JP2019507997A - 重複多重変調方法、装置及びシステム - Google Patents
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Abstract
重複多重回数によって、前記初期エンベロープ波形を時間領域又は周波数領域において予め定めたスペクトル間隔でシフトし、各サブキャリアのエンベロープ波形を獲得するステップと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップと、
前記正負符号シーケンスおけるシンボルに、それぞれ対応するサブキャリアのエンベロープ波形を乗じて、各サブキャリアの変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
前記各サブキャリアの変調エンベロープ波形を時間領域又は周波数領域で重複して、時間領域又は周波数領域における多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
前記時間領域又は周波数領域における多重変調エンベロープ波形を時間領域又は周波数領域における多重変調エンベロープ波形に変換するステップと、を含むものである。獲得される多重変調エンベロープ波形が、時間領域又は周波数領域において、波形が滑らかになり、時間領域又は周波数領域にエネルギーが集中しており、且つは持続時間が短いので、スペクトルの利用率と信号の伝送速度が高くなり、伝送電力とビット誤り率が低くなるのである。
【選択図】 図8
Description
当該技術がデジタル通信に適用される最大の特徴といえば、多重化される信号シンボル同士は、時間的に相互に完全に隔離され、相互に干渉しないため、多重化される信号シンボルに制限なく、また、各信号の占有時間間隔(タイムスロット幅)が異なってもよいこと。それらのタイムスロットが重複しない限り、異なる通信システムにも適用される。そのために、最も広く用いられる。但し、システムのスペクトル効率の改善に対して、多重化自体は何の役にも立たない。
設計パラメーターによって時間領域で波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成するステップと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を時間領域において予め定めたシフト間隔でシフトし、送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を獲得するステップと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップと、
変換された正負符号シーケンスにシフトした送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を乗じて、各時刻の変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
各時刻の変調エンベロープ波形を時間領域で重複して、出力信号シーケンスを持つ多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、を含む。
設計パラメーターによって時間領域で波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成する波形生成モジュールと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を時間領域において予め定めたシフト間隔でシフトし、送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を獲得するシフトモジュールと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換する変調モジュールと、
変換された正負符号シーケンスにシフトした送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を乗じて、各時刻の変調エンベロープ波形を獲得する乗算モジュールと、
各時刻の変調エンベロープ波形を時間領域で重複して、出力信号シーケンスを持つ多重変調エンベロープ波形を獲得する重複化モジュールと、を含む。
設計パラメーターによって周波数領域で波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成するステップと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を周波数領域において予め定めたスペクトル間隔でシフトし、各サブキャリアのエンベロープ波形を獲得するステップと、
入力されたデジタル信号シーケンス正負符号シーケンスに変換するステップと、
前記正負符号シーケンスにおけるシンボルにそれぞれ対応するサブキャリアのエンベロープ波形を乗じて、各サブキャリアの変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
前記各サブキャリアの変調エンベロープ波形を周波数領域で重複して、周波数領域における多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
前記周波数領域における多重変調エンベロープ波形を変換して、時間領域における多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、を含む。
