JP2012165252A - 送信機、受信機および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】所要搬送波数およびＰＡＰＲが増大するのを極力を抑えつつ複数レートをサポート可能な送信機を得ること。
【解決手段】本発明は、一次変調でＦＳＫ変調を行うスペクトラム拡散変調方式に対応した送信機であって、情報データに対してＦＳＫ変調を実施してＦＳＫシンボルを生成するＦＳＫ信号生成部１１と、複数のＦＳＫシンボルを、各ＦＳＫシンボルの位相が連続となるように時間領域で結合して送信ブロックを生成する送信信号結合部１２と、位相回転系列を使用して送信ブロックを拡散する拡散部１４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、スペクトラム拡散通信方式に対応した送信機、受信機および通信システムに関する。

通信方式の１つにスペクトラム拡散方式と呼ばれる方法がある。これは、一次変調を行った信号を拡散系列により広い帯域に拡散させたうえで送信し、受信側で同一の拡散系列によって元の変調信号を得る通信方式であり、以下の特長を持つ。
・送信側で用いた拡散系列を知らなければ信号を復調できないため秘匿性が高い。
・拡散により電力密度を小さくできるため、被探知性が低い。
・ユーザ毎に異なる拡散系列を用いることで、同一周波数，同一時間で通信を行う複数ユーザを多重可能。

このようなスペクトラム拡散方式においても、他の通信方式同様に、ピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Peak-to-Average Power Ratio）を小さくすることが重要な課題となる。ここで、ＰＡＰＲとは、信号の平均電力とピーク電力の比を意味する。無線通信において送信信号のＰＡＰＲが大きい場合、非線形増幅器による歪みの影響が大きくなり、特性が劣化する問題がある。そのため、送信信号のＰＡＰＲをできるだけ小さくする必要がある。

スペクトラム拡散方式において、一次変調にはＰＳＫがしばしば用いられる。一方、特許文献１ではＰＳＫのみならずＦＳＫも一次変調に用いることが述べられている。ＦＳＫ信号は電力が常に一定となる特徴を持っているため、ＰＳＫの代わりにＦＳＫを用いることでＰＡＰＲを小さくすることが可能と考えられる。しかし、拡散系列としてしばしば用いられるＰＮ系列やＧｏｌｄ系列により信号を拡散すると、拡散後の信号のＰＡＰＲが大きくなる問題がある。

非特許文献１では、一次変調をＦＳＫとし、拡散系列として位相回転系列を用いる方法が述べられている。ここで、Ｍ値ＦＳＫでは、複数の搬送波のうちＭ個がＭ値ＦＳＫ作成のために割り当てられ、送信する情報に応じてこのＭ個のうちの１つを選択する。非特許文献１の方法では、このようにして作成したＭ値ＦＳＫ信号を位相回転系列により拡散し、さらに、拡散後の信号に対してＣＰ（Cyclic Prefix）を付加してブロック化し、このブロックを送信する。なお、ＣＰは拡散後の信号の後端部に位置している所定数のシンボルをコピーしたものである。このように、非特許文献１に記載された方式では、１送信ブロック当たり１個のＭ値ＦＳＫ信号が送信される。ＦＳＫ信号は電力が常に一定となる特徴を持つが、本方式は、このＦＳＫ信号に位相回転系列を乗じるだけなので、生成される送信信号もまた電力は常に一定である。よって本方式ではＰＡＰＲを０ｄＢとすることが可能である。

特開平７−１４３０３１号公報

佐野 裕康，福井 範行，久保 博嗣，"周波数軸上で逆拡散・復調が可能な直接スペクトル拡散方式に関する検討"，2009年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，B-5-82．

