JP4696111B2 - 伝送方法及び伝送システム - Google Patents
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Description
図26は、凸型の位相冗長性を持たせたシンボル波形を用いる場合における2つの到来信号A及びBの位相関係を示す概略図である。図26において、位相差αを180度とすると、到来信号間に遅延が生じる場合でも位相が凸状に遷移するので、有効区間(正しい受信データが得られる区間)内で打ち消し合って受信波が消失する区間(図26のb点)があっても、打ち消し合わずに受信波が残存する区間(図26のa点及びc点)がある。この到来信号A及びBを遅延検波と低域通過フィルタとの組み合わせによって処理することで、有効な検波出力を得ることができる、よって、結果的にパスダイバーシチ効果を得て伝送特性が改善される。
図29は、特許文献1に記載された変調方式において到来信号の位相関係が逆相の場合を示した模式図である。図29に示すように、たとえ位相遷移が凸状であっても2つの到来信号間に遅延がない場合、逆相になってしまうと検波出力が無くなってしまい、改善効果を失ってしまう。
差動符号化部101には、入力ビット系列をシリアルパラレル変換によってシンボル形式に直された送信データ120が入力される。差動符号化部101は、送信データ120に差動符号化を施して、各シンボルの同相軸信号I及び直交軸信号Qを求める。具体的には、差動符号化部101は、第kシンボル(kは0以上の整数)の同相軸信号Ik及び直交軸信号Qkを、Mシンボル前(Mは1以上の整数)である第k−Mシンボルの同相軸信号Ik-Mと直交軸信号Qk-Mとを用いて、下記式(2)に従って求める。なお、Δθkは位相回転量である。
送信装置100から送信される複数の送信信号は、受信アンテナ141で受信されて、RF帯受信信号150として増幅器142に入力される。増幅器142は、受信したRF帯受信信号150を増幅する。RF部143は、増幅器142で増幅されたRF帯受信信号150の周波数を、RF帯域からベースバンド帯域に変換する。遅延検波部144は、ベースバンド帯域に変換された受信信号151を、互いに直交する2軸について遅延検波遅延検波して、検波信号152を得る。データ判定部145は、遅延検波部144から出力される検波信号152を判定して、1シンボルにつき2ビットの受信データ153を出力する。
図8において、第k−Mシンボルにおける到来信号Aの位相は、位相遷移a1のように変化し、到来信号Bの位相は、位相遷移a1の起点に対して位相差αだけシフトした位相値を起点に位相遷移b1のように変化する。そして、第kシンボルにおいて、到来信号Aの位相は第k−Mシンボルの位相遷移a1の起点より差動符号化による位相Δθkだけシフトした位相値を起点に位相遷移a2のように変化し、到来信号Bの位相は位相遷移a2の起点に対して位相差αだけシフトした位相値を起点に位相遷移b2のように変化する。よって、第k−Mシンボルの位相遷移a1及びb1と第kシンボルの位相遷移a2及びb2との関係は、差動符号化による位相Δθkだけシフトしたものとなる。従って、第kシンボルを第k−Mシンボルで遅延検波すれば、差動符号化による位相Δθkが得られるので、データを復調できる。
今、図9に示すように、到来信号Aの信号レベルを1、到来信号Bの信号レベルをρとし、到来信号間の位相差がαであるとする。
同様に、第kシンボルでは、到来信号AのベクトルS2Aは、ベクトルS1Aに対してΔθkだけ位相が異なり(ここでは、検波対象とするシンボル間の位相差Δθkがπとなる場合を示している)、到来信号BのベクトルS2Bは、ベクトルS2Aに対してαだけ位相が異なる。到来信号Aは、ベクトルS2Aを起点に時間と共にΦA m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻tにおいてベクトルS2A'であるとする。到来信号Bは、ベクトルS2Bを起点に時間と共にΦB m(t)に応じて位相が変化し、ある時刻tにおいてベクトルS2B'であるとする。このとき、時刻tにおける受信波ベクトルはVkとなる。
図10から、任意の時刻tにおける受信波ベクトルVk-M(t)とVk(t)とは、第k−M及び第kシンボルにおける信号点をそれぞれSk-M及びSkとすると、下記式(12)で表される。
図11は、伝搬路の遅延分散性が無視できる場合に受信アンテナで受信された到来信号A及びBの位相関係を示した模式図である。図11の(a)〜(d)は、それぞれα=0度、90度、180度及び270度の場合における到来信号A及びBのシンボル波形の位相関係を示す。図11の縦軸は、図8における第kシンボルの位相を、到来信号Aの位相遷移a2の起点を0度として0〜360度の範囲で示したもので、上記式(3)及び式(4)においてφMAX=720度とした場合である。また、到来信号Aと到来信号Bとの位相が逆相になる逆相点を×印で示し、同相になる同相点を○印で示している。
ここでは、説明を容易にするために、図13に示すような2つの送信アンテナからの到来信号が2波となる2波到来モデルで考える。まず、送信信号Aの直接波と遅延波とが受信される場合、及び送信信号Bの直接波と遅延波とが受信される場合をそれぞれ考察し、その後に全ての4つの到来波が受信される状況を考察する。
従って、第kシンボルと第k−Mシンボルとで遅延検波を行う際に、正しい検波極性が得られてかつ正しい復調データが得られる有効区間は、第kシンボルにおける領域(ii)又は第k−Mシンボルにおける領域(ii)'である。その前後の領域(i)、(iii)、(i)'及び(iii)'は、隣接シンボルの異なるデータ信号が混入するためにシンボル間干渉が生じ、必ずしも正しい復調データが得られない領域である。
