JP2011114368A - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乗算処理の処理量を削減する通信装置、通信方法及び通信プログラムを提供する。
【解決手段】位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に対して、周波数領域信号をマッピングする。また、周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して時間領域信号に変換し、変換された時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する。そして、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、アップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理、及び／又は、該実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行する。すなわち、入替処理及び符号反転処理を実行することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトする。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置及び通信方法に関する。

近年、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の標準化が３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)によって進められている。ＬＴＥとは、第三世代携帯電話方式を進化させた次世代移動通信方式である。３ＧＰＰの規定によると、ＬＴＥが適用された通信端末装置は、無線通信を実行する場合には、まず基地局からの下りリンク（Downlink）を確立する。その後、通信端末装置は、ＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）を基地局へ送信し、上りリンクを確立する。ここで、ＰＲＡＣＨとは、基地局との通信に利用する物理ランダムアクセスチャネルである。

通信端末装置がＰＲＡＣＨを送信する処理の一例を図面を用いて説明する。図１６は、ＬＴＥのＰＲＡＣＨ送信シーケンスの一例を説明するための図である。図１６に示すように、通信端末装置は、ＰＲＡＣＨを送信する場合には、系列長８３９サンプルのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を生成する（ステップＳ１）。ここで、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列とは、系列長が奇数であり、各サンプルが複素数であって、かつ左右対称性のある信号である。

続いて、通信端末装置は、生成されたＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列をサイクリックシフト処理し、系列長８３９サンプルの時間領域信号を生成する（ステップＳ２）。そして、通信端末装置は、生成された系列長８３９サンプルの時間領域信号に対して、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換）処理を実行し、８３９個の周波数領域信号に変換する（ステップＳ３）。

続いて、通信端末装置は、無線通信に用いられる２４５７６個のサブキャリアのうち、８３９個のサブキャリアに対して、周波数領域信号をマッピングする（ステップＳ４）。そして、通信端末装置は、全サブキャリアに対して、ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform：逆離散フーリエ変換）処理を実行し、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号へ変換する（ステップＳ５）。その後、通信端末装置は、時間領域信号にＣＰ（Cyclic Prefix）を挿入し（ステップＳ６）、ＣＰが挿入された信号をＰＲＡＣＨとして、基地局へ送信する（ステップＳ７）。

特開２００４−１５９３２４号公報 特開２００６−６０４３３号公報

しかしながら、従来のＰＲＡＣＨを送信する技術では、全サブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を実行するため、膨大な回数の乗算処理を実行する必要があるという問題があった。具体的には、通信端末装置は、Ｎ個の実数に対するＩＤＦＴ処理としてＮ（Ｎ−１）回の乗算処理を行う。ここで、通信端末装置は、サブキャリアが複素数であるため、実数に対する乗算処理と比較して４倍の乗算処理を行う必要がある結果、４Ｎ（Ｎ−１）回の乗算処理を行う。上述した例では、通信端末装置は、２４５７６個のサブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を実行するので、４×２４５７６×２４５７５より約２４億回の乗算処理を実行する。このため、通信端末装置は、乗算処理における処理負荷が大きいという問題があった。

本願に開示の技術は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、乗算処理の処理量を削減する通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本願に開示の技術は、一つの態様によれば、位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に、周波数領域信号をマッピングする。また、周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して時間領域信号に変換し、変換された時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する。そして、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、アップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理、及び／又は、該実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行する。すなわち、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトする。

本願に開示の技術は、一つの態様によれば、乗算処理の処理量を削減する。

図１は、実施例１に係る通信装置を説明するための図である。 図２は、実施例２に係る無線通信装置の一例を説明するための図である。 図３は、ＰＲＡＣＨ送信処理に使用されるサブキャリアを説明するための図である。 図４は、乗算削減テーブル部に記憶された情報を説明するための図である。 図５は、サイクリックシフトを説明するための図である。 図６は、実施例２に係る無線通信装置のサブキャリアシフトを説明するための図である。 図７は、サブキャリアシフト部を説明するための図である。 図８は、無線通信装置の処理を説明するための図である。 図９は、無線通信装置の乗算処理の削減を説明するための図である。 図１０は、無線通信装置の流れを説明するためのフローチャートである。 図１１は、４０ＭＨｚでの乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。 図１２は、ＰＵＳＣＨ送信を説明するための図である。 図１３は、ＩＦＦＴサイズ３２でのＰＵＳＣＨ送信における乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。 図１４は、ＩＦＦＴサイズ１６でのＰＵＳＣＨ送信における乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。 図１５は、通信プログラムを実行するコンピュータの一例を説明するための図である。 図１６は、ＬＴＥのＰＲＡＣＨ送信シーケンスを説明するための図である。

以下に添付図面を参照して本願に係る通信装置及び通信方法について説明する。

以下の実施例１では、通信装置の一例を説明する。ここで、通信装置は、例えば、携帯電話や無線通信端末装置などに搭載される通信装置であり、少なくとも、通信を実行する際にＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform：逆離散フーリエ変換）処理を行う通信装置である。

まず最初に、図１を用いて、実施例１に係る通信装置の一例を説明する。ここで、図１は、実施例１に係る通信装置を説明するための図である。図１に示すように、通信装置１は、マッピング部２、逆高速フーリエ変換部３、拡張部４、シフト部５を有する。

マッピング部２は、位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に対して、周波数領域信号をマッピングする。逆高速フーリエ変換部３は、マッピング部２によって周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して、時間領域信号に変換する。拡張部４は、逆高速フーリエ変換部３によって変換された時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する。

シフト部５は、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、拡張部４によってアップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理及び／又は該実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行する。すなわち、シフト部５は、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。つまり、通信装置１は、ＩＤＦＴ処理の乗算処理において、回転因子と各サンプルとの積を計算することなく、入替処理及び／又は符号反転処理を行うことで、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせることができる。

このように、通信装置１は、周波数領域の信号を副搬送波の一部帯域にマッピングする場合には、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に周波数領域の信号をマッピングする。そして、通信装置１は、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、拡張部４によって拡張された全サンプルに対し、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域へシフトさせる。このため、通信装置１は、ＩＤＦＴ処理に係る膨大な回数の乗算処理を削減することができる。

以下、図２を用いて、実施例２に係る無線通信装置の一例について説明する。図２は、実施例２に係る無線通信装置の一例を説明するための図である。なお、以下では、携帯電話端末装置に適用する例を説明する。

