JP3563346B2 - 送信方法及び送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置及び送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタル移動無線通信方式において準同期検波を行う際のパイロットシンボルの信号点位置に関する方法として、例えば、「陸上移動通信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、三瓶、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ−７２−Ｂ−ＩＩ Ｎｏ．１ ｐｐ．７−１５ １９８９年１月に記載されているものが知られている。
【０００３】
図１２に１６ＱＡＭ方式におけるパイロットシンボルの信号点位置を示す。図１２において、１２０１は同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭの信号点を示しており、パイロットシンボルの信号点は１２０１Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのいずれかに配置するというように、１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大振幅を有する信号点をパイロット信号とし、準同期検波を行う方式が知られている。
【０００４】
このような準同期検波を行う場合、パイロットシンボルの信号点振幅が大きいほど復調側で送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように準同期検波でパイロットシンボルの信号点振幅を大きくすると、ピーク対平均送信電力比が増加してしまうため、送信系電力増幅器の電力効率が劣化してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、かつ搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するパイロットシンボル挿入方式及びそれを用いた無線通信システム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】
この課題を解決するために本発明は、変調後の信号におけるピーク電力対平均送信電力比に影響を与えない範囲で、パイロットシンボルの信号点振幅を多値直交振幅変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下とし、パイロットシンボルの信号点を同相軸上または直交軸上に配置するように構成したものである。
【０００８】
これにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させ、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性も向上させるパイロットシンボル挿入方式及びそれを用いた無線通信システムが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１１を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８値以上の多値変調方式の一例である１６ＡＰＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図１において、１０１は１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点、１０２はパイロットシンボルの信号点である。図２は、１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００１１】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００１２】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００１３】
図１、図２および図３を用いて、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図１は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点１０１とパイロットシンボルの信号点１０２の配置を示している。このとき、１６ＡＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒ１６ＡＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ１６ＡＰＳＫとなるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。図２は１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。
【００１４】
このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００１５】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点配置は図１に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図２に限ったものではない。また、８値以上の多値変調方式の例として１６ＡＰＳＫ変調方式で説明したが、８値以上の多値変調方式はこれに限ったものではない。
【００１６】
以上のように本実施の形態によれば、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００１７】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図４において、３０１は多値ＱＡＭ方式の信号点、３０２はパイロットシンボルの信号点である。図５は、８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００１８】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００１９】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００２０】
図４、図５および図３を用いて、８値以上の多値ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図４は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点３０１とパイロットシンボルの信号点３０２の配置を示している。このとき、８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅をｒＱＡＭ 、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒＱＡＭ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００２１】
図５は８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００２２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図４に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成は図５に限ったものではない。
【００２３】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）
【００２４】
【数１】
【００２５】
で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。ここで、（数１）において、ωは角周波数、αはロールオフ係数、ω０ はナイキスト角周波数、Ｈ（ω）はルートロールオフフィルタの振幅特性とする。
【００２６】
また、８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点が（数２）
【００２７】
【数２】
【００２８】
で表されたとき、パイロットシンボルの信号点は同相Ｉ軸上または直交Ｑ軸上に配置され、こうすることでピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００２９】
ここで、（数２）において、８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点３０１は（ＩＱＡＭ，ＱＱＡＭ）で表し、ｍは整数、（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２），・・・，（ａｍ， ｂｍ） は１，−１のバイナリ符号、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００３０】
以上のように本実施の形態によれば、８値以上の多値ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００３１】
（実施の形態３）
図６は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図６において、５０１は１６ＱＡＭ方式の信号点、５０２はパイロットシンボルの信号点である。図７は、１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００３２】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。
【００３３】
２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。
