JP5349140B2 - 送受信システム、送信機、および受信機 - Google Patents

Description

本発明は、送信機と受信機との間で通信を行う送受信システム、送信機、および受信機に関し、特に、雑音や不要波の電力が大きい場合や移動受信環境のような通信状態が悪い送受信環境下であっても正確に受信信号を確立する技術に関する。

一般に通信を行う際において、送受信間で使用する信号形式や変調方式、変調方法、多重方式、使用送受信周波数などを相互に認識する必要がある。受信側では、送信側から信号が送信されたタイミングを認識していないと正確に信号を受信できない場合があるため、送信側は受信側に上記の認識のために必要な情報を正確に伝え、受信側はその情報に基づいて受信信号を正確に同定できるようにするための仕組みが必須となる。

このような仕組みを実現するために、上記のような情報を制御信号として送信データに定期的に多重して送信する方法がある。このような制御信号は、一般的にプリアンブルまたはポストアンブルと呼ばれ、送信機から情報信号を送信する際に、情報信号とは区別して時間的または周波数的に多重して送信する方法が通常用いられている。

この方法は、受信側が通信相手を認識するための認証、通信を行う際に用いられる変調方式や多重方式などの通信手段の判別、制御信号の開始時刻や情報信号の開始時刻の特定だけでなく、受信信号の電力が非常に弱くなって雑音に埋もれてしまった場合などに、受信を希望する信号のみを検出するような場合にも有効に活用できるため様々な通信規約として既に用いられている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。

上記のようなシステムの構築を行うための制御信号の１つとして既知信号系列があり、当該系列を用いて信号の同定を行う手段としてパターンマッチング方式が一般的に用いられている。パターンマッチング方式とは、既知信号系列を送信信号系列に予め多重しておき、受信機にて受信された送信信号系列を既知信号系列と照合させて、完全に一致または一致度が所定の閾値を超える場合に受信希望信号と特定する方法のことである。

既知信号系列は、例えば２つ以上の符号を時間に応じて定期的に変化させるディジタル信号であり、通信の対象となるシステムによって様々な使用方法がある。

例えば、複数の利用者が１つの中心局に対して接続する通信システムにおいて、各利用者が固有の既知信号系列を用いて通信を行うことによって、中心局は通信中の利用者を把握することが可能となる。また、例えば、通信方式や通信速度などを記述した識別信号と送信を希望する情報信号とが多重された信号を送受信する通信システムにおいて、送信者が識別信号の中に既知信号系列を挿入しておくことにより受信者は識別信号と情報信号とを区別することが可能となる。

さらに、同じ周波数帯を用いる複数の通信システムが混在している伝送路にて通信を行う場合において、上記と同様に識別信号の中に既知信号系列を挿入しておくことによって、受信側は使用する通信システムの信号だけを検出して受信することが可能となる。この方法は、受信を希望する信号の電力が受信を希望しない信号（妨害波や干渉波）の電力に対して十分に大きいときはもちろん、受信を希望する信号の電力が小さいような伝送路環境でも効果があるため、弱電界環境における通信形態として有効であるといえる（例えば、非特許文献３参照）。

しかし、弱電界環境では、一般的に受信した信号の電界レベルが非常に小さいため、希望波の信号電力は雑音電力と同程度または雑音電力よりも小さい電力しか有しない。このような場合に既知信号系列を挿入しても受信信号が雑音信号に埋もれてしまうため、正確に照合が行えない場合が多くなる。従って、弱電界環境のような通信状態が悪い環境であっても受信信号を正確に再生するための仕組みが必要となる。

上記の対策として、例えば、受信信号が同期していないときに既知信号系列の変化の情報を用いて同期信号パターンを検出し、同期完了後は当該同期信号パターンを用いて同期信号を継続して検出することによって、受信信号電力対雑音電力比（ＣＮ比）が悪い場合であっても安定した同期が行える方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、同期バーストフレームに含まれるプリアンブルの電力が小さくて同期が確保できない場合において、同期バーストフレームと別のチャネルである通信チャネルに含まれる同期ワード信号を用いて同期を確保することによって同期確保の確率を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

また、例えば、正弦波を用いて表現された信号系列を圧縮処理した信号を検出することによって、受信環境が悪くても同期を確立できる方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−３０８９４４号公報（第１図） 特開２００４−２５４０６９号公報（第１図） 特開平４−０２３５３４号公報

松江英明等著、「高速ワイヤレスアクセス技術」、社団法人電子情報通信学会、平成１６年３月、ｐ．２１１−２１８ 坂田史郎著、「ワイヤレス・ユビキタス」、秀和システム、２００４年８月、ｐ．６２−６８ 三瓶政一著、「デジタルワイヤレス伝送技術」、ピアソン・エデュケーション、２００２年９月、ｐ．２９６−３０４

特許文献１では、非同期状態における同期信号パターンの検出を誤ってしまうと、その後の同期の検出が継続して誤ってしまうことになる。また、弱電界環境のような通信状態が悪い伝送路環境下では、同期の検出を誤る可能性が高くなるという問題がある。

また、特許文献２では、受信電力が極めて小さい状態が継続するような通信状態が悪い環境の場合は、同期が確保できない状態が続いてしまうという問題がある。

また、特許文献３では、電力の大きな遅延波が存在する通信状態が悪い伝送路や、ドップラー周波数シフトが生じる移動受信環境下では、包絡線変動や位相回転などによる歪みを受け、受信信号の性質が予期せぬ変化をして同期位置がずれたり同期がとれなくなったりする問題がある。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、通信状態が悪い伝送路環境であっても信号を正確に再生することが可能な送受信システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による送受信システムは、送信機と受信機との間で通信を行うものであって、送信機は、第１正弦波および第２正弦波を発生する正弦波発生部と、送信信号を２系統に分配し、一方の系統の信号に第１正弦波を挿入して第１原信号を出力し、他方の系統の信号に第２正弦波を挿入して第２原信号を出力する信号挿入部とを備え、受信機は、第１原信号を受信して得られた第１受信信号と、第２原信号を受信して得られた第２受信信号とから受信電力を算出して出力する受信電力算出部と、第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力する第１変換信号算出部と、第１補助信号と第２補助信号とから補助電力を算出して出力する補助電力算出部と、受信電力と補助電力とから第１受信信号および第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力する第１信号再生部と、受信決定信号に基づいて第１受信信号および第２受信信号を制御して出力する信号制御部とを備え、第１推移受信信号は、複数の第１推移受信素信号から構成され、第１推移受信素信号の各々は、第１受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、第１補助信号は、第１受信信号と第１推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第１補助素信号から構成されることを特徴とし、第２推移受信信号は、複数の第２推移受信素信号から構成され、第２推移受信素信号の各々は、第２受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、第２補助信号は、第２受信信号と第２推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第２補助素信号から構成されることを特徴とする。