図２に示すように、無線通信装置１０は、ベースバンド処理部１１とＲＦ（Radio Frequency）送信部１２とアンテナ１３とを有する。また、無線通信装置１０は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が適用された無線通信装置であり、基地局への上りリンク（Uplink）を確立するためのＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）をサブキャリアにマッピングして送信する。

ベースバンド処理部１１は、送信される信号のデジタル変調などのベースバンド処理を実行する。また、ベースバンド処理部１１は、ＰＲＡＣＨの信号を生成する。具体的には、ベースバンド処理部１１は、系列長８３９サンプルのＺＣ（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ）系列を生成し、生成されたＺＣ系列に対してＤＦＴ（Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換）処理を実行する。続いて、ベースバンド処理部１１は、ＤＦＴ処理されたＺＣ系列を２０４８個のサブキャリアにマッピングする。そして、ベースバンド処理部１１は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を実行し、系列長２０４８サンプルの時間領域信号に変換する。

さらに、ベースバンド処理部１１は、ＩＦＦＴ処理を実行された系列長２０４８サンプルの時間領域信号をアップサンプリングし、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号に変換する。その後、ベースバンド処理部１１は、変換された系列長２４５７６サンプルの時間領域信号と後述する回転因子との積を算出し、ＺＣ系列がマッピングされた帯域を所定の帯域までシフトさせる。

そして、ベースバンド処理部１１は、ＺＣ系列がマッピングされた帯域を所定の帯域までシフトさせた後に、ＣＰ（Cyclic Prefix）を挿入し、ＰＲＡＣＨの信号を生成する。その後、ベースバンド処理部１１は、ＣＰが挿入されたＰＲＡＣＨの信号をＲＦ送信部１２へ送信する。

ＲＦ送信部１２は、ベースバンド処理部１１によって生成された時間領域信号を取得する。そして、ＲＦ送信部１２は、取得された時間領域信号をアナログ信号に変換する。その後、ＲＦ送信部１２は、アンテナ１３を用いて、変換された信号を基地局へ送信する。

ここで、図３を用いて、無線通信装置１０がＰＲＡＣＨを送信するために用いるサブキャリアについて説明する。図３は、ＰＲＡＣＨ送信処理に使用されるサブキャリアを説明するための図である。図３に示すように、無線通信装置１０は、２４５７６個のサブキャリアのうち中心帯域の１４４００個のサブキャリアを用いて、最大帯域幅２０ＭＨｚでの無線通信を行う。

また、無線通信装置１０は、１４４サブキャリアを１ＲＢ（Resource Block）とし、１００ＲＢのサブキャリアを１ＲＢずつ使用して、ＰＲＡＣＨを送信する。例えば、無線通信装置１０は、ＰＲＡＣＨを送信する場合には、８３９個のサブキャリアを必要とする。このため、無線通信装置１０は、１００ＲＢのサブキャリアのうち６ＲＢ（８６４個）のサブキャリアを用いて、ＰＲＡＣＨを送信する。

以下の説明では、無線通信装置１０は、２４５７６個のサブキャリアのうち中心帯域の１００ＲＢのサブキャリアを用いてＰＲＡＣＨを送信するものとする。また、図３に示すように、１００ＲＢのサブキャリアのうち、最も低帯域端のＲＢをＲＢ＃０、最も高帯域端のＲＢをＲＢ＃９９として各ＲＢを示すものとする。また、２４５７６個のサブキャリアのうち、最も低帯域端のサブキャリアを「−１２２８８」番目のサブキャリアとし、最も高帯域端のサブキャリアを「１２２８７」番目のサブキャリアとする。

次に、ベースバンド処理部１１がＰＲＡＣＨの信号を生成する処理について詳しく説明する。

図２に戻って、ベースバンド処理部１１は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０、サイクリックシフト部２１、ＤＦＴ部２２、サブキャリアマッピング部２３を有する。また、ベースバンド処理部１１は、ＩＦＦＴ部２４、アップサンプリング部２５、サブキャリアシフト部２６、ＣＰ挿入部２７、乗算削減テーブル部２８を有する。なお、図２では省略したが、ベースバンド処理部１１は、送信される信号のデジタル変調などを実行する無線通信処理部を別に有しており、ベースバンド処理部１１が実行する処理がＰＲＡＣＨの信号を生成する処理のみに限定されるわけではない。

乗算削減テーブル部２８は、サブキャリアマッピング部２３が周波数領域信号をマッピングすることができるサブキャリアの帯域のうち、回転因子の値が虚数単位の整数乗倍となるサブキャリアの帯域を記憶する。具体的には、乗算削減テーブル部２８は、図４に示す情報のうち、ＲＢ（Resource Block）先頭位置とマッピング位置と中心からのオフセット量とシフト量とを関連付けて記憶する。ここで、図４は、乗算削減テーブル部に記憶された情報を説明するための図である。

ここで、乗算削減テーブル部２８に記憶されたＲＢ先頭位置とは、後述するＺＣ（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ）系列が最終的にマッピングされるサブキャリアの帯域を示す情報である。また、マッピング位置とは、後述するように、サブキャリアマッピング部２３がＺＣ系列をマッピングする帯域を示す情報である。中心からのオフセット量とは、後述するように、サブキャリアマッピング部２３がＺＣ系列をマッピングする帯域とサブキャリアの中心とのずれを示す情報である。シフト量とは、後述するように、ＺＣ系列がマッピングされた帯域をサブキャリアシフト部２６がシフトさせる量を示す情報である。

例えば、乗算削減テーブル部２８は、ＲＢ先頭位置「ＲＢ＃５」、マッピング位置「−３２３〜５１５」、中心からのオフセット量「＋９６」、シフト量「−６１４４」を対応付けて記憶する。

図２に戻り、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０は、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)によって規定されたＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を生成する。具体的には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０は、ベースバンド処理部１１を制御する上位レイヤよりＺＣ系列番号が指定される。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０は、上位レイヤからＺＣ系列番号が指定された場合には、指定されたＺＣ系列番号に応じて、８３９個の複素数を生成する。そして、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０は、生成された８３９個の複素数をＺＣ系列として、サイクリックシフト部２１へ送信する。

サイクリックシフト部２１は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０によってＺＣ系列が生成された場合には、生成されたＺＣ系列の各数値の順番をサイクリックシフトさせる。具体的には、サイクリックシフト部２１は、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０からＺＣ系列を取得する。また、サイクリックシフト部２１は、ＺＣ系列をサイクリックシフトさせる量であるサイクリックシフト量が上位レイヤから指定される。

