受信装置及び受信方法
【課題】直交する複数のキャリアを周波数多重した信号に対して、周波数誤差を含む基準搬送波で同期検波した場合に、付加情報を用いることなく各キャリアを変調した方式を精度良く自動識別する。
【解決手段】等化手段（４）から出力される信号の振幅の累乗（５）を平均し（６）、等化手段（４）から出力される信号においてキャリア間隔の１乃至Ｎ倍離れたキャリア間の積（１４−１〜１４−Ｎ）の平均を求め（１６−１〜１６−Ｎ２）、該平均をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段（７）を備える。
【解決手段】等化手段（４）から出力される信号の振幅の累乗（５）を平均し（６）、等化手段（４）から出力される信号においてキャリア間隔の１乃至Ｎ倍離れたキャリア間の積（１４−１〜１４−Ｎ）の平均を求め（１６−１〜１６−Ｎ２）、該平均をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段（７）を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置及び受信方法に関し、特に受信信号の変調方式を自動識別する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
適応変調方式は、電波環境に応じて送信データを変調する方式（変調方式）を選択する通信システムであり、時間とともに電波環境が変動する環境下で、効率良くデータを伝送することができる。例えば、伝送路環境が悪い場合は、ＢＰＳＫ等伝送レートの低い変調方式を使用し、伝送路環境が良い場合は、６４ＱＡＭ等伝送レート高い変調方式を使用する。
【０００３】
適応変調方式を適用する場合、受信機は、受信信号を復調するために、受信信号から変調方式を識別する必要がある。この変調方式の識別を誤ると、復調後のデータにバースト的な誤りが生じるので、精度良く変調方式を識別しなければならない。
【０００４】
変調方式の識別方法として、送信機が変調方式に関する付加情報を送信して受信機がこの付加情報をもとに変調方式を識別する方法と、付加情報なしで受信機が受信信号から変調方式を自動識別する方法がある。
【０００５】
付加情報を伝送する方法は、自動識別する方法に比べて、識別するための処理が容易であるという利点があるが、付加情報を伝送する分の通信効率が劣化してしまう。また、規格化された通信システムに新たな変調方式を追加する際、付加情報の構成を変更、あるいは拡張する必要があるので汎用性に欠ける。
【０００６】
付加情報を用いない変調方式識別法が特許文献１や非特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の変調方式識別法は、変調方式毎に受信信号の振幅の標準偏差と位相差の標準偏差が異なることを利用して変調方式を識別している。また、非特許文献１に記載の変調方式識別法は、変調方式間で受信信号の振幅の高次モーメントの値に差があることを利用して変調方式を識別している。
【０００７】
上記の変調方式識別法は、時間軸上で情報を伝送する通信システムを想定している。時間軸上で情報を伝送する通信システムにおいて、受信信号を同期検波する際に使用する搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、受信する信号点は時間とともに回転する。特許文献１や非特許文献１に記載の技術は、上記の周波数誤差が存在する場合でも変調方式を正確に識別することが可能である。これは、位相が回転しても、受信信号の振幅の標準偏差や位相差の標準偏差、振幅の高次モーメントに影響しないためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−６４５７７号公報（第６頁、第１図）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】新保大介、岡育生、阿多信吾著「振幅モーメントによる直交振幅変調方式の識別」、Ｖｏｌ．Ｊ９０−Ｂ，Ｎｏ．１２，ｐｐ．１３２６−１３２９（第１３２６頁、式（１））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の変調方式識別法をマルチキャリア伝送方式に適用する場合を考える。マルチキャリア伝送方式とは、直交する複数の狭帯域キャリアに信号を乗せて情報を伝送する方式であり、各キャリアの信号は、キャリア間隔毎に振幅０で交差するため、隣接キャリアに影響を及ぼさない。しかし、受信側で同期検波をする際に用いる基準搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、周波数誤差の影響により、各キャリアが周波数誤差分だけシフトし、その結果、各キャリアの信号が隣接するキャリアに干渉してしまう。
【００１１】
このように、マルチキャリア伝送方式において、周波数に誤差が存在する場合、受信する各信号点が隣接キャリアからの干渉を受ける。このとき、振幅の標準偏差・位相差の標準偏差、及び振幅の高次モーメントの値には、隣接キャリアからの干渉により干渉成分が含まれる。この干渉成分の影響により、特許文献１や非特許文献１に記載の技術では変調方式を誤判定する確率が高くなる。誤判定した変調方式で受信信号を復調すると、復調後のデータに連続的な誤りが生じてしまう。
【００１２】
本発明は、振幅の高次モーメントに含まれる干渉成分を推定・除去することで基準搬送波の周波数に誤差が存在する場合でも変調方式を正しく識別することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の受信装置は、
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信装置において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波手段と、
前記同期検波手段から出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域変換手段から出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、
前記伝送路推定手段から出力される信号をもとに周波数領域変換手段から出力される信号の歪みを補正する等化手段と、
前記等化手段から出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算手段と、
前記振幅累乗計算手段から出力される信号を平均する累乗値平均手段と、
前記等化手段から出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎの乗算手段（１４−１〜１４−Ｎ）と、
前記第１乃至第Ｎの乗算手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算手段から出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均手段と、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均手段から出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段と、
前記等化手段から出力される信号を、前記変調方式識別手段で判定された変調方式で復調する復調手段を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャリアの振幅の累乗の平均値と隣接キャリア間の積の平均値を用いることで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別でき、その結果、正しい変調方式で受信信号を復調するので復調後のデータに連続的な誤りは生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】伝送路推定を行うためのパイロットキャリアの配置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の受信装置を示すブロック図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、周波数分割多重する信号の周波数誤差とキャリア間干渉の関係を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、振幅の高次モーメントを示す図である。
【図５】図２の変調方式識別手段の一構成例を示すブロック図である。
【図６】隣接キャリアからの干渉係数を示す図である。
【図７】実施の形態１における振幅モーメント、及び干渉成分の推定値を示す図である。
【図８】図２の変調方式識別手段の別の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２の受信装置を示すブロック図である。
【図１０】図９の変調方式識別手段の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、基準搬送波周波数の誤差量とキャリア間干渉の大きさの関係を示した図である。
【図１２】実施の形態２における第１及び第２の干渉計算手段の入力と出力の関係を示す図である。
【図１３】図９の変調方式識別手段の別の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明では、直交する複数の狭帯域キャリアを多重化して得られるシンボルを伝送単位とする信号を受信するものとする。また、以下に説明する実施の形態では、図１に示すように、周期的にパイロットキャリアが挿入されるものとする。なお、このパイロットキャリアは、後で述べる伝送路推定を行う際に利用する信号であり、変調方式に関する情報を含む信号ではない。
【００１７】
実施の形態１．
図２に本発明の実施の形態１の受信装置を示すブロック図である。
図示の受信装置は、同期検波手段１と、周波数領域変換手段２と、伝送路推定手段３と、等化手段４と、振幅累乗計算手段５と、累乗値平均手段６と、第１の遅延手段１２−１と、第２の遅延手段１２−２と、第１の乗算手段１４−１と、第２の乗算手段１４−２と、第１の乗算値平均手段１６−１と、第２の乗算値平均手段１６−２と、変調方式識別手段７と、復調手段８とを備えている。
【００１８】
同期検波手段１は、受信信号と基準搬送波を乗算した後、ローパスフィルタで高周波成分を抑圧することで、同期検波を行う。
周波数領域変換手段２は、同期検波手段１から出力される信号をシンボル毎に周波数領域に変換する。
伝送路推定手段３は、周波数領域変換手段２から出力される、周波数領域に変換された信号からパイロットキャリアを抽出し、パイロットキャリアをもとに伝送路特性を推定する。
等化手段４は、伝送路推定手段３から出力される、伝送路推定結果を表す信号をもとに、周波数領域変換手段２から出力される信号（受信信号）の歪みを補正する。
【００１９】
同期検波を行う際に利用する基準搬送波の周波数に誤差が含まれない場合、等化手段４による等化結果は、図３（ａ）に示すように、隣接キャリア同士で直交している。即ち、各キャリアの信号は、キャリア間隔毎に振幅０で交差するため、隣接キャリアに影響を及ぼさない。一方、基準搬送波に周波数オフセットが含まれる場合、等化結果は、図３（ｂ）に示すように、基準搬送波の周波数誤差分だけシフトし、その結果隣接キャリア間で干渉が生じる。
【００２０】
振幅累乗計算手段５は、等化手段４から出力される信号、即ち各キャリアの振幅の累乗（ａ乗）を計算する。上記の「ａ」は１より大きい値、例えば２以上の整数である。
【００２１】
累乗値平均手段６は、振幅累乗計算手段５から出力される信号を平均する。即ち、累乗値平均手段６は、シンボル内の全キャリア、もしくは周期的に選択したキャリアの平均を計算した後、この結果をシンボル方向に平均する。
累乗値平均手段６から出力される信号、即ち等化手段４から出力される信号のａ乗の平均をａ次の振幅モーメントと呼ぶ。基準搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、振幅モーメントにキャリア間干渉による干渉成分が含まれる。
【００２２】