本発明によると、第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力する第１変換信号算出部と、第１補助信号と第２補助信号とから補助電力を算出して出力する補助電力算出部と、受信電力と補助電力とから第１受信信号および第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力する第１信号再生部とを備え、第１推移受信信号は、複数の第１推移受信素信号から構成され、第１推移受信素信号の各々は、第１受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、第１補助信号は、第１受信信号と第１推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第１補助素信号から構成されることを特徴とし、第２推移受信信号は、複数の第２推移受信素信号から構成され、第２推移受信素信号の各々は、第２受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、第２補助信号は、第２受信信号と第２推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第２補助素信号から構成されるため、通信状態が悪い伝送路環境であっても信号を正確に再生することが可能となる。

本発明の実施形態１による送受信システムのブロック図である。 本発明の実施形態２による送受信システムのブロック図である。 本発明の実施形態３による送受信システムのブロック図である。 本発明の実施形態１による信号挿入部のブロック図である。 本発明の実施形態１による信号挿入部の出力の一例を示す図である。 本発明の実施形態１による受信電力算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による第１変換信号算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による変換信号算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による信号変換部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による補助電力算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による信号補助部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１による第１信号再生部のブロック図である。 本発明の実施形態１による受信電力算出部および補助電力算出部の出力の一例を示す図である。 本発明の実施形態１による受信電力算出部および補助電力算出部の出力の他の一例を示す図である。 本発明の実施形態１による送受信システムの効果を示す図である。 本発明の実施形態２による第２信号再生部のブロック図である。 本発明の実施形態２による第２変換信号算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態３による第３変換信号算出部の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態３による第３信号再生部のブロック図である。 本発明の実施形態１による信号変換部の一例を示すブロック図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による送受信システムのブロック図であり、入力信号に対して正弦波を多重した情報信号を送信する送信機と、情報信号を受信する受信機とを備え、送信機と受信機との間で無線信号によって通信を行う。

図１に示すように、本実施形態１による送受信システムは、送信機１００と受信機１１０との間で通信を行う送受信システムであって、送信機１００は、第１正弦波Ｓ（ｔ）および第２正弦波Ｃ（ｔ）を発生する正弦波発生部１０１と、送信信号Ｉ（ｔ）を２系統に分配し、一方の系統の信号Ｉ₁（ｔ）に第１正弦波Ｓ（ｔ）を挿入して第１原信号Ｂ₁（ｔ）を出力し、他方の系統の信号Ｉ₂（ｔ）に第２正弦波Ｃ（ｔ）を挿入して第２原信号Ｂ₂（ｔ）を出力する信号挿入部１０２とを備える。

また、受信機１１０は、第１原信号Ｂ₁（ｔ）を受信して得られた第１受信信号Ｊ₁（ｔ）と、第２原信号Ｂ₂（ｔ）を受信して得られた第２受信信号Ｊ₂（ｔ）とから受信電力Ｐ（ｔ）を算出して出力する受信電力算出部１１３と、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）と当該第１受信信号Ｊ₁（ｔ）を所定時間推移させた第１推移受信信号Ｊ₁（ｔ−ｔ１）とに基づいて第１補助信号Ｍ₁（ｔ）を算出し、第２受信信号Ｊ₂（ｔ）と当該第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を所定時間推移させた第２推移受信信号Ｊ₂（ｔ−ｔ２）とに基づいて第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を算出して出力する第１変換信号算出部１１４と、第１補助信号Ｍ₁（ｔ）と第２補助信号Ｍ₂（ｔ）とから補助電力Ａ（ｔ）を算出して出力する補助電力算出部１１５と、受信電力Ｐ（ｔ）と補助電力Ａ（ｔ）とから第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を決定する受信決定信号Ｇ（ｔ）を算出して出力する第１信号再生部１１６と、受信決定信号Ｇ（ｔ）に基づいて第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を制御して出力する信号制御部１１７とを備える。

送信機１００において、信号挿入部１０２には、入力信号Ｉ（ｔ）と正弦波発生部１０１にて発生して出力された信号Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）が入力される。ここで、（ｔ）は時刻ｔにおける信号値を示す。

正弦波発生部１０１にて発生して出力された信号Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）は、互いに直交する正弦波であり、信号Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）は、例えば、それぞれ式（１）および式（２）の組み合わせがある。ここで、両式中のｆ_sは所定の周波数である。

Ｓ（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆ_sｔ）・・・（１）
Ｃ（ｔ）＝ｃｏｓ（２πｆ_sｔ）・・・（２）
信号挿入部１０２では、入力された入力信号Ｉ（ｔ）に対して正弦波Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）を多重する。正弦波Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）の多重方法としては時分割多重を用い、その構成例を図４に示す。図４は、本発明の実施形態１による信号挿入部１０２の一例を示すブロック図である。図４に示すように、信号挿入部１０２では、入力信号Ｉ（ｔ）が信号挿入部１０２にて２系統の信号Ｉ₁（ｔ）およびＩ₂（ｔ）に分配され、Ｉ₁（ｔ）にはＳ（ｔ）が時間スイッチ４０１によって多重されて第１原信号Ｂ₁（ｔ）として出力され、Ｉ₂（ｔ）にはＣ（ｔ）が時間スイッチ４０１によって多重されて第２原信号Ｂ₂（ｔ）として出力される。時間スイッチ４０１では、正弦波Ｓ（ｔ）およびＣ（ｔ）ともに同時刻から所定時間区間だけ入力信号Ｉ（ｔ）に挿入されるように動作する。図５は、本発明の実施形態１による信号挿入部１０２の出力の一例を示す図である。信号挿入部１０２から出力される第１原信号Ｂ₁（ｔ）および第２原信号Ｂ₂（ｔ）は、図５に示す信号としてそれぞれ出力される。

送信制御部１０３では、入力された第１原信号Ｂ₁（ｔ）および第２原信号Ｂ₂（ｔ）に対して送信信号制御を行い送信可能な状態として送信変調信号Ｔ（ｔ）を出力する。そして、送信変調信号Ｔ（ｔ）は、送信機１００に接続される送信空中線１０４から送信される。なお、送信制御部１０３にて行われる送信信号制御としては、例えば符号化処理、変調処理、周波数変換、信号帯域制限処理などがあるが、これらの一部の処理のみを行ってもよく、また、これら以外の処理が含まれていてもよい。

一方、送信機１００から送信された送信変調信号Ｔ（ｔ）は、受信機１１０に接続された受信空中線１１１によって受信変調信号Ｒ（ｔ）として受信される。

受信機１１０では、受信した受信変調信号Ｒ（ｔ）が受信制御部１１２に入力され、受信信号制御を行い所定の信号処理が可能な状態として第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）として出力する。なお、受信制御部１１２にて行われる受信信号制御としては、例えば信号帯域制限処理、周波数変換、復調処理、復号化処理、などがあるが、これらの一部の処理のみを行ってもよく、また、これら以外の処理が含まれていてもよい。

