JP4610370B2

JP4610370B2 - 通信システム、通信装置、誤り訂正方法、及び通信制御プログラム

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Publication number: JP4610370B2
Application number: JP2005048428A
Authority: JP
Inventors: 正光錦戸; 泰浩中村; 信行田中; 裕也藤内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: CN101129011A; JP2006237938A; CN101129011B; WO2006090856A1

Description

本発明は通信システム、通信装置、誤り訂正方法、及び通信制御プログラムに関し、例えば通信経路で生ずる誤りを訂正する技術に関する。

従来の通信システムでは、誤り訂正符号によって通信経路での誤り訂正を行うことが一般的に行われている。具体的には、送信装置では誤り訂正符号化した通信データに変調処理を施して送信し、受信装置では受信した通信データに復調処理を施した後、誤り訂正復号化している。このようにすることにより、従来の通信システムでは、誤り訂正符号による誤り訂正を実現している。

特許文献１には、このような誤り訂正の例が記載されている。
特開２００１−２５１１９７号公報

しかしながら、上記通信システムの変調処理において差動符号化（和分変換）を行う変調処理を利用すると、通信経路で生じた１ビットの誤りは復調処理における差動復号化（差分変換）によって２ビットになってしまう。このため、差動符号化を行う変調処理を採用する通信システムでは、通信経路で生じた１ビットの誤り訂正を行うために、２ビットの訂正が可能な誤り訂正符号が必要であった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的の一つは、差動符号化を行う変調処理を採用する通信システムにおいて、通信経路で生じた通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる通信システム、通信装置、誤り訂正方法、及び通信制御プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る通信システムは、送信装置と受信装置とを含む通信システムにおいて、前記送信装置は、通信対象である通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分について、差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施した処理済部分としてなる処理済通信データを所定の生成処理により生成する処理済通信データ生成手段と、前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段と、を含み、前記受信装置は、前記送信された処理済通信データを受信する受信手段と、前記受信された処理済通信データのうち、前記処理済部分を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得手段と、前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化手段と、を含む、ことを特徴とする。

このようにすることにより、差動符号化を行う変調処理を採用する通信システムにおいて、通信経路で生じた処理済通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる。

また、上記通信システムにおいて、前記処理済通信データ生成手段は、前記通信データの所与の部分を差動符号化する送信前差動符号化手段と、前記差動符号化された部分を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段と、を含み、前記所定の生成処理は、前記処理対象部分について、前記送信前差動符号化手段により差動符号化し、さらに前記誤り訂正符号化手段により誤り訂正符号化することにより、前記処理済通信データを生成する処理である、こととしてもよい。

このようにすることによっても、差動符号化を行う変調処理を採用する通信システムにおいて、通信経路で生じた処理済通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる。

他にも、上記通信システムにおいて、前記通信データはそれぞれ符号を示す少なくとも１種類の符号データから構成されるデータであり、前記処理済通信データ生成手段は、前記符号データと、所定の生成用データと、を対応付けて記憶する記憶手段と、前記通信データの所与の部分について、該所与の部分を構成する符号データにそれぞれ対応付けて前記記憶手段により記憶される前記生成用データを読み出し、該読み出した生成用データを差動符号化する送信前差動符号化手段と、を含み、前記生成用データは、該生成用データを差動符号化した場合に得られるデータが、該生成用データと対応付けて記憶される前記符号データについて差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなるデータであり、前記所定の生成処理は、前記処理対象部分について前記送信前差動符号化手段による差動符号化を行うことにより得られるデータを前記処理済部分として、前記処理済通信データを生成する処理である、こととしてもよい。

このようにすることによっても、差動符号化を行う変調処理を採用する通信システムにおいて、通信経路で生じた処理済通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる。また、差動符号化後に誤り訂正符号化を行う必要がないので、送信装置の構成を簡潔なものとすることができる。

また、上記通信システムにおいて、前記受信手段は、前記送信手段により送信された処理済通信データについて遅延検波を行う遅延検波手段、を含み、前記誤り訂正復号化手段は、前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち、前記処理済部分に対して差動符号化を行う受信後差動符号化手段、を含み、前記誤り訂正復号化手段は、前記受信後差動符号化手段により差動符号化された前記処理済部分を誤り訂正復号化することにより、前記誤り訂正復号化データを取得する、こととしてもよい。

差動符号化したデータを遅延検波により受信する場合、検波と同時に差動復号化されてしまうので、差動復号化前に誤り訂正復号化を行うのが困難である。そこで本発明によれば、遅延検波後に一旦差動符号化し、誤り訂正復号化してから再度差動復号化することができるので、遅延検波を行う場合であっても、通信経路で生じた処理済通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる。

また、上記通信システムにおいて、前記送信手段は、前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを位相変調されたシンボルとして送信し、前記通信データは、当該通信データのうちの所定内容部分に応じた部分についてのシンボルが既知の位相となるよう設計されており、前記受信装置は、前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち前記所定内容部分を検出する所定内容部分検出手段と、前記検出された所定内容部分に応じた部分についてのシンボルを取得するシンボル取得手段と、前記取得されるシンボルの位相と、前記既知の位相と、に基づいて前記受信手段により受信された処理済通信データの位相回転量を取得する位相回転量取得手段と、前記取得される位相回転量に基づいて前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち前記処理済部分について位相補償を行う位相補償手段と、をさらに含み、前記受信後差動符号化手段は、前記位相補償手段により位相補償された処理済部分に対して差動符号化を行う、こととしてもよい。

通信経路において位相回転が発生した場合、遅延検波によっても先頭ビットに対応するシンボルの位相は位相回転前の位相に戻らない。このため、遅延検波後に再度差動符号化を行うと、位相回転の影響を受けたデータが出力される。本発明によれば、既知の位相によって通信経路における位相回転量を取得し、位相補償を行うことができるので、遅延検波後に再度差動符号化を行う場合においても、受信装置は差動復号化の前に誤り訂正復号化をすることができるようになる。

