JP3611995B2 - ディジタル無線通信装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値変調方式を用いたディジタル無線通信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタル移動無線通信方式において、周波数オフセットを推定するためのフレーム構成の方法として、例えば、「陸上移動通信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、三瓶、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ−７２−Ｂ−ＩＩＮｏ．１ｐｐ．７−１５１９８９年１月に記載されているものが知られている。図２６に１６ＱＡＭ方式におけるフレーム構成を示す。
【０００３】
このフレーム構成は、図２６に示すように、情報シンボルＮ−１シンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成となっている。このようなフレーム構成において、パイロットシンボルを用いて、基準位相、周波数オフセット量及び振幅歪み量を推定し、準同期検波を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような数シンボルの情報シンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成における準同期検波においては、シンボル同期にジッタが生じている。このため、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波では、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量及び振幅歪み量の推定精度が劣化してしまう。その結果、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が劣化してしまう。
【０００５】
具体的に、図２７及び図２８を用いて説明する。図２７及び図２８は、時間と受信信号の振幅との関係を示す図である。図２７及び図２８において、参照符号１は理想的な判定時間でパイロットシンボル３を検波するときの時間を示し、参照符号２は時間オフセット（ジッタ）が生じた状態でパイロットシンボル３を検波するときの時間を示す。なお、参照符号４は、パイロットシンボル３の直前直後の情報シンボルを示す。
【０００６】
送信機と受信機では、クロックの発生機能をそれぞれ備えている。このため、受信機では、クロックの発生源が異なるために、理想的な判定時間１から時間オフセットが生じた時間２などのタイミングで検波を行うことがある。このとき、図２７及び図２８に示すように、時間オフセットにより信号点からの誤差（振幅誤差）ＸＩ、ＸＱが生じる。このために、誤り率が劣化する。また、受信機では、パイロットシンボルからＩ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットを推定する。しかし、時間オフセットが生じた時間２のタイミングで検波した場合、パイロットシンボル信号は、パイロットシンボルの信号点からの誤差が生じるため、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットの推定精度が劣化する。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信機側（復調側）で準同期検波を行う際の基準位相及び周波数オフセット量の推定精度が向上し、かつ搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するディジタル無線通信装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
図２７及び図２８に示すように、時間オフセットが生じた時間２のタイミングで受信信号を検波した場合、パイロットシンボルは、パイロットシンボルの信号点３からの誤差が生じるため、ＸＩ，ＸＱの振幅誤差を生じる恐れがある。このため、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットを推定精度が劣化する。
【０００９】
このとき、最も簡単なパイロットシンボルの構成としては、図２９に示すように、パイロットシンボルを３シンボルつづけることである。このような構成においては、時間オフセットが生じても、パイロットシンボルが３シンボルつづいているために、パイロットシンボルの信号点からの誤差は小さくなる。
【００１０】
しかし、パイロットシンボルの直前直後にもパイロットシンボルを伝送して情報を伝送していないので、伝送効率の面で問題となる。そこで、本発明では、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを、そのパイロットシンボルを変調する方式と異なる変調方式で変調することで、情報の伝送効率の劣化を抑え、かつ時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボルの信号点からの誤差を抑える。これにより、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることで、誤り率の劣化を抑えることができる。
【００１１】
なお、本明細書において、多値変調方式には、６４ＱＡＭ変調方式、３２ＱＡＭ変調方式、１６ＱＡＭ変調方式、８ＰＳＫ変調方式、及びＱＰＳＫ変調方式、１６ＡＰＳＫ変調方式、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式を含む。
【００１２】
すなわち、本発明の骨子は、ＱＰＳＫ変調を含む変調方式を用い、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入フレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、パイロットシンボルに対する変調方式と異なる変調方式で変調することにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルでの準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることである。
【００１３】
また、本発明の骨子は、パイロットシンボルの信号点の振幅を、８値以上の多値変調方式の最大の信号点の振幅より大きくすることにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えると共に、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のディジタル無線通信装置は、所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調器と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備する構成を採る。また、本発明のディジタル無線通信装置は、所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調器と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００１９】
本発明のディジタル無線通信装置は、上記構成において、信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【００２２】
本発明のディジタル無線通信方法は、所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調工程と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御工程と、を具備する。また、本発明のディジタル無線通信方法は、所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調工程と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程とを具備する。
【００２３】
この方法によれば、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００２７】
本発明のディジタル無線通信方法は、上記方法において、信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明のディジタル無線通信装置の送信機側の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明のディジタル無線通信装置の受信機側の構成を示すブロック図である。また、図３は、本発明のディジタル無線通信装置において使用するフレーム構成を示す図である。
【００３１】
以下、変調方式が多値変調方式である場合について説明する。
図１に示す送信機側では、送信データは、多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１及びパイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２に送られる。フレームタイミング信号発生部１０８は、図３に示すフレーム構成を表すタイミングでフレームタイミング信号を発生し、多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１、パイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２、及びＰＬのための直交ベースバンド信号生成部１０３に出力する。
【００３２】
多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１は、送信データ及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号が多値変調シンボルであることを示す場合、多値変調方式用直交ベースバンド信号同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、多値変調方式用直交ベースバンド信号直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３３】
ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２は、送信データ、フレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号がパイロットシンボル直前又は直後のシンボルであることを示す場合、パイロットシンボル直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、パイロットシンボル直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３４】
ＰＬのための直交ベースバンド信号生成部１０３は、フレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号がパイロットシンボルであることを示す場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３５】
同相成分切り替え部１０４は、多値変調方式用直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の同相成分及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号にあわせて、多値変調方式用直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分、及びパイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分として無線部１０６に出力する。
【００３６】
直交成分切り替え部１０５は、多値変調方式用直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号にあわせて、多値変調方式用直交ベースバンド信号直交成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の直交成分を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分として無線部１０６に出力する。
【００３７】
無線部１０６は、送信直交ベースバンド信号の同相成分及び送信直交ベースバンド信号の直交成分を入力とし、ベースバンド信号に対して所定の無線処理を行った後に送信信号を出力する。この送信信号は、電力増幅器１０７で増幅されて、増幅された送信信号が送信アンテナ１０９から出力される。
【００３８】
図２に示す受信機側では、無線部２０２は、アンテナ２０１で受信した信号を入力とし、直交復調して受信直交ベースバンド信号の同相成分及び受信直交ベースバンド信号の直交成分を出力する。
【００３９】
フレームタイミング信号発生部２０５は、受信直交ベースバンド信号の同相成分及び受信直交ベースバンド信号の直交成分を入力とし、図３に示すフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号を多値変調方式検波部２０７、周波数オフセット量推定部２０４、及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４０】
振幅歪み量推定部２０３は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分から振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号を多値変調方式検波部２０７及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４１】
周波数オフセット量推定部２０４は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号を多値変調方式検波部２０７及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４２】
多値変調方式検波部２０７は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分、フレームタイミング信号、振幅歪み量推定信号及び周波数オフセット量推定信号を入力とし、多値変調方式シンボルであるとき検波し、多値変調方式の受信ディジタル信号を出力する。
