JP2004207995A - 通信装置および無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ディジタル無線通信において、パイロットシンボルによるフェージング歪補償精度を向上させ、ビット誤り率特性を改善する。
【解決手段】通信品質に応じて、送信バースト内のデータの一部を別のデータに書き換えることで、パイロットシンボルと同様の効果を得ることができ、振幅・位相変動の補償精度が上り、また、データを置き換えた部分に関しては誤り訂正を施すことで補償し、その結果、ビット誤り率特性を改善することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに適用される通信装置および無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動通信においてもデータや動画像伝送といったマルチメディア通信の実現のため大容量通信の需要が高まっている。このような大容量通信を実現する技術の一つとして多値変調技術がある。しかし多値変調はフェージング環境に弱く、送信信号の振幅、位相が歪んでしまい、移動通信での実用が困難といった課題がある。そこで従来から送信側で情報シンボルの間に周期的に既知のパイロットシンボルを挿入し、受信側ではパイロットシンボルを基準として振幅、位相の歪補償を行う方式がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図１１を参照して従来のパイロットシンボル挿入方式の一例について説明する。ここでは一例として伝搬路の周波数特性が一様なレイリーフェージング下における１6値ＱＡＭの信号空間ダイヤグラムの変化の一例を示す。１６値ＱＡＭの信号空間ダイヤグラムはフェージングによって振幅、位相に変動を受けるため、図１１の（a）〜（c）に示すように大きさ及び傾きが時々刻々と変化する。ただし全体の形は保存されるため、信号空間ダイヤグラムの特定の信号点（これをパイロットシンボルという。この例ではＡ点。）がどこにあるかを常に推定できれば、各点の相対位置関係から送信シンボルを推定できる。図１１の（a）〜（c）の場合、Ａ点の位置は同図（d）のa〜cとなる。それゆえ、適当な曲線でＡ点の軌跡を内挿すると、パイロットシンボル以外の情報シンボルにおける振幅、位相の歪を推定することができる。この方式ではパイロットシンボルの数が多いほど受信側では振幅、位相の変動に追従しやすくなり受信性能が向上する。
【０００４】
【非特許文献１】
笹岡秀一編著「移動通信」p98 オーム社
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、パイロットシンボルには既知のシンボルを挿入するため、そのシンボルには送信データを挿入することができず、データ伝送容量が犠牲になる。従ってパイロットシンボルはできるだけ少なくすることが望まれる。しかしながらパイロットシンボルの数を減らすと歪補償に用いるパイロットシンボル数が減り、補償精度が劣化してしまう。特に１つのパイロットシンボルが雑音の影響等で大きく歪んだ場合、そのパイロットシンボルを用いて歪補償を行うデータ区間全体に影響を与えるため、バーストエラー等を引き起こすことがある。バーストエラーを生じてしまうと、誤り訂正を行っても訂正できなくなってしまう。また、必要に応じてパイロットシンボルの挿入周期を可変にする方式もあるが、この場合、送信バーストの構成もその都度切換えなければならなくなるため、送受信局の回路構成が複雑になるといった問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により振幅、位相の歪補償精度を上げることができる通信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第一の通信装置と第二の通信装置とを具備し、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムであって、第一の通信装置には、送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化後のデータに対して所定の位置のデータを所定のデータに書換えるデータ書換え部と、前記データ書換え後のデータに対して所定の変調方式に準じた信号点配置を行う信号点配置部と、データシンボルおよび、所定の位置のデータを書き換えたデータにパイロットシンボルと同様な効果を与えた疑似パイロットシンボルを生成するシンボル生成部と、既知のシンボルを生成する既知シンボル生成部と、前記データシンボルと前記疑似パイロットシンボルと前記パイロットシンボルとを所定の位置に配置し、送信バーストを生成するバースト生成部とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、第二の通信装置には、前記第一の通信装置から受信したバースト信号を出力する受信処理部と、前記受信したバースト信号に対してバースト内の所定の位置に応じて分割する分割部と、第一の分割されたバースト信号に対して第一の信号点配置に準じたシンボル判定を行う疑似パイロットシンボル判定部と、第二の分割されたバースト信号（パイロットシンボル）と前記シンボル判定後の疑似パイロットシンボルとをそれぞれ所定の信号点配置に準じた信号点と比較することにより、前記受信したバースト信号の振幅、位相の歪量を推定する歪推定部と、前記歪推定結果を用いて第三の分割されたバースト信号の振幅、位相の歪を補償する歪補償部と、前記歪補償後のバースト信号に対して、第二の信号点配置に準じたシンボル判定を行うデータシンボル判定部と、前記疑似パイロットシンボル判定部およびデータシンボル判定部のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列を生成する受信データ列生成部と、前記受信データ列に対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正後の受信データを出力する誤り訂正部とを具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、誤り訂正符号化を施した送信データに対して所定の位置のデータを所定の既知のデータに書換えることにより、前記所定の位置のデータを書換えたデータにパイロットシンボルと同様の効果を与え（本発明ではこのシンボルを擬似パイロットシンボルと呼ぶことにする）、パイロットシンボルと前記擬似パイロットシンボルによる振幅、位相歪補償を行うことでパイロットシンボルのみで振幅、位相の歪補償を行う場合に比べて歪補償の精度を向上し、バーストエラーの発生を抑えることができる。