また、本発明に係る通信装置は、通信対象である通信データのうちの少なくとも一部について、差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなる処理済通信データを、所定の生成処理により生成する処理済通信データ生成手段と、前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の別の一側面に係る通信装置は、通信データを受信する受信手段と、前記受信された通信データのうちの少なくとも一部を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得手段と、前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る誤り訂正方法は、通信経路で生ずる誤りを訂正するための誤り訂正方法であって、通信対象である通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分について、差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施した処理済部分としてなる処理済通信データを所定の生成処理により生成する処理済通信データ生成ステップと、前記処理済通信データ生成ステップにおいて生成された処理済通信データを送信する送信ステップと、前記送信された処理済通信データを受信する受信ステップと、前記受信された処理済通信データのうち、前記処理済部分を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得ステップと、前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る通信制御プログラムは、通信対象である通信データのうちの少なくとも一部について、差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなる処理済通信データを、所定の生成処理により生成する処理済通信データ生成手段、及び、前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

また、本発明の別の一側面に係る通信制御プログラムは、通信データを受信する受信手段、前記受信された通信データのうちの少なくとも一部を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得手段、及び、前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る移動体通信システム１０の構成図である。同図に示すように本移動体通信システム１０は、基地局装置２０と、移動局装置３０と、通信ネットワーク４０と、を含んで構成されている。

移動局装置３０と通信ネットワーク４０とは、基地局装置２０を介して相互に通信可能に構成されている。基地局装置２０は、移動局装置３０及び通信ネットワーク４０との間でそれぞれ相互に通信できるように構成される。

移動局装置３０と基地局装置２０とは、ともに無線通信機能を有する通信装置であり、それぞれに備えられる空中線を介して相互に無線通信を行うことができるように構成される。この無線通信では、まず送信側通信装置が、通信データを所定の変調方式により変調して、空中線より無線信号として送出する。そして受信側通信装置は空中線に到来する該無線信号を受信し、所定の変調方式により復調して、元の通信データを取得する。移動局装置３０と基地局装置２０とは、それぞれ送信側通信装置となったり、受信側通信装置となったりして、相互にこのような無線通信を行う。以下では、基地局装置２０を送信側通信装置、移動局装置３０を受信側通信装置として説明するが、送信側と受信側を逆にしても本実施の形態に係る構成、機能及び処理は同様である。

ここで、上記無線通信で使用される変調方式について説明する。この変調方式には様々な種類のものがあるが、ここでは、差動符号化を行う変調方式と、行わない変調方式と、に分類して説明する。

まず、差動符号化を行う場合について、図２を参照しながら説明する。基地局装置２０においては、まず通信対象である通信データを取得し、その差動符号化を行って処理済通信データとする。差動符号化では、基地局装置２０はまず通信データの１番目のビット１０００−１については、そのまま処理済通信データのビット１００２−１とする。次に、通信データのビット１０００−２と、その１ビット前の処理済通信データのビット１００２−１と、を排他的論理和演算することにより、ビット１０００−２に対応する処理済通信データのビット１００２−２を得る。このように基地局装置２０は、１ビット前の処理済通信データと、通信データと、を排他的論理和演算することにより、通信データに基づいて処理済通信データを生成している。

そして基地局装置２０は、このようにして得られた処理済通信データを変調して、無線信号を生成する。図２ではＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)の場合を示しており、ビット０に位相πのシンボルを、ビット１に位相０のシンボルを割り当ててシンボル化することにより処理済通信データを変調し、変調の結果としての無線信号を取得している。そして、このようにして得られた無線信号は空中線から送信され、移動局装置３０で受信される。

移動局装置３０は、受信した無線信号に対して同期検波を行う。同期検波においては、移動局装置３０は無線信号のシンボルを、該シンボルに割り当てられたビットに置き換える。このようにして得られるビット列は、処理済通信データとなる。

そして移動局装置３０は、処理済通信データを差動復号化する。差動復号化は差動符号化の逆変換処理であり、移動局装置３０は、処理済通信データのビット１００８−２と、その１ビット前の処理済通信データのビット１００８−１と、を排他的論理和演算することにより、ビット１００８−２に対応する通信データのビット１０１０−２を得る。なお、処理済通信データの１番目のビット１００８−１については、そのまま通信データのビット１０１０−１とする。このように移動局装置３０は、１ビット前の処理済通信データと、処理済通信データと、を排他的論理和演算することにより、処理済通信データに基づいて通信データを生成している。このようにして得られた通信データは、基地局装置２０において差動符号化を行う前の通信データとなるので、ここで通信データの送受信が完了する。

次に、差動符号化を行わない場合について説明する。差動符号化を行わない場合には、基地局装置２０では、通信データをそのまま処理済通信データとする。移動局装置３０でも差動復号化を行わず、受信した処理済通信データをそのまま通信データとする。

差動復号化を行う場合のメリットについて、簡単に説明する。無線信号の送受信を行う場合、無線区間において位相が回転してしまう場合がある。例えば上記ＢＰＳＫでは、シンボルの位相πが位相０に、位相０が位相πに、それぞれ変化してしまう場合がある。もちろん、位相回転量はπだけに限らず、任意の位相回転を受けうる。しかし、１つの通信データ内で位相回転量が一定であれば、このように位相が回転しても、差動復号化を行うことにより元の通信データを取得することが可能になる。

ただし、実際の通信データは、該通信データに含めて送信すべき有意データの内容の先頭に例えば１ビットの所定余剰ビットを加えたものとしている。上述のように差動符号化されたデータを差動復号化する場合、通信データの先頭ビットについては位相回転を受けたビットがそのまま使用されることになる。このため、先頭ビットについては、有意データとせずに、差動符号化処理のためだけに使用している。