ここで、振幅モーメントについて説明する。図４（ａ）にキャリア間干渉が存在しない場合の、１６ＱＡＭと６４ＱＡＭの振幅ａ次モーメントを示す（非特許文献１参照）。図４（ａ）より、次数ａが大きくなるにつれて、変調方式間で振幅モーメントの差が大きくなることがわかる。非特許文献１に記載の技術は、この特性を利用して変調方式を識別する。具体的には、次数を１０としたとき、図４（ａ）に示すように閾値を決める。そして、受信信号から計算された振幅の１０次モーメントと閾値を比較して、閾値より大きいときは６４ＱＡＭ、小さいときは１６ＱＡＭと判定する。
【００２３】
次に、基準搬送波の周波数誤差の影響によりキャリア間干渉が生じる場合の振幅モーメントを図４（ｂ）に示す。干渉成分がある場合の振幅モーメントは、キャリア間干渉の影響により干渉が存在しない場合の振幅モーメントより大きくなる。受信機は、基準搬送波の周波数に誤差がないものとして識別するので、閾値は、図４（ａ）と同じ値になる。その結果、１６ＱＡＭは６４ＱＡＭと誤判定しやすくなる。
【００２４】
本発明では、振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定・除去することで変調方式の識別性能の向上を図る。以降、干渉成分の推定・除去、及び変調方式の識別について説明する。
【００２５】
第１の遅延手段１２−１は、等化手段４から出力される信号を１キャリア分だけ遅延させる。第２の遅延手段１２−２は、第１の遅延手段１２−１から出力される信号を１キャリア分だけ遅延させる。
【００２６】
第１の乗算手段１４−１は、等化手段４から出力される信号と第１の遅延手段１２−１から出力される信号の乗算を計算する。第２の乗算手段１４−２は、等化手段４から出力される信号と第２の遅延手段１２−２から出力される信号の乗算を計算する。これにより、乗算手段１４−１は、等化手段４から出力される信号における互いに隣り合う（互いにキャリア間隔の１倍隔てられたキャリア相互間の積を計算し、乗算手段１４−２は、等化手段４から出力される信号における互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積を計算する。
【００２７】
第１の乗算値平均手段１６−１は、第１の乗算手段１４−１から出力される信号を平均する。第２の乗算値平均手段１６−２は、第２の乗算手段１４−２から出力される信号、即ち互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積を平均する。これにより、第１の乗算値平均手段１６−１は、互いに隣り合う（互いにキャリア間隔の１倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、第２の乗算値平均手段１６−２は、互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、平均値を出力する。
【００２８】
なお、本実施の形態において、累乗値平均手段６、並びに乗算値平均手段１６−１及び１６−２は、まずシンボル内の全キャリアの平均を計算し、この平均結果をシンボル方向に平均しているが、周期的、あるいは非周期的に選択されたキャリアの平均を計算し、この平均結果をシンボル方向に平均してもよい。
【００２９】
変調方式識別手段７は、累乗値平均手段６、並びに第１及び第２の乗算値平均手段１６−１、１６−２から出力される信号をもとに各キャリアを変調した方式を識別する。
復調手段８は、変調方式識別手段７で判定された変調方式で等化手段４から出力される信号を復調する。
【００３０】
変調方式識別手段７について図５を用いて説明する。ここでは、識別対象の変調方式を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と６４ＱＡＭ（第２の変調方式）とし、それらのいずれであるかを識別するものであり、以下では、送信機が１６ＱＡＭ（第１の変調方式）を選択して各キャリアを変調した場合を説明する。また、識別に用いる振幅モーメントの次数を４として説明する。
【００３１】
図５に示す変調方式識別手段７は、第１の変調方式に対応した第１の推定誤差計算手段７−１と、第２の変調方式に対応した第２の推定誤差計算手段７−２と、最小値検出手段２８とを有する。
第１の推定誤差計算手段７−１は、変調方式が第１の変調方式であると仮定したときの信号成分の振幅モーメントの推定誤差を求める。第２の推定誤差計算手段７−２は、変調方式が第２の変調方式であると仮定したときの信号成分の振幅モーメントの推定誤差を求める。
第１の推定誤差計算手段７−１は、第１の干渉成分推定手段２２−１と、第１の干渉成分除去手段２４−１と、第１の誤差計算手段２６−１とを有する。第２の推定誤差計算手段７−２は、第２の干渉成分推定手段２２−２と、第２の干渉成分除去手段２４−２と、第２の誤差計算手段２６−２とを有する。
【００３２】
１６ＱＡＭで変調された信号が受信されている場合、変調方式識別手段７に入力される振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）は、次式のように表される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ここで、αＬは、図６に示すように左隣のキャリアからの干渉係数、αＲは右隣のキャリアからの干渉係数であり、式（１）の右辺の第１項、即ち
【数２】
は送信された各キャリアの振幅ｐ次モーメント、つまり雑音や干渉が存在しない場合の振幅ｐ次モーメント（ｐ＝２，４）である。式（１）において第２項と第３項が干渉成分を表す。
【００３５】
変調方式識別手段７に入力される隣接するキャリア（キャリア間隔の１倍隔てられたキャリア）同士の積の平均（第１の乗算値平均手段１６−１の出力）は次式のように表される。
Ｂ＝αＬ＋αＲ …（３Ａ）
【００３６】
変調方式識別手段７に入力される互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア同士の積の平均（第２の乗算値平均手段１６−２の出力）は次式のように表される。
Ｃ＝αＬαＲ …（３Ｂ）
【００３７】
図５の第１の干渉成分推定手段２２−１は、まず、式（３Ａ）と式（３Ｂ）で表される第１の乗算値平均手段１６−１の出力と第２の乗算値平均手段１６−２の出力から、
αＬ４＋αＲ４ …（４Ａ）
αＬ２＋αＲ２＋αＬ２αＲ２ …（４Ｂ）
を計算する（式（４Ａ）、式（４Ｂ）で表される値を求める）。
式（４Ａ）及び式（４Ｂ）で表される値を求めるには、式（３Ａ）と式（３Ｂ）を連立で解いて（αＬ、αＲをＢ、Ｃで表す式に変形した上で、式（４Ａ）及び（４Ｂ）に代入しても良く、以下のように式を変形した上で計算しても良い。
即ち、
式（３Ａ）、式（３Ｂ）から
（Ｂ２−２Ｃ）２−２Ｃ２
＝｛（αＬ＋αＲ）２−２（αＬαＲ）２｝２−２（αＬαＲ）２
＝αＬ４＋αＲ４ …（４Ｃ）
また、
Ｂ２−Ｃ
＝（αＬ＋αＲ）２−αＬαＲ
＝αＬ２＋αＲ２＋２αＬαＲ−αＬαＲ
＝αＬ２＋αＲ２＋αＬαＲ… …（４Ｄ）
式（４Ｃ）、式（４Ｄ）から、式（４Ａ）、式（４Ｂ）の値を求めることができる。
【００３８】
そして、上記の計算結果に基づき、受信信号の変調方式が１６ＱＡＭ（第１の変調方式）であると仮定して次式のような干渉成分の推定結果を出力する。
【００３９】
【数３】
【００４０】
図５の第２の干渉成分推定手段２２−２も同様に、まず、式（３Ａ）と式（３Ｂ）で表される第１の乗算値平均手段１６−１の出力と第２の乗算値平均手段１６−２の出力から、
αＬ４＋αＲ４ …（４Ａ）
αＬ２＋αＲ２＋αＬ２αＲ２ …（４Ｂ）
を計算し、次に、受信信号の変調方式が６４ＱＡＭ（第２の変調方式）であると仮定して次式のような干渉成分の推定結果を出力する。
【００４１】
【数４】
【００４２】
図５の第１の干渉成分除去手段２４−１は、振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）Ａから、第１の干渉成分推定手段２２−１の出力Ｄ１を減算する。即ち、上記の式で得られるＡからＤ１を引いた値Ｅｓ１＝（Ａ−Ｄ１）を求め、求めた差分Ｅｓ１を、信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
同様に、第２の干渉成分除去手段２４−２は、振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）Ａから、第２の干渉成分推定手段２２−２の出力Ｄ２を減算する。即ち、上記の式で得られるＡからＤ２を引いた値Ｅｓ２＝（Ａ−Ｄ２）を求め、求めた差分Ｅｓ２を、信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
【００４３】
図５の第１の誤差計算手段２６−１は、雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の１６ＱＡＭの振幅モーメント（信号成分の振幅モーメント）
【数５】
と、第１の干渉成分除去手段２４−１から出力される信号Ｅｓ１との差の絶対値Ｅｒ１を計算して出力する。
第２の誤差計算手段２６−２も同様に、キャリア間干渉が存在しない場合の６４ＱＡＭの振幅モーメント
【数６】
と、第２の干渉成分除去手段２４−２から出力される信号Ｅｓ２との差の絶対値Ｅｒ２を計算して出力する。
【００４４】
式（６）、式（７）の値は、変調方式から一意に決まるものであり、予め算出しし、予め受信機内のＲＯＭなどのメモリに保持しおき、必要に応じて読み出すこととすれば良い。
【００４５】
図７に、第１の干渉成分推定手段２２−１、第２の干渉成分推定手段２２−２、第１の干渉成分除去手段２４−１、及び第２の干渉成分除去手段２４−２から出力される信号について示す。図において、符号Ｍｔ１は雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の１６ＱＡＭの振幅４次モーメントの値、符号Ｍｔ２は雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の６４ＱＡＭの振幅４次モーメントの値を示す。
【００４６】
図７において、１６ＱＡＭで伝送された信号を受信し、周波数誤差を含む基準搬送波で同期検波した場合の振幅４次モーメントの値（累乗値平均手段６の出力）をＭａとする。このとき、Ｍｔ１とＭａの差がキャリア間干渉成分Ｄｔ１であり、Ｍｔ２とＭａの差がキャリア間干渉成分Ｄｔ２である。
【００４７】
第１の干渉成分推定手段２２−１は、各キャリアの変調方式が１６ＱＡＭと仮定して干渉成分を推定してＤ１を出力する。このＤ１は、Ｄｔ１に近い値となるはずである。第１の干渉成分除去手段２４−１は、Ｍａから（Ｄｔ１に近い値である）Ｄ１を減算した結果Ｅｓ１を信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
一方、第２の干渉成分推定手段２２−２は、各キャリアの変調方式が６４ＱＡＭと仮定して干渉成分を推定しているので、真のキャリ干渉成分Ｄｔ２とは必ずしも近くはなく、例えばかなり離れた値Ｄ２を出力する。第２の干渉成分除去手段２４−２は、ＭａからＤ２を減算した結果Ｅｓ２を信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
【００４８】
第１の誤差計算手段２６−１はＭｔ１とＥｓ１の差の絶対値Ｅｒ１、第２の誤差計算手段２６−２はＭｔ２とＥｓ２の差の絶対値Ｅｒ２を出力する。
【００４９】
最小値検出手段２８は、第１の誤差計算手段２６−１と第２の誤差計算手段２６−２の出力を比較して、より小さい値を出力した誤差計算手段（２６−１又は２６−２）に対応する変調方式が受信している信号の変調方式であると判定し、判定結果（変調方式）を表す信号を出力する。
上記の例では、受信信号が１６ＱＡＭであると仮定して計算された第２の誤差計算手段２６−１の結果を選択し、これを変調方式の識別結果として出力する。
【００５０】
このように、隣接キャリア間の積の平均値を用いて振幅モーメント（累乗値平均手段６の出力）に含まれる干渉成分を推定・除去することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別できるという効果がある。
【００５１】
図２の復調手段８は、等化手段４からの出力を変調方式識別手段７で判定された変調方式で復調する。
【００５２】