また、サイクリックシフト部２１は、サイクリックシフト量が上位レイヤから指定された場合には、ＺＣ系列に含まれる複素数の順番を、指定されたサイクリックシフト量に応じた順番だけサイクリックシフトさせる。そして、サイクリックシフト部２１は、サイクリックシフトされたＺＣ系列をＤＦＴ部２２へ送信する。ここで、サイクリックシフトとは、ＺＣ系列の並びをリング状にして、ＺＣ系列に含まれる複素数の順番を変更する処理をいう。

一例として、サイクリックシフト部２１がサイクリックシフト量「４１９」を上位レイヤから指定された場合について説明する。図５に示すように、サイクリックシフト部２１は、サイクリックシフト量「４１９」を上位レイヤから指定された場合には、ＺＣ系列のうち１番目から４１９番目までの複素数を４２０番目から８３９番目までの複素数とする。また、サイクリックシフト部２１は、ＺＣ系列のうち４２０番目から８３９番目までの複素数を１番目から４１９番目までの複素数とする。そして、サイクリックシフト部２１は、サイクリックシフトされたＺＣ系列をＤＦＴ部２２へ送信する。図５は、サイクリックシフトを説明するための図である。

図２に戻り、ＤＦＴ部２２は、サイクリックシフト部２１によってサイクリックシフトされたＺＣ系列に対して、離散フーリエ変換処理を実行し、周波数領域信号に変換する。具体的には、ＤＦＴ部２２は、サイクリックシフト部２１によってサイクリックシフトされた８３９個の複素数であるＺＣ系列を取得する。

そして、ＤＦＴ部２２は、取得されたＺＣ系列に対して離散フーリエ変換処理を実行し、取得されたＺＣ系列を周波数領域信号に変換する。その後、ＤＦＴ部２２は、周波数領域信号に変換されたＺＣ系列をサブキャリアマッピング部２３へ送信する。

サブキャリアマッピング部２３は、位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に対して、周波数領域信号をマッピングする。また、サブキャリアマッピング部２３は、乗算削減テーブル部２８に記憶された副搬送波の帯域に周波数領域信号をマッピングする。

具体的には、サブキャリアマッピング部２３は、ＤＦＴ部２２から周波数領域信号に変換されたＺＣ系列を取得する。また、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤからＲＢ先頭位置が指定される。サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤからＲＢ先頭位置が指定された場合には、乗算削減テーブル部２８を参照する。

そして、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤから指定されたＲＢ先頭位置が乗算削減テーブル部２８に記憶されていた場合には、上位レイヤから指定されたＲＢ先頭位置と対応付けられたマッピング位置を乗算削減テーブル部２８から取得する。また、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤから指定されたＲＢ先頭位置と対応付けられたシフト量を乗算削減テーブル部２８から取得する。

そして、サブキャリアマッピング部２３は、２０４８個のサブキャリアのうち、乗算削減テーブル部２８から取得されたマッピング位置に、ＤＦＴ部２２から取得されたＺＣ系列をマッピングする。その後、サブキャリアマッピング部２３は、ＺＣ系列をマッピングした２０４８個のサブキャリアをＩＦＦＴ部２４へ送信する。また、サブキャリアマッピング部２３は、乗算削減テーブル部２８から取得されたシフト量をサブキャリアシフト部２６へ通知する。

一方、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤから指定されたＲＢ先頭位置が乗算削減テーブル部２８に記憶されていない場合には、２０４８個のサブキャリアの中心帯域に取得されたＺＣ系列をマッピングする。その後、サブキャリアマッピング部２３は、ＺＣ系列をマッピングしたサブキャリアをＩＦＦＴ部２４へ送信する。また、サブキャリアマッピング部２３は、シフト量を算出し、算出されたシフト量をサブキャリアシフト部２６へ通知する。

例えば、サブキャリアマッピング部２３は、ＤＦＴ部２２から周波数領域信号に変換されたＺＣ系列を取得する。また、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤからＲＢ先頭位置として「ＲＢ＃５」を指定される。サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤから「ＲＢ＃５」を指定された場合には、乗算削減テーブル部２８を参照し、「ＲＢ＃５」が記憶されているか判定する。サブキャリアマッピング部２３は、乗算削減テーブル部２８に「ＲＢ＃５」が記憶されていると判定した場合には、「ＲＢ＃５」と対応付けて記憶されたマッピング位置「−３２３〜５１５」を取得する。

ここで、サブキャリアマッピング部２３は、２０４８個のサブキャリアのうち最低帯域端のサブキャリアを「−１０２４」番目のサブキャリアとし、また、最高帯域端のサブキャリアを「１０２３」番目のサブキャリアとする。そして、サブキャリアマッピング部２３は、「−１０２４〜１０２３」番までのサブキャリアのうち、取得されたマッピング位置「−３２３〜５１５」にＤＦＴ部２２から取得されたＺＣ系列をマッピングする。

その後、サブキャリアマッピング部２３は、ＺＣ系列がマッピングされた２０４８個のサブキャリアをＩＦＦＴ部２４へ送信する。また、サブキャリアマッピング部２３は、乗算削減テーブル部２８を参照し、「ＲＢ＃５」と対応付けて記憶されたシフト量「−６１４４」を取得する。そして、サブキャリアマッピング部２３は、取得されたシフト量「−６１４４」をサブキャリアシフト部２６へ通知する。

また、例えば、サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤから「ＲＢ＃９」を指定された場合には、乗算削減テーブル部２８を参照し、「ＲＢ＃９」が記憶されているか判定する。サブキャリアマッピング部２３は、乗算削減テーブル部２８に「ＲＢ＃９」が記憶されていないと判定した場合には、２０４８個のサブキャリアの中心帯域である「−４１９〜４１９」番目のサブキャリアに取得されたＺＣ系列をマッピングする。

その後、サブキャリアマッピング部２３は、ＺＣ系列がマッピングされた２０４８個のサブキャリアをＩＦＦＴ部２４へ送信する。また、サブキャリアマッピング部２３は、以下の式（１）を用いて、サブキャリアシフト部２６がＺＣ系列をシフトさせる量を算出する。

ここで、式（１）中のｎ_{ｓｈｉｆｔ}とは、サブキャリアシフト部２６がＺＣ系列をシフトさせる量を示す。また、ＲＢＨとは、上位レイヤから指定されたＲＢ先頭位置を示す。サブキャリアマッピング部２３は、上位レイヤからＲＢ先頭位置として「ＲＢ＃９」を指定された場合には、数式（１）のＲＢＨに「９」を代入し、サブキャリアシフト部２６がＺＣ系列をシフトさせる量「−５４７２」を算出する。そして、サブキャリアマッピング部２３は、算出されたシフト量「−５４７２」をサブキャリアシフト部２６へ通知する。