【００４３】
ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分、フレームタイミング信号、振幅歪み量推定信号及び周波数オフセット量推定信号を入力とし、パイロットシンボルの直前又は直後のシンボルであるとき検波し、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの変調方式の受信ディジタル信号を出力する。
【００４４】
上記構成を有するディジタル無線通信装置では、図３に示すようなフレーム構成の信号が送受信される。すなわち、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前のシンボル３０１及びパイロットシンボルの直後のシンボル３０２を変調する変調方式を異なるようにしている。特に、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式における多値数がパイロットシンボルを変調する変調方式よりも多値数よりも小さいことが望ましい。
【００４５】
例えば、図４及び図５に示すように、パイロットシンボル３０５の変調方式がＱＰＳＫ変調であり、パイロットシンボルの直前直後のシンボル３０６の変調方式が１６ＱＡＭ変調である場合、理想的な判定時間３０３から時間オフセット（ジッタ）が生じたとき（時間３０４）には、時間オフセットにより信号点からの誤差（振幅誤差）ＹＩ、ＹＱが生じる。この誤差（振幅誤差）ＹＩ、ＹＱは、図２７及び図２８に示す振幅誤差ＸＩ、ＸＱよりも非常に小さくなる。
【００４６】
このように、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式を異なるようにしているので、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００４７】
本発明において、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式を異なるようにする方法としては、例えば、パイロットシンボルの直前直後の１シンボルの信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点と原点とを結んだ仮想線上に２個以上配置する方法などが挙げられる。また、この場合、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを、８値以上であってパイロットシンボルの変調方式よりも多値数の少ない変調方式を用いることが望ましい。
【００４８】
なお、本発明のディジタル無線通信装置は、図１に示す送信機側の構成と図２に示す受信機側の構成を送信機の構成を両方有するものである。また、図１及び図２に示す構成は、一例でありこれらに限定されない。
【００４９】
（実施の形態２）
図６は、８値以上の多値変調方式の一例である１６ＡＰＳＫ変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図６において、参照符号４０１は１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点を示し、参照符号４０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号４０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号４０４はＩ−Ｑ平面上のパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線であり、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点４０３はパイロットシンボルの信号点４０２と原点とを結んだ仮想線４０４上に２個以上配置される。
【００５０】
図７は、１６ＡＰＳＫ変調方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１の信号点とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点は、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点４０２と原点とを結んだ仮想線４０４上に２個以上配置される。
【００５１】
送信データが図６及び図７に示す変調方式で変調されたディジタル信号であれば、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波において、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【００５２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図６に限定されない。また、フレーム構成も図７に限定されない。本実施の形態においては、８値以上の多値変調方式が１６ＡＰＳＫ変調方式である場合について説明しているが、８値以上の多値変調方式はこれに限定されない。
【００５３】
このように、実施の形態２に係るディジタル無線通信装置によれば、８値以上の多値変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に配置することにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図８は、８値以上の多値の直交振幅変調（ＱＡＭ）方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図８において、参照符号５０１は８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号５０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号５０３はパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号５０４はＩ−Ｑ平面上においてパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点５０３は、パイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置されている。
【００５５】
図９は、８値以上の多値ＱＡＭ方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点は、図８に示すように、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置される。
【００５６】
このような変調方式で変調されたディジタル信号を検波すると、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合でも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波において、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【００５７】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図８に限定されない。また、フレーム構成は、図９に限定されない。
【００５８】
このように実施の形態３に係るディジタル無線通信装置によれば、８値以上の多値ＱＡＭ方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置しているので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１０は、６４ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１０において、参照符号６０１は６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号６０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号６０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号６０４は、Ｉ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点６０３は、パイロットシンボルの信号点６０２と原点とを結んだ仮想線６０４上に２個以上配置される。
【００６０】
図１１は、６４ＱＡＭ方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、図１０に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１の信号点６０３とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点６０３を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットの信号点６０２と原点とを結んだ仮想線６０４上に２個以上配置する。
【００６１】
このような変調方式で変調されたディジタル信号を検波すると、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合でも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号を検波した場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００６２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は、図１０に限定されない。また、フレーム構成は、図１１に限定されない。
【００６３】
図１２は、６４ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムの他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１２において、参照符号７０１，７０１−Ａは６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号７０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示し、参照符号７０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号７０３はＩ−Ｑ平面上におけるパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００６４】
６４ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点７０２とし、これと原点を結んだ仮想線７０３上の信号点７０１−Ａをパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていないときも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波をする場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、この場合においては、６４ＱＡＭ方式の判定方法を用いて、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００６５】
なお、図１２において、参照符号７０２をパイロットシンボルの信号点としているが、６４ＱＡＭ方式の信号点のうち最大の信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点とすれば、これに限定されない。
【００６６】
図１３は、６４ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムのさらに他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１３において、参照符号８０１は６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号８０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号８０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００６７】
信号点８０１は同相Ｉ−直交Ｑ平面における６４ＱＡＭ方式の信号点であり、６４ＱＡＭ方式の信号点のうちの最大信号点パワーをｒ２とし、パイロットシンボルの信号点パワーをＲ２としたとき、Ｒ２＝ｒ２の関係となる。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点８０２と原点を結んだ仮想線Ｉ軸とＩ軸に６４ＱＡＭ方式の信号点８０１から垂直におろした仮想線の交点８０３をパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていないときも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波をする場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００６８】
また、この構成においては、６４ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００６９】
なお、図１３において、Ｒ２＝ｒ２としているが、これに限定されない。また、軸上に配置するパイロットシンボルの信号点は信号点８０２以外であってもよい。
【００７０】
このように実施の形態４に係るディジタル無線通信装置によれば、６４ＱＡＭ方式が含まれる変調方式において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面の原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７１】
（実施の形態５）
図１４は、３２ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００７２】
図１４において、参照符号９０１は３２ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号９０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号９０３はパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号９０４はＩ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点９０３は、パイロットシンボルの信号点９０２と原点とを結んだ仮想線９０４上に２個以上配置する。
