JP2008527831A - チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャープ信号の反復時間間隔を用いた差分的直交変調方法を提供する。
【解決手段】デジタル通信システムの送信部においてチャープ信号の反復時間間隔差を用いて差分的直交変調を行う方法であって、（ａ）送信部により送信しようとする直列ビット形式の入力データを並列形式に変換して並列入力データを生成するステップと、（ｂ）並列入力データをシンボルマッパに入力するステップと、（ｃ）シンボルマッパに入力された並列入力データを直交変調して、差分的陪直交関数からなる変調データを生成するステップと、（ｄ）変調データを差分符号化して符号化データを出力するステップと、（ｅ）符号化データを直列ビット形式に変換してベースバンド信号を生成するステップと、（ｆ）ベースバンド信号を処理して特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号形式の送信信号を生成するステップと、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、チャープ信号（Chirp Signal）の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調の方法および装置に関し、より詳しくは、反復時間間隔差が変調器（Modulator）毎に異なるようにチャープ信号を変調して送信し、受信側では特定の送信機で使われた反復時間間隔差を用いて差分検出（Differential Detection）を遂行することで、チャープ信号の特性によって、受信機のチャープ信号検出の反復時間間隔と同一の時間間隔で変調された送信信号のみを、差分検出器でチャープ信号の相関ピークとして検出するようにする、チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調の方法および装置に関する。

通信ラインまたは無線リンクを通じて、情報またはデータを一地点から他地点へ、または第１の装置から第２の装置へ送信するために、一般的に搬送波（Carrier）に載せることによる送信に適した形式にデータを変換する操作を「変調（Modulation）」という。変調されたデータは第２の装置により受信された後に「復調（Demodulation）」、すなわち、搬送波を除去して第２の装置で今後用いられるに適した形式に復元される。

ここで、変調方式は、送信しようとする情報を表示する信号波によって、正弦波または周期的パルスなどの高周波の電流または電圧に関して、振幅、周波数、その他に時間的な変化を与える方式などを含む。

変調方式の中、直交変調（Orthogonal Modulation）方式は、変調時に直交符号（Orthogonal Code）を用いるものであるが、変調次数（Modulation Dimension）が増加すると、所定のビット誤率（Bit Error Rate）を達成するために要求されるビット当たり信号対雑音比（Signal-to-Noise Ratio、ＳＮＲ）が低下するので、使用可能な電力が制限されるシステムでの使用に適するという特徴がある。

直交変調方式により変調された情報を復元するために受信側で同期検出（Coherent Detection）技術を使用する場合、同期検出技術は、信号対雑音比特性が相対的に優れるので、信号検出を正確に行うことができるという長所がある一方、同期検出のために受信機の構造が複雑になり、同期を取ることに多くの時間を要するという短所がある。したがって、同期検出技術は、受信機に優れた信号対雑音比特性が要求される場合には、たとえ受信機の構造が複雑でも良い選択となりえるが、受信機の構造が簡単でなければならず、または受信機の電力消費が少なくなければならない場合には適しない。

一方、チャープ信号は、レーダ技術等において、距離測定の用途に特に適することが知られている。このようなチャープ信号の検出には、一般的にＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）素子を使用する。ＳＡＷ素子は、結晶質の固体内を弾性波として伝播する音響波が結晶に機械的衝撃を加え、または圧電効果の結果として発生するという特性を用いて、超小型基板（Substrate）の上に弾性波を伝播して広範な機能を遂行する素子として信号処理システムで使われる。

このようなＳＡＷ素子を用いた検出技術は、受信側でＳＡＷ素子を使用してチャープ信号の相関値を時間的に連続して求めて、相関ピークが出じる時点および信号の大きさを用いる検出（Detection）技術である。この技術は、チャープ信号の検出確率に優れ、チャープ信号の到達時間を正確に検出することができるという長所がある一方、デジタル半導体素子に比べてＳＡＷ素子のサイズが大きく、値段が高いという短所がある。

また、半導体技術を用いて送受信装置の全体をＳｏＣ（System on a Chip）化するために、ＳＡＷ素子を使用せずに、電子回路のみを用いてチャープ信号を検出するための技術の開発が必要とされている。ところが、チャープ信号の検出のためにデジタル方式の電子回路を使用する場合、非常に短い幅の相互相関ピーク（Cross-Correlation Peak）を検出するために、相関（Correlation）幅の約１／４程度という短い間隔でサンプリング（Sampling）を行うことにより相互相関ピークを求めなければ、チャープ信号の検出が困難となる。しかしながら、このような高いサンプリング周波数を使用する場合には、その計算量が多くなり、検出が実現困難となる。