図17Aは、送信信号Aの直接波と遅延波との位相遷移をベクトルで表した模式図である。ここでは、図14Aにおける有効区間(ii)又は(ii)'についてのみ考える。図17Aは、送信データを表し、検波対象となるMシンボルだけ離れた2つのシンボル間の位相差Δθkがπとなる場合を一例として示しており、第k−Mシンボルの信号点をS1Aと、第kシンボルの信号点をS2Aとする。
同様に、第kシンボルについて、直接波のベクトルS2AはベクトルS1Aに対してΔθkだけ異なり、遅延波のベクトルS2AdはベクトルS2Aに対してβAだけ位相が異なる。そして、直接波はベクトルS2Aを起点に時間と共にΦA m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻tにおいてベクトルS2A’で表される。遅延波は、ベクトルS2Adを起点に時間と共に、ΦA m(t-τ)に応じて位相が変化し、ある時刻tにおいてベクトルS2Ad’で表される。このとき、時刻tにおける受信波ベクトルはVA kとなる。
同様に第kシンボルについて、直接波のベクトルS2BはベクトルS1Bに対してΔθkだけ異なり、遅延波のベクトルS 2Bd はベクトルS2Bに対してβBだけ位相が異なる。そして、直接波はベクトルS2Bを起点に時間と共にΦB m(t)に応じて位相が変化し、任意の時刻tにおいてベクトルS2B'で表される。遅延波は、ベクトルS2Bdを起点に時間と共に、ΦB m(t-τ)に応じて位相が変化し、ある時刻tにおいてベクトルS2Bd'で表される。このとき、時刻tにおける受信波ベクトルはVB kとなる。このように、送信信号Bの直接波と遅延波について、第k−Mシンボルと第kシンボルとは、それぞれシンボル内で同じように位相が遷移するので、2つの受信波ベクトルVB kとVB k-Mとの位相関係も任意の時刻tにおいて常にΔθkとなる。
101、701 差動符号化部(回路)
102、103 波形生成部
104、105 RF直交変調部
106、303、703、1801 発振器
107、108、142 増幅器
109、110、141、304〜306 アンテナ
140 受信装置
143 RF部
144 遅延検波部
145 データ判定部
300 送信機
301 分配器
302 位相シフタ
307 受信機
700 伝送信号生成回路
702 波形発生回路
704 直交変調器
901、1601 遅延器
902、903 レベル調整器
904、905 空中線
1501、1502 平衡変調器
1503、1604、1605 移相器
1504 合成器
1606、1607、1810、1811 低域通過フィルタ
1602、1603 乗算器
1802 L分周器
1803、1804 カウンタ
1805、1806 シフトレジスタ
1807 波形記憶部
1808、1809 D/A変換器
Claims (17)
- 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信側から受信側へ伝送する伝送方法であって、
前記送信側は、
前記送信データから、同一時間のシンボルにおいて、位相の時間変化について2次微係数が常時ゼロではなく、前記複数の送信アンテナの間で相互に異なるシンボル波形となる複数の変調信号を生成し、
前記生成した複数の変調信号を前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信し、
前記受信側は、
前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を任意の1本の受信アンテナで受信し、
前記受信した変調信号を検波し、
前記検波によって得られた検波信号を復号して受信データを得る、伝送方法。 - 前記送信側は、所定のシンボル数だけ離れた任意の2つのシンボルのシンボル波形が、送信データにかかわらず同一であり、かつ、当該任意の2つのシンボルの位相差が、送信データに基づいて決定される前記変調信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、前記所定のシンボル数を1として、前記変調信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、前記位相差に、2πを2の累乗の数で均等に分割した角度のいずれかを用いることを特徴とする、請求項2に記載の伝送方法。
- 前記受信側は、遅延検波によって前記検波信号を得ることを特徴とする、請求項1に記載の伝送方法。
- 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信側から受信側へ伝送する伝送方法であって、
前記送信側は、
前記送信データから、同一時間のシンボルにおいて相互に異なるシンボル波形となる複数の変調信号を生成し、
前記生成した複数の変調信号を前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信し、
前記受信側は、
前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を任意の1本の受信アンテナで受信し、
前記受信した変調信号を検波し、
前記検波によって得られた検波信号を復号して受信データを得て、
