JP2012129638A - 送信装置及び信号送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】送信信号の消費電力を低減させることが可能な送信装置及び信号送信方法を提供する。
【解決手段】変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた上限電力値を記憶する記憶部１０７と、通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応する要素信号の変調方式を決定する制御部１０２と、前記各移動局装置に対応する要素信号を、制御部１０２により決定された各変調方式により変調し、該変調された各移動局装置に対応する要素信号を多重化した送信信号を生成する送信信号生成部１３０と、記憶部１０７から、制御部１０２により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた上限電力値を取得し、前記送信信号の電力を該上限電力値以下に低減させる超過電力低減部１１５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は送信装置及び信号送信方法に関するものであり、特に、時間とともに変調方式が切り替わる信号の送信を行う信号送信装置及び信号送信方法に関するものである。

移動体通信等において高速通信を実現する多元接続方式として、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access、直交周波数分割多元接続）等がある。ＯＦＤＭＡ方式は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムや、ＷｉＭＡＸ（登録商標）方式の通信システムでも用いられている。

これらの方式による通信では、送信信号の生成時に複数のサブキャリアやコードの多重化を行うため、多重化された送信信号は、信号の平均電力に対して非常に大きい瞬時電力（ピーク電力）を有するという特徴がある。図１０は、ＯＦＤＭＡ方式による通信における、サブキャリア信号と、それらを多重化したＯＦＤＭＡ信号の電力の波形を概略的に示す図である。概して、平均電力に対するピーク電力の比率は、ピーク対平均電力比（Peak-to-Average Power Ratio，ＰＡＰＲ，単位はｄＢ）と称され、各サブキャリア信号に比べて、ＯＦＤＭＡ信号の波形はランダムであり、ＰＡＰＲも高くなる。

ここで、送信信号を増幅する増幅器の特性について説明する。図１１は、増幅器の入出力特性及び入力に対する電力効率を示す図である。動作点における増幅器の出力電力と、出力電力の飽和値（飽和出力電力）との差分をバックオフという。入力電力の増加等によりバックオフが減少するにつれ、増幅器の電力効率が向上することが示されている。ＰＡＰＲが大きい、すなわち平均電力に対しピーク電力が大きい信号について、歪みを抑制しつつ増幅するためには、バックオフを大きくする必要があるので、電力効率は低くなる。

そこで、従来から、ＣＦＲ（Crest Factor Reduction）、クリップ、又はクリッピングと称される処理（以下、「ＣＦＲ処理」と称する）によって、ＰＡＰＲを調整する方法が提案されてきた。具体的には、ソフトクリッピングやハードクリッピング等の処理がある（例えば、特許文献１参照）。

以下、ＣＦＲ処理前後の信号の分布について説明する。図１２は、ＣＦＲ処理前の信号電力の分布を示す図である。図１３は、ＣＦＲ処理後の信号電力の分布を示す図である。これらの図おいて、横軸はＰＡＰＲであり、この値が大きいほど大きな信号電力を有する信号を表す。縦軸はＣＣＤＦ（Complementary Cumulative Distribution Function、相補累積分布関数）であり、各信号の発生確率を示す。両者を比較すると、ＰＡＰＲ＝１０ｄＢとなる信号は、ＣＦＲ処理前には０．１％程度発生しているのに対して、ＣＦＲ処理後は全く発生していない。

ＣＦＲ処理は、ＰＡＰＲをどの程度下げるかを表すＣＦＲ値（単位：ｄＢ）で規定される。例えばＣＦＲ値＝４は、信号のＰＡＰＲを４ｄＢ下げることを意味し、実際にはＰＡＰＲが４ｄＢ下がるように、ピーク電力を低減する。ＣＦＲ値＝０は、ＣＦＲ処理を行わないことを意味する。一般的な、適応変調を用いるＯＦＤＭＡ方式による通信では、変調方式に関わらず、このＣＦＲ値を一定としている。