ＩＦＦＴ部２４は、サブキャリアマッピング部２３によって周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して、時間領域信号に変換する。具体的には、ＩＦＦＴ部２４は、サブキャリアマッピング部２３によってＺＣ系列がマッピングされた２０４８個のサブキャリアを取得する。そして、ＩＦＦＴ部２４は、取得された２０４８個のサブキャリアに対して逆高速フーリエ変換を実行し、時間領域信号に変換する。

ここで、ＩＦＦＴ部２４は、周波数領域信号に対して逆高速フーリエ変換を実行した場合には、周波数領域信号と同数の系列長を有する時間領域信号を算出する。このため、ＩＦＦＴ部２４は、２０４８個のサブキャリアに対して逆高速フーリエ演算を実行した場合には、系列長２０４８サンプルの時間領域信号を算出する。その後、ＩＦＦＴ部２４は、変換された系列長２０４８サンプルの時間領域信号をアップサンプリング部２５へ送信する。

アップサンプリング部２５は、ＩＦＦＴ部２４によって変換された時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する。具体的には、アップサンプリング部２５は、ＩＦＦＴ部２４から系列長２０４８サンプルの時間領域信号を取得する。そして、アップサンプリング部２５は、取得された系列長２０４８サンプルの時間領域信号を系列長２４５７６サンプルの時間領域信号にアップサンプリングする。その後、アップサンプリング部２５は、アップサンプリングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号をサブキャリアシフト部２６へ送信する。

ここで、アップサンプリングとは、所定のサンプル数で表される信号をより多くのサンプル数で再サンプリングすることをいう。例えば、アップサンプリング部２５は、系列長２０４８サンプルの時間領域信号を所定のフィルタで補完し、補完された時間領域信号をアップサンプリングして、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を生成する。

サブキャリアシフト部２６は、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理を実行する。また、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた各サンプルの実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行する。

そして、サブキャリアシフト部２６は、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。また、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が虚数単位の整数乗倍以外となる場合には、回転因子と各サンプルとの積をそれぞれ算出することによって、周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。

具体的には、サブキャリアシフト部２６は、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。また、サブキャリアシフト部２６は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。

そしてサブキャリアシフト部２６は、取得された系列長２４５７６サンプルの時間領域信号と、回転因子との積を算出することによって、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトさせる。また、サブキャリアシフト部２６は、取得されたシフト量が「±６１４４」となる場合には、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトさせる。

ここで、回転因子は、サブキャリアマッピング部２３によってＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトさせるための因子である。例えば、サブキャリアマッピング部２３から通知されたシフト量ｎ_{ｓｈｉｆｔ}、アップサンプリング部２５から取得された各サンプルの順番をｋ、各サンプルの値をｘ（ｋ）、回転因子と各サンプルとの積をｘ_{ｓｈｉｆｔ}（ｋ）と表す。また、虚数単位をｉとする。この場合には、回転因子は、以下の式（２）で表される。

また、回転因子と各サンプルとの積ｘ_{ｓｈｉｆｔ}（ｋ）は、以下の式（３）で表される。

ここで、ｎ_{ｓｈｉｆｔ}が「±６１４４」の場合には、回転因子と各サンプルとの積ｘ_{ｓｈｉｆｔ}（ｋ）は、以下の式（４）で表される。

すなわち、回転因子は、ｎ_{ｓｈｉｆｔ}が「±６１４４」の場合には、虚数単位「ｉ」、「１」、負の虚数単位「−ｉ」、「−１」のいずれかの値のみとなる。ここで、各サンプルの値ｘ（ｋ）の実数成分をＩ、虚数成分をＱと表すと、ｘ_{ｓｈｉｆｔ}（ｋ）は、以下の式（５）〜式（８）のうちいずれかの式で表される。

このため、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が「１」となる場合には、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた各サンプルの値を周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせたサンプルの値とする。また、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が虚数単位「ｉ」となる場合には、入替処理を行うとともに、該入替処理後の実数成分の符号を反転させて周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。

また、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が「−１」となる場合には、符号反転処理を行って周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。また、サブキャリアシフト部２６は、回転因子が負の虚数単位「−ｉ」となる場合には、入替処理を行うとともに、該入替処理後の虚数成分の符号を反転させて周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトさせる。

すなわち、サブキャリアシフト部２６は、ｎ_{ｓｈｉｆｔ}が「±６１４４」の場合には、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた各サンプルと回転因子との積を算出することができる。このため、サブキャリアシフト部２６は、ｎ_{ｓｈｉｆｔ}が「±６１４４」の場合には、乗算処理を実行せずとも、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトさせることができる。

一方、サブキャリアシフト部２６は、通知されたシフト量が「±６１４４」以外の場合には、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた時間領域信号の各サンプルと回転因子とを乗算し、各サンプルと回転因子との積を算出する。具体的には、サブキャリアシフト部２６は、（３）式を用いて、回転因子と各サンプルとの積をそれぞれ算出する。

次に、図６を用いて、サブキャリアシフト部２６が実行するサブキャリアシフト処理について説明する。図６は、実施例２に係る無線通信装置のサブキャリアシフトを説明するための図である。図６に示すように、サブキャリアシフト部２６は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６を経て、生成された系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。そして、サブキャリアシフト部２６は、取得された系列長２４５７６サンプルの時間領域信号と回転因子との積を算出することによって、中心帯域にマッピングされたＺＣ系列を所定の帯域までシフトさせることができる（ステップＳ１０７）。

つまり、サブキャリアシフト部２６は、図６中Ａに示すように、ＺＣ系列が中心帯域にマッピングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。そして、サブキャリアシフト部２６は、図６中Ｂに示すように、回転因子と時間領域信号との積を算出することによって、図６中Ｃに示すように、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトする。

次に、図７を用いて、サブキャリアシフト部２６の構成について説明する。図７は、サブキャリアシフト部を説明するための図である。図７に示すように、サブキャリアシフト部２６は、クロック制御部３０、クロックゲーティングＡ３１、クロックゲーティングＢ３２、回転因子乗算部３３、ＩＱ反転入替部３４、出力データセレクタ部３５を有する。また、回転因子乗算部３３は、回転因子選択制御部３６、乗算器３７を有する。また、ＩＱ反転入替部３４は、入替部Ａ３８、入替部Ｂ３９、入替部Ｃ４０、データ選択部４１を有する。

