通信システム、受信装置および半導体装置

本発明は、通信システム、受信装置および半導体装置に関する。

従来、位相補償の変化量が閾値を超えることによりスリップの発生が検出された場合に、位相補償の変化量から求めた位相の補正量を、位相偏差が補償された信号の位相に加算することによってスリップによる位相変化分を補正する回路がある(例えば、下記特許文献1参照。)。また、光信号に周期的に挿入される同期バーストと、連続する同期バースト間に既知のビットまたは符号といった既知信号を埋め込み、受信側で既知信号によるサイクルスリップの検出と修正を行う方法がある(例えば、下記特許文献2参照。)。また、送信側で送信データストリームに一定間隔に既知信号を挿入し、受信側で受信データストリームから既知信号を得て既知信号間の相対的な位相差を計算して位相スリップの発生を検知する装置がある(例えば、下記特許文献3参照。)。

国際公開第2012/132103号

国際公開第2010/063092号

特開2007−053571号公報

しかしながら、従来技術では、例えば受信側における位相スリップを補償するための既知信号を送信信号に含ませると、データの伝送容量が低下するという問題がある。

1つの側面では、本発明は、データの伝送容量の低下を抑えることを目的とする。

本発明の一側面によれば、コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状が回転非対称の所定形状となる前記複数のシンボル座標に基づいて信号を送信し、受信した前記信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標を累積し、累積した前記シンボル座標によって特徴付けられる形状と前記所定形状との方向の相違に基づいて、受信した前記信号の位相を推定する、通信システム、受信装置および半導体装置、が提案される。

本発明の一態様によれば、データの伝送容量の低下を抑えることができる。

図1Aは、実施の形態1にかかる通信システムの機能的構成の一例を示すブロック図である。

図1Bは、QPSKにおける位相スリップの一例を示す説明図である。

図2は、送信装置の一例を示す説明図である。

図3は、受信装置の一例を示す説明図である。

図4は、送信装置が送信する信号のコンスタレーションの一例を示す説明図である。

図5は、受信装置が受信する信号のコンスタレーションの一例を示す説明図である。

図6は、送信装置が行う送信処理の一例を示すフローチャートである。

図7は、受信装置が行う受信処理の一例を示すフローチャートである。

図8は、受信装置が行う位相推定補償処理の一例を示すフローチャートである。

図9は、送信装置が行うシンボル形状の向きを反転させる手順の一例を示す説明図である。

図10は、受信装置が行う補正シンボル座標の求め方の一例を示す説明図である。

図11は、シンボル形状が特定の方向に歪んでいる場合の補正シンボル座標の求め方の一例を示す説明図である。

図12は、シンボル形状が示す台形の向きを反転させる際の送信処理の一例を示すフローチャートである。

図13は、受信装置が行う補正シンボル座標を算出する処理の一例を示すフローチャートである。

図14は、パイロット信号を用いて位相推定する場合の一例を示す説明図である。

図15は、実施の形態2にかかる受信装置が受信する受信パターンの一例を示す説明図である。

図16は、実施の形態2にかかる送信装置が行う送信処理の一例を示すフローチャートである。

図17は、実施の形態2にかかる受信装置が行う位相推定補償処理の一例を示すフローチャートである。

図18は、変調方式を8QAMとした場合のコンスタレーションを示す説明図である。

図19は、変調方式を16QAMとした場合のコンスタレーションを示す説明図である。

以下に図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態1,2を詳細に説明する。

(実施の形態1) (通信システムの機能的構成) 図1Aは、実施の形態1にかかる通信システムの機能的構成の一例を示すブロック図である。図1Aに示すように、通信システム100は、送信装置110と、受信装置120と、を有する。送信装置110は、コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状(以下「シンボル形状」と称する。)が回転非対称(例えば台形状)となるようにシンボル座標を配置した信号を受信装置120へ送信する。

送信する信号は、少なくとも位相変調を含む変調により生成された信号であり、振幅変調を含む信号でもよい。送信する信号は、具体的には、位相偏移変調や直角位相振幅変調によって変調される信号である。位相偏移変調は、例えばQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)である。直角位相振幅変調は、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)である。

送信する信号は、シンボル形状が回転非対称の所定形状となる複数のシンボル座標に基づく信号である。コンスタレーションは、複素平面を示す図であり、具体的には、横軸がI(In−phase component)成分、縦軸がQ(Quadrature component)成分を示す図である。コンスタレーション上に配置されるシンボルは、I軸およびQ軸の直交座標である原点を中心にして、信号の振幅と位相を示す。原点からの距離が振幅を示し、原点からの角度が位相を示す。

シンボル形状は、コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状である。複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状とは、例えば、複数のシンボル座標のうち、隣り合うシンボル座標をそれぞれ線で結んだ形状である。シンボル形状は、シンボル座標によって表され、シンボル形状が示す方向とシンボル形状の形との成分によって表すことができる。具体的には、複数のシンボル形状は、その方向または形のいずれか一方が異なれば、それぞれ異なることとなる。

回転非対称とは、コンスタレーション上において所定角度回転させた場合に回転対称とはならないことである。回転非対称の所定形状は、例えば、コンスタレーション上の原点を中心に一回転する間(0°を超えて360°未満の所定角度回転させる間)に同一形状とならない形状である。所定形状は、例えば、台形である。ここでいう台形とは、例えば等脚台形(平行な辺の両端の角が相互に等しく、平行ではない辺の長さが相互に等しい台形)である。

また、所定形状は、台形状に限らない。詳細については実施の形態2において後述するが、例えば所定形状を特徴付ける複数のシンボル座標のうちの一のシンボル座標を、複数のシンボル座標のうちの一のシンボル座標と異なるシンボル座標とコンスタレーション上の原点からの距離を異ならせてもよい。これにより、回転非対称の所定形状とすることもできる。

送信装置110から送信される信号は、所定形状となる複数のシンボル座標のマッピングに基づく信号である。所定形状となる複数のシンボル座標のマッピングとは、例えば台形状となるように複数のシンボル座標を配置することである。

受信装置120は、送信装置110から受信した信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標によって特徴付けられるシンボル形状が示す方向を、予め定められる所定形状が示す方向となるようシンボル座標を補正する。所定形状が示す方向は、送信装置110と受信装置120とで共有されている。そのため、受信装置120は、送信装置110から受信した信号から得られるシンボル形状が示す方向を、送信装置110との間で共有する所定形状が示す方向に補正する。

具体的に説明すると、受信装置120は、受信部121と、半導体装置130とを有する。半導体装置130は、累積部122と、推定部123と、を有する。受信部121は、送信装置110から信号を受信する。累積部122は、受信部121によって受信された信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標を累積する。累積とは、例えば、現在から過去の一定期間または一定量遡った信号について、シンボル座標の平均を得るために記憶することである。