しかしながら、特許文献１，非特許文献１では複数レートをサポートすることについては述べられていない。これらのＦＳＫを一次変調とするスペクトラム拡散方式において、複数レートをサポートすることを考える。レートを変える１つの方法として、ＦＳＫの多値数Ｍを変える方法が考えられる。この場合、例えばＭを２倍にすると使用する搬送波数が２倍となるが、送信ビット数は高々１ビット増加するだけであり、効率的でない。例えばＭ＝３２の場合、一度に５（=log₂32）ビット送信されるが、Ｍを２倍にしてＭ＝６４とすれば、一度に６（=log₂64）ビット送信されることになる。このように、使用する搬送波数は２倍（=64/32）となるが、送信レートは高々1.2倍（=6/5）となるだけである。

そこでもう１つの方法として、複数のＦＳＫシンボルを同時に送信することで、複数種類のレートを実現する方法を考える。例えば、ＦＳＫシンボル２個を同時に送信する場合は、周波数軸上で２個のＦＳＫシンボルを作成する。例えばＭ＝３２のＦＳＫシンボル２個を同時に送るようにすると、１０ビット（=5×2）送信することができる。このように、使用する搬送波数を２倍の６４個にすると、送信レートも２倍とすることができ、上記の方法（多値数Ｍを増やす方法）と比較して周波数利用効率が高い。しかし、送信信号は２本の搬送波の重ね合わせとなる。一般に、複数の搬送波を重ね合わせた信号のＰＡＰＲは大きくなり、０ｄＢとならない。よって、このような方法を用いると、ＰＡＰＲが大きくなる問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所要搬送波数およびＰＡＰＲが増大するのを極力を抑えつつ複数レートをサポート可能な送信機、受信機および通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、一次変調でＦＳＫ変調を行うスペクトラム拡散変調方式に対応した送信機であって、情報データに対してＦＳＫ変調を実施してＦＳＫシンボルを生成するＦＳＫ信号生成手段と、複数のＦＳＫシンボルを、各ＦＳＫシンボルの位相が連続となるように時間領域で結合して送信ブロックを生成する結合手段と、位相回転系列を使用して前記送信ブロックを拡散する拡散手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、効率的な周波数利用と複数送信レートのサポートを両立することができ、なおかつ、ＰＡＰＲを０ｄＢにできるという効果を奏する。

図１は、通信システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１の送信機の構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１の通信システムで送受信される信号の構成例を示す図である。 図４は、ＦＳＫシンボルの結合動作を示す図である。 図５は、実施の形態１の受信機の構成例を示す図である。 図６は、ＦＳＫシンボルの作成動作を示す図である。 図７は、実施の形態２の送信機の構成例を示す図である。 図８は、実施の形態２の受信機の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる送信機、受信機および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、本発明は無線，有線を含む通信装置に適用が可能である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の通信システム（無線通信システム）の構成例を示す図であり、この通信システムは、１つ以上の送信機１と、受信機２と、から構成される。送信機１は送信側の通信装置を構成しており、受信機２は受信側の通信装置を構成している。また、本実施の形態のシステムを構成している送信機１と受信機２はＦＳＫによる通信を行う。本実施の形態では、１送信ブロック内のＦＳＫシンボル数をＳ個（≧１）として説明を行う。この値Ｓは送信機１ごとに異なっていても良い。また、各送信機１は互いに異なる位相回転系列によりＦＳＫ信号を拡散してから送信する。即ち各送信機１の信号は符号分割多重方式により多重される。

つづいて、送信機１および受信機２のそれぞれについて、構成および動作を詳細に説明する。

（送信機の説明）
図２は、本実施の形態の送信機１の構成例を示す図である。図示したように、送信機１は、ＦＳＫ信号生成部１１、送信信号結合部１２、位相回転系列生成部１３、拡散部１４、ＣＰ付加部１５、周波数変換部１６、増幅器１７、アンテナ１８およびパラメータ記憶部１９を備える。

