JP2008160765A - 受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラム - Google Patents

受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができるようにする。
【解決手段】AD変換部３０１が、アナログのベースバンド信号を高速にサンプリングし、その結果得られる現在ビット時間の３個のサンプリング値をデータ保持部３０２を介して分類部３０３に供給する。分類部３０３は、現在ビット時間の３個のサンプリング値と過去の２ビット時間の２個のサンプリング値とから、学習処理により得られた分類コード表を用いて分類コードを決定する。復号部３０４は、分類部３０３からの分類コードに対応するビットデータを決定する。本発明は、例えば、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置に適用できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラムに関し、特に、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができるようにする受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラムに関する。
例えば、所定の装置の筐体内において、電波（電磁波）による無線通信が行われる場合、受信機は、送信された電波が筐体内の障害物によって反射および回折し、複数の経路から同じ電波を受信してしまう。このように、送信された電波が筐体内の障害物によって反射および回折し、複数の経路からの電波を受信することをマルチパスという。なお、マルチパスは、筐体内に限らず、例えば、ビルなどの建造物や地形などを障害物として、筐体外でも発生する。
マルチパスでは、経路距離が異なる、換言すれば、伝送にかかる時間の異なる複数の経路の電波を受信機は受信するため、その受信した波形には歪みが生じている。このマルチパスによる、受信した波形の歪み（以下、マルチパスフェージングという）のために、符号の復号ができなくなることがある。換言すれば、マルチパスによって発生する直流オフセット等によってビット誤り率が増加するという問題がある。
図１は、ある装置の筐体内と筐体外で放射された電波を受信したときの受信波形を示している。なお、変調方式はASK（Amplitude Shift Keying）変調方式である。
図１において、右側の４つの波形は、筐体内での通信による受信波形を、左側の４つの波形は、筐体外での通信による受信波形を示し、それぞれ、伝送速度が、250kbps，500kbps，1Mbps、および2Mbpsのときの４通りについて示している。
例えば、一番特徴がよく表れている、最下段に示される伝送速度が2Mbpsのときを見ると、筐体外での受信波形は、“０”と“１”の区間がきれいに表示されているのに対し、筐体内での受信波形は、“０”となるべき区間に反射波が覆い被さってきているために波形が崩れ、“１”と判定される可能性が高くなっている。また、この筐体内での受信波形の歪みは、伝送速度が速くなるほど大きい。つまり、送信信号の速度によって、受信時の影響が大きく異なるとともに、反射によって通信品質が大きく劣化することが分かる。
従って、マルチパスフェージングの影響により、通信路容量を増加させることが出来ない、および、簡単な信号処理では任意の信号品質を保つことが困難である、という問題が生じる。
そこで、例えば、マルチパスフェージングを解決する手段として、筐体内全面に電波吸収体を貼ることで、筐体内において筐体の壁面における電磁波の反射を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、電波吸収体はコストが高く、また排熱などの観点から、筐体内の全面に電波吸収体を貼ることは難しい。
また、従来、一般的な無線通信の信号処理によるマルチパス対策としては、
１．変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式)を用いる
２．スペクトラム拡散 (Spread Spectrum)とレイク受信を用いる
３．マルチアンテナで受信する
４．インタリーブした信号を畳み込み符号化し、ビタビ復号とデインタリーブを行う
などが考えられる。
特開２００４−２２０２６４号公報
しかしながら、OFDM変調方式を用いる場合には高速にフーリエ変換を行う必要があり、高熱が発生するという懸念がある。スペクトラム拡散を用いた場合には、送信信号よりも高速な信号処理が必要となるので、受信機の性能を向上させていくことが難しい等の問題がある。
マルチアンテナを用いた場合には、マルチアンテナの効果を得る為に、アンテナ間の距離をその波長に応じて十分に離す必要があるので、狭い空間内における通信に適用することが難しい。インタリーブした信号を畳み込み符号化し、ビタビ復号とデインタリーブを行う場合には、復号時に高速で大きな記憶素子を必要とし、大容量かつリアルタイム性が必要な映像信号等の通信には適用し難いという問題がある。
図２は、図１に示した筐体内における受信信号を、所定の長い時間受信したときの、受信信号から生成されたベースバンド信号の振幅値の頻度分布を示している。図２の横軸は、ベースバンド信号の振幅値を表し、縦軸は、各振幅値をとるベースバンド信号の発生確率を表す。
図２に示される分布は、マルチパスの振幅値の頻度分布を統計的に表すＭ分布のなかの、シンボル間干渉が大きいマルチパスフェージングを表現する分布には近いものの、それとは確実に異なるものであることが分かる。この分布を見ると、通常のマルチパスに対応する復号方式によって、図１に示したような、筐体内で発生するマルチパスによる歪みのある受信信号を復号することは難しい。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができるようにするものである。
本発明の第１の側面の受信装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段と、前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を記憶するビットデータ記憶手段と、前記ビットデータ表と、前記分類手段で決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定するビットデータ決定手段とを備える。
前記ビットデータ決定手段が決定する前記ビットデータには、前記過去ビット時間のデータも含むようにさせることができる。
マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段をさらに設け、前記分類手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定させることができる。
前記分類手段には、前記統計値から、マルチパスの定常性を有する信号の範囲を算出させ、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値が、前記範囲に含まれるかどうかを判定することにより、前記分類コードを決定させることができる。
１ビット時間の前記信号から複数のサンプリング値を求めるサンプリング手段をさらに設け、前記分類手段には、少なくとも前記現在ビット時間については複数の前記サンプリング値を用いて、前記分類コードを決定させることができる。
前記サンプリング手段には、そこに供給されるクロック信号に対して、所定時間だけ位相を前後させるクロック信号変換手段を有するようにさせ、前記クロック信号および前記クロック信号変換手段が出力するクロック信号に基づいて前記サンプリング値を求めさせることができる。
本発明の第１の側面の受信方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定するステップを含む。
本発明の第１の側面のプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定するステップを含む。
本発明の第１の側面においては、信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の信号からサンプリングされたサンプリング値と、現在ビット時間より前の過去ビット時間の信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、信号が分類され、分類コードが決定される。そして、分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された分類コードとから、受信した信号に対応するビットデータが決定される。
本発明の第２の側面の学習装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段と、前記信号を所定の分類コードごとに記憶する記憶手段と、前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出する統計値算出手段と、前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する対応表作成手段とを備える。
前記信号の統計値は、前記信号の平均値および分散値とさせることができる。
