JP3851551B2 - 送信装置及び受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信装置及び受信装置に関し、特に送信信号を多値数の異なる複数の変調方式によりディジタル変調して送信する通信システムに用いられる送信装置及び受信装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信方式において複数の変調方式が共存するシステムとして、例えば、電子情報通信学会信学技報ＲＣＳ９４−６６（１９９４−０９）に記載されている技術が知られている。これは一般に適応変調方式と呼ばれ、伝搬路の状態などに応じてデータシンボルの変調方式を例えばＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ又は２５６ＱＡＭで切り換える方式である。
【０００３】
この種の無線通信システムでは、送受信装置が相手側から受信した信号のＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）等に基づいて現在の伝搬路状態を判断し、その状態に応じて変調方式を切り換える。
【０００４】
実際上、伝搬路状態が良い場合には、情報シンボルに対して例えば２５６ＱＡＭや６４ＱＡＭのように１シンボル当たりの情報伝達量の多い多値変調方式を用いてディジタル変調する。これに対して伝搬路の状態が悪い場合には、情報シンボルに対して例えば１６ＱＡＭやＱＰＳＫ変調方式のように１シンボル当たりの情報伝達量の少ない変調方式を用いてディジタル変調する。
【０００５】
図７に具体的な送信フレーム構成例を示す。図７のフレーム構成は、先頭から順次、プリアンブル、データシンボル、パイロットシンボル、データシンボル、パイロットシンボル、ユニークワード、データシンボル、パイロットシンボル、データシンボルが配置され、このうちプリアンブル、パイロットシンボル、ユニークワードは受信装置においてデータシンボルを検波する際に用いられる。データシンボルとしては、上述したように伝搬路状態に応じてＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのいずれかの変調方式により変調されたシンボルが送信されることになる。
【０００６】
また無線通信では、使用可能な周波数帯域幅が規定されており、この規定帯域幅内に各チャネルの信号を収めて送信することが義務づけられている。このため送信装置では、帯域制限フィルタを設け、変調後の信号を所定帯域幅内に収めてから送信するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した適応変調方式を適用した場合、伝搬路の状態が良く６４ＱＡＭ方式や２５６ＱＡＭ方式を用いることができるときには１シンボル当たりの情報量が大きいので実質的なデータ伝送速度を高くすることができるが、伝搬路の状態が悪くＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式を使わざるを得ないときには１シンボル当たりの情報量が小さいので実質的なデータ伝送速度は低くなってしまう。
【０００８】
これを解決する一つの方法として、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調されたシンボルのシンボル伝送速度を、２５６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式のように変調多値数の多い変調方式により変調されたシンボル伝送速度よりも早くすることにより、変調多値数の少ない変調方式により変調された信号の実質的なデータ伝送速度を上げることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、上述したように無線通信では各信号の周波数占有帯域幅が規定されているので、無闇に変調シンボルのシンボルレートを上げてしまうと、送信信号が規定された周波数占有帯域幅に収まらなくなる不都合がある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信データを変調多値数の異なる複数の変調方式を用いて変調して送信する場合に、簡易な構成により、変調信号を規定の周波数占有帯域幅内に収めた状態で、シンボル伝送速度を向上させることができる送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明の送信装置は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調する複数の変調手段と、各変調手段に対応して設けられていると共に各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、各変調手段により変調された変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタと、フィルタ処理後の信号を送信する送信手段とを具備する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００１３】
また本発明の送信装置は、ナイキストフィルタは、変調多値数の小さい変調手段に対応するフィルタほどロールオフ係数が小さい値に選定されている構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ロールオフ係数が小さいほどシンボル伝送速度を速くできることを考慮して、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調後の１シンボルの情報伝達量が少ない変調方式に対応するナイキストフィルタのロールオフ係数ほど小さい値に選定しているので、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式の実質的なシンボル伝送速度を６４ＱＡＭ方式や２５６ＱＡＭ方式のシンボル伝送速度より速くすることができる。またこのとき変調多値数の小さい変調信号はロールオフ係数を小さくしても同期ずれが存在する環境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の増加は小さいので、シンボル伝送速度の高速化とビット誤り率の抑制を両立させることができる。
【００１５】
また本発明の送信装置は、ロールオフ係数を伝搬路環境に応じて補正するようにした構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、シンボル伝送速度の高速化と同期ずれが存在する環境におけるビット誤り率の増加の抑制とを両立させることができる。
【００１７】
また本発明の送信装置は、通信相手との間の伝搬路の状態を検出する伝搬状態検出手段を、さらに具備し、この伝搬状態検出手段により検出された伝搬路状態が良いほど変調多値数の多い変調手段により得た変調信号を送信する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、伝搬路状態が良いときには例えば２５６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式のように変調多値数の多い変調方式により変調された変調信号が送信されるので高速データ伝送が可能となる。また伝搬路状態が悪いときには例えばＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調された変調信号が送信されるが、このときロールオフ係数を適宜選択することにより１シンボル時間を短くし、シンボル伝送速度を上げることができるので、実質的なデータ伝送速度を上げることができる。この結果、伝搬路状態が悪い場合同期ずれが存在する環境において伝送ビット誤りを増加させずに、実質的なデータ伝送速度を向上させることができるので、装置全体として、データの品質維持と伝送速度の高速化を両立させることができる送信装置を実現できる。
【００１９】