上記の例では、識別対象を２種類の変調方式（１６ＱＡＭと６４ＱＡＭ）としているが、識別対象としての変調方式の数は３以上であっても良い。一般化すれば、識別対象としての変調方式の数がＭである場合の変調方式識別手段７の構成は図８に示す如くとなる。図８に示す変調方式識別手段７は、第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍを有する。
【００５３】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍは、それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応するものであると仮定した場合の振幅モーメント誤差を求める。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段７−ｍは、第ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、変調方式が第ｍの変調方式であると仮定した場合の、振幅モーメント誤差を求める。
【００５４】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍの各々は、図５に示す第１又は第２の推定誤差計算手段７−１、７−２と同様である。即ち、第ｍの推定誤差計算手段７−ｍは、第ｍの干渉成分推定手段２２−ｍと、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍと、第ｍの誤差計算手段２６−ｍとを有する。
第ｍの干渉成分推定手段２２−ｍは、第１又は第２の干渉成分推定手段２２−１、２２−２と同様であり、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍは、第１又は第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２と同様であり、第ｍの誤差計算手段２６−ｍは、第１又は第２の誤差計算手段２６−１、２６−２と同様である。
【００５５】
最小値検出手段２８は、第１乃至第Ｍの誤差計算手段２６−１〜２６−Ｍの出力のうちの最小の値を出力する誤差計算手段２６が対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定し、判定結果を示す信号出力する。
【００５６】
なおまた、上記の例では振幅モーメントの次数を４として説明をしたが、他の次数でも同様にして変調方式を識別することができる。
【００５７】
本実施の形態で示したように、隣接キャリア間の積の平均値を用いて振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別でき、その結果、正しい変調方式で受信信号を復調するので復調後のデータに連続的な誤りは生じない。
【００５８】
実施の形態２．
図９に本発明の実施の形態２の受信装置を示すブロック図である。図９において、図２と同じ符号は同様の部材を示す。
図９に示す受信装置は、図２に示す受信装置と概して同じであるが、以下の点で異なる。
図２の第１及び第２の遅延手段１２−１及び１２−２に加えて、第３〜第Ｎの遅延手段（Ｎ≧３）１２−３〜１２−Ｎを備え（ただし、これらのうち、第Ｎの遅延手段１２−Ｎのみを図示している）、第１及び第２の乗算手段１４−１及び１４−２に加えて、第３乃至第Ｎの乗算手段１４−３〜１４−Ｎを備え（ただし、これらのうち、第Ｎの乗算手段１４−Ｎのみを図示している）、第１及び第２の乗算値平均手段１６−１及び１６−２に加えて、第３乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−３〜１６−Ｎを備えている（ただし、これらのうち、第Ｎの乗算値平均手段１６−Ｎのみを図示している）。これらと対比して言えば、実施の形態１の構成は、Ｎ＝２である場合に相当する。また、図２の変調方式識別手段７の代わりに、変調方式識別手段９が設けられている。
【００５９】
第３乃至Ｎの遅延手段１２−３〜１２−Ｎの各々、即ち第ｎの遅延手段１２−ｎは、第（ｎ−１）の遅延手段１２−（ｎ−１）の出力を受けて、１キャリア分だけ遅延させる。
第ｎ（ｎは１乃至Ｎのいずれか）の乗算手段１４−ｎは、等化手段４の出力と第ｎの遅延手段１２−ｎの出力を乗算し、これによりキャリア間隔のｎ倍隔てられたキャリア相互間の積を求める。
第ｎの乗算値平均手段１６−ｎは、第ｎの乗算手段１４−ｎから出力される信号を平均する。即ち、第ｎの乗算手段１６−ｎは、互いにキャリア間隔のｎ倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、平均値を出力する。
【００６０】
変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−１〜１６−Ｎから出力される信号をもとに各キャリアを変調した方式を識別する。
復調手段８は、変調方式識別手段９で判定された変調方式で等化手段４から出力される信号を復調する。
【００６１】
以下では、一例として、変調方式の識別対象を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と６４ＱＡＭ（第２の変調方式）として説明する。
【００６２】
図中の同期検波手段１、周波数領域変換手段２、伝送路推定手段３、等化手段４、振幅累乗計算手段５、累乗値平均手段６、及び復調手段８は、実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００６３】
変調方式識別手段９には、第１乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−１〜１６−Ｎで求められた平均値が入力される。図１０は、変調方式識別手段９のブロック図である。
【００６４】
図１０に示す変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎと、総和計算手段３４と、第１及び第２の推定誤差計算手段９−１及び９−２と、最小値検出手段２８とを有する。
第１及び第２の推定誤差計算手段９−１及び９−２は、それぞれ第１及び第２の変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応する変調方式であると仮定した場合の信号成分の振幅モーメントの推定誤差を計算する。
【００６５】
第１の推定誤差計算手段９−１は、第１の干渉成分計算手段３６−１と、第１の干渉成分除去手段２４−１と、第１の誤差計算手段２６−１とを有し、第２の推定誤差計算手段９−２は、第２の干渉成分計算手段３６−２と、第２の干渉成分除去手段２４−２と、第２の誤差計算手段２６−２とを有する。
【００６６】
第１及び第２の干渉成分計算手段３６−１、３６−２は、図５の第１及び第２の干渉成分計算手段２２−１、２２−２と同様のものであるが、総和計算手段３４の出力を入力としている点で異なる。
第１及び第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２及び第１及び第２の誤差計算手段２６−１、２６−２は、図５に同じ符号で示す部材と同様である。
【００６７】
第１乃至第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎの各々、即ち第ｎの絶対値計算手段３２−ｎは、第ｎの乗算値平均手段１６−ｎの出力結果の絶対値を計算する。
総和計算手段３４は、第１〜第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎから出力される信号の総和を計算する。
【００６８】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、周波数誤差とキャリア干渉の関係を示す。図１１（ａ）よりも図１１（ｂ）の方が、周波数誤差が大きく、キャリア干渉が大きい。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、基準搬送波の誤差が大きいほど、各キャリア含まれる隣接キャリアからの干渉成分は大きくなる。その結果、キャリア間の乗算結果の値（第１乃至第Ｎの絶対値手段３２−１〜３２−Ｎの各々、即ち第ｎの絶対値計算手段３２−ｎの出力も大きくなる。つまり、総和計算手段３４から出力される値は、キャリア間干渉の大きさに比例する。
【００６９】
第１の干渉成分計算手段３６−１は、受信信号の変調方式を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と仮定して、総和計算手段３４の出力をもとに振幅モーメントに含まれる干渉成分を計算する。
また、第２の干渉成分計算手段３６−２は、受信信号の変調方式を６４ＱＡＭ（第２の変調方式）と仮定して、総和計算手段３４の出力をもとに振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定する。
【００７０】
この干渉成分の推定は、例えば干渉成分計算手段３６−１、３６−２を変換テーブルを格納した記憶手段で構成し、例えば、図１２に示すように、総和計算手段３４の出力値Ｓａと、干渉成分Ｄ１、Ｄ２の関係をあらかじめ計算して、干渉成分計算手段３６−１、３６−２を構成する記憶手段に保持しておく。
図１２は、例えば、総和計算手段３４の出力がＳａ（ｉ）の場合、第１の干渉成分計算手段３６−１はＤ１（ｉ）の値を出力し、第２の干渉成分計算手段３６−２はＤ２（ｉ）の値を出力することを示す。
【００７１】
第１の干渉成分除去手段２４−１、第２の干渉成分除去手段２４−２、第２の誤差計算手段２６−１、第２の誤差計算手段２６−２、及び最小値検出手段２８は実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００７２】
このように、隣接キャリア間の積の平均値の大きさをもとに、振幅モーメント（累乗値平均手段６の出力）に含まれる干渉成分を推定・除去することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別できるという効果がある。
【００７３】
上記の例では、識別対象を２種類の変調方式（１６ＱＡＭと６４ＱＡＭ）としているが、識別対象としての変調方式の数は３以上であっても良い。一般化すれば、識別対象としての変調方式の数がＭである場合の変調方式識別手段９の構成は図１３に示す如くとなる。図１３に示す変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍを有する。
【００７４】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍは、それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応するものであると仮定した場合の振幅モーメント誤差を求める。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段９−ｍは、第ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、変調方式が第ｍの変調方式であると仮定した場合の、振幅モーメント誤差を求める。
【００７５】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍの各々は、図１０に示す第１及び第２の推定誤差計算手段９−１、９−２と同様である。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段９−ｍは、第ｍの干渉成分推定手段３６−ｍと、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍと、第ｍの誤差計算手段２６−ｍとを有する。
第ｍの干渉成分推定手段３６−ｍは、第１又は第２の干渉成分推定手段３６−１、３６−２と同様であり、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍは、第１又は第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２と同様であり、第ｍの誤差計算手段２６−ｍは、第１又は第２の誤差計算手段２６−１、２６−２と同様である。