【００３４】
２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００３５】
図６、図７および図３を用いて、１６ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図６は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点５０１とパイロットシンボルの信号点５０２の配置を示している。このとき、１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅をｒ１６ＱＡＭ 、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ１６ＱＡＭ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００３６】
図７は１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図６に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成は図７に限ったものではない。
【００３８】
更に、送信機１０内で用いられる送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００３９】
また、１６ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点が（数３）
【００４０】
【数３】
【００４１】
で表されたとき、パイロットシンボルの信号点は同相Ｉ軸上または直交Ｑ軸上に配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００４２】
ここで、（数３）において、１６ＱＡＭ方式の信号点５０１は（Ｉ１６ＱＡＭ，Ｑ１６ＱＡＭ）で表し、（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２）は１，−１のバイナリ符号、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００４３】
以上のように本実施の形態によれば、１６ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を１６ＱＡＭ方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００４４】
（実施の形態４）
図８は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図８において、７０１は８ＰＳＫ変調方式の信号点、７０２はパイロットシンボルの信号点である。図９は、８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００４５】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００４６】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００４７】
図８、図９および図３を用いて、８ＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図８は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点７０１とパイロットシンボルの信号点７０２の配置を示している。このとき、８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒ８ＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔ としたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ８ＰＳＫ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００４８】
図９は８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００４９】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図８に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図９に限ったものではない。
【００５０】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００５１】
また、８ＰＳＫ変調方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点が（数４）
【００５２】
【数４】
【００５３】
で表されたとき、図８のようにパイロットシンボルの信号点と８ＰＳＫ変調方式の信号点のなす角をθとしてθがπ／８＋ｎπ／４ラジアン（ｎ：整数）となるようにパイロットシンボルの信号点は配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００５４】
ここで、（数４）において、８ＰＳＫ変調方式の信号点７０１は（Ｉ８ＰＳＫ，Ｑ８ＰＳＫ）で表し、ｋは整数、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、８ＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８ＰＳＫ変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００５６】
（実施の形態５）
図１０は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図１０において、９０１はＱＰＳＫ変調方式の信号点、９０２はパイロットシンボルの信号点である。図１１は、ＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００５７】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。
【００５８】
２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００５９】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００６０】
図１０、図１１および図３を用いて、ＱＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図１０は、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点９０１とパイロットシンボルの信号点９０２の配置を示している。
【００６１】
このとき、ＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒＱＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとした とき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒＱＰＳＫ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。図１１はＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。
【００６２】
このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００６３】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図１０に限ったものではない。また、Ｎシンボル中のＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図１１に限ったものではない。
【００６４】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００６５】
また、ＱＰＳＫ変調方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点が（数５）
【００６６】
【数５】
【００６７】
で表されたとき、図１０のようにパイロットシンボルの信号点とＱＰＳＫ変調方式の信号点のなす角をφとしてφがπ／４＋ｎπ／２ラジアン（ｎ：整数）となるようにパイロットシンボルの信号点は配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００６８】
ここで、（数５）において、ＱＰＳＫ変調方式の信号点９０１は（ＩＱＰＳＫ，ＱＱＰＳＫ）で表し、ｋは整数、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、ＱＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置をＱＰＳＫ変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無線通信に用いられ、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式としたものであり、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図２】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図３】本発明の一実施の形態における無線通信システムの構成概念図