設計パラメーターによって周波数領域で波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成する波形生成モジュールと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を周波数領域において予め定めたスペクトル間隔でシフトし、各サブキャリアのエンベロープ波形を獲得するシフトモジュールと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換する変換モジュールと、
前記正負符号シーケンスにおけるシンボルにそれぞれ対応するサブキャリアのエンベロープ波形を乗じて、各サブキャリアの変調エンベロープ波形を獲得する乗算モジュールと、
前記各サブキャリアの変調エンベロープ波形を周波数領域で重複して、周波数領域における多重変調エンベロープ波形を獲得する重複化モジュールと、
前記周波数領域における多重変調エンベロープ波形を変換して、時間領域における多重変調エンベロープ波形を獲得する変換モジュールと、を含む。
送信する信号は、次式で表す。
(1)まず、受信信号を同期するステップと、
(2)サンプリング原理に基づき、各フレームごとの受信信号をデジタル処理するステップと、
(3)受信された波形に対して、波形送信時間の間隔にて分割するステップと、
(4)受信された信号に対して、時間領域においてデータシーケンス確認を行い、判定出力される規定のデコードアルゴリズムに基づき、分割した波形をデコードするステップと、を含み、また、前記同期処理は、キャリア同期、フレーム同期や記号時間同期などを含むことを特徴とする。
ω(n)=0.42−0.5cos(2πn/(N−1))+0.08cos(4πn/(N−1))
ω(n)=a0−a1cos(2πn/(N−1))+a2cos(4πn/(N−1)) +a3cos(6πn/(N−1))
ω(n)=a0−a1cos2πn/N+a2cos4πn/N+a3cos6πn/N
ω(n)=0.5(1-cos(2πn/N))
ω(n)=0.54−0.46cos(2πn/N)
ω(n)=0.62−0.48|n/N-0.5|+0.38cos(2π(n/N−0.5))
ω(n)=0.42−0.5cos(2πn/(N−1))+0.08cos(4πn/(N−1))
ω(x)=(1-|x|)cos(π|x|)+(1/π)sin(π|x|)
ω(n)=a0−a1cos(2πn/N)+a2cos(4πn/N)−a3cos(6πn/N)+a4cos(8πn/N)
ω(n)=a0−a1cos(2πn/(N−1))+a2cos(4πn/(N−1))−a3cos(6πn/(N−1))
ω(n)=a0−a1cos(2πn/N)+a2cos(4πn/N)−a3cos(6πn/N)
ウィンドウ長さLが奇数である場合、
具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0、1を±Aに変換する。Aの値を0以外の整数に設定する。これによって、正負符号シーケンスを獲得する。例えば、Aを1にする場合、入力された{0、1}ビットシーケンスをBPSKで{+1、−1}シンボルシーケンスに変調・変換する。
具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0、1を±Aに変換する。Aの値を0以外の整数に設定する。これによって、正負符号シーケンスを獲得する。例えば、Aを1にする場合、入力された{0、1}ビットシーケンスをBPSKで{+1、−1}シンボルシーケンスに変調・変換する。
Claims (22)
- 時間領域において、波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成するステップと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を時間領域において予め定めたシフト間隔でシフトし、送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を獲得するステップと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップと、
変換された正負符号シーケンスにシフトした送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を乗じて、各時刻の変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
各時刻の変調エンベロープ波形を時間領域で重複して、出力信号シーケンスを持つ多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、を含むことを特徴とする重複時分割多重変調方法。 - 前記初期エンベロープ波形は、チェビシェフエンベロープ波形、ガウスエンベロープ波形、ハミングエンベロープ波形、ハニングエンベロープ波形、ブラックマンエンベロープ波形、ブラックマン・ハリスエンベロープ波形、バートレットエンベロープ波形、バートレット・ハニングエンベロープ波形、ボマンエンベロープ波形、フラットトップエンベロープ波形、ヌッタルエンベロープ波形、パルツェンエンベロープ波形、テイラーエンベロープ波形、テューキーエンベロープ波形、カイザーエンベロープ波形、三角エンベロープ波形のいずれかを含むことを特徴とする請求項1に記載の重複時分割多重変調方法。
- 前記シフト間隔が時間間隔△Tであり、時間間隔△TはT=L/Kとなり、Kが重複多重回数であり、0以外の整数であり、Lが初期エンベロープ波形のウィンドウ長さであることを特徴とする請求項1に記載の重複時分割多重変調方法。
- 入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップであって、具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0を+A、1を−Aに変換して、正負符号シーケンスを獲得されるステップであり、Aが0以外の任意数字であることを特徴とする請求項1に記載の重複時分割多重変調方法。