このような問題点を解決するために、本発明は、反復時間間隔差が変調器（Modulator）毎に異なるようにチャープ信号を変調して送信し、受信側では特定の送信機で使われた反復時間間隔差を用いて差分検出（Differential Detection）を遂行することで、チャープ信号の特性によって、受信機のチャープ信号検出の反復時間間隔と同一の時間間隔で変調された送信信号のみを、その差分検出器でチャープ信号の相関ピーク（Correlation Peak）として検出されるようにし、反復時間間隔と異なる時間間隔で変調された送信信号を、時間間隔差により相関ピークからずらして相関値をほぼ０とすることで、他の送信信号との干渉を避ける、チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調の方法および装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の目的によれば、デジタル通信システムの送信部においてチャープ信号（Chirp Signal）の反復時間間隔差を用いて差分的直交変調（Differentially Orthogonal Modulation）を行う方法であって、（ａ）送信部により送信しようとする直列ビット（Serial Bit）形式の入力データを並列形式に変換して並列入力データを生成するステップと、（ｂ）並列入力データをシンボルマッパ（Symbol Mapper）に入力するステップと、（ｃ）シンボルマッパに入力された並列入力データを直交変調して、差分的陪直交関数（Differential Bi-Orthogonal Function）からなる変調データを生成するステップと、（ｄ）変調データを差分符号化（Differential Encoding）して符号化データを出力するステップと、（ｅ）符号化データを直列ビット形式に変換してベースバンド（Baseband）信号を生成するステップと、（ｆ）ベースバンド信号を処理して特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号（Chirp Signal）形式の送信信号を生成するステップと、を含むことを特徴とする、差分的直交変調方法を提供する。

本発明の第２の目的によれば、デジタル通信システムの送信部においてチャープ信号（Chirp Signal）の反復時間間隔差を用いて差分的直交変調（Differentially Orthogonal Modulation）を行う装置であって、送信部により送信しようとする直列ビット（Serial Bit）形式の入力データを並列形式に変換して並列入力データを生成する直列／並列変換器と、直列／並列変換器から並列入力データを受信し、並列入力データを直交変調して差分的陪直交関数（Differential Bi-Orthogonal Function）からなる変調データを生成するシンボルマッパ（Symbol Mapper）と、シンボルマッパから変調データを受信し、変調データを差分符号化（Differential Encoding）して符号化データを出力する差分符号器と、差分符号器から符号化データを受信し、符号化データを直列ビット形式に変換してベースバンド（Baseband）信号を生成する並列／直列変換器と、ベースバンド信号を処理して特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号（Chirp Signal）形式の送信信号を生成するチャープ信号発生器と、を含むことを特徴とする、差分的直交変調装置を提供する。

本発明によれば、特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号がデジタル通信の送信部の変調器（Modulator）で使用される。よって、受信側ではＳＡＷ素子方式の検出の代わりに、差分検出を用いた簡単な構造の復調器（Demodulator）を用いてチャープ信号の受信が可能となる。また、複数の使用者が同一媒体を介して同時に多元接続（Multiple Access）を行う場合でも、互いに異なる反復時間間隔のチャープ信号を使用すれば、受信側では反復時間間隔で区別して逆多重化（De-Multiplexing）を介して信号を受信することができる。

また、反復時間間隔が異なるチャープ信号間の相関値をさらに低下させるために、アップチャープ／ダウンチャープ（Up Chirp/Down Chirp）信号、および１つのチャープ信号を時間的に等分割したサブチャープ（Sub-Chirp）信号の再結合など、多様な形式のチャープ信号を用いることにより、反復時間間隔が異なるチャープ信号間の区別の程度を向上することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。まず、各図面の構成要素への参照符号の付与について、同一の構成要素に対しては、たとえ異なる図面上に表示されている場合でも可能な限り同一の符号が付与されている。また、本発明の説明において、関連した公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の対象を不明確にする場合にはその詳細な説明は省略する。

本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号は、数式１で表現され、これを線形チャープ（Linear Chirp）ともいう。