クロック制御部３０は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。そして、クロック制御部３０は、取得されたシフト量が「±６１４４」の場合には、クロックゲーティングＡ３１を停止させ、クロックゲーティングＢ３２を駆動させる。また、クロック制御部３０は、取得されたシフト量が「±６１４４」以外の場合には、クロックゲーティングＡ３１を駆動させ、クロックゲーティングＢ３２を停止させる。

クロックゲーティングＡ３１は、回転因子乗算部３３へクロックを伝えるスイッチである。クロックゲーティングＡ３１は、クロック制御部３０によって駆動させられた場合には、回転因子乗算部３３にクロックを伝達し、回転因子乗算部３３を駆動させる。

クロックゲーティングＢ３２は、ＩＱ反転入替部へクロックを伝えるスイッチである。クロックゲーティングＢ３２は、クロック制御部３０によって駆動させられた場合には、ＩＱ反転入替部３４にクロックを伝達し、ＩＱ反転入替部３４を駆動させる。

回転因子乗算部３３は、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。また、回転因子乗算部３３は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。そして、回転因子乗算部３３は、回転因子と取得された時間領域信号の各サンプルとの積を算出することによって、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトする。

ＩＱ反転入替部３４は、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。また、ＩＱ反転入替部３４は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。そして、ＩＱ反転入替部３４は、取得された各サンプルに対して、入替処理及び／又は符号反転処理を実行することによって、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトする。

出力データセレクタ部３５は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。そして、出力データセレクタ部３５は、取得されたシフト量が「±６１４４」の場合には、ＩＱ反転入替部３４から出力された値をＣＰ挿入部２７へ送信する。また、出力データセレクタ部３５は、取得されたシフト量が「±６１４４」以外の場合には、回転因子乗算部３３から出力された値をＣＰ挿入部２７へ送信する。

回転因子選択制御部３６は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。そして、回転因子選択制御部３６は、式（２）を用いて、各サンプルごとの回転因子を算出する。そして、回転因子選択制御部３６は、算出された回転因子を乗算器３７へ送信する。乗算器３７は、回転因子選択制御部３６から取得した回転因子と、アップサンプリング部２５から取得された各サンプルとの積を算出し、出力データセレクタ部３５へ送信する。

入替部Ａ３８は、アップサンプリング部２５から時間領域信号を取得した場合には、各サンプルの実数成分と虚数成分とに対して、入替処理を行うとともに、入替後の実数成分の符号を反転させる符号反転処理とを実行する。そして、入替部Ａ３８は、入替処理と符号反転処理とを実行された各サンプルをデータ選択部４１へ送信する。

入替部Ｂ３９は、アップサンプリング部２５から時間領域信号を取得した場合には、各サンプルの実数成分と虚数成分とに対して、符号反転処理を実行する。そして、入替部Ｂ３９は、符号反転処理された各サンプルをデータ選択部４１へ送信する。

入替部Ｃ４０は、アップサンプリング部２５から時間領域信号を取得した場合には、各サンプルの実数成分と虚数成分とに対して、入替処理を行うとともに、入替後の虚数成分の符号を反転させる符号反転処理とを実行する。そして、入替部Ｃ４０は、入替処理と符号反転処理とを実行された各サンプルをデータ選択部４１へ送信する。

データ選択部４１は、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた系列長２４５７６サンプルの時間領域信号を取得する。ここで、データ選択部４１は、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた２４５７６サンプルの時間領域信号を一つずつ順に取得する。そして、取得された２４５７６サンプルの時間領域信号のうち、一番最初に取得された信号を「０」番目、一番最後に取得された信号を「２４５７５」番目の信号として、取得された各サンプルをカウントする。また、データ選択部４１は、各入替部３８〜４０から、入替処理及び／又は符号反転処理を実行された各サンプルの値を取得する。さらに、データ選択部４１は、サブキャリアマッピング部２３からシフト量を取得する。

そして、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「０」の場合には、アップサンプリング部２５から取得されたサンプルの値を選択する。また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「１」の場合には、入替部Ａ３８から取得されたサンプルの値を選択する。

また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「２」の場合には、入替部Ｂ３９から取得されたサンプルの値を選択する。また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「３」の場合には、入替部Ｃ４０から取得されたサンプルの値を選択する。そして、データ選択部４１は、選択された各サンプルの値を出力データセレクタ部３５へ送信する。

一方、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「−６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「０」の場合には、アップサンプリング部２５から取得されたサンプルの値を選択する。また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「−６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「１」の場合には、入替部Ｃ４０から取得されたサンプルの値を選択する。

また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「−６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「２」の場合には、入替部Ｂ３９から取得されたサンプルの値を選択する。また、データ選択部４１は、取得されたシフト量が「−６１４４」であり、かつ、カウントされたサンプルの番号を４で除算した余りが「３」の場合には、入替部Ａ３８から取得されたサンプルの値を選択する。そして、データ選択部４１は、選択された各サンプルの値を出力データセレクタ部３５へ送信する。

図２に戻り、ＣＰ挿入部２７は、サブキャリアシフト部２６から系列長２４５７６サブキャリアの時間領域信号を取得した場合には、復調のためのＣＰを挿入し、ＲＦ送信部１２へ送信する。

例えば、ベースバンド処理部１１、ＲＦ送信部１２、は電子回路である。また、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部２０、サイクリックシフト部２１、ＤＦＴ部２２、サブキャリアマッピング部２３、ＩＦＦＴ部２４、アップサンプリング部２５、サブキャリアシフト部２６、ＣＰ挿入部２７は、電子回路である。また、クロック制御部３０、回転因子乗算部３３、ＩＱ反転入替部３４、出力データセレクタ部３５は、電子回路である。また、回転因子選択制御部３６、乗算器３７、入替部Ａ３８、入替部Ｂ３９、入替部Ｃ４０、データ選択部４１は、電子回路である。ここで、電子回路の例として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array)などの集積回路、又はＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを適用する。

また、乗算削減テーブル部２８は、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリ (flash memory)などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置である。また、クロックゲーティングＡ３１、クロックゲーティングＢ３２は、スイッチである。

次に図８を用いて、実施例２に係る無線通信装置１０の処理について説明する。図８は、無線通信装置の処理を説明するための図である。図８に示すように、無線通信装置１０は、２４５７６個のサブキャリアではなく、２０４８個のサブキャリアにＺＣ系列をマッピングする。