- 前記出力信号シーケンスが決定されるステップは、変調エンベロープ波形は、プラス記号と当該時刻のシフトエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を+Aとし、または、変調エンベロープ波形は、マイナス記号と当該時刻のシフトエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を−Aとするステップと、
各シフト間隔に対して、当該シフト間隔における変調エンベロープ波形の演算値を加算し、当該シフト間隔の出力信号を獲得して、出力信号シーケンスが形成されるステップとを含み、また、Aの値が0以外の任意の数字であることを特徴とする請求項1に記載の重複時分割多重変調方法。 - 時間領域において、波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成する波形生成モジュールと、
重複多重回数によって、初期エンベロープ波形を時間領域において予め定めたシフト間隔でシフトし、送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を獲得するシフトモジュールと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換する変調モジュールと、
変換された正負符号シーケンスにシフトした送信信号の各時刻のシフトエンベロープ波形を乗じて、各時刻の変調エンベロープ波形を獲得する乗算モジュールと、
各時刻の変調エンベロープ波形を時間領域で重複して、出力信号シーケンスを持つ多重変調エンベロープ波形を獲得する重複化モジュールと、を含むことを特徴とする重複時分割多重変調装置。 - 前記初期エンベロープ波形が、チェビシェフエンベロープ波形、ガウスエンベロープ波形、ハミングエンベロープ波形、ハニングエンベロープ波形、ブラックマンエンベロープ波形、ブラックマン・ハリスエンベロープ波形、バートレットエンベロープ波形、バートレット・ハニングエンベロープ波形、ボマンエンベロープ波形、フラットトップエンベロープ波形、ヌッタルエンベロープ波形、パルツェンエンベロープ波形、テイラーエンベロープ波形、テューキーエンベロープ波形、カイザーエンベロープ波形、三角エンベロープ波形のいずれかを含むことを特徴とする請求項6に記載の重複時分割多重変調装置。
- 前記シフト間隔が時間間隔△Tであり、時間間隔△Tは△T=L/Kとなり、ここでは、Kが重複多重回数であり、0以外の整数であり、Lが初期エンベロープ波形のウィンドウ長さであることを特徴とする請求項6に記載の重複時分割多重変調装置。
- 入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換する変調モジュールであって、具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0を+A、1を−Aに変換して、正負符号シーケンスを獲得されるものであり、Aが0以外の任意数字であることを特徴とする請求項6に記載の重複時分割多重変調装置。
- 多重変調エンベロープ波形が有する出力信号シーケンスは、各シフト間隔の出力信号からなるものであり、各シフト間隔の出力信号が各シフト間隔における変調エンベロープ波形の演算値を加算した結果であり、変調エンベロープ波形は、プラス記号と当該時刻のシフトエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を+Aとし、または、変調エンベロープ波形は、マイナス記号と当該時刻のシフトエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を−Aとし、Aの値が0以外の任意の数字であることを特徴とする請求項6に記載の重複時分割多重変調装置。
- 出力信号シーケンスを有する多重変調エンベロープ波形を生成する請求項6乃至請求項10のいずれか一項に記載の重複時分割多重変調装置と、前記多重変調エンベロープ波形を受信機に送信する送信装置と、を含む送信機と、
前記送信装置から送信された多重変調エンベロープ波形を受信する受信装置と、受信された多重変調エンベロープ波形に対して、時間領域においてデータシーケンス確認を行い、判定・出力するシーケンス検出装置と、を含む受信機からなることを特徴とする重複時分割多重変調・復調システム。 - 周波数領域において、波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成するステップと、
重複多重回数によって、前記初期エンベロープ波形を周波数領域において予め定めたスペクトル間隔でシフトし、各サブキャリアのシフトエンベロープ波形を獲得するステップと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップと、
前記正負符号シーケンスおけるシンボルに、それぞれ対応するサブキャリアのエンベロープ波形を乗じて、各サブキャリアの変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
各サブキャリアの変調エンベロープ波形を周波数領域で重複して、周波数領域における多重変調エンベロープ波形を獲得するステップと、
前記周波数領域における多重変調エンベロープ波形を時間領域における多重変調エンベロープ波形に変換するステップと、