受信制御部１１２から出力された第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）は、信号制御部１１７、受信電力算出部１１３、および第１変換信号算出部１１４に入力される。

信号制御部１１７では、第１信号再生部１１６の出力である信号Ｇ（ｔ）に基づいて第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を制御し、情報信号Ｏ（ｔ）として出力する。信号Ｇ（ｔ）および第１信号再生部１１６については、後に詳細に説明する。

受信電力算出部１１３では、入力された第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）から電力値を算出し、受信電力Ｐ（ｔ）として出力する。図６は、本発明の実施形態１による受信電力算出部１１３の一例を示すブロック図である。図６に示すように、第１べき乗演算部６０１では入力された第１受信信号Ｊ₁（ｔ）の二乗が演算され、第２べき乗演算部６０２では第２受信信号Ｊ₂（ｔ）の二乗が演算される。そして、第１加算部６０３にて第１べき乗演算部６０１および第２べき乗演算部６０２のそれぞれの出力を加算し、受信電力Ｐ（ｔ）として出力する。

第１変換信号算出部１１４では、入力された第１受信信号Ｊ₁（ｔ）をｍ種類の方法によって変換してｍ種類の信号を出力する。また、第２受信信号Ｊ₂（ｔ）もｍ種類の方法によって変換されてｍ種類の信号を出力する。図１では簡単のため、これらのｍ種類の信号をそれぞれ第１補助信号Ｍ₁（ｔ）、第２補助信号Ｍ₂（ｔ）と表現している。ここで、ｍは正の整数である。

図７は、本発明の実施形態１による第１変換信号算出部１１４の一例を示すブロック図である。図７に示すように、第１変換信号算出部１１４に入力された第１受信信号Ｊ₁（ｔ）の一方は、第１推移回路７０１に入力されてｍ種類の時間推移回路（第１時間推移回路〜第ｍ時間推移回路）にて信号処理が行われた後に信号変換部７０２に入力され、他方は、第１推移回路７０１を経ずに信号変換部７０２に直接入力される。また、第２受信信号Ｊ₂（ｔ）も同様に、一方は第１推移回路７０１に入力されてｍ種類の時間推移回路（第１時間推移回路〜第ｍ時間推移回路）にて信号処理が行われた後に信号変換部７０２に入力され、他方は、第１推移回路７０１を経ずに信号変換部７０２に直接入力される。

第１推移回路７０１の第１時間推移回路では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）または第２受信信号Ｊ₂（ｔ）をそれぞれ時間ｔ₁だけ推移させた信号Ｊ₁（ｔ−ｔ₁）またはＪ₂（ｔ−ｔ₁）を出力し、信号変換部７０２の第１信号変換部に入力される。ここで、ｔ₁は０以外の実数である。また、第２時間推移回路では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）または第２受信信号Ｊ₂（ｔ）をそれぞれ時間ｔ₂だけ推移させた信号Ｊ₁（ｔ−ｔ₂）またはＪ₂（ｔ−ｔ₂）を出力し、第２信号変換部に入力される。ここで、ｔ₂は０以外の実数である。同様に、第ｍ時間推移回路では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）または第２受信信号Ｊ₂（ｔ）をそれぞれ時間ｔ_mだけ推移させた信号Ｊ₁（ｔ−ｔ_m）またはＪ₂（ｔ−ｔ_m）を出力し、第ｍ信号変換部に入力される。ここで、ｔ₁〜ｔ_mはそれぞれ異なる数値であることが望ましく、時間に応じて変化する値であってもよい。

信号変換部７０２は、例えば、ｍ種類の信号変換部（第１信号変換部〜第ｍ信号変換部）から構成される。信号変換部７０２の第１信号変換部では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第１時間推移回路から出力された信号Ｊ₁（ｔ−ｔ₁）の値に基づいて第１補助信号Ｍ₁（ｔ）を構成する信号を出力し、第２受信信号Ｊ₂（ｔ）および第１時間推移回路から出力された信号Ｊ₂（ｔ−ｔ₁）の値に基づいて第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を構成する信号を出力する。同様に、第ｍ信号変換部では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第ｍ時間推移回路から出力された信号Ｊ₁（ｔ−ｔ_m）の値に基づいて第１補助信号Ｍ₁（ｔ）を構成する信号を出力し、第２受信信号Ｊ₂（ｔ）および第ｍ時間推移回路から出力された信号Ｊ₂（ｔ−ｔ_m）の値に基づいて第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を構成する信号を出力する。

図９は、本発明の実施形態１による信号変換部７０２の一例を示すブロック図である。第１信号変換部〜第ｍ信号変換部は、各信号変換部に入力される信号および各信号変換部から出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができるため、図９では、第ｍ信号変換部７０２ｍの構成および動作について説明する。

図９に示すように、第１加減算器９０１（第１補助信号算出部）では、２つの入力信号の和または差を出力する。例えば、第１加減算器９０１が信号Ｊ₁（ｔ）と信号Ｊ₁（ｔ−ｔ_m）との差を出力するとき、式（３）で表される演算を行う。

Ｍ_1m（ｔ）＝Ｊ₁（ｔ）−Ｊ₁（ｔ−ｔ_m）・・・（３）
また、第２加減算器９０２（第２補助信号算出部）は第１加減算器９０１と同一の構成および動作であり、２つの入力信号の和または差を出力する。例えば、第２加減算器９０２が信号Ｊ₂（ｔ）と信号Ｊ₂（ｔ−ｔ_m）との差を出力するとき、式（４）で表される演算を行う。

Ｍ_2m（ｔ）＝Ｊ₂（ｔ）−Ｊ₂（ｔ−ｔ_m）・・・（４）
一方、信号変換部７０２は、例えば図２０に示すように、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで構成することもできる。図２０に示すように、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）と、第１推移回路７０１（第１時間推移回路〜第ｍ時間推移回路）の出力の全部または一部とをｍ種類のフィルタ（第１フィルタ〜第ｍフィルタ）にそれぞれ入力し、各フィルタから第１補助信号Ｍ₁（ｔ）および第１補助信号Ｍ₂（ｔ）を出力することができる。なお、信号変換部７０２で用いるｍ種類のＦＩＲフィルタは、入力信号の直交成分を出力するヒルベルト変換フィルタであることが望ましいが、これに限られるものではない。また、信号変換部７０２は上記構成例に限られるものではない。

式（３）および式（４）にて表される時間ｔ_mは任意の大きさにすることができるが、時間ｔ_mが非常に小さい微小時間である場合は、第１補助信号を構成する信号Ｍ_1m（ｔ）を時間ｔ_mで除算した値はＪ₁（ｔ）を微分した値となり、第２補助信号を構成する信号Ｍ_2m（ｔ）を時間ｔ_mで除算した値はＪ₂（ｔ）を微分した値となる。これらを数式で表現すると式（５）および式（６）のようになる。ただし、ｄｆ（ｔ）／ｄｔは関数ｆ（ｔ）の微分値を表す。