本発明の第２の側面の学習方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、前記信号を所定の分類コードごとに記憶し、前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出し、前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成するステップを含む。
本発明の第２の側面のプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、前記信号を所定の分類コードごとに記憶させ、前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出し、前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成するステップを含む。
本発明の第２の側面においては、所定のビットデータに対応する信号が所定の分類コードごとに記憶され、分類コードごとに、信号の統計値が算出され、信号に対応する分類コードと、ビットデータ、および統計値とを対応付けた送受信データ対応表が作成される。
本発明の第１の側面によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。
本発明の第２の側面によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号するためのデータを学習することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
本発明の第１の側面の受信装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置（例えば、図３のLSI１００）において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段（例えば、図１１の分類コード決定部３６１）と、前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を記憶するビットデータ記憶手段（例えば、図１８のビット値RAM３８２）と、前記ビットデータ表と、前記分類手段で決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定するビットデータ決定手段（例えば、図１８の受信データ決定部３８１）とを備える。
マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段（例えば、図１１の分散値RAM３６２）をさらに設け、前記分類手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定させることができる。
１ビット時間の前記信号から複数のサンプリング値を求めるサンプリング手段（例えば、図７のAD変換部３０１）をさらに設け、前記分類手段には、少なくとも前記現在ビット時間については複数の前記サンプリング値を用いて、前記分類コードを決定させることができる。
本発明の第１の側面の受信方法またはプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法または前記復号する処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し（例えば、図２０のステップＳ２４）、前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定する（例えば、図２０のステップＳ２５）ステップを含む。
本発明の第２の側面の学習装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置（例えば、図３のLSI１００）において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段（例えば、図７のAD変換部３０１）と、前記信号を所定の分類コードごとに記憶する記憶手段（例えば、図２１の受信値RAM４０１）と、前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出する統計値算出手段（例えば、図２１の平均値算出部４０２および分散値算出部４０３）と、前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する対応表作成手段（例えば、図２１の対応表作成部４０４）とを備える。
本発明の第２の側面の学習方法またはプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法、または、データを学習する学習処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し（例えば、図２３のステップＳ４９）、前記信号を所定の分類コードごとに記憶させ（例えば、図２３のステップＳ５０）、前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出し（例えば、図２３のステップＳ５１およびＳ５２）、前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する（例えば、図２３のステップＳ５３）ステップを含む。
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図３は、本発明を適用した情報処理装置の一実施の形態の構成例を示している。
情報処理装置１は、その筐体２のなかに、基板１１乃至１４と、その基板１１乃至１４が装着されるベース基板１５を有している。基板１１および１２は、基板固定冶具１６を介してベース基板１５に装着され、基板１３および１４は、ベース基板１５に直に装着されている。
基板１１乃至１４それぞれは、無線通信の機能を有するLSI(Large Scale Integration)とアンテナを少なくとも１つ以上有している。即ち、基板１１は、LSI１００とアンテナ１０１を有し、基板１２は、LSI１０２とアンテナ１０３を有している。また、基板１３は、LSI１０４とアンテナ１０５、および、LSI１０６とアンテナ１０７を有し、基板１４は、LSI１０８とアンテナ１０９を有している。このLSI１００，１０２，１０４，１０６、または１０８は、それぞれ、アンテナ１０１，１０３，１０５，１０７、または１０９を介して、電波（電磁波）を伝送媒体とする送信装置および受信装置としての機能を有する。
なお、図３に示される基板の配置、設置方法、および枚数などは、あくまで一例であり、これに限定されるものではない。
LSI１００は、電波を伝送媒体とする無線通信により、画像や音声などの所定のデータを、情報処理装置１内の他のLSI（LSI１０２，１０４，１０６、または１０８）にアンテナ１０１を介して送信したり、他のLSIから送信されたデータを、アンテナ１０１を介して受信する。LSI１００では、リアルタイム性が必要とされるバースト信号、および、間欠パケット信号の両方の通信が可能である。
LSI１０２，１０４，１０６、および１０８もLSI１００と同様に、情報処理装置１内の他のLSIと無線通信を行う。以下では、LSI１００が他のLSIにデータを送信したり、受信する場合について説明し、その他のLSIのデータの送信および受信についての説明は省略する。
筐体２の中に存在する白色ノイズ（熱雑音）、有色ノイズ（LSIから放射されるノイズ）、および、筐体２内の壁面や基板で反射および回折した信号によって、受信側で受信した信号には波形歪みが生じる。即ち、情報処理装置１内のLSI１００が受信する信号の波形には、マルチパスによる歪みが生じている。
図４は、他のLSI（以下では、例えば、LSI１０２とする）から送信された送信データに対応する送信波形と、その送信波形をLSI１００が受信したときの受信波形を示している。
図４において、横軸は時間を表し、縦軸は、信号波形の振幅値を表す。また、灰色の線は、送信または受信した信号波形そのもの（data）を表し、黒色の線は、送信または受信した信号波形の包絡線の波形（env）を表す。なお、信号の変調方式は、ASK変調方式である。
図４を参照して分かるように、LSI１０２から送信された送信データに対応する信号波形を、LSI１００が受信したときには、波形に歪みが生じている。
図５は、図４に示した、１４波ある送信波形および受信波形の包絡線の位相を揃え、重ねて表示したものである。図５の灰色の線は、１４波の波形それぞれ（data）を表し、黒色の線は、その１４波の波形を平均した波形（ave）を表す。
図５によれば、筐体２内で発生するマルチパスによる受信波形の劣化は、時間に対してほぼ一定であり、受信波形へマルチパス波が影響を及ぼす時間は短いことが分かる。従って、筐体２内のマルチパス環境下においては、LSI１００が受信する受信波形は、短時間で、時間に対して一定とみなすことができる影響を受けるということができる。このように、マルチパス環境下で受信することによって、短時間で、時間に対して一定とみなすことができる影響を受けた受信信号を、定常性のあるマルチパス信号と称する。また、時間に対して一定とみなすことができる影響を定常性と称する。
LSI１００は、上記の定常性を利用して、受信信号の波形歪みを整形し、デジタルの信号に変換する。
図６は、LSI１００の構成例を示すブロック図である。
LSI１００は、入出力I/F（Interface）２０１、アルゴリズム処理部２０２、RF (Radio Frequency)信号処理部２０３、およびBB（Base band）信号処理部２０４により構成される。