一方、差動復号化を行わない場合には、上述のように位相が回転してしまうと、受信された処理済通信データであるビット列はビットが反転したデータとなってしまう。そこで、反転したビット列を元に戻すことができるよう、基地局装置２０は、無線信号のうちの所定位置のシンボル（以下、絶対位相シンボルという）に、所定の絶対位相を割り当てる。

具体的には、基地局装置２０と、移動局装置３０と、の間で、予め上記所定位置と、該所定の絶対位相と、を取決めておく。すなわち該絶対位相は、基地局装置２０と移動局装置３０との間で、既知の位相となる。そして基地局装置２０は、無線信号のうちの上記絶対位相シンボルが必ず該絶対位相（例えば位相０）となるような通信データを生成する。そして移動局装置３０は、該絶対位相シンボルを検出し、その位相を確認することにより、位相が回転しているか否かを確認する。そして回転していた場合には、通信信号の位相を補正することにより位相補償を行う。差動復号化を行わない場合には、このように絶対位相を利用して、位相の補正を行う。

ここで、移動局装置３０において絶対位相シンボルを取得するための処理について説明する。まず、基地局装置２０と、移動局装置３０と、の間で、ユニークワードと呼ばれる所定のビット列を記憶しておく。このユニークワードとしては、通信データ中該ユニークワードにより特定され得る部分（例えばユニークワードの最後のビット）が、上記絶対位相シンボルとなるように設計されたものが使用される。

そして基地局装置２０は、該ユニークワードを含めた通信データを生成し、該通信データに基づいて生成された処理済通信データを変調して、無線信号として送信する。移動局装置３０では、空中線に到来する無線信号を同期検波して得られる受信データと、ユニークワードと、の相互相関を算出する。移動局装置３０は、このようにして相互相関を算出することにより、その結果に基づいて、受信データのビット列のうちユニークワードと同じビット列となっている部分を検出している。そして、検出されたユニークワードに基づいて絶対位相シンボルを取得することができるようにしている。

なお上述の説明では、変調方式としてＢＰＳＫを例にとり説明したが、本実施の形態は他の種々の変調方式も使用する。例えばπ／４シフトＱＰＳＫ(π/4 Shift Quadrature Phase Shift Keying，４相位相偏移変調方式)、８ＰＳＫ(8 Phase Shift Keying，８相位相偏移変調方式)、１６ＱＡＭ(16 Quadrature Amplitude Modulation，直角位相振幅変調方式)、ＦＳＫ(Frequency Shift Keying，周波数変換式変調方式)、ＡＳＫ(Amplitude Shift Keying，振幅偏移変調方式)などである。また本実施の形態における移動体通信システム１０では、無線信号の受信状態に応じて変調方式を適宜変更しながら通信を行う適応変調方式も使用する。

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態１における移動局装置３０及び基地局装置２０の構成及び機能について説明する。

まず、基地局装置２０について説明する。図３は、基地局装置２０の機能ブロックを示す機能ブロック図である。同図に示すように、基地局装置２０は、スイッチ部１００ａ、差動符号化部１０２ａ、ハミング符号化部１０３、変調部１０４ａ、スイッチ部１０５、無線送信部１０６、位相制御部１０７を含んで構成される。

図４は、本実施の形態において送受信される通信データの構造を示す図である。通信データは１又は複数の通信フレームに分割されて送信される。同図に示すように、この通信フレームは、ハミング符号化不実施領域Ｓ１と、ハミング符号化実施領域Ｓ２と、適応変調領域Ｓ３と、からなっている。また、ハミング符号化不実施領域Ｓ１と、ハミング符号化実施領域Ｓ２と、はともに差動符号化を行う変調方式により変調される。具体的には、π／４シフトＱＰＳＫ変調やＢＰＳＫなどが挙げられるが、ここではＢＰＳＫによる変調を行うものとして説明を進める。なお、ハミング符号化不実施領域Ｓ１は上述のユニークワードを含んでいる。

以下、このような通信フレームを送信するための構成について、実際の通信データの処理の例を示す図を参照しながら説明する。

基地局装置２０は、スイッチ部１００ａにおいて、図示しない通信データ処理部から、以上のような通信フレームの入力を受けることにより通信データを取得する。この通信フレームには上述のように領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が含まれる。スイッチ部１００ａは、領域Ｓ１，Ｓ２に係る通信データを差動符号化部１０２ａへ、領域Ｓ３に係る通信データを変調部１０４ａへ、それぞれ出力する。

領域Ｓ１に係る通信データを送信するための構成について、図５に示す領域Ｓ１に係る通信データＳ１の処理の例を示す図を参照しながら説明する。

変調部１０４ａは、入力された処理済通信データを位相制御部１０７が決定する位相に基づいて位相変調し、シンボル列である無線信号を生成する。そして、このようにして生成した無線信号は、スイッチ部１０５を介して無線送信部１０６に入力される。そして無線送信部１０６は、入力された無線信号を空中線から送出する。なお、無線送信部１０６はここでは１つであるとして図示しているが、例えば複数のものを使用する場合もある。このような場合、スイッチ部１０５は図示しない制御部の指示に従って入力された無線信号を送信すべき無線送信部１０６に対して、該無線信号を入力する。

次に、領域Ｓ２に係る通信データを送信するための構成について、図６に示す領域Ｓ２に係る通信データＳ２の処理の例を示す図を参照しながら説明する。

差動符号化部１０２ａは、入力された通信データＳ２について上述した差動符号化を行うことにより、差動符号化通信データを生成して、ハミング符号化部１０３に入力する。

ここで、ハミング符号化部１０３における処理について、詳細に説明する。ハミング符号化部１０３は、差動符号化通信データに対してハミング符号を付加する。なお、ここでは誤り訂正符号としてハミング符号を使用しているが、例えば巡回冗長符号（ＣＲＣ）など、他の誤り訂正符号を使用してもよい。