しかしながら、ＣＦＲ処理等によりピーク電力が低減されると、振幅情報が劣化し、変調精度（Error Vector Magnitude，ＥＶＭ）も劣化する。ＣＦＲ値が大きい処理を行えば、変調精度の劣化も大きくなる。概して、時間（タイムスロット）とともに変調方式が切り替わる適応変調を行う通信において、所要ＥＶＭは変調方式ごとに定められており、各所要ＥＶＭに対してＣＦＲ値が導出される。そこで、ＣＦＲ値を変調方式によらず一定とする場合には、各変調方式に対して導出されるＣＦＲ値のうち、最も小さい値に固定して、各変調方式の所要ＥＶＭを満たすようにすることができる。

この場合、所要ＥＶＭが最も高い変調方式以外の変調方式による通信時には、所要ＥＶＭを満たすＣＦＲ値よりも小さなＣＦＲ値によるＣＦＲ処理が行われることになる。このため、ピーク電力は該変調方式の所要ＥＶＭを実現するために必要なピーク電力よりも大きくなり、電力効率が悪い。具体的には、ＬＴＥやＷｉＭＡＸ（登録商標）で実行される、変調多値数の大きい変調方式では、高いＥＶＭが要求されるため、ＣＦＲ値をかなり小さくする必要がある。このＣＦＲ値をすべての変調方式に適用した場合、所要ＥＶＭが低い変調方式においては、所要ＥＶＭを満たすのに必要なＣＦＲ値に比べ、非常に小さな値によるＣＦＲ処理が行われることになる。この時、ピーク電力は所要ＥＶＭを実現するために必要なピーク電力よりも大幅に大きくなるため、電力効率が非常に悪いものとなる。

そこで、変調方式に基づいて増幅器に印加する電圧を変化させることにより、時間とともに変調方式が切り替わる送信信号の消費電力を削減する送信装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−３０６３４６号公報 特開２０１０−１０９６３０号公報

しかしながら、特許文献２において開示された制御方法では、基地局と通信しているユーザー（移動局装置）が１ユーザーでも、通信システム内で採用される変調方式のうちで変調多値数が最大の変調方式を使用している場合には、増幅器のドレイン電圧を変調多値数が最大の変調方式に合わせたものに設定するため、消費電力低減の効果を十分に得ることができなかった。

本発明の目的は、上記課題を解決するため、さらに送信信号の消費電力を低減させることが可能な送信装置及び信号送信方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る送信装置は、変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた上限電力値を記憶する記憶部と、通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応する要素信号の変調方式を決定する制御部と、前記各移動局装置に対応する要素信号を、前記制御部により決定された各変調方式により変調し、該変調された各移動局装置に対応する要素信号を多重化した送信信号を生成する送信信号処理部と、前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた上限電力値を取得し、前記送信信号の電力を該上限電力値以下に低減させる超過電力低減部と、を備えることを特徴とする。

さらに、本発明に係る送信装置において、前記制御部は、前記変調方式を、前記移動局装置の数が多いほど多くの変調方式の候補の中から決定し、前記移動局装置の数が少ないほど少ない変調方式の候補の中から決定する。

さらに、本発明に係る送信装置において、前記変調多値数の異なる複数の変調方式は、変調多値数が順次小さくなる第１の変調方式、第２の変調方式、及び第３の変調方式からなり、前記制御部は、前記移動局装置の数が前記第１の閾値を超える場合には、前記変調方式の候補を前記第１の変調方式、前記第２の変調方式、及び前記第３の変調方式とし、前記移動局装置の数が前記第１の閾値以下であり、かつ前記第２の閾値を超える場合には、前記変調方式の候補を前記第２の変調方式、及び前記第３の変調方式とし、前記移動局装置の数が前記第２の閾値以下である場合には、前記変調方式の候補を前記第３の変調方式とすることを特徴とする。

また、本発明に係る送信装置において、前記送信信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力電力を制御する制御電圧を生成する制御電圧生成部と、を更に備え、前記記憶部は、前記変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた制御電圧値を更に記憶し、前記制御電圧生成部は、前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた制御電圧値を取得し、前記制御電圧の値を該制御電圧値とすることを特徴とする。