ＦＳＫ信号生成部１１は、入力された情報データに対してＦＳＫ変調を行う。送信信号結合部１２は、ＦＳＫ信号生成部１１から出力されるＦＳＫシンボルを複数個まとめて結合する。位相回転系列生成部１３は、後述する位相回転系列を生成する。拡散部１４は、位相回転系列生成部１３から出力された位相回転系列を用いて、送信信号結合部１２から出力された信号を拡散する。ＣＰ付加部１５は、拡散部１４から出力された信号に対してＣＰを付加する。周波数変換部１６は、ＣＰ付加部１５から出力された信号の周波数を変換する。増幅器１７は、周波数変換部１６から出力された信号を増幅する。アンテナ１８は、増幅器１７から出力された信号を受信機２に向けて送信する。パラメータ記憶部１９は、ＦＳＫ信号生成部１１および送信信号結合部１２の動作条件を示すパラメータを記憶する。

図３は、本実施の形態の送信機と受信機の間で伝送される信号の構成例を示す図である。送信機と受信機の間では、図示したような、長さＮの送信データの先頭に長さＮ_cpのＣＰ（Cyclic Prefix）が付加された信号が伝送される。本実施の形態ではこれをブロックと呼ぶ。ＣＰは長さＮの送信データの後端部Ｎ_cpシンボルをコピーしたものである。

以下に、図２を用いて送信機１の動作を説明する。ここで、送信機１と受信機２の間では、予め以下のことが決められているとする。
・１ブロック当たりのＦＳＫシンボル数Ｓ
・送信データ長ＮおよびＣＰ長Ｎ_cp
・ｉ番目のＦＳＫシンボルの変調多値数Ｍ_iおよびＦＳＫシンボル長Ｎ_i（１≦ｉ≦Ｓ）

これらの値は、パラメータ記憶部１９で保持され、他ブロックより必要に応じて参照される。なお、後述するように以下の式（１）が成立する必要がある。

送信機１における信号送信動作では、まず、ＦＳＫ信号生成部１１が、送信する情報データに応じたＦＳＫシンボルを生成する。ここで、ＦＳＫの変調多値数Ｍ_i，ＦＳＫシンボル長Ｎ_iはパラメータ記憶部１９より通知される。作成したＦＳＫシンボルは送信信号結合部１２に出力される。

送信信号結合部１２は、ＦＳＫ信号生成部１１により作成されたＦＳＫシンボルを時間領域で結合する。図４は、ＦＳＫシンボルの結合動作を示す図である。図示したように、送信信号結合部１２はＳ個のＦＳＫシンボルを結合し、長さＮの送信信号（送信データ）とする。したがって、上記の式（１）が成立する必要がある。なお、ＦＳＫシンボル長Ｎ_iおよび送信データ長Ｎの値を送信機１と受信機２の間で決定する際に、この式（１）が成立するように決定されているものとする。

また、Ｍ_i値ＦＳＫシンボルではｌｏｇ₂Ｍ_iビットの情報が送られるため、１送信ブロック（Ｓ個のＦＳＫシンボルを結合して得られた長さＮの信号にＣＰを付加したもの）では、次式（２）で示されるビット数の情報が送られることになる。

ここでＦＳＫシンボルを結合する際、ＰＡＰＲを０ｄＢとするには各ＦＳＫシンボル間の位相が連続である必要がある。よって、ＦＳＫ信号生成部１１では、各ＦＳＫシンボル間の位相が連続となるようにＦＳＫシンボルを生成する。

送信信号結合部１２は長さＮの送信信号を生成すると、この信号を拡散部１４に出力する。拡散部１４では、位相回転系列生成部１３にて生成される長さＮの位相回転系列ｃ(ｎ)を用いて送信信号を拡散する。位相回転系列としては、例えば、次式（３）で示したようなチャープ系列を使用する。