【図４】本発明の一実施の形態における多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図５】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図６】本発明の一実施の形態における１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図７】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図８】本発明の一実施の形態における８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図９】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図１１】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内のＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図１２】従来の１６ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の関係図
【符号の説明】
１０１ １６ＡＰＳＫ変調方式の信号点
１０２、３０２、５０２、７０２、９０２ パイロットシンボルの信号点
３０１ 多値ＱＡＭ方式の信号点
５０１ １６ＱＡＭ方式の信号点
７０１ ８ＰＳＫ変調方式の信号点
９０１ ＱＰＳＫ変調方式の信号点
１１ 送信ディジタル信号
１２ 直交ベースバンド変調部
１３ 送信直交ベースバンド信号同相成分
１４ 送信直交ベースバンド信号直交成分
１５ 送信無線部
１６ 送信信号
１７、２１ アンテナ
２０ 受信機
２２ 受信無線部
２３ 受信直交ベースバンド信号同相成分
２４ 受信直交ベースバンド信号直交成分
２５ 振幅歪み量推定部
２６ 周波数オフセット量推定部
２７ 振幅歪み量推定信号
２８ 周波数オフセット量推定信号
２９ 準同期検波部
３０ 受信ディジタル信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置及び送信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディジタル移動無線通信方式において準同期検波を行う際のパイロットシンボルの信号点位置に関する方法として、例えば、「陸上移動通信用１６ＱＡＭのフェージングひずみ補償方式」、三瓶、電子情報通信学会論文誌Ｂ−ＩＩ Ｖｏｌ．Ｊ−７２−Ｂ−ＩＩ Ｎｏ．１ ｐｐ．７−１５ １９８９年１月に記載されているものが知られている。
【０００３】
図１２に１６ＱＡＭ方式におけるパイロットシンボルの信号点位置を示す。図１２において、１２０１は同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭの信号点を示しており、パイロットシンボルの信号点は１２０１Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのいずれかに配置するというように、１６ＱＡＭ方式の信号点のうち最大振幅を有する信号点をパイロット信号とし、準同期検波を行う方式が知られている。
【０００４】
このような準同期検波を行う場合、パイロットシンボルの信号点振幅が大きいほど復調側で送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように準同期検波でパイロットシンボルの信号点振幅を大きくすると、ピーク対平均送信電力比が増加してしまうため、送信系電力増幅器の電力効率が劣化してしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、かつ搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するパイロットシンボル挿入方式及びそれを用いた無線通信システム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】
この課題を解決するために本発明は、変調後の信号におけるピーク電力対平均送信電力比に影響を与えない範囲で、パイロットシンボルの信号点振幅を多値直交振幅変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下とし、パイロットシンボルの信号点を同相軸上または直交軸上に配置するように構成したものである。
【０００８】
これにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させ、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性も向上させるパイロットシンボル挿入方式及びそれを用いた無線通信システムが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１１を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８値以上の多値変調方式の一例である１６ＡＰＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図１において、１０１は１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点、１０２はパイロットシンボルの信号点である。図２は、１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００１１】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００１２】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００１３】
図１、図２および図３を用いて、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図１は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点１０１とパイロットシンボルの信号点１０２の配置を示している。このとき、１６ＡＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒ１６ＡＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ１６ＡＰＳＫとなるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。図２は１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。
【００１４】
このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００１５】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるパイロットシンボルの信号点配置は図１に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図２に限ったものではない。また、８値以上の多値変調方式の例として１６ＡＰＳＫ変調方式で説明したが、８値以上の多値変調方式はこれに限ったものではない。
【００１６】
以上のように本実施の形態によれば、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００１７】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図４において、３０１は多値ＱＡＭ方式の信号点、３０２はパイロットシンボルの信号点である。図５は、８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００１８】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００１９】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００２０】
図４、図５および図３を用いて、８値以上の多値ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図４は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点３０１とパイロットシンボルの信号点３０２の配置を示している。このとき、８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅をｒＱＡＭ 、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒＱＡＭ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００２１】
図５は８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００２２】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図４に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の８値以上の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成は図５に限ったものではない。
【００２３】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）
【００２４】
【数１】
で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。ここで、（数１）において、ωは角周波数、αはロールオフ係数、ω０ はナイキスト角周波数、Ｈ（ω）はルートロールオフフィルタの振幅特性とする。
【００２６】
