JP4952993B2 - 受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラム - Google Patents

受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、受信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラムに関し、特に、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができるようにする信装置、受信方法、学習装置、学習方法、およびプログラムに関する。
例えば、所定の装置の筐体内において、電波（電磁波）による無線通信が行われる場合、受信機は、送信された電波が筐体内の障害物によって反射および回折し、複数の経路から同じ電波を受信してしまう。このように、送信された電波が筐体内の障害物によって反射および回折し、複数の経路からの電波を受信することをマルチパスという。なお、マルチパスは、筐体内に限らず、例えば、ビルなどの建造物や地形などを障害物として、筐体外でも発生する。
マルチパスでは、経路距離が異なる、換言すれば、伝送にかかる時間の異なる複数の経路の電波を受信機は受信するため、その受信した波形には歪みが生じている。このマルチパスによる、受信した波形の歪み（以下、マルチパスフェージングという）のために、符号の復号ができなくなることがある。換言すれば、マルチパスによって発生する直流オフセット等によってビット誤り率が増加するという問題がある。
図１は、ある装置の筐体内と筐体外で放射された電波を受信したときの受信波形を示している。なお、変調方式はASK（Amplitude Shift Keying）変調方式である。
図１において、右側の４つの波形は、筐体内での通信による受信波形を、左側の４つの波形は、筐体外での通信による受信波形を示し、それぞれ、伝送速度が、250kbps，500kbps，1Mbps、および2Mbpsのときの４通りについて示している。
例えば、一番特徴がよく表れている、最下段に示される伝送速度が2Mbpsのときを見ると、筐体外での受信波形は、“０”と“１”の区間がきれいに表示されているのに対し、筐体内での受信波形は、“０”となるべき区間に反射波が覆い被さってきているために波形が崩れ、“１”と判定される可能性が高くなっている。また、この筐体内での受信波形の歪みは、伝送速度が速くなるほど大きい。つまり、送信信号の速度によって、受信時の影響が大きく異なるとともに、反射によって通信品質が大きく劣化することが分かる。
従って、マルチパスフェージングの影響により、通信路容量を増加させることが出来ない、および、簡単な信号処理では任意の信号品質を保つことが困難である、という問題が生じる。
そこで、例えば、マルチパスフェージングを解決する手段として、筐体内全面に電波吸収体を貼ることで、筐体内において筐体の壁面における電磁波の反射を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、電波吸収体はコストが高く、また排熱などの観点から、筐体内の全面に電波吸収体を貼ることは難しい。
また、従来、一般的な無線通信の信号処理によるマルチパス対策としては、
１．変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式)を用いる
２．スペクトラム拡散 (Spread Spectrum)とレイク受信を用いる
３．マルチアンテナで受信する
などが考えられる。
特開２００４−２２０２６４号公報
しかしながら、OFDM変調方式を用いる場合には高速にフーリエ変換を行う必要があり、高熱が発生するという懸念がある。スペクトラム拡散を用いた場合には、送信信号よりも高速な信号処理が必要となるので、受信機の性能を向上させていくことが難しい等の問題がある。
マルチアンテナを用いた場合には、マルチアンテナの効果を得る為に、アンテナ間の距離をその波長に応じて十分に離す必要があるので、狭い空間内における通信に適用することが難しい。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができるようにするものである。
本発明の第１の側面の受信装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段と、前記分類手段で決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形する波形整形手段と、整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定するビット判定手段とを備える。
前記分類手段には、マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段とを有するようにさせることができる。
前記分類コード決定手段には、前記統計値から、マルチパスの定常性を有する信号の範囲を算出し、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値が、前記範囲に含まれるかどうかを判定することにより、前記分類コードを決定させることができる。
前記分類手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段とを有するようにさせることができる。
前記分類手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の差分値を計算する差分計算手段と、前記差分値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段と、前記差分値と前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段とを有するようにさせることができる。
前記ビット判定手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段と、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定するとともに、前記閾値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段とを有するようにさせることができる。
前記ビット判定手段には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段と、前記最大値と最小値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段とを有するようにさせることができる。
本発明の第１の側面の受信方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形し、整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定するステップを含む。
本発明の第１の側面のプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形し、整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定するステップを含む。
本発明の第１の側面においては、マルチパスの定常性を有する信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の信号からサンプリングされたサンプリング値と、現在ビット時間より前の過去ビット時間の信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、信号が分類され、その分類結果としての分類コードが決定される。そして、決定された分類コードに対応する係数と、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値との積を演算することにより、信号の波形が整形され、整形後の信号の波形に基づいて、信号の現在ビット時間のビットが判定される。
本発明の第２の側面の学習装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段と、前記信号、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶する記憶手段と、前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する係数算出手段とを備える。
前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段をさらに設けることができる。
前記係数算出手段には、最初に、前記受信装置が現在使用している係数を、前記係数の初期値として代入して、前記誤差が最小となるかを判定させることができる。
前記係数算出手段には、最初に、他の装置から取得した係数を、前記係数の初期値として代入して、前記誤差が最小となるかを判定させることができる。
本発明の第２の側面の学習方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶し、前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出するステップを含む。
本発明の第２の側面のプログラムは、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶させ、前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出するステップを含む。
本発明の第２の側面においては、所定のビットデータに対応する信号が受信され、受信された信号が、受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶される。そして、ビットデータを教師データとし、分類コードの信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、教師データと生徒データとの誤差が最小となるような係数が分類コードごとに算出される。
本発明の第１の側面によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。
本発明の第２の側面によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号するためのデータを学習することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
本発明の第１の側面の受信装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置（例えば、図５のLSI１００）において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段（例えば、図７の分類部３０３）と、前記分類手段で決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形する波形整形手段（例えば、図７の積和演算部３０５）と、整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定するビット判定手段（例えば、図７のビット判定部３０６）とを備える。
前記分類手段（例えば、図１１の分類部３０３−１）には、マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段（例えば、図１１の分散値RAM３６２）と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段（例えば、図１１の分類コード決定部３６１）とを有するようにさせることができる。
前記分類手段（例えば、図２７の分類部３０３−２）には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段（例えば、図２７の最大値最小値検出部５０２）と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段（例えば、図２７の比較部５０３および分類コード決定部５０４）とを有するようにさせることができる。
前記分類手段（例えば、図２８の分類部３０３−３）には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の差分値を計算する差分計算手段（例えば、図２８の差分計算部５２１）と、前記差分値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段（例えば、図２８の最大値最小値検出部５０２）と、前記差分値と前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段（例えば、図２８の比較部５０３および分類コード決定部５０４）とを有するようにさせることができる。
前記ビット判定手段（例えば、図３４のビット判定部３０６−２）には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段（例えば、図３４の最大値最小値検出部５４２）と、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定するとともに、前記閾値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段（例えば、図３４の比較部５４３）とを有するようにさせることができる。
前記ビット判定手段（例えば、図３５のビット判定部３０６−３）には、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段（例えば、図３５の最大値最小値検出部５４２）と、前記最大値と最小値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段（例えば、図３５の距離比較部５６１）とを有するようにさせることができる。
本発明の第１の側面の受信方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法において、前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し（例えば、図２０のステップＳ２３）、決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形し、整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定する（例えば、図２０のステップＳ２７）ステップを含む。
本発明の第２の側面の学習装置は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置（例えば、図５のLSI１００）において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段（例えば、図７のAD変換部３０１）と、前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶する記憶手段（例えば、図２１の受信値RAM４０１）と、前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する係数算出手段（例えば、図２１の係数算出部４０４）とを備える。
前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類コードに分類する分類手段（例えば、図７の分類部３０３）をさらに設けることができる。