を含むことを特徴とする重複周波数分割多重変調方法。 - 前記スペクトル間隔が、サブキャリアスペクトル間隔△Bであり、サブキャリアスペクトル間隔が△B=B/Kとなり、Bが前記初期エンベロープ波形の帯域幅であり、Kが重複多重回数、0以外の整数であることを特徴とする請求項12に記載の重複周波数分割多重変調方法。
- 入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップであって、具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0を+A、1を−Aに変換して、正負符号シーケンスを獲得されるステップであり、Aが0以外の任意数字であることを特徴とする請求項12に記載の重複周波数分割多重変調方法。
- 前記初期エンベロープ波形は、チェビシェフエンベロープ波形、ガウスエンベロープ波形、ハミングエンベロープ波形、ハニングエンベロープ波形、ブラックマンエンベロープ波形、ブラックマン・ハリスエンベロープ波形、バートレットエンベロープ波形、バートレット・ハニングエンベロープ波形、ボマンエンベロープ波形、フラットトップエンベロープ波形、ヌッタルエンベロープ波形、パルツェンエンベロープ波形、テイラーエンベロープ波形、テューキーエンベロープ波形、カイザーエンベロープ波形、三角エンベロープ波形のいずれかを含むことを特徴とする請求項12に記載の重複周波数分割多重変調方法。
- 出力信号シーケンスを有する前記多重変調エンベロープ波形が決定されるステップは、
変調エンベロープ波形は、プラス記号とサブキャリアのエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を+Aとし、または、変調エンベロープ波形は、マイナス記号とサブキャリアのエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を−Aとするステップと、
各スペクトル間隔に対して、当該スペクトル間隔における変調エンベロープ波形の演算値を加算し、当該スペクトル間隔の出力信号を獲得して、出力信号シーケンスが形成されるステップとを含むことを特徴とする請求項12に記載の重複周波数分割多重変調方法。 - 周波数領域において、波形が滑らかである初期エンベロープ波形を生成する波形生成モジュールと、
重複多重回数によって、前記初期エンベロープ波形を周波数領域において予め定めたスペクトル間隔でシフトし、各サブキャリアのシフトエンベロープ波形を獲得するシフトモジュールと、
入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換する変換モジュールと、
前記正負符号シーケンスおけるシンボルに、それぞれ対応するサブキャリアのエンベロープ波形を乗じて、各サブキャリアの変調エンベロープ波形を獲得する乗算モジュールと、
各サブキャリアの変調エンベロープ波形を周波数領域で重複して、周波数領域における多重変調エンベロープ波形を獲得する重複化モジュールと、
前記周波数領域における多重変調エンベロープ波形を時間領域における多重変調エンベロープ波形に変換する変換モジュールと、
を含むことを特徴とする重複周波数分割多重変調装置。 - 前記スペクトル間隔が、サブキャリアスペクトル間隔△Bであり、サブキャリアスペクトル間隔が△B=B/Kとなり、Bが前記初期エンベロープ波形の帯域幅であり、Kが重複多重回数、0以外の整数であることを特徴とする請求項17に記載の重複周波数分割多重変調装置。
- 入力されたデジタル信号シーケンスを正負符号シーケンスに変換するステップであって、具体的には、入力されたデジタル信号シーケンスの0を+A、1を−Aに変換して、正負符号シーケンスを獲得されるステップであり、Aが0以外の任意数字であることを特徴とする請求項17に記載の重複周波数分割多重変調装置。
- 前記波形生成モジュールで生成する初期エンベロープ波形は、チェビシェフエンベロープ波形、ガウスエンベロープ波形、ハミングエンベロープ波形、ハニングエンベロープ波形、ブラックマンエンベロープ波形、ブラックマン・ハリスエンベロープ波形、バートレットエンベロープ波形、バートレット・ハニングエンベロープ波形、ボマンエンベロープ波形、フラットトップエンベロープ波形、ヌッタルエンベロープ波形、パルツェンエンベロープ波形、テイラーエンベロープ波形、テューキーエンベロープ波形、カイザーエンベロープ波形、三角エンベロープ波形のいずれかを含むことを特徴とする請求項17に記載の重複周波数分割多重変調装置。
- 多重変調エンベロープ波形が有する出力信号シーケンスは、各スペクトル間隔の出力信号からなるものであり、各スペクトル間隔の出力信号が各スペクトル間隔における変調エンベロープ波形の演算値を加算した結果であり、変調エンベロープ波形は、プラス記号とサブキャリアのエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を+Aとし、または、変調エンベロープ波形は、マイナス記号とサブキャリアのエンベロープ波形を乗算して獲得される場合、当該変調エンベロープ波形の演算値を−Aとし、Aの値が0以外の任意の数字であることを特徴とする請求項17に記載の重複周波数分割多重変調装置。
- 出力信号シーケンスを有する多重変調エンベロープ波形を生成する請求項17乃至請求項21のいずれか一項に記載の重複周波数分割多重変調装置と、前記多重変調エンベロープ波形を受信機に送信する送信装置と、を含む送信機と、
前記多重変調エンベロープ波形を受信する受信装置と、受信された多重変調エンベロープ波形を復調し、最終的に、デコードを介して最終的な入力ビットシーケンスを獲得する重複周波数分割多重復調装置と、を含む受信機からなることを特徴とする重複周波数分割多重システム。
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