Ｍ_1m（ｔ）＝｛ｄＪ₁（ｔ）／ｄｔ｝×ｔ_m ・・・ （５）
Ｍ_2m（ｔ）＝｛ｄＪ₂（ｔ）／ｄｔ｝×ｔ_m ・・・ （６）
上記のことから、第１変換信号算出部１１４は図８に示すような構成とすることもできる。図８に示すように、例えば、第１変換信号算出部１１４は微分部８０１を備え、微分部８０１はｍ種類の微分器（第１微分器〜第ｍ微分器）を備えている。

第１微分器〜第ｍ微分器は、各微分器に入力される信号および各微分器から出力される信号が異なる以外は同一の構成をとすることができるため、図８では、第ｍ微分器８０１ｍの構成および動作について説明する。第ｍ微分器８０１ｍは、Ｊ₁（ｔ）の微分値を演算する機能と、Ｊ₂（ｔ）の微分値を演算する機能と、係数ｔ_mを乗算する機能とを有しており、式（５）および式（６）で表されるような演算を行えば、第１補助信号を構成する信号Ｍ_1m（ｔ）および第２補助信号を構成する信号Ｍ_2m（ｔ）を出力することができる。

補助電力算出部１１５では、第１補助信号Ｍ₁（ｔ）および第１補助信号Ｍ₂（ｔ）に基づいて、ｍ種類の補助電力Ａ₁（ｔ）〜Ａ_m（ｔ）を出力することを特徴とする。

図１０は、本発明の実施形態１による補助電力算出部１１５の一例を示すブロック図である。図１０に示すように、補助電力算出部１１５は補助部１００１を有しており、補助部１００１はｍ種類の信号補助部（第１信号補助部〜第ｍ信号補助部）を備えている。

第１信号補助部〜第ｍ信号補助部は、各信号補助部に入力される信号および各信号補助部から出力される信号が異なる以外は同一の構成をとすることができるため、図１０では、第ｍ信号補助部１００１ｍの構成および動作について説明する。

図１１は、本発明の実施形態１による第ｍ信号補助部１００１ｍの一例を示すブロック図である。第ｍ信号補助部１００１ｍでは、第１補助信号Ｍ₁（ｔ）を構成する信号Ｍ_1m（ｔ）と第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を構成する信号Ｍ_2m（ｔ）とから算出される電力値を、補助電力Ａ（ｔ）を構成する電力Ａ_m（ｔ）として出力する。図１１に示すように、第３べき乗演算部１１０１で信号Ｍ_1m（ｔ）の二乗が演算され、第４べき乗演算部１１０２で信号Ｍ_2m（ｔ）の二乗が演算される。そして、第２加算部１１０３で第３べき乗演算部１１０１および第４べき乗演算部１１０２の出力を加算し、電力Ａ_m（ｔ）として出力する。図１では、簡単のため、Ａ₁（ｔ）〜Ａ_m（ｔ）をまとめて補助電力Ａ（ｔ）と表現している。

第１信号再生部１１６では、受信電力Ｐ（ｔ）および補助電力Ａ（ｔ）の一部または全部を用いて受信した信号の判定を行い、判定結果に相当する受信決定信号Ｇ（ｔ）を出力することを特徴とする。

図１２は、本発明の実施形態１による第１信号再生部１１６のブロック図である。図１２に示すように、本実施形態１による第１信号再生部１１６は、受信電力Ｐ（ｔ）と判定用所定値１２０３との比較結果を出力する電力判定部１２０１と、補助電力（Ａ₁（ｔ）〜Ａ_m（ｔ））とｍ種類の判定用補助所定値１２０４（第１判定用補助所定値〜第ｍ判定用補助所定値）との比較結果を出力するｍ種類の補助電力判定部１２０２（第１補助電力判定部〜第ｍ補助電力判定部）と、電力判定部１２０１による比較結果と補助電力判定部１２０２による比較結果とから受信決定信号Ｇ（ｔ）を決定して出力する第１電力信号決定部１２０５とを備える。

なお、第１補助電力判定部〜第ｍ補助電力判定部は、各補助電力判定部に入力される信号および各補助電力判定部から出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができる。また、第１判定用補助所定値〜第ｍ判定用補助所定値は、各判定用補助所定値から出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができる。

電力判定部１２０１では、入力される受信電力Ｐ（ｔ）と判定用所定値１２０３の出力とを比較し、比較結果を第１電力信号決定部１２０５に出力する。比較結果の出力値は、例えば、Ｐ（ｔ）の値が判定用所定値１２０３の出力以上の場合に１（第１電力判定信号）とし、Ｐ（ｔ）の値が判定用所定値１２０３の出力よりも小さい場合に０（第２電力判定信号）とするような方法がある。同様に、第ｍ補助電力判定部１２０２ｍでは、入力される補助電力Ａ_m（ｔ）と第ｍ判定用補助所定値１２０４ｍの出力とを比較し、比較結果を第１電力信号決定部１２０５に出力する。比較結果の出力値は、例えば、Ａ_m（ｔ）の値が第ｍ判定用補助所定値１２０４ｍの出力以上の場合を１（第１補助電力判定信号）とし、Ａ_m（ｔ）の値が第ｍ判定用補助所定値１２０４ｍの出力よりも小さい場合を０（第２補助電力判定信号）とするような方法がある。

第１電力信号決定部１２０５は、電力判定部１２０１の出力および補助電力判定部１２０２の出力の多数決をとり、その結果をＧ（ｔ）として出力することができる。すなわち、第１電力信号決定部１２０５は、電力判定部１２０１および補助電力判定部１２０２から出力される結果の全部または一部のうち半数を超える結果が等しい場合に当該結果を受信決定信号Ｇ（ｔ）として出力する。一例として、ｎ＝６とした場合、電力判定部１２０１の出力および補助電力判定部１２０２の出力が順に１、１、１、１、０、１、０であったとすれば、その多数決をとって受信信号Ｇ（ｔ）はＧ（ｔ）＝１と決定することができる。

信号制御部１１７では、第１信号再生部１１６から入力された受信決定信号Ｇ（ｔ）に基づいて第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を制御して、所望の出力信号Ｏ（ｔ）を得て出力する。

雑音が加わったマークとスペースとの２値で表現される信号系列を２値のデータに再生する場合において、一般的には所定時間区間における電力値を算出して閾値と比較する方法が用いられている。当該方法を用いると、受信信号電力が雑音電力に比べて十分大きな場合は誤りなくデータを再生することができるが、受信信号電力が雑音電力と同程度または小さい場合は誤ったデータとして再生されてしまうことが頻繁に発生する。