また、８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点が（数２）
【００２７】
【数２】
で表されたとき、パイロットシンボルの信号点は同相Ｉ軸上または直交Ｑ軸上に配置され、こうすることでピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００２９】
ここで、（数２）において、８値以上の多値ＱＡＭ方式の信号点３０１は（ＩＱＡＭ，ＱＱＡＭ）で表し、ｍは整数、（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２），・・・，（ａｍ， ｂｍ） は１，−１のバイナリ符号、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００３０】
以上のように本実施の形態によれば、８値以上の多値ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００３１】
（実施の形態３）
図６は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図６において、５０１は１６ＱＡＭ方式の信号点、５０２はパイロットシンボルの信号点である。図７は、１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００３２】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。
【００３３】
２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。
【００３４】
２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００３５】
図６、図７および図３を用いて、１６ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図６は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点５０１とパイロットシンボルの信号点５０２の配置を示している。このとき、１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅をｒ１６ＱＡＭ 、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとしたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ１６ＱＡＭ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００３６】
図７は１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００３７】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図６に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成は図７に限ったものではない。
【００３８】
更に、送信機１０内で用いられる送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００３９】
また、１６ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における１６ＱＡＭ方式の信号点が（数３）
【００４０】
【数３】
で表されたとき、パイロットシンボルの信号点は同相Ｉ軸上または直交Ｑ軸上に配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００４２】
ここで、（数３）において、１６ＱＡＭ方式の信号点５０１は（Ｉ１６ＱＡＭ，Ｑ１６ＱＡＭ）で表し、（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２）は１，−１のバイナリ符号、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００４３】
以上のように本実施の形態によれば、１６ＱＡＭ方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を１６ＱＡＭ方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を１６ＱＡＭ方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００４４】
（実施の形態４）
図８は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面での８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図８において、７０１は８ＰＳＫ変調方式の信号点、７０２はパイロットシンボルの信号点である。図９は、８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００４５】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００４６】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００４７】
図８、図９および図３を用いて、８ＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図８は、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点７０１とパイロットシンボルの信号点７０２の配置を示している。このとき、８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒ８ＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔ としたとき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒ８ＰＳＫ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。
【００４８】
図９は８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００４９】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図８に限ったものではない。また、Ｎシンボル中の８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図９に限ったものではない。
【００５０】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００５１】
また、８ＰＳＫ変調方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面における８ＰＳＫ変調方式の信号点が（数４）
【００５２】
【数４】
で表されたとき、図８のようにパイロットシンボルの信号点と８ＰＳＫ変調方式の信号点のなす角をθとしてθがπ／８＋ｎπ／４ラジアン（ｎ：整数）となるようにパイロットシンボルの信号点は配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００５４】
ここで、（数４）において、８ＰＳＫ変調方式の信号点７０１は（Ｉ８ＰＳＫ，Ｑ８ＰＳＫ）で表し、ｋは整数、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、８ＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８ＰＳＫ変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８ＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００５６】
（実施の形態５）
図１０は、本実施の形態における同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置を示し、図１０において、９０１はＱＰＳＫ変調方式の信号点、９０２はパイロットシンボルの信号点である。図１１は、ＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成の一例を示している。
【００５７】
図３は、無線通信システムの構成概念図である。図３において、１０は送信機であり、１１は送信ディジタル信号、１２は直交ベースバンド変調部で、送信ディジタル信号１１を入力して送信直交ベースバンド信号の同相成分１３と直交成分１４を出力し、この同相成分１３と直交成分１４を送信無線部１５で送信信号１６に変換し、アンテナ１７から送信する。
【００５８】
２０は受信機であり、２１はアンテナ、２２は受信無線部で、アンテナで受信した信号を入力して受信直交ベースバンド信号の同相成分２３と直交成分２４を出力する。
【００５９】
２５は振幅歪み量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、振幅歪み量を推定し、振幅歪み量推定信号２７を出力する。２６は周波数オフセット量推定部で、同相成分２３と直交成分２４を入力して、周波数オフセット量を推定し、周波数オフセット量推定信号２８を出力する。２９は準同期検波部で、同相成分２３と直交成分２４、及び振幅歪み量推定信号２７と周波数オフセット量推定信号２８を入力して、準同期検波を行い、受信ディジタル信号３０を出力する。
【００６０】