推定部123は、累積部122によって累積されたシンボル座標によって特徴付けられる形状(以下「算出形状」と称する。)と所定形状との方向の相違に基づいて、送信装置110から受信した信号の位相を推定する。算出形状とは、例えば、過去の一定期間または一定量の信号についてのシンボル座標の位置の平均を算出することによって得られるシンボル形状である。累積部122によって累積されたシンボル座標は、例えば、QPSKの場合、第1〜4象限の象限毎にそれぞれ平均の算出に用いられる。算出形状は、算出された象限毎のシンボル座標の平均のうち隣り合うものをそれぞれ線で結んだ形状である。

算出形状と所定形状との方向の相違とは、それぞれの形状が示す方向の相違である。例えば、所定形状が示す方向を0°とし、算出形状が示す方向が所定形状に対して90°回転しているとすると、算出形状と所定形状との方向の相違は、90°となる。推定部123は、例えば、算出形状と所定形状との方向の相違が90°である場合、コンスタレーション上の原点を中心に、算出形状を示す複数のシンボル座標をそれぞれ−90°回転させることにより、送信装置110から受信した信号の位相を推定する。なお、シンボル座標を回転させることに限らず、座標軸を回転させてもよい。

算出形状と所定形状との方向の相違に基づいて信号の位相を推定するとは、累積したシンボル座標に基づいて受信装置120が有する位相推定回路によって推定された信号の位相を算出形状と所定形状との相違により推定部123が補正することである。また、上述した位相を推定するとは、推定部123が有する位相推定回路が、算出形状と所定形状との相違に基づいて信号における位相回転量を推定し、推定した位相回転量と累積したシンボル座標とに基づいて信号の位相を推定することとしてもよい。

また、誤差等によりシンボル形状が歪むことがある。これを補正するために、送信装置110は、複数のシンボル座標(以下、「第1シンボル座標群」と称する。)と、第1シンボル座標群をコンスタレーション上の原点を中心に所定角度回転させた第2シンボル座標群と、を切替えながら信号を送信してもよい。所定角度は、例えば180°である。

この場合、算出形状と所定形状との方向の相違は、送信装置110から受信した第1信号における第3シンボル座標群と、送信装置110から受信した第2信号における第4シンボル座標群と、所定角度と、に基づく相違とすることができる。第3シンボル座標群は、第1シンボル座標群と同じ複数のシンボル座標、または、伝送路上において回転する各シンボル座標の回転角度に応じた複数のシンボル座標である。第4シンボル座標群は、第2シンボル座標群と同じ複数のシンボル座標、または、伝送路上において回転する各シンボル座標の回転角度に応じた複数のシンボル座標である。

具体的には、算出形状と所定形状との方向の相違は、推定部123によって少なくともいずれか一方が所定角度に基づいて補正された第3シンボル座標群および第4シンボル座標群により特徴付けられる形状と所定形状との相違である。

この場合について具体的に説明すると、受信部121は、第3シンボル座標群および第4シンボル座標群に基づく信号を送信装置110から受信する。推定部123は、受信部121によって受信された信号における第3シンボル座標群および第4シンボル座標群のうちの少なくともいずれか一方を所定角度(180°)に基づいて補正する。

推定部123は、例えば第4シンボル座標群を180°、送信装置110による回転方向とは逆方向に回転させて、回転させた第4シンボル座標群と第3シンボル座標群との平均を算出することによって補正する。なお、第4シンボル座標群のみを回転させることに限らず、第3シンボル座標群のみを回転、または両方のシンボル座標群を回転させて、所定角度回転に基づく補正を行ってもよい。これにより、シンボル形状の歪みを排除することができる。

推定部123は、少なくともいずれか一方を補正した第3シンボル座標群および第4シンボル座標群によって特徴付けられる形状(算出形状)と所定形状との方向の相違に基づいて、受信部121が受信した信号の位相を推定する。つまり、推定部123は、歪みが排除された算出形状と、所定形状との方向の相違に基づいて信号の位相を推定する。これにより、シンボル形状の歪みを排除して位相を推定することができる。

ここで、QPSKにおける位相スリップについて説明する。図1Bは、QPSKにおける位相スリップの一例を示す説明図である。図1Bにおいて、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。図1Bに示すように、各シンボルは、45°(=00),135°(=01),225°(=11),315°(=10),のいずれかの位置に配置されており、それぞれ2ビット(4値)で表される。

送信装置110において、例えば、45°の位置にシンボル151を、135°の位置にシンボル152を、225°の位置にシンボル153を、315°の位置にシンボル154を、配置して、伝送路上に信号を送信したとする。伝送路上において、各シンボル151〜154は回転する。

そして、受信装置120が信号を受信すると、各シンボル151〜154の位置がずれる。例えば、図1Bに示すように、受信装置120では、各シンボル座標151〜154が、送信装置110の送信時の配置と比較して180°ずれる位相スリップが生じる。なお、QPSKの位相スリップにおいてずれる角度は、90°,180°,270°のいずれかである。360°ずれた場合は、0°の場合と位相が一致するため、位相のずれはなくなる。

このような位相スリップを抑えるため、実施の形態1では、台形等の回転非対称の形状となるようにシンボルマッピングを行って信号を送信することにより、受信側において位相スリップの判定を可能にする。

(送信装置の一例) 図2は、送信装置の一例を示す説明図である。図2に示すように、送信装置110は、送信DSP(Digital Signal Processor)201と、DAC(Digital to Analog Converter)202と、ドライバアンプ203と、光変調器204と、送信光源205と、を有する。

送信DSP201は、デジタル信号処理回路であり、送信用のデジタルの電気信号を生成して複数(例えば4つ)のDAC202(202a,202b,202c,202d)へ出力する。送信DSP201は、トレーニング符号挿入部211と、シンボルマッピング部212と、オーバサンプリング部213と、送信スペクトル整形部214と、リニアライザ215と、イコライザ216と、を有する。

トレーニング符号挿入部211は、フレームの同期処理や分散補償を行うための情報を抽出する処理を行い、これらの処理を行った信号をシンボルマッピング部212へ出力する。シンボルマッピング部212は、コンスタレーション上においてシンボルマッピングを行うためのシンボルの位置(座標)を決定する。シンボルマッピング部212は、シンボル座標生成部221を有する。

シンボル座標生成部221は、シンボル座標を生成する。シンボル座標生成部221は、例えば、コンスタレーション上において複数のシンボル座標によって特徴付けられるシンボル形状が、等脚台形等の異方性を有するようにシンボル座標を生成する。

異方性とは、シンボル形状が回転によって異なる方向を示すことであり、非回転対称と同義である。具体的には、異方性は、コンスタレーション上のシンボル形状を所定角度(例えば0°を超えて360°未満)回転させる間にシンボル形状が同一となることがない形状を有することである。コンスタレーション上のシンボル形状に異方性をもたせることにより、シンボル形状がどの方向を向いているかを受信装置120側で検出することができる。

