユーザ宛の信号を、受信信号から抽出する。
【０００３】
当該周波数ホッピングパターンは、周波数方向と時間方向に配置された行列と考えることができる。そして、各ユーザの各情報の値に対して、互いに異なる行列が割り当てられ、当該行列の所定の要素が「１」である場合当該時刻に当該周波数のトーン信号を出力することによって、信号の伝送を行う。この場合に、行列の各要素に対応する周波数ならびに時刻を、スロットと呼ぶ。
【０００４】
一方、ディジタル無線伝送の分野については、以下の文献において、種々の技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５１１９９号
【特許文献２】
特開２０００−１１５１３０号
【特許文献３】
特開平１１−２６１５３１号
【非特許文献１】
Ｍｕｎｓｔｅｒ Ｍ．，Ｈａｎｚｏ Ｌ．， ”Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＳＤＭＡ Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ−Ｓｐｒｅａｄ ＯＦＤＭ Ｓｃｈｅｍｅｓ，” Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｖｏｌ．４， ｐｐ．２３１９−２３２３， ２００１年９月
【非特許文献２】
浜口清、笹岡秀一、「対干渉復号を適用した直交ＦＨ／１６ＱＡＭ方式の特性」、電気情報通信学会論文誌、 Ｖｏｌ．Ｊ７８−Ｂ−１１， Ｎｏ．６， ｐｐ．４４５−４５３， １９９５年６月
【０００６】
ここで、［特許文献１］には、再帰的組織畳み込み符号器および直交変調器との組合せを用いてデータ系列を送信する送信装置と、繰り返し復号を行う受信装置とを用いた通信システムの技術が開示されている。本技術では、送信装置において、複数のインターリーバが入力データ系列の順序を変更してエンコーダに供給し、複数のエンコーダがこれらを符号化し、エンコーダの出力系列を多重化する。一方、受信装置において、２つの復号部分が、受信系列を復号し、少なくとも２つのデータ系列を出力し、繰り返し復号処理を行う。
【０００７】
一方、［特許文献２］には、無線データシステム、無線電話システム、衛星リピータ式スペクトル拡散通信システム等の多重アクセスシステムに関する技術が開示されている。本技術では、多重直交コードを使用してスペクトル拡散通信信号を生成し、コード分割スペクトル拡散式通信システムで多重ウォルシュ関数のシフトキーイングを使用して信号変調を行う。そして、ユーザのエネルギー距離を改善して、非コヒーレント信号復調を行う。
【０００８】
さらに、［特許文献３］には、直接シーケンス符号分割多重接続信号の干渉を抑制する技術が開示されている。本技術では、各受信回路において、セクタの信号上に存在するトラフィック・チャネルのセットを判定し、所定の干渉条件により干渉が格付けされ、干渉の格付けリストから干渉ベクトルのセットが選択されて、受信機の所望の符号またはウォルシュ符号の直交写像が計算され、受信回路は、その相関器において直交写像を利用して被受信データを逆拡散する。
【０００９】
そして、［非特許文献１］には、空間分割多重伝送方式において、ウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ）変換を利用して希望信号を拡散することにより、干渉信号を軽減する技術が開示されている。
【００１０】
一方、［非特許文献２］には、周波数ホッピング通信方式において、誤り訂正符号に干渉信号検出技術を用いて消失復号を行い伝送品質を改善する技術、ならびに、ヌルシンボルを用いて干渉信号検出を行う技術が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周波数ホッピング通信方式では、各ユーザによって周波数ホッピングパターンが異なり、このため各スロットの受ける干渉量も異なる。そこで、各スロットの受ける干渉量の相違を考慮して、受信特性をさらに向上させるための技術が強く望まれている。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するプログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。
【００１４】
本発明の第１の観点に係る送信装置は、変換部と、直並列変換部と、変調部と、並直列変換部と、周波数ホッピング部と、送信部と、を備え、以下のように構成する。
【００１５】
すなわち、変換部は、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。
【００１６】
一方、直並列変換部は、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００１７】
さらに、変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、これらを変調済信号群として出力する。
【００１８】
そして、並直列変換部は、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００１９】
一方、周波数ホッピング部は、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００２０】
さらに、送信部は、当該ホップ済信号を送信する。
【００２１】
また、本発明の送信装置において、変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００２２】
本発明のその他の観点に係る受信装置は、受信部と、周波数デホッピング部と、直並列変換部と、復調部と、並直列変換部と、逆変換部と、を備え、以下のように構成する。
【００２３】
すなわち、受信部は、信号を受信して、これを受信信号として出力する。