ここで、ω_ｓはチャープ信号の初期周波数、Ｔ_chirpはチャープ信号の継続時間（Duration Time）、ω_BWはチャープ信号の帯域幅（Bandwidth）、ｕ(t)は単位階段関数を示す。

このようなチャープ信号の特徴は、数式１から分かるように、信号の始めと終わりで周波数が異なり、その間で周波数が線形的に変わる点である。

数式２は、数式１の実数部（Real Part）のみを表現する式である。

図１は、数式２によるチャープ信号の実数部を示すグラフである。

図１から見ると、チャープ信号は、低い周波数から始まって時間が経過するにつれて徐々に高い周波数に変化してから周波数変化の総量がω_BWになる時点で信号が終了することが分かる。

一方、チャープ信号は、信号自体の相互相関（Cross-correlation）特性に優れるという長所がある。

図２は、２つのチャープ信号間の相関特性を示す図である。

図２において、２つのチャープ信号が同一時点で一致すると、相関ピークが出じ、互いの位置が左側あるいは右側にずれると、例えば図２の相関ピークの時点から２以上ずれると、その相関値は急激に小さな値になることが分かる。

一方、チャープ信号の更に他の特徴は、時間的に継続する信号により、低い電圧でも全体エネルギーを大きくすることができ、受信側で相互相関を取った場合に短くても高い電圧を有する受信信号が得られるので、信号の到着時点を正確に検出できるという長所がある。このようなチャープ信号の長所により、レーダ分野で距離測定に使われてきた。

本発明では、このようなチャープ信号の特徴およびチャープ信号の反復時間間隔差を用いて、送信機の変調部でチャープ信号の差分符号化（Differential Encoding）を行い、受信機の復調部で差分検出（Differential Detection）を行うことで、干渉なしにチャープ信号を容易に検出できるようにする。

図３は、本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調装置を示す構成図である。

図３に示すように、本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調装置は、直列／並列変換器（Ｓ／Ｐ：Serial-to-Parallel Converter）３００、シンボルマッパ（Symbol Mapper）３０２、差分符号器３０４、並列／直列変換器（Ｐ／Ｓ：Parallel-to-Serial Converter）３０６、およびチャープ信号発生器３０８を含むことができる。

本発明の望ましい実施形態による直列／並列変換器３００は、送信しようとする直列ビット（Serial Bit）形式の入力データを並列形式に変換する装置である。図３を見ると、本発明の望ましい実施形態による直列／並列変換器３００は、３ビット（Bit）のデータを一束として後述するシンボルマッパ３０２へ入力する。

本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパ３０２は、直列／並列変換器３００から並列形式の入力データを受信し、受信した入力データを直交変調して差分的陪直交関数（Differential Bi-Orthogonal Function）からなる変調データを生成する。図４を見ると、本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパ３０２は、３ビットずつ入力されたデータを図４に示す変換方法により出力する。

ここで、本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパ３０２での直交変調のための直交符号は、差分的陪直交関数集合（Differentially Bi-Orthogonal Function Set）、または差分的離散陪直交関数集合（Discrete Differentially Bi-Orthogonal Function Set）でもよいが、シンボルマッパ３０２で直交変調に用いられる直交符号および後述するチャープ信号の反復時間間隔差によって受信機での信号検出の可否が決定される。

一般に、直交関数集合（Orthogonal Function Set）は、数式３のように表現することができる。

ここで、l,m=1,2,・・・,N

数式３において、ψ_(i)(t)(i=1,2,・・・,N-1)は、基底関数（Basis Function）であり、ψ^＊(t)はψ(t)に対する共役複素関数（Conjugate Function）である。

すなわち、同一の基底関数間の積に関する周期（Ｔ）積分は１となり、異なる基底関数間の積に関する周期（Ｔ）積分は０となる。

ここで、本発明の望ましい実施形態による差分的直交変調では、数式４のような差分的直交関数集合を使用する。

ここで、Ψ_i,j(t)=ψ_i(t)ψ_j ^＊(t) (i,j=1,2,・・・,N)

数式４において、Ψ_i,j(t) (i,j=1,2,・・・,N)は、差分的直交特性を有する基底関数（Basis Function）である。数式４のように、本発明の望ましい実施形態による差分的直交関数は、一般直交関数ψ(t)の積で生成することができる。