また前記書換えたデータに受信側で誤り訂正処理を施すことで元のデータに訂正するため、結果としてビット誤り率特性を向上させることができる作用を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、誤り訂正符号化を施したデータシンボルに対して所定の位置のデータを所定の既知のデータに書換え、前記データシンボルを擬似的にパイロットシンボルと見なすことで、振幅、位相の歪補償精度を向上し、また前記データを書換えたシンボルは、誤り訂正を行うことにより元のデータに訂正することにより、結果としてビット誤り率特性を改善することである。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係わる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係わる無線通信システムは、第一の通信装置（送信装置）１００と第二の通信装置（受信装置）２００とを具備する。
【００１３】
前記無線通信システムは、前記第一の通信装置１００と前記第二の通信装置２００との間でディジタル変調により無線通信を行い、第一の通信装置１００は、誤り訂正符号化部１０１とデータ書換え部１０２と信号点配置部１０３と既知シンボル生成部１０４とバースト生成部１０５と送信処理部１０６とを具備する。
【００１４】
データ書換え部１０２の入力端子は、誤り訂正符号化部１０１の出力端子に接続されている。
【００１５】
信号点配置部１０３の入力端子は、データ書換え部１０２の出力端子に接続されている。
【００１６】
バースト生成部１０５の入力端子は、信号点配置部１０４と既知シンボル生成部１０４の出力端子に接続されている。
【００１７】
送信処理部１０６の入力端子はバースト生成部１０５の出力端子に接続されている。
【００１８】
前記第二の通信装置２００は、受信処理部２０１と分割部２０２と擬似パイロットシンボル判定部２０３と歪推定部２０４と歪補償部２０５とデータシンボル判定部２０６と受信データ列生成部２０７と誤り訂正部２０８とを具備する。
【００１９】
分割部２０２の入力端子は、受信処理部２０１の出力端子に接続されている。
【００２０】
擬似パイロットシンボル判定部２０３の入力端子は、分割部２０２の出力端子に接続されている。
【００２１】
歪推定部２０４の入力端子は、分割部２０２と擬似パイロットシンボル判定部２０３の出力端子に接続されている。
【００２２】
歪補償部２０５の入力端子は、分割部２０２と歪推定部２０４の出力端子に接続されている。
【００２３】
データシンボル判定部２０６の入力端子は、歪補償部２０５の出力端子に接続されている。
【００２４】
受信データ列生成部２０７の入力端子は歪推定部２０２と歪補償部２０３の出力端子に接続されている。
【００２５】
誤り訂正部２０８の入力端子は受信データ列生成部２０７の出力端子に接続されている。
【００２６】
以上の構成により誤り訂正符号化後の送信データに対して所定の位置のデータを所定の既知のデータに書換えることにより、前記所定の位置のデータを書換えた送信データを擬似的にパイロットシンボルとして使用し、振幅、位相の歪補償精度を向上しバーストエラーの発生を抑え、また前記疑似パイロットシンボルは誤り訂正を行うことにより元のデータを復元されるため、結果としてビット誤り率特性を改善する。
【００２７】
以下では、具体的な例として変調方式に１６値ＱＡＭを用いる場合について説明する。
【００２８】
誤り訂正符号化部１０１は、ビットデータ列ｓ１を入力とし、前記ビットデータ列ｓ１に誤り訂正符号化処理を施し、誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２を出力するものである。本発明の実施の形態１では、一例として誤り訂正符号に畳込み符号を用い、復号には最尤復号を用いるものとする。
【００２９】
データ書換え部１０２は、前記誤り訂正後のビットデータ列ｓ２に対して、所定の位置のデータを既知のデータに書換え、データ書換え後のビットデータ列ｓ３を出力するものである。ここで所定の位置とは、例えば送信バーストを図２に示すように２個のパイロットシンボル（Ｐ）の中間の位置に疑似パイロットシンボル（Ｐ´）を配置するように構成するものとし、この場合の前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２において前記疑似パイロットシンボルの位置に相当する位置のことである。具体的には１６値ＱＡＭ変調では、1シンボルを４ビットで構成するので、前記誤り訂正後のビットデータ列ｓ２において、疑似パイロットシンボル（Ｐ´）の位置に相当する4ビットのうち下位２ビットを既知データ（０，０）に書換えるものとする。なお本実施の形態ではデータを書換えることにより平均で１ビットの誤りを付加してしまうことになるが、これは第二の通信装置２００の誤り訂正部２０５により訂正されるものとする。また本実施の形態では下位２ビットを既知データ（０，０）に書き換える構成としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば下位２ビットを書換えるのではなく４ビットすべてを既知データとして（０，０，０，０）に書換える構成としても良い。
【００３０】