【００７３】
図１５は、３２ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００７４】
このとき、図１５に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点９０２と原点とを結んだ仮想線９０４上に２個以上配置する。
【００７５】
本実施の形態５においても、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７６】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は、図１４に限定されない。また、フレーム構成も図１５に限定されない。
【００７７】
このように実施の形態５に係るディジタル無線通信装置によれば、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想上に２個以上配置することで、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７８】
（実施の形態６）
図１６は、１６ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１６において、参照符号１００１は１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１００２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１００３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号１００４は、Ｉ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１００３は、パイロットシンボルの信号点１００２と原点とを結んだ仮想線１００４上に２個以上配置する。
【００７９】
図１７は、１６ＱＡＭ方式とパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき図１６に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットの信号点１００２と原点とを結んだ仮想線１００４上に２個以上配置する。
【００８０】
実施の形態６に係るディジタル無線通信装置においても、上記実施の形態と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００８１】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図１６に限定されない。また、フレーム構成は、図１７に限定されない。
【００８２】
図１８は、１６ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムの他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１８において、参照符号１１０１及び１１０１−Ａは１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１１０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示し、参照符号１１０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１１０３はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００８３】
１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点１１０２とし、これと原点を結んだ仮想線１１０３上の１６ＱＡＭ方式の信号点１１０１−Ａを図１７のパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００８４】
また、この構成においては、１６ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００８５】
なお、図１８において、信号点１１０２をパイロットシンボルの信号点としているが、１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点とすればこれに限定されず、他の信号点を使用してもよい。
【００８６】
図１９は、１６ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムのさらに他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１９において、参照符号１２０１は１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１２０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１２０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００８７】
この場合において、１６ＱＡＭ方式の信号点のうちの最大信号点パワーをｐ２とし、パイロットシンボルの信号点パワーをＰ２としたとき、Ｐ２＝ｐ２とする。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点１２０２と原点を結んだ仮想線Ｉ軸とＩ軸に１６ＱＡＭ方式の信号点１２０１から垂直におろした仮想線の交点１２０３を、パイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、この構成においては、１６ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００８８】
なお、図１９において、Ｐ２＝ｐ２としているがこれに限定されない。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点は信号点１２０２以外であってもよい。
【００８９】
（実施の形態７）
図２０は、ＱＰＳＫ変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図２０において、参照符号１３０１，１３０１−ＡはＱＰＳＫ変調方式の信号点を示し、参照符号１３０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。参照符号１３０２はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００９０】
図２１は、時間ｔにおけるＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９１】
図２０では、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点の配置並びに、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１３０１−Ａの配置を示している。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１３０１−Ａはパイロットシンボルの信号点１３０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１３０２上に２個配置する。
【００９２】
図２１は時間ｔにおけるＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９３】
このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点１３０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１３０２上に２個配置する。
【００９４】
これにより、パイロット信号から基準位相及び周波数オフセット量を推定する場合に、完全にシンボル同期がとれていないときでも、パイロット信号は、同相Ｉ−直交Ｑ平面において、パイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上を遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。その結果、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００９５】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図２０に限定されない。また、フレーム構成は、図２１に限定されない。
【００９６】
このように実施の形態７に係るディジタル無線通信装置によれば、ＱＰＳＫ変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式で、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面で原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００９７】
（実施の形態８）
図２２は、π／４シフトＤＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図２２において、参照符号１４０１、１４０１−Ａはπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点を示し、特に参照符号１４０１−Ａはパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。１４０２はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００９８】
図２３は、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９９】
図２２では、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点１４０１、１４０１−Ａ、パイロットシンボルの信号点１４０１−Ａ及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１４０１−Ａの配置を示しており、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１４０１−Ａはパイロットシンボルの信号点１４０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１４０２上に２個配置する。
【０１００】
図２３はπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【０１０１】
このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点１４０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１４０２上に２個配置する。
【０１０２】
これにより、パイロット信号から基準位相及び周波数オフセット量を推定する場合において、完全にシンボル同期がとれていないときでも、パイロット信号は、同相Ｉ−直交Ｑ平面において、パイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上を遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１０３】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図２２に限定されない。また、フレーム構成は、図２３に限定されない。
【０１０４】
このように実施の形態８に係るディジタル無線通信装置によれば、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式で、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１０５】
（実施の形態９）
無線通信機において、電力消費が大きい機能の一つが電力増幅器である。図２４は、Ｉ−Ｑ平面における１６ＱＡＭの直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分の軌跡を示す。このときの同相信号をＩとし、直交信号をＱとしたとき、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）及び平均値ａｖｅ（Ｉ２＋Ｑ２）により、使用可能な電力増幅器が決定する。
【０１０６】
図２５は、電力増幅器の入出力特性を示す図である。図２５において、参照符号１５０１は出力パワーが大きい電力増幅器の特性曲線を示し、参照符号１５０２は出力パワーが小さい電力増幅器の特性曲線を示し、参照符号１５０３は出力平均パワーを示し、参照符号１５０４はＩ２＋Ｑ２の変動が小さい変調方式を表し、参照符号１５０５はＩ２＋Ｑ２の変動が大きい変調方式を表す。
【０１０７】
このとき、平均出力パワーを参照符号１５０３で示すとき、参照符号１５０４の変調方式では参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器で増幅できるが、参照符号１５０５の変調方式では参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器で増幅できない。このため、参照符号１５０１の特性を有する電力増幅器で対応しなければならない。
【０１０８】
このとき、参照符号１５０１の特性を有する電力増幅器は参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器に比べて電力消費が大きい。このように、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）が小さい変調方式のほうが消費電力の少ない電力増幅器を使用できる。また、パイロットシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置について考えた場合、原点からの距離が大きいほど、受信機側で、パイロットシンボルの対雑音耐性があるため、ビット誤り率が向上する。
【０１０９】
しかし、送信機における電力増幅器を考慮した場合、パイロットシンボルの大きくすることでＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）が増大させることは望ましくない。