数式４の左式は、３つの差分的直交関数の積の形式であり、これは数式４の中間式のように、６つの一般直交関数の積に相当する。６つの一般直交関数中の２つ毎の基底関数が複素共役関数対（Complex Conjugate Function Pair）からなる場合、すなわち数式４において、k=i， m=jの場合には全体積分値が１となり、それ以外の場合には０となるように基底関数を構成することができる。

一方、前述した特性を有する差分的直交関数集合の例としては、数式５の複素正弦関数（Complex Sinusoidal Function）が挙げられる。

以上、説明した差分的直交関数は、連続時間関数（Continuous Time Function）である場合に該当するものであり、離散時間関数（Discrete Time Function）である場合も同じ説明が可能である。

離散直交関数集合（Discrete Orthogonal Function Set）は、一般的に数式６のように表現することができる。

ここで、l,m=1,2,・・・,N

数式６において、ψ_(i)(n) (i=1,2,・・・,N-1)は、基底関数（Basis Function）であり、ψ^＊(n)はψ(n)に対する共役複素関数である。

すなわち、同一の基底関数間の積に関する周期（Ｎ）和は１となり、異なる基底関数間の積に関する周期（Ｎ）和は０となる。

ここで、差分的離散直交関数集合は、数式７で表現される。

ここで、Ψ_i,j(n)=ψ_i(n)ψ_j ^＊(n) (i,j=1,2,・・・,N)

数式７において、Ψ_i,j(n) (i,j=1,2,・・・,N)は差分的離散直交特性を有する基底関数である。数式７のように、本発明の望ましい実施形態による差分的離散直交関数は、一般離散直交関数ψ(n)の積で生成することができる。

数式７の左式は、３つの差分的離散直交関数の積の形式であり、これは数式７の中間式のように、６つの一般離散直交関数の積に相当する。６つの一般離散直交関数中の２つ毎の基底関数が複素共役関数対（Complex Conjugate Function Pair）からなる場合、すなわち数式７において、k=i，m=jの場合には総和が１となり、それ以外の場合には０となるように基底関数を構成することができる。

一方、前述した特性を有する差分的離散直交関数集合の例としては、図５に示すウォルシュ関数（Walsh Function）が挙げられる。

本発明の望ましい実施形態による差分符号器３０４は、シンボルマッパ３０２から変調データを受信し、変調データを差分符号化（Differential Encoding）して符号化データを出力する。符号化された出力データは、本発明の望ましい実施形態による並列／直列変換器３０６を通過し、ベースバンド（Baseband）信号が生成される。

本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号発生器３０８は、並列／直列変換器３０６から受信したベースバンド信号を処理し、特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号形式で送信信号を生成する。ここで、チャープ信号発生器３０８に入力された信号３１０は、インパルス発生器（図示せず）から入力されたインパルス信号であって、このようなインパルス信号がチャープ信号発生器３０８に入力されると、インパルス時点毎にチャープ信号３１２が発生する。本発明の望ましい実施形態では、このようなチャープ信号の発生時間間隔に差を与えることにより送信信号が互いに区別される。図３は、２つの異なる時間間隔が交互に反復される場合を示す。

図３に示すように、最終的な送信信号３１４は、反復時間間隔差を有するチャープ信号で構成される。図３は２つの異なる時間間隔差が交互に反復される例を示しており、チャープ信号の２つの反復時間間隔は同一周期を有する。

これは、チャープ信号間の２つの異なる時間間隔ＴとＴ'が交互に反復される例を示している図６より明確となる。このようにチャープ信号の発生間隔に時間差を与えることにより、チャープ信号発生器３０８で設定されたチャープ信号の反復時間間隔によって、受信機での信号検出の可否が決定される。

一方、図６において、チャープ信号の実線部分はチャープ位相が正（Positive）であり、破線部分はチャープ位相が負（Negative）であることを示す。

図７は、チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交復調装置を示す構成図である。

図７に示すように、本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交復調装置は、差分検出器７００、７０２、選択器７０４、直列／並列変換器７０６、およびシンボルデマッパ（Symbol De-Mapper）７０８などを含むことができる。

本発明の望ましい実施形態による差分検出器７００、７０２は、図３の直交変調器からチャープ信号形式の送信信号を受信し、受信機で設定された反復時間間隔差を用いて送信信号を差分復号化した出力値を生成し、このような出力値の移動和（Moving Sum）を出力する。