上記以外の点では、実施の形態１について説明したのと同様である。
【００７６】
なお、実施の形態２に関し、Ｎ＝３以上であるとして説明したが、Ｎ＝２であっても良く、Ｎ＝１であっても良い。Ｎ＝１の場合には、総和計算手段は図９において、第１の遅延手段１２−１、第１の乗算手段１４−１、第１の乗算値平均手段１６−１のみが用いられ(第２〜第Ｎの遅延手段１２−２〜１２−Ｎ，第２の乗算手段１４−２〜１４−Ｎ、及び第２の乗算値平均手段１６−２〜１６−Ｎが不要となり)、第１の乗算値平均手段１６−１の出力がそのまま総和計算手段３４の出力となる。
【００７７】
以上本発明を受信装置として説明したが、受信装置を用いて実施される受信方法も本発明の一部を成す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 同期検波手段、 ２ 周波数領域変換手段、 ３ 伝送路推定手段、 ４ 等化手段、 ５ 振幅累乗計算手段、 ６ 累乗値平均手段、 ７ 変調方式識別手段、 ７−１〜７−Ｍ 推定誤差計算手段、 ８ 復調手段、 ９ 変調方式識別手段、 ９−１〜９−Ｍ 推定誤差計算手段、 １２−１ 第１の遅延手段、 １２−２ 第２の遅延手段、 １２−Ｎ 第Ｎの遅延手段、 １４−１ 第１の乗算手段、 １４−２ 第２の乗算手段、 １４−Ｎ 第Ｎの乗算手段、 １６−１ 第１の乗算値平均手段、 １６−２ 第２の乗算値平均手段、 １６−Ｎ 第Ｎの乗算値平均手段、 ２２−１ 第１の干渉成分推定手段、 ２２−２ 第２の干渉成分推定手段、 ２２−Ｍ 第Ｎの干渉成分推定手段、 ２４−１ 第１の干渉成分除去手段、 ２４−２ 第２の干渉成分除去手段、 ２４−Ｍ 第Ｍの干渉成分除去手段、 ２６−１ 第１の誤差計算手段、 ２６−２ 第２の誤差計算手段、 ２６−Ｍ 第Ｍの誤差計算手段、 ２８ 最小値検出手段、 ３２−１ 第１の絶対値計算手段、 ３２−２ 第２の絶対値計算手段、 ３２−Ｎ 第Ｎの絶対値計算手段、 ３４ 総和計算手段、 ３６−１ 第１の干渉成分計算手段、 ３６−２ 第２の干渉成分計算手段、 ３６−Ｍ 第Ｍの干渉成分計算手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置及び受信方法に関し、特に受信信号の変調方式を自動識別する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
適応変調方式は、電波環境に応じて送信データを変調する方式（変調方式）を選択する通信システムであり、時間とともに電波環境が変動する環境下で、効率良くデータを伝送することができる。例えば、伝送路環境が悪い場合は、ＢＰＳＫ等伝送レートの低い変調方式を使用し、伝送路環境が良い場合は、６４ＱＡＭ等伝送レート高い変調方式を使用する。
【０００３】
適応変調方式を適用する場合、受信機は、受信信号を復調するために、受信信号から変調方式を識別する必要がある。この変調方式の識別を誤ると、復調後のデータにバースト的な誤りが生じるので、精度良く変調方式を識別しなければならない。
【０００４】
変調方式の識別方法として、送信機が変調方式に関する付加情報を送信して受信機がこの付加情報をもとに変調方式を識別する方法と、付加情報なしで受信機が受信信号から変調方式を自動識別する方法がある。
【０００５】
付加情報を伝送する方法は、自動識別する方法に比べて、識別するための処理が容易であるという利点があるが、付加情報を伝送する分の通信効率が劣化してしまう。また、規格化された通信システムに新たな変調方式を追加する際、付加情報の構成を変更、あるいは拡張する必要があるので汎用性に欠ける。
【０００６】
付加情報を用いない変調方式識別法が特許文献１や非特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の変調方式識別法は、変調方式毎に受信信号の振幅の標準偏差と位相差の標準偏差が異なることを利用して変調方式を識別している。また、非特許文献１に記載の変調方式識別法は、変調方式間で受信信号の振幅の高次モーメントの値に差があることを利用して変調方式を識別している。
【０００７】
上記の変調方式識別法は、時間軸上で情報を伝送する通信システムを想定している。時間軸上で情報を伝送する通信システムにおいて、受信信号を同期検波する際に使用する搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、受信する信号点は時間とともに回転する。特許文献１や非特許文献１に記載の技術は、上記の周波数誤差が存在する場合でも変調方式を正確に識別することが可能である。これは、位相が回転しても、受信信号の振幅の標準偏差や位相差の標準偏差、振幅の高次モーメントに影響しないためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−６４５７７号公報（第６頁、第１図）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】新保大介、岡育生、阿多信吾著「振幅モーメントによる直交振幅変調方式の識別」、Ｖｏｌ．Ｊ９０−Ｂ，Ｎｏ．１２，ｐｐ．１３２６−１３２９（第１３２６頁、式（１））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の変調方式識別法をマルチキャリア伝送方式に適用する場合を考える。マルチキャリア伝送方式とは、直交する複数の狭帯域キャリアに信号を乗せて情報を伝送する方式であり、各キャリアの信号は、キャリア間隔毎に振幅０で交差するため、隣接キャリアに影響を及ぼさない。しかし、受信側で同期検波をする際に用いる基準搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、周波数誤差の影響により、各キャリアが周波数誤差分だけシフトし、その結果、各キャリアの信号が隣接するキャリアに干渉してしまう。
【００１１】
このように、マルチキャリア伝送方式において、周波数に誤差が存在する場合、受信する各信号点が隣接キャリアからの干渉を受ける。このとき、振幅の標準偏差・位相差の標準偏差、及び振幅の高次モーメントの値には、隣接キャリアからの干渉により干渉成分が含まれる。この干渉成分の影響により、特許文献１や非特許文献１に記載の技術では変調方式を誤判定する確率が高くなる。誤判定した変調方式で受信信号を復調すると、復調後のデータに連続的な誤りが生じてしまう。
【００１２】
本発明は、振幅の高次モーメントに含まれる干渉成分を推定・除去することで基準搬送波の周波数に誤差が存在する場合でも変調方式を正しく識別することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の受信装置は、
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信装置において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波手段と、
前記同期検波手段から出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域変換手段から出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、
前記伝送路推定手段から出力される信号をもとに周波数領域変換手段から出力される信号の歪みを補正する等化手段と、
前記等化手段から出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算手段と、
前記振幅累乗計算手段から出力される信号を平均する累乗値平均手段と、
前記等化手段から出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎの乗算手段（１４−１〜１４−Ｎ）と、
前記第１乃至第Ｎの乗算手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算手段から出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均手段と、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均手段から出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段と、
前記等化手段から出力される信号を、前記変調方式識別手段で判定された変調方式で復調する復調手段を備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャリアの振幅の累乗の平均値と隣接キャリア間の積の平均値を用いることで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別でき、その結果、正しい変調方式で受信信号を復調するので復調後のデータに連続的な誤りは生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】伝送路推定を行うためのパイロットキャリアの配置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１の受信装置を示すブロック図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、周波数分割多重する信号の周波数誤差とキャリア間干渉の関係を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、振幅の高次モーメントを示す図である。
【図５】図２の変調方式識別手段の一構成例を示すブロック図である。
【図６】隣接キャリアからの干渉係数を示す図である。
【図７】実施の形態１における振幅モーメント、及び干渉成分の推定値を示す図である。
【図８】図２の変調方式識別手段の別の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２の受信装置を示すブロック図である。
【図１０】図９の変調方式識別手段の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、基準搬送波周波数の誤差量とキャリア間干渉の大きさの関係を示した図である。
【図１２】実施の形態２における第１及び第２の干渉計算手段の入力と出力の関係を示す図である。
【図１３】図９の変調方式識別手段の別の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明では、直交する複数の狭帯域キャリアを多重化して得られるシンボルを伝送単位とする信号を受信するものとする。また、以下に説明する実施の形態では、図１に示すように、周期的にパイロットキャリアが挿入されるものとする。なお、このパイロットキャリアは、後で述べる伝送路推定を行う際に利用する信号であり、変調方式に関する情報を含む信号ではない。
【００１７】
実施の形態１．
図２に本発明の実施の形態１の受信装置を示すブロック図である。
図示の受信装置は、同期検波手段１と、周波数領域変換手段２と、伝送路推定手段３と、等化手段４と、振幅累乗計算手段５と、累乗値平均手段６と、第１の遅延手段１２−１と、第２の遅延手段１２−２と、第１の乗算手段１４−１と、第２の乗算手段１４−２と、第１の乗算値平均手段１６−１と、第２の乗算値平均手段１６−２と、変調方式識別手段７と、復調手段８とを備えている。
【００１８】
同期検波手段１は、受信信号と基準搬送波を乗算した後、ローパスフィルタで高周波成分を抑圧することで、同期検波を行う。
周波数領域変換手段２は、同期検波手段１から出力される信号をシンボル毎に周波数領域に変換する。
伝送路推定手段３は、周波数領域変換手段２から出力される、周波数領域に変換された信号からパイロットキャリアを抽出し、パイロットキャリアをもとに伝送路特性を推定する。
等化手段４は、伝送路推定手段３から出力される、伝送路推定結果を表す信号をもとに、周波数領域変換手段２から出力される信号（受信信号）の歪みを補正する。
【００１９】
同期検波を行う際に利用する基準搬送波の周波数に誤差が含まれない場合、等化手段４による等化結果は、図３（ａ）に示すように、隣接キャリア同士で直交している。即ち、各キャリアの信号は、キャリア間隔毎に振幅０で交差するため、隣接キャリアに影響を及ぼさない。一方、基準搬送波に周波数オフセットが含まれる場合、等化結果は、図３（ｂ）に示すように、基準搬送波の周波数誤差分だけシフトし、その結果隣接キャリア間で干渉が生じる。