入出力I/F２０１は、制御信号および基準クロック信号に基づいて、基板１１上の他のブロック（不図示）と、アルゴリズム処理部２０２との間で、データを仲介する。入出力I/F２０１が基板１１上の他のブロックとやり取りする信号は、例えば、LVDS(Low Voltage Differential Signal)などの規格に従う信号である。なお、制御信号および基準クロック信号は、必要に応じてLSI１００内の各部に供給される。
アルゴリズム処理部２０２は、入出力I/F２０１またはBB信号処理部２０４から供給される信号に対して所定の信号処理を行う。例えば、BB信号処理部２０４から供給されるデジタル信号が画像信号である場合、アルゴリズム処理部２０２には、線形補間処理を施したり、高画質化処理を行うDRC（Digital Reality Creation）などを行わせることができる。また、BB信号処理部２０４から供給されるデジタル信号が音声信号である場合、アルゴリズム処理部２０２には、供給された音声信号をサラウンド信号に分離する処理などを行わせることができる。
なお、アルゴリズム処理部２０２は、入力された信号に対応するデータに対する乗算や除算の処理を、基準クロック信号が表す基準クロックよりも高速に動作を行うことが可能である。従って、アルゴリズム処理部２０２は、BB信号処理部２０４から供給される信号の信号レートが基準クロックよりも高速であったとしても、演算を行うことができる。また、BB信号処理部２０４から供給される信号の信号レートが基準クロックよりも遅い場合にも勿論対応可能である。
アルゴリズム処理部２０２は、入出力I/F２０１から供給された信号に所定の信号処理を施した後の、処理後のデジタル信号をRF信号処理部２０３に供給する。また、アルゴリズム処理部２０２は、BB信号処理部２０４から供給された信号に所定の信号処理を施した後の、処理後のデジタル信号を入出力I/F２０１に供給する。
RF信号処理部２０３は、アルゴリズム処理部２０２から供給されるデジタル信号に対して、ASK変調などの変調処理を施し、変調処理後の信号を、キャリア周波数fcのキャリア信号とさらに乗算して、RF信号を生成し、アンテナ１０１に供給する。
また、RF信号処理部２０３は、アンテナ１０１から供給されるRF信号としての、ASK変調された変調波を同期検波し、ベースバンド信号に変換してBB信号処理部２０４に供給する。
なお、本実施の形態では、RF信号処理部２０３は、ASK変調されたアナログ信号を送受信することとするが、その他、PSK（Phase Shift Keying）変調されたアナログ信号、スペクトラム拡散方式によるアナログ信号などを送受信するようにしてもよい。
BB信号処理部２０４は、RF信号処理部２０３から供給されたアナログのベースバンド信号を、デジタル信号に変換し、アルゴリズム処理部２０２に供給する。RF信号処理部２０３から供給されるベースバンド信号は、定常性のあるマルチパス信号であり、マルチパスにより歪んだ波形となっている。なお、BB信号処理部２０４は、アルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて、アルゴリズム処理部２０２との通信レートを変化させる。
図７は、BB信号処理部２０４の詳細な構成例を示すブロック図である。
BB信号処理部２０４は、AD（Analog/Digital）変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、復号部３０４、データ保持部３０５、学習部３０６、および既知信号データベース３０７により構成される。
BB信号処理部２０４には、アナログのベースバンド信号を受信して、デジタル信号に変換する受信処理を行う受信モードと、受信処理において利用する各種の対応表を学習する学習処理を行う学習モードの２つのモードがある。受信処理は、AD変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、復号部３０４、およびデータ保持部３０５によって行われ、学習処理は、AD変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、復号部３０４、学習部３０６、および既知信号データベース３０７によって行われる。従って、BB信号処理部２０４が学習モードであるときは、LSI１００は学習装置として機能し、BB信号処理部２０４が受信モードであるときは、LSI１００は受信装置として機能する。
RF信号処理部２０３から出力されたアナログのベースバンド信号は、BB信号処理部２０４のAD変換部３０１に供給される。AD変換部３０１は、ベースバンド信号の受信データの１ビットを表す時間（以下、１ビット時間という）ごとに、ベースバンド信号を複数点サンプリングし、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給する。なお、本実施の形態では、図８および図９を参照して後述するように、AD変換部３０１は、１ビット時間あたり、３点のサンプリングを行うが、複数点であれば、２点、または４点以上でもよい。
データ保持部３０２は、フリップフロップ等により構成され、AD変換部３０１から供給されるサンプリング値を、所定時間だけ保持する。データ保持部３０２は、サンプリング値を所定時間だけ保持した後、BB信号処理部２０４が受信モードである場合には、分類部３０３に供給し、BB信号処理部２０４が学習モードである場合には、学習部３０６に供給する。
分類部３０３は、学習モードにおいて、マルチパスの定常性を有する波形整形前の受信データ（サンプリング値）の統計値と分類コードとが対応付けられた分類コード表（図１２）を学習部３０６から取得する。そして、分類部３０３は、受信モードにおいて、学習モードで取得した分類コード表に基づいて、受信データを分類する。より具体的には、分類部３０３は、過去の２ビット時間分のサンプリング値を記憶しており、データ保持部３０２からの、最近の１ビット時間（以下、現在ビット時間という）中にベースバンド信号からサンプリングされたサンプリング値と、過去の２ビット時間にサンプリングされたサンプリング値とから、波形整形前の受信データの統計値に当てはまる分類コードを決定することにより、受信データを分類し、その分類結果としての分類コードを復号部３０４に供給する。
復号部３０４は、学習モードにおいて、学習部３０６で学習された、分類コードと、デジタルの送信データ（以下、ビットデータという）とが対応付けられたビットデータ表（図１９）を取得する。また、復号部３０４は、HDD（Hard Disk Drive）やメモリカードなどの図示せぬ外部記憶装置から、ビットデータ表を取得することも可能である。そして、復号部３０４は、受信モードにおいて、ビットデータ表を参照し、分類部３０３から供給される分類コードに基づいて、ビットデータを決定する。
なお、分類部３０３が現在ビット時間を含む３ビット分の波形整形前の受信データに基づいて分類コードを決定したのに合わせて、ビットデータ表には、分類コードに対応して、現在ビット時間と過去２ビット時間分の３ビットのビットデータが対応付けられている。従って、復号部３０４は、３ビットのビットデータを決定し、データ保持部３０５に供給する。
データ保持部３０５は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等により構成され、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、復号部３０４から供給されるビットデータを所定時間だけ保持し、その後、アルゴリズム処理部２０２に供給する。
学習部３０６は、学習モードにおいて、受信信号におけるマルチパスの定常性を学習する。
より具体的には、学習部３０６には、上述したビットデータと等しい、送信側が送信する送信データと、その分類コード、および波形整形前の受信データの統計値とが対応付けられた送受信データ対応表（図２２）が既知信号データベース３０７から供給される。但し、波形整形前の受信データの統計値を求める処理が学習処理であるので、学習処理の最初に供給される送受信データ対応表では、波形整形前の受信データの統計値は、初期値としてのゼロが代入されている。
学習部３０６は、データ保持部３０２から供給される波形整形前の受信データを分類コードごとに蓄積する。なお、学習モードでは、他のLSIから、送信データがどういう順番で送信されてくるかが予め決定されているので、学習部３０６は、その送信データに対応する分類コードごとに、データ保持部３０２から供給される波形整形前の受信データを蓄積する。そして、学習部３０６は、分類コードごとに、蓄積された波形整形前の受信データから、波形整形前の受信データの統計値を算出し、送受信データ対応表を更新する。受信データの統計値とは、例えば、サンプリング値の平均値μおよび分散σ2である。これにより、学習部３０６には、分類コードと、送信データ（ビットデータ）および波形整形前の受信データの統計値とを対応付けた送受信データ対応表が作成される。
学習部３０６は、送受信データ対応表から、分類コードと受信データの統計値との対応を抽出し、上述した分類コード表として、分類部３０３に供給する。また、学習部３０６は、送受信データ対応表から、分類コードと送信データとの対応を抽出し、上述したビットデータ表として、復号部３０４に供給する。