上記の従来の方法に対して、本発明の実施形態では、受信した信号を変換することによって異なった雑音特性を有する複数の補助信号を生成することができる。そして、生成した各補助信号の電力を求めることによって異なった雑音特性を有する信号系列が再生される。

また、本発明の実施形態では、生成された複数の信号系列の多数決による結果を最終的な受信決定信号としている。このことは、異なる雑音特性を有する信号系列のアンサンブル平均をとることと等価であるため、雑音が平滑化されて信号が正しく再生される可能性が向上する。さらに、一般にアンサンブル平均は平均化処理に要する時間遅延が発生しないため、本実施の形態は時間平均を用いて雑音を平滑化する方法に対してリアルタイム性が向上するという効果がある。

また、本発明の実施形態では、ｓｉｎθとｃｏｓθが互いに微分の関係（式（７）および式（８））であることを利用し、受信信号と当該受信信号を所定時間だけ推移させた信号との差分を補助信号として生成する特徴を有している。式（７）および式（８）において、θは任意の角度である。

（ｄ／ｄｔ）ｓｉｎθ＝ｃｏｓθ ・・・ （７）
（ｄ／ｄｔ）ｃｏｓθ＝−ｓｉｎθ ・・・ （８）
また、ｓｉｎθとｃｏｓθとの間には式（９）で表される恒等式が成立する。

ｓｉｎ²θ＋ｃｏｓ²θ＝１ ・・・ （９）
従って、本発明の実施形態では、マーク部分における受信電力および補助電力は理想的には一定値となるため、閾値と比較する際に好都合となる。

上記の効果を図１３にて説明する。図１３は、本発明の実施形態１による受信電力算出部１１３および補助電力算出部１１５の出力の一例を示す図である。図１３に示すように、送信信号系列は“１、０、０”であり、これを受信電力のみを用いて信号の判定を行った場合は、“１、１、０”と誤った判定をしてしまう。しかし、第１補助電力を用いて判定を行った場合は“１、０、０”と判定され、第２補助電力を用いて判定を行った場合も“１、０、０”と判定される。従って、これらの多数決をとれば最終的に受信を決定する信号は“１、０、０”となるため誤りを回避することができる。

一方、受信信号を正しく再生できない場合が新たに生じてしまう場合があり得る。図１４は、本発明の実施形態１による受信電力算出部１１３および補助電力算出部１１５の出力の他の一例を示す図である。図１４に示すように、例えば、受信電力のみを用いて判定を行った場合に受信信号が正しく再生されているが、第１補助電力および第２補助電力を用いて判定を行った場合では受信信号がともに誤って判定され、これらの多数決をとることで最終的に受信信号の判定を誤ってしまう場合がある。

上述のように、複数の補助電力を用いて多数決をとることは雑音の平滑化を行うことと等価であるため、本発明の実施形態による補助電力の種類を増やせば増やすほど雑音はより小さい値に平滑化される性質を有する。従って、図１３に示すように、受信電力のみを用いて判定を行った場合に受信信号が誤って再生され、かつ、受信電力および補助電力の両方を用いて多数決判定を行った場合に受信信号を正しく再生できる条件付確率をＰ_cとし、図１４に示すように、受信電力のみを用いて判定を行った場合に受信信号が正しく再生され、かつ、受信電力および補助電力の両方を用いて多数決判定を行った場合に受信信号が誤って再生される条件付確率をＰ_eとすると、条件付確率Ｐ_cと条件付確率Ｐ_eとの関係は式（１０）のようになる。

Ｐ_c＞Ｐ_e ・・・ （１０）
このことを数値計算により証明した結果の一例を図１５に示す。図１５において、送信符号系列ビット長を１３とし、当該送信符号系列を送信機１００から１００回送信したときに受信機１１０にて正確に受信した回数を測定した結果である。ここで、受信機１１０における受信決定信号が１３ビット中１２ビット以上等しい場合に、正しく受信できたものとみなしている。

図１５に示すように、補助電力の種類を増加させるに従って雑音に対する耐性が強くなる（正確に受信できる確率が上がる）ことが分かる。一例として、受信信号の信号対雑音電力比（受信ＣＮＲ）が１ｄＢのとき、受信電力のみを用いて判定を行った場合は１００回中８回しか受信信号が正確に再生できなかったが、受信電力と６種類の補助電力の全てを用いて多数決判定を行った場合は１００回中６０回が正確に再生されており、雑音電力の大きい送受信環境下でも信号を正確に再生できる確率が大きくなるという効果がある。

以上のことから、通信状態が悪い伝送路環境であっても信号を正確に再生することが可能となる。また、本発明の実施形態による受信電力算出部１１３および補助電力算出部１１５のそれぞれは、入出力信号が異なる以外は全く同一の構成でよいため、回路を共用することができる。従って、受信電力のみを用いて受信信号を再生する従来の方法に対して、第１変換信号算出部１１４、補助電力算出部１１５、および第１信号再生部１１６を追加するだけで受信性能を向上することができる。また、第１変換信号算出部１１４は、第１受信信号および第２受信信号を時間推移させるメモリおよび加減算回路などの信号変換部から構成されるため、従来の方法に対して回路規模をほとんど大きくすることなく受信性能を向上できるという効果がある。

〈実施形態２〉
図２は、本発明の実施形態２による送受信システムのブロック図である。本実施形態２では、第２変換信号算出部２０１および第２信号再生部２０２を備えていることを特徴としている。その他の構成および動作は実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態２において、実施形態１と同様の構成要素に対しては同じ符号を付している。

第２信号再生部２０２では、受信電力Ｐ（ｔ）および補助電力Ａ（ｔ）の一部または全部を用いて受信した信号の判定を行い、判定結果である受信決定信号Ｇ（ｔ）および誤差信号Ｅ（ｔ）を出力することを特徴とする。すなわち、受信電力と補助電力とから第１受信信号および第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力するとともに、受信決定信号と補助電力とから誤差を算出し誤差信号として出力することを特徴とする。

図１６は、本発明の実施形態２による第２信号再生部２０２のブロック図である。図１６に示すように、本実施形態２による第２信号再生部２０２は、受信電力Ｐ（ｔ）と判定用所定値１２０３との比較結果を出力する電力判定部１２０１と、補助電力（Ａ₁（ｔ）〜Ａ_m（ｔ））と判定用補助所定値１２０４（第１判定用補助所定値〜第ｍ判定用補助所定値）との比較結果を出力する補助電力判定部１２０２（第１補助電力判定部〜第ｍ補助電力判定部）と、電力判定部１２０１による比較結果と補助電力判定部１２０２による比較結果とから受信決定信号Ｇ（ｔ）を決定して出力するとともに、補助電力判定部１２０２の出力と受信決定信号Ｇ（ｔ）との誤差を誤差信号Ｅ（ｔ）として出力する第２電力信号決定部１６０１とを備える。なお、第２電力信号決定部１６０１以外は実施形態１（図１２）と同様であるため、ここでは説明を省略する。