そして、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアにＩＦＦＴ処理を実行し、系列長２０４８サンプルの時間領域信号を生成する。その後、無線通信装置１０は、生成された系列長２０４８サンプルの時間領域信号をアップサンプリングし、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号に拡張する。

さらに、無線通信装置１０は、図８中Ａに示すように、時間領域信号の各サンプルと回転因子との積を算出することによって、図８中Ｂに示すように、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトさせる。このため、無線通信装置１０は、２４５７６個のサブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を行わずとも、ＰＲＡＣＨの信号を生成することができる。

具体的には、無線通信装置１０は、２４５７６個のサブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を実行した場合には、約２４億回の乗算処理を実行する。ここで、無線通信装置１０は、Ｎ個のサブキャリアに対してＩＦＦＴ処理を実行した場合には、４ＮｌｏｇＮ回の乗算処理を実行する。このため、無線通信装置１０は、２０４８個のサブキャリアに対してＩＦＦＴ処理を実行した場合には、４×２０４８×ｌｏｇ（２０４８）より約９万回の乗算処理を実行する。結果として、無線通信装置１０は、乗算処理の処理量を大幅に削減することができる。

ここで、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせるために、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号と回転因子との積を算出する。このため、無線通信装置１０は、ＩＦＦＴ処理とは別に約１０万回の乗算処理を実行する。

そこで、図９に示すように、無線通信装置１０は、サブキャリアにＺＣ系列をマッピングする場合には、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせる量が「±６１４４」となるようにマッピングする。図９は、無線通信装置の乗算処理の削減を説明するための図である。なお、図９に示す例では、無線通信装置１０は、ＲＢ先頭位置「ＲＢ＃５」にＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせるものとする。

無線通信装置１０は、図９に示すように、２０４８個のサブキャリアの中心から９６個分高帯域にずれた帯域にＺＣ系列をマッピングする。無線通信装置１０は、２０４８個のサブキャリアの中心から９６個分高帯域にずれた帯域にＺＣ系列をマッピングした場合には、回転因子が虚数単位の整数乗倍となるため、乗算処理を実行せずとも、各サンプルと回転因子との積を算出することができる。このため、無線通信装置１０は、乗算処理の処理量をさらに削減することができる。

さらに、無線通信装置１０は、図４に示すように、ＲＢ＃１〜ＲＢ＃８、ＲＢ＃８６〜ＲＢ＃９３をＲＢ先頭位置とする場合には、シフト量が「±６１４４」となる帯域にＺＣ系列をマッピングすることができる。結果として、無線通信装置１０は、９５通りのＲＢ先頭位置のうち１７通りのＲＢ先頭位置については、乗算処理を回避することができるため、約１７％の乗算処理を回避することができる。

このため、無線通信装置１０は、ハードウェアを用いて乗算処理を実行した場合には、乗算処理の処理量を削減するため、消費電力を削減することができる。また、無線通信装置１０は、ソフトウェアを用いて乗算処理を実行した場合には、乗算処理に必要なメモリを削減することができる。

[無線通信装置の処理]
次に、図１０を用いて、無線通信装置１０の処理の流れについて説明する。図１０は、無線通信装置の処理の流れを説明するためのフローチャートである。無線通信装置１０は、基地局との下りリンク（Downlink）が確立されたことをトリガとして、処理を開始する。

まず、無線通信装置１０は、ＺＣ系列を生成する（ステップＳ２０１）。次に、無線通信装置１０は、生成されたＺＣ系列の順番をサイクリックシフトする（ステップＳ２０２）。そして、無線通信装置１０は、サイクリックシフトされたＺＣ系列に対してＤＦＴ処理を実行する（ステップＳ２０３）。次に、無線通信装置１０は、上位レイヤからＲＢ先頭位置が指定される（ステップＳ２０４）。

次に、無線通信装置１０は、指定されたＲＢ先頭位置が乗算削減テーブル部２８に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。無線通信装置１０は、指定されたＲＢ先頭位置が乗算削減テーブル部２８に記憶されていた場合には（ステップＳ２０５肯定）、２０４８個のサブキャリアのうち、指定されたＲＢと対応付けられたマッピング位置にＺＣ系列をマッピングする（ステップＳ２０６）。

次に、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされた２０４８個のサブキャリアに対してＩＦＦＴ処理を実行し、系列長２０４８サンプルの時間領域信号に変換する。（ステップＳ２０９）。次に、無線通信装置１０は、変換された系列長２０４８サンプルの時間領域信号をアップサンプリングし、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号に拡張する（ステップＳ２１０）。

次に、無線通信装置１０は、シフト量が「±６１４４」であるかどうか判定する（ステップＳ２１１）。そして、無線通信装置１０は、シフト量が「±６１４４」である場合には（ステップＳ２１１肯定）、入替処理及び／又は符号反転処理を実行し、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトさせる（ステップＳ２１２）。

次に、無線通信装置１０は、系列長２４５７６サンプルの時間領域信号に対して、復調のためのＣＰを挿入する（ステップＳ２１４）。そして、無線通信装置１０は、ＣＰが挿入された時間領域信号を基地局へ送信する（ステップＳ２１５）。その後、無線通信装置１０は、処理を終了する。

一方、無線通信装置１０は、指定されたＲＢ先頭位置が乗算削減テーブル部２８に記憶されていない場合には（ステップＳ２０５否定）、２０４８個のサブキャリアのうち、中心帯域にＺＣ系列をマッピングする（ステップＳ２０７）。次に、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を、指定されたＲＢ先頭位置までシフトさせるシフト量を算出する（ステップＳ２０８）。

また、無線通信装置１０は、シフト量が「±６１４４」以外である場合には（ステップＳ２１１否定）、ステップＳ２０８にて算出されたシフト量を用いて、回転因子と各サンプルとの積を算出する（ステップＳ２１３）。

[実施例２の効果]
上述したように、無線通信装置１０は、２４５７６個の全サブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を実行せずとも、２０４８個のサブキャリアに対するＩＦＦＴ処理を実行することで、ＰＲＡＣＨを送信することができる。このため、無線通信装置１０は、ＰＲＡＣＨを送信するためのＩＤＦＴ処理に係る膨大な回数の乗算処理を削減することができる。