既知信号データベース３０７は、送信データと、その分類コード、および波形整形前の受信データの統計値が対応付けられた送受信データ対応表の初期値を、図示せぬ外部記憶装置から取得し、記憶するとともに、必要に応じて学習部３０６に供給する。また、送受信データ対応表の送信データと分類コードの構成（数）が変わらない場合には、既知信号データベース３０７は、外部記憶装置からではなく、復号部３０４が内部に有するビットデータ表を、復号部３０４から取得して、波形整形前の受信データの統計値をゼロにして、学習部３０６に供給することも可能である。
図８および図９を参照して、受信モードにおける、ベースバンド信号のサンプリングについて説明する。
AD変換部３０１は、図８に示すように、アナログ信号のベースバンド信号の１ビット時間ごとに、３点をサンプリングし、データ保持部３０２に供給する。なお、１ビット時間中のどの時刻でサンプリングするかは、予め決定されている。
従って、１ビット時間ごとに３つのサンプリング値が、順次、データ保持部３０２に供給され、データ保持部３０２において所定時間だけ保持された後、分類部３０３に供給される。
分類部３０３は、上述したように、過去の２ビット時間分のサンプリング値を記憶しているが、１ビット時間あたりにサンプリングされた３つのサンプリング値のうちの、例えば、時間的に真ん中の時刻のサンプリング値のみを記憶する。
従って、図９に示すように、分類部３０３は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間の３つのサンプリング値ａ1，ａ2、およびａ3と、内部に記憶しておいた現在ビット時間よりも１ビット時間前の１つのサンプリング値ａ4、および、現在ビット時間よりも２ビット時間前の１つのサンプリング値ａ5とから、受信データを分類し、その分類結果としての分類コードを復号部３０４に供給する。図９において、サンプリング値ａ1乃至ａ5が得られたときの時刻をそれぞれｔ1乃至ｔ5とする。
なお、本実施の形態では、図９に示すように、受信データの分類に使用する、過去の１ビット時間当たりのサンプリング値の個数は１個とするが、その個数は特に限定されない。従って、例えば、データ保持部３０２から供給される３つのサンプリング値をすべて記憶するようにして、過去の１ビット時間当たりのサンプリング値の個数を、現在ビット時間のサンプリング値の個数と同一の個数としてもよい。
図１０は、AD変換部３０１とデータ保持部３０２の詳細な構成例を示すブロック図である。
AD変換部３０１は、ADC（Analog/Digital Converter）３３１−１乃至３３１−３とクロック信号変換部３３２−１および３３２−２とにより構成される。データ保持部３０２は、データ保持部３４１−１乃至３４１−３により構成される。
ADC３３１−１は、クロック信号変換部３３２−１から供給されるクロック信号のタイミングで、RF信号処理部２０３（図６）から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−１に供給する。
ADC３３１−２は、そこに供給される内部クロック信号のタイミングで、RF信号処理部２０３から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−２に供給する。
ADC３３１−３は、クロック信号変換部３３２−２から供給されるクロック信号のタイミングで、RF信号処理部２０３から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−３に供給する。
クロック信号変換部３３２−１は、内部クロック信号よりもTds時間だけ位相が早いクロック信号を生成し、ADC３３１−１に供給する。クロック信号変換部３３２−２は、内部クロック信号よりもTds時間だけ位相が遅いクロック信号を生成し、ADC３３１−３に供給する。ここで、Tds時間は、内部クロック信号よりも非常に短い時間であり、配線長さや同期クロックの両エッジを用いる等で作り出すことが可能である。
AD変換部３０１に供給される内部クロック信号は、受信データからクロック同期回路を動作させて生成されるクロック信号か、または、BB信号処理部２０４内で生成したクロック信号を、受信データに周波数同期させた位相雑音の小さいクロック信号である。
ADC３３１−１は、図９の例で言えば、時刻ｔ1のサンプリング値ａ1をデータ保持部３４１−１に供給する。また、ADC３３１−２は、時刻ｔ2のサンプリング値ａ2をデータ保持部３４１−２に供給し、ADC３３１−３は、時刻ｔ3のサンプリング値ａ3をデータ保持部３４１−３に供給する。従って、AD変換部３０１は、同期クロックよりも高速なサンプリングを行う。
換言すれば、AD変換部３０１は、内部クロック信号のクロック周波数fpの２倍以上のサンプリング周波数fsにしなければ正確に復元することができないというサンプリング定理を満たしていないが、受信データの復号に有利となる高速なサンプリングが可能である。また、AD変換部３０１は、通常であれば受信データの復調時に必要となるオーバーサンプリングが必要ないので、高速に動作するADCを用いてサンプリングする必要がなく、構成の簡素化および低消費電力を実現できる。
AD変換部３０１は、受信モードおよび学習モードのいずれにおいても上述した動作を行う。
データ保持部３４１−１乃至３４１−３は、例えば、内部クロック信号のクロックで動作するラッチ回路などにより構成され、ADC３３１−１乃至３３１−３それぞれから供給されるサンプリング値を所定時間だけ遅延させた後、分類部３０３または学習部３０６に供給する。データ保持部３４１−１乃至３４１−３は、遅延させた後のサンプリング値を、受信モードのときには分類部３０３に供給し、学習モードのときには学習部３０６に供給する。
図１１は、分類部３０３の詳細な構成例を示すブロック図である。
分類部３０３は、分類コード決定部３６１、分散値RAM（Random Access Memory）３６２、および過去ビットRAM３６３により構成される。
受信モードにおいて、分類コード決定部３６１は、分散値RAM３６２から、他のLSIから送信されたデータを受信した場合の受信データの平均値μと分散σ2を取得する。この受信データの平均値μと分散σ2は、後述する学習処理により決定されるものである。他のLSIとは、LSI１００の通信相手であるLSI１０２，１０４，１０６、または１０８のいずれかを表し、LSI１００は、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しているものとする。
分類コード決定部３６１は、受信データの分類コードごとの平均値μと分散σ2から、各分類コードにおける受信データの取り得る最大値と最小値（範囲）を算出する。例えば、９９％の確率で受信データの取り得る範囲を設定する場合には、μ±３σの範囲に、受信データの範囲を設定すればよい。
分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間の３つのサンプリング値ａ1乃至ａ3と、過去ビットRAM３６３に記憶されている過去２ビット時間分のサンプリング値ａ4およびａ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを順次絞り込むことにより、分類コードを決定し、復号部３０４に供給する。また、分類コード決定部３６１は、分類コード決定後、次の受信データの分類コード決定のために、現在ビット時間のサンプリング値ａ1乃至ａ3のうちの、真ん中の時刻のサンプリング値ａ2を、過去ビットRAM３６３に供給し、記憶させる。
分散値RAM３６２は、図１２に示すような、受信データの平均値μと分散σ2（統計値）を分類コードごとに記憶させた分類コード表を、通信相手としてのLSI１０２，１０４，１０６、および１０８ごとに記憶する。分散値RAM３６２は、必要に応じて、他のLSIの受信データの平均値μと分散σ2を分類コード決定部３６１に供給する。
なお、図１２では、受信データをｎ個のサンプリング値として示しているが、本実施の形態では、ｎ＝５となる。また、図１２において、受信データの平均値μと分散σ2は、１６進で表されている。
過去ビットRAM３６３は、現在ビット時間よりも１ビット時間前の１つのサンプリング値ａ4、および、現在ビット時間よりも２ビット時間前の１つのサンプリング値ａ5を記憶し、必要に応じて、分類コード決定部３６１に供給する。また、過去ビットRAM３６３は、分類コード決定部３６１から新しいサンプリング値が供給された場合には、それを、時刻の古い方のサンプリング値に上書きして記憶する。
一方、学習モードにおいては、分類コード決定部３６１は、学習部３０６から供給される、図１２の受信データの平均値μと分散σ2（統計値）と分類コードとが対応付けられた分類コード表を分散値RAM３６２に供給し、記憶させる。
図１３乃至図１６を参照して、分類部３０３による分類コードの決定について説明する。
分類コード決定部３６１は、上述したように、現在ビット時間の３つのサンプリング値ａ1乃至ａ3と、過去ビットRAM３６３に記憶されている過去２ビット時間分のサンプリング値ａ4およびａ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを絞り込むことにより、分類コードを決定する。分類コード決定部３６１は、サンプリング値ａ1乃至ａ5を、時刻の古い順であるサンプリング値ａ5，ａ4，ａ3，ａ2，ａ1の順で分類コードを絞り込んでもよいし、新しい順であるサンプリング値ａ1，ａ2，ａ3，ａ4，ａ5の順で分類コードを絞り込んでもよいが、以下では、古い順であるサンプリング値ａ5，ａ4，ａ3，ａ2，ａ1の順で分類コードを絞り込む例について説明する。図１３乃至図１６では、サンプリング値ａ5，ａ4，ａ3，ａ2，ａ1の順で行う処理のうちの、現在ビット時間のサンプリング値ａ3，ａ2、およびａ1について説明するが、その前のサンプリング値ａ5およびａ4についても同様の処理が行われる。