信号点配置部１０３は、前記データ書換え後のビットデータ列ｓ３を入力とし、前記ビットデータ列ｓ３に対して１６値ＱＡＭ変調方式に準じた信号点配置を行う。本実施の形態では、信号点配置の際に一例としてグレイ符号化を施すものとする。このとき１６値ＱＡＭ変調信号のＩＱ平面上での信号点配置は図３のようになる。図３のような信号点配置の１６値ＱＡＭ変調信号の場合、上位２ビットで象限が決まり、下位２ビットで象限内の位置が決定するので、前記データ書換え後のビットデータ列ｓ３に対して信号点配置を行う場合、例えば前記データ書換え部１０２においてビットデータ（０，０，１，１）の下位２ビットを既知データ（０，０）に書換えた場合、前記ビットデータは（０，０，０，０）となり、本来図４の６の点に配置に配置されるはずであったが、下位２ビットのデータを書換えたことにより１の点の位置に配置される。同様に図４の第２象限内に配置されるビットデータの下位２ビットを既知データ（０，０）に書換えると、２の点の位置に配置されることになる。このようにデータ書換え部１０２においてビットデータの下位２ビットを（０，０）に書換えられたビットデータは、本来配置されるはずであった信号点の位置と同一象限内で最大振幅を持つ信号点位置に配置される。このことにより、データを書換えられたビットデータは図４の１、２、３、４のいずれかの位置に信号点配置され、これを擬似的にパイロットシンボルとして扱うことが可能となる。本実施の形態ではこれを擬似パイロットシンボルｓ５と呼んでいる。またその他のビットデータは本来の位置に信号点配置される。本実施の形態ではこれをデータシンボルｓ４と呼んでいる。このようにして信号点配置部１０４は前記２種類のシンボルｓ４とｓ５を出力する。
【００３１】
既知シンボル生成部１０４は、既知のシンボルｓ６を生成しバースト生成部１０５に出力するものである。本実施の形態では一例として既知シンボルｓ６を（０，０，０，０）とし、図４に示すＩＱ平面上の１の信号点位置に配置するものとする。この既知シンボルをパイロットシンボルと呼んでいる。なお本実施の形態ではパイロットシンボルを（０，０，０，０）としたが本発明はこれに限るものではなく、パイロットシンボルは受信機で受信信号の振幅、位相の歪補償を行う際に基準となるシンボルとして使用できればどのようなデータにしても良い。
【００３２】
バースト生成部１０５は、前記データシンボルｓ４と前記擬似パイロットシンボルｓ５と前記パイロットシンボルｓ６とを入力とし、前記データシンボルｓ４と前記擬似パイロットシンボルｓ５と前記パイロットシンボルｓ６とをあらかじめ決められた規則に従い配置することで送信バーストｓ７を構成し、送信処理部１０６に出力するものである。本実施の形態では、一例として図２に示すように前記送信バーストｓ７に３２シンボル間隔で前記パイロットシンボル（Ｐ）ｓ６を挿入し、更に前記擬似パイロットシンボル（Ｐ´）ｓ５を前記パイロットシンボル（Ｐ）ｓ６の中間の位置に挿入し、その他の部分には前記データシンボルｓ４を挿入する構成とする。なお本実施の形態では送信バーストｓ７に対して３２シンボル間隔でパイロットシンボルｓ６を挿入し、更にその中間の位置に擬似パイロットシンボルｓ５を挿入する構成としたが、本発明はこの間隔や数に限定されるものではない。例えばパイロットシンボルｓ６は１６シンボル間隔で挿入し、擬似パイロットシンボルｓ５はその中間の位置に挿入しても良いし、パイロットシンボルｓ６の間隔を３等分する位置に挿入する構成としても良い。
【００３３】
送信処理部１０６は、送信バーストｓ７を入力とし、所定の送信処理を施すものであり、信号ｓ８を出力するものである。なお本発明ではその詳細な構成は限定されるものではない。
【００３４】
受信処理部２０１は、信号ｓ８を入力とし、直交復調処理、同期処理等を施すことにより、受信したバースト信号ｓ９を出力するものである。
【００３５】
分割部２０２は、受信したバースト信号ｓ９を入力とし、前記受信したバースト信号ｓ９を例えば図２に示す３種類のシンボルの位置に応じて分割し、データシンボルｓ１０、パイロットシンボルｓ１１、擬似パイロットシンボルｓ１２を出力するものである。
【００３６】
擬似パイロットシンボル判定部２０３は、擬似パイロットシンボルｓ１２を入力とし、前記擬似パイロットシンボルｓ１２に対して、例えば図５に示すＩ軸、Ｑ軸を用いて象限判定し、前記擬似パイロットシンボルｓ１２がＩＱ平面上のどの象限内に位置しているかを判定し、象限判定後の擬似パイロットシンボルｓ１３を出力するものである。
【００３７】
歪推定部２０４は、前記パイロットシンボルｓ１１と前記象限判定後の擬似パイロットシンボルｓ１３とを入力とし、パイロットシンボルｓ１１に対しては、送信側で図４の１の位置に配置されているはずなので、図４の１のベクトル位置の信号点と比較することにより、受信したパイロットシンボルの振幅、位相の歪量を推定し、擬似パイロットシンボルに対しては、前記象限と同一象限内にある最大振幅を持つ信号点と比較することにより（本実施の形態では前記受信した擬似パイロットシンボルは図４の１，２，３，４のいずれかの信号点と比較することになる）、受信した擬似パイロットシンボルの振幅、位相の歪量を推定し、歪量ｓ１４を出力する。
【００３８】
歪補償部２０５は、前記歪量ｓ１４を用いて受信した区間のＩＱベクトルの振幅、位相の歪量を推定し、前記推定結果を用いて前記受信したデータシンボルｓ１０に対して歪補償を行い、歪補償後のデータシンボルｓ１５を出力するものである。ここで、歪量の推定には例えばベクトル補間処理が用いられる。
【００３９】
データシンボル判定部２０６は、前記歪補償後のデータシンボルｓ１５に対して、例えば図５に示すI軸、Q軸、ｔｈｒ＿ｉ及びｔｈｒ＿ｒを用いて閾値判定することによりシンボル判定結果ｓ１６を出力する。
【００４０】
受信データ列生成部２０７は、前記２種類のシンボル判定結果ｓ１３とｓ１６を入力とし前記２種類のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列ｓ１７を出力するものである。所定の順列とは、例えば図２に示すように構成されているバーストに配置されているデータシンボル（Ｄ）と疑似パイロットシンボル（Ｐ´）の配置順と同じ順列である。
【００４１】
誤り訂正部２０８は、前記受信データ列ｓ１７を入力とし誤り訂正処理を施し、通信路誤りや前記データ書換え部１０２によって既知データに書換えたデータを訂正し、誤り訂正後の受信データ列ｓ１８を出力するものである。なお本実施の形態では誤り訂正に畳込み符号を用いており、擬似パイロットシンボルの位置の既知データに書換えられたデータに対しては尤度を下げて復号することにより、誤り訂正能力を向上させる構成としても良い。また本実施の形態では誤り訂正符号化に畳込み符号を用いたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ターボ符号等を用いても良い。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、データ書換え部１０２において誤り訂正符号化された送信データの一部を既知のデータに書換えることにより、前記書換えたデータを疑似的にパイロットシンボルとして扱うことで受信信号の振幅、位相の歪補償精度を向上し、バースト誤りを低減し、また、書換えたデータは誤り訂正部２０５で訂正することにより、結果としてビット誤り率特性を改善することができる。