また本発明の受信装置は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調する複数の変調手段と、各変調手段に対応して設けられていると共に各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、各変調手段により変調された変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタと、フィルタ処理後の信号を送信する送信手段とを有する送信装置により送信された信号を受信して復調する受信装置であって、送信信号を受信する受信手段と、送信装置に設けられた複数のナイキストフィルタと同様のフィルタ特性を有する複数のナイキストフィルタと、この複数のナイキストフィルタによるフィルタ処理後の信号に対してそれぞれ送信装置に設けられた複数の変調手段に対応する復調処理を施す複数の復調手段とを具備する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、ナイキストフィルタが送信装置のナイキストフィルタと同様のフィルタ処理を施すので、各復調手段に対応した周波数帯域の変調信号のみがナイキストフィルタを通過して対応する復調手段に入力されるので、復調手段では、目的とする変調信号のみを良好に復元することができるようになる。
【００２１】
さらに本発明の送信方法は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調し、変調後の信号の周波数帯域を変調多値数に応じたロールオフ係数を有するナイキストフィルタにより所定幅内に制限し、帯域制限後の変調信号を送信する。
【００２２】
この方法によれば、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ナイキストフィルタのロールオフ係数を適宜選定することにより、変調処理後のシンボルの周波数帯域幅を変えずにシンボル伝送速度を所望の値に選定したことである。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１において、１００は全体として本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示す。送信装置１００は送信データＤ１をＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式マッピング部１０１、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式マッピング部１０２及び６４ＱＡＭ方式マッピング部１０３に入力する。
【００２６】
ＱＰＳＫ変調方式マッピング部１０１は送信データＤ１に対してＱＰＳＫ変調処理を施し、これにより得たＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分をＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４に送出する。１６ＱＡＭ方式マッピング１０２部は送信データＤ１に対して１６ＱＡＭ処理を施し、これにより得た１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５に送出する。６４ＱＡＭ方式マッピング部１０３は送信データＤ１に対して６４ＱＡＭ処理を施し、これにより得た６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６に送出する。
【００２７】
またＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５及び６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６には、各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数を決めるための制御信号Ｓ１が入力される。
【００２８】
この実施の形態の場合、各変調方式により変調した信号に対して、図２に示すような異なる周波数帯域を割り当てるものとする。すなわち図２は、実施の形態のチャネル配置を示しており、横軸が周波数、縦軸がパワーである。このとき周波数チャネル間隔（周波数帯域幅）はｆｗ以内であると決められているものとする。
【００２９】
そしてチャネルＡとしてＱＰＳＫ変調方式で変調した信号を割り当て、チャネルＢとして１６ＱＡＭ方式で変調した信号を割り当て、チャネルＣとして６４ＱＡＭ方式で変調した信号を割り当てる。
【００３０】
ここで実施の形態における周波数占有帯域、シンボル伝送速度及びルートナイキストフィルタのロールオフ係数について説明する。ルートナイキストフィルタは、角周波数をω、ロールオフ係数をα、ナイキスト角周波数をω０、ルートナイキストフィルタの振幅特性をＨ（ω）としたとき、次式で表されるフィルタである。
【００３１】
【数１】
【００３２】
チャネルＡ、Ｂ、Ｃのシンボル間隔をそれぞれＴａ、Ｔｂ、Ｔｃとすると、チャネルＡ、Ｂ、Ｃのシンボル伝送速度はそれぞれ１／Ｔａ、１／Ｔｂ、１／Ｔｃとなる。ここでチャネルＡはロールオフ係数αａであるルートナイキストフィルタ（すなわちＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４）、チャネルＢはロールオフ係数αｂであるルートナイキストフィルタ（すなわち１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５）、チャネルＣはロールオフ係数αｃであるルートナイキストフィルタ（すなわち６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６）で帯域制限する。
【００３３】
この結果、チャネルＡの周波数周波数占有帯域幅ｆａは、ｆａ＝（１．０＋αａ）／Ｔａ、チャネルＢの周波数周波数占有帯域幅ｆｂは、ｆｂ＝（１．０＋αｂ）／Ｔｂ、チャネルＣの周波数周波数占有帯域幅ｆｃは、ｆｃ＝（１．０＋αｃ）／Ｔｃとなる。
【００３４】
ここで従来の無線通信システムでは、例えば変調方式がＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式いずれにおいても、シンボルレートをＴｘと一定とし、ロールオフ係数を０．５としたときには、周波数占有帯域幅ｆｘは、ｆｘ＝（１．０＋０．５）／Ｔｘとなり、ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内に収めるようになっている。
【００３５】
これに対して実施の形態では、各チャネルの信号を周波数占有帯域幅ｆｘに収めつつも、各チャネルでのシンボル伝送速度を変えることを考える。このため実施の形態では、ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数を適宜選定する。
【００３６】
具体的には、チャネルＣのシンボル伝送速度ＴｃをＴｃ＝Ｔｘとすると共にロールオフ係数αｃ＝０．５とする。このときチャネルＣの周波数占有帯域幅はｆｃ＝ｆｘとなる。そして、チャネルＢのロールオフ係数αｂ＝０．４のとき、チャネルＢの周波数占有帯域幅ｆｂ＝ｆｘとすると、チャネルＢのシンボル伝送速度１／Ｔｂ＞１／Ｔｘとなる。またチャネルＡのロールオフ係数αａ＝０．２のとき、チャネルＡの周波数占有帯域幅ｆａ＝ｆｘとすると、チャネルＡのシンボル伝送速度１／Ｔａ＞１／Ｔｂ＞１／Ｔｃ＝Ｔｘとなる。
【００３７】
このように実施の形態のルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数は、変調多値数の小さい変調方式に対応するルートナイキストフィルタほど小さな値のロールオフ係数を選定することにより、１シンボル当たりの伝送情報量の小さい変調方式のシンボル伝送速度を上げるようになされている。
【００３８】
この結果、従来のようにＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式いずれにおいても、シンボルレートをＴｘと一定とし、ロールオフ係数を例えば０．５で一定とし、周波数占有帯域幅ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内に収めた無線通信システムと比較し、周波数占有帯域幅ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内の条件で、変調方式によりロールオフ係数を変えることで、ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式のシンボル伝送速度を高速にすることができる。