本発明の第２の側面の学習方法は、マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法において、所定のビットデータに対応する前記信号を受信し（例えば、図２４のステップＳ４３）、前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶し（例えば、図２４のステップＳ４４）、前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する（例えば、図２４のステップＳ５４）ステップを含む。
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図２は、本発明を適用した情報処理装置の一実施の形態の構成例を示している。
情報処理装置１は、その筐体２のなかに、基板１１乃至１４と、その基板１１乃至１４が装着されるベース基板１５を有している。基板１１および１２は、基板固定冶具１６を介してベース基板１５に装着され、基板１３および１４は、ベース基板１５に直に装着されている。
基板１１乃至１４それぞれは、無線通信の機能を有するLSI(Large Scale Integration)とアンテナを少なくとも１つ以上有している。即ち、基板１１は、LSI１００とアンテナ１０１を有し、基板１２は、LSI１０２とアンテナ１０３を有している。また、基板１３は、LSI１０４とアンテナ１０５、および、LSI１０６とアンテナ１０７を有し、基板１４は、LSI１０８とアンテナ１０９を有している。このLSI１００，１０２，１０４，１０６、または１０８は、それぞれ、アンテナ１０１，１０３，１０５，１０７、または１０９を介して、電波（電磁波）を送信および受信する送信装置および受信装置としての機能を有する。
なお、図２に示される基板の配置、設置方法、および枚数などは、あくまで一例であり、これに限定されるものではない。
LSI１００は、電波を伝送媒体とする無線通信により、画像や音声などの所定のデータを、情報処理装置１内の他のLSI（LSI１０２，１０４，１０６、または１０８）にアンテナ１０１を介して送信したり、他のLSIから送信されたデータを、アンテナ１０１を介して受信する。LSI１００では、リアルタイム性が必要とされるバースト信号、および、間欠パケット信号の両方の通信が可能である。
LSI１０２，１０４，１０６、および１０８もLSI１００と同様に、情報処理装置１内の他のLSIと無線通信を行う。以下では、LSI１００が他のLSIにデータを送信したり、受信する場合について説明し、その他のLSIのデータの送信および受信についての説明は省略する。
筐体２の中に存在する白色ノイズ（熱雑音）、有色ノイズ（LSIから放射されるノイズ）、および、筐体２内の壁面や基板で反射および回折した信号によって、受信側で受信した信号には波形歪みが生じる。即ち、情報処理装置１内のLSI１００が受信する信号の波形には、マルチパスによる歪みが生じている。
図３は、他のLSI（以下では、例えば、LSI１０２とする）から送信された送信データに対応する送信波形と、その送信波形をLSI１００が受信したときの受信波形を示している。
図３において、横軸は時間を表し、縦軸は、信号波形の振幅値を表す。また、灰色の線は、送信または受信した信号波形そのもの（data）を表し、黒色の線は、送信または受信した信号波形の包絡線の波形（env）を表す。なお、信号の変調方式は、ASK変調方式である。
図３を参照して分かるように、LSI１０２から送信された送信データに対応する信号波形を、LSI１００が受信したときには、波形に歪みが生じている。
図４は、図３に示した、１４波ある送信波形および受信波形の包絡線の位相を揃え、重ねて表示したものである。図４の灰色の線は、１４波の波形それぞれ（data）を表し、黒色の線は、その１４波の平均波形（ave）を表す。
図４によれば、筐体２内で発生するマルチパスによる受信波形の劣化は、時間に対してほぼ一定であり、受信波形へマルチパス波が影響を及ぼす時間は短いことが分かる。従って、筐体２内のマルチパス環境下においては、LSI１００が受信する受信波形は、短時間で、時間に対して一定とみなすことができる影響を受けるということができる。このように、マルチパス環境下で受信することによって、短時間で、時間に対して一定とみなすことができる影響を受けた受信信号を、定常性のあるマルチパス信号と称する。また、時間に対して一定とみなすことができる影響を定常性と称する。
LSI１００は、マルチパスの定常性を有する受信信号を精度良く復号する。
図５は、LSI１００の構成例を示すブロック図である。
LSI１００は、入出力I/F（Interface）２０１、アルゴリズム処理部２０２、RF (Radio Frequency)信号処理部２０３、およびBB（Base band）信号処理部２０４により構成される。また、RF信号処理部２０３は、送信部２１１と受信部２１２を有する。
入出力I/F２０１は、制御信号および基準クロック信号に基づいて、基板１１上の他のブロック（不図示）と、アルゴリズム処理部２０２との間で、データを仲介する。入出力I/F２０１が基板１１上の他のブロックとやり取りする信号は、例えば、LVDS(Low Voltage Differential Signal)などの規格に従う信号である。なお、制御信号および基準クロック信号は、必要に応じてLSI１００内の各部に供給される。
アルゴリズム処理部２０２は、入出力I/F２０１またはBB信号処理部２０４から供給される信号に対して所定の信号処理を行う。例えば、BB信号処理部２０４から供給されるデジタル信号が画像信号である場合、アルゴリズム処理部２０２には、線形補間処理を施したり、高画質化処理を行うDRC（Digital Reality Creation）などを行わせることができる。また、BB信号処理部２０４から供給されるデジタル信号が音声信号である場合、アルゴリズム処理部２０２には、供給された音声信号をサラウンド信号に分離する処理などを行わせることができる。
なお、アルゴリズム処理部２０２は、入力された信号に対応するデータに対する乗算や除算の処理を、基準クロック信号が表す基準クロックよりも高速に動作を行うことが可能である。従って、アルゴリズム処理部２０２は、BB信号処理部２０４から供給される信号の信号レートが基準クロックよりも高速であったとしても、演算を行うことができる。また、BB信号処理部２０４から供給される信号の信号レートが基準クロックよりも遅い場合にも勿論対応可能である。
アルゴリズム処理部２０２は、入出力I/F２０１から供給された信号に所定の信号処理を施した後の、処理後のデジタル信号をRF信号処理部２０３に供給する。また、アルゴリズム処理部２０２は、BB信号処理部２０４から供給された信号に所定の信号処理を施した後の、処理後のデジタル信号を入出力I/F２０１に供給する。
RF信号処理部２０３の送信部２１１は、アルゴリズム処理部２０２から供給されるデジタル信号に対して、ASK変調などの変調処理を施し、変調処理後の信号を、キャリア周波数fcのキャリア信号とさらに乗算して、RF信号を生成し、アンテナ１０１に供給する。ここで、送信部２１１は、例えば、時分割多重方式（TDM: Time Division Multiplexing）でデータを送信するものとし、他のLSIがデータを送信しているかどうかを確認し、他のLSIがデータを送信していない場合、所定のフレームの乱数で割り当てられたスロットに自分のIDを送信後、データを送信する。
RF信号処理部２０３の受信部２１２は、アンテナ１０１から供給されるRF信号としての、ASK変調された変調波を同期検波し、ベースバンド信号に変換してBB信号処理部２０４に供給する。
なお、本実施の形態では、RF信号処理部２０３は、ASK変調されたアナログ信号を送受信することとするが、その他、PSK（Phase Shift Keying）変調されたアナログ信号、スペクトラム拡散方式によるアナログ信号などを送受信するようにしてもよい。
BB信号処理部２０４は、RF信号処理部２０３から供給されたアナログのベースバンド信号を、デジタル信号に変換し、アルゴリズム処理部２０２に供給する。RF信号処理部２０３から供給されるベースバンド信号は、定常性のあるマルチパス信号であり、マルチパスにより歪んだ波形となっている。なお、BB信号処理部２０４は、アルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて、アルゴリズム処理部２０２との通信レートを変化させる。
図６は、RF信号処理部２０３の受信部２１２の詳細な構成例を示すブロック図である。
受信部２１２は、LNA(Low Noise Amplifier)２３１、ミキサ２３２、LPF(Low Pass Filter)２３３、AMP(Amplifier)２３４および２３５、クロック同期回路２３６、並びにキャリア同期回路２３７により構成される。
アンテナ１０１から入力されるRF信号は、LNA２３１で増幅され、ミキサ２３２に入力される。ミキサ２３２は、LNA２３１からのRF信号を、キャリア同期回路２３７から供給される搬送波（キャリア）と乗算する。乗算された信号は、LPF２３３で高周波成分が除去され、AMP２３４および２３５で増幅されて、アナログのベースバンド信号となって、BB信号処理部２０４およびクロック同期回路２３６に供給される。クロック同期回路２３６は、AMP２３５から供給されるベースバンド信号に同期するクロック信号を生成する。キャリア同期回路２３７は、搬送波に同期する同期信号をミキサ２３２に供給する。
図７は、BB信号処理部２０４の詳細な構成例を示すブロック図である。
BB信号処理部２０４は、AD（Analog/Digital）変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、係数保持部３０４、積和演算部３０５、ビット判定部３０６、データ保持部３０７、学習部３０８、および既知信号データベース３０９により構成される。
BB信号処理部２０４には、アナログのベースバンド信号を受信して、デジタル信号に変換する受信処理を行う受信モードと、受信処理において利用する各種の対応表を学習する学習処理を行う学習モードの２つのモードがある。受信処理は、AD変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、係数保持部３０４、積和演算部３０５、ビット判定部３０６、およびデータ保持部３０７によって行われ、学習処理は、AD変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３、係数保持部３０４、学習部３０８、および既知信号データベース３０９によって行われる。従って、BB信号処理部２０４が学習モードであるときは、LSI１００は学習装置として機能し、BB信号処理部２０４が受信モードであるときは、LSI１００は受信装置として機能する。
RF信号処理部２０３の受信部２１２から出力されたアナログのベースバンド信号は、BB信号処理部２０４のAD変換部３０１に供給される。AD変換部３０１は、ベースバンド信号の受信データの１ビットに相当する時間（以下、１ビット時間という）ごとに、ベースバンド信号を複数点サンプリングし、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給する。なお、本実施の形態では、図８に示すように、AD変換部３０１は、１ビット時間あたり、３点のサンプリングを行い、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給するものとするが、複数点であれば、２点、または４点以上でもよい。なお、１ビット時間中のどの時刻でサンプリングするかは、予め決定される。また、アナログのベースバンド信号を１ビット時間ごとに区切ったときの、最近の１ビット時間を、適宜、現在ビット時間という。
データ保持部３０２は、フリップフロップ等により構成される。データ保持部３０２は、受信モードにおいて、AD変換部３０１から供給された３個のサンプリング値を、その内部（図１０の過去ビットRAM３４２）に記憶されている、現在ビット時間より１ビット時間前と２ビット時間前（以下、適宜、過去ビット時間という）にそれぞれサンプリングされた２個のサンプリング値とともに、分類部３０３に供給する。即ち、データ保持部３０２は、現在ビット時間と過去ビット時間の５個のサンプリング値を分類部３０３に供給する。なお、現在ビット時間より１ビット時間前または２ビット時間前それぞれ１個合わせて計２個のサンプリング値としては、本実施の形態では、そのビット時間内にサンプリングされた３個のサンプリング値のうちの、時間的に真ん中のサンプリング値を採用するものとするが、これに限定されず、例えば、そのビット時間内にサンプリングされた３個のサンプリング値すべてを記憶して、現在ビット時間のサンプリング値とともに供給するようにしてもよい。
また、現在ビット時間と過去ビット時間の５個のサンプリング値は、データ保持部３０２において所定時間だけ保持され、積和演算部３０５に供給される。データ保持部３０２は、係数保持部３０４から所定の係数が積和演算部３０５に供給されるタイミングに合わせて、サンプリング値を積和演算部３０５に供給する。
従って、受信モードにおいては、図９に示すように、現在ビット時間の時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3それぞれにサンプリングされたサンプリング値ｘ1，ｘ2、およびｘ3と、内部に記憶しておいた現在ビット時間よりも１ビット時間前の１ビット時間の時刻ｔ4にサンプリングされたサンプリング値ｘ4、および、現在ビット時間よりも２ビット時間前の１ビット時間の時刻ｔ5にサンプリングされたサンプリング値ｘ5が、分類部３０３と積和演算部３０５に供給される。ｘiは、時刻ｔiにおけるサンプリング値であり、ｘi＝ｘ（ｔi）である。
一方、BB信号処理部２０４が学習モードである場合には、データ保持部３０２は、受信モード時と同様の現在ビット時間と過去ビット時間の５個のサンプリング値を、学習部３０８に供給する。
分類部３０３は、学習モードにおいて、マルチパスの定常性を有する波形整形前の受信データ（サンプリング値）の統計値と分類コードとが対応付けられた分類コード表（図１２）を学習部３０８から取得する。そして、受信モードにおいて、分類部３０３は、学習モード時に取得した分類コード表に基づいて、受信データを分類する。より具体的には、分類部３０３は、波形整形前の受信データの統計値に基づいて、現在ビット時間と過去ビット時間の５個のサンプリング値の分類コードを決定し、その分類結果としての分類コードを係数保持部３０４に供給する。
係数保持部３０４は、学習モードにおいて、分類コードと、積和演算部３０５における積和演算に使用される係数とが対応付けられた係数データ表を学習部３０８から取得する。図１９を参照して後述するように、係数データ表には、１つの分類コードに対して、現在ビット時間と過去ビット時間でサンプリングされるサンプリング値の個数と同一の個数の係数が記憶されている。係数保持部３０４は、係数データ表を、HDD（Hard Disk Drive）やメモリカードなどの図示せぬ外部記憶装置から取得することも可能である。そして、係数保持部３０４は、受信モードにおいて、係数データ表を参照し、分類部３０３から供給される分類コードに基づいて、係数を決定する。
積和演算部３０５は、受信信号の波形を整形する。即ち、積和演算部３０５は、現在ビット時間より先のビット時間（即ち、過去ビット時間）に受信されたデータの影響も考慮して、次式（１）の積和値ＴＰを、波形整形後の現在ビット時間の値として求める。
Figure 0004952993
式（１）は、現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値と、係数保持部３０４から供給される係数との積和演算であり、ｘi（ｉ＝１乃至ｈ）は時刻ｔiにおけるサンプリング値、ｃiは時刻ｔiのサンプリング値ｘiに対する係数を表す。また、ｈは、データ保持部３０２から１回に供給されるサンプリング値の総数を表し、いまの場合、ｈ＝５である。
なお、積和演算部３０５では、次の積和値ＴＰに更新されるまで、その出力がホールドされる。