また、本発明に係る信号送信方法は、記憶部と、制御部と、送信信号処理部と、超過電力低減部とを備える送信装置にて、送信信号を送信する信号送信方法であって、前記記憶部により、変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた上限電力値を記憶するステップと、通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応する要素信号の変調方式を決定するステップと、前記各移動局装置に対応する要素信号を、前記制御部により決定された各変調方式により変調し、該変調された各移動局装置に対応する要素信号を多重化した送信信号を生成するステップと、前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた上限電力値を取得し、前記送信信号の電力を該上限電力値以下に低減させるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、基地局が通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応するサブチャネル信号（要素信号）の変調方式を適応的に制御することにより、消費電力を低減させることができる。特に、比較的にトラフィックが少ないとされる夜間や、イベント等により特定時期のみトラフィックが多く、普段はトラフィックが少ない地域などで、全ユーザーに対するダウンリンクの変調方式を変調多値数の小さいものに限定することで、消費電力を低減させることができる。

本発明による一実施形態の基地局装置の構成を示す機能ブロック図である。 周波数帯域幅が２０ＭＨｚであるＬＴＥ方式の通信システムにおけるリソースブロックの割り当てを示す図である。 本発明による一実施形態の基地局装置の変調方式の決定方法を示すフローチャートである。 本発明による一実施形態の基地局装置のリソースブロックの割り当て数及び変調方式の候補の一例を示す図である。 本発明による一実施形態の基地局装置のリソースブロックの割り当て及び変調方式の一例を示す図である。 本発明による一実施形態の基地局装置の変調方式ごとに導出されるＣＦＲ値及びドレイン電圧の一例を示す図である。 本発明による一実施形態の基地局装置が実行する通信の一例を示す図である。 異なるドレイン電圧に対する増幅器の入出力特性を示す図である。 本発明による一実施形態の基地局装置の動作を示すフローチャートである。 ＯＦＤＭＡ方式による通信における送信信号の電力の波形を示す図である。 増幅器の入出力特性及び入力に対する電力効率を示す図である。 ＣＦＲ処理前の信号電力の分布を示す図である。 ＣＦＲ処理後の信号電力の分布を示す図である。

以下、本発明による一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、ＬＴＥ方式の通信システムにおいて適用した例について説明する。ＬＴＥ方式の通信システムでは、ユーザーへの周波数割り当ては、連続する１２個のサブキャリアを１リソースブロック(Resource Block，ＲＢ)として、ＲＢ単位で割り当てられる。ＬＴＥ方式の通信システムでは、周波数帯域幅を１．４ＭＨｚ，３ＭＨｚ，５ＭＨｚ，１０ＭＨｚ，１５ＭＨｚ，及び２０ＭＨｚの中から選択できるため、本実施形態では、周波数帯域幅が２０ＭＨｚであるＬＴＥ方式の通信システムを例に説明する。図２に示すように、周波数帯域幅が２０ＭＨｚであるＬＴＥ方式の通信システムにおいては、１スロットあたり１００ユーザーまで割り当て可能である。また、ＬＴＥシステムにおいて適用される変調方式は、ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ，及び６４ＱＡＭである。

図１は、一実施形態の基地局装置１０１の構成を示す機能ブロック図である。基地局装置１０１は、移動局装置に対し、適応変調を用いるＯＦＤＭＡ方式により多元接続された信号の送信を行う。基地局装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、送信信号処理部１０３と、ドレイン電圧生成部１０４と、増幅器１０５と、受信処理部１０６と、メモリ１０７と、切り替え部１０８と、アンテナ１０９とを備える。

アンテナ１０９は、基地局装置１０１が信号を送信する際には、切り替え部１０８を介して増幅器１０５から入力される信号を電波として送信する。また、基地局装置１０１が信号を受信する際には、アンテナ１０９は電波を受信し、受信した電波を切り替え部１０８を介して受信処理部１０６に出力する。