通信装置が無線通信を行う場合、通信経路において一部のビットが反転してしまうことがある。すなわち、ビット誤りが発生することがある。そこで、本実施の形態における通信装置は、このビット反転により反転させられたビットを元に戻すために、ハミング符号を使用している。なお、ハミング符号は１ビットの誤りを訂正することができるが、２ビット以上の誤りは訂正できない。そして上述のように、差動復号化によって１ビットの誤りは２ビットの誤りになってしまうので、従来は１ビットの誤りのみを訂正できるハミング符号によっては誤り訂正できなかったが、本実施の形態では、通信データのうちの一部である通信データＳ２について、差動符号化しているにもかかわらず、無線区間における１ビットの誤りを、１ビットの誤りしか訂正できないハミング符号で訂正できるようにしている。

ハミング符号を使用するために、基地局装置２０及び移動局装置３０は、それぞれ通信データとハミング符号とを対応付けたハミング符号化テーブルを記憶している。基地局装置２０では、ハミング符号化部１０３においてハミング符号化テーブルを記憶している。図７はこのハミング符号化テーブルの例である。同図に示すように、ハミング符号化テーブルではビット列と、該ビット列をハミング符号化してなるビット列（ハミング符号化後ビット列）と、が対応付けて記憶される。

ハミング符号化部１０３は、入力された差動符号化通信データをハミング符号化テーブルに記憶されるビット列の長さに分割し、それぞれハミング符号化テーブルに対応付けて記憶されるハミング符号化後ビット列と置換する。このようにしてハミング符号化部１０３は、ハミング符号化された差動符号化通信データを生成する。そしてハミング符号化部１０３は、生成したハミング符号化された差動符号化通信データを処理済通信データとして、変調部１０４ａに入力する。

変調部１０４ａは、入力された処理済通信データを変調して無線信号を生成する。そして、生成した無線信号はスイッチ部１０５を介して無線送信部１０６に入力される。無線送信部１０６は、入力された無線信号を空中線から送出する。

次に、領域Ｓ３に係る通信データを送信するための構成について、図８に示す領域Ｓ３に係る通信データＳ３の処理の例を示す図を参照しながら説明する。

変調部１０４ａは、入力された通信データＳ３を処理済通信データとして取り扱う。そして、入力された処理済通信データを変調して無線信号を生成する。なお、領域Ｓ３は適応変調方式であるので、無線信号の状態に応じて適宜変調部１０４ａにて使用される変調方式は変更される。そして、生成した無線信号はスイッチ部１０５を介して無線送信部１０６に入力される。無線送信部１０６は、入力された無線信号を空中線から送出する。

以上のようにして、基地局装置２０は通信フレームを送信している。

次に、以上のようにして送信された通信フレームを受信する移動局装置３０について説明する。

図９は、移動局装置３０の機能ブロックを示す機能ブロック図である。同図に示すように、移動局装置３０は、無線受信部２００、スイッチ部２０１ａ、同期検波部２０２ａ、相関取得部２０３ａ、位相推定部２０４ａ、位相補償部２０５ａ、ハミング復号化部２０６ａ、差動復号化部２０７、スイッチ部２０８ａを含んで構成される。

無線受信部２００は、空中線に到来する無線信号を受信する。そして、スイッチ部２０１ａを介して同期検波部２０２ａに入力する。同期検波部２０２ａでは、入力された無線信号を同期検波して受信データを生成する。なお、ここで生成された受信データは、無線信号が位相回転を受けることなく受信されていれば、上記処理済通信データとなるはずである。しかし、空中線には様々な無線信号が到来するため、受信データが、基地局装置２０が送信したものであるか否かを確認する必要がある。そこで無線受信部２００は、生成した受信データを相関取得部２０３ａに入力する。

相関取得部２０３ａは、差動符号化した状態のユニークワード（差動符号化ユニークワード）を記憶している。そして差動符号化ユニークワードと、入力された受信データであるビット列と、の相互相関を算出することにより、受信データであるビット列に含まれる差動符号化ユニークワードを検出する。

なおこのとき、上述のように位相回転を受けている可能性があるので、本実施形態では、位相回転を受けた場合に受信される差動符号化ユニークワードも記憶しておく。そして、これらの差動符号化ユニークワードと、入力された受信データであるビット列と、の相互相関も算出する。そして、相互相関算出の結果により入力された受信データであるビット列に含まれると判断される差動符号化ユニークワードを示す情報を位相推定部２０４ａに対し出力する。

位相推定部２０４ａは、位相回転量と、該位相回転量により示される位相回転を受けた場合に受信される差動符号化ユニークワードを対応付けて記憶しておく。そして、相関取得部２０３ａから入力された差動符号化ユニークワードを示す情報に対応付けて記憶される位相回転量を読み出す。このようにすることにより位相推定部２０４ａは、受信データは読み出した位相回転量の位相回転を受けていると判断し、その位相回転量を推定している。そして位相推定部２０４ａは、推定した位相回転量を位相補償部２０５ａに出力する。

相関取得部２０３ａは、また、差動符号化ユニークワードが検出できた場合に、受信データは処理済通信データであったと判断し、同期検波部２０２ａ及びスイッチ部２０１ａに対して、受信データは処理済通信データであった旨及びその受信タイミングを通知する。さらに、相関取得部２０３ａは、検出した処理済通信データに含まれる差動符号化ユニークワードの最終ビットの内容を位相推定部２０４ａに出力する。また検出した差動符号化ユニークワードの受信データ内の位置に基づいて、処理済通信データのうちユニークワードを含む領域Ｓ１に相当する部分を抽出し、差動復号化部２０７に出力する。