【００２０】
振幅累乗計算手段５は、等化手段４から出力される信号、即ち各キャリアの振幅の累乗（ａ乗）を計算する。上記の「ａ」は１より大きい値、例えば２以上の整数である。
【００２１】
累乗値平均手段６は、振幅累乗計算手段５から出力される信号を平均する。即ち、累乗値平均手段６は、シンボル内の全キャリア、もしくは周期的に選択したキャリアの平均を計算した後、この結果をシンボル方向に平均する。
累乗値平均手段６から出力される信号、即ち等化手段４から出力される信号のａ乗の平均をａ次の振幅モーメントと呼ぶ。基準搬送波の周波数に誤差が含まれる場合、振幅モーメントにキャリア間干渉による干渉成分が含まれる。
【００２２】
ここで、振幅モーメントについて説明する。図４（ａ）にキャリア間干渉が存在しない場合の、１６ＱＡＭと６４ＱＡＭの振幅ａ次モーメントを示す（非特許文献１参照）。図４（ａ）より、次数ａが大きくなるにつれて、変調方式間で振幅モーメントの差が大きくなることがわかる。非特許文献１に記載の技術は、この特性を利用して変調方式を識別する。具体的には、次数を１０としたとき、図４（ａ）に示すように閾値を決める。そして、受信信号から計算された振幅の１０次モーメントと閾値を比較して、閾値より大きいときは６４ＱＡＭ、小さいときは１６ＱＡＭと判定する。
【００２３】
次に、基準搬送波の周波数誤差の影響によりキャリア間干渉が生じる場合の振幅モーメントを図４（ｂ）に示す。干渉成分がある場合の振幅モーメントは、キャリア間干渉の影響により干渉が存在しない場合の振幅モーメントより大きくなる。受信機は、基準搬送波の周波数に誤差がないものとして識別するので、閾値は、図４（ａ）と同じ値になる。その結果、１６ＱＡＭは６４ＱＡＭと誤判定しやすくなる。
【００２４】
本発明では、振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定・除去することで変調方式の識別性能の向上を図る。以降、干渉成分の推定・除去、及び変調方式の識別について説明する。
【００２５】
第１の遅延手段１２−１は、等化手段４から出力される信号を１キャリア分だけ遅延させる。第２の遅延手段１２−２は、第１の遅延手段１２−１から出力される信号を１キャリア分だけ遅延させる。
【００２６】
第１の乗算手段１４−１は、等化手段４から出力される信号と第１の遅延手段１２−１から出力される信号の乗算を計算する。第２の乗算手段１４−２は、等化手段４から出力される信号と第２の遅延手段１２−２から出力される信号の乗算を計算する。これにより、乗算手段１４−１は、等化手段４から出力される信号における互いに隣り合う（互いにキャリア間隔の１倍隔てられたキャリア相互間の積を計算し、乗算手段１４−２は、等化手段４から出力される信号における互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積を計算する。
【００２７】
第１の乗算値平均手段１６−１は、第１の乗算手段１４−１から出力される信号を平均する。第２の乗算値平均手段１６−２は、第２の乗算手段１４−２から出力される信号、即ち互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積を平均する。これにより、第１の乗算値平均手段１６−１は、互いに隣り合う（互いにキャリア間隔の１倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、第２の乗算値平均手段１６−２は、互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、平均値を出力する。
【００２８】
なお、本実施の形態において、累乗値平均手段６、並びに乗算値平均手段１６−１及び１６−２は、まずシンボル内の全キャリアの平均を計算し、この平均結果をシンボル方向に平均しているが、周期的、あるいは非周期的に選択されたキャリアの平均を計算し、この平均結果をシンボル方向に平均してもよい。
【００２９】
変調方式識別手段７は、累乗値平均手段６、並びに第１及び第２の乗算値平均手段１６−１、１６−２から出力される信号をもとに各キャリアを変調した方式を識別する。
復調手段８は、変調方式識別手段７で判定された変調方式で等化手段４から出力される信号を復調する。
【００３０】
変調方式識別手段７について図５を用いて説明する。ここでは、識別対象の変調方式を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と６４ＱＡＭ（第２の変調方式）とし、それらのいずれであるかを識別するものであり、以下では、送信機が１６ＱＡＭ（第１の変調方式）を選択して各キャリアを変調した場合を説明する。また、識別に用いる振幅モーメントの次数を４として説明する。
【００３１】
図５に示す変調方式識別手段７は、第１の変調方式に対応した第１の推定誤差計算手段７−１と、第２の変調方式に対応した第２の推定誤差計算手段７−２と、最小値検出手段２８とを有する。
第１の推定誤差計算手段７−１は、変調方式が第１の変調方式であると仮定したときの信号成分の振幅モーメントの推定誤差を求める。第２の推定誤差計算手段７−２は、変調方式が第２の変調方式であると仮定したときの信号成分の振幅モーメントの推定誤差を求める。
第１の推定誤差計算手段７−１は、第１の干渉成分推定手段２２−１と、第１の干渉成分除去手段２４−１と、第１の誤差計算手段２６−１とを有する。第２の推定誤差計算手段７−２は、第２の干渉成分推定手段２２−２と、第２の干渉成分除去手段２４−２と、第２の誤差計算手段２６−２とを有する。
【００３２】
１６ＱＡＭで変調された信号が受信されている場合、変調方式識別手段７に入力される振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）は、次式のように表される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ここで、αＬは、図６に示すように左隣のキャリアからの干渉係数、αＲは右隣のキャリアからの干渉係数であり、式（１）の右辺の第１項、即ち
【数２】
は送信された各キャリアの振幅ｐ次モーメント、つまり雑音や干渉が存在しない場合の振幅ｐ次モーメント（ｐ＝２，４）である。式（１）において第２項と第３項が干渉成分を表す。
【００３５】
変調方式識別手段７に入力される隣接するキャリア（キャリア間隔の１倍隔てられたキャリア）同士の積の平均（第１の乗算値平均手段１６−１の出力）は次式のように表される。
Ｂ＝αＬ＋αＲ …（３Ａ）
【００３６】
変調方式識別手段７に入力される互いにキャリア間隔の２倍隔てられたキャリア同士の積の平均（第２の乗算値平均手段１６−２の出力）は次式のように表される。
Ｃ＝αＬαＲ …（３Ｂ）
【００３７】
図５の第１の干渉成分推定手段２２−１は、まず、式（３Ａ）と式（３Ｂ）で表される第１の乗算値平均手段１６−１の出力と第２の乗算値平均手段１６−２の出力から、
αＬ４＋αＲ４ …（４Ａ）
αＬ２＋αＲ２＋αＬ２αＲ２ …（４Ｂ）
を計算する（式（４Ａ）、式（４Ｂ）で表される値を求める）。
式（４Ａ）及び式（４Ｂ）で表される値を求めるには、式（３Ａ）と式（３Ｂ）を連立で解いて（αＬ、αＲをＢ、Ｃで表す式に変形した上で、式（４Ａ）及び（４Ｂ）に代入しても良く、以下のように式を変形した上で計算しても良い。
即ち、
式（３Ａ）、式（３Ｂ）から
（Ｂ２−２Ｃ）２−２Ｃ２
＝｛（αＬ＋αＲ）２−２（αＬαＲ）２｝２−２（αＬαＲ）２
＝αＬ４＋αＲ４ …（４Ｃ）
また、
Ｂ２−Ｃ
＝（αＬ＋αＲ）２−αＬαＲ
＝αＬ２＋αＲ２＋２αＬαＲ−αＬαＲ
＝αＬ２＋αＲ２＋αＬαＲ… …（４Ｄ）
式（４Ｃ）、式（４Ｄ）から、式（４Ａ）、式（４Ｂ）の値を求めることができる。
【００３８】
そして、上記の計算結果に基づき、受信信号の変調方式が１６ＱＡＭ（第１の変調方式）であると仮定して次式のような干渉成分の推定結果を出力する。
【００３９】
【数３】
【００４０】
図５の第２の干渉成分推定手段２２−２も同様に、まず、式（３Ａ）と式（３Ｂ）で表される第１の乗算値平均手段１６−１の出力と第２の乗算値平均手段１６−２の出力から、
αＬ４＋αＲ４ …（４Ａ）
αＬ２＋αＲ２＋αＬ２αＲ２ …（４Ｂ）
を計算し、次に、受信信号の変調方式が６４ＱＡＭ（第２の変調方式）であると仮定して次式のような干渉成分の推定結果を出力する。
【００４１】
【数４】
【００４２】
図５の第１の干渉成分除去手段２４−１は、振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）Ａから、第１の干渉成分推定手段２２−１の出力Ｄ１を減算する。即ち、上記の式で得られるＡからＤ１を引いた値Ｅｓ１＝（Ａ−Ｄ１）を求め、求めた差分Ｅｓ１を、信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
同様に、第２の干渉成分除去手段２４−２は、振幅の４次モーメント（累乗値平均手段６の出力）Ａから、第２の干渉成分推定手段２２−２の出力Ｄ２を減算する。即ち、上記の式で得られるＡからＤ２を引いた値Ｅｓ２＝（Ａ−Ｄ２）を求め、求めた差分Ｅｓ２を、信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
【００４３】
図５の第１の誤差計算手段２６−１は、雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の１６ＱＡＭの振幅モーメント（信号成分の振幅モーメント）
【数５】
と、第１の干渉成分除去手段２４−１から出力される信号Ｅｓ１との差の絶対値Ｅｒ１を計算して出力する。
第２の誤差計算手段２６−２も同様に、キャリア間干渉が存在しない場合の６４ＱＡＭの振幅モーメント
【数６】
と、第２の干渉成分除去手段２４−２から出力される信号Ｅｓ２との差の絶対値Ｅｒ２を計算して出力する。
【００４４】
式（６）、式（７）の値は、変調方式から一意に決まるものであり、予め算出しし、予め受信機内のＲＯＭなどのメモリに保持しおき、必要に応じて読み出すこととすれば良い。
【００４５】
図７に、第１の干渉成分推定手段２２−１、第２の干渉成分推定手段２２−２、第１の干渉成分除去手段２４−１、及び第２の干渉成分除去手段２４−２から出力される信号について示す。図において、符号Ｍｔ１は雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の１６ＱＡＭの振幅４次モーメントの値、符号Ｍｔ２は雑音やキャリア間干渉が存在しない場合の６４ＱＡＭの振幅４次モーメントの値を示す。
【００４６】
図７において、１６ＱＡＭで伝送された信号を受信し、周波数誤差を含む基準搬送波で同期検波した場合の振幅４次モーメントの値（累乗値平均手段６の出力）をＭａとする。このとき、Ｍｔ１とＭａの差がキャリア間干渉成分Ｄｔ１であり、Ｍｔ２とＭａの差がキャリア間干渉成分Ｄｔ２である。
【００４７】
第１の干渉成分推定手段２２−１は、各キャリアの変調方式が１６ＱＡＭと仮定して干渉成分を推定してＤ１を出力する。このＤ１は、Ｄｔ１に近い値となるはずである。第１の干渉成分除去手段２４−１は、Ｍａから（Ｄｔ１に近い値である）Ｄ１を減算した結果Ｅｓ１を信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
一方、第２の干渉成分推定手段２２−２は、各キャリアの変調方式が６４ＱＡＭと仮定して干渉成分を推定しているので、真のキャリ干渉成分Ｄｔ２とは必ずしも近くはなく、例えばかなり離れた値Ｄ２を出力する。第２の干渉成分除去手段２４−２は、ＭａからＤ２を減算した結果Ｅｓ２を信号成分の振幅の４次モーメントの推定値として出力する。
【００４８】
第１の誤差計算手段２６−１はＭｔ１とＥｓ１の差の絶対値Ｅｒ１、第２の誤差計算手段２６−２はＭｔ２とＥｓ２の差の絶対値Ｅｒ２を出力する。
【００４９】
最小値検出手段２８は、第１の誤差計算手段２６−１と第２の誤差計算手段２６−２の出力を比較して、より小さい値を出力した誤差計算手段（２６−１又は２６−２）に対応する変調方式が受信している信号の変調方式であると判定し、判定結果（変調方式）を表す信号を出力する。