切り替え部１０８は、基地局装置１０１の動作状況に応じて、アンテナ１０９の接続先を、増幅器１０５と受信処理部１０６との間で切り替える。基地局装置１０１が信号を送信する際には、切り替え部１０８は、アンテナ１０９の接続先を増幅器１０５として、増幅器１０５の出力をアンテナ１０９に出力する。基地局装置１０１が信号を受信する際には、切り替え部１０８は、アンテナ１０９の接続先を受信処理部１０６として、アンテナ１０９の出力を受信処理部１０６に出力する。

受信処理部１０６は、アンテナ１０９から出力された信号を切り替え部１０８を介して受け取り、受け取った信号に対してＡＤ変換、復調などの処理を行って受信データを生成する。受信処理部１０６は、生成される受信データをＣＰＵ１０２に出力する。

ＣＰＵ１０２は、基地局装置１０１全体の動作を制御する。ＣＰＵ１０２は、アンテナ１０９、切り替え部１０８、受信処理部１０６を介して、移動局装置から送信された信号を受信する。ＣＰＵ１０２は、基地局装置１０１が通信を行う移動局装置の数に基づいて、基地局装置１０１から該移動局装置に送信する送信信号の変調方式を、時間とともに切り替える。変調方式は、例えば時分割されたタイムスロットごとに切り替わる。

図３は、ＣＰＵ１０２の変調方式の決定方法を示すフローチャートである。ステップ１０１では、基地局装置１０１が通信を行う移動局装置の数が第１の閾値を超えるか否かを判定し、ステップ１０２では、同時に通信を行う移動局装置の数が第２の閾値を超えるか否かを判定する。例えば、１スロットあたり１００ユーザーまで割り当て可能な、周波数帯域幅が２０ＭＨｚであるＬＴＥ方式の通信システムの場合には、第１の閾値を２５とし、第２の閾値を６とする。

ステップ１０３〜１０５では、同一スロット内の移動局装置の数に応じて、各移動局装置にＲＢを割り当てる。例えば、各移動局装置あたりのＲＢの割り当て数は、１００を移動局装置数で割った商とする。図４は、各移動局装置あたりのＲＢの割り当て数及び変調方式の候補の一例を示す図である。例えば、図４に示すように、移動局装置の数が１００の場合には、各移動局装置に１ＲＢを割り当て（ステップＳ１０３）、移動局装置の数が２５の場合には、各移動局装置に４ＲＢを割り当て（ステップＳ１０４）、移動局装置の数が６の場合には、各移動局装置に１６ＲＢを割り当てる（ステップＳ１０５）。

ステップ１０６〜１０８では、各移動局装置に対応するサブチャネル信号の変調方式を、移動局装置の数が多いほど多くの変調方式の候補の中から決定し、前記移動局装置の数が少ないほど少ない変調方式の候補の中から決定する。例えば、図４に示すように、移動局装置の数が１００の場合には、変調方式の候補を６４ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，及びＱＰＳＫとし、この候補の中から各移動局装置に対応する変調方式を決定し（ステップＳ１０６）、移動局装置の数が２５の場合には、変調方式の候補を１６ＱＡＭ及びＱＰＳＫとし、この候補の中から各移動局装置に対応するサブチャネル信号の変調方式を決定し（ステップＳ１０７）、移動局装置の数が６の場合には、変調方式の候補をＱＰＳＫとし、各移動局装置に対応するサブチャネル信号の変調方式をＱＰＳＫと決定する（ステップＳ１０８）。

このように、移動局装置の数が多い場合には、各移動局装置に割り当てられるＲＢ数が少なくなるため（ステップＳ１０３）、変調方式の候補にビットレートの高い６４ＱＡＭを含めるようにし（ステップＳ１０６）、移動局装置の数が少ない場合には、各移動局装置に割り当てられるＲＢ数が多くなるため（ステップＳ１０５）、変調方式をビットレートの低いＱＰＳＫに限定する（ステップＳ１０８）。これにより、移動局装置の数が増えた場合にビットレートが低下することを防止することができる。