第２電力信号決定部１６０１は、電力判定部１２０１の出力および補助電力判定部１２０２の出力の一部または全部を用いて多数決をとって受信決定信号Ｇ（ｔ）を出力する。一例として、ｎ＝６とした場合において、電力判定部１２０１の出力および補助電力判定部１２０２の出力が順に１、１、１、１、０、１、０であるとすれば、その多数決をとって受信決定信号Ｇ（ｔ）はＧ（ｔ）＝１と決定することができる。

また、第２電力信号決定部１６０１は、受信決定信号Ｇ（ｔ）を算出して出力するとともに、補助電力判定部１２０２の出力と受信決定信号Ｇ（ｔ）とのハミング距離を補助電力誤差信号として出力することができる。図１６に示すように、ｍ種類の補助電力誤差信号をまとめて誤差信号Ｅ（ｔ）と表現している。誤差信号Ｅ（ｔ）の値は、上記のハミング距離が大きいほど大きな値となる。

第２変換信号算出部２０１では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）に基づいて算出した信号を出力することを特徴とする。すなわち、第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出し、第１補助信号および第２補助信号の出力を誤差信号に基づいて選択することを特徴としている。

図１７は、本発明の実施形態２による第２変換信号算出部２０１の一例を示すブロック図である。図１７において、第１推移回路７０１および信号変換部７０２の構成および動作は、実施形態１（図７）と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１７に示すように、信号変換部７０２から出力された信号は最適化部１７０１に入力される。最適化部１７０１はｍ種類の最適化部（第１最適化部〜第ｍ最適化部）で構成され、各最適化部では信号変換部７０２から入力された信号および誤差信号Ｅ（ｔ）を用いて信号の最適化が行われ、第１補助信号Ｍ₁（ｔ）および第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を出力する。

第１最適化部〜第ｍ最適化部は、各最適化部に入力される信号および各最適化部から出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができるため、一例として第ｍ最適化部１７０１ｍの動作について説明する。

第ｍ最適化部１７０１ｍでは、第ｍ信号変換部７０２ｍから出力された信号がそのまま入力される。第ｍ最適化部１７０１ｍは誤り許容値を有しており、第ｍ最適化部１７０１ｍに入力される誤差信号Ｅ_m（ｔ）が誤り許容値以下（誤り許容値の範囲内）である場合は、第１補助信号Ｍ₁（ｔ）を構成する信号Ｍ_1m（ｔ）および第２補助信号Ｍ₂（ｔ）を構成する信号Ｍ_2m（ｔ）として出力する。

一方、誤差信号Ｅ_m（ｔ）が誤り許容値よりも大きい（誤り許容値の範囲外）場合は、信号Ｍ_1m（ｔ）および信号Ｍ_2m（ｔ）の出力を一時的または恒常的に停止することができる。

なお、誤差信号Ｅ_m（ｔ）と誤り許容値との比較は、上述の方法に限られるものではない。例えば、誤差信号Ｅ_m（ｔ）を所定の時間区間で平均化した値と誤り許容値とを比較してもよく、所定の時間区間における誤差信号Ｅ_m（ｔ）の最大値と誤り許容値とを比較してもよい。また、所定の時間区間に受信した誤差信号Ｅ_m（ｔ）の値とその回数を保持し、所定の回数に達したときにＥ_m（ｔ）の値を確定するような前方保護機能を有していてもよい。

実施形態１では、受信電力および補助電力のマーク信号とスペース信号の振幅差分は、第１変換信号算出部１１４における第１推移回路７０１の推移時間の値に応じて変化する。例えば、正弦波Ｃ（ｔ）および正弦波Ｓ（ｔ）がそれぞれ式（１１）および式（１２）である場合について考察する。

Ｃ（ｔ）＝ｃｏｓ（２πｆ_cｔ） ・・・ （１１）
Ｓ（ｔ）＝ｓｉｎ（２πｆ_cｔ） ・・・ （１２）
このとき、雑音のない理想的な通信状態での受信電力におけるマーク信号の振幅は１となりスペース信号の振幅は０となる。一方、補助電力では、例えば推移時間が１／（４ｆ_c）である場合はマーク信号の振幅は１となりスペース信号の振幅は０となるが、例えば、第１推移回路７０１における推移時間が１／（１２ｆ_c）である場合はマーク信号の振幅は１／２となりスペース信号の振幅は０となる。また、第１推移回路７０１における推移時間が１／（２ｆ_c）である場合はマーク信号の振幅とスペース振幅の信号がともに０となってしまい、受信信号を正確に再生できなくなる。このように、マーク信号とスペース信号の振幅差分が小さくなると、補助電力判定部１２０２において判定用補助所定値１２０４（閾値）との比較を行った場合に判定を誤る確率が大きくなることは明らかである。

これに対して本実施形態２では、上記の問題を解消することができる。例えば、第２変換信号算出部における第ｍ時間推移回路の推移時間ｔ_mが、補助電力におけるマーク信号とスペース信号の振幅差分が非常に小さくなるような推移時間であるとする。このとき、補助電力算出部１１５から出力される信号Ａ_m（ｔ）は判定誤りを多く含む信号となるため、受信決定信号Ｇ（ｔ）とのハミング距離が大きくなる。従って、誤差信号Ｅ_m（ｔ）も大きくなるため、第ｍ最適化部１７０１ｍにおいて誤差信号Ｅ_m（ｔ）が誤り許容値を超え、第ｍ最適化部１７０１ｍは信号Ｍ_1m（ｔ）および信号Ｍ_2m（ｔ）の出力を一時的または恒常的に停止することができる。

以上のことから、実施形態１の効果に加えて、第２変換信号算出部２１０において品質の悪い（誤り許容値を超える）補助電力信号を自動的に検出して除去することができるため、第２信号再生部２０２の第２電力信号決定部における多数決判定の精度をさらに向上できるという効果がある。

〈実施形態３〉
図３は、本発明の実施形態３による送受信システムのブロック図である。本実施形態３では、第３変換信号算出部３０１および第３信号再生部３０２を備えていることを特徴としている。その他の構成および動作は実施形態１および実施形態２と同様であるため、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態３において、実施形態１および実施形態２と同様の構成要素に対しては同じ符号を付している。

第３変換信号算出部３０１では、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）および第２受信信号Ｊ₂（ｔ）に基づいて算出した信号と、第１時間推移信号〜第ｍ時間推移信号を生成するために用いた第１推移時間値Ｆ₁（ｔ）〜第ｍ推移時間値Ｆ_m（ｔ）を出力することを特徴とする。すなわち、第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出して出力し、第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力するとともに、第１推移受信信号および第２推移受信信号の生成に用いられた所定時間推移を推移時間値として出力することを特徴としている。ただし、図３では第１推移時間値Ｆ₁（ｔ）〜第ｍ推移時間値Ｆ_m（ｔ）をまとめて推移時間値Ｆ（ｔ）と表現している。