【００２４】
一方、周波数デホッピング部は、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００２５】
さらに、直並列変換部は、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００２６】
そして、復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。
【００２７】
一方、並直列変換部は、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００２８】
さらに、逆変換部は、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００２９】
また、本発明の受信装置において、復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号とし、他の所定のサブキャリアに対応するものを既知信号とし、これ以外のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００３０】
また、本発明の受信装置において、当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得るように構成することができる。
【００３１】
本発明のその他の観点に係る送信方法は、変換工程と、直並列変換工程と、変調工程と、並直列変換工程と、周波数ホッピング工程と、送信工程と、を備え、以下のように構成する。
【００３２】
すなわち、変換工程では、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。
【００３３】
一方、直並列変換工程では、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００３４】
さらに、変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重変調して、これらを変調済信号群として出力する。
【００３５】
さらに、並直列変換工程では、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００３６】
一方、周波数ホッピング工程では、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００３７】
さらに、送信工程では、当該ホップ済信号を送信する。
【００３８】
また、本発明の送信方法において、変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００３９】
本発明の他の観点に係る受信方法は、受信工程と、周波数デホッピング工程と、直並列変換工程と、復調工程と、並直列変換工程と、逆変換工程と、を備え、以下のように構成する。
【００４０】
すなわち、受信工程では、信号を受信して、これを受信信号として出力する。
【００４１】
一方、周波数デホッピング工程では、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００４２】
さらに、直並列変換工程では、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００４３】
そして、復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。
【００４４】
一方、並直列変換工程では、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００４５】
さらに、逆変換工程では、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００４６】
また、本発明の受信方法において、復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号、他のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得るように構成することができる。
【００４７】
また、本発明の受信方法において、当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得るように構成することができる。
【００４８】
本発明のその他の観点に係るプログラムは、コンピュータを、上記の送信装置もしくは受信装置として機能させ、または、コンピュータに上記の送信方法もしくは受信方法を実行させるように構成する。
【００４９】
当該プログラムは、コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、半導体メモリ等のコンピュータ読取可能な情報記録媒体に記録することができる。
【００５０】
上記プログラムは、当該プログラムが実行される通信端末とは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記録媒体は、当該通信端末とは独立して配布・販売することができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
【００５２】
（送信装置の実施の形態）
図１は、本発明の実施形態の１つに係る送信装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００５３】
本実施形態の送信装置１０１は、変換部１０２と、直並列変換部１０３と、変調部１０４と、並直列変換部１０５と、周波数ホッピング部１０６と、送信部１０７と、を備える。
【００５４】