【００３９】
実際上、各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６には、伝搬路の状態を表す制御信号Ｓ１が入力され、ロールオフ係数を制御信号Ｓ１に応じてある程度補正するようになっている。これによりロールオフ係数を変調方式に応じて変えた場合でも、信号劣化を抑制できるようになっている。
【００４０】
例えば伝搬路状態が悪くＱＰＳＫ変調方式により変調された変調信号が送信信号として選択された場合、伝搬路状態が程々に悪いときには問題ないが、非常に悪いときにはロールオフ係数があまりに低いとＱＰＳＫ変調信号にシンボル間干渉が生じてしまい信号が劣化するおそれがある。これを考慮して、この実施の形態では、予め変調方式毎に設定されたロールオフ係数を伝搬路の状態に応じてある程度補正するようになっている。
【００４１】
各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６から出力された同相成分信号及び直交成分信号は、それぞれ同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８に送出される。また同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８には、伝搬路状態を表す制御信号Ｓ１が入力される。同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８は制御信号Ｓ１に応じた信号を選択して出力する。
【００４２】
具体的には、伝搬路状態が良いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、６４ＱＡＭ方式用ナイキストフィルタ１０６から入力された信号を選択出力し、これに対して伝搬路状態が悪いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、ＱＰＳＫ変調方式用ナイキストフィルタ１０４から入力された信号を選択出力する。
【００４３】
無線部１０９は同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８により選択された変調信号の同相成分及び直交成分を入力すると共に制御信号Ｓ１を入力する。これにより無線部１０９は制御信号Ｓ１に応じた中心周波数ｆα、ｆβ又はｆγの搬送波を生成し、生成した搬送波に入力された変調信号を重畳するようになっている。
【００４４】
すなわちこの実施の形態では、図２に示すように、チャネル毎に異なる中心周波数数ｆα、ｆβ又はｆγの搬送波にそれぞれ対応した変調信号を重畳するようになされているため、制御信号Ｓ１により選択された変調信号に対応した搬送波を無線部１０９で生成し、その搬送波に選択された変調信号を重畳するようになっている。無線処理後の送信信号は増幅器１１０により増幅された後アンテナ１１１を介して送信される。
【００４５】
図３に、送信装置１００により送信された信号を受信復調する受信装置２００の構成を示す。受信装置２００はアンテナ２０１で受信した信号を無線部２０２を介してＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ２０３、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０４及び６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０５に送出する。
【００４６】
各ルートナイキストフィルタ２０３〜２０５は、送信装置１００に設けられた各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６と同様の構成でなる。これにより、例えば受信信号が図２に示すチャネルＡの周波数帯域内に収められたＱＰＳＫ変調信号であった場合には、ＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ２０３からのみ出力が得られる。また受信信号が図２に示すチャネルＢの周波数帯域内に収められた１６ＱＡＭ信号であった場合には、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０４からのみ出力が得られる。さらに受信信号が図２に示すチャネルＣの周波数帯域内に収められた６４ＱＡＭ信号であった場合には、６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０５からのみ出力が得られる。
【００４７】
各ルートナイキストフィルタ２０３〜２０５の出力は対応する検波部２０６〜２０８に送出され、当該検波部２０６〜２０８によりユニークワードを用いた検波処理が施されることにより、最終的な受信信号が得られる。
【００４８】
ここで変調方式及びロールオフ係数の関係について説明する。図４に、横軸時間、縦軸振幅で、１６ＱＡＭの直交ベースバンド信号の同相成分又は直交成分をシンボル間隔ｔ１周期ごとに切り出したときの波形（アイパターン）を示す。
【００４９】
図４（Ａ）はロールオフ係数０．２のときのアイパターン、図４（Ｂ）はロールオフ係数０．５のときのアイパターンを示している。例えば図３の受信装置２００の１６ＱＡＭ方式検波部２０７においてシンボル同期が理想的に行われている場合には、データシンボルは、図４の時点ｔ２、ｔ３のようにシンボル同期がとれているときの打ち抜きポイントで検波される。
【００５０】
しかし、実際には、時点ｔ４、ｔ５のようにシンボル同期に時間的オフセットが生じた状態で打ち抜かれ検波されることになる。このとき、図４からわかるように、ロールオフ係数が小さいほど、シンボル同期の時間的オフセットによる打ち抜き誤差が大きい。この結果、受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化をまねくことになる。
【００５１】
一方、シンボル同期の時間的オフセットに起因する打ち抜き誤差による受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響は、変調方式の変調多値数が大きくなるほど大きい。
【００５２】
以上の２点を考慮すると、変調多値数が小さいときは、ロールオフ係数を小さくしても、シンボル同期の時間的オフセットによる打ち抜き誤差による受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響が小さいといえる。従って、ＱＰＳＫ変調方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調した信号に対してはロールオフ係数を小さくすることが可能である。これにより、信号を劣化させずにシンボル伝送速度を高速化することができる。
【００５３】
そして、変調多値数が大きいときは、シンボル同期の時間的オフセットに起因する打ち抜き誤差による受信装置の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響が大きいため、ロールオフ係数を大きくしなければならず、シンボル伝送速度は変調多値数が小さいときと比較し低速となる。
【００５４】
このようにこの実施の形態では、変調方式の多値数が大きいほど、ロールオフ係数を大きくすることにより、受信装置２００の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ようになされている。またロールオフ係数により、シンボル伝送速度を変えることで、シンボル伝送効率の向上が可能である。
【００５５】
かくして、変調方式の多値数が小さいほど、ロールオフ係数を小さくすることにより、シンボル伝送効率の向上と、受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上を両立する送信装置１００を得ることができる。