式（３）において、ｊは虚数単位であり、aは自然数である。aの値を送信機１毎に異なるようにすれば、送信機１毎に異なる拡散系列を用いることになり、各送信機の信号を符号分割多重することが可能となる。なお、位相回転系列ｃ(ｎ)は、各要素の絶対値がゼロではなく（｜ｃ(ｎ)｜≠０）なおかつｎによらず一定となるものであればどのようなものであってもよい。

送信信号結合部１２により生成される長さＮの送信信号をｓ(ｎ)，位相回転系列をｃ(ｎ)とすると、拡散部１４から出力される拡散後の信号ｘ(ｎ)は、以下の式（４）で表される。

このように、本実施の形態では、１つの拡散系列（位相回転系列ｃ(ｎ)）により、複数のＦＳＫシンボルを一括で拡散する。送信信号を拡散する一般的なシステムでは、１シンボル毎に拡散を行うようにしているのに対し、本実施の形態の送信機１では複数シンボルを一括で拡散することが特徴である。なお、本実施の形態の送信機１においても、１シンボル毎に拡散を行う、即ち長さＮ_iのＦＳＫシンボルを長さＮ_iの拡散系列で拡散する方法も考えられるが、その場合、以下のような欠点が生じる。

・送信機１毎にＳ（結合するＦＳＫシンボル数），Ｎ_i（ＦＳＫシンボル長）の値は異なるため、送信機１毎に異なる系列長の拡散系列を用いることになる。その結果、送信機１毎の拡散系列の直交性が悪くなり、ユーザ多重時の特性が劣化する。
・拡散することで、送信信号の秘匿性が高く、被探知性が低くなる効果があることを既に説明したが、その効果は拡散系列長が長いほど大きい。そのため、１シンボル毎に拡散する場合は拡散系列長が短くなるので、これらの効果が小さくなってしまう。

以上のことから、本実施の形態では複数シンボルを一括して、系列長Ｎの拡散系列で拡散するようにしている。

拡散された後の信号（拡散部１４からの出力信号）はＣＰ付加部１５に出力され、ＣＰが付加される（図３参照）。

ＣＰ付加部１５でＣＰを付加された信号は周波数変換部１６にて周波数変換され、増幅器１７に入力される。増幅器１７の出力はアンテナ１８に入力され、アンテナ１８から信号が送信される。

このように、本実施の形態の送信機１では、複数のＦＳＫシンボルを時間方向に結合することで送信信号を生成する。よって、１送信ブロック当たり複数のＦＳＫシンボルを送信する場合であっても複数の搬送波が重なり合うことはなく、ＰＡＰＲを０ｄＢとすることが可能である。

（受信機の説明）
図５は、本実施の形態の受信機２の構成例を示す図である。図示したように、受信機２は、アンテナ２１、周波数変換部２２、ＣＰ除去部２３、離散フーリエ変換部２４、周波数領域等化部２５、逆離散フーリエ変換部２６、位相回転系列生成部２７、逆拡散部２８、逆拡散後信号分割部２９、ＦＳＫ復調部３０およびパラメータ記憶部３１を備える。

アンテナ２１は、送信機１から送信された信号を受信する。ＣＰ除去部２３は、アンテナ２１で受信した信号からＣＰを除去する。離散フーリエ変換部２４は、ＣＰ除去部２３から出力された信号を周波数領域の信号に変換する。周波数領域等化部２５は、離散フーリエ変換部２４から出力された信号に対して周波数領域等化を行う。逆離散フーリエ変換部２６は、周波数領域等化部２５から出力された信号を時間領域の信号に変換する。位相回転系列生成部２７は、後述する位相回転系列を生成する。逆拡散部２８は、位相回転系列生成部２７から出力された位相回転系列を用いて、離散フーリエ変換部２６から出力された信号を逆拡散する。逆拡散後信号分割部２９は、逆拡散部２８から出力された信号を分割して複数のＦＳＫシンボルとする（送信機１で結合される前の状態に戻す）。ＦＳＫ復調部３０は、逆拡散後信号分割部２９から出力された信号（ＦＳＫシンボル）に対してＦＳＫ復調を行う。パラメータ記憶部３１は、逆拡散後信号分割部２９およびＦＳＫ復調部３０の動作条件を示すパラメータを記憶する。