【０１１０】
そこで、本実施の形態では、Ｉ−Ｑ平面において、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）を増大させずに、パイロットシンボルの原点からの距離を大きくする。これにより、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【０１１１】
次に、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させる本実施の形態の方法について、変調方式を１６ＱＡＭ方式としたときを例にして説明する。図２４において、１６ＱＡＭ方式のＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）は、信号点Ａから信号点Ａへ遷移している途中に参照符号１６０１の位置となる。
【０１１２】
図１６及び図１７を用いて説明すると、パイロットシンボル及びパイロットシンボルの直前直後の１シンボル３０１，３０２のそれぞれの信号点の関係から、パイロットシンボルの信号点のＩ−Ｑ平面における原点からの距離を図２４に示すような１６ＱＡＭの最大信号点振幅より大きくしても、１６ＱＡＭでとるＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）より小さく抑えることができる。これにより、Ｉ−Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭの最大信号点振幅より大きくすることで、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることが可能となる。
【０１１３】
なお、Ｉ−Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点振幅は、多値変調の最大信号点振幅より大きいものとする。また、パイロットシンボルの信号点は、信号点の振幅を大きくしているため、受信側で、振幅歪み量及び周波数オフセット量の推定精度を向上させることができる。その結果、ビット誤り率特性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
次に、本実施の形態の効果について、図８及び図９を用いてより詳細に説明する。
図８に示すように、同相Ｉ−直交Ｑ平面における多値ＱＡＭの信号空間ダイヤグラムは、下記式１で示される。
【０１１５】
【数１】
ただし、多値ＱＡＭ方式の信号点は（ＩＱＡＭ，ＱＱＡＭ）で表し、ｍは整数、（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２），・・・，（ａｍ，ｂｍ）は１，−１のバイナリ符号、ｒは定数とする。
【０１１６】
パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点５０３は、パイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置する。図９に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置する。これにより、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ直線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０１１７】
さらに、同相Ｉ−直交Ｑ平面における多値ＱＡＭの信号点パワーの最大値をａ、同相Ｉ直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点パワーをｂとしたとき、ｂ＞ａとすることで、上述したように、送信側における電力増幅器の電力効率を劣化させずに、受信側の振幅歪み量推定部での振幅歪みの推定精度及び周波数オフセット量推定部の周波数オフセットの推定精度を向上させることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０１１８】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図８に限定されないが、特にパイロットシンボルの信号点を軸上に配置したときに効果が大きくなる。また、フレーム構成は、図９に限定されない。
【０１１９】
また、帯域制限フィルタであるルートロールオフフィルタの周波数特性が、下記式２で表す場合において、ロールオフ係数を０．１から０．４にし、パイロットシンボルの信号点振幅を多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下に設定することにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えずに、準同期検波を行う際の周波数オフセット量及び振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。その結果、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させる効果が大きくなる。ただし、式２において、ωは角周波数、αはロールオフ係数、ω０はナイキスト角周波数、Ｈ（ω）はルートロールオフフィルタの振幅特性とする。
【０１２０】
【数２】
【０１２１】
本実施の形態では、８値以上の多値変調方式の例として多値ＱＡＭ方式で説明しているが、８値以上の多値変調方式はこれに限定されない。また、多値ＱＡＭ方式の説明と同様に、６４ＱＡＭ方式、３２ＱＡＭ方式、１６ＱＡＭ方式、８ＰＳＫ変調方式、ＱＰＳＫ変調方式でも同様な効果がある。
【０１２２】
このように実施の形態９に係るディジタル無線通信装置では、８値以上の多値変調方式の中に、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくしている。これにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させると共に、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１２３】
本発明は上記実施の形態１〜９に限定されず種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態１〜９は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２４】
本明細書は、１９９９年１月１９日出願の特願平１１−０１０１４６号及び１９９９年７月２８日出願の特願平１１−２１３２６４号に基づくものである。これらの内容はすべてここに含めておく。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パイロットシンボルの直前直後の変調方式をパイロットシンボルの変調方式と異なるようにしているので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができ、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、パイロットシンボルの信号点振幅を多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくすることにより、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタル無線通信装置の送信機側の構成を示す図
【図２】本発明のディジタル無線通信装置の受信機側の構成を示す図
【図３】本発明のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の一例を示す図
【図４】受信信号（Ｉ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図５】受信信号（Ｑ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図６】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図７】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＡＰＳＫ変調方式のフレーム構成の一例を示す図
【図８】本発明のディジタル無線通信装置における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図９】本発明のディジタル無線通信装置における８値以上の多値ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１０】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１１】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１２】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの他の一例を示す図
【図１３】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムのさらに他の一例を示す図
【図１４】本発明のディジタル無線通信装置における３２ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１５】本発明のディジタル無線通信装置における３２ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１６】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１７】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１８】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの他の一例を示す図
【図１９】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムのさらに他の一例を示す図
【図２０】ＱＰＳＫ変調方式の信号点、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図２１】ＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示す図
【図２２】π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図２３】π／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示す図
【図２４】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ変調方式の信号空間ダイヤグラムを示す図
【図２５】ディジタル無線通信装置において増幅器の入力パワと出力パワとの関係を示す図
【図２６】従来のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の一例を示す図
【図２７】受信信号（Ｉ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図２８】受信信号（Ｑ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図２９】従来のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の他の例を示す図
【符号の説明】
１０１ 多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部
１０２ パイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部
１０３ ＰＬのための直交ベースバンド信号生成部
１０４ 同相成分切り替え部
１０５ 直交成分切り替え部
１０６，２０２ 無線部
１０７ 電力増幅器
１０８ フレームタイミング信号発生部
１０９，２０１ アンテナ
２０３ 振幅歪み量推定部
２０４ 周波数オフセット量推定部
２０５ フレームタイミング信号発生部
２０７ 多値変調方式検波部
２０８ ＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値変調方式を用いたディジタル無線通信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタル移動無線通信方式において、周波数オフセットを推定するためのフレーム構成の方法として、例えば、「陸上移動通信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、三瓶、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ−７２−Ｂ−ＩＩＮｏ．１ｐｐ．７−１５１９８９年１月に記載されているものが知られている。図２６に１６ＱＡＭ方式におけるフレーム構成を示す。
【０００３】
このフレーム構成は、図２６に示すように、情報シンボルＮ−１シンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成となっている。このようなフレーム構成において、パイロットシンボルを用いて、基準位相、周波数オフセット量及び振幅歪み量を推定し、準同期検波を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような数シンボルの情報シンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成における準同期検波においては、シンボル同期にジッタが生じている。このため、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波では、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量及び振幅歪み量の推定精度が劣化してしまう。その結果、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が劣化してしまう。
【０００５】
具体的に、図２７及び図２８を用いて説明する。図２７及び図２８は、時間と受信信号の振幅との関係を示す図である。図２７及び図２８において、参照符号１は理想的な判定時間でパイロットシンボル３を検波するときの時間を示し、参照符号２は時間オフセット（ジッタ）が生じた状態でパイロットシンボル３を検波するときの時間を示す。なお、参照符号４は、パイロットシンボル３の直前直後の情報シンボルを示す。