【００５６】
以上の構成によれば、各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタ１０４〜１０６を設けたことにより、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００５７】
また変調多値数の小さい変調信号に対応するナイキストフィルタほどロールオフ係数を小さくしたことにより、シンボル伝送速度の高速化とビット誤り率の抑制を両立させることができる。
【００５８】
さらに伝搬路環境に応じてロールオフ係数を補正するようにしたことにより、変調方式に応じてロールオフ係数を変えてシンボル伝送速度を高速化したときのビット誤り率の低下を一段と抑制できる。
【００５９】
（実施の形態２）
この実施の形態では、図５に示すように、複数の変調信号を伝搬路環境に応じて適応的に切り換えて、中心周波数がｆδの同一周波数帯域のキャリアで送信された信号を受信する受信装置について説明する。具体的には、図５（Ａ）はＱＰＳＫ変調信号が重畳された送信信号を表し、図５（Ｂ）は１６ＱＡＭ変調信号が重畳された送信信号を表し、図５（Ｃ）は６４ＱＡＭ変調信号が重畳された送信信号を表す。そいて図からも明らかなように、各送信信号は、中心周波数ｆδを中心としたチャネル間隔（周波数帯域幅）ｆｗをもっている。
【００６０】
これらの送信信号は、実施の形態１について上述した送信装置１００（図１）における無線部１０９により生成する搬送波が異なることを除いて、送信装置１００とほぼ同様の構成でなる送信装置（図示せず）から送信されたものである。
【００６１】
図６に、この実施の形態の受信装置３００の構成を示す。図３との対応部分に同一符号を付して示す図６において、受信装置３００は無線部２０２から出力された受信直交ベースバンド信号を、各ナイキストフィルタ３０３〜３０５に送出すると共に、変調方式識別・電波伝搬環境推定部３０１に送出する。
【００６２】
変調方式識別・電波伝搬環境推定部３０１は、例えば受信直交ベースバンド信号のシンボルレートに基づいて受信信号の変調方式を識別すると共に、受信直交ベースバンド信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて電波伝搬環境を推定する。そして変調方式識別信号Ｓ２をディジタル信号選択部３０２に送出する。また電波伝搬環境推定信号Ｓ３を図示しない送信部を介して通信相手に送信する。例えば図１の送信装置１００はこの電波伝搬環境推定信号Ｓ３を図示しない受信部により受信し、制御信号Ｓ１として用いる。
【００６３】
受信装置３００の各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５からはそれぞれ受信信号がどの変調方式により変調された信号であるかに拘わらず出力信号が得られる。これは図５について説明したように、どの変調方式により得られた信号も同一の周波数帯域のサブキャリアに重畳されて送信されるためであり、かつ各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５の通過周波数帯域がどれも同じに選定されているからである。各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５からの出力信号は対応する検波部２０６〜２０８に送出される。
【００６４】
検波部２０６〜２０８は各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５の出力信号をユニークワードを用いて検波することにより検波後の受信信号を得、これをディジタル信号選択部３０２に送出する。ディジタル信号選択部３０２は、変調方式識別信号Ｓ２に対応する検波部２０６、２０７又は２０８から入力された検波後の信号を選択して出力する。
【００６５】
このようにこの実施の形態の受信装置３００では、同一周波数帯域で送られてくる複数変調方式の受信信号から、実際に送られてきた変調信号の変調方式に対応したルートナイキストフィルタ処理及び検波処理を施した信号のみを的確に選択することができる。
【００６６】
（他の実施の形態）
なお上述の実施の形態では、チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣのそれぞれの周波数占有帯域幅ｆａ、ｆｂ、ｆｃが、ｆａ＝ｆｂ＝ｆｃ＝ｆｘ≦ｆｗ（周波数チャネル間隔）の条件のもとで説明したが、本発明はこれに限らず、ロールオフ係数αａ≠αｂ≠αｃとすることで、シンボル伝送速度Ｔａ≠Ｔｂ≠Ｔｃとし、ｆａ≠ｆｂ≠ｆｃ≦ｆｗの条件が成立すればよい。要は、ナイキストフィルタのロールオフ係数を変調方式に応じて適宜選定することで、変調後のシンボルのシンボル伝送速度を規定された周波数帯域幅内で変えるようにすればよい。
【００６７】
また上述の実施の形態では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の３方式を例に挙げて説明したが、本発明が適用し得る変調方式はこれに限らない。また送信装置１００及び受信装置２００、３００の構成も、図１、図３及び図６に限ったものではなく、適宜変更できる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ナイキストフィルタのロールオフ係数を適宜選定することで変調処理後のシンボルの周波数帯域幅を変えずにシンボル伝送速度を所望の値に選定したことにより、送信データを変調多値数の異なる複数の変調方式を用いて変調して送信する場合に、簡易な構成により、変調信号を規定の周波数占有帯域幅内に収めた状態で、シンボル伝送速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の各変調信号のチャネル割り当て及び周波数帯域（チャネル間隔）を示す図
【図３】実施の形態１の受信装置の構成を示すブロック図
【図４】ロールオフ係数が０．２の場合及び０．５の場合のアイパターン
【図５】実施の形態２による送信信号の周波数帯域を示す図
【図６】実施の形態２の受信装置の構成を示すブロック図
【図７】送信データのフレーム構成を示す図
【符号の説明】
１００ 送信装置
１０１ ＱＰＳＫ変調方式マッピング部
１０２ １６ＱＡＭ方式マッピング部
１０３ ６４ＱＡＭ方式マッピング部
１０４、２０３、３０３ ＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ
１０５、２０４、３０４ １６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ
１０６、２０５、３０５ ６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ
１０７ 同相成分切り換え部
１０８ 直交成分切り換え部
２００、３００ 受信装置
３０１ 変調方式識別・電波伝搬環境推定部
３０２ ディジタル信号選択部
Ｄ１ 送信データ
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 変調方式識別信号
Ｓ３ 電波伝搬環境推定信号
【発明の属する技術分野】
本発明は送信装置及び受信装置に関し、特に送信信号を多値数の異なる複数の変調方式によりディジタル変調して送信する通信システムに用いられる送信装置及び受信装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信方式において複数の変調方式が共存するシステムとして、例えば、電子情報通信学会信学技報ＲＣＳ９４−６６（１９９４−０９）に記載されている技術が知られている。これは一般に適応変調方式と呼ばれ、伝搬路の状態などに応じてデータシンボルの変調方式を例えばＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ又は２５６ＱＡＭで切り換える方式である。
【０００３】
この種の無線通信システムでは、送受信装置が相手側から受信した信号のＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）等に基づいて現在の伝搬路状態を判断し、その状態に応じて変調方式を切り換える。