受信機２における信号受信動作では、周波数変換部２２が、アンテナ２１で受信した信号をベースバンド信号に変換する。周波数変換部２２からの出力信号はＣＰ除去部２３に入力され、ＣＰ除去部２３は、入力された信号からＣＰを除去する。ＣＰ除去後の受信ベースバンド信号は長さＮの受信ブロックとして出力する。

本実施の形態の通信システムでは、送信機１にてＣＰを付加するようにしているため、伝搬路での歪を補償するために、周波数領域等化を実施することが可能となる。よって、受信機２ではＣＰ除去後に周波数領域等化を行う。即ち、ＣＰ除去部２３より出力される長さＮの受信ブロックに対し、離散フーリエ変換部２４がＮポイントＤＦＴ（またはＦＦＴ）を実施し、周波数領域の信号に変換する。その後、周波数領域等化部２５が周波数領域等化を行い、伝搬路での歪を補償する。そして、周波数領域等化後の信号に対して逆離散フーリエ変換部２６がＮポイントＩＤＦＴ（またはＩＦＦＴ）を実施し、再度、時間領域の信号に変換する。

逆拡散部２８は、送信機１で行われている拡散処理に対応する逆拡散処理を行う。つまり、位相回転系列生成部２７にて生成される長さＮの位相回転系列ｃ^-1(ｎ)を用いて受信信号を逆拡散する。位相回転系列生成部２７では、送信機１の拡散処理で使用されている位相回転系列の逆数の系列をｃ^-1(ｎ)として生成する。送信機１が上記の式（３）で示される位相回転系列を用いて拡散処理を行っている場合、位相回転系列生成部２７が生成するｃ^-1(ｎ)は次式（５）で表される。

なお、受信機２は複数の送信機１からの信号を受信するが、送信機１毎にｃ(ｎ)は異なるため、位相回転系列生成部２７は、各送信機のｃ(ｎ)に応じたｃ^-1(ｎ)を生成する。

逆拡散部２８に入力される長さＮの受信信号をｙ(ｎ)、位相回転系列をｃ^-1(ｎ)とすると、逆拡散後の信号ｒ(ｎ)は次式（６）で表される。

このようにして得られるｒ(ｎ)が逆拡散部２８より出力され、逆拡散後信号分割部２９に入力される。

逆拡散後信号分割部２９は、逆拡散後の信号を分割する。逆拡散部２８から入力された信号は図４に示すような、Ｓ個のＦＳＫシンボルを結合したものとなっている。すなわち、送信機１の送信信号結合部１２で生成される信号と同様の信号となっている。逆拡散後信号分割部２９は、逆拡散部２８から入力された信号を長さＮ₁〜Ｎ_SのＳ個のＦＳＫシンボルに分割し、順にＦＳＫ復調部３０へ出力する。

ＦＳＫ復調部３０は、入力されるＳ個のＦＳＫシンボルの復調処理を行う。ここで、パラメータ記憶部３１は、送信機１のパラメータ記憶部１９と同一の情報を記憶している。逆拡散後信号分割部２９やＦＳＫ復調部３０で必要となるＮ，Ｓ，Ｎ_i，Ｍ_i（１≦ｉ≦Ｓ）等の値は、このパラメータ記憶部３１より入力される。