スイッチ部２０１ａは、相関取得部２０３ａから受信データは処理済通信データであった旨を通知された場合に、通知された受信タイミングに基づいて、無線信号から通信フレームの領域Ｓ２，Ｓ３を抽出し、それぞれに応じた出力先を決定する。なお、本実施の形態ではいずれも同期検波部２０２ａに出力する。

同期検波部２０２ａは、スイッチ部２０１ａから入力される通信フレームの各領域に応じた同期検波処理を行う。すなわち、上述のように無線信号のシンボルをビットに置き換える処理を行う。そして同期検波した処理済通信データを位相補償部２０５ａに出力する。

以下、各領域に係る通信データを受信するための構成について、図５，図６，図８の各図に示す各領域に係る通信データの処理の例を示す図を参照しながら説明する。

まず通信データＳ１について説明する。相関取得部２０３ａは、領域Ｓ１に相当する処理済通信データを、差動復号化部２０７に出力する。この場合において、同期検波部２０２ａで同期検波された後の該処理済通信データは位相が回転している場合があり、図５では処理済通信データＡ，処理済通信データＢとして示している。

差動復号化部２０７は、入力された処理済通信データを差動復号化して通信データＳ１を生成する。この差動復号化においては、処理済通信データが処理済通信データＡ，処理済通信データＢのいずれとなっていても、同じ結果が出力される。

そして、差動復号化部２０７は、生成した通信データＳ１をスイッチ部２０８ａに出力し、スイッチ部２０８ａは、後述する通信データＳ２，Ｓ３に基づいて通信フレームを生成し、図示しないデータ処理部に対して出力する。

次に、通信データＳ２について説明する。同期検波部２０２ａから位相補償部２０５ａに入力される、領域Ｓ２に相当する処理済通信データは、位相が回転している可能性がある。すなわち、位相が回転していなければ図６に示す処理済通信データＡに、回転していれば図６に示す処理済通信データＢになる。そこで位相補償部２０５ａは、位相推定部２０４ａから入力された位相回転量に基づいて、該処理済通信データについての位相補償を行う。すなわち、該入力された位相回転量により示される位相回転分、処理済通信データを逆回転させる。例えば処理済通信データが処理済通信データＢになっていれば、入力された位相回転量により示される位相回転はπであり、位相補償部２０５ａは、−πだけ処理済通信データＢの位相を回転させ、処理済通信データＡを取得する処理を行う。このようにして、位相補償部２０５ａは処理済通信データについての位相補償を行う。

そして位相補償部２０５ａは、位相補償がされた処理済通信データをハミング復号化部２０６ａに出力する。移動局装置３０では、このハミング復号化部２０６ａにおいてハミング符号化テーブルを記憶している。このハミング符号化テーブルは基地局装置２０において記憶されるものと同一である。ハミング復号化部２０６ａは、入力された処理済通信データをハミング符号化テーブルに記憶されるハミング符号化後ビット列の長さに分割し、それぞれをハミング符号化後ビット列としてハミング符号化テーブルに対応付けて記憶されるビット列と置換する。このようにして、処理済通信データに対してハミング復号化処理を施す。そして、処理済通信データを該ハミング復号化処理によりハミング復号化してなるハミング復号化データを生成している。このハミング復号化データは差動符号化通信データとなっている。そしてハミング復号化部２０６ａは、この差動符号化通信データを差動復号化部２０７に入力する。

差動復号化部２０７では、入力された差動符号化通信データを差動復号化し、通信データＳ２を生成する。そして、差動復号化部２０７は、生成した通信データＳ２をスイッチ部２０８ａに出力する。

次に、通信データＳ３について説明する。通信データＳ３に関して同期検波部２０２ａから位相補償部２０５ａに入力される処理済通信データの位相は、無線区間を経由しているので回転している可能性がある。例えば、位相が回転していなければ図８に示す処理済通信データＡに、回転していれば図８に示す処理済通信データＢになる。そこで位相補償部２０５ａは、処理済該通信データについても位相補償を行って通信データＳ３を取得し、スイッチ部２０８ａに出力する。

以上のようにすることにより、通信データＳ２については差動符号化しているにも関わらず、通信経路で生じたビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができるようにしている。また、通信経路において位相回転が発生した場合においても、移動局装置３０は差動符号化の前にハミング復号化をすることができるようにしている。

［実施形態２］
本発明の実施形態２における移動局装置３０及び基地局装置２０の構成及び機能について説明する。

本発明の実施形態２は、移動局装置３０に特徴がある。すなわち、移動局装置３０において、実施形態１では同期検波を行うのに対し、実施形態２では通信データＳ１及び通信データＳ２について遅延検波を行う。

遅延検波では、移動局装置３０は、無線信号の各シンボルを同期検波することにより処理済通信データの各ビットを取得しつつ、これらの差動復号化を行う。このため、遅延検波の結果出力されるデータは、結果として同期検波及び差動復号化をこの順で行ったデータ（以下、遅延検波後通信データと称する）となる。

基地局装置２０の機能ブロック図は実施形態１と同様図３で示される。ただし、ユニークワードが実施形態１と異なっている。実施形態２では遅延検波をするため、後述する相関取得部２０３ｂにおいては既に差動復号化されたユニークワードとの相関を算出することになり、実施形態１のようにユニークワードとの相関結果に基づいて位相回転量を取得することができない。このため実施形態２では、上述の差動符号化を行わない場合と同様、所定の絶対位相シンボルが所定の絶対位相となるようなユニークワードを使用するように取決めておく。より具体的には、所定の絶対位相対応ビット（例えばユニークワードの最後のビット）を変調して得られる絶対位相シンボルが所定の絶対位相となるようなユニークワードを使用するように取決めておく。このようにすることにより、移動局装置３０は絶対位相を割り当てられた絶対位相シンボルを取得することができるようにしている。