【０００４】
実際上、伝搬路状態が良い場合には、情報シンボルに対して例えば２５６ＱＡＭや６４ＱＡＭのように１シンボル当たりの情報伝達量の多い多値変調方式を用いてディジタル変調する。これに対して伝搬路の状態が悪い場合には、情報シンボルに対して例えば１６ＱＡＭやＱＰＳＫ変調方式のように１シンボル当たりの情報伝達量の少ない変調方式を用いてディジタル変調する。
【０００５】
図７に具体的な送信フレーム構成例を示す。図７のフレーム構成は、先頭から順次、プリアンブル、データシンボル、パイロットシンボル、データシンボル、パイロットシンボル、ユニークワード、データシンボル、パイロットシンボル、データシンボルが配置され、このうちプリアンブル、パイロットシンボル、ユニークワードは受信装置においてデータシンボルを検波する際に用いられる。データシンボルとしては、上述したように伝搬路状態に応じてＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭのいずれかの変調方式により変調されたシンボルが送信されることになる。
【０００６】
また無線通信では、使用可能な周波数帯域幅が規定されており、この規定帯域幅内に各チャネルの信号を収めて送信することが義務づけられている。このため送信装置では、帯域制限フィルタを設け、変調後の信号を所定帯域幅内に収めてから送信するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した適応変調方式を適用した場合、伝搬路の状態が良く６４ＱＡＭ方式や２５６ＱＡＭ方式を用いることができるときには１シンボル当たりの情報量が大きいので実質的なデータ伝送速度を高くすることができるが、伝搬路の状態が悪くＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式を使わざるを得ないときには１シンボル当たりの情報量が小さいので実質的なデータ伝送速度は低くなってしまう。
【０００８】
これを解決する一つの方法として、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調されたシンボルのシンボル伝送速度を、２５６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式のように変調多値数の多い変調方式により変調されたシンボル伝送速度よりも早くすることにより、変調多値数の少ない変調方式により変調された信号の実質的なデータ伝送速度を上げることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、上述したように無線通信では各信号の周波数占有帯域幅が規定されているので、無闇に変調シンボルのシンボルレートを上げてしまうと、送信信号が規定された周波数占有帯域幅に収まらなくなる不都合がある。
【００１０】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信データを変調多値数の異なる複数の変調方式を用いて変調して送信する場合に、簡易な構成により、変調信号を規定の周波数占有帯域幅内に収めた状態で、シンボル伝送速度を向上させることができる送信装置及び受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明の送信装置は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調する複数の変調手段と、各変調手段に対応して設けられていると共に各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、各変調手段により変調された変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタと、フィルタ処理後の信号を送信する送信手段とを具備する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００１３】
また本発明の送信装置は、ナイキストフィルタは、変調多値数の小さい変調手段に対応するフィルタほどロールオフ係数が小さい値に選定されている構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、ロールオフ係数が小さいほどシンボル伝送速度を速くできることを考慮して、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調後の１シンボルの情報伝達量が少ない変調方式に対応するナイキストフィルタのロールオフ係数ほど小さい値に選定しているので、ＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式の実質的なシンボル伝送速度を６４ＱＡＭ方式や２５６ＱＡＭ方式のシンボル伝送速度より速くすることができる。またこのとき変調多値数の小さい変調信号はロールオフ係数を小さくしても同期ずれが存在する環境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の増加は小さいので、シンボル伝送速度の高速化とビット誤り率の抑制を両立させることができる。
【００１５】
また本発明の送信装置は、ロールオフ係数を伝搬路環境に応じて補正するようにした構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、シンボル伝送速度の高速化と同期ずれが存在する環境におけるビット誤り率の増加の抑制とを両立させることができる。
【００１７】
また本発明の送信装置は、通信相手との間の伝搬路の状態を検出する伝搬状態検出手段を、さらに具備し、この伝搬状態検出手段により検出された伝搬路状態が良いほど変調多値数の多い変調手段により得た変調信号を送信する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、伝搬路状態が良いときには例えば２５６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式のように変調多値数の多い変調方式により変調された変調信号が送信されるので高速データ伝送が可能となる。また伝搬路状態が悪いときには例えばＱＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調された変調信号が送信されるが、このときロールオフ係数を適宜選択することにより１シンボル時間を短くし、シンボル伝送速度を上げることができるので、実質的なデータ伝送速度を上げることができる。この結果、伝搬路状態が悪い場合同期ずれが存在する環境において伝送ビット誤りを増加させずに、実質的なデータ伝送速度を向上させることができるので、装置全体として、データの品質維持と伝送速度の高速化を両立させることができる送信装置を実現できる。
【００１９】
また本発明の受信装置は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調する複数の変調手段と、各変調手段に対応して設けられていると共に各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、各変調手段により変調された変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタと、フィルタ処理後の信号を送信する送信手段とを有する送信装置により送信された信号を受信して復調する受信装置であって、送信信号を受信する受信手段と、送信装置に設けられた複数のナイキストフィルタと同様のフィルタ特性を有する複数のナイキストフィルタと、この複数のナイキストフィルタによるフィルタ処理後の信号に対してそれぞれ送信装置に設けられた複数の変調手段に対応する復調処理を施す複数の復調手段とを具備する構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、ナイキストフィルタが送信装置のナイキストフィルタと同様のフィルタ処理を施すので、各復調手段に対応した周波数帯域の変調信号のみがナイキストフィルタを通過して対応する復調手段に入力されるので、復調手段では、目的とする変調信号のみを良好に復元することができるようになる。