【０００６】
送信機と受信機では、クロックの発生機能をそれぞれ備えている。このため、受信機では、クロックの発生源が異なるために、理想的な判定時間１から時間オフセットが生じた時間２などのタイミングで検波を行うことがある。このとき、図２７及び図２８に示すように、時間オフセットにより信号点からの誤差（振幅誤差）ＸＩ、ＸＱが生じる。このために、誤り率が劣化する。また、受信機では、パイロットシンボルからＩ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットを推定する。しかし、時間オフセットが生じた時間２のタイミングで検波した場合、パイロットシンボル信号は、パイロットシンボルの信号点からの誤差が生じるため、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットの推定精度が劣化する。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信機側（復調側）で準同期検波を行う際の基準位相及び周波数オフセット量の推定精度が向上し、かつ搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するディジタル無線通信装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
図２７及び図２８に示すように、時間オフセットが生じた時間２のタイミングで受信信号を検波した場合、パイロットシンボルは、パイロットシンボルの信号点３からの誤差が生じるため、ＸＩ，ＸＱの振幅誤差を生じる恐れがある。このため、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットを推定精度が劣化する。
【０００９】
このとき、最も簡単なパイロットシンボルの構成としては、図２９に示すように、パイロットシンボルを３シンボルつづけることである。このような構成においては、時間オフセットが生じても、パイロットシンボルが３シンボルつづいているために、パイロットシンボルの信号点からの誤差は小さくなる。
【００１０】
しかし、パイロットシンボルの直前直後にもパイロットシンボルを伝送して情報を伝送していないので、伝送効率の面で問題となる。そこで、本発明では、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを、そのパイロットシンボルを変調する方式と異なる変調方式で変調することで、情報の伝送効率の劣化を抑え、かつ時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボルの信号点からの誤差を抑える。これにより、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることで、誤り率の劣化を抑えることができる。
【００１１】
なお、本明細書において、多値変調方式には、６４ＱＡＭ変調方式、３２ＱＡＭ変調方式、１６ＱＡＭ変調方式、８ＰＳＫ変調方式、及びＱＰＳＫ変調方式、１６ＡＰＳＫ変調方式、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式を含む。
【００１２】
すなわち、本発明の骨子は、ＱＰＳＫ変調を含む変調方式を用い、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入フレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、パイロットシンボルに対する変調方式と異なる変調方式で変調することにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルでの準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることである。
【００１３】
また、本発明の骨子は、パイロットシンボルの信号点の振幅を、８値以上の多値変調方式の最大の信号点の振幅より大きくすることにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えると共に、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のディジタル無線通信装置は、所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調器と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備する構成を採る。また、本発明のディジタル無線通信装置は、所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調器と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００１９】
本発明のディジタル無線通信装置は、上記構成において、信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【００２２】
本発明のディジタル無線通信方法は、所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調工程と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御工程と、を具備する。また、本発明のディジタル無線通信方法は、所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調工程と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程とを具備する。
【００２３】
この方法によれば、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００２７】
本発明のディジタル無線通信方法は、上記方法において、信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置することを特徴とする。
【００２９】
この方法によれば、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明のディジタル無線通信装置の送信機側の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明のディジタル無線通信装置の受信機側の構成を示すブロック図である。また、図３は、本発明のディジタル無線通信装置において使用するフレーム構成を示す図である。
【００３１】
以下、変調方式が多値変調方式である場合について説明する。
図１に示す送信機側では、送信データは、多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１及びパイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２に送られる。フレームタイミング信号発生部１０８は、図３に示すフレーム構成を表すタイミングでフレームタイミング信号を発生し、多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１、パイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２、及びＰＬのための直交ベースバンド信号生成部１０３に出力する。
【００３２】
多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０１は、送信データ及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号が多値変調シンボルであることを示す場合、多値変調方式用直交ベースバンド信号同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、多値変調方式用直交ベースバンド信号直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３３】
ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部１０２は、送信データ、フレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号がパイロットシンボル直前又は直後のシンボルであることを示す場合、パイロットシンボル直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、パイロットシンボル直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３４】
ＰＬのための直交ベースバンド信号生成部１０３は、フレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号がパイロットシンボルであることを示す場合、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分を同相成分切り替え部１０４に出力し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の直交成分を直交成分切り替え部１０５に出力する。
【００３５】
同相成分切り替え部１０４は、多値変調方式用直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の同相成分及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号にあわせて、多値変調方式用直交ベースバンド信号の同相成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の同相成分、及びパイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の同相成分として無線部１０６に出力する。
【００３６】
直交成分切り替え部１０５は、多値変調方式用直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、フレームタイミング信号にあわせて、多値変調方式用直交ベースバンド信号直交成分、ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式直交ベースバンド信号の直交成分、ＰＬ直交ベースバンド信号の直交成分を切り替えて、送信直交ベースバンド信号の直交成分として無線部１０６に出力する。
【００３７】
無線部１０６は、送信直交ベースバンド信号の同相成分及び送信直交ベースバンド信号の直交成分を入力とし、ベースバンド信号に対して所定の無線処理を行った後に送信信号を出力する。この送信信号は、電力増幅器１０７で増幅されて、増幅された送信信号が送信アンテナ１０９から出力される。
【００３８】
図２に示す受信機側では、無線部２０２は、アンテナ２０１で受信した信号を入力とし、直交復調して受信直交ベースバンド信号の同相成分及び受信直交ベースバンド信号の直交成分を出力する。
【００３９】
フレームタイミング信号発生部２０５は、受信直交ベースバンド信号の同相成分及び受信直交ベースバンド信号の直交成分を入力とし、図３に示すフレーム構成を検出し、フレームタイミング信号を多値変調方式検波部２０７、周波数オフセット量推定部２０４、及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４０】
振幅歪み量推定部２０３は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分から振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号を多値変調方式検波部２０７及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４１】
周波数オフセット量推定部２０４は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分及びフレームタイミング信号を入力とし、パイロットシンボルを抽出し、パイロットシンボル直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分から周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号を多値変調方式検波部２０７及びＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８に出力する。
【００４２】
多値変調方式検波部２０７は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分、フレームタイミング信号、振幅歪み量推定信号及び周波数オフセット量推定信号を入力とし、多値変調方式シンボルであるとき検波し、多値変調方式の受信ディジタル信号を出力する。
【００４３】
ＰＬ直前直後のシンボルの変調方式検波部２０８は、受信直交ベースバンド信号の同相成分、受信直交ベースバンド信号の直交成分、フレームタイミング信号、振幅歪み量推定信号及び周波数オフセット量推定信号を入力とし、パイロットシンボルの直前又は直後のシンボルであるとき検波し、パイロットシンボルの直前直後のシンボルの変調方式の受信ディジタル信号を出力する。
【００４４】
上記構成を有するディジタル無線通信装置では、図３に示すようなフレーム構成の信号が送受信される。すなわち、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前のシンボル３０１及びパイロットシンボルの直後のシンボル３０２を変調する変調方式を異なるようにしている。特に、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式における多値数がパイロットシンボルを変調する変調方式よりも多値数よりも小さいことが望ましい。
【００４５】
例えば、図４及び図５に示すように、パイロットシンボル３０５の変調方式がＱＰＳＫ変調であり、パイロットシンボルの直前直後のシンボル３０６の変調方式が１６ＱＡＭ変調である場合、理想的な判定時間３０３から時間オフセット（ジッタ）が生じたとき（時間３０４）には、時間オフセットにより信号点からの誤差（振幅誤差）ＹＩ、ＹＱが生じる。この誤差（振幅誤差）ＹＩ、ＹＱは、図２７及び図２８に示す振幅誤差ＸＩ、ＸＱよりも非常に小さくなる。
【００４６】