いま、データ保持部３０２から供給された現在ビット時間の受信データのサンプリング値ａ3，ａ2，ａ1が、それぞれ、１７０，１６２，１５０であるとする。即ち、ａ3＝１７０，ａ2＝１６２、およびａ1＝１５０である。
図１３は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ａ3の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。図１３の横軸は、分類コード（０乃至３１）を表し、縦軸は、振幅値を表す。また、図１３では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ａ3の取り得る最大値および最小値を＊印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ａ3の取り得る最大値および最小値を●印で表し、サンプリング値ａ3の取り得る範囲は、＊印または●印どうしの間となる。なお、一部の分類コードの取りうる範囲の図示は省略されている。
分類コード表によって、各分類コード０乃至３１におけるサンプリング値ａ3の取り得る範囲が、図１３に示すように決定されている場合、分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ａ3である１７０を、取り得る範囲として含む分類コードを探索する。
図１３に示すように、サンプリング値１７０を取る可能性がある分類コードは、７，１５，２０、および３１である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード７，１５，２０、および３１を、受信データに対応する分類コードの候補として決定する。
次に、分類コード決定部３６１は、サンプリング値ａ3に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード７，１５，２０、および３１のみを対象に、サンプリング値ａ2について、同様の処理を行う。
図１４は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ａ2の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。また、図１４では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ａ2の取り得る最大値および最小値を▲印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ａ2の取り得る最大値および最小値を×印で表し、サンプリング値ａ2の取り得る範囲は、▲印または×印どうしの間となる。
サンプリング値ａ3に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード７，１５，２０、および３１のなかで、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ａ2である１６２を取る可能性がある分類コードは、１５および３１である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード１５および３１を、受信データに対応する新たな分類コードの候補として決定する。
次に、分類コード決定部３６１は、サンプリング値ａ2に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード１５および３１のみを対象に、サンプリング値ａ1について、同様の処理を行う。
図１５は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ａ1の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。また、図１５では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ａ1の取り得る最大値および最小値を◆印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ａ1の取り得る最大値および最小値を■印で表し、サンプリング値ａ1の取り得る範囲は、◆印または■印どうしの間となる。
サンプリング値ａ2に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード１５および３１のなかで、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ａ1である１５０を取る可能性がある分類コードは、１５である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード１５を、受信データに対応する最終的な分類コードとして決定する。
図１３乃至図１５の処理をまとめると、図１６に示すようになる。
時刻ｔ3におけるサンプリング値ａ3＝１７０から、○印で示される探索対象の分類コード０乃至３１のうちの、●印で示される分類コード７，１５，２０、および３１が、受信データの分類コードの候補に挙がる。次に、時刻ｔ2におけるサンプリング値ａ2＝１６２から、○印で示される探索対象の分類コード７，１５，２０、および３１のうちの、●印で示される分類コード１５および３１が、受信データの分類コードの候補に挙がる。最後に、時刻ｔ1におけるサンプリング値ａ1＝１５０から、○印で示される探索対象の分類コード１５および３１のうちの、●印で示される分類コード１５が、受信データの分類コードに決定される。
図１７は、受信モード時の分類部３０３による分類コード決定処理のフローチャートである。
なお、LSI１００は、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しており、分類コード決定処理の前には、各分類コードに対応する、通信相手のLSI用の受信データの統計値を分散値RAM３６２から取得しているものとする。
初めに、ステップＳ１において、分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間の３つのサンプリング値ａ1乃至ａ3と、過去ビットRAM３６３に記憶されている過去２ビット時間分のサンプリング値ａ4およびａ5を取得する。
ステップＳ２において、分類コード決定部３６１は、最初のサンプリング値、例えば、時間的に最も過去のサンプリング値ａ5を取り得る範囲に含む分類コードを、分類コードの候補として決定する。
ステップＳ３において、分類コード決定部３６１は、分類コードの候補のなかで、次のサンプリング値、例えば、サンプリング値ａ4を取り得る範囲に含む分類コードを、新たな分類コードの候補に決定する。
ステップＳ４において、ステップＳ１で取得された全てのサンプリング値について調べたか否かが判定される。全てのサンプリング値について調べていないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻り、ステップＳ３およびＳ４の処理が繰り返される。これにより、例えば、サンプリング値ａ3，ａ2，ａ1について同様の処理が行われる。
ステップＳ４で、全てのサンプリング値について調べたと判定された場合、ステップＳ５において、分類コード決定部３６１は、最終的な分類コードの候補を、受信データに対応する分類コードに決定し、復号部３０４に供給する。
ステップＳ６において、分類コード決定部３６１は、次の受信データの分類コード決定のために、現在ビット時間のサンプリング値を過去ビットRAM３６３に記憶させ、処理を終了する。
以上のようにして、サンプリング値ａ1乃至ａ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを順次絞り込むことにより、分類コード決定部３６１は、受信データの分類コードを一意に決定する。
上述した例では、LSI１００が、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しており、そのLSI用の受信データの統計値を分散値RAM３６２から取得しているものとしたが、どのLSIからデータが送信されてくるかがわからない場合には、分散値RAM３６２に記憶されているLSI１０２，１０４，１０６、および１０８それぞれの受信データの統計値と分類コードについて図１７の処理を実行し、受信したサンプリング値が範囲に該当するLSIを探索する。
図１８は、復号部３０４の詳細な構成例を示すブロック図である。
復号部３０４は、受信データ決定部３８１とビット値RAM３８２により構成されている。
受信データ決定部３８１は、学習モードにおいて、通信相手となるLSIそれぞれの、分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を、学習部３０６から取得し、ビット値RAM３８２に記憶させる。
受信データ決定部３８１は、受信モードにおいて、ビット値RAM３８２に記憶されている、通信相手のLSI用のビットデータ表を参照し、分類部３０３から供給された分類コードに基づいてビットデータを決定し、データ保持部３０５に供給する。