ここで、送信機１のＦＳＫ信号生成部１１および受信機２のＦＳＫ復調部３０が行う処理について補足する。前述したように、送信機１にてＦＳＫシンボルを時間領域で結合する際、ＰＡＰＲを０ｄＢとするためには、ＦＳＫシンボル間の位相を連続とすることが必要である。これを簡単に実現する方法として、逆離散フーリエ変換を用いる方法がある。この方法によるＦＳＫシンボルの作成動作を図６に示す。図６に示した例は、長さＮ_i，変調多値数Ｍ_iのＦＳＫシンボルを作成する場合であり、Ｎ_iポイントのＩＤＦＴ（またはＩＦＦＴ）によりＦＳＫシンボルを作成する。図示したように、Ｎ_iポイントのうちのＭ_i個がＦＳＫシンボル作成用に割り当てられている。送信する情報データに応じて、このＭ_iポイントのうちのいずれか１つを非０とし、他を０とすることで、ＩＤＦＴ（またはＩＦＦＴ）後の信号は、長さＮ_iのＭ_i値ＦＳＫシンボルとなる。Ｎ_iポイントのうちのどのＭ_iポイントを用いるかは送受信機間で予め決められているとする。送信機１のＦＳＫ信号生成部１１がこのようにしてＦＳＫシンボルを作成すると、各ＦＳＫシンボルの最初の位相と最後と位相は０となるため、各ＦＳＫシンボル間の位相が連続になる。

受信機２のＦＳＫ復調部３０では逆に、長さＮ_iのＭ_i値ＦＳＫ信号に対し、Ｎ_iポイントＤＦＴ（またはＦＦＴ）を行い、復調を行う。

このように、本実施の形態の通信システムにおいて、送信機１（送信側の通信装置が備えている送信機）は、複数個のＦＳＫシンボルを、隣り合ったＦＳＫシンボル同士の位相が連続となるように時間領域で結合し、その結果得られた長さＮの送信信号を、長さＮの位相回転系列で位相回転させて拡散し、ＣＰを付加して送信することとした。また、受信機２（受信側の通信装置が備えている受信機）は、送信機１から信号を受信すると、受信信号からＣＰを除去するとともに周波数領域等化を行い、周波数領域等化後の受信信号を時間領域において、送信機１側での拡散処理で使用されている位相回転系列の逆数の系列を用いて逆拡散し、さらに、結合された状態の複数のＦＳＫシンボルを分割して復調することとした。これにより、効率的な周波数利用と複数送信レートのサポートを両立できる。また、以下に示すような効果も得られる。

まず、１ブロックで送信する複数のＦＳＫシンボルを時間領域で位相が連続となるように結合するため、ＰＡＰＲを０ｄＢにできる。また、結合後の信号（送信ブロック）と同じ長さの拡散系列により拡散処理を行うため、ＦＳＫシンボル１個を送信する場合と同等の秘匿性，被探知性とすることができる。さらに、１ブロックで送信するＦＳＫシンボル数によらず同一の拡散系列（系列長はブロック長に応じて異なる）により拡散処理を行うため、１ブロック当たりのＦＳＫシンボル数やＦＳＫシンボル長が異なる送信機の信号を多重することが可能となる。

実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１で説明した動作と同じ動作についての詳細説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。本実施の形態の無線通信システムの構成は実施の形態１（図１参照）と同様であるものとする。

（送信機の説明）
図７は、実施の形態２の送信機（送信機１ａとする）の構成例を示す図である。図示したように、送信機１ａは、実施の形態１で説明した送信機１を変形し、ＦＳＫ信号生成部１１を複数備えるようにしたものである。

実施の形態１の送信機１ではＦＳＫシンボルを１つずつ作成し、必要数（Ｓ個）作成した時点で各ＦＳＫシンボルを結合して拡散処理およびこれ以降の処理を行うようにしていたが、本実施の形態の送信機１ａでは、複数のＦＳＫ信号生成部１１を用いてＳ個のＦＳＫシンボルを並列して作成する。こうすることで、送信信号生成に要する処理時間を実施の形態１の場合よりも短くしている。