例えば、QPSKの場合、本来であれば、各シンボルは、45°,135°,225°,315°の4つの位置となる。シンボル座標生成部221は、4つのシンボルのうちの1または複数のシンボルについて、その位置をI軸方向またはQ軸方向に近付けて配置したり遠ざけて配置したりすることによりコンスタレーション上のシンボル形状に異方性をもたせる。実施の形態1では、シンボル座標生成部221は、台形状のシンボル形状となるように各座標のシンボル座標を生成する。

シンボルマッピング部212は、生成したシンボル座標に基づく信号をオーバサンプリング部213へ出力する。オーバサンプリング部213は、シンボルマッピング部212から入力した信号を、送信のスペクトル制御を行うために2倍周期に変換する。オーバサンプリング部213は、2倍周期に変換した信号を送信スペクトル整形部214へ出力する。

送信スペクトル整形部214は、オーバサンプリング部213から出力された信号を、フィルタリングすることによって送信スペクトルを整形し、リニアライザ215へ出力する。送信スペクトル整形部214は、例えばナイキストフィルタが用いられる。リニアライザ215は、例えば、送信スペクトル整形部214から出力された信号のレベル的な歪みを直線に修正してイコライザ216へ出力する。イコライザ216は、例えばハードウェアの歪みによる高速信号のなまりを補正し、補正した信号をDAC202へ出力する。

DAC202は、複数(例えば4つ)設けられており、それぞれ、送信DSP201から出力されたデジタルの電気信号をアナログの電気信号に変換する。DAC202(202a,202b,202c,202d)は、変換した電気信号を対応するドライバアンプ203(203a,203b,203c,203d)へ出力する。

ドライバアンプ203は、DAC202に対応して複数設けられ、それぞれ、DAC202から出力された信号を増幅し、光変調器204へ出力する。光変調器204は、送信光源205からの光を用いて、ドライバアンプ203から出力された信号を変調して、光信号を生成する。光変調器204は、生成した光信号を伝送路206へ出力する。

(受信装置の一例) 図3は、受信装置の一例を示す説明図である。図3に示すように、受信装置120は、局発光源301と、光ハイブリッド302と、ADC303(303a,303b,303c,303d)(ADC:Analog to Digital Converter)と、受信DSP304と、を備えている。

受信装置120は、光ハイブリッド302を用いたコヒーレント方式の光受信装置である。局発光源301は、局発光を生成し、生成した局発光を光ハイブリッド302へ出力する。光ハイブリッド302には、伝送路206(送信装置110)からの受信光信号と、局発光源301からの局発光と、が入力される。光ハイブリッド302は、入力された局発光を用いて、入力された受信光信号の2つの直交偏波の実部信号および虚部信号を抽出する。

具体的には、光ハイブリッド302は、不図示の2つの偏光ビームスプリッタおよび2つの90°ハイブリッドを有する。光ハイブリッド302は、偏光ビームスプリッタにより受信光信号および局発光を2つの偏波方向(H軸およびV軸)の光信号に分割するとともに、90°ハイブリッドによりそれぞれの偏波方向の局発光を用いて光信号から実部成分(I成分)と虚部成分(Q成分)を抽出する。

光ハイブリッド302は、複数(例えば4つ)のフォトダイオード(PD:Photo Diode)を有し、H軸(水平偏波)の信号光のI成分の振幅および位相に対応した光信号と、H軸の信号光のQ成分の振幅および位相に対応した光信号と、を光電変換する。また、光ハイブリッド302は、V軸(垂直偏波)の信号光のI成分の振幅および位相に対応した光信号と、V軸の信号光のQ成分の振幅および位相に対応した光信号と、を光電変換する。そして、受光した光の強度に応じた電気信号を、対応するADC303へ出力する。

ADC303は、光ハイブリッド302から出力された信号をデジタルサンプリングし、サンプリングした信号を量子化することによってデジタル変換を行う。ADC303は、デジタル変換した信号を受信DSP304へ出力する。

受信DSP304は、MIMO処理部311(MIMO:Multi Input Multi Output)と、キャリア再生部312と、FEC機能部313(FEC:Forward Error Correction)と、を有する。MIMO処理部311は、例えば、偏波多重されている信号を偏波分離するなどの所定の処理を行う。MIMO処理部311は、所定の処理を行った信号をキャリア再生部312へ出力する。

キャリア再生部312は、例えば、MIMO処理部311から出力された信号の波長分散を補償する。キャリア再生部312は、波長分散を補償した信号をFEC機能部313へ出力する。FEC機能部313は、キャリア再生部312から出力された信号の誤り訂正を行う。FEC機能部313は、誤り訂正を行った信号を後段へ出力する。

キャリア再生部312は、位相推定補償部320を有する。位相推定補償部320は、コンスタレーションの位相スリップを検出して位相スリップを補償する。ここで、デジタルコヒーレントの受信においては、送信されたデータを正しく受信するために、シンボル座標の回転による位相スリップを補償することが必要である。位相スリップは、伝送路206の位相ノイズや、送信光と受信局発光の周波数揺らぎなどに起因して、位相推定補償部320が有する位相推定回路(CPR:Carrier Phase Recovery)による処理を行う際に生じる。

位相スリップが生じると、送信側と受信側でコンスタレーション上のシンボル座標が、90°,180°または270°回転した状態となる。この状態では送信側が意図した座標と異なる象限にシンボルが出現することになるため、正しく通信を行うことができない。そのため、位相推定補償部320は、例えば、CPRの処理の後の信号に対して、コンスタレーションの位相スリップを補償する。

具体的には、位相推定補償部320は、平均化部321と、判定部322と、回転部323と、を有する。平均化部321は、受信した信号について、象限毎のシンボル座標の平均座標を算出する。判定部322は、平均化部321によって算出された象限毎のシンボル座標の平均座標を用いて、コンスタレーション上において台形状のシンボル形状の向きを判定する。判定のタイミングは、一定期間経過したタイミングや、一定量信号を蓄積したタイミングであり、少なくとも4つの象限にシンボル座標が配置されていることとする。回転部323は、判定部322による判定結果に基づいて、I軸およびQ軸や、シンボル形状を特徴付ける平均座標を回転させる。

これにより、位相スリップを補償することができる。上述した説明では、CPRの処理の後に、位相スリップの補償を行うため、簡単な処理で位相を精度よく推定することができる。また、CPRの処理と同時に位相スリップを判定することも可能であり、このようにすれば、小規模な回路で位相を精度よく推定することができる。

なお、図1Aに示した受信部121は、例えば、局発光源301と、光ハイブリッド302と、ADC303と、によって実現することができる。また、図1Aに示した、半導体装置130は、例えば受信DSP304によって実現することができる。特に、図1Aに示した、累積部122と、推定部123とは、例えば位相推定補償部320によって実現することができる。