ビット判定部３０６は、積和演算部３０５から供給される現在ビット時間の積和値ＴＰと、所定の閾値Vthとを比較して、現在ビット時間のビットを判定する。具体的には、ビット判定部３０６は、積和値ＴＰが閾値Vthよりも大きい場合には、現在ビット時間に受信したビットを“１”と判定し、積和値ＴＰが閾値Vth以下である場合には、現在ビット時間に受信したビットを“０”と判定する。そして、ビット判定部３０６は、デジタル信号としての現在ビット時間のビットデータをデータ保持部３０７に供給する。なお、ビット判定部３０６の動作には、白色性のガウス雑音を考慮してヒステリシスを持たせるようにしてもよい。
積和値ＴＰは、式（１）で表されるように、現在ビット時間および過去ビット時間にサンプリングされたサンプリング値に対して所定の係数ｃiを乗算しており、ビット判定部３０６の閾値Vthに対して、受信データ（サンプリング値）の特徴を表す分類コードに応じて、相対的に閾値Vthを変化させていることになる。なお、ビット判定部３０６は、演算結果の信号に対応可能なように、広帯域な信号を処理することが可能となされている。
データ保持部３０７は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等により構成され、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、ビット判定部３０６から供給されるビットデータを所定時間だけ保持し、その後、アルゴリズム処理部２０２に供給する。
学習部３０８は、学習モードにおいて、受信信号におけるマルチパスの定常性を学習する。より具体的には、学習部３０８は、上述した係数ｃiと、その分類コード、および波形整形前の受信データの統計値とが対応付けられた係数受信データ対応表（図２３）を作成する。
学習部３０８は、データ保持部３０２から供給される波形整形前の受信データを分類コードごとに蓄積し、分類コードごとに、蓄積された波形整形前の受信データから、波形整形前の受信データの統計値を算出する。ここで、受信データの統計値とは、例えば、サンプリング値の平均値μおよび分散σ2である。
また、学習部３０８は、学習の教師となる教師データとしての送信データ（ビットデータ）と分類コードを既知データベース３０９から取得する。一方、学習部３０８は、データ保持部３０２から供給される波形整形前の受信データを、学習の生徒となる生徒データとする。そして、学習部３０８は、教師データと生徒データを用いて、分類コードごとに係数ｃiを求める。これにより、学習部３０８では、分類コードと、係数ｃiおよび波形整形前の受信データの統計値とを対応付けた係数受信データ対応表が作成される。なお、学習モードにおいては、他のLSIから、送信データがどういう順番で送信されてくるかが予め決定されている。
学習部３０８は、係数受信データ対応表から、分類コードと受信データの統計値との対応を抽出し、分類コード表として、分類部３０３に供給する。また、学習部３０８は、係数受信データ対応表から、分類コードと係数ｃiとの対応を抽出し、係数データ表として、係数保持部３０４に供給する。
既知信号データベース３０９は、分類コードに対応付けられた係数ｃiの初期値と教師データ（送信データ）を図示せぬ外部記憶装置から取得して記憶し、必要に応じて、学習部３０８に供給する。なお、係数ｃiを求める学習処理において、係数ｃiの初期値を、BB信号処理部２０４がいま使用している係数ｃiとする場合、既知信号データベース３０９は、係数保持部３０４に記憶されている係数データ表の係数ｃiを取得して、学習部３０８に供給する。
図１０は、AD変換部３０１とデータ保持部３０２の詳細な構成例を示すブロック図である。
AD変換部３０１は、ADC（Analog/Digital Converter）３３１−１乃至３３１−３とクロック信号変換部３３２−１および３３２−２とにより構成される。データ保持部３０２は、データ保持部３４１−１乃至３４１−３および過去ビットRAM（Random Access Memory）３４２により構成される。
ADC３３１−１は、クロック信号変換部３３２−１から供給されるクロック信号のタイミングで、RF信号処理部２０３の受信部２１２（図５）から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−１に供給する。
ADC３３１−２は、そこに供給される内部クロック信号のタイミングで、受信部２１２から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−２に供給する。
ADC３３１−３は、クロック信号変換部３３２−２から供給されるクロック信号のタイミングで、受信部２１２から供給されるアナログのベースバンド信号をデジタル信号に変換し、データ保持部３４１−３に供給する。
クロック信号変換部３３２−１は、内部クロック信号よりもTds時間だけ位相が早いクロック信号を生成し、ADC３３１−１に供給する。クロック信号変換部３３２−２は、内部クロック信号よりもTds時間だけ位相が遅いクロック信号を生成し、ADC３３１−３に供給する。ここで、Tds時間は、内部クロック信号よりも非常に短い時間であり、配線長さや同期クロックの両エッジを用いる等で作り出すことが可能である。
AD変換部３０１およびデータ保持部３０２に供給される内部クロック信号は、クロック同期回路２３６によって生成されるクロック信号か、または、BB信号処理部２０４内で生成したクロック信号を、受信データに周波数同期させた位相雑音の小さいクロック信号である。
ADC３３１−１は、図９に示した例で言えば、時刻ｔ1のサンプリング値ｘ1をデータ保持部３４１−１に供給する。また、ADC３３１−２は、時刻ｔ2のサンプリング値ｘ2をデータ保持部３４１−２に供給し、ADC３３１−３は、時刻ｔ3のサンプリング値ｘ3をデータ保持部３４１−３に供給する。従って、AD変換部３０１は、同期クロックよりも高速なサンプリングを行う。
換言すれば、AD変換部３０１は、内部クロック信号のクロック周波数fpの２倍以上のサンプリング周波数fsにしなければ正確に復元することができないというサンプリング定理を満たしていないが、受信データの復号に有利となる高速なサンプリングが可能である。また、AD変換部３０１は、通常であれば受信データの復調時に必要となるオーバーサンプリングが必要ないので、高速に動作するADCを用いてサンプリングする必要がなく、構成の簡素化および低消費電力を実現できる。
AD変換部３０１は、受信モードおよび学習モードのいずれにおいても上述した動作を行う。
データ保持部３０２のデータ保持部３４１−１乃至３４１−３は、例えば、内部クロック信号のクロックで動作するラッチ回路などにより構成され、受信モードのときには、ADC３３１−１乃至３３１−３それぞれから供給されるサンプリング値を分類部３０３に供給するとともに、そのサンプリング値を所定時間だけ遅延させた後、積和演算部３０５にも供給する。また、データ保持部３４１−２は、サンプリング値を過去ビットRAM３４２にも供給する。
一方、学習モードのときには、データ保持部３４１−１乃至３４１−３は、それぞれ、ADC３３１−１乃至３３１−３から供給されるサンプリング値を学習部３０８に供給する。
過去ビットRAM３４２は、現在ビット時間よりも１ビット時間前の１つのサンプリング値と、現在ビット時間よりも２ビット時間前の１つのサンプリング値を記憶し、データ保持部３４１−１乃至３４１−３が現在ビット時間のサンプリング値を出力するのと同一のタイミングで出力する。
図９に示した例で言えば、過去ビットRAM３４２は、サンプリング値ｘ4およびｘ5を記憶し、データ保持部３４１−１乃至３４１−３がサンプリング値ｘ1乃至ｘ3を出力するのと同一のタイミングでサンプリング値ｘ4およびｘ5を出力する。出力された過去ビット時間のサンプリング値は、データ保持部３４１−１乃至３４１−３からの出力と同様に、受信モードのときには分類部３０３および積和演算部３０５に供給され、学習モードのときには学習部３０８に供給される。また、過去ビットRAM３６３は、データ保持部３４１−２から新しいサンプリング値が供給された場合には、それを、時刻の古い方のサンプリング値に上書きして記憶する。
図１１は、分類部３０３の第１の構成である分類部３０３−１のブロック図である。
分類部３０３−１は、分類コード決定部３６１と分散値RAM３６２により構成される。
受信モードにおいて、分類コード決定部３６１は、分散値RAM３６２から、他のLSIから送信されたデータを受信した場合の受信データの平均値μと分散σ2を取得する。この受信データの平均値μと分散σ2は、後述する学習処理により決定されるものである。また、他のLSIとは、LSI１００の通信相手であるLSI１０２，１０４，１０６、または１０８のいずれかを表し、LSI１００は、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しているものとする。
分類コード決定部３６１は、受信データの分類コードごとの平均値μと分散σ2から、各分類コードにおける受信データの取り得る最大値と最小値（範囲）を算出する。例えば、９９％の確率で受信データの取り得る範囲を設定する場合には、μ±３σの範囲に、受信データの範囲を設定すればよい。
分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間の３つのサンプリング値ｘ1乃至ｘ3と過去ビット時間のサンプリング値ｘ4およびｘ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを順次絞り込むことにより、分類コードを決定し、係数保持部３０４に供給する。
一方、学習モードにおいては、分類コード決定部３６１は、学習部３０８から供給される、受信データの統計値と分類コードとが対応付けられた分類コード表を分散値RAM３６２に供給し、記憶させる。
分散値RAM３６２は、図１２に示される、受信データの統計値（平均値μと分散σ2）を分類コードごとに記憶させた分類コード表を、通信相手としてのLSI１０２，１０４，１０６、および１０８ごとに記憶する。そして、分散値RAM３６２は、他のLSIの受信データの平均値μと分散σ2を、必要に応じて分類コード決定部３６１に供給する。
なお、図１２では、受信データをｎ個のサンプリング値として示しているが、本実施の形態では、ｎ＝５である。また、図１２において、受信データの統計値は、１６進で表されている。
図１３乃至図１６を参照して、分類部３０３−１による分類コードの決定について説明する。
分類コード決定部３６１は、図９に示した、現在ビット時間の３つのサンプリング値ｘ1乃至ｘ3と、過去ビット時間のサンプリング値ｘ4およびｘ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを絞り込むことにより、分類コードを決定する。分類コード決定部３６１は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5を、時刻の古い順であるサンプリング値ｘ5，ｘ4，ｘ3，ｘ2，ｘ1の順で分類コードを絞り込んでもよいし、新しい順であるサンプリング値ｘ1，ｘ2，ｘ3，ｘ4，ｘ5の順で分類コードを絞り込んでもよいが、以下では、時刻の古い順であるサンプリング値ｘ5，ｘ4，ｘ3，ｘ2，ｘ1の順で分類コードを絞り込む例について説明する。図１３乃至図１６では、サンプリング値ｘ5，ｘ4，ｘ3，ｘ2，ｘ1の順で行う処理のうちの、現在ビット時間のサンプリング値ｘ3，ｘ2、およびｘ1について説明するが、その前のサンプリング値ｘ5およびｘ4についても同様の処理が行われる。
いま、データ保持部３０２から供給された現在ビット時間の受信データのサンプリング値ｘ3，ｘ2，ｘ1が、それぞれ、１７０，１６２，１５０であるとする。即ち、ｘ3＝１７０，ｘ2＝１６２、およびｘ1＝１５０である。
図１３は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ｘ3の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。図１３の横軸は、分類コード（０乃至３１）を表し、縦軸は、振幅値（サンプリング値）を表す。また、図１３では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ｘ3の取り得る最大値および最小値を星（＊）印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ｘ3の取り得る最大値および最小値を黒丸（●）印で表し、サンプリング値ｘ3の取り得る範囲は、星印または黒丸印どうしの間となる。なお、一部の分類コードの取りうる範囲の図示は省略されている。
分類コード表によって、各分類コード０乃至３１におけるサンプリング値ｘ3の取り得る範囲が、図１３に示すように決定されている場合、分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ｘ3である１７０を、取り得る範囲として含む分類コードを探索する。
図１３に示すように、サンプリング値１７０を取る可能性がある分類コードは、７，１５，２０、および３１である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード７，１５，２０、および３１を、受信データに対応する分類コードの候補として決定する。
次に、分類コード決定部３６１は、サンプリング値ｘ3に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード７，１５，２０、および３１のみを対象に、サンプリング値ｘ2について、同様の処理を行う。
図１４は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ｘ2の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。また、図１４では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ｘ2の取り得る最大値および最小値を黒三角（▲）印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ｘ2の取り得る最大値および最小値をバツ（×）印で表し、サンプリング値ｘ2の取り得る範囲は、黒三角印またはバツ印どうしの間となる。
サンプリング値ｘ3に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード７，１５，２０、および３１のなかで、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ｘ2である１６２を取る可能性がある分類コードは、１５および３１である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード１５および３１を、受信データに対応する新たな分類コードの候補として決定する。
次に、分類コード決定部３６１は、サンプリング値ｘ2に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード１５および３１のみを対象に、サンプリング値ｘ1について、同様の処理を行う。
図１５は、分散値RAM３６２から取得された平均値μと分散σ2にしたがい、サンプリング値ｘ1の取り得る範囲を分類コードごとに示したものである。また、図１５では、分類コード０乃至１５に対応するサンプリング値ｘ1の取り得る最大値および最小値を黒菱形（◆）印で表し、分類コード１６乃至３１に対応するサンプリング値ｘ1の取り得る最大値および最小値を黒四角（■）印で表し、サンプリング値ｘ1の取り得る範囲は、黒菱形印または黒四角印どうしの間となる。