前記送信側は、1シンボル期間において、位相が時間方向に増加し、かつ位相の時間変化の2次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第1シンボル波形と、位相が時間方向に減少し、かつ位相の時間変化の2次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第2シンボル波形とを、少なくとも生成することを特徴とする、伝送方法。 - 前記送信側は、1シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が減少し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する、前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項6に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、前記所定点を1シンボル期間の中心点とし、中心点以前の位相と中心点以後の位相とが対称的に変化する位相遷移を有する、前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項7に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、1シンボル期間の所定点までは位相の時間変化量が増加し、かつ当該所定点以降は位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する、前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項6に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、前記所定点を1シンボル期間の中心点とし、中心点以前の位相と中心点以後の位相とが対称的に変化する位相遷移を有する、前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項9に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、1シンボル期間の全てで位相の時間変化量が減少する位相遷移を有する前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項6に記載の伝送方法。
- 前記送信側は、1シンボル期間の全てで位相の時間変化量が増加する位相遷移を有する前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項6に記載の伝送方法。
- 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信側から受信側へ伝送する伝送方法であって、
前記送信側は、
前記送信データから、同一時間のシンボルにおいて相互に異なるシンボル波形となる複数の変調信号を生成し、
前記生成した複数の変調信号を前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信し、
前記受信側は、
前記複数の送信アンテナから送信された前記複数の変調信号を任意の1本の受信アンテナで受信し、
前記受信した変調信号を検波し、
前記検波によって得られた検波信号を復号して受信データを得て、
前記送信側は、1シンボル期間の所定点までは位相が時間方向に増加し、当該所定点以降は減少に転じ、かつ位相の時間変化の2次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第1シンボル波形と、1シンボル期間の所定点までは位相が時間方向に減少し、当該所定点以降は増加に転じ、かつ位相の時間変化の2次微係数が常時ゼロではない位相遷移を有する第2シンボル波形とを、少なくとも生成することを特徴とする、伝送方法。 - 前記送信側は、前記所定点を1シンボル期間の中心点とし、中心点以前の位相と中心点以後の位相とが対称的に変化する位相遷移を有する、前記第1シンボル波形及び前記第2シンボル波形を生成することを特徴とする、請求項13に記載の伝送方法。
- 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信する送信装置と、当該装置から送信された変調信号を任意の1本の受信アンテナで受信する受信装置とで、構成される伝送システムであって、
前記送信装置は、
前記送信データを差動符号化して、差動符号化信号を生成する差動符号化部と、
前記差動符号化信号を予め記憶する複数のシンボル波形でそれぞれ変調して、同一時間のシンボルにおいて、位相の時間変化について2次微係数が常時ゼロではなく、前記複数の送信アンテナの間で互いに異なるシンボル波形を有する複数の変調信号を生成する複数の波形生成部と、
前記複数の変調信号をそれぞれ直交変調して、搬送波帯域の信号に変換する複数のRF直交変調部と、
前記帯域変換された前記複数の変調信号をそれぞれ送信する複数の送信アンテナとを備え、
前記受信装置は、
前記複数の送信アンテナから送信された信号を受信する受信アンテナと、
前記受信された信号に遅延検波処理及び低域濾過処理を施して、検波信号を生成する遅延検波部と、
前記検波信号をデータ判定して受信データを出力するデータ判定部とを備える、伝送システム。 - 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信側から受信側へ送信する送信方法であって、
前記送信側は、
前記送信データから、同一時間のシンボルにおいて、位相の時間変化について2次微係数が常時ゼロではなく、前記複数の送信アンテナの間で相互に異なるシンボル波形となる複数の変調信号を生成し、
前記生成した複数の変調信号を前記複数の送信アンテナからそれぞれ送信する、送信方法。 - 同じ送信データに基づいて変調された変調信号を、複数の送信アンテナを用いて送信する送信装置であって、
前記送信データを差動符号化して、差動符号化信号を生成する差動符号化部と、
前記差動符号化信号を複数のシンボル波形でそれぞれ変調して、同一時間のシンボルにおいて、位相の時間変化について2次微係数が常時ゼロではなく、前記複数の送信アンテナの間で互いに異なるシンボル波形を有する複数の変調信号を生成する複数の波形生成部とを備える、送信装置。
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