(送信装置が送信する信号のコンスタレーションの一例) 図4は、送信装置が送信する信号のコンスタレーションの一例を示す説明図である。図4において、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。例えば、QPSKにおいてシンボルの配置位置は、第1象限の45°のシンボル座標401(I₁,Q₁)、第2象限の135°のシンボル座標402(I₂,Q₂)、第3象限の225°のシンボル座標403(I₃,Q₃)、第4象限の315°のシンボル座標404(I₄,Q₄)、である。

実施の形態1において、所定のシンボルの配置位置は、シンボル座標411(I’₁,Q’₁)、シンボル座標412(I’₂,Q’₂)、シンボル座標413(I’₃,Q’₃)、シンボル座標414(I’₄,Q’₄)、であり、シンボル形状400が台形状となるように配置されている。シンボル座標411〜414の生成手順は、例えば、最初にシンボル座標401〜404を生成して、それぞれ対応するシンボル座標411〜414にずらすという2段階の手順でもよいし、シンボル座標411〜414を直接生成するという1段階の手順でもよい。

シンボル座標401(I₁,Q₁)とシンボル座標411(I’₁,Q’₁)とを比較すると、I’₁がI₁よりもrだけ小さく、Q’₁がQ₁と同じである。シンボル座標402(I₂,Q₂)とシンボル座標412(I’₂,Q’₂)とを比較すると、I’ ₂がI₂よりもrだけ大きく、Q’₂がQ₂と同じである。

シンボル座標403(I₃,Q₃)とシンボル座標413(I’₃,Q’₃)とを比較すると、I’₃がI₃よりもrだけ小さく、Q’₃がQ₃と同じである。シンボル座標404(I₄,Q₄)とシンボル座標414(I’₄,Q’₄)とを比較すると、I’₄がI₄よりもrだけ大きく、Q’₄がQ₄と同じである。

このように、送信装置110は、コンスタレーション上においてシンボル形状が等脚台形となるように、各シンボル座標411〜414を生成する。また、送信装置110は、シンボル形状の台形が上向きとなる方向(図4に示す方向)を基準方向にして、シンボル座標411〜414を生成する。

(受信装置が受信する信号のコンスタレーションの一例) 図5は、受信装置が受信する信号のコンスタレーションの一例を示す説明図である。図5において、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。各シンボル座標511〜514は、一定期間蓄積したシンボル座標の平均を示している。

図5において、シンボル座標511はシンボル座標411(図4参照)に対応し、シンボル座標512はシンボル座標412に対応し、シンボル座標513はシンボル座標413に対応し、シンボル座標514はシンボル座標414に対応する。受信装置120が受信するシンボル形状のパターンは、受信パターン501,502,503,504の4つのうちいずれかをとり得る。

(1)に示す受信パターン501は、送信装置110において生成されたシンボル座標411〜414(図4参照)によって特徴付けられるシンボル形状と同様の形状であり、すなわち、各シンボル座標511〜514が回転していない基準方向の状態である。なお、本明細書において、(1)に示す受信パターン501を、コンスタレーション上の台形(シンボル形状)が上を向いている状態とする。

(2)に示す受信パターン502は、受信パターン501を基準にして、原点を中心にして各シンボル座標511〜514が右側に90°回転した位相スリップを示している。なお、本明細書において、(2)に示す受信パターン502を、コンスタレーション上の台形(シンボル形状)が右を向いている状態とする。

(3)に示す受信パターン503は、受信パターン501を基準にして、原点を中心にして各シンボル座標511〜514が180°回転した位相スリップを示している。なお、本明細書において、(3)に示す受信パターン503を、コンスタレーション上の台形(シンボル形状)が下を向いている状態とする。

(4)に示す受信パターン504は、受信パターン501を基準にして、原点を中心にして各シンボル座標511〜514が左側に90°回転した位相スリップを示している。なお、本明細書において、(4)に示す受信パターン504を、コンスタレーション上の台形(シンボル形状)が左を向いている状態とする。

このように、受信装置120は、受信パターン501〜504のうちのいずれかで信号を受信する。受信装置120において、シンボル形状は、予め上向きを基準方向として定められている。そのため、位相スリップを補償する処理において、例えば、受信パターン501で受信した場合は、各シンボル座標511〜514を0°回転させる。また、受信パターン502で受信した場合は、各シンボル座標511〜514を左側に90°回転させ、または、I軸およびQ軸を右側に90°回転させることにより基準方向となるように配置させることができる。

受信パターン503で受信した場合は、各シンボル座標511〜514を180°回転させ、または、I軸およびQ軸を180°回転させることにより基準方向となるように配置させることができる。受信パターン504で受信した場合は、各シンボル座標511〜514を右側に90°回転させ、または、I軸およびQ軸を左側に90°回転させることにより基準方向となるように配置させることができる。

(送信装置が行う送信処理) 図6は、送信装置が行う送信処理の一例を示すフローチャートである。図6に示すように、送信装置110は、コンスタレーションにおいてシンボル形状が上向きの台形状となるようにシンボル座標を生成する(ステップS601)。そして、送信装置110は、生成したシンボル座標に基づく信号を受信装置120へ送信するために出力し(ステップS602)、送信処理を終了する。

(受信装置が行う受信処理) 図7は、受信装置が行う受信処理の一例を示すフローチャートである。図7に示すように、受信装置120は、送信装置110から受信した信号を入力する(ステップS701)。次に、受信装置120は、各象限において観測したシンボル座標の位置から、平均シンボル座標を更新する(ステップS702)。平均シンボル座標は、下記(1)〜(4)式によって算出することができる。

(1)〜(4)式は、各象限においてそれぞれ保持したM個のシンボルデータから平均シンボル座標を求めるための算出式である。具体的には、(1)式は、第1象限における平均シンボル座標の算出式である。(2)式は、第2象限における平均シンボル座標の算出式である。(3)式は、第3象限における平均シンボル座標の算出式である。(4)式は、第4象限における平均シンボル座標の算出式である。

このようにして、受信装置120は、第1〜4象限の各象限について過去の一定分(一定期間または一定量)の平均シンボル座標を得ることができる。そして、受信装置120は、コンスタレーション上のシンボル形状が示す台形の向きを補正するための位相推定補償処理(図8参照)を行い(ステップS703)、受信処理を終了する。

(受信装置が行う位相推定補償処理) 図8は、受信装置が行う位相推定補償処理の一例を示すフローチャートである。図8において、受信装置120は、図7のステップS702において算出(更新)した第1〜4象限の各象限の平均シンボル座標を用いて、コンスタレーション上のシンボル形状について、I軸方向の長さの差分を示すΔWと、Q軸方向の長さの差分を示すΔHとを算出する(ステップS801)。