サンプリング値ｘ2に対する分類コードの探索で候補として残った分類コード１５および３１のなかで、データ保持部３０２から供給されたサンプリング値ｘ1である１５０を取る可能性がある分類コードは、１５である。従って、分類コード決定部３６１は、分類コード１５を、受信データに対応する最終的な分類コードとして決定する。
図１３乃至図１５の処理をまとめると、図１６に示すようになる。
時刻ｔ3におけるサンプリング値ｘ3＝１７０から、白丸（○）印で示される探索対象の分類コード０乃至３１のうちの、黒丸（●）印で示される分類コード７，１５，２０、および３１が、受信データの分類コードの候補に挙がる。次に、時刻ｔ2におけるサンプリング値ｘ2＝１６２から、白丸印で示される探索対象の分類コード７，１５，２０、および３１のうちの、黒丸印で示される分類コード１５および３１が、受信データの分類コードの候補に挙がる。最後に、時刻ｔ1におけるサンプリング値ｘ1＝１５０から、白丸印で示される探索対象の分類コード１５および３１のうちの、黒丸印で示される分類コード１５が、受信データの分類コードに決定される。
図１７は、受信モード時の分類部３０３−１による分類コード決定処理のフローチャートである。
なお、LSI１００は、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しており、分類コード決定処理の前には、各分類コードに対応する、通信相手のLSI用の受信データの統計値を分散値RAM３６２から取得しているものとする。
初めに、ステップＳ１において、分類コード決定部３６１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間の３つのサンプリング値ｘ1乃至ｘ3と、過去ビット時間のサンプリング値ｘ4およびｘ5を取得する。
ステップＳ２において、分類コード決定部３６１は、最初のサンプリング値、例えば、時間的に最も過去のサンプリング値ｘ5を、取り得る範囲に含む分類コードを、分類コードの候補として決定する。
ステップＳ３において、分類コード決定部３６１は、分類コードの候補のなかで、次のサンプリング値、例えば、サンプリング値ｘ4を、取り得る範囲に含む分類コードを、新たな分類コードの候補に決定する。
ステップＳ４において、ステップＳ１で取得された全てのサンプリング値について調べたか否かが判定される。全てのサンプリング値について調べていないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻り、ステップＳ３およびＳ４の処理が繰り返される。これにより、例えば、サンプリング値ｘ3，ｘ2，ｘ1について同様の処理が行われる。
ステップＳ４で、全てのサンプリング値について調べたと判定された場合、ステップＳ５において、分類コード決定部３６１は、最終的な分類コードの候補を、受信データに対応する分類コードに決定し、係数保持部３０４に供給して、処理を終了する。
以上のようにして、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれが、所定の分類コードの受信データの取り得る範囲に入っているか否かを順次絞り込むことにより、分類コード決定部３６１は、受信データの分類コードを一意に決定する。
上述した例では、LSI１００が、どのLSIからデータが送信されてくるかをアルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報に基づいて認識しており、そのLSI用の受信データの統計値を分散値RAM３６２から取得しているものとしたが、どのLSIからデータが送信されてくるかがわからない場合には、分散値RAM３６２に記憶されているLSI１０２，１０４，１０６、および１０８それぞれの受信データの統計値と分類コードについて図１７の処理を実行し、受信したサンプリング値が範囲に該当するLSIを探索する。この場合、分類コード決定部３６１は、通信相手と認識されたLSIを識別するLSI情報も係数保持部３０４に供給する。
図１８は、係数保持部３０４の詳細な構成例を示すブロック図である。
係数保持部３０４は、係数決定部３８１と係数RAM３８２により構成されている。
係数決定部３８１は、学習モードにおいて、通信相手となるLSIそれぞれの、分類コードと係数とが対応付けられた係数データ表を、学習部３０８から取得し、係数RAM３８２に記憶させる。
係数決定部３８１は、受信モードにおいて、係数RAM３８２に記憶されている、通信相手のLSI用の係数データ表を参照し、分類部３０３−１から供給された分類コードに基づいて係数を決定し、積和演算部３０５に供給する。
係数RAM３８２は、図１９に示すように、分類コードと係数とが対応付けられた係数データ表を、通信相手であるLSIごとに記憶する。この係数データ表には、１つの分類コードに対して、データ保持部３０２から積和演算部３０５に供給されるサンプリング値の個数と同一の個数（ｎ＝５）の係数が記憶されている。
次に、図２０のフローチャートを参照して、BB信号処理部２０４による受信モード時の受信処理について説明する。
初めに、ステップＳ２１において、AD変換部３０１は、RF信号処理部２０３の受信部２１２からのベースバンド信号をA/D変換する。即ち、AD変換部３０１は、受信部２１２から供給される１ビット時間分のベースバンド信号から、３点をサンプリングし、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給する。
ステップＳ２２において、データ保持部３０２は、現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値を分類部３０３−１に供給する。また、データ保持部３０２は、現在ビット時間のサンプリング値を所定時間保持する。
ステップＳ２３において、分類部３０３−１の分類コード決定部３６１は、図１７を参照して説明した分類コード決定処理を行うことにより、受信データの分類コードを決定する。
ステップＳ２４において、係数保持部３０４の係数決定部３８１は、通信相手のLSI用の、分類コードと係数ｃiとが対応付けられた係数データ表を参照し、分類部３０３−１から供給された分類コードに基づいて係数ｃiを決定する。決定された係数ｃiは、積和演算部３０５に供給される。
ステップＳ２５において、データ保持部３０２は、保持しておいた現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値を積和演算部３０５に供給する。また、データ保持部３０２では、現在ビット時間の真ん中の時刻にサンプリングされたサンプリング値が、次のビット時間以降の出力のために過去ビットRAM３６３に記憶される。
ステップＳ２６において、積和演算部３０５は、式（１）に従い、データ保持部３０２から供給される現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値と、係数保持部３０４から供給される係数ｃiとを積和演算する。これにより、積和値ＴＰが得られる。
ステップＳ２７において、ビット判定部３０６は、積和演算部３０５からの積和値ＴＰと、所定の閾値Vthとを比較して、現在ビット時間に受信したビットの判定を行う。具体的には、ビット判定部３０６は、積和値ＴＰが閾値Vthよりも大きい場合には、現在ビット時間に受信したビットを“１”と判定し、積和値ＴＰが閾値Vth以下である場合には、現在ビット時間に受信したビットを“０”と判定する。そして、ビット判定部３０６は、ビット判定結果をビットデータとしてデータ保持部３０７に供給する。
ステップＳ２８において、データ保持部３０７は、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、ビット判定部３０６から供給されたビットデータを所定時間だけ保持する。
そして、所定時間経過後、ステップＳ２９において、データ保持部３０７は、保持しておいたビットデータをアルゴリズム処理部２０２に出力する。
ステップＳ３０において、BB信号処理部２０４は、受信が終了したか否かを判定する。
ステップＳ３０における受信が終了したか否かの判定は、アルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報か、または、LSI１００に入力される制御信号に基づいて行われる。
ステップＳ３０で、受信が終了していないと判定された場合、即ち、RF信号処理部２０３の受信部２１２からBB信号処理部２０４のAD変換部３０１にベースバンド信号が継続して供給されている場合、BB信号処理部２０４は、処理をステップＳ２１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ３０で、受信が終了したと判定された場合、受信処理は終了する。
図２１は、学習部３０８の詳細な構成例を示すブロック図である。
学習部３０８は、受信値RAM４０１、平均値算出部４０２、分散値算出部４０３、係数算出部４０４、および対応表作成部４０５により構成され、学習モード時のみ動作する。
受信値RAM４０１には、データ保持部３０２から現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値が供給されるとともに、対応表作成部４０５から分類コードが供給される。受信値RAM４０１は、データ保持部３０２から供給されるサンプリング値を分類コードごとに記憶する。
平均値算出部４０２は、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値を用いて、分類コードが割り当てられた回数である分類コードの頻度と、その分類コードを有するサンプリング値の総和から、各サンプリング値の平均値を分類コードごとに算出する。
分散値算出部４０３は、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値と平均値算出部４０２で算出された平均値を用いて、各サンプリング値の分散値を分類コードごとに算出する。そして、分散値算出部４０３は、平均値算出部４０２からの平均値と、算出された分散値とを対応表作成部４０５に供給する。
平均値算出部４０２による平均値の算出、および、分散値算出部４０３による分散値の算出は、LSI１００の通信相手のLSIごとに実行される。
係数算出部４０４は、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値、および、対応表作成部４０５を介して既知信号データベース３０９から供給される教師データから、最適な係数ｃiを分類コードごとに算出する。
具体的には、係数算出部４０４は、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値ｘ1乃至ｘhを受信したときに積和演算部３０５で計算される式（１）のoutput(tp)と、それに対応する教師データ和teach(tp)との誤差が、学習モード時に受信したサンプリング値ｘ1乃至ｘhのすべてのセットについて最小となるような係数ｃiを算出する。即ち、係数算出部４０４は、式（２）で表される２乗誤差Ωが最小となる係数ｃiを算出する。
Figure 0004952993
ここで、教師データ和teach(tp)は、時刻ｔiのサンプリング値ｘiに対応する教師データｗiの和であり、式（３）で表すことができる。
Figure 0004952993
また、式（２）の値ｕは、所定の分類コードにおいて、学習モード時に受信したサンプリング値ｘ1乃至ｘhのセットの総数であり、分類コードの頻度とも等しい。
係数算出部４０４は、最初に、係数ｃiの初期値を式（２）に代入し、２乗誤差Ωが所定の閾値ε以下であって、２乗誤差Ωが最小であると判定した場合には、その代入した係数ｃiの初期値を、求める最適な係数ｃiとするが、係数ｃiの初期値を代入したときの２乗誤差Ωが閾値εより大きい場合には、式（２）を係数ｃiについて解き、最適な係数ｃiを算出する。
対応表作成部４０５は、図２２に示される、教師データとしての送信データと分類コードとが対応づけられたデータを、既知データベース３０９から取得する。図２２は、既知信用データベース３０９が外部記憶装置からダウンロードした送信データと分類コードとが対応づけられたデータを示している。図２２の送信データ１_t乃至n_tは、上述した式（３）のｗ1乃至ｗhである。このデータを取得することにより、BB信号処理部２０４は、送信側のLSIがどんなデータを送ったのかを知ることができる。
また、対応表作成部４０５は、係数ｃiの初期値を既知データベース３０９から必要に応じて取得する。そして、対応表作成部４０５は、学習モードにおいてデータ保持部３０２から受信値RAM４０１に供給されるサンプリング値が、どの送信データに対応するものかが分かっているので、データ保持部３０２から受信値RAM４０１に供給されるサンプリング値に対応する送信データの分類コードを受信値RAM４０１に供給する。
そして、対応表作成部４０５は、式（２）の計算に使用される教師データと係数ｃiの初期値を係数算出部４０４に供給し、それに対して、係数算出部４０４から供給される分類コードごとの係数ｃiと、分散値算出部４０３から供給される分類コードごとの受信データの統計値とを、分類コードごとにまとめ、図２３に示す係数受信データ対応表を作成する。
対応表作成部４０５は、通信相手のLSIごとに作成した係数受信データ対応表を図示せぬ内部メモリに記憶する。さらに、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から、分類コードと受信データの統計値との対応を抽出し、分類コード表として分類部３０３（図１１の分類部３０３−１）に供給する。また、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から、分類コードと係数との対応を抽出し、係数データ表として係数保持部３０４に供給する。
次に、図２４のフローチャートを参照して、BB信号処理部２０４による学習モード時の学習処理について説明する。
この学習処理は、最初の電源投入時など情報処理装置１が初期状態であるとき、経年変化などに対応するための所定の設定時間が経過したとき、ユーザの指示による任意のタイミング、または、情報処理装置１の筐体２内の構成が変化したとき、などに実行される。情報処理装置１の筐体２内の構成が変化したときとは、情報処理装置１に新たなモジュール（基板やLSIなど）が追加装着されたときや情報処理装置１内の基板の配置が変化したときなどである。
初めに、ステップＳ４１において、学習部３０８の対応表作成部４０５は、繰り返し回数をカウントする変数ｐにゼロをセットする。
ステップＳ４２において、対応表作成部４０５は、この後通信相手のLSIから送信されてくる送信データの分類コード（以下、適宜、該当分類コードという）を受信値RAM４０１に供給する。
ステップＳ４３において、受信値RAM４０１は、通信相手のLSIから送信されたデータを受信する。より具体的には、受信値RAM４０１は、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値をデータ保持部３０２から受信する。
ステップＳ４４において、受信値RAM４０１は、受信した現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値を、該当分類コードに対応させて記憶する。
ステップＳ４５において、平均値算出部４０２は、受信値RAM４０１に記憶されている該当分類コードのサンプリング値を用いて、サンプリング値の平均値を算出する。
ステップＳ４６において、分散値算出部４０３は、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値と平均値算出部４０２で算出された平均値を用いて、サンプリング値の分散値を算出する。また、分散値算出部４０３は、平均値と分散値を対応表作成部４０５に供給する。
ステップＳ４７において、対応表作成部４０５は、該当分類コードの教師データを係数算出部４０４に供給する。