このように、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式を異なるようにしているので、情報の伝送効率の劣化を抑えながら、時間オフセットが生じたときによるパイロットシンボル信号点からの誤差を抑えることができる。その結果、Ｉ−Ｑ平面における位相、振幅変動、及び周波数オフセットの推定精度の劣化を抑えることができ、誤り率の劣化を抑えることを可能とする。
【００４７】
本発明において、パイロットシンボルを変調する変調方式と、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを変調する変調方式を異なるようにする方法としては、例えば、パイロットシンボルの直前直後の１シンボルの信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点と原点とを結んだ仮想線上に２個以上配置する方法などが挙げられる。また、この場合、パイロットシンボルの直前直後のシンボルを、８値以上であってパイロットシンボルの変調方式よりも多値数の少ない変調方式を用いることが望ましい。
【００４８】
なお、本発明のディジタル無線通信装置は、図１に示す送信機側の構成と図２に示す受信機側の構成を送信機の構成を両方有するものである。また、図１及び図２に示す構成は、一例でありこれらに限定されない。
【００４９】
（実施の形態２）
図６は、８値以上の多値変調方式の一例である１６ＡＰＳＫ変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図６において、参照符号４０１は１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点を示し、参照符号４０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号４０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号４０４はＩ−Ｑ平面上のパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線であり、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点４０３はパイロットシンボルの信号点４０２と原点とを結んだ仮想線４０４上に２個以上配置される。
【００５０】
図７は、１６ＡＰＳＫ変調方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１の信号点とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点は、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点４０２と原点とを結んだ仮想線４０４上に２個以上配置される。
【００５１】
送信データが図６及び図７に示す変調方式で変調されたディジタル信号であれば、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波において、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【００５２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図６に限定されない。また、フレーム構成も図７に限定されない。本実施の形態においては、８値以上の多値変調方式が１６ＡＰＳＫ変調方式である場合について説明しているが、８値以上の多値変調方式はこれに限定されない。
【００５３】
このように、実施の形態２に係るディジタル無線通信装置によれば、８値以上の多値変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に配置することにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００５４】
（実施の形態３）
図８は、８値以上の多値の直交振幅変調（ＱＡＭ）方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図８において、参照符号５０１は８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号５０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号５０３はパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号５０４はＩ−Ｑ平面上においてパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点５０３は、パイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置されている。
【００５５】
図９は、８値以上の多値ＱＡＭ方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点は、図８に示すように、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置される。
【００５６】
このような変調方式で変調されたディジタル信号を検波すると、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合でも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波において、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【００５７】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図８に限定されない。また、フレーム構成は、図９に限定されない。
【００５８】
このように実施の形態３に係るディジタル無線通信装置によれば、８値以上の多値ＱＡＭ方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入するフレーム構成において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置しているので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１０は、６４ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１０において、参照符号６０１は６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号６０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号６０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号６０４は、Ｉ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点６０３は、パイロットシンボルの信号点６０２と原点とを結んだ仮想線６０４上に２個以上配置される。
【００６０】
図１１は、６４ＱＡＭ方式で変調されたシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき、図１０に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１の信号点６０３とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点６０３を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットの信号点６０２と原点とを結んだ仮想線６０４上に２個以上配置する。
【００６１】
このような変調方式で変調されたディジタル信号を検波すると、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合でも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号を検波した場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００６２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は、図１０に限定されない。また、フレーム構成は、図１１に限定されない。
【００６３】
図１２は、６４ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムの他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１２において、参照符号７０１，７０１−Ａは６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号７０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示し、参照符号７０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号７０３はＩ−Ｑ平面上におけるパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００６４】
６４ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点７０２とし、これと原点を結んだ仮想線７０３上の信号点７０１−Ａをパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていないときも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波をする場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、この場合においては、６４ＱＡＭ方式の判定方法を用いて、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００６５】
なお、図１２において、参照符号７０２をパイロットシンボルの信号点としているが、６４ＱＡＭ方式の信号点のうち最大の信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点とすれば、これに限定されない。
【００６６】
図１３は、６４ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムのさらに他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１３において、参照符号８０１は６４ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号８０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号８０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００６７】
信号点８０１は同相Ｉ−直交Ｑ平面における６４ＱＡＭ方式の信号点であり、６４ＱＡＭ方式の信号点のうちの最大信号点パワーをｒ２とし、パイロットシンボルの信号点パワーをＲ２としたとき、Ｒ２＝ｒ２の関係となる。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点８０２と原点を結んだ仮想線Ｉ軸とＩ軸に６４ＱＡＭ方式の信号点８０１から垂直におろした仮想線の交点８０３をパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていないときも、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波をする場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００６８】
また、この構成においては、６４ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００６９】
なお、図１３において、Ｒ２＝ｒ２としているが、これに限定されない。また、軸上に配置するパイロットシンボルの信号点は信号点８０２以外であってもよい。
【００７０】
このように実施の形態４に係るディジタル無線通信装置によれば、６４ＱＡＭ方式が含まれる変調方式において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面の原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７１】
（実施の形態５）
図１４は、３２ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００７２】
図１４において、参照符号９０１は３２ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号９０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号９０３はパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号９０４はＩ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点９０３は、パイロットシンボルの信号点９０２と原点とを結んだ仮想線９０４上に２個以上配置する。
【００７３】
図１５は、３２ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００７４】
このとき、図１５に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点９０２と原点とを結んだ仮想線９０４上に２個以上配置する。
【００７５】
本実施の形態５においても、上記実施の形態の場合と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７６】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は、図１４に限定されない。また、フレーム構成も図１５に限定されない。
【００７７】
このように実施の形態５に係るディジタル無線通信装置によれば、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を、同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想上に２個以上配置することで、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００７８】