ここで、実施の形態1では、各シンボル座標によって形成されるシンボル形状はそれぞれ方向の異なる等脚台形を示すため、ΔWの値が0に近いときに、シンボル形状が示す台形は右または左を向いた状態にあると判定できる。また、ΔHの値が0に近いときに、シンボル形状が示す台形は上または下を向いた状態にあると判定できる。また、ΔWの値が正であるか負であるかによってシンボル形状が示す台形が上向きの状態であるか下向きの状態であるかを判定することができる。また、ΔHの値が正であるか負であるかによってシンボル形状が示す台形が左向きの状態であるか右向きの状態であるかを判定することができる。

ステップS801の後、受信装置120は、|ΔW|≧|ΔH|であるか否かを判定する(ステップS802)。|ΔW|≧|ΔH|である場合(ステップS802:Yes)、すなわち、シンボル形状が示す台形が上向きまたは下向きである場合、受信装置120は、ΔW>0であるか否かを判定する(ステップS803)。ΔW>0である場合(ステップS803:Yes)、すなわち、シンボル形状が示す台形が下向きである場合、受信装置120は、IQ軸を180°反転させる位相スリップ補償を行い(ステップS804)、位相推定補償処理を終了する。

ステップS803において、ΔW>0ではない場合(ステップS803:No)、すなわち、シンボル形状が示す台形が上向きである場合、受信装置120は、IQ軸をそのままにする(0°反転)位相スリップ補償を行う(ステップS805)。そして、受信装置120は、位相推定補償処理を終了する。ステップS802において、|ΔW|≧|ΔH|ではない場合(ステップS802:No)、すなわち、シンボル形状が示す台形が右向きまたは左向きである場合、ΔH>0であるか否かを判定する(ステップS806)。

ΔH>0である場合(ステップS806:Yes)、すなわち、シンボル形状が示す台形が左向きである場合、受信装置120は、IQ軸を90°反転(左側に回転)させる位相スリップ補償を行い(ステップS807)、位相推定補償処理を終了する。ステップS806において、ΔH>0ではない場合(ステップS806:No)、つまり、シンボル形状が示す台形が右向きである場合、受信装置120は、IQ軸を−90°反転(右側に回転)させる位相スリップ補償を行う(ステップS808)。この後、受信装置120は、位相推定補償処理を終了する。

なお、ステップS802において|ΔW|と|ΔH|とにほとんど差がない場合や、ステップS803においてΔWが0に近い場合や、ステップS806においてΔHが0に近い場合などは、判定不能と判断して保留にしてもよい。この場合、例えば、その直前において判定可能な結果を引き続き採用してもよい。また、ステップS803やステップS806では、より精度を上げるため、閾値を設けてΔWやΔHがそれぞれ閾値以上の場合に肯定となる処理に移行させ、ΔWやΔHが閾値未満の場合には、判定不能と判断して保留にしてもよい。

実施の形態1によれば、台形等の回転非対称の形状となるようにシンボルマッピングを行って信号を送信するため、受信側で位相スリップが判定可能になり、データの伝送容量の低下を抑えつつ精度よく位相を推定することができる。

(ダイナミックレンジなどの歪みによる影響の排除について) 次に、ダイナミックレンジなどの歪みによる影響の排除について説明する。送信装置110や受信装置120のハードウェアにおいては、例えば、ダイナミックレンジの歪みが生じる。ダイナミックレンジの歪みとは、例えば、誤差等によりシンボル形状が歪むことである。

この歪みを排除するためには、例えば、送信装置110は、シンボル形状が示す台形の向きを交互に反転させた信号を送信する。受信装置120は、コンスタレーション上の台形の向きが反転した状態と反転させない状態との差分を検出することによって、コンスタレーション上の台形の向きを推定することができる。以下に、ダイナミックレンジなどの歪みによる影響を排除するために、シンボル形状が示す台形の向きを反転させる場合について詳細に説明する。

(送信装置が行うシンボル形状の向きを反転させる手順の一例) 図9は、送信装置が行うシンボル形状の向きを反転させる手順の一例を示す説明図である。図9に示すように、例えば、フレーム検出901後に、特定の個数のビット(信号)902が存在するものとする。フレーム検出901とは、データの先頭を特定するためのフレームの検出である。なお、データの先頭を特定するには、フレーム検出901に限らず、例えば、データの先頭に配置されるビット数を示す制御信号の検出とすることもできる。

送信装置110は、フレーム検出901後の特定ビット数のビットについて、シンボル形状が示す台形の向きが交互に反転する座標を生成する。例えば、送信パターンのAパターン911は、コンスタレーション上においてシンボル形状が示す台形が上を向くように各シンボル座標が配置されている。送信パターンのBパターン912は、コンスタレーション上においてシンボル形状が示す台形が下を向くように各シンボル座標が配置されている。

このように、送信装置110は、フレーム検出901によって、Aパターン911→Bパターン912→Aパターン911→Bパターン912→…と、交互に切替えて信号を送信する。また、送信装置110は、次のフレーム検出901があると、特定ビット数についてAパターン911→Bパターン912→Aパターン911→Bパターン912→…と、交互に切替えて信号を送信する。なお、図9に示すAパターン911およびBパターン912は、歪みがほとんどない場合を示している。

受信装置120は、送信装置110からAパターン911またはBパターン912の信号を受信する。受信装置120は、フレーム検出901を基準にして、Aパターン911→Bパターン912→Aパターン911→Bパターン912→…の順で信号を受信する。以下に、受信装置120が行う補正シンボル座標の算出手順について説明する。

(受信装置が行う補正シンボル座標の求め方の一例) 図10は、受信装置が行う補正シンボル座標の求め方の一例を示す説明図である。なお、図10においては、コンスタレーションに歪みがほとんどない図9に対応する場合を示している。図10において、受信装置120は、フレーム検出901に応じて、Aパターン911またはBパターン912を交互に検出することができる。

受信装置120は、Aパターン911についてはそのままとし、Bパターン912については反転処理を行うことにより、例えばシンボル座標を180°反転させる。そして、Aパターン911と、反転させたBパターン913との平均を算出することにより、補正シンボル座標が求まる。Aパターン911と、反転させたBパターン913との平均は、例えば、Aパターン911と反転させたBパターン913の各シンボル座標を足して2で割ることにより求まる。

(シンボル形状が特定の方向に歪んでいる場合の補正シンボル座標の求め方の一例) 図11は、シンボル形状が特定の方向に歪んでいる場合の補正シンボル座標の求め方の一例を示す説明図である。図11に示す補正シンボル座標の算出手順は、図10に示した補正シンボル座標の算出手順と、手順自体は同じである。図11に示す例では、コンスタレーションの形状が図10に示した例と異なる。