上記の例では、受信信号が１６ＱＡＭであると仮定して計算された第２の誤差計算手段２６−１の結果を選択し、これを変調方式の識別結果として出力する。
【００５０】
このように、隣接キャリア間の積の平均値を用いて振幅モーメント（累乗値平均手段６の出力）に含まれる干渉成分を推定・除去することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別できるという効果がある。
【００５１】
図２の復調手段８は、等化手段４からの出力を変調方式識別手段７で判定された変調方式で復調する。
【００５２】
上記の例では、識別対象を２種類の変調方式（１６ＱＡＭと６４ＱＡＭ）としているが、識別対象としての変調方式の数は３以上であっても良い。一般化すれば、識別対象としての変調方式の数がＭである場合の変調方式識別手段７の構成は図８に示す如くとなる。図８に示す変調方式識別手段７は、第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍを有する。
【００５３】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍは、それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応するものであると仮定した場合の振幅モーメント誤差を求める。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段７−ｍは、第ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、変調方式が第ｍの変調方式であると仮定した場合の、振幅モーメント誤差を求める。
【００５４】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段７−１〜７−Ｍの各々は、図５に示す第１又は第２の推定誤差計算手段７−１、７−２と同様である。即ち、第ｍの推定誤差計算手段７−ｍは、第ｍの干渉成分推定手段２２−ｍと、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍと、第ｍの誤差計算手段２６−ｍとを有する。
第ｍの干渉成分推定手段２２−ｍは、第１又は第２の干渉成分推定手段２２−１、２２−２と同様であり、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍは、第１又は第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２と同様であり、第ｍの誤差計算手段２６−ｍは、第１又は第２の誤差計算手段２６−１、２６−２と同様である。
【００５５】
最小値検出手段２８は、第１乃至第Ｍの誤差計算手段２６−１〜２６−Ｍの出力のうちの最小の値を出力する誤差計算手段２６が対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定し、判定結果を示す信号出力する。
【００５６】
なおまた、上記の例では振幅モーメントの次数を４として説明をしたが、他の次数でも同様にして変調方式を識別することができる。
【００５７】
本実施の形態で示したように、隣接キャリア間の積の平均値を用いて振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別でき、その結果、正しい変調方式で受信信号を復調するので復調後のデータに連続的な誤りは生じない。
【００５８】
実施の形態２．
図９に本発明の実施の形態２の受信装置を示すブロック図である。図９において、図２と同じ符号は同様の部材を示す。
図９に示す受信装置は、図２に示す受信装置と概して同じであるが、以下の点で異なる。
図２の第１及び第２の遅延手段１２−１及び１２−２に加えて、第３〜第Ｎの遅延手段（Ｎ≧３）１２−３〜１２−Ｎを備え（ただし、これらのうち、第Ｎの遅延手段１２−Ｎのみを図示している）、第１及び第２の乗算手段１４−１及び１４−２に加えて、第３乃至第Ｎの乗算手段１４−３〜１４−Ｎを備え（ただし、これらのうち、第Ｎの乗算手段１４−Ｎのみを図示している）、第１及び第２の乗算値平均手段１６−１及び１６−２に加えて、第３乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−３〜１６−Ｎを備えている（ただし、これらのうち、第Ｎの乗算値平均手段１６−Ｎのみを図示している）。これらと対比して言えば、実施の形態１の構成は、Ｎ＝２である場合に相当する。また、図２の変調方式識別手段７の代わりに、変調方式識別手段９が設けられている。
【００５９】
第３乃至Ｎの遅延手段１２−３〜１２−Ｎの各々、即ち第ｎの遅延手段１２−ｎは、第（ｎ−１）の遅延手段１２−（ｎ−１）の出力を受けて、１キャリア分だけ遅延させる。
第ｎ（ｎは１乃至Ｎのいずれか）の乗算手段１４−ｎは、等化手段４の出力と第ｎの遅延手段１２−ｎの出力を乗算し、これによりキャリア間隔のｎ倍隔てられたキャリア相互間の積を求める。
第ｎの乗算値平均手段１６−ｎは、第ｎの乗算手段１４−ｎから出力される信号を平均する。即ち、第ｎの乗算手段１６−ｎは、互いにキャリア間隔のｎ倍隔てられたキャリア相互間の積をキャリア方向、及びシンボル方向に平均し、平均値を出力する。
【００６０】
変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−１〜１６−Ｎから出力される信号をもとに各キャリアを変調した方式を識別する。
復調手段８は、変調方式識別手段９で判定された変調方式で等化手段４から出力される信号を復調する。
【００６１】
以下では、一例として、変調方式の識別対象を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と６４ＱＡＭ（第２の変調方式）として説明する。
【００６２】
図中の同期検波手段１、周波数領域変換手段２、伝送路推定手段３、等化手段４、振幅累乗計算手段５、累乗値平均手段６、及び復調手段８は、実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００６３】
変調方式識別手段９には、第１乃至第Ｎの乗算値平均手段１６−１〜１６−Ｎで求められた平均値が入力される。図１０は、変調方式識別手段９のブロック図である。
【００６４】
図１０に示す変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎと、総和計算手段３４と、第１及び第２の推定誤差計算手段９−１及び９−２と、最小値検出手段２８とを有する。
第１及び第２の推定誤差計算手段９−１及び９−２は、それぞれ第１及び第２の変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応する変調方式であると仮定した場合の信号成分の振幅モーメントの推定誤差を計算する。
【００６５】
第１の推定誤差計算手段９−１は、第１の干渉成分計算手段３６−１と、第１の干渉成分除去手段２４−１と、第１の誤差計算手段２６−１とを有し、第２の推定誤差計算手段９−２は、第２の干渉成分計算手段３６−２と、第２の干渉成分除去手段２４−２と、第２の誤差計算手段２６−２とを有する。
【００６６】
第１及び第２の干渉成分計算手段３６−１、３６−２は、図５の第１及び第２の干渉成分計算手段２２−１、２２−２と同様のものであるが、総和計算手段３４の出力を入力としている点で異なる。
第１及び第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２及び第１及び第２の誤差計算手段２６−１、２６−２は、図５に同じ符号で示す部材と同様である。
【００６７】
第１乃至第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎの各々、即ち第ｎの絶対値計算手段３２−ｎは、第ｎの乗算値平均手段１６−ｎの出力結果の絶対値を計算する。
総和計算手段３４は、第１〜第Ｎの絶対値計算手段３２−１〜３２−Ｎから出力される信号の総和を計算する。
【００６８】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、周波数誤差とキャリア干渉の関係を示す。図１１（ａ）よりも図１１（ｂ）の方が、周波数誤差が大きく、キャリア干渉が大きい。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、基準搬送波の誤差が大きいほど、各キャリア含まれる隣接キャリアからの干渉成分は大きくなる。その結果、キャリア間の乗算結果の値（第１乃至第Ｎの絶対値手段３２−１〜３２−Ｎの各々、即ち第ｎの絶対値計算手段３２−ｎの出力も大きくなる。つまり、総和計算手段３４から出力される値は、キャリア間干渉の大きさに比例する。
【００６９】
第１の干渉成分計算手段３６−１は、受信信号の変調方式を１６ＱＡＭ（第１の変調方式）と仮定して、総和計算手段３４の出力をもとに振幅モーメントに含まれる干渉成分を計算する。
また、第２の干渉成分計算手段３６−２は、受信信号の変調方式を６４ＱＡＭ（第２の変調方式）と仮定して、総和計算手段３４の出力をもとに振幅モーメントに含まれる干渉成分を推定する。
【００７０】
この干渉成分の推定は、例えば干渉成分計算手段３６−１、３６−２を変換テーブルを格納した記憶手段で構成し、例えば、図１２に示すように、総和計算手段３４の出力値Ｓａと、干渉成分Ｄ１、Ｄ２の関係をあらかじめ計算して、干渉成分計算手段３６−１、３６−２を構成する記憶手段に保持しておく。
図１２は、例えば、総和計算手段３４の出力がＳａ（ｉ）の場合、第１の干渉成分計算手段３６−１はＤ１（ｉ）の値を出力し、第２の干渉成分計算手段３６−２はＤ２（ｉ）の値を出力することを示す。
【００７１】
第１の干渉成分除去手段２４−１、第２の干渉成分除去手段２４−２、第２の誤差計算手段２６−１、第２の誤差計算手段２６−２、及び最小値検出手段２８は実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。
【００７２】
このように、隣接キャリア間の積の平均値の大きさをもとに、振幅モーメント（累乗値平均手段６の出力）に含まれる干渉成分を推定・除去することで、基準搬送波の周波数に誤差がある場合でも精度よく変調方式を識別できるという効果がある。
【００７３】
上記の例では、識別対象を２種類の変調方式（１６ＱＡＭと６４ＱＡＭ）としているが、識別対象としての変調方式の数は３以上であっても良い。一般化すれば、識別対象としての変調方式の数がＭである場合の変調方式識別手段９の構成は図１３に示す如くとなる。図１３に示す変調方式識別手段９は、第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍを有する。
【００７４】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍは、それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、各々変調方式が対応するものであると仮定した場合の振幅モーメント誤差を求める。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段９−ｍは、第ｍの変調方式に対応して設けられたものであり、変調方式が第ｍの変調方式であると仮定した場合の、振幅モーメント誤差を求める。
【００７５】
第１乃至第Ｍの推定誤差計算手段９−１〜９−Ｍの各々は、図１０に示す第１及び第２の推定誤差計算手段９−１、９−２と同様である。即ち、第ｍ（ｍ＝１〜Ｍのいずれか）の推定誤差計算手段９−ｍは、第ｍの干渉成分推定手段３６−ｍと、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍと、第ｍの誤差計算手段２６−ｍとを有する。
第ｍの干渉成分推定手段３６−ｍは、第１又は第２の干渉成分推定手段３６−１、３６−２と同様であり、第ｍの干渉成分除去手段２４−ｍは、第１又は第２の干渉成分除去手段２４−１、２４−２と同様であり、第ｍの誤差計算手段２６−ｍは、第１又は第２の誤差計算手段２６−１、２６−２と同様である。
上記以外の点では、実施の形態１について説明したのと同様である。