図１８は、本発明の実施形態３による第３変換信号算出部３０１の一例を示すブロック図である。図１８において、信号変換部７０２の構成および動作は実施形態１および実施形態２と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１８に示すように、第２推移制御回路１８０１を構成するｍ種類の時間推移制御回路（第１時間推移制御回路〜第ｍ時間推移制御回路）では、各時間推移制御回路に入力される信号および各時間推移制御回路から出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができるため、一例として第ｍ時間推移制御回路１８０１ｍの動作について説明する。

第ｍ時間推移制御回路１８０１ｍでは、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）または第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を時間ｔ_mだけ推移させた信号Ｊ₁（ｔ−ｔ_m）またはＪ₂（ｔ−ｔ_m）を第ｍ信号変換部７０２ｍに対して出力する。ここで、ｔ_mは０以外の実数である。また、第ｍ時間推移制御回路１８０１ｍでは、第１受信信号Ｊ₁（ｔ）または第２受信信号Ｊ₂（ｔ）を推移させた時間ｔ_mを、推移時間値Ｆ（ｔ）を構成する第ｍ推移時間値Ｆ_m（ｔ）として出力する。

第３信号再生部３０２では、推移時間値Ｆ（ｔ）と、受信電力Ｐ（ｔ）および補助電力Ａ（ｔ）の一部または全部とを用いて受信した信号の判定を行い、判定結果である受信決定信号Ｇ（ｔ）を出力することを特徴とする。

図１９は、本発明の実施形態３による第３信号再生部３０２のブロック図である。図１９に示すように、本実施形態３による第３信号再生部３０２は、受信電力Ｐ（ｔ）と判定用所定値１２０３との比較結果を出力する電力判定部１２０１と、推移時間値（Ｆ₁（ｔ）〜Ｆ_m（ｔ））に基づいて判定用補助所定値を選択して出力する閾値選択部１９０１（第１電力閾値選択部〜第ｍ電力閾値選択部）と、補助電力（Ａ₁（ｔ）〜Ａ_m（ｔ））と判定用補助所定値との比較結果を出力する補助電力判定部１２０２（第１補助電力判定部〜第ｍ補助電力判定部）と、電力判定部１２０１による比較結果と補助電力判定部１２０２による比較結果とから受信決定信号Ｇ（ｔ）を決定して出力する第１電力信号決定部１２０５とを備える。なお、閾値選択部１９０１以外は実施形態１（図１２）と同様であるため、ここでは説明を省略する。

閾値選択部１９０１は、ｍ種類の閾値選択部（第１電力閾値選択部〜第ｎ電力閾値選択部）で構成され、各閾値選択部は入出力される信号が異なる以外は同一の構成とすることができる。第ｍ電力閾値選択部１９０１ｍでは、推移時間値Ｆ_m（ｔ）の値に基づいて第ｍ判定用補助所定値を算出または選択することができる。

本実施形態３によれば、補助電力の生成に必要となるマーク信号とスペース信号の判定に用いる判定閾値（判定法補助所定値）を閾値選択部１９０１にて自動的に生成することができる。

例えば、推移時間がｔ₁であり、正弦波Ｃ（ｔ）および正弦波Ｓ（ｔ）がそれぞれ式（１１）および式（１２）で表される場合について考察する。このとき、補助電力信号におけるマーク信号の振幅は式（１３）によって表される。

４×ｓｉｎ²（２πｆ_cｔ₁） ・・・ （１３）
式（１３）によって算出された値（振幅値）は、推移時間ｔ₁と正弦波Ｃ（ｔ）および正弦波Ｓ（ｔ）の周波数ｆ_cが分かっていれば一意に決まる。従って、例えば、マーク信号とスペース信号の振幅の中間値を判定閾値とし、スペース信号が０である場合において、式（１３）の半分の値を判定用補助所定値とすればよい。

以上のことから、例えば、第ｍ時間推移制御回路１８０１ｍの推移時間値ｔ_mが時間に応じて任意に変化する場合において、推移時間値ｔ_mの変化に応じて判定用補助所定値が自動的に変化するため、実施形態１および実施形態２において固定の判定用補助所定値を用いる場合に比べて受信信号を正確に決定する確率が向上するという効果がある。

本発明の実施形態では、本発明の適用可能な態様を例示したものであり、本発明はこれに限られるものではない。

１００ 送信機、１０１ 正弦波発生部、１０２ 信号挿入部、１０３ 送信制御部、１０４ 送信空中線、１１０ 受信機、１１１ 受信空中線、１１２ 受信制御部、１１３ 受信電力算出部、１１４ 第１変換信号算出部、１１５ 補助電力算出部、１１６。
第１信号再生部、１１７ 信号制御部、２０１ 第２変換信号算出部、２０２ 第２信号再生部、３０１ 第３変換信号算出部、３０２ 第３信号再生部、４０１ 時間スイッチ、６０１ 第１べき乗演算部、６０２ 第２べき乗演算部、６０３ 第１加算部、７０１ 第１推移回路、７０２ 信号変換部、７０２ｍ 第ｍ信号変換部、８０１ 微分部、８０１ｍ 第ｍ微分部、９０１ 第１加減算器、９０２ 第２加減算器、１００１ 信号補助部、１００１ｍ 第ｍ信号補助部、１１０１ 第３べき乗演算部、１１０２ 第４べき乗演算部、１１０３ 第２加算部、１２０１ 電力判定部、１２０２ 補助電力判定部、１２０２ｍ 第ｍ補助電力判定部、１２０３ 判定用所定値、１２０４ 判定用補助所定値、１２０４ｍ 第ｍ判定用補助所定値、１２０５ 第１電力信号決定部、１６０１ 第２電力信号決定部、１７０１ 最適化部、１７０１ｍ 第ｍ最適化部、１８０１ 第２推移制御回路、１８０１ｍ 第ｍ時間推移制御回路、１９０１ 閾値選択部、１９０１ｍ 第ｍ閾値選択部。

Claims (11)