ビット値RAM３８２は、図１９に示すように、分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を、通信相手であるLSIごとに記憶する。なお、復号部３０４は、分類部３０３が現在ビット時間を含む３ビット時間分の波形整形前の受信データに基づいて分類コードを決定したのに合わせて、現在ビット時間と過去２ビット時間の３ビットのビットデータを決定するので、図１９のｍは３である。
次に、図２０のフローチャートを参照して、BB信号処理部２０４による受信モード時の受信処理について説明する。
初めに、ステップＳ２１において、分類部３０３の分類コード決定部３６１は、分散値RAM３６２にアクセスするか否かを判定する。例えば、通信相手が変更された場合、あるいは、通信相手が不明で、次々と複数のLSIについて図１７を参照して説明した分類コード決定処理を行う場合などのときには、分類コード決定部３６１は、分散値RAM３６２に記憶されている所定のLSI用の分類コード表を取得するために、分散値RAM３６２にアクセスすると判定する。
ステップＳ２１で、分散値RAM３６２にアクセスすると判定された場合、ステップＳ２２において、分類コード決定部３６１は、所定のLSIの分類コード表を分散値RAM３６２から取得する。
一方、ステップＳ２１で、分散値RAM３６２にアクセスしないと判定された場合、および、ステップＳ２２の処理後、ステップＳ２３において、AD変換部３０１は、RF信号処理部２０３からのベースバンド信号をA/D変換する。即ち、AD変換部３０１は、RF信号処理部２０３から供給される１ビット時間分のベースバンド信号から、３点をサンプリングし、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給する。データ保持部３０２に供給されたサンプリング値は、所定時間だけ遅延された後、分類部３０３に供給される。
ステップＳ２４において、分類部３０３の分類コード決定部３６１は、図１７を参照して説明した分類コード決定処理を行うことにより、受信データの分類コードを決定する。
ステップＳ２５において、復号部３０４の受信データ決定部３８１は、通信相手のLSI用の、分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を参照し、分類部３０３から供給された分類コードに基づいてビットデータを決定し、データ保持部３０５に供給する。
ステップＳ２６において、データ保持部３０５は、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、復号部３０４から供給されたビットデータを所定時間だけ保持する。
そして、所定時間経過後、ステップＳ２７において、データ保持部３０５は、保持しておいたビットデータをアルゴリズム処理部２０２に出力する。
ステップＳ２８において、BB信号処理部２０４は、受信が終了したか否かを判定する。
ステップＳ２８における受信が終了したか否かの判定は、アルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報か、または、LSI１００に入力される制御信号に基づいて行われる。
ステップＳ２８で、受信が終了していないと判定された場合、即ち、RF信号処理部２０３からBB信号処理部２０４のAD変換部３０１にベースバンド信号が継続して供給されている場合、BB信号処理部２０４は、処理をステップＳ２３に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ２８で、受信が終了したと判定された場合、受信処理は終了する。
図２１は、学習部３０６の詳細な構成例を示すブロック図である。
学習部３０６は、受信値RAM４０１、平均値算出部４０２、分散値算出部４０３、および対応表作成部４０４により構成され、学習モード時のみ動作する。
受信値RAM４０１には、データ保持部３０２からサンプリング値が供給されるとともに、対応表作成部４０４から分類コードが供給される。受信値RAM４０１は、データ保持部３０２から供給されるサンプリング値を分類コードごとに記憶する。
平均値算出部４０２は、受信値RAM４０１に記憶されたサンプリング値を用いて、分類コードが割り当てられた回数である分類コードの頻度と、その分類コードを有するサンプリング値の総和から、サンプリング値の平均値を分類コードごとに算出する。
分散値算出部４０３は、受信値RAM４０１に記憶されたサンプリング値と平均値算出部４０２で算出された平均値を用いて、サンプリング値の分散値を分類コードごとに算出する。そして、分散値算出部４０３は、平均値算出部４０２からの平均値と、算出された分散値とを対応表作成部４０４に供給する。
平均値算出部４０２による平均値の算出、および、分散値算出部４０３による分散値の算出は、LSI１００の通信相手のLSIごとに実行される。
対応表作成部４０４は、初期段階において、既知信号データベース３０７から、送信データ（ビットデータ）と、その分類コード、および、波形整形前の受信データの統計値とが対応付けられた送受信データ対応表を取得する。ここで取得される送受信データ対応表の受信データの統計値の項目には、初期値としてのゼロが代入されている。
学習モードにおいては、データ保持部３０２から受信値RAM４０１に供給されるサンプリング値が、どの送信データに対応するものかが分かっているので、対応表作成部４０４は、データ保持部３０２から受信値RAM４０１に供給されるサンプリング値に対応する分類コードを受信値RAM４０１に供給する。そして、対応表作成部４０４は、分散値算出部４０３から供給される平均値と分散値を、受信値RAM４０１に供給した分類コードのものとして、送受信データ対応表を更新する。
対応表作成部４０４は、通信相手のLSIごとに、上述した送受信データ対応表の作成を行う。そして、通信相手のLSIから送信された受信データとしての、データ保持部３０２から受信値RAM４０１に供給されたサンプリング値によって、波形整形前の受信データの統計値が更新され、送受信データ対応表の作成が終了すると、対応表作成部４０４は、送受信データ対応表から、分類コードと受信データの統計値との対応を抽出し、分類コード表として分類部３０３に供給する。また、対応表作成部４０４は、送受信データ対応表から、分類コードと送信データとの対応を抽出し、ビットデータ表として復号部３０４に供給する。
図２２は、対応表作成部４０４の内部メモリに記憶されている、波形整形前の受信データの統計値が更新された後の送受信データ対応表を示している。
図２２に示すように、ビットデータを表すｍビットの送信データと、分類コード、および、波形整形前の受信データの統計値とが対応付けられた送受信データ対応表が、通信相手のLSIごとに記憶されている。
次に、図２３のフローチャートを参照して、BB信号処理部２０４による学習モード時の学習処理について説明する。
この学習処理は、最初の電源投入時など情報処理装置１が初期状態であるとき、経年変化などに対応するための所定の設定時間が経過したとき、ユーザの指示による任意のタイミング、または、情報処理装置１の筐体２内の構成が変化したとき、などに実行される。情報処理装置１の筐体２内の構成が変化したときとは、情報処理装置１に新たなモジュール（基板やLSIなど）が追加装着されたときや情報処理装置１内の基板の配置が変化したときなどである。
初めに、ステップＳ４１において、既知信号データベース３０７は、新しい基板が装着されたかを判定する。ステップＳ４１で、新しい基板が装着されたと判定された場合、ステップＳ４２において、既知信号データベース３０７は、送受信データ対応表を、図示せぬ外部記憶装置から取得し、内部メモリに記憶する。なお、情報処理装置１が最初の電源投入時などの初期状態であるときも、新しい基板が装着された場合に含む。
一方、ステップＳ４１で、新しい基板が挿入されていないと判定された場合、ステップＳ４３において、既知信号データベース３０７は、新たな初期値を取得するかを判定する。ステップＳ４３で、新たな初期値を取得すると判定された場合、ステップＳ４４において、既知信号データベース３０７は、送受信データ対応表を、図示せぬ外部記憶装置から取得し、内部メモリに記憶する。新しい基板が挿入されていないと判定される場合には、例えば、経年変化などに対応するための所定の設定時間が経過したとき、送受信データ対応表を取得するユーザの指示があったとき、アルゴリズム処理部２０２における信号処理が変更されたとき、などがある。
ステップＳ４２およびＳ４４で外部記憶装置から取得した送受信データ対応表に格納されている受信データの統計値は、上述したようにゼロでもよいし、それ以外の値、例えば、他の情報処理装置で使用されている値が入力されていてもよい。
ステップＳ４３で、新たな初期値を取得しないと判定された場合、即ち、BB信号処理部２０４内部に現在記憶されている値をベースに受信データの統計値を更新（学習）する場合、ステップＳ４５において、既知信号データベース３０７は、復号部３０４に記憶されているビットデータ表を取得し、内部メモリに記憶されている送受信データ対応表の受信データの項目に代入する。
ステップＳ４６において、既知信号データベース３０７は、ステップＳ４２，Ｓ４４、またはＳ４５の処理で内部メモリに記憶した送受信データ対応表を学習部３０６に供給する。これにより、学習部３０６は、送受信データ対応表を作成する。