図11において、Aパターン911は、送信装置110においてはシンボル形状が示す台形が上向きとなるようにシンボル座標が生成されたものの、歪みにより、受信装置120では、シンボル形状が示す台形が下向きとなっている場合を示している。すなわち、台形の形状を打ち消す方向に歪んでいる場合を示している。

また、Bパターン912は、送信装置110においてはシンボル形状が示す台形が下向きとなるようにシンボル座標が生成されたものの、歪みにより、受信装置120では、シンボル形状が示す台形が逆三角形に近い形状となっている場合を示している。すなわち、台形の形状をより強調する方向に歪んでいる場合を示している。

受信装置120は、Aパターン911についてはそのままとし、Bパターン912についてはシンボル座標を180°反転させる。そして、Aパターン911と、反転させたBパターン913との平均を算出することにより、補正シンボル座標を求めることができる。このように、特定の方向に歪んでいたとしても、Aパターン911および反転させたBパターン913の平均を得ることにより、歪みの作用を打ち消し、歪みのない場合におけるシンボル形状を得ることができる。

このため、Aパターン911についてはシンボル形状が示す台形が下向きとなっているものの、受信装置120は、送信装置110においてシンボル形状が示す台形を上向きにしたシンボル形状のシンボルマッピングが行われたものと判別することができる。また、Bパターン912についてはシンボル形状が示す台形が逆三角形に近い形状となっているものの、受信装置120は、送信装置110においてシンボル形状が示す台形を下向きにしたシンボルマッピングが行われたものと判別することができる。

このように、Aパターン911→Bパターン912→…の順で信号を受信し、Aパターン911と反転させたBパターン913との平均を算出することにより、歪みの作用を打ち消すことができる。したがって、歪みを考慮して位相を推定することができる。以下に、シンボル形状が示す台形の向きを反転させる処理について説明する。

(シンボル形状が示す台形の向きを反転させる際の送信処理) 図12は、シンボル形状が示す台形の向きを反転させる際の送信処理の一例を示すフローチャートである。図12に示すように、送信装置110は、フレーム検出があったか否かを判定する(ステップS1201)。フレーム検出があった場合(ステップS1201:Yes)、送信装置110は、送信パターンをリセットし(ステップS1202)、ステップS1204に移行する。送信パターンをリセットするとは、以降の送信パターンの順を、Aパターン911(図9参照)→Bパターン912→Aパターン911→…の順にし、次の送信パターンをAパターン911にすることである。

フレーム検出がない場合(ステップS1201:No)、送信装置110は、送信パターンを更新する(ステップS1203)。ステップS1203では、送信装置110は、前回の送信パターンがAパターン911の場合にはBパターン912に更新し、前回の送信パターンがBパターン912の場合にはAパターン911に更新する。

そして、送信装置110は、シンボル座標を生成する(ステップS1204)。次に、送信装置110は、送信パターンがAパターン911であるか否かを判定する(ステップS1205)。Aパターンである場合(ステップS1205:Yes)、送信装置110は、ステップS1207に移行する。Aパターンではない場合(ステップS1205:No)、送信装置110は、生成したシンボル座標を180°反転させる(ステップS1206)。そして、送信装置110は、生成したシンボル座標に基づく信号を受信装置120へ送信するために出力し(ステップS1207)、送信処理を終了する。

(受信装置が行う補正シンボル座標を算出する処理) 図13は、受信装置が行う補正シンボル座標を算出する処理の一例を示すフローチャートである。図13に示すように、受信装置120は、送信装置110から受信した信号を入力する(ステップS1301)。そして、受信装置120は、フレーム検出があったか否かを判定する(ステップS1302)。フレーム検出があった場合(ステップS1302:Yes)、受信装置120は、受信パターンをリセットし(ステップS1303)、ステップS1305に移行する。受信パターンをリセットするとは、以降に受信する受信パターンの順を、Aパターン911(図10参照)→Bパターン912→Aパターン911→…の順にし、次の受信パターンをAパターン911にすることである。

フレーム検出がない場合(ステップS1302:No)、受信装置120は、受信パターンを更新する(ステップS1304)。ステップS1304では、受信装置120は、前回の受信パターンがAパターン911の場合にはBパターン912に更新し、前回の受信パターンがBパターン912の場合にはAパターン911に更新する。

次に、受信装置120は、受信した信号がAパターン911であるか否かを判定する(ステップS1305)。受信した信号がAパターン911である場合(ステップS1305:Yes)、受信装置120は、各象限について観測したシンボル座標から、平均シンボル座標を更新し(ステップS1306)、ステップS1309に移行する。平均シンボル座標は、上述した(1)〜(4)式によって算出することができる。

ステップS1305において、判定パターンがAパターン911ではない場合(ステップS1305:No)、すなわち、Bパターン912である場合、受信装置120は、各象限について観測したシンボル座標の位置から、平均シンボル座標を更新する(ステップS1307)。平均シンボル座標は、上述した(1)〜(4)式によって算出することができる。そして、受信装置120は、シンボル座標を180°反転させる(ステップS1308)。

次に、受信装置120は、Aパターン911および反転させたBパターン913(図10参照)の平均から補正シンボル座標を求める(ステップS1309)。そして、受信装置120は、求めた補正シンボル座標を平均シンボル座標として位相推定補償処理(図8参照)を行い(ステップS1310)、本フローチャートによる一連の処理を終了する。

このように、コンスタレーション上のシンボル形状が示す台形の向きが反転した状態と反転しない状態との差分を検出することによって、シンボル形状が示す台形の向きを推定することができ、歪みを考慮して位相を推定できる。

(パイロット信号を用いて位相スリップを補償する場合の一例) ここで、コンスタレーション上においてシンボル形状が正四角形状となるようにシンボル座標を生成して、パイロット信号を用いて、位相スリップを補償する構成について説明する。

図14は、パイロット信号を用いて位相推定する場合の一例を示す説明図である。図14の(1)において、横軸は時間、縦軸は位相を示している。各シンボル座標1400は、45°,135°,225°,315°のいずれかを示しており、それぞれ、2ビット(4値)で表される。図14の(1)では、時間の経過にしたがって、01の信号、00の信号、11の信号、10の信号、が順次送信されることを示している。

また、送信装置110は、予め定められた所定のタイミングで、パイロット信号1401を受信装置120へ送信する。パイロット信号1401は、基準となる位相を示す信号である。また、受信装置120側でもパイロット信号1401が送信される所定のタイミングがわかっている。

送信装置110は、例えば、予め決められた周期で決められた値(00=45°)のパイロット信号1401を送信する。図14の(2)に示すように、受信装置120は、このパイロット信号1401を基準にして、複数のシンボル座標1400の位相を推定することができる。