そして移動局装置３０は、該所定位置のシンボルの位相を確認することにより、位相が回転しているか否かを確認する。そして回転していた場合には、通信信号の位相を補正することにより位相補償を行う。

図１０は、本実施の形態における移動局装置３０の機能ブロック図である。同図に示すように、本実施の形態における移動局装置３０は、無線受信部２００、スイッチ部２０１ｂ、同期検波部２０２ｂ、相関取得部２０３ｂ、位相推定部２０４ｂ、位相補償部２０５ｂ、ハミング復号化部２０６ｂ、スイッチ部２０８ｂ、遅延検波部２１０、差動符号化部２１１、差動復号化部２１２を含んで構成される。

無線受信部２００の処理は実施形態１と同様であり、空中線に到来する無線信号を受信する。そして、スイッチ部２０１ｂを介して遅延検波部２１０に入力する。遅延検波部２１０では、入力された無線信号を遅延検波して受信データを生成する。そして遅延検波部２１０は、生成した受信データを相関取得部２０３ｂに入力する。

相関取得部２０３ｂは、ユニークワードをそのまま記憶している。そして記憶しているユニークワードと、入力された受信データであるビット列との相互相関を算出することにより、受信データであるビット列に含まれるユニークワードを検出する。

そして相関取得部２０３ｂは、ユニークワードが検出できた場合に、受信データは遅延検波後通信データであったと判断し、遅延検波部２１０及びスイッチ部２０１ｂに対して、受信データは遅延検波後通信データであった旨及びその受信タイミングを通知する。さらに、相関取得部２０３ｂは、検出したユニークワードに基づいて、絶対位相対応ビット（例えばユニークワードの最後のビット）を検出する。そして、該絶対位相対応ビットに対応する絶対位相シンボルの位相を示す絶対位相情報を取得し、位相推定部２０４ｂに出力する。また検出したユニークワードの受信データ内の位置に基づいて、遅延検波後通信データのうちユニークワードを含む領域Ｓ１に相当する部分を抽出し、スイッチ部２０８ｂに出力する。

位相推定部２０４ｂは、絶対位相を記憶しておく。そして、相関取得部２０３ｂから入力された絶対位相情報により示される絶対位相と、記憶しておいた絶対位相と、に基づいて位相回転量を算出する。このようにすることにより位相推定部２０４ｂは、受信データは算出した位相回転量の位相回転を受けていると判断し、その位相回転量を推定している。そして位相推定部２０４ｂは、推定した位相回転量を位相補償部２０５ｂに出力する。

スイッチ部２０１ｂは、相関取得部２０３ｂから受信データは遅延検波後通信データであった旨を通知された場合に、通知された受信タイミングに基づいて、無線信号から通信フレームの領域Ｓ２，Ｓ３を抽出し、それぞれに応じた出力先を決定する。本実施の形態では、領域Ｓ２を遅延検波部２１０、領域Ｓ３を同期検波部２０２ｂにそれぞれ出力する。

遅延検波部２１０は、スイッチ部２０１ｂから入力される通信フレームの領域Ｓ２の遅延検波処理を行う。そして、遅延検波して得られる遅延検波後通信データを位相補償部２０５ｂに出力する。

同期検波部２０２ｂは、スイッチ部２０１ｂから入力される通信フレームの領域Ｓ３の同期検波処理を行う。そして同期検波した処理済通信データを位相補償部２０５ｃに出力する。そしてこの処理済通信データについては、実施形態１と同様に位相補償部２０５ｃにおいて、該処理済通信データについての位相補償が行われる。そして位相補償部２０５ｃは通信データＳ３を取得し、スイッチ部２０８ｂに出力する。

以下、領域Ｓ１及び領域Ｓ２に係る通信データを受信するための構成について、図１１及び図１２の各図に示す各領域に係る通信データの処理の例を示す図を参照しながら説明する。

まず通信データＳ１について説明する。遅延検波は差動復号化を含んでいるので、図１１に示すように受信信号が受信信号Ａ又は受信信号Ｂのいずれとなっていても、同じ結果が出力される。そして通信データＳ１については既に遅延検波において差動復号化されているので、遅延検波後通信データが通信データＳ１となっている。このため、相関取得部２０３ｂは遅延検波後通信データをそのまま通信データＳ１としてスイッチ部２０８ｂに出力する。スイッチ部２０８ｂは、後述する通信データＳ２，Ｓ３とに基づいて通信フレームを生成し、図示しないデータ処理部に対して出力する。

次に、通信データＳ２について説明する。位相補償部２０５ｂは、入力された通信データＳ２に対応する処理済通信データについての位相補償を行う。すなわち、遅延検波後であっても先頭ビットの位相は位相回転を受けたままであるので、先頭ビットの位相補償を行う。図１２に示す具体的な例では、遅延検波後通信データＡ又は遅延検波後通信データＢのいずれであるか決まらない。このままでは次段の差動符号化部２１１における差動符号化において位相回転の影響を受けた処理済通信データが出力されてしまう。これを防ぐため、位相補償部２０５ｂは、該先頭ビットの位相回転についての位相補償を行う。そして位相補償部２０５ｂは位相補償後遅延検波後通信データを取得し、差動符号化部２１１に出力する。