ここで、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７における、変調方式の候補の中からの変調方式の決定は、各移動局装置から受信した信号のＳＩＮＲ（Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）に基づき、ＳＩＮＲが大きい場合には変調多値数が大きい変調方式に決定し、ＳＩＮＲが小さい場合には変調多値数が小さい変調方式に決定するのが好適である。例えば、図５に示すように、同一スロット内の移動局装置の数が２５の場合には、各移動局装置に４ＲＢを割り当て、各移動局装置から受信した信号のＳＩＮＲに基づき、各移動局装置に対応するサブチャネル信号の変調方式を１６ＱＡＭかＱＰＳＫかに決定する。

また、基地局装置１０１が通信を行う移動局装置の数も、例えば、タイムスロットごとに変化し、基地局装置１０１は、それぞれの移動局装置に送信される信号であるサブチャネル信号（要素信号）が直交周波数分割多重されたＯＦＤＭＡ信号を送信する。

送信信号処理部１０３は、半導体回路等からなり、ＣＰＵ１０２によって決定される変調方式に基づき、送信信号の処理を行う。送信信号処理部１０３は、送信信号生成部１３０と、ソフトクリッピング部１１５とを備える。送信信号生成部１３０は、直並列変換部１１０と、サブチャネル信号変調部１１１と、加算器１１２と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１１３と、信号補間部１１４と、ＧＩ（Guard Interval）付加部１１６と、シンボル整形部１１７と、ＤＡコンバータ１１８と、直交変調部１１９とを備える。

直並列変換部１１０は、送信信号処理部１０３が処理する送信信号を直並列変換により複数のサブチャネル信号に分割する。

サブチャネル信号変調部１１１は、直並列変換部１１０から入力される複数のサブチャネル信号のそれぞれに対し、ＣＰＵ１０２により決定された変調方式による変調を行う。

加算器１１２は、サブチャネル信号変調部１１１から入力される信号に対し、ソフトクリッピング部１１５から入力される信号の、負の加算処理（減算処理）を行う。

ＩＦＦＴ部１１３は、加算器１１２から入力される信号に対して、逆フーリエ変換を行う。

信号補間部１１４は、ＩＦＦＴ部１１３から入力される信号に対して、補間処理を行う。

ＧＩ付加部１１６は、信号補間部１１４から入力される信号に対して、遅延波による干渉を防ぐガードインターバルの付加を行う。

シンボル整形部１１７は、ＧＩ付加部１１６から入力される信号に対して、ウィンドウ整形処理を行い、帯域外スペクトルを低減させる。

ＤＡコンバータ１１８は、シンボル整形部１１７から入力される信号に対して、ＤＡ変換処理を行う。

直交変調部１１９は、ＤＡコンバータ１１８から入力される信号に対して、直交変調処理を行う。

ソフトクリッピング部１１５は、アンテナ１０９から送信すべき電力の上限電力を決定すし、送信信号の電力のうち、決定した上限電力を超える部分を当該上限電力以下に低減させる超過電力低減部として機能する。すなわちソフトクリッピング部１１５は、送信電力の上限値を決定し、クリッピング処理のための低減値を算出する。ここで、クリッピング処理とは、信号の電力のうち上限電力を超える部分を、上限電力に低減させる処理である。

クリッピング処理は、信号補間部１１４から出力される送信信号のＰＡＰＲを低減させるために実行される。ＰＡＰＲの低減量であるＣＦＲ値（単位：ｄＢ）は、変調方式ごとに規定される所要ＥＶＭから導出される。図６は、変調方式ごとに導出されるＣＦＲ値及びドレイン電圧の一例を示す図である。ドレイン電圧は、後述するドレイン電圧生成部１０４で使用される数値であり、メモリ１０７に保存されている。

ソフトクリッピング部１１５で用いられる上限電力は、ＰＡＰＲをＣＦＲ値分低減するために設定される、送信信号電力の上限値である。これらのＣＦＲ値は、シミュレーション等から予め決定される。この上限電力は、変調多値数の異なる複数の変調方式の各々と関連付けられて、メモリ１０７に保存されている。