【００７６】
なお、実施の形態２に関し、Ｎ＝３以上であるとして説明したが、Ｎ＝２であっても良く、Ｎ＝１であっても良い。Ｎ＝１の場合には、総和計算手段は図９において、第１の遅延手段１２−１、第１の乗算手段１４−１、第１の乗算値平均手段１６−１のみが用いられ(第２〜第Ｎの遅延手段１２−２〜１２−Ｎ，第２の乗算手段１４−２〜１４−Ｎ、及び第２の乗算値平均手段１６−２〜１６−Ｎが不要となり)、第１の乗算値平均手段１６−１の出力がそのまま総和計算手段３４の出力となる。
【００７７】
以上本発明を受信装置として説明したが、受信装置を用いて実施される受信方法も本発明の一部を成す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 同期検波手段、 ２ 周波数領域変換手段、 ３ 伝送路推定手段、 ４ 等化手段、 ５ 振幅累乗計算手段、 ６ 累乗値平均手段、 ７ 変調方式識別手段、 ７−１〜７−Ｍ 推定誤差計算手段、 ８ 復調手段、 ９ 変調方式識別手段、 ９−１〜９−Ｍ 推定誤差計算手段、 １２−１ 第１の遅延手段、 １２−２ 第２の遅延手段、 １２−Ｎ 第Ｎの遅延手段、 １４−１ 第１の乗算手段、 １４−２ 第２の乗算手段、 １４−Ｎ 第Ｎの乗算手段、 １６−１ 第１の乗算値平均手段、 １６−２ 第２の乗算値平均手段、 １６−Ｎ 第Ｎの乗算値平均手段、 ２２−１ 第１の干渉成分推定手段、 ２２−２ 第２の干渉成分推定手段、 ２２−Ｍ 第Ｎの干渉成分推定手段、 ２４−１ 第１の干渉成分除去手段、 ２４−２ 第２の干渉成分除去手段、 ２４−Ｍ 第Ｍの干渉成分除去手段、 ２６−１ 第１の誤差計算手段、 ２６−２ 第２の誤差計算手段、 ２６−Ｍ 第Ｍの誤差計算手段、 ２８ 最小値検出手段、 ３２−１ 第１の絶対値計算手段、 ３２−２ 第２の絶対値計算手段、 ３２−Ｎ 第Ｎの絶対値計算手段、 ３４ 総和計算手段、 ３６−１ 第１の干渉成分計算手段、 ３６−２ 第２の干渉成分計算手段、 ３６−Ｍ 第Ｍの干渉成分計算手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信装置において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波手段と、
前記同期検波手段から出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域変換手段から出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、
前記伝送路推定手段から出力される信号をもとに周波数領域変換手段から出力される信号の歪みを補正する等化手段と、
前記等化手段から出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算手段と、
前記振幅累乗計算手段から出力される信号を平均する累乗値平均手段と、
前記等化手段から出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎの乗算手段（１４−１〜１４−Ｎ）と、
前記第１乃至第Ｎの乗算手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算手段から出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均手段と、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均手段から出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段と、
前記等化手段から出力される信号を、前記変調方式識別手段で判定された変調方式で復調する復調手段を備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
Ｎ＝２であり、
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別手段が、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記第１の乗算値平均手段と前記第２の乗算値平均手段から出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を推定する第１乃至第Ｍの干渉成分推定手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分推定手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分推定手段から出力される信号をもとに前記累乗値平均手段から出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去手段から出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算手段と、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算手段から出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算手段に対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別手段が、
それぞれ第１乃至第Ｎの乗算値平均手段に対応して設けられ、それぞれ対応する乗算値平均手段から出力される信号の絶対値を計算する第１乃至第Ｎの絶対値計算手段と、
前記第１乃至第Ｎの絶対値計算手段から出力される信号の総和を計算する総和計算手段と、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記総和計算手段から出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を計算する第１乃至第Ｍの干渉成分計算手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分計算手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分計算手段から出力される信号をもとに前記累乗値平均手段から出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去手段から出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算手段と、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算手段から出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算手段に対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記振幅累乗計算手段が前記等化手段から出力される振幅のａ乗を計算するものであり、ａが２以上の整数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項５】
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信方法において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波ステップと、
前記同期検波ステップから出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域変換ステップから出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定ステップと、
前記伝送路推定ステップから出力される信号をもとに周波数領域変換ステップから出力される信号の歪みを補正する等化ステップと、
前記等化ステップから出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算ステップと、
前記振幅累乗計算ステップから出力される信号を平均する累乗値平均ステップと、
前記等化ステップから出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）の乗算ステップと、
前記第１乃至第Ｎの乗算ステップのそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算ステップから出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップと、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップから出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別ステップと、
前記等化ステップから出力される信号を、前記変調方式識別ステップで判定された変調方式で復調する復調ステップを備える
ことを特徴とする受信方法。
【請求項６】
Ｎ＝２であり、
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別ステップが、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記第１の乗算値平均ステップと前記第２の乗算値平均ステップから出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を推定する第１乃至第Ｍの干渉成分推定ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分推定ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分推定ステップから出力される信号をもとに前記累乗値平均ステップから出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去ステップから出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算ステップと、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算ステップから出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算ステップに対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出ステップと
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信方法。
【請求項７】
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別ステップが、
それぞれ第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップに対応して設けられ、それぞれ対応する乗算値平均ステップから出力される信号の絶対値を計算する第１乃至第Ｎの絶対値計算ステップと、
前記第１乃至第Ｎの絶対値計算ステップから出力される信号の総和を計算する総和計算ステップと、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記総和計算ステップから出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を計算する第１乃至第Ｍの干渉成分計算ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分計算ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分計算ステップから出力される信号をもとに前記累乗値平均ステップから出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去ステップから出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算ステップと、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算ステップから出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算ステップに対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出ステップと