ステップＳ４８において、対応表作成部４０５は、式（２）の２乗誤差Ωを求める際の係数ｃiの初期値をリセットするか否かを判定する。ステップＳ４８では、例えば、最初の電源投入時など情報処理装置１が初期状態であるとき、経年変化などに対応するための所定の設定時間が経過したとき、係数の初期状態からの再設定がユーザによって指示されたとき、または、情報処理装置１の筐体２内の構成が変化したときなどの場合に、係数ｃiの初期値をリセットすると判定される。
ステップＳ４８で、係数ｃiの初期値をリセットすると判定された場合、ステップＳ４９において、対応表作成部４０５は、式（２）に与える係数ｃiの初期値として“１”を係数算出部４０４に供給する。
一方、ステップＳ４８で、係数ｃiの初期値をリセットしないと判定された場合、ステップＳ５０において、対応表作成部４０５は、係数保持部３０４に記憶されている現在の値を使用するか否かを判定する。
ステップＳ５０で、現在の値を使用すると判定された場合、ステップＳ５１において、対応表作成部４０５は、係数保持部３０４に記憶されている係数ｃiを、既知信号データベース３０９を介して取得し、係数ｃiの初期値として係数算出部４０４に供給する。
一方、ステップＳ５０で、現在の値を使用しないと判定された場合、ステップＳ５２において、既知信号データベース３０９は、外部記憶装置から係数ｃiの初期値をダウンロードし、対応表作成部４０５は、その係数ｃiの初期値を既知信号データベース３０９から取得して、係数算出部４０４に供給する。
ステップＳ５３において、係数算出部４０４は、係数ｃiの初期値と教師データを式（２）に代入し、２乗誤差Ωが十分小さいかを判定する。ステップＳ５３で、２乗誤差Ωが十分小さいと判定された場合、即ち、２乗誤差Ωが所定の閾値ε以下である場合、係数算出部４０４は、式（２）に代入した係数ｃiの初期値を最適な係数ｃiとする。その後、処理はステップＳ５５に進む。
一方、ステップＳ５３で、２乗誤差Ωが大きいと判定された場合、ステップＳ５４において、係数算出部４０４は、式（２）を係数ｃiについて解き、２乗誤差Ωが最小となる係数ｃiを算出する。
ステップＳ５５において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表の該当分類コードに、分散値算出部４０３から供給された受信データの統計値（平均値および分散値）と、係数算出部４０４から供給された係数ｃiを登録し、係数受信データ対応表を作成（更新）する。
ステップＳ５６において、対応表作成部４０５は、すべての送信データについて学習したかを判定する。対応表作成部４０５は、上述したステップＳ４２乃至Ｓ５５の処理を、LSI１００が通信する相手全てのLSIの、全ての分類コードに対して行った場合に、すべての送信データについて学習したと判定する。
ステップＳ５６で、すべての送信データについて学習していないと判定された場合、処理はステップＳ４２に戻り、BB信号処理部２０４は、次の分類コードに対して、上述したステップＳ４２乃至Ｓ５６の処理を繰り返す。所定のLSIの全ての分類コードに対してステップＳ４２乃至Ｓ５６の処理が既に行われた場合には、ステップＳ４２乃至Ｓ５６の処理をまだ実行していない他のLSIの所定の分類コードに対して、上述したステップＳ４２乃至Ｓ５６の処理が実行される。
一方、ステップＳ５６で、すべての送信データについて学習したと判定された場合、ステップＳ５７において、対応表作成部４０５は、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいか否かを判定する。
ステップＳ５７で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しくない、即ち、予め設定された繰り返し回数ｑだけ学習を行っていないと判定された場合、ステップＳ５８において、対応表作成部４０５は、変数ｐを１だけインクリメントし、処理はステップＳ４２に戻る。ここで、繰り返し回数ｑは、統計的に十分な信頼度のデータが得られる回数である。
ステップＳ５７で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいと判定された場合、ステップＳ５９において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から分類コードと受信データの統計値との対応を抽出して得られる分類コード表を分類部３０３−１に供給するとともに、係数受信データ対応表から分類コードと係数ｃiとの対応を抽出して得られる係数データ表を係数保持部３０４に供給し、処理を終了する。
図２４の学習処理では、全てのLSIおよびその全分類コードについてデータを受信することをｑ回繰り返すようにしたが、LSIごとにｑ回繰り返すことを全てのLSIについて順に行うようにしても勿論よい。即ち、通信相手となる全てのLSIについて、統計的に十分な信頼度の受信データの統計値および係数ｃiが得られればよい。
以上のように、BB信号処理部２０４の学習モードでは、教師データに対応する、マルチパスによる歪みのある受信データの統計値および係数ｃiが学習処理により学習される。そして、受信データの統計値と分類コードとの対応が分類コード表として分類部３０３−１に記憶され、分類コードと係数ｃiとの対応が係数データ表として係数保持部３０４に記憶される。
そして、BB信号処理部２０４の受信モードにおいて、現在ビット時間の３個のサンプリング値と過去の２ビット時間の２個のサンプリング値とに基づいて、分類コードが決定され、その分類コードに対応する最適な係数ｃiを用いて現在ビット時間の積和値ＴＰが算出され、閾値Vthとの比較により、現在ビット時間に受信したビットが判定される。
これにより、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。
なお、上述した例では、波形整形前の受信データの平均値μと分散σ2を求めて分散値RAM３６２に記憶させ、分類コード決定部３６１が、その平均値μと分散σ2から、受信データの取り得る最大値と最小値を算出したが、分散値RAM３６２には、受信データの最大値と最小値をそのまま記憶させてもよい。
図２５は、学習処理で決定された係数ｃiによって積和演算部３０５で算出された現在ビット時間の積和値ＴＰを示している。
図２５の太線の点線は、各ビット時間の教師データを表し、図２５の実線は、その太線の点線で示される教師データに対して学習処理で決定された係数ｃiを使って、受信モード時に積和演算部３０５で算出された各ビット時間の積和値ＴＰを表している。
なお、図２５の細線の点線（実線と重なっている部分も含む）は、各ビット時間の教師データを、太線の点線で示されるような“０”または“１”ではなく、“０．３”，“０．８”などの実数で与えたときに学習処理で決定された係数ｃiを使って、受信モード時に積和演算部３０５で算出された各ビット時間の積和値ＴＰを表している。
この実数で与えられる教師データ（実数教師データ）は、次のようにして作成することができる。最初に、所定の送信データ（“０”または“１”からなるデータ）を通信相手のLSIから送信させ、LSI１００が受信する。受信された送信データは、BB信号処理部２０４のAD変換部３０１でデジタルデータに変換され、データ保持部３０２に順次記憶される。データ保持部３０２に蓄積された受信データ（蓄積受信データ）は、外部記憶装置などを介して、他の計算機、例えば、図４３を参照して後述するコンピュータ等に転送され、図２６の実数教師データ決定処理が実行される。以下では、図４３のコンピュータを用いて実行した場合の、図２６の実数教師データ決定処理のフローチャートについて説明する。
初めに、ステップＳ６１において、CPU８０１は、所定の教師データと生徒データを用いて図２４の学習処理を実行して係数ｃi’（復号エミュレーション処理における係数ｃiを係数ｃi’とする）を算出し、さらに算出された係数ｃi’を使って図２０のステップＳ２２乃至Ｓ２９を実行して蓄積受信データを復号する復号エミュレーション処理を行う。ステップＳ６１の復号エミュレーション処理では、蓄積受信データを生徒データ、通信相手のLSIが送信したものと同一の“０”または“１”からなる送信データを教師データとして復号エミュレーション処理が行われる。
ステップＳ６２において、CPU８０１は、ステップＳ６１の復号エミュレーション処理によって復号した結果のビットエラーレート（Bit Error Rate）を計算し、ビットエラーレートが所定の規定値K1以下であるかを判定する。ステップＳ６２で、ビットエラーレートが規定値K1以下であると判定された場合、実数教師データ処理を終了する。この場合、送信データと同一の“０”または“１”からなるデータが、そのまま教師データとなり、教師データは実数とはならない。
一方、ステップＳ６２で、ビットエラーレートが規定値K1より大きいと判定された場合、ステップＳ６３において、CPU８０１は、送信データ“１”に対応する実数教師データとして、“１”にオフセット値OFFSET1を加算した値（“１＋OFFSET1”）、および、“１”にオフセット値OFFSET1を減算した値（“１−OFFSET1”）を設定する。
ステップＳ６４において、CPU８０１は、蓄積受信データを生徒データ、“１＋OFFSET1”を教師データとして復号エミュレーション処理を行う。また、CPU８０１は、蓄積受信データを生徒データ、“１−OFFSET1”を教師データとした復号エミュレーション処理も行う。
ステップＳ６５において、CPU８０１は、ステップＳ６４の復号エミュレーション処理の結果と送信データとを比較して、“１”の送信データを間違って“０”と復号したビット数であるビットエラー数を、“１＋OFFSET1”を教師データとした場合と“１−OFFSET1”を教師データとした場合のそれぞれについてカウントする。
ステップＳ６６において、CPU８０１は、“１＋OFFSET1”を教師データとした場合と“１−OFFSET1”を教師データとした場合のいずれかでビットエラー数が所定の規定値K2以下であるかを判定する。
ステップＳ６６で、“１＋OFFSET1”と“１−OFFSET1”のどちらでもビットエラー数が規定値K2より大きいと判定された場合、ステップＳ６７において、CPU８０１は、オフセット値OFFSET1を現在の半分の値に設定する。そして、処理はステップＳ６３に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
一方、ステップＳ６６で、ビットエラー数が規定値K2以下であると判定された場合、ステップＳ６８において、CPU８０１は、“１＋OFFSET1”と“１−OFFSET1”のうちのビットエラー数が規定値K2以下となった方の実数教師データを教師データ“１”にとって代わる教師データとする。
ステップＳ６９において、CPU８０１は、送信データ“０”に対応する実数教師データとして、“０”にオフセット値OFFSET0を加算した値（“０＋OFFSET0”）、および、“０”にオフセット値OFFSET0を減算した値（“０−OFFSET0”）を設定する。
ステップＳ７０において、CPU８０１は、蓄積受信データを生徒データ、“０＋OFFSET0”を教師データとして復号エミュレーション処理を行う。また、CPU８０１は、蓄積受信データを生徒データ、“０−OFFSET0”を教師データとした復号エミュレーション処理も行う。
ステップＳ７１において、CPU８０１は、ステップＳ７０の復号エミュレーション処理の結果と送信データとを比較して、“０”の送信データを間違って“１”と復号したビット数であるビットエラー数を、“０＋OFFSET0”を教師データとした場合と“０−OFFSET0”を教師データとした場合のそれぞれについてカウントする。
ステップＳ７２において、CPU８０１は、“０＋OFFSET0”を教師データとした場合と“０−OFFSET0”を教師データとした場合のいずれかでビットエラー数が所定の規定値K3以下であるかを判定する。
ステップＳ７２で、“０＋OFFSET0”と“０−OFFSET0”のどちらでもビットエラー数が規定値K3より大きいと判定された場合、ステップＳ７３において、CPU８０１は、オフセット値OFFSET0を現在の半分の値に設定する。そして、処理はステップＳ６９に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
一方、ステップＳ７２で、ビットエラー数が規定値K3以下であると判定された場合、ステップＳ７４において、CPU８０１は、“０＋OFFSET0”と“０−OFFSET0”のうちのビットエラー数が規定値K3以下となった方の実数教師データを教師データ“０”にとって代わる教師データとする。
ステップＳ７５において、CPU８０１は、決定された実数教師データを記憶部８０８またはリムーバブルメディア８１１に記憶させ、処理を終了する。
以上のように、実数教師データ決定処理では、“１”および“０”から所定のオフセット値OFFSET1およびOFFSET0だけ変更した実数教師データを使って係数ｃi’を求め、その係数ｃi’を用いて蓄積受信データを実際に復号してみて、ビットエラー数が所定の規定値K2またはK3以下となったものが最終的な実数教師データとして決定される。
次に、BB信号処理部２０４を構成する各ブロックのその他の実施の形態について説明する。
図２７は、分類部３０３の第２の構成である分類部３０３−２のブロック図である。
分類部３０３−２は、データ保持部５０１、最大値最小値検出部５０２、比較部５０３、および分類コード決定部５０４により構成される。
データ保持部５０１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ3と過去ビット時間のサンプリング値ｘ4およびｘ5を、最大値最小値検出部５０２に供給する。また、データ保持部５０１は、最大値最小値検出部５０２がサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のなかの最大値と最小値を検出して、その最大値と最小値から求められる閾値Xth1を比較部５０３に供給するまでの間、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5を保持し、その後、比較部５０３に供給する。
最大値最小値検出部５０２は、データ保持部５０１から供給されるサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のなかから、最大値と最小値を検出し、その最大値と最小値の中間値を閾値Xth1として求め、比較部５０３に供給する。
比較部５０３は、データ保持部５０１から供給されるサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれを、閾値Xth1と比較する。より具体的には、比較部５０３は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれについて、閾値Xth1よりも大きい場合には“１”を、閾値Xth1以下の場合には、“０”を分類コード決定部５０４に供給する。
分類コード決定部５０４は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれについて、順次、閾値Xth1と比較されて比較部５０３から供給される“１”または“０”を並べたビット列を分類コードとして係数保持部３０４に供給する。
図２８は、分類部３０３の第３の構成である分類部３０３−３のブロック図である。なお、図２８において、図２７と対応する部分については同一の符号を付してある。
分類部３０３−３は、差分計算部５２１、データ保持部５０１、最大値最小値検出部５０２、比較部５０３、および分類コード決定部５０４により構成される。
即ち、分類部３０３−３は、差分計算部５２１が新たに設けられている他は、分類部３０３−２と同様に構成されており、データ保持部５０１に供給されるデータが、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5ではなくて、差分計算部５２１の計算結果である差分値となっている。