【００４３】
なお本実施の形態では送信するデータ系列中の所定の２ビットを既知データに書換えて疑似パイロットシンボルして使用することとしているが、これにより最大で２ビット連続の誤りを付加してしまう。誤り集中による誤り訂正効果の低下を防ぐために、データ書換え部１０２の前にデータの順番を所定の方法で入れ替えるインターリーブ処理を設けても良い。この場合前記インターリーブ処理に対応するデインターリーブ処理を設けることになる。また、擬似パイロットシンボルの象限判定時にパイロットシンボルを使い歪補償しても良い。更に本発明の実施の形態１はプログラムによっても実現可能である。
【００４４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図面を参照して詳細に説明する。
【００４５】
図６は本発明の実施の形態２に係わる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、前記無線通信システムは、第一の通信装置１００において、データ書換え装置１０２０を具備し、第二の通信手段２００において、受信処理部２０１の代わりに受信処理部２０９を具備し、書換え要求装置２１００を具備する。
【００４７】
データ書換え装置１０２０は、書換え要求信号受信部１０２２とデータ書換え部１０２１とを具備する。
【００４８】
データ書換え部１０２１の入力端子は、誤り訂正符号化部１０１と書換え要求信号受信部１０２２の出力端子に接続されている。
【００４９】
書換え要求装置２１００は、通信品質推定部２１０１と書換え要求信号送信部２１０２とを具備する。
【００５０】
通信品質推定部２１０１の入力端子は、受信処理部２０１０の出力端子に接続されている。
【００５１】
書換え要求信号送信部２１０２の入力端子は、通信品質推定部２１０１の出力端子に接続されている。
【００５２】
以上の構成により受信信号の通信品質を推定し、推定結果に応じて疑似パイロットシンボルを挿入するか否かを切換える。
【００５３】
データ書換え装置１０２０は、前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２と前記第二の通信装置２００から無線送信された書換え要求信号ｓ２１とを入力とし、前記書換え要求信号ｓ２１を受信した場合に、前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２に対して、所定の位置のデータを既知のデータに書換え、データ書換え後のビットデータ列ｓ３を出力するものである。
【００５４】
書換え要求信号受信部１０２２は、前記第二の通信装置２００から無線送信された書換え要求信号ｓ２１を受信し、データ書換え部１０２１に与えるものである。
【００５５】
データ書換え部１０２１は、誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２と前記書換え要求信号ｓ２１を入力とし、前記書換え要求信号ｓ２１が入力されたとき、前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２に対して、所定の位置のデータを既知のデータに書換え、データ書換え後のビットデータ列ｓ３を出力するものである。ここで所定の位置とは、例えば送信バーストを図２に示すように２箇所のパイロットシンボル（Ｐ）のちょうど中間の位置に疑似パイロットシンボル（Ｐ´）を配置するように構成するものとし、この場合の前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２において前記疑似パイロットシンボルの位置に相当する位置のことである。
【００５６】
受信処理部２０９は、信号ｓ８を入力とし直交復調処理、同期処理等を施すことにより、受信したバースト信号ｓ９と直交ＩＱベクトル信号ｓ１９とを出力するものである。
【００５７】
書換え要求装置２１００は、前記直交ＩＱベクトル信号ｓ１９を入力とし受信信号の通信品質を推定し、推定結果ｓ２０に応じて、前記第一の通信装置１００におけるデータ書換え部１０２１においてデータ書換えを行うか否かを判断し、書換え要求信号ｓ２１を送信するものである。
【００５８】
通信品質推定部２１０１は、前記直交ＩＱベクトル信号ｓ１９を入力とし受信信号の通信品質を推定し、前記推定結果ｓ２０を出力するものである。通信品質を示す指標としては、受信ビット誤り率（ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ））、や受信電力や受信電力対雑音比（ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ））等があるが、本実施の形態では一例としてブロック内におけるエラーの有無を通信品質として用いることする。具体的には送信データにＢＣＨ符号化が施されている場合には、ＢＣＨ符号のブロック内におけるエラーの検出を行う。
【００５９】
書換え要求信号送信部２１０２は、前記推定結果ｓ２０を入力とし前記推定結果ｓ２０に基づいて第一の通信装置１００のデータ書換え部１０２１において送信データのデータの書換えを行うか否かを判断し、データ書換えを行うと判断した場合に書換え要求信号ｓ２１を出力するものである。例えば前記推定結果ｓ２０より受信信号のブロック内にエラーが発生している場合には書換え要求信号ｓ２１を送信し、逆にエラーが発生していない場合には、書換え要求信号ｓ２１を送信しない。
【００６０】
以上のように、本実施の形態によれば、受信信号の通信品質を推定し、推定結果に応じて疑似パイロットシンボルを挿入するか否かを切換えることにより、より効率の良い通信が可能となる。
【００６１】