図７において、参照符号７００の差分検出器は時間間隔がＴであるチャープ信号を検出するために使われるものである。この差分検出器７００に時間間隔がＴであるチャープ信号の反復が入力される場合には、相関ピークが出力されて図２に示すような移動和として検出される。一方、時間間隔がＴ以外のチャープ信号の反復が入力される場合には、図２の移動和として０に近い相関値が出力される。

同様に、参照符号７０２の差分検出器は、時間間隔がＴ'であるチャープ信号を検出するために使われるものである。この差分検出器７０２に時間間隔がＴ'であるチャープ信号の反復が入力される場合には、相関ピークが出力されて図２で示すような移動和として検出される。一方、時間間隔がＴ'以外のチャープ信号の反復が入力される場合には、図２の移動和として０に近い相関値が出力される。

本発明の望ましい実施形態による選択器７０４は、差分検出器７００、７０２により差分検出された信号のうち、移動和が最大となる信号を選択するものである。差分検出器７００、７０２に時間間隔がＴであるチャープ信号の反復が入力されれば、参照符号７００の差分検出器からの出力値が参照符号７０２の差分検出器からの出力値より大きくなるので、参照符号７００の差分検出器からの出力が選択される。

本発明の望ましい実施形態による直列／並列変換器７０６は、選択器７０４で選択されたチャープ信号の出力を並列形式の並列データに変換して後述するシンボルデマッパ７０８に伝達する。

本発明の望ましい実施形態によるシンボルデマッパ７０８は、直列／並列変換器７０６から並列データを受信し、並列データによりマッピングされた直交符号を用いて入力データを検出する。本発明の望ましい実施形態によると、シンボルデマッパ７０８は、直列／並列変換器７０６からの出力に対して、図４の変換表を反対に適用する。

整理すると、チャープ信号形式の送信信号に図３の差分的直交変調装置で変調に使用した直交符号以外の直交符号で変調された信号が入力された場合、またはチャープ信号発生器３０８でチャープ信号の発生のために使用した反復時間間隔と異なる反復時間間隔が図７の受信機で設定されている場合、差分検出器７００、７０２からの出力が全て０になるか、非常に小さな値になって、検出できなくなる。したがって、本発明の望ましい実施形態によると、このような特性により互いに異なる直交符号、または互いに異なる反復時間間隔差を有するチャープ信号を使用する場合、受信側で直交符号または反復時間間隔に応じて信号の区別が可能となるので、通信端末間の混信を防止することができる。

図８は、本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の形式を示す図である。

図８は、本発明の望ましい実施形態による反復時間間隔差が互いに異なるチャープ信号の例を挙げたものである。すなわち、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、全て短い間隔のサブチャープ信号（Sub-Chirp Signal）の互いに異なる組合せを示す。このうち、（ａ）は４つのサブアップチャープ信号（Sub Up-Chirp）のみで構成されたチャープ信号を示し、（ｂ）は４つのサブダウンチャープ信号（Sub Down-Chirp）のみで構成されたチャープ信号を示し、（ｃ）と（ｄ）はサブアップ−ダウンチャープ信号の組合せで構成された非線形（Non-Linear）チャープ信号を示すものである。

本発明の望ましい実施形態では、図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を始めとしてチャープ信号の構成とは関係なしに、各サブチャープ信号間の反復時間間隔差を異なるようにチャープ信号を送信する。これにより、チャープ信号の差分検出時間間隔が送信信号の反復時間間隔と同一であるような、検出器の出力には相関ピークが出力されるようにし、送信信号の反復時間と異なるような、検出器の出力には０の相関値が出力される。すなわち、チャープ信号の反復時間間隔差のみを用いて相互準直交（Quisi-Orthogonal）特性を有する送信信号が得られる。換言すれば、（ａ）のサブアップチャープ信号のみを用いても、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すような時間間隔の異なる組合せにより同一の直交特性が得られる。図８のように、各々のチャープ信号の構成と間隔を全て異なるようにすれば、信号の重畳時間を任意に変化させた場合でも信号間の相関係数を最小化できるという追加的な利点がある。

図９は、本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調プロセスを示すフロー図である。

まず、本発明の望ましい実施形態による直列／並列変換器３００は、送信しようとする直列ビット（Serial Bit）形式の入力データを並列形式に変換する（Ｓ９００）。直列／並列変換器３００は変換された入力データをシンボルマッパ３０２へ入力する（Ｓ９０２）。