差分計算部５２１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5から、差分値ｓｄj（ｊ＝１乃至４）を計算する。差分値ｓｄjは、ｓｄj＝（ｘj+1−ｘj）で求められ、データ保持部５０１に供給される。従って、データ保持部５０１に供給される差分値の個数は、データ保持部３０２から供給されるサンプリング値の個数より１だけ少なくなる。
データ保持部５０１は、差分計算部５２１から供給される差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4を、最大値最小値検出部５０２に供給する。また、データ保持部５０１は、最大値最小値検出部５０２が差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4のなかの最大値と最小値を検出して、その最大値と最小値から求められる閾値Xth2を比較部５０３に供給するまでの間、差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4を保持し、その後、比較部５０３に供給する。
最大値最小値検出部５０２は、データ保持部５０１から供給される差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4のなかから、最大値と最小値を検出し、その最大値と最小値の中間値を閾値Xth2として求め、比較部５０３に供給する。
比較部５０３は、データ保持部５０１から供給される差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4のそれぞれを、閾値Xth2と比較する。より具体的には、比較部５０３は、差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4のそれぞれについて、閾値Xth2よりも大きい場合には“１”を、閾値Xth2以下の場合には、“０”を分類コード決定部５０４に供給する。
分類コード決定部５０４は、差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4のそれぞれについて、順次、閾値Xth2と比較されて比較部５０３から供給される“１”または“０”を並べたビット列を分類コードとして係数保持部３０４に供給する。
図２９は、図２７の分類部３０３−２による分類コード決定処理のフローチャートである。
初めに、ステップＳ８１において、データ保持部５０１は、データ保持部３０２から供給される、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5を、最大値最小値検出部５０２に供給する。また、データ保持部５０１は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5を所定時間保持する。
ステップＳ８２において、最大値最小値検出部５０２は、データ保持部５０１から供給されるサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のなかから、最大値と最小値を検出し、その最大値と最小値の中間値を閾値Xth1として求め、比較部５０３に供給する。
ステップＳ８３において、データ保持部５０１は、保持しておいたサンプリング値ｘ1乃至ｘ5を、比較部５０３に供給する。
ステップＳ８４において、比較部５０３は、データ保持部５０１から供給されるサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれを、閾値Xth1と比較する。より具体的には、比較部５０３は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれについて、閾値Xth1よりも大きい場合には“１”を、閾値Xth1以下の場合には、“０”を分類コード決定部５０４に供給する。
ステップＳ８５において、分類コード決定部５０４は、受信データに対応する分類コードを決定する。即ち、分類コード決定部５０４は、サンプリング値ｘ1乃至ｘ5のそれぞれについて、順次、閾値Xth1と比較されて比較部５０３から供給される“１”または“０”を並べたビット列を分類コードとして係数保持部３０４に供給して、処理を終了する。
分類部３０３−２では、以上のようにして分類コードが決定される。なお、分類部３０３−３による分類コード決定処理は、上述したステップＳ８１の処理の前に、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5から、差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4を計算する処理が挿入され、計算された差分値ｓｄ1乃至ｓｄ4に対して、ステップＳ８１乃至Ｓ８５と同様の処理が実行される。
なお、分類部３０３−２による図２９の分類コード決定処理では、サンプリング値ごとにビットを判定するので、５個のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5に対して５個のビット列が分類コードとして出力されるが、過去ビット時間のサンプリング値ｘ4およびｘ5と同様に、現在ビット時間についてもサンプリング値ｘ1乃至ｘ3のなかの代表の１個のサンプリング値についてのみビットを判定し、サンプリング値を取得した３ビット時間に対して３ビットの分類コードを出力するようにしてもよい。分類部３０３−３による分類コード決定処理でも同様に、サンプリング値を取得した３ビット時間に対して２ビットの分類コードを出力するようにしてもよい。
以上のように、分類部３０３−２および３０３−３による分類コード決定処理では、分類部３０３−１のように分類コード表を使用せず、受信データ（サンプリング値）のみから分類コードを決定することが可能である。換言すれば、学習処理により、分類コードごとの受信データの統計値を予め求めておく必要はない。
したがって、分類部３０３が分類部３０３−２または３０３−３によって構成される場合、上述した学習部３０８は、図３０に示すように、平均値算出部４０２および分散値算出部４０３を省略することが可能である。
この場合、受信値RAM４０１は、データ保持部３０２から供給される現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値を、対応表作成部４０５から供給される分類コードごとに記憶する。なお、分類コードは、上述したように、受信データからも一意に決定されるので、対応表作成部４０５からではなく、実際に受信した受信データを分類部３０３−２（または３０３−３）に分類させて、その結果得られる分類コードを分類部３０３−２（または３０３−３）からもらうようにすることも可能である。
その結果、受信値RAM４０１には、図３１に示すように、受信データと分類コードとが対応付けられた分類コード表が、通信相手のLSIごとに記憶される。
係数算出部４０４は、上述した最初の実施の形態と同様に、受信値RAM４０１に記憶されているサンプリング値、および、対応表作成部４０５を介して既知信号データベース３０９から供給される教師データから、最適な係数ｃiを分類コードごとに算出し、対応表作成部４０５に供給する。
対応表作成部４０５は、上述した最初の実施の形態と同様に、図２２に示した教師データとしての送信データと分類コードとが対応づけられたデータを、既知データベース３０９から取得したり、係数ｃiの初期値を既知データベース３０９から必要に応じて取得し、係数算出部４０４に供給する。
そして、対応表作成部４０５は、係数算出部４０４から供給される最適な係数ｃiと、受信値RAM４０１から供給される分類コード表から、図３２に示される、受信データと係数ｃiとが分類コードに対応付けられた係数受信データ対応表を、通信相手のLSIごとに作成する。
対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から、分類コードと受信データの統計値との対応を抽出し、分類コード表として分類部３０３（分類部３０３−２または３０３−３）に供給する。また、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から、分類コードと係数との対応を抽出し、係数データ表として係数保持部３０４に供給する。
図３３は、分類部３０３が分類部３０３−２または３０３−３として構成される場合の、学習部３０８の学習処理のフローチャートである。
図３３のステップＳ１０１乃至Ｓ１０４，Ｓ１０６乃至Ｓ１１３、およびＳ１１５乃至Ｓ１１７の処理は、図２４のステップＳ４１乃至Ｓ４４，Ｓ４７乃至Ｓ５４、およびＳ５６乃至５８にそれぞれ対応するので、その説明は省略する。換言すれば、図２４のステップＳ４５およびＳ４６の処理に代えて、図３３ではステップＳ１０５の処理が実行され、図２４のステップＳ５５の処理に代えて図３３ではステップＳ１１４の処理が実行され、図２４のステップＳ５９の処理に代えて図３３ではステップＳ１１８の処理が実行される点が相違する。
ステップＳ１０５において、受信値RAM４０１は、受信データと分類コードとが対応付けられた分類コード表を対応表作成部４０５に供給する。
ステップＳ１１４において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表の該当分類コードに、受信値RAM４０１から供給される受信データと、係数算出部４０４から供給される係数ｃiを登録し、係数受信データ対応表を作成（更新）する。
ステップＳ１１６で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいと判定された場合、ステップＳ１１８において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から分類コードと受信データとの対応を抽出して得られる分類コード表を分類部３０３−２または３０３−３に供給するとともに、係数受信データ対応表から分類コードと係数ｃiとの対応を抽出して得られる係数データ表を係数保持部３０４に供給し、処理を終了する。
以上のように、分類部３０３を分類部３０３−２または３０３−３のように構成した場合でも、学習モードにおいて、受信モード時に積和演算部３０５で演算される２乗誤差Ωが最小となるような係数ｃiを分類コードごとに算出し、受信モードにおいて、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値に基づいて分類コードを決定し、その決定された分類コードに対応する係数ｃiとサンプリング値とを用いて演算された現在ビット時間の積和値ＴＰを閾値Vthと比較することにより、現在ビット時間に受信したビットが判定される。これにより、BB信号処理部２０４によれば、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。
次に、ビット判定部３０６のその他の構成について説明する。
ビット判定部３０６は、そこに供給される積和値ＴＰを、予め決められた所定の閾値Vthと比較してビット判定するようにしたが、図３４のビット判定部３０６−２または図３５のビット判定部３０６−３に示すように構成し、受信したデータに基づいてビット判定するようにさせることもできる。この場合、積和演算部３０５は、現在ビット時間の積和値ＴＰだけでなく、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値も、ビット判定部３０６−２または３０６−３に供給する。
図３４は、ビット判定部３０６−２の構成例を示すブロック図である。
ビット判定部３０６−２は、データ保持部５４１、最大値最小値検出部５４２、および比較部５４３により構成される。
データ保持部５４１には、現在ビット時間の積和値ＴＰと、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5が、積和演算部３０５から供給される。データ保持部５４１は、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5を最大値最小値検出部５４２に供給するとともに、最大値最小値検出部５４２においてサンプリング値ｘ1乃至ｘ5の最大値と最小値が検出されるまでの所定時間だけ積和値ＴＰを保持し、所定時間経過後、積和値ＴＰを比較部５４３に供給する。
最大値最小値検出部５４２は、供給される現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値ｘ1乃至ｘ5のなかから、サンプリング値の最大値と最小値を検出し、比較部５４３に供給する。
比較部５４３は、最大値最小値検出部５４２から供給される最大値と最小値の中間値を閾値Vth’として決定する。そして、比較部５４３は、データ保持部５４１から供給される積和値ＴＰと、閾値Vth’とを比較して、現在ビット時間に受信したビットを判定する。即ち、比較部５４３は、積和値ＴＰが閾値Vth’よりも大きい場合には、現在ビット時間に受信したビットを“１”と判定し、積和値ＴＰが閾値Vth’以下である場合には、現在ビット時間に受信したビットを“０”と判定する。ビット判定結果は、最初の実施の形態における場合と同様に、データ保持部３０７に供給される。
図３５は、ビット判定部３０６−３の構成例を示すブロック図である。なお、図３４のビット判定部３０６−２と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
ビット判定部３０６−３は、データ保持部５４１、最大値最小値検出部５４２、および距離比較部５６１により構成される。従って、ビット判定部３０６−３では、ビット判定部３０６−２と同様に、データ保持部５４１と最大値最小値検出部５４２が構成されており、比較部５４３に代えて距離比較部５６１が設けられている。
距離比較部５６１は、データ保持部５４１から供給される積和値ＴＰが、最大値最小値検出部５４２から供給される最大値と最小値のどちらに近いかを判定することにより、現在ビット時間に受信したビットを判定する。即ち、距離比較部５６１は、積和値ＴＰが最大値に近い場合には、現在ビット時間に受信したビットを“１”と判定し、積和値ＴＰが最小値に近い場合には、現在ビット時間に受信したビットを“０”と判定する。ビット判定結果は、最初の実施の形態における場合と同様に、データ保持部３０７に供給される。
分類部３０３を上述した分類部３０３−２または３０３−３の構成にした場合や、ビット判定部３０６に代えてビット判定部３０６−２または３０６−３を採用した場合においても、教師データを実数として与えた係数ｃiを使用することが可能である。この場合、図２６を参照して説明した復号エミュレーション処理のなかで行われる分類コード決定処理とビットの判定処理は、BB信号処理部２０４と同様の分類部３０３−２または３０３−３が行う処理と、ビット判定部３０６−２または３０６−３が行う処理となる。
以上のように、BB信号処理部２０４では、学習モードにおいて、受信モード時に積和演算部３０５で演算される２乗誤差Ωが最小となるような係数ｃiを分類コードごとに算出し、受信モードにおいて、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値に基づいて分類コードを決定し、その決定された分類コードに対応する係数ｃiとサンプリング値とを用いて演算された現在ビット時間の積和値ＴＰを閾値Vth（Vth'）またはサンプリング値ｘ1乃至ｘ5の最大値および最小値と比較することにより、現在ビット時間に受信したビットが判定される。これにより、マルチパスによる歪みのある受信信号を精度良く復号することができる。
BB信号処理部２０４の受信処理では、従来の受信装置のように、プリアンブルデータを必要としないので、常にプリアンブルデータを送信して、そのプリアンブルデータの変更に追従するようにBB信号処理部２０４を初期化または更新する必要がなく、バースト信号とパケット信号の両方に対応可能である。