前述のとおり、基地局装置１０１は、移動局装置と、タイムスロットごとに切り替わる変調方式による通信を行い、移動局装置の数もタイムスロットごとに変化する。図７は、基地局装置１０１が実行する通信の一例を示す図である。具体的には、ソフトクリッピング部１１５は、各タイムスロットにおいて行われている通信に適用されている変調方式のうち、変調多値数が最も大きい変調方式を取得する。例えばスロット１においては、変調多値数が最も大きい変調方式が１６ＱＡＭである。この時、図６より、ＣＦＲ値は４．０ｄＢ、ドレイン電圧は２８Ｖである。

ソフトクリッピング部１１５は、取得される変調多値数が最も大きい変調方式に基づいて、送信信号の上限電力を決定する。具体的には、ソフトクリッピング部１１５は、メモリ１０７から、取得した変調方式に関連づけて保存されている上限電力値を読み出して、送信電力の上限電力とする。そして、ソフトクリッピング部１１５は、この上限電力と、信号補間部１１４から出力される送信信号の電力から、加算器１１２における低減値を算出する。

ここで、ソフトクリッピング部１１５は、上限電力比較部１２０と、超過電力検出部１２１と、時間領域フィルタ部１２２と、ＦＦＴ部１２３と、周波数領域フィルタ部１２４とを備える。

上限電力比較部１２０は、メモリ１０７から取得した上限電力値と、信号補間部１１４から入力される送信信号の電力値と、を比較する。

超過電力検出部１２１は、上限電力比較部１２０における比較で上限電力よりも大きいと判断された送信信号の電力について、上限電力との差分を検出する。

時間領域フィルタ部１２２は、超過電力検出部１２１から入力される信号に対して、不要な時間成分を除去する。

ＦＦＴ部１２３は、時間領域フィルタ部１２２から入力される信号に対して、周波数成分のデータに変換する。

周波数領域フィルタ部１２４は、ＦＦＴ部１２３から入力される信号に対して、不要な周波数成分を除去する。

そして、ソフトクリッピング部１１５は、周波数領域フィルタ部１２４から出力される信号を、低減値として加算器１１２に出力する。加算器１１２により、サブチャネル信号変調部１１１から入力される信号から、ソフトクリッピング部１１５から入力される低減値を減ずることで、信号補間部１１４から入力される送信信号の、上限電力を超えている部分が上限電力と等しい値に抑えられる。送信信号処理部１０３から出力された信号は、増幅器１０５によって増幅され、切り替え部１０８へ出力される。

さらに、本実施の形態では、変調方式に応じて、増幅器１０５に印加されるドレイン電圧（制御電圧）を決定する。図８は、異なるドレイン電圧に対する増幅器１０５の入出力特性を示す図である。ドレイン電圧が低くなれば飽和出力電力は低くなっており、ドレイン電圧は飽和出力レベルを制御する制御電圧として作用している。増幅器１０５において、入力レベルを増大していった場合に、出力レベルが飽和出力レベルに達する時点での入力レベルを、飽和入力レベルとする。増幅器１０５は、送信信号処理部１０３から入力される信号のうち、飽和入力レベル未満である部分を、所期の増幅率で増幅する。図８から明らかなように、飽和入力レベルも、印加されるドレイン電圧に応じて変動する。例えば、ドレイン電圧が２４Ｖの場合、増幅器１０５が増幅可能な飽和出力レベルの範囲は４ｄＢであり、ドレイン電圧が２８Ｖの場合は７ｄＢであり、ドレイン電圧が３２Ｖの場合は、増幅器１０５が増幅可能な９ｄＢである。

ドレイン電圧生成部１０４は、変調方式に応じて、増幅器１０５のドレイン電圧を決定する。決定されたドレイン電圧を用いれば、飽和入力電力がソフトクリッピング部１１５で使用される上限電力以上になる。さらに、増幅器１０５のドレイン電圧が、飽和入力電力とソフトクリッピング部１１５の上限電力の差分が小さくなるように決定されることで、増幅器１０５のバックオフが低減される。

ドレイン電圧生成部１０４の動作を以下に説明する。ドレイン電圧生成部１０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５，１２６，１２７，１２８及びセレクタ１２９を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５，１２６，１２７，１２８は、それぞれ、図６に示すドレイン電圧２４Ｖ，２８Ｖ，３０Ｖ，３２Ｖを出力する。