本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパ３０２は、直列／並列変換器３００から並列形式の入力データを受信し、受信した入力データを直交変調して（Ｓ９０４）、差分的陪直交関数（Differential Bi-Orthogonal Function）からなる変調データを生成する（Ｓ９０６）。ここで、本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパ３０２での直交変調のための直交符号は、差分的陪直交関数集合（Differentially Bi-Orthogonal Function Set）、または差分的離散陪直交関数集合（Discrete Differentially Bi-Orthogonal Function Set）でもよい。

次に、本発明の望ましい実施形態による差分符号器３０４は、シンボルマッパ３０２から変調データを受信し、変調データを差分符号化（Differential Encoding）して（Ｓ９０８）符号化データを出力する（Ｓ９１０）。符号化された出力データは、本発明の望ましい実施形態による並列／直列変換器３０６を通過し、ベースバンド（Baseband）信号が生成される（Ｓ９１２）。

本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号発生器３０８は、並列／直列変換器３０６で生成されたベースバンド信号を処理して、特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号形式の送信信号を生成して送信する（Ｓ９１４）。

このような送信信号を受信したデジタル通信システムの受信部では、チャープ信号発生器３０８から送信された送信信号を割り当てられた固有の反復時間間隔差を用いて差分復号化し変換して入力データを検出する。

以上の説明は、本発明を例示的に説明するに過ぎないものである。本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な変形を行うことが可能である。したがって、本明細書に開示された実施形態は本発明を限定することを目的とするものではなく、説明することを目的とするものであり、このような実施形態により本発明の思想および範囲が限定されるのではない。本発明の範囲は特許請求の範囲に基づいて解され、それと同等な範囲内にある全ての技術は本発明の権利範囲に含まれるものと解される。

チャープ信号の実数部を示すグラフである。 ２つのチャープ信号間の相関特性を示す図である。 本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調装置を示す構成図である。 本発明の望ましい実施形態によるシンボルマッパでの変換方法を示す表である。 本発明の望ましい実施形態による差分的離散直交関数集合の例である。 本発明の望ましい実施形態による反復時間間隔差を有するチャープ信号の例を示す図である。 チャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交復調装置を示す構成図である。 本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の形式を示す図である。 本発明の望ましい実施形態によるチャープ信号の反復時間間隔差を用いた差分的直交変調プロセスを示す順序図である。

符号の説明

３００、７０６ 直列／並列変換器
３０２ シンボルマッパ
３０４ 差分符号器（差分エンコーダ）
３０６ 並列／直列変換器
３０８ チャープ信号発生器
７００、７０２ 差分検出器
７０４ 選択器
７０８ シンボルデマッパ

Claims (22)