さらに、BB信号処理部２０４では、情報処理装置１に装着されている基板に変更があった場合、追加装着された基板用の係数受信データ対応表を外部記憶装置から取得したり、不要となった基板の係数受信データ対応表を外部記憶装置に退避させたりすることが可能である。また、ユーザが、所定の特徴をもつ係数受信データ対応表などを作成または購入して、既知信号データベース３０９に転送することも可能である。換言すれば、ユーザは、係数受信データ対応表を書き換えることが可能であり、基板（または装置）のアップグレードなどを容易に行うことができる。設計者および開発者側から見れば、係数受信データ対応表以外の構成はそのままで、アップグレードなどした係数受信データ対応表を最終的に転送すればよいので、製造コストを低減し、製品の低価格化を実現することができる。
図３６は、LSI１００のその他の構成例を示すブロック図である。なお、図３６において、図５と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
図３６のLSI１００は、入出力I/F２０１、アルゴリズム処理部２０２、およびRF信号処理部２０３により構成され、RF信号処理部２０３は、送信部２１１と受信部７０１を有する。即ち、図３６では、図５のLSI１００と比較して、BB信号処理部２０４が省略され、受信部２１２に代えて受信部７０１が設けられている。
図５に示したLSI１００では、RF信号処理部２０３の受信部２１２によって、受信したRF信号がベースバンド信号に変換され、BB信号処理部２０４によって、ベースバンド信号がデジタル信号に変換され、アルゴリズム処理部２０２に供給されるようになされていた。
RF信号をベースバンド信号に変換する受信部２１２は、図６を参照して説明したように、LNA２３１、ミキサ２３２、LPF２３３、AMP２３４および２３５などで構成され、これらのブロックを構成する素子のいくつかは、一般的に非線形動作するので、マルチパス信号の定常性に多少なりとも歪みを生じさせる。また、受信部２１２のクロック同期回路２３６において同期処理がうまく動作しない場合には、周波数オフセットが発生し、この場合もマルチパス信号の定常性をうまくベースバンド信号に含むことができなくなる。
そこで、図３６に示すLSI１００では、図５に示したBB信号処理部２０４の機能を、受信部７０１が行うように構成されており、受信部７０１は、アンテナ１０１から供給されるRF信号を、デジタル信号に変換し、アルゴリズム処理部２０２に供給する。
図３７は、受信部７０１の詳細な構成例を示すブロック図である。なお、図３７において、図７と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
受信部７０１は、AD変換部３０１、データ保持部３０２、分類部３０３−２、係数保持部３０４、積和演算部３０５、データ保持部３０７、学習部３０８、既知信号データベース３０９、およびビット判定部７１１により構成される。受信部７０１にもBB信号処理部２０４と同様に受信モードと学習モードがある。
受信部７０１のAD変換部３０１に入力される信号は、図４に受信波形として示したようなベースバンド信号ではなくて、図３に受信波形として示したRF信号である。
AD変換部３０１は、受信モードにおいて、RF信号を１ビット時間ごとに３点サンプリングし、データ保持部３０２は、現在ビット時間の３個のサンプリング値と過去の２ビット時間の２個のサンプリング値を分類部３０３−２および積和演算部３０５に供給する。
分類部３０３−２は、図２９を参照して説明した分類コード決定処理を行い、分類コードを係数保持部３０４に供給する。係数保持部３０４は、分類コードに対応する係数ｃiを積和演算部３０５に供給する。
積和演算部３０５は、式（１）による現在ビット時間の積和値ＴＰを求める。後述する学習処理において、教師データを図４の送信波形のような矩形波のデジタル信号、生徒データを図３の受信波形のような搬送波を含む信号として与えることにより、積和演算部３０５からの出力は、“０”または“１”の値のみを持つデジタル信号となる。
ビット判定部７１１は、硬判定を行う。即ち、ビット判定部７１１は、例えば、“０”と“１”の中間値である“０．５”を閾値として、現在ビット時間に受信したビットを判定する。なお、積和演算部３０５から出力される信号が、“０”または“１”の値のみを持つデジタル信号であるので、ビット判定部７１１を省略し、積和演算部３０５の出力をそのままデータ保持部３０７に供給することも可能である。
データ保持部３０７は、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、ビット判定部７１１から供給されるビットデータを所定時間だけ保持し、その後、アルゴリズム処理部２０２に供給する。
学習部３０８は、図３０を参照して説明した構成を有し、学習モードにおいて、図４の送信波形のような矩形波のデジタル信号を教師データとし、データ保持部３０２から供給される波形整形前の受信データを生徒データとして、分類コードごとに係数ｃiを求める。
次に、図３８のフローチャートを参照して、受信部７０１による受信モード時の受信処理について説明する。
初めに、ステップＳ１４１において、AD変換部３０１は、アンテナ１０１からのRF信号をA/D変換する。即ち、AD変換部３０１は、１ビット時間分のRF信号から、３点をサンプリングし、その結果得られるサンプリング値をデータ保持部３０２に供給する。
ステップＳ１４２において、データ保持部３０２は、現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値を分類部３０３−２に供給する。また、データ保持部３０２は、現在ビット時間のサンプリング値を所定時間保持する。
ステップＳ１４３において、分類部３０３−２の分類コード決定部３６１は、図２９を参照して説明した分類コード決定処理を行うことにより、受信データの分類コードを決定する。
ステップＳ１４４において、係数保持部３０４の係数決定部３８１は、通信相手のLSI用の、分類コードと係数ｃiとが対応付けられた係数データ表を参照し、分類部３０３−２から供給された分類コードに基づいて係数ｃiを決定し、積和演算部３０５に供給する。
ステップＳ１４５において、データ保持部３０２は、保持しておいた現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値を積和演算部３０５に供給する。また、データ保持部３０２では、現在ビット時間の真ん中の時刻にサンプリングされたサンプリング値が、次のビット時間以降の出力のために過去ビットRAM３６３に記憶される。
ステップＳ１４６において、積和演算部３０５は、式（１）に従い、データ保持部３０２から供給される現在ビット時間と過去ビット時間のサンプリング値と、係数保持部３０４から供給される係数ｃiとを積和演算する。これにより積和値ＴＰが得られる。
ステップＳ１４７において、ビット判定部７１１は、現在ビット時間に受信したビットの判定を行う。具体的には、ビット判定部７１１は、積和値ＴＰが閾値０．５よりも大きい場合には、現在ビット時間に受信したビットを“１”と判定し、積和値ＴＰが閾値０．５以下である場合には、現在ビット時間に受信したビットを“０”と判定する。そして、ビット判定部７１１は、ビット判定結果をビットデータとしてデータ保持部３０７に供給する。
ステップＳ１４８において、データ保持部３０７は、レート制御情報で指示された通信レートとなるように、ビット判定部７１１から供給されたビットデータを所定時間だけ保持する。
そして、所定時間経過後、ステップＳ１４９において、データ保持部３０７は、保持しておいたビットデータをアルゴリズム処理部２０２に出力する。
ステップＳ１５０において、受信部７０１は、受信が終了したか否かを判定する。
ステップＳ１５０における受信が終了したか否かの判定は、アルゴリズム処理部２０２からのレート制御情報か、または、LSI１００に入力される制御信号に基づいて行われる。
ステップＳ１５０で、受信が終了していないと判定された場合、即ち、アンテナ１０１から受信部７０１のAD変換部３０１にRF信号が継続して供給されている場合、受信部７０１は、処理をステップＳ１４１に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１５０で、受信が終了したと判定された場合、受信処理は終了する。
なお、ビット判定部７１１が省略された場合には、ステップＳ１４７の処理が省略され、ステップＳ１４８では、積和演算部３０５から供給されたビットデータが所定時間だけ保持される。
次に、図３９のフローチャートを参照して、受信部７０１による学習モード時の学習処理について説明する。
初めに、ステップＳ１７１において、学習部３０８の対応表作成部４０５は、繰り返し回数をカウントする変数ｐにゼロをセットする。
ステップＳ１７２において、対応表作成部４０５は、この後通信相手のLSIから送信されてくる送信データの分類コード（該当分類コード）を受信値RAM４０１に供給する。
ステップＳ１７３において、受信値RAM４０１は、通信相手のLSIから送信されたデータを受信する。より具体的には、受信値RAM４０１は、現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値をデータ保持部３０２から受信する。
なお、受信データから分類コードを決定する場合には、ステップＳ１７２の処理を省略し、ステップＳ１７３において、分類部３０３−２が、データ保持部３０２から供給されるサンプリング値を分類したときの分類コードを学習部３０８の受信値RAM４０１に供給する。
ステップＳ１７４において、受信値RAM４０１は、受信した現在ビット時間および過去ビット時間のサンプリング値を、該当分類コードに対応させて記憶する。
ステップＳ１７５において、受信値RAM４０１は、受信データと分類コードとが対応付けられた分類コード表を対応表作成部４０５に供給する。
ステップＳ１７６において、対応表作成部４０５は、該当分類コードの教師データを係数算出部４０４に供給する。
ステップＳ１７７において、対応表作成部４０５は、式（２）の２乗誤差Ωを求める際の係数ｃiの初期値をリセットするか否かを判定する。ステップＳ１７７で、係数ｃiの初期値をリセットすると判定された場合、ステップＳ１７８において、対応表作成部４０５は、式（２）に与える係数ｃiの初期値として“１”を係数算出部４０４に供給する。
一方、ステップＳ１７７で、係数ｃiの初期値をリセットしないと判定された場合、ステップＳ１７９において、対応表作成部４０５は、係数保持部３０４に記憶されている現在の値を使用するか否かを判定する。
ステップＳ１７９で、現在の値を使用すると判定された場合、ステップＳ１８０において、対応表作成部４０５は、係数保持部３０４に記憶されている係数ｃiを、既知信号データベース３０９を介して取得し、係数ｃiの初期値として係数算出部４０４に供給する。
一方、ステップＳ１７９で、現在の値を使用しないと判定された場合、ステップＳ１８１において、既知信号データベース３０９は、外部記憶装置から係数ｃiの初期値をダウンロードし、対応表作成部４０５は、その係数ｃiの初期値を既知信号データベース３０９から取得して、係数算出部４０４に供給する。
ステップＳ１８２において、係数算出部４０４は、係数ｃiの初期値と教師データを式（２）に代入し、２乗誤差Ωが十分小さいかを判定する。ステップＳ１８２で、２乗誤差Ωが十分小さいと判定された場合、係数算出部４０４は、式（２）に代入した係数ｃiの初期値を最適な係数ｃiとする。その後、処理はステップＳ１８４に進む。
一方、ステップＳ１８２で、２乗誤差Ωが大きいと判定された場合、ステップＳ１８３において、係数算出部４０４は、式（２）を係数ｃiについて解き、２乗誤差Ωが最小となる係数ｃiを算出する。
ステップＳ１８４において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表の該当分類コードに、受信値RAM４０１から供給された受信データと、係数算出部４０４から供給された係数ｃiを登録し、係数受信データ対応表を作成（更新）する。
ステップＳ１８５において、対応表作成部４０５は、すべての送信データについて学習したかを判定する。対応表作成部４０５は、上述したステップＳ１７２乃至Ｓ１８４の処理を、LSI１００が通信する相手全てのLSIの、全ての分類コードに対して行った場合に、すべての送信データについて学習したと判定する。
ステップＳ１８５で、すべての送信データについて学習していないと判定された場合、処理はステップＳ１７２に戻り、受信部７０１は、次の分類コードに対して、上述したステップＳ１７２乃至Ｓ１８５の処理を繰り返す。所定のLSIの全ての分類コードに対してステップＳ１７２乃至Ｓ１８５の処理が既に行われた場合には、ステップＳ１７２乃至Ｓ１８５の処理をまだ実行していない他のLSIの所定の分類コードに対して、上述したステップＳ１７２乃至Ｓ１８５の処理が実行される。
一方、ステップＳ１８５で、すべての送信データについて学習したと判定された場合、ステップＳ１８６において、対応表作成部４０５は、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいか否かを判定する。
ステップＳ１８６で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しくない、即ち、予め設定された繰り返し回数ｑだけ学習を行っていないと判定された場合、ステップＳ１８７において、対応表作成部４０５は、変数ｐを１だけインクリメントし、処理はステップＳ１７２に戻る。ここで、繰り返し回数ｑは、統計的に十分な信頼度のデータが得られる回数である。
ステップＳ１８６で、変数ｐが予め設定された繰り返し回数ｑに等しいと判定された場合、ステップＳ１８８において、対応表作成部４０５は、係数受信データ対応表から分類コードと受信データとの対応を抽出して得られる分類コード表を分類部３０３−２に供給するとともに、係数受信データ対応表から分類コードと係数ｃiとの対応を抽出して得られる係数データ表を係数保持部３０４に供給し、処理を終了する。
図４０および図４１を参照して、受信部７０１による受信処理の結果について説明する。
図４０は、基板１１のLSI１００と基板１２のLSI１０２が受信した受信波形を簡略化して示している。
図４０において、実線で示される波形は、LSI１００および１０２以外の所定のLSIが送信した送信データを表し、受信側のLSI１００および１０２にとっての教師データを表す。この教師データをLSI１００が受信したときの波形が、点線で示される波形であり、この教師データをLSI１０２が受信したときの波形が、１点鎖線で示される波形である。なお、図４０に示される波形では、図を見やすくするために、各ビット時間について所定の時刻の１サンプリング値が示されている。
図４１は、LSI１００とLSI１０２それぞれの受信部７０１によって復号されたデジタル信号を示す図である。図４１の灰色菱形印は、LSI１００で復号されたデジタル信号を表し、黒四角印は、LSI１０２で復号されたデジタル信号を表す。図４１の横軸は、サンプリング点を表し、縦軸は振幅値を表す。
図４０によれば、LSI１００とLSI１０２とでは、情報処理装置１内の環境、即ち、そのLSI周辺の障害物の配置が異なるので、LSI１００とLSI１０２が受信する受信波形も異なるものとなることが分かる。従って、受信した波形を固定閾値によって判定する硬判定処理でビット判定すると、正しい信号に復号することができない。
しかしながら、受信部７０１でRF信号を受信し、復号すれば、図４１に示されるように、LSI１００およびLSI１０２のどちらの場合でも、きれいな矩形波とすることができることがわかる。