ステップＳ４７において、学習部３０６の対応表作成部４０４は、繰り返し回数をカウントする変数ｐにゼロをセットする。
ステップＳ４８において、対応表作成部４０４は、この後通信相手のLSIから送信されてくる送信データの分類コードを受信値RAM４０１に供給する。
ステップＳ４９において、受信値RAM４０１は、通信相手のLSIから送信されたデータを受信する。より具体的には、受信値RAM４０１は、AD変換部３０１でサンプリングされたサンプリング値をデータ保持部３０２を介して受信する。
ステップＳ５０において、受信値RAM４０１は、受信したサンプリング値を、対応表作成部４０４から供給された分類コードに対応させて記憶する。
ステップＳ５１において、平均値算出部４０２は、受信値RAM４０１に記憶されたサンプリング値を用いて、サンプリング値の平均値を算出する。
ステップＳ５２において、分散値算出部４０３は、受信値RAM４０１に記憶されたサンプリング値と平均値算出部４０２で算出された平均値を用いて、サンプリング値の分散値を算出する。また、分散値算出部４０３は、平均値と分散値を対応表作成部４０４に供給する。
ステップＳ５３において、対応表作成部４０４は、分散値算出部４０３から供給された平均値と分散値を、受信値RAM４０１に供給した分類コードのものとして、送受信データ対応表を更新する。
ステップＳ５４において、対応表作成部４０４は、全ての送信データについて学習したかを判定する。ここで、対応表作成部４０４は、上述したステップＳ４８乃至Ｓ５３の処理を、LSI１００が通信する相手全てのLSIの、全ての分類コードに対して行った場合に、全ての送信データについて学習したと判定する。
ステップＳ５４で、全ての送信データについて学習していないと判定された場合、処理はステップＳ４８に戻り、BB信号処理部２０４は、次の分類コードに対して、上述したステップＳ４８乃至Ｓ５４の処理を繰り返す。所定のLSIの全ての分類コードに対してステップＳ４８乃至Ｓ５４の処理が既に行われた場合には、ステップＳ４８乃至Ｓ５４の処理をまだ実行していない他のLSIの所定の分類コードに対して、上述したステップＳ４８乃至Ｓ５４の処理が実行される。
一方、ステップＳ５４で、全ての送信データについて学習したと判定された場合、ステップＳ５５において、対応表作成部４０４は、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいか否かを判定する。
ステップＳ５５で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しくない、即ち、予め設定された繰り返し回数ｑだけ学習を行っていないと判定された場合、ステップＳ５６において、対応表作成部４０４は、変数ｐを１だけインクリメントし、処理はステップＳ４８に戻る。ここで、繰り返し回数ｑは、統計的に十分な信頼度のデータが得られる回数である。
ステップＳ５５で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいと判定された場合、ステップＳ５７において、対応表作成部４０４は、送受信データ対応表から分類コードと受信データの統計値との対応を抽出して得られる分類コード表を分類部３０３に供給するとともに、送受信データ対応表から分類コードと送信データとの対応を抽出して得られるビットデータ表を復号部３０４に供給し、処理を終了する。
図２３の学習処理では、全てのLSIおよびその全分類コードについてデータを受信することをｑ回繰り返すようにしたが、LSIごとにｑ回繰り返すことを全てのLSIについて順に行うようにしても勿論よい。即ち、通信相手となる全てのLSIについて、統計的に十分な信頼度の受信データの平均値μと分散値σ2が得られればよい。
以上のように、学習モードでは、送信データに対応する、マルチパスによる歪みのある受信データの統計値が学習処理により学習される。そして、受信データの統計値と分類コードとの対応が分類コード表として分類部３０３に記憶され、分類コードとビットデータとの対応がビットデータ表として復号部３０４に記憶される。
従って、既知の送信データに対応付けて、マルチパスによる歪みのある受信データの統計値を記憶させるので、受信処理において受信するマルチパスによる歪みのある受信データを精度良く復号させるデータ（統計値）を学習することができる。
一方、受信モードにおいては、AD変換部３０１が、受信データを同期クロックよりも高速なタイミングでサンプリングし、分類部３０３は、現在ビット時間の３個のサンプリング値と過去の２ビット時間の２個のサンプリング値とから、学習処理により得られた分類コード表を用いて分類コードを決定する。復号部３０４は、分類部３０３からの分類コードに対応するビットデータを決定する。
従って、BB信号処理部２０４によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。なお、BB信号処理部２０４は、バースト信号とパケット信号の両方に対応可能である。
また、BB信号処理部２０４では、マルチパスの定常性を予め学習するので、従来の受信装置のように、常にプリアンブルを送信して、そのプリアンブルの変更に追従するようにBB信号処理部２０４を初期化または更新する必要がない。
さらに、BB信号処理部２０４では、情報処理装置１に装着されている基板に変更があった場合、追加装着された基板用の送受信データ対応表を外部記憶装置から取得したり、不要となった基板の送受信データ対応表を外部記憶装置に退避させたりすることが可能である。また、ユーザが、所定の特徴をもつ送受信データ対応表などを作成または購入して、既知信号データベース３０７に転送することも可能である。換言すれば、ユーザは、送受信データ対応表を書き換えることが可能であり、基板（または装置）のアップグレードなどを容易に行うことができる。設計者および開発者側から見れば、送受信データ対応表以外の構成はそのままで、アップグレードなどした送受信データ対応表を最終的に転送すればよいので、製造コストを低減し、製品の低価格化を実現することができる。
上述した実施の形態では、分類部３０３が現在ビット時間を含む３ビット分の波形整形前の受信データに基づいて分類コードを決定したのに合わせて、復号部３０４は、分類コードに対応する、３ビットのビットデータを決定するようになされていた。
データ保持部３０５は、単に所定時間だけビットデータの出力を遅延させるだけで、３ビットの受信データをそのまま出力するが、現在ビット時間の出力のみとしたい場合には、データ保持部３０５において、過去の２ビット分のデータを除去してから出力するようにしてもよい。なお、実験によれば、図２０の受信処理による復号と、受信信号の中間値などを閾値とする一般的な硬判定処理による復号とで、現在ビット時間の出力値を比較したところ、約６７％のビット誤り率の改善効果が得られた。
また、データ保持部３０５において、復号部３０４の３回分の出力、即ち、９ビット時間分のデータを保持させるようにすれば、あるビット時間に対して、現在ビット時間のビットとして決定された１個のデータと、現在ビット時間より１または２ビット時間だけ過去のビットとして決定された２個のデータの計３個の値が得られる。そして、これら計３個の復号した値が、例えば、０，１，０などのように、すべて一致しないことも起こり得る。データ保持部３０５には、例えば、これらの計３個の復号した値の多数決を取り、個数の多い方の復号した値を出力させるようにすることも可能である。
なお、上述した例では、波形整形前の受信データの平均値μと分散σ2を求めて分散値RAM３６２に記憶させ、分類コード決定部３６１が、その平均値μと分散σ2から、受信データの取り得る最大値と最小値を算出したが、分散値RAM３６２には、受信データの最大値と最小値をそのまま記憶させてもよい。
以上では、無線通信の伝送媒体として“電波”を用いる例について説明したが、無線通信の伝送媒体としては、その他、光や、個体、液体、気体等の中における粗密波または表面弾性波など、波の性質を有するものであればなんでもよい。従って、例えば、ビル間や山と山を結ぶ固定のマイクロ波通信、および、電波塔間における電波無線通信などに対しても本発明は適用可能である。
また、マルチパスの定常性は、ケーブルによる反射や、回路内に分岐等を持ちインピーダンス不整合を伴う固定の有線通信、例えば、電力線通信やバス接続された配線などにも起こり得る。
従って、例えば、図２４に示すように、入出力I/F２０１とアルゴリズム処理部２０２との間に、BB信号処理部２０４と同様のBB信号処理部４４１を設け、入出力I/F２０１から出力されるデジタル信号に対して、上述した受信処理を行わせることによって、インピーダンス不整合等によるマルチパスの定常性を除去したデジタル信号を生成し、アルゴリズム処理部２０２に供給することができる。この場合、BB信号処理部４４１は、基準クロック信号に同期して動作するので、レート制御情報は必要ない。
上述した受信処理などの一連の処理を、筐体２内のLSIどうしではなく、所定の閉鎖された空間内に配置されたコンピュータ間で行うことも可能である。
図２５は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成を示すブロック図である。CPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２、または記憶部５０８に記憶されているプログラムに従って上述した機能の処理の他、各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）５０３には、CPU５０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４により相互に接続されている。