1. 送信機と受信機との間で通信を行う送受信システムであって、
   前記送信機は、
   第１正弦波および第２正弦波を発生する正弦波発生部と、
   送信信号を２系統に分配し、一方の系統の信号に前記第１正弦波を挿入して第１原信号を出力し、他方の系統の信号に前記第２正弦波を挿入して第２原信号を出力する信号挿入部と、
   を備え、
   前記受信機は、
   前記第１原信号を受信して得られた第１受信信号と、前記第２原信号を受信して得られた第２受信信号とから受信電力を算出して出力する受信電力算出部と、
   前記第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、前記第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力する第１変換信号算出部と、
   前記第１補助信号と前記第２補助信号とから補助電力を算出して出力する補助電力算出部と、
   前記受信電力と前記補助電力とから前記第１受信信号および前記第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力する第１信号再生部と、
   前記受信決定信号に基づいて前記第１受信信号および前記第２受信信号を制御して出力する信号制御部と、
   を備え、
   前記第１推移受信信号は、複数の第１推移受信素信号から構成され、前記第１推移受信素信号の各々は、前記第１受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、
   前記第１補助信号は、前記第１受信信号と前記第１推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第１補助素信号から構成されること、を特徴とし、
   前記第２推移受信信号は、複数の第２推移受信素信号から構成され、前記第２推移受信素信号の各々は、前記第２受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、
   前記第２補助信号は、前記第２受信信号と前記第２推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第２補助素信号から構成されること、を特徴とする、送受信システム。
2. 第１正弦波および第２正弦波を発生する正弦波発生部と、
   送信信号を２系統に分配し、一方の系統の信号に前記第１正弦波を挿入して第１原信号を出力し、他方の系統の信号に前記第２正弦波を挿入して第２原信号を出力する信号挿入部と、
   を備え、
   前記正弦波発生部は、前記第１正弦波と前記第２正弦波とが互いに直交して出力し、
   前記信号挿入部は、前記第１正弦波は所定時間ごとに所定時間長となるように前記一方の系統の信号に挿入し、前記第２正弦波は所定時間ごとに所定時間長となるように前記他方の系統の信号に挿入することを特徴とする、送信機。
3. 第１受信信号と第２受信信号とから受信電力を算出して出力する受信電力算出部と、
   前記第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、前記第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力する第１変換信号算出部と、
   前記第１補助信号と前記第２補助信号とから補助電力を算出して出力する補助電力算出部と、
   前記受信電力と前記補助電力とから前記第１受信信号および前記第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力する第１信号再生部と、
   前記受信決定信号に基づいて前記第１受信信号および前記第２受信信号を制御して出力する信号制御部と、
   を備え、
   前記第１推移受信信号は、複数の第１推移受信素信号から構成され、前記第１推移受信素信号の各々は、前記第１受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、
   前記第１補助信号は、前記第１受信信号と前記第１推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第１補助素信号から構成されること、を特徴とし、
   前記第２推移受信信号は、複数の第２推移受信素信号から構成され、前記第２推移受信素信号の各々は、前記第２受信信号を互いに異なる時間だけ推移させた信号であり、
   前記第２補助信号は、前記第２受信信号と前記第２推移受信素信号とに基づいて生成される複数の第２補助素信号から構成されること、を特徴とする、受信機。
   
4. 前記第１変換信号算出部に替えて、
   前記第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出し、前記第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出し、前記第１補助信号および前記第２補助信号の出力を誤差信号に基づいて選択する第２変換信号算出部と、
   前記第１信号再生部に替えて、
   前記受信電力と前記補助電力とから前記第１受信信号および前記第２受信信号を決定する受信決定信号を算出して出力するとともに、前記受信決定信号と前記補助電力とから誤差を算出し前記誤差信号として出力する第２信号再生部と、
   を備えることを特徴とする、請求項３に記載の受信機。
5. 前記第１変換信号算出部に替えて、
   前記第１受信信号と当該第１受信信号を所定時間推移させた第１推移受信信号とに基づいて第１補助信号を算出して出力し、前記第２受信信号と当該第２受信信号を所定時間推移させた第２推移受信信号とに基づいて第２補助信号を算出して出力するとともに、前記第１推移受信信号および前記第２推移受信信号の生成に用いられた前記所定時間推移を推移時間値として出力する第３変換信号算出部と、
   前記第１信号再生部に替えて、
   前記受信電力、前記補助電力、および前記推移時間値から前記受信決定信号を算出して出力する第３信号再生部と、
   を備えることを特徴とする、請求項３に記載の受信機。
6. 前記第１変換信号算出部は、
   前記第１推移受信信号および前記第２推移受信信号を出力する推移回路と、
   前記第１受信信号と前記第１推移受信信号とから前記第１補助信号を算出する第１補助信号算出部、
   前記第２受信信号と前記第２推移受信信号とから前記第２補助信号を算出する第２補助信号算出部、
   を備える信号変換部と、
   を備えることを特徴とする、請求項３に記載の受信機。
7. 前記第２変換信号算出部は、
   前記第１推移受信信号および前記第２推移受信信号を出力する推移回路と、
   前記第１受信信号と前記第１推移受信信号とから前記第１補助信号を算出する第１補助信号算出部、
   前記第２受信信号と前記第２推移受信信号とから前記第２補助信号を算出する第２補助信号算出部、
   を備える信号変換部と、
   前記第１補助信号および前記第２補助信号の出力を前記誤差信号に基づいて選択する最適化部と、
   を備えることを特徴とする、請求項４に記載の受信機。
8. 前記第３変換信号算出部は、
   前記第１推移受信信号および前記第２推移受信信号を出力するとともに、前記推移時間値を出力する推移制御回路と、
   前記第１受信信号と前記第１推移受信信号とから前記第１補助信号を算出する第１補助信号算出部、
   前記第２受信信号と前記第２推移受信信号とから前記第２補助信号を算出する第２補助信号算出部、
   を備える信号変換部と、
   を備えることを特徴とする、請求項５に記載の受信機。
9. 前記第１信号再生部は、
   前記受信電力と判定用所定値との比較結果を出力する電力判定部と、
   前記補助電力と判定用補助所定値との比較結果を出力する補助電力判定部と、
   前記電力判定部による比較結果と前記補助電力判定部による比較結果とから前記受信決定信号を決定して出力する第１電力信号決定部と、
   を備える、請求項３に記載の受信機。
10. 前記第２信号再生部は、
    前記受信電力と判定用所定値との比較結果を出力する電力判定部と、
    前記補助電力と判定用補助所定値との比較結果を出力する補助電力判定部と、
    前記電力判定部による比較結果と前記補助電力判定部による比較結果とから前記受信決定信号を決定して出力するとともに、前記補助電力判定部の出力と前記受信決定信号との誤差を前記誤差信号として出力する第２電力信号決定部と、
    を備える、請求項４に記載の受信機。
11. 前記第３信号再生部は、
    前記受信電力と判定用所定値との比較結果を出力する電力判定部と、
    前記推移時間値に基づいて判定用補助所定値を選択して出力する閾値選択部と、
    前記補助電力と前記判定用補助所定値との比較結果を出力する補助電力判定部と、
    前記電力判定部による比較結果と前記補助電力判定部による比較結果とから前記受信決定信号を決定して出力する第１電力信号決定部と、
    を備える、請求項５に記載の受信機。

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