即ち、受信したRF信号をベースバンド信号に変換せずに、搬送波がのったままの信号を、マルチパス信号の定常性を利用して直接復号することにより、ベースバンド信号に変換する際の波形の歪みや周波数オフセットを生じさせることがないので、マルチパスによる歪みのある受信信号であっても精度良く復号することができる。
また、受信部７０１の受信処理はプリアンブルデータを必要としないので、バースト信号とパケット信号の両方に対応することができる。さらに、上述した他の実施の形態と同様に、基板（または装置）のアップグレードなどを容易に行うことができる。
図３６に示すLSI１００の受信部７０１では、アンテナ７０１からのRF信号を、そのままA/D変換し、サンプリングしており、図５のLSI１００の受信部２１２に構成されるクロック同期回路２３６およびキャリア同期回路２３７（図６）を有していない。換言すれば、受信信号と同期をとるクロック同期回路やキャリア同期回路がなくても、精度良く復号することができ、回路の構成を少なくすることができるので、受信回路の低コスト化および低消費電力化に貢献することができる。
以上では、無線通信の伝送媒体として“電波”を用いる例について説明したが、無線通信の伝送媒体としては、その他、光や、個体、液体、気体等の中における粗密波または表面弾性波など、波の性質を有するものであればなんでもよい。従って、例えば、ビル間や山と山を結ぶ固定のマイクロ波通信、および、電波塔間における電波無線通信などに対しても本発明は適用可能である。
また、マルチパスの定常性は、ケーブルによる反射や、回路内に分岐等を持ちインピーダンス不整合を伴う固定の有線通信、例えば、電力線通信やバス接続された配線などにも起こり得る。
従って、例えば、図５に示したLSI１００の実施の形態において、図４２に示すように、入出力I/F２０１とアルゴリズム処理部２０２との間に、BB信号処理部２０４と同様のBB信号処理部７５１を設け、入出力I/F２０１から出力されるデジタル信号に対して、上述した受信処理を行わせることによって、インピーダンス不整合等によるマルチパスの定常性を除去したデジタル信号を生成し、アルゴリズム処理部２０２に供給することができる。この場合、BB信号処理部７５１は、基準クロック信号に同期して動作するので、レート制御情報は必要ない。
上述した受信処理などの一連の処理を、筐体２内のLSIどうしではなく、所定の閉鎖された空間内に配置されたコンピュータ間で行うことも可能である。
図４３は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。CPU（Central Processing Unit）８０１は、ROM（Read Only Memory）８０２、または記憶部８０８に記憶されているプログラムに従って上述した機能の処理の他、各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）８０３には、CPU８０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU８０１、ROM８０２、およびRAM８０３は、バス８０４により相互に接続されている。
CPU８０１にはまた、バス８０４を介して入出力インタフェース８０５が接続されている。入出力インタフェース８０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部８０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部８０７が接続されている。CPU８０１は、入力部８０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU８０１は、処理の結果を出力部８０７に出力する。
入出力インタフェース８０５に接続されている記憶部８０８は、例えばハードディスクからなり、CPU８０１が実行するプログラムや各種のデータを記憶する。通信部８０９は、電波を媒体として外部の装置と無線で通信する。また、通信部８０９は、必要に応じてルータ、モデムなどを備え、有線による通信も行う。
入出力インタフェース８０５に接続されているドライブ８１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア８１１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記憶部８０８に転送され、記憶される。
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図４３に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア８１１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM８０２や、記憶部８０８を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、通信部８０９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。
本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
マルチパスフェージングを説明する図である。 本発明を適用した情報処理装置の一実施の形態の構成例を示す斜視図である。 他のLSIから送信された送信波形と、その送信波形を受信したときの受信波形を示す図である。 図３の送信波形および受信波形を平均した波形を示す図である。 LSIの構成例を示すブロック図である。 受信部の構成例を示すブロック図である。 BB信号処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。 ベースバンド信号のサンプリングについて説明する図である。 ベースバンド信号のサンプリングについて説明する図である。 AD変換部とデータ保持部の詳細な構成例を示すブロック図である。 分類部の詳細な構成例を示すブロック図である。 分散値RAMに記憶されている分類コード表の例を示す図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コードの決定について説明する図である。 分類部による分類コード決定処理を説明するフローチャートである。 係数保持部の詳細な構成例を示すブロック図である。 係数RAMに記憶されている係数データ表の例を示す図である。 BB信号処理部による受信モード時の受信処理を説明するフローチャートである。 学習部の詳細な構成例を示すブロック図である。 既知データベースから取得されるデータを説明する図である。 係数受信データ対応表の例を示す図である。 BB信号処理部による学習モード時の学習処理を説明するフローチャートである。 積和演算部からの出力例を示す図である。 実数教師データ決定処理を説明するフローチャートである。 分類部のその他の構成例を示すブロック図である。 分類部のさらにその他の構成例を示すブロック図である。 図２７の分類部による分類コード決定処理を説明するフローチャートである。 学習部のその他の構成例を示すブロック図である。 分類コード表のその他の例を示す図である。 係数受信データ対応表のその他の例を示す図である。 分類部が図２７または図２８に示される構成である場合の学習処理を説明するフローチャートである。 ビット判定部のその他の構成例を示すブロック図である。 ビット判定部のさらにその他の構成例を示すブロック図である。 LSIのその他の構成例を示すブロック図である。 受信部の詳細な構成例を示すブロック図である。 受信部による受信モード時の受信処理を説明するフローチャートである。 受信部による学習モード時の学習処理を説明するフローチャートである。 LSIに対して送信された教師データと、それを受信した受信波形を示す図である。 LSIによって復号されたデジタル信号を示す図である。 LSIのさらにその他の構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１００，１０２，１０４，１０６，１０８ LSI， ３０１ AD変換部， ３０３，３０３−１乃至３０３−３ 分類部， ３０５ 積和演算部， ３０６，３０６−２，３０６−３ ビット判定部， ３６１ 分類コード決定部， ３６２ 分散値RAM， ４０１ 受信値RAM， ４０４ 係数算出部， ５０２ 最大値最小値検出部， ５０３ 比較部， ５０４ 分類コード決定部， ５２１ 差分計算部， ５４２ 最大値最小値検出部， ５６１ 距離比較部

Claims (16)

  1. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置において、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段と、
    前記分類手段で決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形する波形整形手段と、
    整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定するビット判定手段と
    を備える受信装置。
  2. 前記分類手段は、
    マルチパスの定常性を有する信号の統計値と前記分類コードとが対応付けられた分類コード表を記憶する分類コード記憶手段と、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記統計値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段と
    を有する
    請求項１に記載の受信装置。
  3. 前記分類コード決定手段は、前記統計値から、マルチパスの定常性を有する信号の範囲を算出し、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値が、前記範囲に含まれるかどうかを判定することにより、前記分類コードを決定する
    請求項２に記載の受信装置。
  4. 前記分類手段は、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段と、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値と、前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段と
    を有する
    請求項１に記載の受信装置。
  5. 前記分類手段は、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の差分値を計算する差分計算手段と、
    前記差分値の最大値と最小値を検出するとともに、前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定する最大値最小値検出手段と、
    前記差分値と前記閾値とを比較して、前記分類コードを決定する分類コード決定手段と
    を有する
    請求項１に記載の受信装置。
  6. 前記ビット判定手段は、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段と、
    前記最大値と最小値に基づいて所定の閾値を決定するとともに、前記閾値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段と
    を有する
    請求項１に記載の受信装置。
  7. 前記ビット判定手段は、
    前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値の最大値と最小値を検出する最大値最小値検出手段と、
    前記最大値と最小値と、整形後の前記信号の前記現在ビット時間の値を表す積和値とを比較することにより、前記現在ビット時間のビットを判定する比較手段と
    を有する
    請求項１に記載の受信装置。
  8. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置の受信方法において、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、
    決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形し、
    整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定する
    ステップを含む受信方法。
  9. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定し、
    決定された前記分類コードに対応する係数と、前記現在ビット時間および前記過去ビット時間の前記サンプリング値との積を演算することにより、前記信号の波形を整形し、
    整形後の前記信号の波形に基づいて、前記信号の前記現在ビット時間のビットを判定する
    ステップを含むプログラム。
  10. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置において、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信する受信手段と、
    前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶する記憶手段と、
    前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する係数算出手段と
    を備える学習装置。
  11. 前記信号を１ビットに相当するビット時間単位に区切ったときの、最近に受信した現在ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値と、前記現在ビット時間より前の過去ビット時間の前記信号からサンプリングされたサンプリング値とに基づいて、前記信号を分類し、その分類結果としての分類コードを決定する分類手段をさらに備える
    請求項１０に記載の学習装置。
  12. 前記係数算出手段は、最初に、前記受信装置が現在使用している係数を、前記係数の初期値として代入して、前記誤差が最小となるかを判定する
    請求項１０に記載の学習装置。
  13. 前記係数算出手段は、最初に、他の装置から取得した係数を、前記係数の初期値として代入して、前記誤差が最小となるかを判定する
    請求項１０に記載の学習装置。
  14. 前記ビットデータは、実数である
    請求項１０に記載の学習装置。
  15. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習装置の学習方法において、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、
    前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶し、
    前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する
    ステップを含む学習方法。
  16. マルチパスの定常性を有する信号を受信して、復号する受信装置で利用されるデータを学習する学習処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    所定のビットデータに対応する前記信号を受信し、
    前記信号を、前記受信装置が受信した信号を分類したときの分類結果となる分類コードごとに記憶させ、
    前記ビットデータを教師データとし、前記分類コードの前記信号と所定の係数との積和値を生徒データとして、前記教師データと前記生徒データとの誤差が最小となるような前記係数を前記分類コードごとに算出する
    ステップを含むプログラム。
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