なお本実施の形態では、データ書換え部１０２１において疑似パイロットシンボルを挿入するか否かの判断を第二の通信装置２００で行う構成としたが、例えば第二の通信装置２００は通信品質情報を第一の通信装置１００に通知し、第一の通信装置１００で前記通信品情報を受信し、前記通信品質情報に基づいて切換え判断を行う構成としても良い。また本実施の形態では通信品質としてブロック内のエラーの有無を用いたが、本発明はこれに限るものではない。通信品質を表すパラメータであれば他のパラメータを用いても良く、例えば通信品質としてＢＥＲやＣＮＲを推定する構成としても良い。また、本実施の形態はプログラムによっても実現可能である。
【００６２】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
図７は本発明の実施の形態３に係わる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態３においては、本発明の実施の形態１及び実施の形態２と同じ構成要素には同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
【００６４】
図７に示すように、前記無線通信システムは、第一の通信装置１００において、データ書換え装置１０２０の代わりにデータ書換え装置１０７０を具備し、第二の通信装置２００において、書換え要求装置２１００の代わりに書換え要求装置２２００を具備する。
【００６５】
データ書換え装置１０７０は、データ書換え部１０７１と通信品質情報受信部１０７２とを具備する。
【００６６】
データ書換え部１０７１の入力端子は誤り訂正符号化部１０１と通信品質情報受信部１０７２の出力端子に接続されている。
【００６７】
書換え要求装置２２００は、通信品質推定部２２０１と通信品質情報送信部２２０２とを具備する。
【００６８】
通信品質推定部２２０１の入力端子は、受信処理部２０１０の出力端子に接続されている。
【００６９】
通信品質情報送信部２２０２の入力端子は、通信品質推定部２２０１の出力端子に接続されている。
【００７０】
以上の構成により、バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質が動的に変動する通信環境において、受信信号のバースト内におけるシンボル毎の通信品質を推定し、その推定結果に基づいて通信品質が相対的に良いシンボルの位置に疑似パイロットシンボルを配置する。
【００７１】
データ書換え装置１０７０は、前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２と前記第二の通信装置２００から無線送信された通信品質情報ｓ２３とを入力とし、前記通信品質情報ｓ２３に応じて、前記誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２に対して、所定の位置のデータを既知のデータに書換え、データ書換え後のビットデータ列ｓ３を出力するものである。
【００７２】
通信品質情報受信部１０７２は、前記第二の通信装置２００から無線送信された通信品質情報ｓ２３を入力とし、データ書換え部１０７１に与えるものである。
【００７３】
データ書換え部１０７１は、誤り訂正符号化後のビットデータ列ｓ２と前記通信品質情報ｓ２３とを入力とし、前記通信品質情報ｓ２３に基づき、前記誤り訂正後のビットデータ列ｓ２に対して、所定の位置のデータを既知のデータに書換え、データ書換え後のビットデータ列ｓ３を出力するものである。ここで本実施の形態における所定の位置とは、例えば図８（ａ）に示すようなバースト内で通信品質が相対的に良いシンボルの位置のことである。
【００７４】
書換え要求装置２２００は、前記直交ＩＱベクトル信号ｓ１９を入力とし受信信号のシンボル毎の通信品質を推定し、前記推定結果ｓ２２に応じて、シンボル毎の通信品質の良悪を相対的に示す通信品質情報ｓ２３を送信するものである。
【００７５】
通信品質推定部２２０１は、前記直交ＩＱベクトル信号ｓ１９を入力とし前記受信したディジタル変調信号のシンボル毎の通信品質を推定し、前記推定結果ｓ２２を出力するものである。通信品質を示す指標としては、受信ビット誤り率（ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ））、や受信電力や受信電力対雑音比（ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ））等があるが、本実施の形態では一例としてCNRを用いるものとする。なお本実施の形態では通信品質としてCNRを推定したが、本発明はこれに限るものではない通信品質を表すパラメータであれば他のパラメータを用いても良い。例えば通信品質としてBERや周波数誤差、同期誤差を推定しても良い。
【００７６】
通信品質情報送信部は前記推定結果ｓ２２を入力とし、前記推定結果ｓ２２に基づき、バースト内におけるシンボル毎の通信品質の良悪を相対的に示す通信品質情報ｓ２３を出力するものである。
【００７７】
以上のように、本実施の形態によれば、バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質が動的に変動する通信環境において、受信信号のバースト内におけるシンボル毎の通信品質を推定し、その推定結果に基づいて通信品質が相対的に良いシンボルの位置に疑似パイロットシンボルを配置することにより、受信信号の振幅、位相の歪補償精度を更に向上することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態はプログラムによって実現することも可能である。
【００７９】
（実施の形態４）
次に本発明の実施の形態４について説明する。
【００８０】
図９は本発明の実施の形態４に係わる無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施の形態４においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
【００８１】