（実施の形態６）
図１６は、１６ＱＡＭ方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１６において、参照符号１００１は１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１００２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１００３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。また、参照符号１００４は、Ｉ−Ｑ平面上において、パイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１００３は、パイロットシンボルの信号点１００２と原点とを結んだ仮想線１００４上に２個以上配置する。
【００７９】
図１７は、１６ＱＡＭ方式とパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。このとき図１６に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットの信号点１００２と原点とを結んだ仮想線１００４上に２個以上配置する。
【００８０】
実施の形態６に係るディジタル無線通信装置においても、上記実施の形態と同様に、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００８１】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図１６に限定されない。また、フレーム構成は、図１７に限定されない。
【００８２】
図１８は、１６ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムの他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１８において、参照符号１１０１及び１１０１−Ａは１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１１０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示し、参照符号１１０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１１０３はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００８３】
１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点１１０２とし、これと原点を結んだ仮想線１１０３上の１６ＱＡＭ方式の信号点１１０１−Ａを図１７のパイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００８４】
また、この構成においては、１６ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００８５】
なお、図１８において、信号点１１０２をパイロットシンボルの信号点としているが、１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大信号点パワーをとる信号点をパイロットシンボルの信号点とすればこれに限定されず、他の信号点を使用してもよい。
【００８６】
図１９は、１６ＱＡＭの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムのさらに他の例を示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図１９において、参照符号１２０１は１６ＱＡＭ方式の信号点を示し、参照符号１２０２はパイロットシンボルの信号点を示し、参照符号１２０３はパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。
【００８７】
この場合において、１６ＱＡＭ方式の信号点のうちの最大信号点パワーをｐ２とし、パイロットシンボルの信号点パワーをＰ２としたとき、Ｐ２＝ｐ２とする。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点１２０２と原点を結んだ仮想線Ｉ軸とＩ軸に１６ＱＡＭ方式の信号点１２０１から垂直におろした仮想線の交点１２０３を、パイロットシンボルの直前のシンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点とした場合、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上をパイロットシンボルが遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、この構成においては、１６ＱＡＭ方式の判定方法を用いてパイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の判定を行うことができる利点がある。
【００８８】
なお、図１９において、Ｐ２＝ｐ２としているがこれに限定されない。また、Ｉ軸上に配置したパイロットシンボルの信号点は信号点１２０２以外であってもよい。
【００８９】
（実施の形態７）
図２０は、ＱＰＳＫ変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図２０において、参照符号１３０１，１３０１−ＡはＱＰＳＫ変調方式の信号点を示し、参照符号１３０１−Ａはパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。参照符号１３０２はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００９０】
図２１は、時間ｔにおけるＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９１】
図２０では、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点の配置並びに、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１３０１−Ａの配置を示している。パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１３０１−Ａはパイロットシンボルの信号点１３０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１３０２上に２個配置する。
【００９２】
図２１は時間ｔにおけるＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９３】
このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点１３０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１３０２上に２個配置する。
【００９４】
これにより、パイロット信号から基準位相及び周波数オフセット量を推定する場合に、完全にシンボル同期がとれていないときでも、パイロット信号は、同相Ｉ−直交Ｑ平面において、パイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上を遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。その結果、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００９５】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図２０に限定されない。また、フレーム構成は、図２１に限定されない。
【００９６】
このように実施の形態７に係るディジタル無線通信装置によれば、ＱＰＳＫ変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式で、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面で原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【００９７】
（実施の形態８）
図２２は、π／４シフトＤＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式の同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号空間ダイヤグラムを示し、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を示す。図２２において、参照符号１４０１、１４０１−Ａはπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点を示し、特に参照符号１４０１−Ａはパイロットシンボルの前後の各１シンボルの信号点を示す。１４０２はパイロットシンボルの信号点と原点を結んだ仮想線である。
【００９８】
図２３は、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【００９９】
図２２では、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点１４０１、１４０１−Ａ、パイロットシンボルの信号点１４０１−Ａ及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１４０１−Ａの配置を示しており、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点１４０１−Ａはパイロットシンボルの信号点１４０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１４０２上に２個配置する。
【０１００】
図２３はπ／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示しており、参照符号３０１はパイロットシンボルの直前の１シンボルを示し、参照符号３０２はパイロットシンボルの直後の１シンボルを示す。
【０１０１】
このとき、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点１４０１−Ａと原点とを結んだ仮想線１４０２上に２個配置する。
【０１０２】
これにより、パイロット信号から基準位相及び周波数オフセット量を推定する場合において、完全にシンボル同期がとれていないときでも、パイロット信号は、同相Ｉ−直交Ｑ平面において、パイロットシンボルと原点を結んだ仮想線上を遷移しているため、図４及び図５に示す効果を発揮し、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１０３】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図２２に限定されない。また、フレーム構成は、図２３に限定されない。
【０１０４】
このように実施の形態８に係るディジタル無線通信装置によれば、π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式が含まれる変調方式において、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式で、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個配置するので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１０５】
（実施の形態９）
無線通信機において、電力消費が大きい機能の一つが電力増幅器である。図２４は、Ｉ−Ｑ平面における１６ＱＡＭの直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分の軌跡を示す。このときの同相信号をＩとし、直交信号をＱとしたとき、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）及び平均値ａｖｅ（Ｉ２＋Ｑ２）により、使用可能な電力増幅器が決定する。
【０１０６】
図２５は、電力増幅器の入出力特性を示す図である。図２５において、参照符号１５０１は出力パワーが大きい電力増幅器の特性曲線を示し、参照符号１５０２は出力パワーが小さい電力増幅器の特性曲線を示し、参照符号１５０３は出力平均パワーを示し、参照符号１５０４はＩ２＋Ｑ２の変動が小さい変調方式を表し、参照符号１５０５はＩ２＋Ｑ２の変動が大きい変調方式を表す。
【０１０７】
このとき、平均出力パワーを参照符号１５０３で示すとき、参照符号１５０４の変調方式では参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器で増幅できるが、参照符号１５０５の変調方式では参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器で増幅できない。このため、参照符号１５０１の特性を有する電力増幅器で対応しなければならない。
【０１０８】
このとき、参照符号１５０１の特性を有する電力増幅器は参照符号１５０２の特性を有する電力増幅器に比べて電力消費が大きい。このように、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）が小さい変調方式のほうが消費電力の少ない電力増幅器を使用できる。また、パイロットシンボルのＩ−Ｑ平面における信号点配置について考えた場合、原点からの距離が大きいほど、受信機側で、パイロットシンボルの対雑音耐性があるため、ビット誤り率が向上する。
【０１０９】
しかし、送信機における電力増幅器を考慮した場合、パイロットシンボルの大きくすることでＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）が増大させることは望ましくない。
【０１１０】
そこで、本実施の形態では、Ｉ−Ｑ平面において、Ｉ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）を増大させずに、パイロットシンボルの原点からの距離を大きくする。これにより、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることができる。
【０１１１】