【００２１】
さらに本発明の送信方法は、送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調し、変調後の信号の周波数帯域を変調多値数に応じたロールオフ係数を有するナイキストフィルタにより所定幅内に制限し、帯域制限後の変調信号を送信する。
【００２２】
この方法によれば、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、ナイキストフィルタのロールオフ係数を適宜選定することにより、変調処理後のシンボルの周波数帯域幅を変えずにシンボル伝送速度を所望の値に選定したことである。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１において、１００は全体として本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示す。送信装置１００は送信データＤ１をＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式マッピング部１０１、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)方式マッピング部１０２及び６４ＱＡＭ方式マッピング部１０３に入力する。
【００２６】
ＱＰＳＫ変調方式マッピング部１０１は送信データＤ１に対してＱＰＳＫ変調処理を施し、これにより得たＱＰＳＫ変調方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分をＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４に送出する。１６ＱＡＭ方式マッピング１０２部は送信データＤ１に対して１６ＱＡＭ処理を施し、これにより得た１６ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５に送出する。６４ＱＡＭ方式マッピング部１０３は送信データＤ１に対して６４ＱＡＭ処理を施し、これにより得た６４ＱＡＭ方式直交ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６に送出する。
【００２７】
またＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５及び６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６には、各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数を決めるための制御信号Ｓ１が入力される。
【００２８】
この実施の形態の場合、各変調方式により変調した信号に対して、図２に示すような異なる周波数帯域を割り当てるものとする。すなわち図２は、実施の形態のチャネル配置を示しており、横軸が周波数、縦軸がパワーである。このとき周波数チャネル間隔（周波数帯域幅）はｆｗ以内であると決められているものとする。
【００２９】
そしてチャネルＡとしてＱＰＳＫ変調方式で変調した信号を割り当て、チャネルＢとして１６ＱＡＭ方式で変調した信号を割り当て、チャネルＣとして６４ＱＡＭ方式で変調した信号を割り当てる。
【００３０】
ここで実施の形態における周波数占有帯域、シンボル伝送速度及びルートナイキストフィルタのロールオフ係数について説明する。ルートナイキストフィルタは、角周波数をω、ロールオフ係数をα、ナイキスト角周波数をω０、ルートナイキストフィルタの振幅特性をＨ（ω）としたとき、次式で表されるフィルタである。
【００３１】
【数１】
チャネルＡ、Ｂ、Ｃのシンボル間隔をそれぞれＴａ、Ｔｂ、Ｔｃとすると、チャネルＡ、Ｂ、Ｃのシンボル伝送速度はそれぞれ１／Ｔａ、１／Ｔｂ、１／Ｔｃとなる。ここでチャネルＡはロールオフ係数αａであるルートナイキストフィルタ（すなわちＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ１０４）、チャネルＢはロールオフ係数αｂであるルートナイキストフィルタ（すなわち１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０５）、チャネルＣはロールオフ係数αｃであるルートナイキストフィルタ（すなわち６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ１０６）で帯域制限する。
【００３３】
この結果、チャネルＡの周波数周波数占有帯域幅ｆａは、ｆａ＝（１．０＋αａ）／Ｔａ、チャネルＢの周波数周波数占有帯域幅ｆｂは、ｆｂ＝（１．０＋αｂ）／Ｔｂ、チャネルＣの周波数周波数占有帯域幅ｆｃは、ｆｃ＝（１．０＋αｃ）／Ｔｃとなる。
【００３４】
ここで従来の無線通信システムでは、例えば変調方式がＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式いずれにおいても、シンボルレートをＴｘと一定とし、ロールオフ係数を０．５としたときには、周波数占有帯域幅ｆｘは、ｆｘ＝（１．０＋０．５）／Ｔｘとなり、ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内に収めるようになっている。
【００３５】
これに対して実施の形態では、各チャネルの信号を周波数占有帯域幅ｆｘに収めつつも、各チャネルでのシンボル伝送速度を変えることを考える。このため実施の形態では、ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数を適宜選定する。
【００３６】
具体的には、チャネルＣのシンボル伝送速度ＴｃをＴｃ＝Ｔｘとすると共にロールオフ係数αｃ＝０．５とする。このときチャネルＣの周波数占有帯域幅はｆｃ＝ｆｘとなる。そして、チャネルＢのロールオフ係数αｂ＝０．４のとき、チャネルＢの周波数占有帯域幅ｆｂ＝ｆｘとすると、チャネルＢのシンボル伝送速度１／Ｔｂ＞１／Ｔｘとなる。またチャネルＡのロールオフ係数αａ＝０．２のとき、チャネルＡの周波数占有帯域幅ｆａ＝ｆｘとすると、チャネルＡのシンボル伝送速度１／Ｔａ＞１／Ｔｂ＞１／Ｔｃ＝Ｔｘとなる。
【００３７】
このように実施の形態のルートナイキストフィルタ１０４〜１０６のロールオフ係数は、変調多値数の小さい変調方式に対応するルートナイキストフィルタほど小さな値のロールオフ係数を選定することにより、１シンボル当たりの伝送情報量の小さい変調方式のシンボル伝送速度を上げるようになされている。
【００３８】
この結果、従来のようにＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式いずれにおいても、シンボルレートをＴｘと一定とし、ロールオフ係数を例えば０．５で一定とし、周波数占有帯域幅ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内に収めた無線通信システムと比較し、周波数占有帯域幅ｆｘを周波数チャネル間隔ｆｗ以内の条件で、変調方式によりロールオフ係数を変えることで、ＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式のシンボル伝送速度を高速にすることができる。
【００３９】
実際上、各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６には、伝搬路の状態を表す制御信号Ｓ１が入力され、ロールオフ係数を制御信号Ｓ１に応じてある程度補正するようになっている。これによりロールオフ係数を変調方式に応じて変えた場合でも、信号劣化を抑制できるようになっている。
【００４０】
例えば伝搬路状態が悪くＱＰＳＫ変調方式により変調された変調信号が送信信号として選択された場合、伝搬路状態が程々に悪いときには問題ないが、非常に悪いときにはロールオフ係数があまりに低いとＱＰＳＫ変調信号にシンボル間干渉が生じてしまい信号が劣化するおそれがある。これを考慮して、この実施の形態では、予め変調方式毎に設定されたロールオフ係数を伝搬路の状態に応じてある程度補正するようになっている。