1. デジタル通信システムの送信部においてチャープ信号の反復時間間隔差を用いて差分的直交変調を行う方法であって、
   （ａ）前記送信部により送信しようとする直列ビット形式の入力データを並列形式に変換して並列入力データを生成するステップと、
   （ｂ）前記並列入力データをシンボルマッパに入力するステップと、
   （ｃ）前記シンボルマッパに入力された前記並列入力データを直交変調して、差分的陪直交関数からなる変調データを生成するステップと、
   （ｄ）前記変調データを差分符号化して符号化データを出力するステップと、
   （ｅ）前記符号化データを直列ビット形式に変換してベースバンド信号を生成するステップと、
   （ｆ）前記ベースバンド信号を処理して特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号形式の送信信号を生成するステップと、
   を含むことを特徴とする、差分的直交変調方法。
2. 前記反復時間間隔は、前記チャープ信号の１つ以上のシンボル周期であることを特徴とする、請求項１に記載の差分的直交変調方法。
3. 前記チャープ信号は、アップチャープ信号またはダウンチャープ信号であることを特徴とする、請求項１に記載の差分的直交変調方法。
4. 前記チャープ信号は、１つのチャープ信号を時間的に等分割した複数のサブチャープ信号からなることを特徴とする、請求項１に記載の差分的直交変調方法。
5. 前記サブチャープ信号は、アップチャープ信号またはダウンチャープ信号であることを特徴とする、請求項４に記載の差分的直交変調方法。
6. 前記複数のサブチャープ信号は、任意に再結合されて非線形形式であることを特徴とする、請求項４に記載の差分的直交変調方法。
7. 前記ステップ（ｃ）において、
   前記直交変調は、差分的陪直交関数集合の中の１つ以上、または差分的離散陪直交関数集合の中の１つ以上を用いて実行されることを特徴とする、請求項１に記載の差分的直交変調方法。
8. 前記差分的陪直交関数集合は、複素正弦関数であることを特徴とする、請求項７に記載の差分的直交変調方法。
9. 前記差分的離散陪直交関数集合は、ウォルシュ関数であることを特徴とする、請求項７に記載の差分的直交変調方法。
10. 前記送信信号を受信する前記デジタル通信システムの受信部は、前記受信部に割り当てられた前記反復時間間隔差を用いて前記送信信号を差分復号化して移動和を出力し、出力された前記移動和に応じて前記入力データを検出することを特徴とする、請求項１に記載の差分的直交変調方法。
11. 異なる直交符号または異なる反復時間間隔差を伴って直交変調された複数の送信信号が混合されて前記受信部に入力された場合にも、前記受信部は、既に割り当てられた固有の直交符号または前記反復時間間隔差を用いて前記入力データを検出することを特徴とする、請求項１０に記載の差分的直交変調方法。
12. デジタル通信システムの送信部においてチャープ信号の反復時間間隔差を用いて差分的直交変調を行う装置であって、
    前記送信部により送信しようとする直列ビット形式の入力データを並列形式に変換して並列入力データを生成する直列／並列変換器と、
    前記直列／並列変換器から前記並列入力データを受信し、前記並列入力データを直交変調して差分的陪直交関数からなる変調データを生成するシンボルマッパと、
    前記シンボルマッパから前記変調データを受信し、前記変調データを差分符号化して符号化データを出力する差分符号器と、
    前記差分符号器から前記符号化データを受信し、前記符号化データを直列ビット形式に変換してベースバンド信号を生成する並列／直列変換器と、
    前記ベースバンド信号を処理して特定の反復時間間隔差を有するチャープ信号形式の送信信号を生成するチャープ信号発生器と、
    を含むことを特徴とする、差分的直交変調装置。
13. 前記反復時間間隔は、前記チャープ信号の１つ以上のシンボル周期であることを特徴とする、請求項１２に記載の差分的直交変調装置。
14. 前記チャープ信号は、アップチャープ信号またはダウンチャープ信号であることを特徴とする、請求項１２に記載の差分的直交変調装置。
15. 前記チャープ信号は、１つのチャープ信号を時間的に等分割した複数のサブチャープ信号からなることを特徴とする、請求項１２に記載の差分的直交変調装置。
16. 前記サブチャープ信号は、アップチャープ信号またはダウンチャープ信号であることを特徴とする、請求項１５に記載の差分的直交変調装置。
17. 前記複数のサブチャープ信号は、任意に再結合されて非線形形式であることを特徴とする、請求項１５に記載の差分的直交変調装置。
18. 前記シンボルマッパは、差分的陪直交関数集合の中の１つ以上、または差分的離散陪直交関数集合の中の１つ以上を用いて前記並列入力データを直交変調することを特徴とする、請求項１２に記載の差分的直交変調装置。
19. 前記差分的陪直交関数集合は、複素正弦関数であることを特徴とする、請求項１８に記載の差分的直交変調装置。
20. 前記差分的離散陪直交関数集合は、ウォルシュ関数であることを特徴とする、請求項１８に記載の差分的直交変調装置。
21. 前記送信信号を受信する前記デジタル通信システムの受信部を更に含み、
    前記受信部は、
    前記送信部から前記送信信号を受信し、前記反復時間間隔差を用いて前記送信信号を差分復号化して出力値を生成し、前記出力値の移動和を生成する差分検出器と、
    前記差分検出器で生成された複数の信号から前記移動和がピークとなる信号を選択して出力する選択器と、
    前記選択器で選択された信号を伴ってマッピングされた直交符号を用いて前記入力データを検出するシンボルデマッパと、
    を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の差分的直交変調装置。
22. 異なる直交符号または異なる反復時間間隔差を伴って直交変調された複数の送信信号が混合されて前記受信部に入力された場合にも、前記受信部は、既に割り当てられた固有の直交符号または前記反復時間間隔差を用いて前記入力データを検出することを特徴とする、請求項２１に記載の差分的直交変調装置。

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