次に、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させる本実施の形態の方法について、変調方式を１６ＱＡＭ方式としたときを例にして説明する。図２４において、１６ＱＡＭ方式のＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）は、信号点Ａから信号点Ａへ遷移している途中に参照符号１６０１の位置となる。
【０１１２】
図１６及び図１７を用いて説明すると、パイロットシンボル及びパイロットシンボルの直前直後の１シンボル３０１，３０２のそれぞれの信号点の関係から、パイロットシンボルの信号点のＩ−Ｑ平面における原点からの距離を図２４に示すような１６ＱＡＭの最大信号点振幅より大きくしても、１６ＱＡＭでとるＩ２＋Ｑ２の最大値ｍａｘ（Ｉ２＋Ｑ２）より小さく抑えることができる。これにより、Ｉ−Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭの最大信号点振幅より大きくすることで、送信機の電力増幅器の消費電力を増大させずに受信機におけるビット誤り率を向上させることが可能となる。
【０１１３】
なお、Ｉ−Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点振幅は、多値変調の最大信号点振幅より大きいものとする。また、パイロットシンボルの信号点は、信号点の振幅を大きくしているため、受信側で、振幅歪み量及び周波数オフセット量の推定精度を向上させることができる。その結果、ビット誤り率特性を向上させることが可能となる。
【０１１４】
次に、本実施の形態の効果について、図８及び図９を用いてより詳細に説明する。
図８に示すように、同相Ｉ−直交Ｑ平面における多値ＱＡＭの信号空間ダイヤグラムは、下記式１で示される。
【０１１５】
【数１】
【０１１６】
パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点５０３は、パイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置する。図９に示すように、パイロットシンボルの直前の１シンボル３０１とパイロットシンボルの直後の１シンボル３０２の信号点を、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルの信号点５０２と原点とを結んだ仮想線５０４上に２個以上配置する。これにより、完全にシンボル同期がとれていない場合も、同相Ｉ−直交Ｑ平面においてパイロットシンボルと原点を結んだ直線上をパイロットシンボルが遷移しているため、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０１１７】
さらに、同相Ｉ−直交Ｑ平面における多値ＱＡＭの信号点パワーの最大値をａ、同相Ｉ直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点パワーをｂとしたとき、ｂ＞ａとすることで、上述したように、送信側における電力増幅器の電力効率を劣化させずに、受信側の振幅歪み量推定部での振幅歪みの推定精度及び周波数オフセット量推定部の周波数オフセットの推定精度を向上させることができる。これにより、受信信号の検波を行った場合、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０１１８】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点の配置は図８に限定されないが、特にパイロットシンボルの信号点を軸上に配置したときに効果が大きくなる。また、フレーム構成は、図９に限定されない。
【０１１９】
また、帯域制限フィルタであるルートロールオフフィルタの周波数特性が、下記式２で表す場合において、ロールオフ係数を０．１から０．４にし、パイロットシンボルの信号点振幅を多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下に設定することにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えずに、準同期検波を行う際の周波数オフセット量及び振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。その結果、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させる効果が大きくなる。ただし、式２において、ωは角周波数、αはロールオフ係数、ω０はナイキスト角周波数、Ｈ（ω）はルートロールオフフィルタの振幅特性とする。
【０１２０】
【数２】
本実施の形態では、８値以上の多値変調方式の例として多値ＱＡＭ方式で説明しているが、８値以上の多値変調方式はこれに限定されない。また、多値ＱＡＭ方式の説明と同様に、６４ＱＡＭ方式、３２ＱＡＭ方式、１６ＱＡＭ方式、８ＰＳＫ変調方式、ＱＰＳＫ変調方式でも同様な効果がある。
【０１２２】
このように実施の形態９に係るディジタル無線通信装置では、８値以上の多値変調方式の中に、３シンボル以上のシンボルごとに１シンボルのパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号点を同相−直交平面において原点とパイロットシンボルの信号点を結んでできる仮想線上に２個以上配置し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくしている。これにより、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波において、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑え、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させると共に、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【０１２３】
本発明は上記実施の形態１〜９に限定されず種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態１〜９は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２４】
本明細書は、１９９９年１月１９日出願の特願平１１−０１０１４６号及び１９９９年７月２８日出願の特願平１１−２１３２６４号に基づくものである。これらの内容はすべてここに含めておく。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パイロットシンボルの直前直後の変調方式をパイロットシンボルの変調方式と異なるようにしているので、完全にシンボル同期がとれていないシンボルにおける準同期検波で、パイロットシンボルによる基準位相、周波数オフセット量の推定精度の劣化を抑えることができ、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。また、パイロットシンボルの信号点振幅を多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくすることにより、送信側での電力増幅器の電力効率を劣化させずに搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタル無線通信装置の送信機側の構成を示す図
【図２】本発明のディジタル無線通信装置の受信機側の構成を示す図
【図３】本発明のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の一例を示す図
【図４】受信信号（Ｉ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図５】受信信号（Ｑ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図６】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図７】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＡＰＳＫ変調方式のフレーム構成の一例を示す図
【図８】本発明のディジタル無線通信装置における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図９】本発明のディジタル無線通信装置における８値以上の多値ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１０】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１１】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１２】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの他の一例を示す図
【図１３】本発明のディジタル無線通信装置における６４ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムのさらに他の一例を示す図
【図１４】本発明のディジタル無線通信装置における３２ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１５】本発明のディジタル無線通信装置における３２ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１６】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図１７】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式のフレーム構成の一例を示す図
【図１８】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムの他の一例を示す図
【図１９】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ方式の信号空間ダイヤグラムのさらに他の一例を示す図
【図２０】ＱＰＳＫ変調方式の信号点、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図２１】ＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示す図
【図２２】π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式の信号点、パイロットシンボルの信号点及びパイロットシンボルの直前直後の各１シンボルの信号空間ダイヤグラムの一例を示す図
【図２３】π／４シフトＤＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのフレーム構成の一例を示す図
【図２４】本発明のディジタル無線通信装置における１６ＱＡＭ変調方式の信号空間ダイヤグラムを示す図
【図２５】ディジタル無線通信装置において増幅器の入力パワと出力パワとの関係を示す図
【図２６】従来のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の一例を示す図
【図２７】受信信号（Ｉ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図２８】受信信号（Ｑ成分）を受信する際の振幅と時間との関係を示す図
【図２９】従来のディジタル無線通信装置におけるフレーム構成の他の例を示す図
【符号の説明】
１０１ 多値変調方式用直交ベースバンド信号生成部
１０２ パイロットシンボル（ＰＬ）直前直後のシンボルの変調方式用直交ベースバンド信号生成部
１０３ ＰＬのための直交ベースバンド信号生成部
１０４ 同相成分切り替え部
１０５ 直交成分切り替え部
１０６，２０２ 無線部
１０７ 電力増幅器
１０８ フレームタイミング信号発生部
１０９，２０１ アンテナ
２０３ 振幅歪み量推定部
２０４ 周波数オフセット量推定部
２０５ フレームタイミング信号発生部
２０７ 多値変調方式検波部
２０８ ＰＬの直前直後のシンボルの変調方式検波部
Claims (6)
- 所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調器と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御手段と、を具備することを特徴とするディジタル無線通信装置。
- 所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調器と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成手段と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調器と、を具備することを特徴とするディジタル無線通信装置。
- 信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のディジタル無線通信装置。
- 所定のシンボル列を第１変調方式で変調する第１変調工程と、パイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、特定のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程と、前記特定のシンボルを前記パイロットシンボルの直前および直後に挿入するようにタイミングを制御するタイミング制御工程と、を具備することを特徴とするディジタル無線通信方法。
- 所定のシンボルを第１変調方式で変調する第１変調工程と、信号点ダイアグラムにおいて前記第１変調方式の信号点の最大信号点振幅より大きい信号点振幅のパイロットシンボルを生成するパイロット信号生成工程と、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルを前記第１変調方式と異なる第２変調方式で変調する第２変調工程とを具備することを特徴とするディジタル無線通信方法。
- 信号点ダイアグラムにおいて、前記パイロットシンボルの直前および直後のシンボルの信号点を原点と前記パイロットシンボルの信号点とを結ぶ仮想線上に配置することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のディジタル無線通信方法。
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