【００４１】
各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６から出力された同相成分信号及び直交成分信号は、それぞれ同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８に送出される。また同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８には、伝搬路状態を表す制御信号Ｓ１が入力される。同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８は制御信号Ｓ１に応じた信号を選択して出力する。
【００４２】
具体的には、伝搬路状態が良いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、６４ＱＡＭ方式用ナイキストフィルタ１０６から入力された信号を選択出力し、これに対して伝搬路状態が悪いことを示す制御信号Ｓ１が入力された場合には、ＱＰＳＫ変調方式用ナイキストフィルタ１０４から入力された信号を選択出力する。
【００４３】
無線部１０９は同相成分切り換え部１０７及び直交成分切り換え部１０８により選択された変調信号の同相成分及び直交成分を入力すると共に制御信号Ｓ１を入力する。これにより無線部１０９は制御信号Ｓ１に応じた中心周波数ｆα、ｆβ又はｆγの搬送波を生成し、生成した搬送波に入力された変調信号を重畳するようになっている。
【００４４】
すなわちこの実施の形態では、図２に示すように、チャネル毎に異なる中心周波数数ｆα、ｆβ又はｆγの搬送波にそれぞれ対応した変調信号を重畳するようになされているため、制御信号Ｓ１により選択された変調信号に対応した搬送波を無線部１０９で生成し、その搬送波に選択された変調信号を重畳するようになっている。無線処理後の送信信号は増幅器１１０により増幅された後アンテナ１１１を介して送信される。
【００４５】
図３に、送信装置１００により送信された信号を受信復調する受信装置２００の構成を示す。受信装置２００はアンテナ２０１で受信した信号を無線部２０２を介してＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ２０３、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０４及び６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０５に送出する。
【００４６】
各ルートナイキストフィルタ２０３〜２０５は、送信装置１００に設けられた各ルートナイキストフィルタ１０４〜１０６と同様の構成でなる。これにより、例えば受信信号が図２に示すチャネルＡの周波数帯域内に収められたＱＰＳＫ変調信号であった場合には、ＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ２０３からのみ出力が得られる。また受信信号が図２に示すチャネルＢの周波数帯域内に収められた１６ＱＡＭ信号であった場合には、１６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０４からのみ出力が得られる。さらに受信信号が図２に示すチャネルＣの周波数帯域内に収められた６４ＱＡＭ信号であった場合には、６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ２０５からのみ出力が得られる。
【００４７】
各ルートナイキストフィルタ２０３〜２０５の出力は対応する検波部２０６〜２０８に送出され、当該検波部２０６〜２０８によりユニークワードを用いた検波処理が施されることにより、最終的な受信信号が得られる。
【００４８】
ここで変調方式及びロールオフ係数の関係について説明する。図４に、横軸時間、縦軸振幅で、１６ＱＡＭの直交ベースバンド信号の同相成分又は直交成分をシンボル間隔ｔ１周期ごとに切り出したときの波形（アイパターン）を示す。
【００４９】
図４（Ａ）はロールオフ係数０．２のときのアイパターン、図４（Ｂ）はロールオフ係数０．５のときのアイパターンを示している。例えば図３の受信装置２００の１６ＱＡＭ方式検波部２０７においてシンボル同期が理想的に行われている場合には、データシンボルは、図４の時点ｔ２、ｔ３のようにシンボル同期がとれているときの打ち抜きポイントで検波される。
【００５０】
しかし、実際には、時点ｔ４、ｔ５のようにシンボル同期に時間的オフセットが生じた状態で打ち抜かれ検波されることになる。このとき、図４からわかるように、ロールオフ係数が小さいほど、シンボル同期の時間的オフセットによる打ち抜き誤差が大きい。この結果、受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化をまねくことになる。
【００５１】
一方、シンボル同期の時間的オフセットに起因する打ち抜き誤差による受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響は、変調方式の変調多値数が大きくなるほど大きい。
【００５２】
以上の２点を考慮すると、変調多値数が小さいときは、ロールオフ係数を小さくしても、シンボル同期の時間的オフセットによる打ち抜き誤差による受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響が小さいといえる。従って、ＱＰＳＫ変調方式のように変調多値数の少ない変調方式により変調した信号に対してはロールオフ係数を小さくすることが可能である。これにより、信号を劣化させずにシンボル伝送速度を高速化することができる。
【００５３】
そして、変調多値数が大きいときは、シンボル同期の時間的オフセットに起因する打ち抜き誤差による受信装置の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の劣化への影響が大きいため、ロールオフ係数を大きくしなければならず、シンボル伝送速度は変調多値数が小さいときと比較し低速となる。
【００５４】
このようにこの実施の形態では、変調方式の多値数が大きいほど、ロールオフ係数を大きくすることにより、受信装置２００の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ようになされている。またロールオフ係数により、シンボル伝送速度を変えることで、シンボル伝送効率の向上が可能である。
【００５５】
かくして、変調方式の多値数が小さいほど、ロールオフ係数を小さくすることにより、シンボル伝送効率の向上と、受信装置２００の搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上を両立する送信装置１００を得ることができる。
【００５６】
以上の構成によれば、各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタ１０４〜１０６を設けたことにより、ロールオフ係数を変えれば、それに応じて変調シンボルのシンボル時間を変えることができるので、変調シンボルを規定の周波数帯域幅に収めた状態で、変調シンボルのシンボル伝送速度を変えることができる。この結果、ロールオフ係数を変えるだけで、容易に各変調シンボルの伝送速度を所望の値に選定することができる。
【００５７】
また変調多値数の小さい変調信号に対応するナイキストフィルタほどロールオフ係数を小さくしたことにより、シンボル伝送速度の高速化とビット誤り率の抑制を両立させることができる。
【００５８】
さらに伝搬路環境に応じてロールオフ係数を補正するようにしたことにより、変調方式に応じてロールオフ係数を変えてシンボル伝送速度を高速化したときのビット誤り率の低下を一段と抑制できる。
【００５９】
（実施の形態２）
この実施の形態では、図５に示すように、複数の変調信号を伝搬路環境に応じて適応的に切り換えて、中心周波数がｆδの同一周波数帯域のキャリアで送信された信号を受信する受信装置について説明する。具体的には、図５（Ａ）はＱＰＳＫ変調信号が重畳された送信信号を表し、図５（Ｂ）は１６ＱＡＭ変調信号が重畳された送信信号を表し、図５（Ｃ）は６４ＱＡＭ変調信号が重畳された送信信号を表す。そいて図からも明らかなように、各送信信号は、中心周波数ｆδを中心としたチャネル間隔（周波数帯域幅）ｆｗをもっている。