また、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトさせる量が「±６１４４」となる帯域にＺＣ系列をマッピングする。すなわち、無線通信装置１０は、２０４８個のサブキャリアのうち、回転因子が虚数単位の整数倍となる帯域にＺＣ系列をマッピングする。そして、無線通信装置１０は、回転因子が虚数単位の整数倍となる場合には、各サンプルの入替処理及び／又は符号反転処理を行うのみで、回転因子と各サンプルとの積を算出できる結果、乗算処理の処理量をさらに削減することができる。結果として、無線通信装置１０は、ＰＲＡＣＨの送信に必要な乗算処理の処理量をさらに削減することができる。

また、無線通信装置１０は、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトさせる量が「±６１４４」となるＲＢ先頭位置とマッピング位置とを対応付けて記憶した乗算削減テーブル部２８を有する。このため、無線通信装置１０は、上位レイヤからＲＢ先頭位置を指定される度にマッピング位置及びシフト量を計算せずとも、適切なマッピング位置及びシフト量を取得することができる。結果として、無線通信装置１０は、マッピング位置及びシフト量の計算処理の処理量を削減することができる。

また、無線通信装置１０は、回転因子が虚数単位の整数乗倍以外の場合には、アップサンプリング部２５によってアップサンプリングされた各サンプルと回転因子との積を算出する。また、無線通信装置１０は、回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、入替処理及び／又は符号反転処理を実行し、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域までシフトする。このため、無線通信装置１０は、回転因子が虚数単位の整数乗倍以外の場合にもＰＲＡＣＨの送信を実行することができ、かつ、回転因子が虚数単位の整数乗倍の場合には、ＰＲＡＣＨの送信に必要な乗算処理の処理量を削減することができる。

これまで本願の実施例について説明したが実施例は、上述した実施例以外にも様々な異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、他の実施例を説明する。

（１）異なる帯域幅への適用
実施例２に係る無線通信装置１０は、最大帯域幅を２０ＭＨｚとし、２４５７６個のサブキャリアのうち中心帯域１４４００個のサブキャリアを用いて、ＰＲＡＣＨを送信していた。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、他の帯域幅を用いる無線通信装置に適用してもよい。

以下、一例として、最大帯域幅を４０ＭＨｚとする無線通信装置について説明する。無線通信装置は、最大帯域幅を４０ＭＨｚとした場合には、全４９１５２サブキャリアの中心帯域２８８００サブキャリア（ＲＢ＃０〜ＲＢ＃１９９）のうち、連続した６ＲＢを用いてＰＲＡＣＨを送信する。

無線通信装置は、系列長８３９サンプルのＺＣ系列を生成し、生成されたＺＣ系列をサイクリックシフトする。次に、無線通信装置は、サイクリックシフトされたＺＣ系列に対して、ＤＦＴ処理を実行する。次に、無線通信装置は、ＤＦＴ処理を実行されたＺＣ系列を２０４８個のサブキャリアにマッピングし、ＺＣ系列をマッピングされたサブキャリアに対してＩＦＦＴ処理を実行し、系列長２０４８サンプルの時間領域信号に変換する。

そして、無線通信装置は、系列長２０４８サンプルの時間領域信号に対してアップサンプリングを実行し、系列長４９１５２サンプルの時間領域信号に拡張する。その後、無線通信装置は、拡張された系列長４９１５２サンプルの時間領域信号と回転因子との積を算出し、ＺＣ系列がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域へシフトさせる。

このため、無線通信装置は、４９５１２個のサブキャリアに対してＩＤＦＴ処理を実行せずとも、最大帯域幅４０ＭＨｚでＰＲＡＣＨを送信することができるので、乗算処理の処理量を大幅に削減することができる。

ここで、図１１は、４０ＭＨｚでの乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。図１１に示すように、無線通信装置は、ＲＢ＃８〜ＲＢ＃１５、ＲＢ＃１８４〜ＲＢ＃１９１をＲＢ先頭位置とする場合には、シフト量が「±１２２８８」となるマッピング位置にＺＣ系列をマッピングすることができる。ここで、シフト量をｎ_{ｓｈｉｆｔ}と表した場合には、回転因子は、以下の式（９）で表すことができる。

このため、無線通信装置は、シフト量が「±１２２８８」となる帯域にＺＣ系列をマッピングした場合には、回転因子が「１」、「ｉ」、「−１」、「−ｉ」のいずれかの値となる。無線通信装置は、回転因子が「１」、「ｉ」、「−１」、「−ｉ」のいずれかの値である場合には、乗算処理を実行せずともＺＣ系列を所定の帯域にシフトさせる。結果として、無線通信装置は、１９５通りのＲＢ先頭位置のうち１６通りのＲＢ先頭位置については、乗算処理を回避することができるため、約８％の乗算処理を回避する。

（２）ＰＲＡＣＨ以外のチャネル送信への適用
実施例２に係る無線通信装置は、ＰＲＡＣＨを送信していた。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）、ＤＭ−ＲＳ（Demodulation Reference Signal）、Ｓ−ＲＳ（Sounding Reference Signal）等を送信してもよい。

一例として、ＰＵＳＣＨを送信する無線通信装置について説明する。ここで、図１２に示すように、無線通信装置は、１２サブキャリアを１ＲＢとし、２０４８サブキャリアの中心帯域１００ＲＢを用いて、最大帯域幅２０ＭＨｚでＰＵＳＣＨを送信するものとする。また、無線通信装置は、１００ＲＢのサブキャリアのうち、１ＲＢのサブキャリアに対して信号をマッピングするものとする。さらに、無線通信装置は、使用する１００ＲＢのサブキャリアのうち、最低帯域端のＲＢをＲＢ＃０とし、ＰＵＳＣＨを送信する場合には、「ＲＢ＃７」をＲＢ先頭位置として、信号をマッピングするものとする。図１２は、ＰＵＳＣＨ送信を説明するための図である。

まず、無線通信装置は、３２個のサブキャリアのうち１２個のサブキャリアに対して信号をマッピングする。ここで、無線通信装置は、「ＲＢ＃７」を先頭位置とする場合には、図１２に示すように、３２個のサブキャリアのうち中心から２個分高帯域にずらした帯域に信号をマッピングする。次に、無線通信装置は、信号がマッピングされた３２個のサブキャリアに対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）処理を実行し、系列長３２サンプルの時間領域信号に変換する。次に、無線通信装置は、変換された時間領域信号をアップサンプリングし、系列長２０４８サンプルの時間領域信号に拡張する。