セレクタ１２９は、変調方式に基づいて、増幅器１０５に印加する電圧を決定する増幅部電圧決定部として機能する。具体的には、セレクタ１２９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２５，１２６，１２７，１２８の出力のいずれか１つを選択する。

セレクタ１２９は、ＣＰＵ１０２から、対象スロットの送信信号の変調多値数が最も大きい変調方式を取得する。そして、取得した変調方式に基づいて、メモリ１０７に保存されている、図６のように規定される、変調方式に対応付けられたドレイン電圧が増幅器１０５に供給されるよう、スロットの開始タイミングを見計らいながらＤＣ／ＤＣコンバータ１２５，１２６，１２７，１２８の出力から１つを選択する。セレクタ１２９で選択された出力は、増幅器１０５のドレイン電圧として供給される。このように、ドレイン電圧生成部１０４も、ソフトクリッピング部１１５と同様、各タイムスロットにおける通信に適用されている変調方式のうち、変調多値数が最も大きい変調方式に基づいて、増幅器１０５のドレイン電圧を決定する。

次に、基地局装置１０１の動作を、フローチャートを用いて説明する。図９は、本発明に係る基地局装置１０１の動作を示すフローチャートである。基地局装置１０１は、このフローチャートで示される動作をタイムスロットの先頭で行う。

上述したように、基地局装置１０１は、ＣＰＵ１０２により、各移動局装置にＲＢを割り当て（Ｓ２０１）、変調方式を変調方式の候補の中から決定する（Ｓ２０２）。

次に、基地局装置１０１は、ソフトクリッピング部１１５及びドレイン電圧生成部１０４により、該タイムスロットで実行される通信の変調方式のうち、変調多値数が最大の変調方式を取得する（Ｓ２０３）。

次に、基地局装置１０１は、ソフトクリッピング部１１５により、ステップＳ２０３で取得した変調方式に基づいて上限電力を決定し、ドレイン電圧生成部１０４により、ステップＳ２０３で取得した取得した変調方式に基づいて増幅器１０５のドレイン電圧を決定する（Ｓ２０４）。

そして、基地局装置１０１は、ＲＢを割り当てた移動局装置と通信を開始する（Ｓ２０５）。

以上の動作により、適応変調による通信を行う基地局装置１０１において、ソフトクリッピング部１１５の上限電力及び増幅器１０５のドレイン電圧は、変調方式に応じて切り替えられる。通信を行う移動局装置の数に応じて変調方式を切り替え、移動局装置の数が少ない場合には６４ＱＡＭの変調方式が採用されないようになるため、時間とともに変調方式が切り替わる信号を送信する基地局装置１０１における消費電力を削減することができる。

また、増幅器１０５の飽和入力電力とソフトクリッピング部１１５の上限電力の差分を小さくなるようにするとともに、移動局装置の数に応じてドレイン電圧を決定することで、バックオフを低減できる。図１１に示すように、バックオフが減少すると、増幅器１０５の電力効率は向上する。従って、上述のようにドレイン電圧を決定することで、増幅器１０５の電力効率は向上する。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本実施形態においては、移動局装置の数に応じて変調多値数の異なる３つの変調方式の候補から変調方式を決定する制御方法を示したが、変調多値数の異なる変調方式の候補数は３つに限られるものではなく、２つ以上であればよい。また、変調方式は６４ＱＡＭ，１６ＱＡＭ，及びＱＰＳＫに限られるものではなく、ＢＰＳＫ，８ＰＳＫ，３２ＱＡＭ，１２８ＱＡＭ，２５６ＱＡＭ等を用いてもよい。

また、本実施形態においては、ピーク値の低減にソフトクリッピング処理を用いる構成を示したが、本発明はこの構成に限られるものではなく、ハードクリッピング、ＰＴＳ（Partial Transmit Sequence）、ＳＬＭ（Selected Mapping）、Insert Dummy Signal等、他の処理によって行ってもよい。