まず、変換部１０２は、伝送信号をウォルシュ・アダマール変換して、これを変換済信号として出力する。ここで、伝送信号としては、たとえば、伝送すべき情報をＱＡＭ変調した結果を利用することができる。ここでウォルシュ・アダマール変換を用いることにより、伝送すべき情報が周波数ホッピングする全スロットに均等に拡散することとなる。
【００５５】
ついで、直並列変換部１０３は、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００５６】
さらに、変調部１０４は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重変調して、これらを変調済信号群として出力する。すなわち、変調部１０４には、複数のＯＦＤＭ変調器が含まれ、それぞれのＯＦＤＭ変調器が、それぞれの中間信号を変調する。
【００５７】
そして、並直列変換部１０５は、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００５８】
一方、周波数ホッピング部１０６は、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力する。
【００５９】
さらに、送信部１０７は、当該ホップ済信号を送信する。
【００６０】
図２は、変調部１０４が備えるＯＦＤＭ変調器の１つの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６１】
ＯＦＤＭ変調器２０１は、直並列変換部２０２と、逆フーリエ変換部２０３と、並直列変換部２０４と、を備える。
【００６２】
まず、直並列変換部２０２は、中間信号の１つを直並列変換して複数の信号を得る。
【００６３】
ついで、逆フーリエ変換部２０３は、当該得られた複数の信号と、ヌル信号（ヌルシンボルからなる信号）と、既知信号（パイロット信号）と、の入力を受け付けて、これらを逆フーリエ変換して複数の信号を得る。
【００６４】
そして、並直列変換部２０４は、逆フーリエ変換した結果を並直列変換して、これを変調済信号の１つとして出力する。
【００６５】
このように、逆フーリエ変換部２０３において、ヌル信号、すなわち、振幅値ゼロの信号を少なくとも１つ（複数であっても良い。）を挿入することによって、ＯＦＤＭ変調の所定のサブキャリアにヌル信号を与える。また、既知信号、すなわち、送信装置１０１と受信装置とで共有される信号を少なくとも１つ（複数であっても良い。）適宜他のサブキャリアに挿入する。
【００６６】
後述するように、受信装置では、これらのヌル信号および既知信号に対応するサブキャリアの信号を調べる。伝搬路において干渉がなければ、ヌル信号に相当するサブキャリアの検出値の平均はゼロとなるが、干渉があれば、干渉信号値に応じた値が検出される。そして、既知信号に相当するサブキャリアの検出値と、ヌル信号（干渉信号）に相当するサブキャリアの検出値と、を用いて、重み付けを行うのである。
【００６７】
逆フーリエ変換部２０３に与えるヌル信号の数は、受信装置熱雑音に起因する推定誤差を小さくするためには、多くした方が良いが、多すぎると伝送レートが低下してしまう。そこで、許容誤差に対応する適切な数を選択する必要がある。
【００６８】
（受信装置の実施の形態）
図３は、本発明の実施形態の１つに係る受信装置の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００６９】
本実施形態の受信装置３０１は、受信部３０２と、周波数デホッピング部３０３と、直並列変換部３０４と、復調部３０５と、並直列変換部３０６と、逆変換部３０７と、を備える。
【００７０】
まず、受信部３０２は、送信装置１０１から送信された信号が伝搬路を経由して到達したものを受信して、これを受信信号として出力する。
【００７１】
一方、周波数デホッピング部３０３は、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力する。
【００７２】
さらに、直並列変換部３０４は、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力する。
【００７３】
そして、復調部３０５は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重復調して、これらを復調済信号群として出力する。すなわち、復調部３０５には、複数のＯＦＤＭ復調器が含まれ、それぞれのＯＦＤＭ復調器が、それぞれの中間信号を復調する。この際に、後述するように、重み付けを行うことが望ましい。
【００７４】
一方、並直列変換部３０６は、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力する。
【００７５】
さらに、逆変換部３０７は、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール変換して、これを伝送信号として出力する。
【００７６】
また、上記のように、送信装置１０１においてＱＡＭ変調した結果を伝送信号として利用している場合には、逆変換部３０７が出力した伝送信号をＱＡＭ復調することによって、伝送すべき情報を得ることができる。
【００７７】
図４は、復調部３０５が備えるＯＦＤＭ復調器の１つの概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。
【００７８】
ＯＦＤＭ復調器４０１は、直並列変換部４０２と、フーリエ変換部４０３と、並直列変換部４０４と、重み付け部４０５と、を備える。なお、既知信号（パイロット信号）を用いた位相・強度補償を公知の技術により行うが、理解を容易にするため、当該補償については図示を省略する。
【００７９】
まず、直並列変換部４０２は、中間信号の１つを直並列変換して、複数の信号を得る。
【００８０】
ついで、フーリエ変換部４０３は、当該得られた複数の信号をフーリエ変換する。これによって、以下の信号が得られる。