本発明の実施の形態４に係わる無線通信システムは、前記第一の通信装置１００と前記第二の通信装置２００との間でマルチキャリア変調により無線通信を行い、図９に示すように、前記無線通信システムは、第一の通信システム１００において、バースト生成部１０５の代わりに、マルチキャリア信号生成部１０８を具備し、送信処理部１０６の代わりに、送信処理部１０９を具備し、第二の通信装置２００において受信処理部２０１の代わりに受信処理部２１０を具備し、分割部２０２の代わりに分割部２１１を具備する。
【００８２】
マルチキャリア信号生成部１０８の入力端子は、信号点配置部１０４と既知シンボル生成部１０４の出力端子に接続されている。
【００８３】
送信処理部１０９の入力端子は、マルチキャリア信号生成部１０８の出力端子に接続されている。
【００８４】
分割部２１１の入力端子は、受信処理部２１０の出力端子に接続されている。
【００８５】
以上の構成により所定のサブキャリア位置のデータをあえて所定の既知のデータに書換えることにより、前記サブキャリアを擬似的にパイロットキャリアとして使用し、振幅、位相の歪補償精度を向上し、また前記書換えたデータは、誤り訂正を行うことにより元のデータに復元することにより、結果としてビット誤り率特性を改善する。
【００８６】
以下では、具体的な例としてマルチキャリア変調方式にＯＦＤＭを用い、各サブキャリアでは１６値ＱＡＭ変調方式を用いる場合について説明する。
【００８７】
マルチキャリア信号生成部１０８は、前記データシンボルｓ４と前記擬似パイロットシンボルｓ５と前記パイロットシンボルｓ６とを入力とし、前記データシンボルｓ４と前記擬似パイロットシンボルｓ５と前記パイロットシンボルｓ６とをあらかじめ決められた規則に従い所定のサブキャリアに配置することで送信マルチキャリア信号ｓ２４を構成し、送信処理部１０９に出力するものである。本実施の形態では、一例として図１０に示すように３２キャリア間隔で前記パイロットシンボルを配置したパイロットキャリアを配置し、前記擬似パイロットシンボルｓ５は二つのパイロットキャリアの中間の位置にあるサブキャリアに配置する構成とする。本実施の形態では、このサブキャリアを擬似パイロットキャリアと呼ぶことにする。なお本実施の形態では前記送信マルチキャリア信号ｓ２４を３２キャリア間隔でパイロットキャリアを挿入し、更に二つのパイロットキャリアの中間の位置に擬似パイロットキャリアを挿入する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。例えばパイロットキャリアは１６シンボル間隔で挿入し、擬似パイロットキャリアはその中間の位置に挿入しても良いし、パイロットキャリアの間隔を３等分する位置に挿入する構成としても良い。
【００８８】
送信処理部１０９は、前記送信マルチキャリア信号ｓ２４を入力とし、シンボル同期処理や逆フーリエ変換等を施すことにより、マルチキャリ変調信号ｓ２５を出力するものである。
【００８９】
受信処理部２１０は、前記マルチキャリア変調信号ｓ２５を入力としフーリエ変換、同期処理等を施すことにより、受信したマルチキャリア信号ｓ２６を出力するものである。
【００９０】
分割部２１１は、前記受信したマルチキャリア信号ｓ２６を例えば図１０に示す３種類のサブキャリア位置に応じて分割し、データシンボルｓ１０、パイロットシンボルｓ１１、擬似パイロットシンボルｓ１２を出力するものである。
【００９１】
以上のように、本実施の形態によれば、データ書換え部１０２において所定のサブキャリア位置のデータを既知のデータに書換えることにより、前記サブキャリアを擬似的にパイロットキャリアとして使用し、受信信号の振幅、位相の歪補償精度を向上し、また前記書換えたデータは誤り訂正を行うことにより元のデータに訂正することにより、結果としてビット誤り率特性を改善する。ことができる。
【００９２】
なお、本実施の形態ではサブキャリアに対して固定的に疑似パイロットキャリアを挿入する構成としたが、これに限るものではない。例えば本発明の実施の形態２及び本発明の実施の形態３に示したように、受信したマルチキャリア信号の通信品質に応じて疑似パイロットキャリアを挿入するか否かを切換える構成としても良いし、サブキャリア毎の通信品質が動的に変動する場合には、サブキャリア毎の通信品質に基づいて通信品質が相対的に良いサブキャリア位置に疑似パイロットキャリアを配置する構成としても良い。
【００９３】
また、本実施の形態はプログラムによって実現可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信バースト内のデータの一部を所定の既知のデータに書換えることにより、そのデータシンボルに擬似的にパイロットシンボルと同様の効果を与え、パイロットシンボルと擬似パイロットシンボルとを用いて、受信信号の振幅、位相の歪補償を行うことにより、簡単な構成で歪補償精度を上げ、更にデータを書換えたシンボルは誤り訂正処理を施すことで補償し、結果としてビット誤り率を低減することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成の一例を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る送信バーストの構成の一例を示す図
【図３】グレイ符号化を施した１６値ＱＡＭ信号のＩＱ平面上における信号点配置の一例を示す図
【図４】上記実施の形態に係る擬似パイロットシンボルの信号点配置の一例を示す図
【図５】本発明におけるシンボル判定に用いる閾値の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３に係る通信装置の構成の一例を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係るバースト内における相対的に通信品質の悪いシンボル位置の一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係る通信システムの構成の一例を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４に係るサブキャリアの構成の一例を示す図
【図１１】１６値ＱＡＭ信号空間ダイヤグラムの変化の一例を示した図
【符号の説明】
１ 既知シンボル、疑似パイロットシンボル及びデータシンボルの信号点
２、３、４ 疑似パイロットシンボル及びデータシンボルの信号点
５、６ 既知シンボル及び疑似パイロットシンボルを除くデータシンボルの信号点