ここで、パイロット信号1401は、伝送レートの時間領域の一部を利用するものである。そのため、パイロット信号1401の比率を高くすると、その分だけ帯域の使用効率の低下を招き、すなわち、データの伝送容量が低下してしまう。また、パイロット信号1401の比率を少なくすると、位相スリップの検出についての信頼性が低下し、データに誤りが生じるバーストエラーの発生確率が高まり、信号品質が劣化してしまう。

これに対して、実施の形態1では、帯域の使用効率の低下を招くパイロット信号を用いなくても受信側で位相スリップを判定することが可能であるため、帯域を最大限に活用することができ、データの伝送容量の低下を抑えつつ精度よく位相を推定できる。

なお、実施の形態1では、コンスタレーション上においてシンボル形状を、原点を中心に一回転する間に同一のシンボル形状とならない形状としたが、0°〜180°回転させる間に同一のシンボル形状とならない形状とすることも可能である。例えば、シンボル形状を長方形の形状とすることも可能である。また、これに合わせて、制御信号(例えばパイロット信号)を用いて、0°または180°のいずれかの角度でコンスタレーション上の位相を調整する。

これにより、受信装置120では、長方形の示す向きが横であるか縦であるかを判定することができる。このような構成とすることにより、制御信号の量を低減することができる。したがって、データの伝送容量の低下を抑えつつ精度よく位相を推定することができる。

(実施の形態2) 次に、実施の形態2について説明する。実施の形態2は、シンボル形状を特徴付けるシンボル座標の位置が実施の形態1と異なる。具体的には、実施の形態2では、4点のシンボル座標のうち1点についてI軸およびQ軸の直交座標(原点)からの距離を他の3点と異ならせてシンボル座標を生成する場合について説明する。

(実施の形態2において受信装置が受信する受信パターンの一例) 図15は、実施の形態2にかかる受信装置が受信する受信パターンの一例を示す説明図である。図15において、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。各シンボル座標1501〜1504は、一定期間蓄積したシンボル座標の平均を表している。なお、受信装置120がシンボル座標1501〜1504に基づく信号を受信することの前提として、送信装置110においてシンボル座標1501〜1504と同様の位置にシンボル座標が生成された信号の送信があることとする。

例えば、Cパターン1511は、I軸およびQ軸の直交座標からのシンボル座標1501までの距離r₁が他のシンボル座標1502〜1504の原点からの距離に比べて長い。このように、4点のシンボル座標のうち1点について、I軸およびQ軸の直交座標からの距離を他の3点よりも長くすることにより、シンボル形状に回転非対称性をもたせることができる。したがって、シンボル形状が上下左右のいずれの方向を示しているかを判別することができる。

また、Cパターン1511に限らず、Dパターン1512としてもよい。Dパターン1512は、I軸およびQ軸の直交座標からのからの距離r₁が他のシンボル座標1502〜1504の原点からの距離に比べて短い。このように、4点のシンボル座標のうち1点について、I軸およびQ軸の直交座標からの距離を他の3点よりも短くすることにより、シンボル形状に回転非対称性をもたせることができる。したがって、シンボル形状が上下左右のいずれの方向を示しているかを判別することができる。

例えば、図15に示すように、第1象限に配置されるシンボル座標1501までの原点からの距離r₁が、他のシンボル座標1502〜1504の原点からの距離と異ならせた場合のシンボル形状が示す方向を基準方向とする。例えば、受信装置120における受信パターンにおいて、原点からの距離r₁となるシンボル座標が第3象限で観測されたとすると、シンボル形状が180°回転していると判別できる。この場合、受信装置120は、シンボル形状を180°反転させる位相スリップ補償、またはI軸およびQ軸を180°反転させる位相スリップ補償を行う。

実施の形態2では、4点のシンボル座標のうち1点について原点からの距離を他の3点と異ならせて、原点から各シンボル座標までの距離を比較することによって、シンボル形状を判別したので、簡単な処理で、シンボル形状が示す方向を推定できる。

(実施の形態2にかかる送信装置が行う送信処理) 図16は、実施の形態2にかかる送信装置が行う送信処理の一例を示すフローチャートである。図16に示すように、送信装置110は、4点のシンボル座標のうち1点についてI軸およびQ軸の直交座標からの距離が他の3点と異なる位置にシンボル座標を生成する(ステップS1601)。例えば、送信装置110は、Cパターン1511(図15参照)となる座標を生成する。そして、送信装置110は、生成した座標の情報に基づく信号を受信装置120へ送信するために出力し(ステップS1602)、送信処理を終了する。

(実施の形態2にかかる受信装置が行う位相推定補償処理) 図17は、実施の形態2にかかる受信装置が行う位相推定補償処理の一例を示すフローチャートである。図17に示すように、受信装置120は、送信装置110から受信した信号を入力する(ステップS1701)。次に、受信装置120は、各象限について観測したシンボル座標を用いて、各象限の平均シンボル座標を更新する(ステップS1702)。平均シンボル座標は、上述した(1)〜(4)式によって算出することができる。

そして、受信装置120は、各象限の平均シンボル座標についてそれぞれI軸およびQ軸の直交座標までの距離r_n(n=1,2,3,4)を求める(ステップS1703)。次に、受信装置120は、求めたそれぞれの距離r_nの中で最大のものを特定する(ステップS1704)。なお、受信パターンをDパターン1512(図15参照)とする信号の場合には、ステップS1704では、距離r_nの中で最小のものを特定すればよい。

そして、受信装置120は、特定した距離r_nから得られる方向を基準の象限(例えば第1象限)となるようシンボル座標を回転させる位相スリップ補償を行い(ステップS1705)、位相推定補償処理を終了する。

実施の形態2によれば、簡単な処理で、シンボル形状が示す方向を推定することが可能になり、データの伝送容量の低下を抑えつつ精度よく位相を推定することができる。

(実施の形態1,2の変形例) 次に、実施の形態1,2の変形例について説明する。変形例1,2では、QAMの変調方式を用いる点で、実施の形態1,2とは異なる。

(変形例1) 図18は、変調方式を8QAMとした場合のコンスタレーションを示す説明図である。図18において、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。(1)に示すように、8QAMでは、例えば原点を中心に正方形状にシンボル形状を特徴付ける8つのシンボル座標1801〜1808が配置される。変形例1においては、(2)に示すように、8つのシンボル座標1801〜1808のうち、シンボル座標1802,1804,1806,1808の4つについては、例えば、コンスタレーション上のシンボル形状が台形状となるように配置する。

具体的には、送信装置110は、シンボル座標1802,1804が(1)のそれぞれ対応する各点に比べてQ軸寄りとなるように配置する。また、送信装置110は、シンボル座標1806,1808が(1)のそれぞれ対応する各点に比べてQ軸から離れる方向の位置となるように配置する。

そして、受信装置120は、シンボル座標1802,1804,1806,1808の平均シンボル座標を算出して、位相推定補償処理(図8参照)を行うことにより、シンボル形状が示す台形がどの方向を向いているかを判別することができる。これにより、受信装置120は、データの伝送容量の低下を抑えつつ、送信信号の位相を精度よく推定することができる。