差動符号化部２１１では、入力された位相補償後遅延検波後通信データを差動符号化することにより、処理済通信データを生成する。すなわち、遅延検波により差動復号化されてしまっているので、再度差動符号化する。このとき、位相補償部２０５ｂにより先頭ビットの位相が補償されているので、基地局装置２０で生成した処理済通信データと同じ処理済通信データを得ることができる。そして、差動符号化部２１１は、生成した処理済通信データをハミング復号化部２０６ｂに出力する。ハミング復号化部２０６ｂにおいて行われるハミング復号化処理は、ハミング復号化部２０６ａにおいて行われるものと同様である。ハミング復号化部２０６ｂは、このハミング復号化処理により生成する差動符号化通信データを差動復号化部２１２に入力する。

差動復号化部２１２では、入力される差動符号化通信データに対して、差動復号化部２０７と同様の差動復号化を行い、通信データＳ２を生成する。そして、差動復号化部２１２は、生成した通信データＳ２をスイッチ部２０８ｂに出力する。

以上のようにすることにより、差動符号化した通信データＳ２を遅延検波により受信する場合にも、遅延検波後に一旦差動符号化し、誤り訂正復号化してから再度差動復号化することができるので、通信経路で生じた処理済通信データのビット誤りを、誤りビット数と同数の誤りビットの訂正が可能な誤り訂正符号によって訂正することができる。また、既知の位相によって通信経路における位相回転量を取得し、位相補償を行うことができるので、移動局装置３０は差動復号化の前に誤り訂正復号化をすることができるようになる。

［実施形態３］
本発明の実施形態３における移動局装置３０及び基地局装置２０の構成及び機能について説明する。

本発明の実施形態３は、基地局装置２０に特徴があり、移動局装置３０には、実施形態１又は実施形態２のものと同様なものを使用することができる。

実施形態１又は実施形態２では、基地局装置２０において、通信データＳ２の差動符号化とハミング符号化とをこの順で行った。これに対し、本実施の形態では、結果として通信データＳ２の差動符号化とハミング符号化をこの順で行って得られる処理済通信データを取得することができる他の処理済通信データ生成方法を採用する。

具体的には、ハミング符号化処理に代えて、準ハミング符号化処理を行う。準ハミング符号化処理では、送信側送信装置はハミング符号化テーブルに代えて準ハミング符号化テーブルを記憶している。図１３はこの準ハミング符号化テーブルの例である。同図に示すように、準ハミング符号化テーブルではビット列と、該ビット列を準ハミング符号化してなるビット列（準ハミング符号化後ビット列）と、が対応付けて記憶される。

この準ハミング符号化後ビット列には、準ハミング符号化後ビット列を差動符号化した場合に得られるデータが、該ハミング符号化後ビット列と対応付けて記憶されるビット列について差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなるようなビット列が記憶される。

そして基地局装置２０は、入力された通信データを、準ハミング符号化テーブルに記憶されるビット列の長さに分割し、それぞれ準ハミング符号化後ビット列と置換する。このようにして得られた準ハミング符号化通信データを差動符号化することにより、基地局装置２０は差動符号化後にハミング符号化した場合と同じ処理済通信データを生成する。このように、準ハミング符号化後ビット列は処理済通信データを生成するための生成用データとして使用される。

以下、この処理済通信データ生成方法を実現するための基地局装置２０の構成及び機能について説明する。

図１４は、本実施の形態における基地局装置２０の機能ブロックを示す機能ブロック図である。同図に示すように、基地局装置２０は、スイッチ部１００ｂ、差動符号化部１０２ｂ、変調部１０４ｂ、スイッチ部１０５、無線送信部１０６、位相制御部１０７、準ハミング符号化部１０８を含んで構成される。なお、スイッチ部１０５、無線送信部１０６、位相制御部１０７の機能については実施形態１と同様である。

図１４に示すように、スイッチ部１００ｂは、領域Ｓ１に係る通信データを差動符号化部１０２ｂへ、領域Ｓ２に係る通信データを準ハミング符号化部１０８へ、領域Ｓ３に係る通信データを変調部１０４ｂへ、それぞれ出力する。

領域Ｓ１，Ｓ３に係る通信データを送信するための構成は実施形態１又は実施形態２と同様である。以下、領域Ｓ２に係る通信データを送信するための構成について説明する。

準ハミング符号化部１０８は、上記準ハミング符号化テーブルを記憶している。そして、入力された通信データＳ２に対し、上述の準ハミング符号化処理を行う。そしてその結果として準ハミング符号化通信データを差動符号化部１０２ｂに出力する。

差動符号化部１０２ｂは、入力された順ハミング符号化通信データについて、差動符号化を行う。そしてその結果、差動符号化部１０２ｂは、実施形態１において差動符号化後にハミング符号化した場合と同じ処理済通信データを生成する。そして、生成した処理済通信データを変調部１０４ｂに入力する。

以上のようにすることにより、基地局装置２０から送信される処理済通信データは実施形態１のものと同様のものになるので、移動局装置３０では、基地局装置２０の構成によらず、同じ構成で処理済通信データの受信に関する各処理を行うことができる。一方基地局装置２０では、差動符号化後に誤り訂正符号化を行う必要がないので、装置構成を簡潔なものとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では移動体通信システムを例示して説明したが、差動符号化を利用する通信システムであれば、どのようなものにも適用可能である。また、相関取得部２０３ａでは、差動符号化した状態のユニークワードを記憶している代わりに、差動符号化していない状態のユニークワードを記憶し、相関を算出する都度差動符号化することとしてもよい。