また、本実施形態においては、増幅器１０５のバックオフの制御として複数のＤＣ／ＤＣコンバータ１２５，１２６，１２７，１２８の出力から１つを選んでドレイン電圧として供給する構成を示したが、本発明はこの構成に限られるものではなく、例えば出力電圧を調整可能な電圧源を用いてもよいし、また、バックオフの制御もドレイン電圧の制御以外の方法で行う構成としてもよい。

また、本実施形態においては、ＯＦＤＭＡ方式による通信を行う基地局装置の構成を示したが、本発明はこの構成に限られるものではなく、瞬間的に大きな値をとる信号を送信する他の方式、例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式を採用する通信装置に対しても適用可能である。

１０１ 基地局装置
１０２ ＣＰＵ
１０３ 送信信号処理部
１０４ ドレイン電圧生成部
１０５ 増幅器
１０６ 受信処理部
１０７ メモリ
１０８ 切り替え部
１０９ アンテナ
１１０ 直並列変換部
１１１ サブチャネル信号変調部
１１２ 加算器
１１３ ＩＦＦＴ部
１１４ 信号補間部
１１５ ソフトクリッピング部
１１６ ＧＩ付加部
１１７ シンボル整形部
１１８ ＤＡコンバータ
１１９ 直交変調部
１２０ 上限電力比較部
１２１ 超過電力検出部
１２２ 時間領域フィルタ部
１２３ ＦＦＴ部
１２４ 周波数領域フィルタ部
１２５〜１２８ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２９ セレクタ
１３０ 送信信号生成部

Claims (5)

1. 変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた上限電力値を記憶する記憶部と、
   通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応する要素信号の変調方式を決定する制御部と、
   前記各移動局装置に対応する要素信号を、前記制御部により決定された各変調方式により変調し、該変調された各移動局装置に対応する要素信号を多重化した送信信号を生成する送信信号処理部と、
   前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた上限電力値を取得し、前記送信信号の電力を該上限電力値以下に低減させる超過電力低減部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記制御部は、前記変調方式を、前記移動局装置の数が多いほど多くの変調方式の候補の中から決定し、前記移動局装置の数が少ないほど少ない変調方式の候補の中から決定することを特徴とする送信装置。
3. 請求項２に記載の送信装置において、
   前記変調多値数の異なる複数の変調方式は、変調多値数が順次小さくなる第１の変調方式、第２の変調方式、及び第３の変調方式からなり、
   前記制御部は、
   前記移動局装置の数が前記第１の閾値を超える場合には、前記変調方式の候補を前記第１の変調方式、前記第２の変調方式、及び前記第３の変調方式とし、
   前記移動局装置の数が前記第１の閾値以下であり、かつ前記第２の閾値を超える場合には、前記変調方式の候補を前記第２の変調方式、及び前記第３の変調方式とし、
   前記移動局装置の数が前記第２の閾値以下である場合には、前記変調方式の候補を前記第３の変調方式とすることを特徴とする送信装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の送信装置において、
   前記送信信号を増幅する増幅部と、
   前記増幅部の出力電力を制御する制御電圧を生成する制御電圧生成部と、
   を更に備え、
   前記記憶部は、前記変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた制御電圧値を更に記憶し、
   前記制御電圧生成部は、前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた制御電圧値を取得し、前記制御電圧の値を該制御電圧値とすることを特徴とする送信装置。
5. 記憶部と、制御部と、送信信号処理部と、超過電力低減部とを備える送信装置にて、送信信号を送信する信号送信方法であって、
   前記記憶部により、変調多値数の異なる複数の変調方式の各々に対応付けられた上限電力値を記憶するステップと、
   通信を行う移動局装置の数に応じて、各移動局装置に対応する要素信号の変調方式を決定するステップと、
   前記各移動局装置に対応する要素信号を、前記制御部により決定された各変調方式により変調し、該変調された各移動局装置に対応する要素信号を多重化した送信信号を生成するステップと、
   前記記憶部から、前記制御部により決定された変調方式のうち変調多値数が最大の変調方式に対応付けられた上限電力値を取得し、前記送信信号の電力を該上限電力値以下に低減させるステップと、
   を含むことを特徴とする信号送信方法。

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