なお、図18では、シンボル座標1802,1804,1806,1808の4つを台形状に配置する場合について説明したが、これに限らない。例えば、8つのシンボル座標1801〜1808のうちの1つを他の7つに比べてI軸およびQ軸の直交座標に近付ける配置としたり、または遠ざける配置としたりしてもよい。

例えば、I軸上のシンボル座標1801を図中のより右側に配置(I軸およびQ軸の直交座標から遠ざける方向に配置)して、位相推定補償処理(図17参照)において、距離r_nの最大のものを特定して、位相スリップ補償を行ってもよい。また、例えば、シンボル座標1802を、他の7つのシンボル座標1801,1803〜1808に比べて、I軸およびQ軸の直交座標に近付けて配置して、位相推定補償処理(図17参照)において、距離r_nの最小のものを特定して、位相スリップ補償を行ってもよい。

(変形例2) 図19は、変調方式を16QAMとした場合のコンスタレーションを示す説明図である。図19において、横軸はI成分、縦軸はQ成分を示している。(1)に示すように、16QAMでは、例えば原点を中心に正方形状にシンボル形状を特徴付ける16個のシンボル座標1901〜1916が配置される。変形例2においては、(2)に示すように、16個のシンボル座標1901〜1916を、コンスタレーション上のシンボル形状が台形状となるように配置する。

具体的には、送信装置110は、シンボル座標1901,1904,1913,1916を頂点とする等脚台形となるように座標を生成する。より具体的には、送信装置110は、シンボル座標1901〜1904の4点については、(1)に比べてQ軸寄りに配置する。また、送信装置110は、シンボル座標1905〜1908の4点については、(1)と同様の位置に配置する。

送信装置110は、シンボル座標1909〜1912の4点については、(1)に比べてQ軸から離れる位置に配置する。また、送信装置110は、シンボル座標1913〜1916の4点については、シンボル座標1909〜1912に比べて、よりQ軸から離れる位置に配置する。

受信装置120は、象限毎に平均の位置を算出する。例えば、第1象限については、シンボル座標1901,1902,1905,1906の平均座標1921を算出する。第2象限については、シンボル座標1903,1904,1907,1908の平均座標1922を算出する。第3象限については、シンボル座標1911,1912,1915,1916の平均座標1923を算出する。第4象限については、シンボル座標1909,1910,1913,1914の平均座標1924を算出する。

算出した各象限の平均座標1921〜1924によって台形状のシンボル形状が特徴付けられる。受信装置120は、算出した各象限の平均座標1921〜1924を平均シンボル座標として、位相推定補償処理(図8参照)を行うことにより、コンスタレーション上において台形がどの方向を向いているかを判別することができる。これにより、受信装置120は、データの伝送容量の低下を抑えつつ、送信信号の位相を精度よく推定することができる。

なお、図19では、(1)に示した各シンボル座標1901〜1916を台形状に配置したが、各シンボル座標1901〜1916の配置はこれに限らない。例えば、I軸およびQ軸の直交座標に近い内側に配置されるシンボル座標1906,1907,1910,1911のうちの1つを他の3つに比べてI軸およびQ軸の直交座標に近付ける配置としてもよい。この場合、位相推定補償処理(図17参照)において、距離r_nの最小のものを特定して、位相スリップ補償を行えばよい。

また、外側に配置されるシンボル座標1901〜1904,1905,1908,1909,1912〜1916のうちの1つを他に比べてI軸およびQ軸の直交座標から遠ざける位置に座標を生成してもよい。この場合、位相推定補償処理(図17参照)において、距離r_nの最大のものを特定して、位相スリップ補償を行えばよい。

上述した実施の形態1,2に関し、さらに以下の付記を開示する。

(付記1)コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状が回転非対称の所定形状となる前記複数のシンボル座標に基づいて信号を送信する送信装置と、 前記送信装置から受信した前記信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標を累積し、累積した前記シンボル座標によって特徴付けられる形状と前記所定形状との方向の相違に基づいて、前記送信装置から受信した前記信号の位相を推定する受信装置と、 を有することを特徴とする通信システム。

(付記2)前記所定形状は、コンスタレーション上の原点を中心に一回転する間に同一形状とならない形状であることを特徴とする付記1に記載の通信システム。

(付記3)前記所定形状を特徴付ける前記複数のシンボル座標のうちの一のシンボル座標は、前記複数のシンボル座標のうちの前記一のシンボル座標と異なるシンボル座標とコンスタレーション上の原点からの距離が異なることを特徴とする付記2に記載の通信システム。

(付記4)前記送信装置は、前記複数のシンボル座標(以下、「第1シンボル座標群」と称する。)に基づく第1信号と、前記第1シンボル座標群をコンスタレーション上の原点を中心に所定角度回転させた第2シンボル座標群に基づく第2信号と、を切替えながら送信し、 前記方向の相違は、前記送信装置から受信した前記第1信号における第3シンボル座標群と、前記送信装置から受信した前記第2信号における第4シンボル座標群と、前記所定角度と、に基づく相違であることを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の通信システム。

(付記5)前記方向の相違は、少なくともいずれか一方が前記所定角度に基づいて補正された前記第3シンボル座標群および前記第4シンボル座標群によって特徴付けられる形状と前記所定形状との方向の相違であることを特徴とする付記4に記載の通信システム。

(付記6)前記信号は、少なくとも位相変調を含む変調により生成された信号であることを特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の通信システム。

(付記7)コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状が回転非対称の所定形状となる前記複数のシンボル座標に基づいて信号を送信する送信装置から前記信号を受信する受信部と、 前記受信部によって受信された前記信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標を累積する累積部と、 前記累積部によって累積された前記シンボル座標によって特徴付けられる形状と前記所定形状との方向の相違に基づいて、前記送信装置から受信した前記信号の位相を推定する推定部と、 を有することを特徴とする受信装置。

(付記8)コンスタレーション上の複数のシンボル座標によって特徴付けられる形状が回転非対称の所定形状となる前記複数のシンボル座標に基づいて信号を送信する送信装置から送信され受信部によって受信された前記信号におけるコンスタレーション上のシンボル座標を累積する累積部と、 前記累積部によって累積された前記シンボル座標によって特徴付けられる形状と前記所定形状との方向の相違に基づいて、前記送信装置から受信した前記信号の位相を推定する推定部と、 を有することを特徴とする半導体装置。

100 通信システム 110 送信装置 120 受信装置 121 受信部 122 累積部 123 推定部 130 半導体装置 201 送信DSP 212 シンボルマッピング部 221 シンボル座標生成部 304 受信DSP 312 キャリア再生部 321 平均化部 322 判定部 323 回転部