・送信装置１０１でヌル信号を与えたサブキャリアに対応する信号。以下「干渉信号」と呼ぶ。
・送信装置１０１でパイロット信号を与えたサブキャリアに対応する信号。以下「既知信号」と呼ぶ。
・送信装置１０１で中間信号群を与えたサブキャリアに対応する信号群。
【００８１】
並直列変換部４０４は、得られた信号群を並直列変換して、これを希望信号として得る。
【００８２】
重み付け部４０５は、既知信号の電力σ２ ｓと、干渉信号の電力σ２ ｉと、を検出する。
【００８３】
なお、ここまでの手法は、［非特許文献２］においては、これらの電力の比により、希望信号対干渉信号の電力比を推定する技術と原理を同じくする。
【００８４】
そして、重み付け部４０５は、重みρを計算式
ρ ＝ σ２ ｓ／（σ２ ｓ ＋ σ２ ｉ）
により決定する。
【００８５】
そして、得られた希望信号に重みρを乗じて、これを復調済信号の１つとして出力する。
【００８６】
なお、実施形態の適用分野によっては、重み付けを省略することとしても良い。後述するように、重み付けを省略した場合であっても、従来に比べて性能が向上する。
【００８７】
（理論的背景）
このような通信技術を利用した場合、ｋ番目のＯＦＤＭ復調器４０１における既知信号電力をσ２ ｓ（ｋ）、干渉信号電力をσ２ ｉ（ｋ）、受信装置３０１の熱雑音量をσ２ ｎとし、重み付け係数をρ（ｋ）とすると、ビット誤り率の理論値は、以下のようになる。
ＢＥＲ ＝ Ｐｅ（φ）；
φ ＝ Σｋσ２ ｓ（ｋ）／〔Σｋ｛（１−ρ（ｋ））２σ２ ｓ（ｋ） ＋ ρ（ｋ）２σ２ ｉ（ｋ）｝＋Ｌσ２ ｎ〕
【００８８】
ここで、Ｐｅ（・）は、ＱＡＭ変復調における理論誤り率である。さて、最適な重み付け係数ρ（ｋ）を求めるには、φを各ρ（ｋ）について偏微分し、その値をゼロとすることによって得られる。すなわち、
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ／（σ２ ｓ ＋ σ２ ｉ）
は、この計算によって得られた結果である。
【００８９】
（実験の結果）
図５は、本実施形態による方式と、従来のＯＦＤＭ／周波数ホッピング方式と、を比較した実験結果を示すグラフである。以下、本図を参照して説明する。
【００９０】
本グラフは、横軸がユーザ数、縦軸がＢＥＲである。また、●は本実施形態において重み付けを行う場合、▲は本実施形態において重み付けを行わない場合、■は従来の手法（単なるＯＦＤＭ伝送）である。
【００９１】
本図を見れば明らかなように、ウォルシュ・アダマール変換／逆変換を利用することによって、希望信号を周波数方向と時間方向の各スロットにおいて平均化することにより、ビット誤り率が低下することがわかる。また、重み付けを行うことによって、さらにビット誤り率を低下させることができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周波数ホッピング伝送のスロットによって干渉量が異なる場合であっても伝送誤りを軽減するのに好適な送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の１つに係る送信装置の概要構成を示す説明図である。
【図２】送信装置の変調部において用いられるＯＦＤＭ変調器の概要構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態の１つに係る受信装置の概要構成を示す説明図である。
【図４】受信装置の復調部において用いられるＯＦＤＭ復調器の概要構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態による方式と、従来のＯＦＤＭ／周波数ホッピング方式と、を比較した実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０１ 送信装置
１０２ 変換部
１０３ 直並列変換部
１０４ 変調部
１０５ 並直列変換部
１０６ 周波数ホッピング部
１０７ 送信部
２０１ ＯＦＤＭ変調器
２０２ 直並列変換部
２０３ 逆フーリエ変換部
２０４ 並直列変換部
３０１ 受信装置
３０２ 受信部
３０３ 周波数デホッピング部
３０４ 直並列変換部
３０５ 復調部
３０６ 並直列変換部
３０７ 逆変換部
４０１ ＯＦＤＭ復調器
４０２ 直並列変換部
４０３ フーリエ変換部
４０４ 並直列変換部
４０５ 重み付け部
Claims (12)
- 変換部と、直並列変換部と、変調部と、並直列変換部と、周波数ホッピング部と、送信部と、を備える送信装置であって、
前記変換部は、伝送信号をウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ Ｈａｄａｍａｒｄ）変換して、これを変換済信号として出力し、
前記直並列変換部は、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力し、
前記変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、これらを変調済信号群として出力し、
前記並直列変換部は、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力し、
前記周波数ホッピング部は、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力し、
前記送信部は、当該ホップ済信号を送信する
ことを特徴とするもの。 - 請求項１に記載の送信装置であって、
前記変調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、
当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得る
ことを特徴とするもの。 - 受信部と、周波数デホッピング部と、直並列変換部と、復調部と、並直列変換部と、逆変換部と、を備える受信装置であって、