図１０、図１１および図３を用いて、ＱＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式について説明する。図１０は、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点９０１とパイロットシンボルの信号点９０２の配置を示している。
【００６１】
このとき、ＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅をｒＱＰＳＫ、パイロットシンボルの信号点振幅をｒｐｉｌｏｔとした とき、ｒｐｉｌｏｔ＞ｒＱＰＳＫ となるようにパイロットシンボルの信号点を配置する。図１１はＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルのＮシンボル内の構成を示したもので、Ｎシンボル内に１シンボルのパイロットシンボルを挿入する構成である。
【００６２】
このような方式を送信機１０で行うことにより、ピーク対平均送信電力比に影響を与えず、また受信機２０で、パイロットシンボルにより送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量を振幅歪み量推定部２５および周波数オフセット量推定部２６で推定し、準同期検波部２９で準同期検波を行うことにより、さらに準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度を向上させることができる。
【００６３】
なお、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の関係は図１０に限ったものではない。また、Ｎシンボル中のＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成は図１１に限ったものではない。
【００６４】
更に、送信機１０内で用いられるルートロールオフフィルタの周波数特性が、（数１）で表されるとき、ロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的である。そして更に、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度がより向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が更に向上する。
【００６５】
また、ＱＰＳＫ変調方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の配置として、同相Ｉ−直交Ｑ平面におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点が（数５）
【００６６】
【数５】
で表されたとき、図１０のようにパイロットシンボルの信号点とＱＰＳＫ変調方式の信号点のなす角をφとしてφがπ／４＋ｎπ／２ラジアン（ｎ：整数）となるようにパイロットシンボルの信号点は配置され、こうすることで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えることなく、準同期検波を行う際の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性の向上の効果が大きくなる。
【００６８】
ここで、（数５）において、ＱＰＳＫ変調方式の信号点９０１は（ＩＱＰＳＫ，ＱＱＰＳＫ）で表し、ｋは整数、ｓは定数とする。そして前述のように、ロールオフフィルタのロールオフ係数を０．１から０．４にするのが効果的であり、更にパイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値ＱＡＭ方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下にするのがより好適である。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、ＱＰＳＫ変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入し、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式において、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置をＱＰＳＫ変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅をＱＰＳＫ変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという効果を有する。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無線通信に用いられ、８値以上の多値変調方式の中に、定期的にパイロットシンボルを挿入する方式において、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大の信号点振幅より大きくした方式としたものであり、パイロットシンボルの同相Ｉ−直交Ｑ平面における信号点位置を８値以上の多値変調方式の最大振幅をとる信号点とは異なる位置に配置することで、ピーク対平均送信電力比に影響を与えないだけでなく、パイロットシンボルの信号点振幅を８値以上の多値変調方式の最大信号点振幅より大きくすることで、復調側で準同期検波を行う際の送受信機間の周波数オフセット量および振幅歪み量の推定精度が向上し、搬送波電力対雑音電力比におけるビット誤り率特性が向上するという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における１６ＡＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図２】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の１６ＡＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図３】本発明の一実施の形態における無線通信システムの構成概念図
【図４】本発明の一実施の形態における多値ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図５】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の多値ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図６】本発明の一実施の形態における１６ＱＡＭ方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図７】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の１６ＱＡＭシンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図８】本発明の一実施の形態における８ＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図９】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内の８ＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるＱＰＳＫ変調方式の信号点配置およびパイロットシンボルの信号点配置の概念図
【図１１】本発明の一実施の形態におけるＮシンボル内のＱＰＳＫ変調シンボルとパイロットシンボルの構成の一例を示す概念図
【図１２】従来の１６ＱＡＭ方式の信号点とパイロットシンボルの信号点の関係図
【符号の説明】
１０１ １６ＡＰＳＫ変調方式の信号点
１０２、３０２、５０２、７０２、９０２ パイロットシンボルの信号点
３０１ 多値ＱＡＭ方式の信号点
５０１ １６ＱＡＭ方式の信号点
７０１ ８ＰＳＫ変調方式の信号点
９０１ ＱＰＳＫ変調方式の信号点
１１ 送信ディジタル信号
１２ 直交ベースバンド変調部
１３ 送信直交ベースバンド信号同相成分
１４ 送信直交ベースバンド信号直交成分
１５ 送信無線部
１６ 送信信号
１７、２１ アンテナ
２０ 受信機
２２ 受信無線部
２３ 受信直交ベースバンド信号同相成分
２４ 受信直交ベースバンド信号直交成分
２５ 振幅歪み量推定部
２６ 周波数オフセット量推定部
２７ 振幅歪み量推定信号
２８ 周波数オフセット量推定信号
２９ 準同期検波部
３０ 受信ディジタル信号
Claims (4)
- 送信ディジタル信号を多値直交振幅変調方式（多値ＱＡＭ方式）で変調する際、パイロットシンボルを定期的に挿入する送信方法であって、
変調後の信号におけるピーク電力対平均送信電力比に影響を与えない範囲で、前記パイロットシンボルの信号点振幅を前記多値直交振幅変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下とし、前記パイロットシンボルの信号点を同相軸上または直交軸上に配置する送信方法。 - 多値直交振幅変調方式は、４値直交振幅変調方式（４値ＱＡＭ方式）である請求項１記載の送信方法。
- 送信ディジタル信号を多値直交振幅変調方式（多値ＱＡＭ方式）で変調し、変調する際にパイロットシンボルを定期的に挿入する変調手段と、変調後の信号をアンテナから無線送信する送信無線手段とを具備する送信装置であって、
前記変調手段は、変調後の信号におけるピーク電力対平均送信電力比に影響を与えない範囲で、前記パイロットシンボルの信号点振幅を前記多値直交振幅変調方式の最大信号点振幅の１．０倍より大きく１．６倍以下とし、前記パイロットシンボルの信号点を同相軸上または直交軸上に配置する送信装置。 - 多値直交振幅変調方式は、４値直交振幅変調方式（４値ＱＡＭ方式）である請求項３記載の送信装置。
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