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムのシステム構成図である。本発明の実施の形態に係る差動符号化処理の説明図である。本発明の実施の形態に係る送信装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る通信フレームを示す図である。本発明の実施の形態に係るハミング符号化不実施領域に係る処理の説明図である。本発明の実施の形態に係るハミング符号化実施領域に係る処理の説明図である。本発明の実施の形態に係るハミング符号化テーブルを示す図である。本発明の実施の形態に係る適応変調領域に係る処理の説明図である。本発明の実施の形態に係る受信装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る受信装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係るハミング符号化不実施領域に係る処理の説明図である。本発明の実施の形態に係るハミング符号化実施領域に係る処理の説明図である。本発明の実施の形態に係る準ハミング符号化テーブルを示す図である。本発明の実施の形態に係る送信装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１０移動体通信システム、２０基地局装置、３０移動局装置、４０通信ネットワーク、１００ａ，１００ｂ，１０５，２０１ａ，２０１ｂ，２０８ａ，２０８ｂスイッチ部、１０２ａ，１０２ｂ，２１１差動符号化部、１０３ハミング符号化部、１０４ａ，１０４ｂ変調部、１０６無線送信部、１０７位相制御部、１０８準ハミング符号化部、２００無線受信部、２０２ａ，２０２ｂ同期検波部、２０３ａ，２０３ｂ相関取得部、２０４ａ，２０４ｂ位相推定部、２０５ａ，２０５ｂ位相補償部、２０６ａ，２０６ｂハミング復号化部、２０７，２１２差動復号化部、２１０遅延検波部。

Claims

送信装置と受信装置とを含む通信システムにおいて、
前記送信装置は、
符号を示す符号データと、差動符号化された場合に前記符号データについて差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなる所定の生成用データと、を対応付けて記憶する記憶手段と、
少なくとも１種類の符号データから構成される通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分を構成する符号データにそれぞれ対応付けて前記記憶手段により記憶される前記生成用データを読み出し、該読み出した生成用データを差動符号化する送信前差動符号化手段と、
前記処理対象部分について前記送信前差動符号化手段による差動符号化を行うことにより得られるデータを処理済部分としてなる処理済通信データを生成する処理済通信データ生成手段と、
前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段と、
前記受信装置は、
前記送信された処理済通信データを受信する受信手段と、
前記受信された処理済通信データのうち、前記処理済部分を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得手段と、
前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化手段と、
を含む、
ことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記受信手段は、
前記送信手段により送信された処理済通信データについて遅延検波を行う遅延検波手段、
を含み、
前記誤り訂正復号化手段は、
前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち、前記処理済部分に対して差動符号化を行う受信後差動符号化手段、
を含み、
前記誤り訂正復号化手段は、前記受信後差動符号化手段により差動符号化された前記処理済部分を誤り訂正復号化することにより、前記誤り訂正復号化データを取得する、
ことを特徴とする通信システム。
請求項２に記載の通信システムにおいて、
前記送信手段は、前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを位相変調されたシンボルとして送信し、
前記通信データは、当該通信データのうちの所定内容部分に応じた部分についてのシンボルが既知の位相となるよう設計されており、
前記受信装置は、
前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち前記所定内容部分を検出する所定内容部分検出手段と、
前記検出された所定内容部分に応じた部分についてのシンボルを取得するシンボル取得手段と、
前記取得されるシンボルの位相と、前記既知の位相と、に基づいて前記受信手段により受信された処理済通信データの位相回転量を取得する位相回転量取得手段と、
前記取得される位相回転量に基づいて前記遅延検波手段により遅延検波された処理済通信データのうち前記処理済部分について位相補償を行う位相補償手段と、
をさらに含み、
前記受信後差動符号化手段は、前記位相補償手段により位相補償された処理済部分に対して差動符号化を行う、
ことを特徴とする通信システム。
符号を示す符号データと、差動符号化された場合に前記符号データについて差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなる所定の生成用データと、を対応付けて記憶する記憶手段と、
少なくとも１種類の符号データから構成される通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分を構成する符号データにそれぞれ対応付けて前記記憶手段により記憶される前記生成用データを読み出し、該読み出した生成用データを差動符号化する送信前差動符号化手段と、
前記処理対象部分について前記送信前差動符号化手段による差動符号化を行うことにより得られるデータを処理済部分としてなる処理済通信データを生成する処理済通信データ生成手段と、
前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段と、
を含むことを特徴とする通信装置。
通信経路で生ずる誤りを訂正するための誤り訂正方法であって、
符号を示す符号データと、差動符号化された場合に前記符号データについて差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなる所定の生成用データと、を対応付けて記憶する記憶手段から、少なくとも１種類の符号データから構成される通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分を構成する符号データにそれぞれ対応付けて記憶される前記生成用データを読み出し、該読み出した生成用データを差動符号化する送信前差動符号化ステップと、
前記処理対象部分について前記送信前差動符号化ステップで差動符号化を行うことにより得られるデータを処理済部分としてなる処理済通信データを生成する処理済通信データ生成ステップと、
前記処理済通信データ生成ステップにおいて生成された処理済通信データを送信する送信ステップと、
前記送信された処理済通信データを受信する受信ステップと、
前記受信された処理済通信データのうち、前記処理済部分を誤り訂正復号化してなる誤り訂正復号化データを取得する誤り訂正復号化データ取得ステップと、
前記誤り訂正復号化データを差動復号化する差動復号化ステップと、
を含むことを特徴とする誤り訂正方法。
符号を示す符号データと、差動符号化された場合に前記符号データについて差動符号化及び誤り訂正符号化をこの順で施してなるデータとなる所定の生成用データと、を対応付けて記憶手段に記憶させる手段、
少なくとも１種類の符号データから構成される通信データのうちの少なくとも一部である処理対象部分を構成する符号データにそれぞれ対応付けて前記記憶手段により記憶される前記生成用データを読み出し、該読み出した生成用データを差動符号化する送信前差動符号化手段、
前記処理対象部分について前記送信前差動符号化手段による差動符号化を行うことにより得られるデータを処理済部分としてなる処理済通信データを生成する処理済通信データ生成手段、及び、
前記処理済通信データ生成手段により生成された処理済通信データを送信する送信手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とする通信制御プログラム。