このため、無線通信装置は、２０４８個のサブキャリア全てに対してＩＦＦＴ処理を実行せずにＰＵＳＣＨを送信することができる。結果として、無線通信装置は、ＰＵＳＣＨの送信に必要な乗算処理の処理量を削減することができる。

さらに、無線通信装置は、拡張された各サンプルと回転因子との積を算出し、信号がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域に「±５１２」個分シフトさせる。ここで、回転因子は、次の式（１０）で表すことができる。

このため、無線通信装置は、信号がマッピングされたサブキャリアの帯域を所定の帯域に「±５１２」個分シフトさせる場合には、回転因子の値を虚数単位の整数乗倍にすることができる。図１３に示すように、無線通信装置は、ＲＢ＃６〜ＲＢ＃７、ＲＢ＃９２〜ＲＢ＃９３をＲＢ先頭位置とする場合には、シフト量が「±５１２」となるため、回転因子の値を虚数単位の整数乗倍とすることができる。図１３は、ＩＦＦＴサイズ３２でのＰＵＳＣＨ送信における乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。

このように、無線通信装置は、回転因子の値が虚数単位の整数乗倍となる帯域に対して信号をマッピングした場合には、信号がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせる乗算処理の処理量を削減する。このため、無線通信装置は、ＰＵＳＣＨの送信に必要な乗算処理の処理量をさらに削減することができる。

ここで、図１４は、ＩＦＦＴサイズ１６でのＰＵＳＣＨ送信における乗算削減可能なＲＢ先頭位置を説明するための図である。図１４に示すように、無線通信装置は、１６個のサブキャリアにＩＦＦＴ処理を実行する場合にも、信号がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせる乗算処理の処理量を削減することができる。具体的には、無線通信装置は、ＲＢ＃７又はＲＢ＃９２をＲＢ先頭位置とする場合には、シフト量が「±５１２」となる帯域に信号をマッピングすることができる。

結果として、無線通信装置は、回転因子の値を虚数単位の整数乗倍とすることができるので、信号がマッピングされたサブキャリアの帯域をシフトさせる乗算処理の処理量を削減することができる。

（３）プログラム
ところで、実施例１に係る通信装置は、ハードウェアを利用して各種の処理を実現する場合を説明した。しかし、実施例はこれに限定されるものではなく、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしてもよい。そこで、以下では、図１５を用いて、実施例１に示した通信装置と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１５は、通信プログラムを実行するコンピュータの一例を説明するための図である。

図１５に例示されたコンピュータ２００は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３０、がバス１７０で接続される。また、図１５に例示されたコンピュータ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０がバス１７０で接続される。さらにバス１７０には、送信される信号を変調するＲＦ処理部１６０が接続される。また、ＲＦ処理部１６０は、変調された信号を送信するためのアンテナ１８０を有する。

ＲＯＭ１３０には、マッピングプログラム１３２、逆高速フーリエプログラム１３３、拡張プログラム１３４、シフトプログラム１３５があらかじめ保持される。ＣＰＵ１４０が各プログラム１３２〜１３５をＲＯＭ１３０から読み出して実行することにより、各プログラム１３２〜１３５は、マッピングプロセス１４２、逆高速フーリエプロセス１４３、拡張プロセス１４４、シフトプロセス１４５として機能する。なお、各プロセス１４２〜１４５は、図１に示した各部２〜５と同様の機能を発揮する。また、各プロセス１４２〜１４５は、実施例２に係る各部２３〜２６と同様の機能を発揮することも可能である。

なお、本実施例で説明した通信プログラムは、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータで読取可能な記録媒体に記録される。また、このプログラムは、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

１ 通信装置
２ マッピング部
３ 逆高速フーリエ変換部
４ 拡張部
５ シフト部
１０ 無線通信装置
１１ ベースバンド処理部
１２ ＲＦ送信部
１３ アンテナ
２０ Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列生成部
２１ サイクリックシフト部
２２ ＤＦＴ部
２３ サブキャリアマッピング部
２４ ＩＦＦＴ部
２５ アップサンプリング部
２６ サブキャリアシフト部
２７ ＣＰ挿入部

Claims (5)

1. 位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、前記副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に、前記周波数領域信号をマッピングするマッピング部と、
   前記マッピング部によって周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して、時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換部と、
   前記逆高速フーリエ変換部によって変換された前記時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する拡張部と、
   前記回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、前記拡張部によってアップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理、及び／又は、該実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行し、前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトするシフト部と、
   を有する事を特徴とする通信装置。
2. 前記マッピング部が前記周波数領域信号をマッピングすることができる副搬送波の帯域のうち、前記回転因子の値が虚数単位の整数乗倍となる副搬送波の帯域を記憶する乗算削減テーブル部をさらに有し、
   前記マッピング部は、前記乗算削減テーブル部に記憶された副搬送波の帯域に周波数領域信号をマッピングすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記シフト部は、前記回転因子が虚数単位の整数乗倍以外の場合には、前記拡張部によってアップサンプリングされた各サンプルと回転因子との積を算出し、前記回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、前記入替処理、及び／又は、前記符号反転処理を実行し、前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトすることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記シフト部は、前記回転因子が１となる場合には、前記拡張部によってアップサンプリングされた各サンプルの値を前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域が所定の帯域までシフトされたサンプルの値とし、前記回転因子が虚数単位となる場合には、前記入替処理を行うとともに、該入替処理後の実数成分の符号を反転させて前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトし、前記回転因子が−１となる場合には、符号反転処理を行って前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトし、前記回転因子が負の虚数単位となる場合には、前記入替処理を行うとともに、該入替処理後の虚数成分の符号を反転させて前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信装置。
5. 位相情報を含む周波数領域信号を伝達する副搬送波の帯域のうち、前記副搬送波の帯域を所定の帯域にシフトさせるための回転因子が虚数単位の整数乗倍となる帯域に、前記周波数領域信号をマッピングするマッピングステップと、
   前記マッピングステップによって周波数領域信号をマッピングされた副搬送波を逆高速フーリエ変換して、時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換ステップと、
   前記逆高速フーリエ変換ステップによって変換された前記時間領域信号をアップサンプリングして、サンプル数を拡張する拡張ステップと、
   前記回転因子が虚数単位の整数乗倍となる場合には、前記拡張ステップによってアップサンプリングされた各サンプルの実数成分と虚数成分を入替える入替処理、及び／又は、該実数成分又は虚数成分の符号を反転させる符号反転処理を実行し、前記周波数領域信号がマッピングされた副搬送波の帯域を所定の帯域までシフトするシフトステップと、
   を含む事を特徴とする通信方法。

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