【００６０】
これらの送信信号は、実施の形態１について上述した送信装置１００（図１）における無線部１０９により生成する搬送波が異なることを除いて、送信装置１００とほぼ同様の構成でなる送信装置（図示せず）から送信されたものである。
【００６１】
図６に、この実施の形態の受信装置３００の構成を示す。図３との対応部分に同一符号を付して示す図６において、受信装置３００は無線部２０２から出力された受信直交ベースバンド信号を、各ナイキストフィルタ３０３〜３０５に送出すると共に、変調方式識別・電波伝搬環境推定部３０１に送出する。
【００６２】
変調方式識別・電波伝搬環境推定部３０１は、例えば受信直交ベースバンド信号のシンボルレートに基づいて受信信号の変調方式を識別すると共に、受信直交ベースバンド信号に含まれるパイロットシンボルに基づいて電波伝搬環境を推定する。そして変調方式識別信号Ｓ２をディジタル信号選択部３０２に送出する。また電波伝搬環境推定信号Ｓ３を図示しない送信部を介して通信相手に送信する。例えば図１の送信装置１００はこの電波伝搬環境推定信号Ｓ３を図示しない受信部により受信し、制御信号Ｓ１として用いる。
【００６３】
受信装置３００の各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５からはそれぞれ受信信号がどの変調方式により変調された信号であるかに拘わらず出力信号が得られる。これは図５について説明したように、どの変調方式により得られた信号も同一の周波数帯域のサブキャリアに重畳されて送信されるためであり、かつ各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５の通過周波数帯域がどれも同じに選定されているからである。各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５からの出力信号は対応する検波部２０６〜２０８に送出される。
【００６４】
検波部２０６〜２０８は各ルートナイキストフィルタ３０３〜３０５の出力信号をユニークワードを用いて検波することにより検波後の受信信号を得、これをディジタル信号選択部３０２に送出する。ディジタル信号選択部３０２は、変調方式識別信号Ｓ２に対応する検波部２０６、２０７又は２０８から入力された検波後の信号を選択して出力する。
【００６５】
このようにこの実施の形態の受信装置３００では、同一周波数帯域で送られてくる複数変調方式の受信信号から、実際に送られてきた変調信号の変調方式に対応したルートナイキストフィルタ処理及び検波処理を施した信号のみを的確に選択することができる。
【００６６】
（他の実施の形態）
なお上述の実施の形態では、チャネルＡ、チャネルＢ、チャネルＣのそれぞれの周波数占有帯域幅ｆａ、ｆｂ、ｆｃが、ｆａ＝ｆｂ＝ｆｃ＝ｆｘ≦ｆｗ（周波数チャネル間隔）の条件のもとで説明したが、本発明はこれに限らず、ロールオフ係数αａ≠αｂ≠αｃとすることで、シンボル伝送速度Ｔａ≠Ｔｂ≠Ｔｃとし、ｆａ≠ｆｂ≠ｆｃ≦ｆｗの条件が成立すればよい。要は、ナイキストフィルタのロールオフ係数を変調方式に応じて適宜選定することで、変調後のシンボルのシンボル伝送速度を規定された周波数帯域幅内で変えるようにすればよい。
【００６７】
また上述の実施の形態では、変調方式をＱＰＳＫ変調方式、１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式の３方式を例に挙げて説明したが、本発明が適用し得る変調方式はこれに限らない。また送信装置１００及び受信装置２００、３００の構成も、図１、図３及び図６に限ったものではなく、適宜変更できる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ナイキストフィルタのロールオフ係数を適宜選定することで変調処理後のシンボルの周波数帯域幅を変えずにシンボル伝送速度を所望の値に選定したことにより、送信データを変調多値数の異なる複数の変調方式を用いて変調して送信する場合に、簡易な構成により、変調信号を規定の周波数占有帯域幅内に収めた状態で、シンボル伝送速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１の各変調信号のチャネル割り当て及び周波数帯域（チャネル間隔）を示す図
【図３】実施の形態１の受信装置の構成を示すブロック図
【図４】ロールオフ係数が０．２の場合及び０．５の場合のアイパターン
【図５】実施の形態２による送信信号の周波数帯域を示す図
【図６】実施の形態２の受信装置の構成を示すブロック図
【図７】送信データのフレーム構成を示す図
【符号の説明】
１００ 送信装置
１０１ ＱＰＳＫ変調方式マッピング部
１０２ １６ＱＡＭ方式マッピング部
１０３ ６４ＱＡＭ方式マッピング部
１０４、２０３、３０３ ＱＰＳＫ変調方式用ルートナイキストフィルタ
１０５、２０４、３０４ １６ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ
１０６、２０５、３０５ ６４ＱＡＭ方式用ルートナイキストフィルタ
１０７ 同相成分切り換え部
１０８ 直交成分切り換え部
２００、３００ 受信装置
３０１ 変調方式識別・電波伝搬環境推定部
３０２ ディジタル信号選択部
Ｄ１ 送信データ
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 変調方式識別信号
Ｓ３ 電波伝搬環境推定信号
Claims (4)
- 送信データをそれぞれ変調多値数の異なる複数の変調方式により変調する複数の変調手段と、
各変調手段に対応して設けられていると共に各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数を有し、各変調手段により変調された変調信号を所定の周波数帯域幅内に収める複数のナイキストフィルタと、
フィルタ処理後の信号を送信する送信手段と
を具備し、前記ナイキストフィルタは、変調多値数の小さい変調手段に対応するフィルタほどロールオフ係数が小さい値に選定されている、
送信装置。 - 前記ナイキストフィルタが、変調多値数の小さい変調手段に対応するフィルタほどロールオフ係数が小さい値に選定された状態で、
前記変調多値数が小さい変調方式のシンボルほどシンボル伝送速度を大きくする
請求項１に記載の送信装置。 - 受信手段と、
それぞれ、各変調方式に対応して選定されたロールオフ係数有し、かつ変調多値数の小さい変調方式に対応したフィルタほど前記ロールオフ係数が小さい値に選定され、前記受信手段により得られた受信信号をフィルタリングする複数のナイキストフィルタと、
前記複数のナイキストフィルタによりフィルタリングされた信号に対して、それぞれ、各変調方式に対応する復調処理を施す複数の復調手段と
を具備する受信装置。 - 前記複数のナイキストフィルタは、ロールオフ係数が小さい値に選定されたナイキストフィルタほど、シンボル伝送速度の大きい変調方式の変調信号をフィルタリングする
請求項３に記載の受信装置。
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| JP2001356384A JP3851551B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 送信装置及び受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001356384A JP3851551B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 送信装置及び受信装置 |
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| JP2003158556A JP2003158556A (ja) | 2003-05-30 |
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