７ Ｉ軸
８ Ｑ軸
１００、２００ 通信装置
１０１ 誤り訂正符号化部
１０２、１０２１、１０７１ データ書換え部
１０３ 信号点配置部
１０４ 既知シンボル生成部
１０５ バースト生成部
１０６、１０９ 送信処理部
１０２０、１０７０ データ書換え装置
１０２２ 書換え要求信号受信部
１０７２ 通信品質情報受信部
１０８ マルチキャリア信号生成部
２０１、２０９、２１０ 受信処理部
２０２、２１１ 分割部
２０３ 擬似パイロットシンボル判定部
２０４ 歪推定部
２０５ 歪補償部
２０６ データシンボル判定部
２０７ 受信データ列生成部
２０８ 誤り訂正部
２１００、２２００ 書換え要求装置
２１０１、２２０１ 通信品質推定部
２１０１ 書換え要求信号送信部
２２０２ 通信品質情報送信部

Claims (18)

1. 第一の通信装置と第二の通信装置とを具備し、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムにおける第一の通信装置であって、
   送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化後のデータに対して所定の位置のデータを所定のデータに書換えるデータ書換え部と、前記データ書換え後のデータに対して所定の変調方式に準じた信号点配置を行う信号点配置部と、データシンボルおよび、所定の位置のデータを書き換えたデータにパイロットシンボルと同様な効果を与えた疑似パイロットシンボルを生成するシンボル生成部と、前記データシンボルと前記疑似パイロットシンボルとを所定の位置に配置し送信バーストを生成するバースト生成部とを具備することを特徴とする第一の通信装置。
2. 既知のシンボルを生成する既知シンボル生成部と、請求項１記載のバースト生成部に代えて、前記データシンボルと前記疑似パイロットシンボルと前記パイロットシンボルとを所定の位置に配置し、送信バーストを生成するバースト生成部とを具備することを特徴とする請求項１記載の第一の通信装置。
3. 前記第一の通信装置から受信したバースト信号を出力する受信処理部と、前記受信したバースト信号に対してバースト内の所定の位置に応じて分割する分割部と、第一の分割されたバースト信号に対して第一の信号点配置に準じたシンボル判定を行う疑似パイロットシンボル判定部と、第二の分割されたバースト信号と前記シンボル判定後の疑似パイロットシンボルとをそれぞれ所定の信号点配置に準じた信号点と比較することにより、前記受信したバースト信号の振幅、位相の歪量を推定する歪推定部と、前記歪推定結果を用いて第三の分割されたバースト信号の振幅、位相の歪を補償する歪補償部と、前記歪補償後のバースト信号に対して、第二の信号点配置に準じたシンボル判定を行うデータシンボル判定部と、前記疑似パイロットシンボル判定部およびデータシンボル判定部のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列を生成する受信データ列生成部と、前記受信データ列に対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正後の受信データを出力する誤り訂正部とを具備することを特徴とする第二の通信装置。
4. 第一の通信装置と第二の通信装置とを具備し、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムにおける第一の通信装置であって、
   送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化後のデータに対して前記第二の通信装置から無線送信された書換え要求信号に応じて所定の位置のデータを所定のデータに書換えるデータ書換え部と、前記データ書換え後のデータに対して所定の変調方式に準じた信号点配置を行う信号点配置部と、データシンボルおよび、所定の位置のデータを書き換えたデータにパイロットシンボルと同様な効果を与えた疑似パイロットシンボルを生成するシンボル生成部と、前記データシンボルと前記疑似パイロットシンボルとを所定の位置に配置し送信バーストを生成するバースト生成部とを具備することを特徴とする第一の通信装置。
5. 既知のシンボルを生成する既知シンボル生成部と、請求項４記載のバースト生成部に代えて、前記データシンボルと前記疑似パイロットシンボルと前記パイロットシンボルとを所定の位置に配置し、送信バーストを生成するバースト生成部とを具備することを特徴とする請求項４記載の第一の通信装置。
6. 前記受信したディジタル変調信号の通信品質を推定する通信品質推定部と、前記通信品質に応じて前記第一の通信装置においてデータ書換えを行うか否かを判断した結果に基づいて書換え要求信号を送信する書換え要求信号送信部とを具備することを特徴とする請求項３記載の第二の通信装置。
7. 前記第二の通信装置に、バースト内におけるシンボル位置毎に通信品質が動的に変動する通信環境において、受信したバースト内におけるシンボル位置毎の通信品質を推定する通信品質推定部と、前記推定結果からシンボル位置毎の通信品質の良悪を相対的に示す通信品質情報を前記第一の通信装置へ通知する通信品質情報送信部とを具備し、
   前記第一の通信装置には、前記通知された通信品質情報を受信する通信品質情報受信部と、前記通信品質情報に基づいてバースト内における通信品質が相対的に良いシンボル位置に前記擬似パイロットシンボルを配置するデータ書換部とを具備したことを特徴とする無線通信システム。
8. 第一の通信装置と第二の通信装置とを具備し、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムにおける第一の通信装置であって、
   送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化後のデータに対して所定の位置のデータを所定のデータに書換えるデータ書換え部と、前記データ書換え後のデータに対して所定の変調方式に準じた信号点配置を行う信号点配置部と、データシンボルおよび、所定の位置のデータを書き換えたデータにパイロットシンボルと同様な効果を与えた疑似パイロットシンボルを生成するシンボル生成部と、前記データシンボルと前記擬似パイロットシンボルとをそれぞれ所定のサブキャリアに配置し送信マルチキャリア信号を生成するマルチキャリア信号生成部とを具備することを特徴とする第一の通信装置。