送信機１ａはＦＳＫ信号生成部１１をＳ_max個備えており、このＳ_maxは、通信システムで想定される、１送信ブロック内のＦＳＫシンボル数Ｓの最大値である。送信機１ａは、信号を送信する際、まず、Ｓ_max個のＦＳＫ信号生成部１１のうち、Ｓ個のＦＳＫ信号生成部１１を用いて、Ｓ個のＦＳＫシンボルを並列に生成する。Ｓの値（１≦Ｓ≦Ｓ_max）およびどのＦＳＫ信号生成部１１を用いるかは、パラメータ記憶部１９から指示される。生成された各ＦＳＫシンボルは送信信号結合部１２に入力される。送信信号結合部１２は、Ｓ個のＦＳＫ信号生成部１１それぞれから入力されたＦＳＫシンボルを結合し、長さＮの送信信号を作成する。

本実施の形態においても時間領域で結合する各ＦＳＫシンボルの位相は連続である必要がある。よって、各ＦＳＫ信号生成部１１は、送信信号結合部１２で結合されたときに隣り合ったＦＳＫシンボルの位相が連続となるようにＦＳＫシンボルを生成する。各ＦＳＫ信号生成部１１は、実施の形態１で述べたような、ＩＤＦＴ（ＩＦＦＴ）によりＦＳＫシンボルを生成する方法を使用すれば、生成される各ＦＳＫシンボルの最初と最後の位相が０となり、各ＦＳＫシンボル間の位相を連続とすることが可能である。

拡散部１４以降の各部の動作は実施の形態１で説明したとおりである。

（受信機の説明）
図８は、実施の形態２の受信機（受信機２ａとする）の構成例を示す図である。図示したように、受信機２ａは、実施の形態１で説明した受信機２を変形し、ＦＳＫ復調部３０を複数備えるようにしたものである。

実施の形態１の受信機２では、１個のＦＳＫ復調部３０で１ブロック内のＳ個のＦＳＫシンボルを１個ずつ復調する構成としていたが、本実施の形態の受信機２ａでは、複数のＦＳＫ復調部３０を用いてＳ個のＦＳＫシンボルを並列して復調する。こうすることで、復調に要する処理時間を実施の形態１の場合よりも短くしている。

受信機２ａはＦＳＫ復調部３０をＳ_max個備えている。なお、このＳ_maxは、既に説明したとおり、通信システムで想定される、１送信ブロック内のＦＳＫシンボル数Ｓの最大値である。受信機２ａにおいては、逆拡散後の信号が逆拡散後信号分割部２９に入力されると、逆拡散後信号分割部２９は、長さＮの受信ブロックをＳ個の元のＦＳＫシンボルに分割し、各ＦＳＫシンボルを各々異なるＦＳＫ復調部３０へ出力する。そして、各ＦＳＫ復調部３０にてＦＳＫシンボルの復調処理を並列に行う。Ｓの値（１≦Ｓ≦Ｓ_max）、およびどのＦＳＫシンボルをどのＦＳＫ復調部３０にて復調するかは、パラメータ記憶部３１から指示される。

このように、本実施の形態の通信システムにおいて、送信機１ａは、複数のＦＳＫ信号生成部１１を備え、一括送信する（１ブロック化して送信する）各ＦＳＫシンボルの生成処理を並列に実施することとした。また、受信機２ａは、複数のＦＳＫ復調部３０を備え、一括送信されてきた各ＦＳＫシンボルの復調処理を並列に実施することとした。これにより、実施の形態１の通信システムと同様の効果が得られるとともに、以下に示すような効果が得られる。

送信機１ａでは、１送信ブロックで送信する複数のＦＳＫシンボルを並列に作成するため、一括送信する各ＦＳＫシンボルを生成する際の所要時間を実施の形態１の送信機１よりも短くすることができる。また、受信機２ａでは、１受信ブロック内の複数のＦＳＫシンボルを並列に復調するため、一括送信されてきた各ＦＳＫシンボルを復調する際の所要時間を実施の形態１の受信機２よりも短くすることができる。