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信方法。
【請求項８】
前記振幅累乗計算ステップが前記等化ステップから出力される振幅のａ乗を計算するものであり、ａが２以上の整数であることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の受信方法。
【請求項１】
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信装置において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波手段と、
前記同期検波手段から出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域変換手段から出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、
前記伝送路推定手段から出力される信号をもとに周波数領域変換手段から出力される信号の歪みを補正する等化手段と、
前記等化手段から出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算手段と、
前記振幅累乗計算手段から出力される信号を平均する累乗値平均手段と、
前記等化手段から出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍（Ｎは１以上の整数）離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎの乗算手段（１４−１〜１４−Ｎ）と、
前記第１乃至第Ｎの乗算手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算手段から出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均手段と、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均手段から出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別手段と、
前記等化手段から出力される信号を、前記変調方式識別手段で判定された変調方式で復調する復調手段を備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
Ｎ＝２であり、
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別手段が、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記第１の乗算値平均手段と前記第２の乗算値平均手段から出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を推定する第１乃至第Ｍの干渉成分推定手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分推定手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分推定手段から出力される信号をもとに前記累乗値平均手段から出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去手段から出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算手段と、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算手段から出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算手段に対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別手段が、
それぞれ第１乃至第Ｎの乗算値平均手段に対応して設けられ、それぞれ対応する乗算値平均手段から出力される信号の絶対値を計算する第１乃至第Ｎの絶対値計算手段と、
前記第１乃至第Ｎの絶対値計算手段から出力される信号の総和を計算する総和計算手段と、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記総和計算手段から出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を計算する第１乃至第Ｍの干渉成分計算手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分計算手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分計算手段から出力される信号をもとに前記累乗値平均手段から出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段と、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去手段に対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去手段から出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算手段と、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算手段から出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算手段に対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記振幅累乗計算手段が前記等化手段から出力される振幅のａ乗を計算するものであり、ａが２以上の整数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項５】
直交する複数のキャリアを予め定められた複数の変調方式のうち何れかの変調方式で変調して周波数多重した信号を受信する受信方法において、
基準搬送波を用いて受信信号を同期検波する同期検波ステップと、
前記同期検波ステップから出力される信号を周波数領域に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域変換ステップから出力される信号をもとに伝送路特性を推定する伝送路推定ステップと、
前記伝送路推定ステップから出力される信号をもとに周波数領域変換ステップから出力される信号の歪みを補正する等化ステップと、
前記等化ステップから出力される信号の振幅の累乗を計算する振幅累乗計算ステップと、
前記振幅累乗計算ステップから出力される信号を平均する累乗値平均ステップと、
前記等化ステップから出力される信号においてそれぞれ互いにキャリア間隔の１乃至Ｎ倍離れたキャリア間の積を計算する第１〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）の乗算ステップと、
前記第１乃至第Ｎの乗算ステップのそれぞれに対応して設けられ、対応する乗算ステップから出力される各信号の平均を計算する第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップと、
前記第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップから出力される信号をもとに変調方式を識別する変調方式識別ステップと、
前記等化ステップから出力される信号を、前記変調方式識別ステップで判定された変調方式で復調する復調ステップを備える
ことを特徴とする受信方法。
【請求項６】
Ｎ＝２であり、
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別ステップが、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記第１の乗算値平均ステップと前記第２の乗算値平均ステップから出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を推定する第１乃至第Ｍの干渉成分推定ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分推定ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分推定ステップから出力される信号をもとに前記累乗値平均ステップから出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去ステップから出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算ステップと、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算ステップから出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算ステップに対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出ステップと
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信方法。
【請求項７】
前記複数の変調方式が第１乃至第Ｍの変調方式であり、
前記変調方式識別ステップが、
それぞれ第１乃至第Ｎの乗算値平均ステップに対応して設けられ、それぞれ対応する乗算値平均ステップから出力される信号の絶対値を計算する第１乃至第Ｎの絶対値計算ステップと、
前記第１乃至第Ｎの絶対値計算ステップから出力される信号の総和を計算する総和計算ステップと、
それぞれ第１乃至第Ｍの変調方式に対応して設けられ、
前記総和計算ステップから出力される信号をもとに、各キャリアを変調した方式が対応する変調方式であると仮定して干渉成分を計算する第１乃至第Ｍの干渉成分計算ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分計算ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分計算ステップから出力される信号をもとに前記累乗値平均ステップから出力される信号に含まれる干渉成分を除去する第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップと、
それぞれ前記第１乃至第Ｍの干渉成分除去ステップに対応して設けられ、各々対応する干渉成分除去ステップから出力される信号と予め計算された期待値との誤差を計算して、計算された誤差を表す推定誤差信号を出力する第１乃至第Ｍの誤差計算ステップと、
前記第１乃至第Ｍの誤差計算ステップから出力される推定誤差信号のうち、最も値の小さい推定誤差信号を出力した誤差計算ステップに対応する変調方式が、受信している信号の変調方式であると判定する最小値検出ステップと
を備えることを特徴とする請求項５に記載の受信方法。
【請求項８】
前記振幅累乗計算ステップが前記等化ステップから出力される振幅のａ乗を計算するものであり、ａが２以上の整数であることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１８８２７８（Ｐ２０１１−１８８２７８Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１８６８（Ｐ２０１０−５１８６８）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（５０６１２２３２７）公立大学法人大阪市立大学 (122)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（５０６１２２３２７）公立大学法人大阪市立大学 (122)
【Ｆターム（参考）】
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