9. 既知のシンボルを生成する既知シンボル生成部と、請求項８記載のマルチキャリア信号生成部に代えて、前記データシンボルと前記擬似パイロットシンボルと前記パイロットシンボルとを所定のサブキャリアに配置し、送信マルチキャリア信号を生成するマルチキャリ信号生成部とを具備することを特徴とする請求項８記載の第一の通信装置。
10. 前記第一の通信装置から受信したマルチキャリア信号を出力する受信処理部と、前記受信したマルチキャリア信号に対して所定のサブキャリア位置に応じて分割する分割部と、第一の分割されたサブキャリア信号に対して第一の信号点配置に準じたシンボル判定を行う疑似パイロットシンボル判定部と、第二の分割されたサブキャリア信号と前記疑似パイロットシンボルとをそれぞれ所定の信号点配置に準じた信号点と比較することにより前記受信したマルチキャリア信号の振幅、位相の歪量を推定する歪推定部と、前記歪推定結果を用いて第三の分割されたサブキャリア信号の振幅、位相の歪を補償する歪補償部と、前記歪補償後のサブキャリア信号に対して第二の信号点配置に準じたシンボル判定を行うデータシンボル判定部と、前記疑似パイロットシンボル判定部およびデータシンボル判定部のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列を生成する受信データ列生成部と、前記受信データ列に対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正後の受信データを出力する誤り訂正部とを具備することを特徴とする第二の通信装置。
11. 第一の通信装置と第二の通信装置とを具備し、前記第一の通信装置と前記第二の通信装置との間でディジタル変調により無線通信を行う無線通信システムにおける第一の通信装置であって、
    送信データに誤り訂正符号化を施す誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号化後のデータに対して前記第二の通信装置から無線送信された書換え要求信号に応じて所定の位置のデータを所定のデータに書換えるデータ書換え部と、前記データ書換え後のデータに対して所定の変調方式に準じた信号点配置を行う信号点配置部と、データシンボルおよび、所定の位置のデータを書き換えたデータにパイロットシンボルと同様な効果を与えた疑似パイロットシンボルを生成するシンボル生成部と、前記データシンボルと擬似パイロットシンボルとを所定のサブキャリアに配置し、マルチキャリア信号を生成するマルチキャリア信号生成部とを具備することを特徴とする第一の通信装置。
12. 既知のシンボルを生成する既知シンボル生成部と、請求項１１記載のマルチキャリア信号生成部に代えて、前記データシンボルと前記擬似パイロットシンボルと前記パイロットシンボルとを所定のサブキャリアに配置し、マルチキャリア信号を生成するマルチキャリア信号生成部を具備することを特徴とする請求項１１記載の第一の通信装置。
13. 前記第一の通信装置から受信したマルチキャリア変調信号に対して所定の受信処理を行い、受信したマルチキャリア信号を出力する受信処理部と、前記受信したマルチキャリア変調信号の通信品質を推定し、前記通信品質に応じて前記第一の通信手段においてデータ書換えを行うか否かを判断し、前記判断結果に基づいて書換え要求信号を送信する書換え要求信号送信部と、前記受信したマルチキャリア信号に対して前記書換え要求信号に応じて所定の位置で分割する分割部と、第一の分割されたサブキャリア信号に対して、第一の信号点配置に準じたシンボル判定を行う疑似パイロットシンボル判定部と、第二の分割されたサブキャリア信号と前記シンボル判定後の疑似パイロットシンボルとをそれぞれ所定の信号点配置に準じた信号点と比較することにより、前記受信したマルチキャリア信号の振幅、位相の歪量を推定する歪推定部と、前記歪推定結果を用いて第三の分割されたサブキャリア信号の振幅、位相の歪を補償する歪補償部と、前記歪補償後のサブキャリア信号に対して、第二の信号点配置に準じたシンボル判定を行うデータシンボル判定部と、前記疑似パイロットシンボル判定部およびデータシンボル判定部のシンボル判定結果を所定の順列に配置して受信データ列を生成する受信データ列生成部と、前記受信データ列に対して誤り訂正処理を行い、誤り訂正後の受信データを出力する誤り訂正部とを具備することを特徴とする第二の通信装置。
14. 前記第二の通信装置に、マルチキャリア信号におけるサブキャリア毎に通信品質が動的に変動する通信環境において受信したマルチキャリア信号におけるサブキャリア毎の通信品質を推定する通信品質推定部と、前記推定結果からサブキャリア毎の通信品質の良悪を相対的に示す通信品質情報を前記第一の通信装置へ通知する通信品質情報送信部とを具備し、
    前記第一の通信装置には、前記通知された通信品質情報を受信し、前記通信品質情報に基づいてマルチキャリア信号における通信品質が相対的に良いサブキャリア位置に前記擬似パイロットシンボルを配置するデータ書換部とを具備したことを特徴とする無線通信システム。
15. 前記マルチキャリア変調信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）であることを特徴とする請求項８、９、１１、１２のいずれかに記載の第一の通信装置。
16. 前記マルチキャリア変調信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）であることを特徴とする請求項１０、１３のいずれかに記載の第二の通信装置。
17. 前記マルチキャリア変調信号は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）であることを特徴とする請求項１４に記載の無線通信システム。
18. 前記誤り訂正部は、最尤復号を用いて前記第二の信号点配置に準じたシンボル判定結果に対しては誤り訂正処理時に入力するビットデータの尤度を下げて誤り訂正処理を行うことを特徴とする請求項３、１０、１３のいずれかに記載の第二の通信装置。

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