なお、本実施の形態では、送信機１ａと受信機２ａを組み合わせた場合の信号送受信動作について示したが、送受信される信号自体は実施の形態によらず同じものであるから、以下のような組合せとすることも勿論可能である。

（１）送信機１ａ（図７参照）が送信した信号を受信機２（図５参照）が受信する形態
（２）送信機１（図２参照）が送信した信号を受信機２ａ（図８参照）が受信する形態

以上のように、本発明にかかる送信機は、スペクトラム拡散方式を適用した通信システムに有用であり、特に、一次変調としてＦＳＫを行う送信機に適している。

１，１ａ 送信機
２，２ａ 受信機
１１ ＦＳＫ信号生成部
１２ 送信信号結合部
１３，２７ 位相回転系列生成部
１４ 拡散部
１５ ＣＰ付加部
１６，２２ 周波数変換部
１７ 増幅器
１８，２１ アンテナ
１９，３１ パラメータ記憶部
２３ ＣＰ除去部
２４ 離散フーリエ変換部
２５ 周波数領域等化部
２６ 逆離散フーリエ変換部
２８ 逆拡散部
２９ 逆拡散後信号分割部
３０ ＦＳＫ復調部

Claims (7)

1. 一次変調でＦＳＫ変調を行うスペクトラム拡散変調方式に対応した送信機であって、
   情報データに対してＦＳＫ変調を実施してＦＳＫシンボルを生成するＦＳＫ信号生成手段と、
   複数のＦＳＫシンボルを、各ＦＳＫシンボルの位相が連続となるように時間領域で結合して送信ブロックを生成する結合手段と、
   位相回転系列を使用して前記送信ブロックを拡散する拡散手段と、
   を備えることを特徴とする送信機。
2. 前記位相回転系列を、前記送信ブロックと同じ長さの位相回転系列とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信機。
3. ＦＳＫ信号生成手段は、
   ＦＳＫシンボルを生成するＦＳＫシンボル生成手段を複数備え、
   前記ＦＳＫシンボル生成手段の数は、前記複数のＦＳＫシンボルの数と同じ、またはこれよりも多く、前記複数のＦＳＫシンボルの数と同数のＦＳＫシンボル生成手段を使用して前記複数のＦＳＫシンボルを並列に生成することを特徴とする請求項１または２に記載の送信機。
4. 一次変調でＦＳＫ変調を行うスペクトラム拡散変調方式に対応した受信機であって、
   対向する送信機が複数のＦＳＫシンボルを時間領域で結合し、さらに位相回転系列を用いて拡散した信号である受信信号に対し、前記送信機が実行した拡散処理と逆の処理を実行して逆拡散する逆拡散手段と、
   前記逆拡散手段により逆拡散された後の信号を複数のＦＳＫシンボルに分割する分割手段と、
   前記複数のＦＳＫシンボルを復調する復調手段と、
   を備えることを特徴とする受信機。
5. 前記復調手段は、
   ＦＳＫシンボルに対してＦＳＫ復調処理を行うＦＳＫ復調手段を複数備え、
   前記ＦＳＫ復調手段の数は、前記複数のＦＳＫシンボルの数と同じまたはこれよりも多く、前記ＦＳＫシンボルの数と同数のＦＳＫ復調手段を使用して前記複数のＦＳＫシンボルを並列に復調することを特徴とする請求項４に記載の受信機。
6. 信号送信側の通信装置が請求項１、２または３に記載の送信機を備え、
   信号受信側の通信装置が請求項４または５に記載の受信機を備えることを特徴とする通信システム。
7. 信号送信側の通信装置を複数備え、
   前記送信側の通信装置の各々においては、前記送信ブロックを生成する際に結合するＦＳＫシンボルの数、およびＦＳＫシンボルの長さを、信号受信側の通信装置との間で個別に決定した値とする
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。

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