前記受信部は、信号を受信して、これを受信信号として出力し、
前記周波数デホッピング部は、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力し、
前記直並列変換部は、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力し、
前記復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調して、これらを復調済信号群として出力し、
前記並直列変換部は、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力し、
前記逆変換部は、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ Ｈａｄａｍａｒｄ）変換して、これを伝送信号として出力する
ことを特徴とするもの。 - 請求項３に記載の受信装置であって、
前記復調部は、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、
当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号とし、他の所定のサブキャリアに対応するものを既知信号とし、これ以外のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、
当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得る
ことを特徴とするもの。 - 請求項４に記載の受信装置であって、
当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得る
ことを特徴とするもの。 - 変換工程と、直並列変換工程と、変調工程と、並直列変換工程と、周波数ホッピング工程と、送信工程と、を備える送信方法であって、
前記変換工程では、伝送信号をウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ Ｈａｄａｍａｒｄ）変換して、これを変換済信号として出力し、
前記直並列変換工程では、当該変換済信号を複数の信号に直並列変換して、これらを中間信号群として出力し、
前記変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、これらを変調済信号群として出力し、
前記並直列変換工程では、当該変調済信号群に含まれる変調済信号を並直列変換して、これを直列化済信号として出力し、
前記周波数ホッピング工程では、当該直列化済信号を周波数ホッピングして、これをホップ済信号として出力し、
前記送信工程では、当該ホップ済信号を送信する
ことを特徴とする方法。 - 請求項６に記載の送信方法であって、
前記変調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、
当該中間信号を直並列変換した結果と、ヌル信号と、既知信号と、をあわせて逆フーリエ変換し、その結果を並直列変換して、当該変調済信号群に含まれる変調済信号の１つを得る
ことを特徴とする方法。 - 受信工程と、周波数デホッピング工程と、直並列変換工程と、復調工程と、並直列変換工程と、逆変換工程と、を備える受信方法であって、
前記受信工程では、信号を受信して、これを受信信号として出力し、
前記周波数デホッピング工程では、当該受信信号を周波数デホッピングして、これをデホップ済信号として出力し、
前記直並列変換工程では、当該デホップ済信号を直並列変換して、これらを中間信号群として出力し、
前記復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号を直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調して、これらを復調済信号群として出力し、
前記並直列変換工程では、当該復調済信号群を並直列変換して、これを直列化済信号として出力し、
前記逆変換工程では、当該直列化済信号を逆ウォルシュ・アダマール（Ｗａｌｓｈ Ｈａｄａｍａｒｄ）変換して、これを伝送信号として出力する
ことを特徴とする方法。 - 請求項８に記載の受信方法であって、
前記復調工程では、当該中間信号群に含まれるそれぞれの中間信号について、
当該中間信号を直並列変換し、これらをフーリエ変換し、当該結果のうち、所定のサブキャリアに対応するものを干渉信号、他のサブキャリアに対応するものを並直列変換して希望信号とし、
当該既知信号の電力と、当該干渉信号の電力と、から、重みを決定し、当該重みを当該希望信号に乗じて、当該復調済信号群に含まれる復調済信号の１つを得る
ことを特徴とする方法。 - 請求項９に記載の受信方法であって、
当該復調済信号群のうちｋ番目の復調済信号は、当該既知信号の電力σ２ ｓ（ｋ）、当該干渉信号の電力σ２ ｉ（ｋ）に対して、当該重みρ（ｋ）を
ρ（ｋ） ＝ σ２ ｓ（ｋ）／（σ２ ｓ（ｋ） ＋ σ２ ｉ（ｋ））
と決定して、得る
ことを特徴とする方法。 - コンピュータ（ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含む。）を、請求項１または２に記載の送信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
- コンピュータ（ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含む。）を、請求項３から５のいずれか１項に記載の受信装置として機能させることを特徴とするプログラム。
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