CPU５０１にはまた、バス５０４を介して入出力インタフェース５０５が接続されている。入出力インタフェース５０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部５０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部５０７が接続されている。CPU５０１は、入力部５０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU５０１は、処理の結果を出力部５０７に出力する。
入出力インタフェース５０５に接続されている記憶部５０８は、例えばハードディスクからなり、CPU５０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部５０９は、電波を媒体として外部の装置と無線で通信する。また、通信部５０９は、必要に応じてルータ、モデムなどを備え、有線による通信も行う。
入出力インタフェース５０５に接続されているドライブ５１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア５１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部５０８に転送され、記憶される。
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図２５に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア５１１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM５０２や、記憶部５０８を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、通信部５０９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。
なお、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
マルチパスフェージングを説明する図である。 図１に示した筐体内における受信信号から生成されたベースバンド信号の振幅値の頻度分布を示す図である。 本発明を適用した情報処理装置の一実施の形態の構成例を示す斜視図である。 他のLSIから送信された送信波形と、その送信波形を受信したときの受信波形を示す図である。 図４の送信波形および受信波形を平均した波形を示す図である。 図３のLSIの構成例を示すブロック図である。 BB信号処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。 ベースバンド信号のサンプリングについて説明する図である。 ベースバンド信号のサンプリングについて説明する図である。 AD変換部とデータ保持部の詳細な構成例を示すブロック図である。 分類部の詳細な構成例を示すブロック図である。 分散値RAMに記憶されている分類コード表の例を示す図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コード決定処理を説明するフローチャートである。 復号部の詳細な構成例を示すブロック図である。 ビット値RAMに記憶されているビットデータ表の例を示す図である。 BB信号処理部による受信モード時の受信処理を説明するフローチャートである。 学習部の詳細な構成例を示すブロック図である。 送受信データ対応表の例を示す図である。 BB信号処理部による学習モード時の学習処理を説明するフローチャートである。 LSIのその他の構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１ 情報処理装置， ２ 筐体， １１乃至１４ 基板， １００，１０２，１０４，１０６，１０８ LSI， ２０４ BB信号処理部， ３０１ AD変換部， ３０３ 分類部， ３０４ 復号部， ３０６ 学習部， ３０７ 既知信号データベース， ３６１ 分類コード決定部， ３６２ 分散値RAM， ３８１ 受信データ決定部， ３８２ ビット値RAM， ４０１ 受信値RAM， ４０２ 平均値算出部， ４０３ 分散値算出部， ４０４ 対応表作成部

Claims (12)

  1. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置において、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段と、
    前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表を記憶するビットデータ記憶手段と、
    前記ビットデータ表と、前記分類手段で決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定するビットデータ決定手段と
    を備える受信装置。
  2. 前記ビットデータ決定手段が決定する前記ビットデータは、前記過去ビット時間のデータも含む
    請求項１に記載の受信装置。
  3. マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段をさらに備え、
    前記分類手段は、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定する
    請求項１に記載の受信装置。
  4. 前記分類手段は、前記統計値から、マルチパスの定常性を有する信号の範囲を算出し、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値が、前記範囲に含まれるかどうかを判定することにより、前記分類コードを決定する
    請求項３に記載の受信装置。
  5. １ビット時間の前記信号から複数のサンプリング値を求めるサンプリング手段をさらに備え、
    前記分類手段は、少なくとも前記現在ビット時間については複数の前記サンプリング値を用いて、前記分類コードを決定する
    請求項１に記載の受信装置。
  6. 前記サンプリング手段は、そこに供給されるクロック信号に対して、所定時間だけ位相を前後させるクロック信号変換手段を有し、前記クロック信号および前記クロック信号変換手段が出力するクロック信号に基づいて前記サンプリング値を求める
    請求項５に記載の受信装置。
  7. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法において、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、
    前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定する
    ステップを含む受信方法。
  8. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、
    前記分類コードとビットデータとが対応付けられたビットデータ表と、決定された前記分類コードとから、受信した前記信号に対応する前記ビットデータを決定する
    ステップを含むプログラム。
  9. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置において、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段と、
    前記信号を所定の分類コードごとに記憶する記憶手段と、
    前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出する統計値算出手段と、
    前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する対応表作成手段と
    を備える学習装置。
  10. 前記信号の統計値は、前記信号の平均値および分散値である
    請求項９に記載の学習装置。
  11. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法において、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、
    前記信号を所定の分類コードごとに記憶し、
    前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出し、
    前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する
    ステップを含む学習方法。
  12. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、
    前記信号を所定の分類コードごとに記憶させ、
    前記分類コードごとに、前記信号の統計値を算出し、
    前記信号に対応する前記分類コードと、前記ビットデータ、および前記統計値とを対応付けた送受信データ対応表を作成する
    ステップを含むプログラム。
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