JP2013236200A - 通信機および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＦＤＭ方式の通信において、ＰＡＰＲを低減し、さらにＰＡＰＲの低減の程度を制御する。
【解決手段】変調部１１は入力信号から変調信号を生成し、直並列変換部１２は変調信号からサブキャリア変調信号を生成する。演算部１３は所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換または離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列および変換行列を用い、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の逆変換行列と、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、逆変換行列より１つ少ない個数の変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する。合成部１４演算データを合成してベースバンド信号を生成し、送信部１５はベースバンド信号から送信信号を生成し、アンテナ１０を介して送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信機および通信方法に関する。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式の通信では、入力信号をサブキャリア変調し、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation：逆高速フーリエ変換）を行い、ベースバンド信号を生成する。そのため、サブキャリアの数が増え、ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation：高速フーリエ変換）サイズが大きくなると、大きなピークを持つベースバンド信号が生成され、ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）が高くなるという性質を持っている。ＰＡＰＲが高くなると、信号を歪みなく伝送するために広範囲において線形性を有する増幅器が必要となる。そこでＰＡＰＲを低減するための技術が開発されている。

特許文献１では、ＰＡＰＲを低減するため、ＩＦＦＴを行う前に逐次決定法により算出した最適位相に基づきサブキャリア変調信号の位相を制御する。

特開２００６−１６５７８１号公報

ＯＦＤＭ方式の通信では、ＰＡＰＲを低減することが課題となっている。特許文献１では、ＰＡＰＲを低減する最適位相を算出するために繰り返し計算処理を行い、サブキャリアごとに位相を制御する必要がある。また特許文献１に開示されている技術では、ＰＡＰＲの低減の程度を制御することはできない。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭ方式の通信において、ＰＡＰＲを低減し、さらにＰＡＰＲの低減の程度を制御することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る通信機は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
入力信号を所定の変調方式で変調し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する変調手段と、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算手段と、
前記演算データを合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する合成手段と、
前記ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る通信機は、
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信手段と、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成する直並列手段と、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算手段と、
前記サブキャリア変調信号を所定の復調方式で復調する復調手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明の第３の観点に係る通信方法は、
入力信号を所定の変調方式で変調し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する変調ステップと、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算ステップと、
前記演算データを合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する合成ステップと、
前記ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明の第４の観点に係る通信方法は、
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信ステップと、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成する直並列ステップと、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算ステップと、
前記サブキャリア変調信号を所定の復調方式で復調する復調ステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ＯＦＤＭ方式の通信において、ＰＡＰＲを低減し、さらにＰＡＰＲの低減の程度を制御することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。 実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。 実施の形態に係る演算部が行う演算処理の例を示す図である。 実施の形態に係る演算部が行う演算処理の例を示す図である。 実施の形態に係る通信機が行う送信制御の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態に係る通信機が行う受信制御の動作の一例を示すフローチャートである。 シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。 シミュレーションしたＢＥＲの特性を示す図である。 シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。 シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。 シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

図１は、本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。通信機１は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式の無線通信により他の機器と通信を行う。通信機１は、アンテナ１０、変調部１１、直並列変換部１２、演算部１３、合成部１４、送信部１５、およびコントローラ２０を備える。

コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、およびＲＯＭ（Read-Only Memory）２４を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ２０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ２０は通信機１の各部にＩ／Ｏ（Input／Output）２２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

ＲＡＭ２３には、例えば送信フレームを生成するためのデータが記憶されている。ＲＯＭ２４は、コントローラ２０が通信機１の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ２０は、制御プログラムに基づいて、通信機１を制御する。

図２は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。上述の通信機１に受信機能をもたせるため、図２に示す通信機１はさらに復調部３１、並直列変換部３２、逆演算部３３、直並列変換部３４、受信部３５、および送受信切替部３６を備える。送信機能および受信機能を備える図２に示す通信機１を用いて、通信機１が行う通信方法について以下に説明する。

変調部１１は、入力信号を所定の変調方式で変調し、変調信号を生成し、直並列変換部１２に送る。変調方式として、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying：四位相偏移変調）を用いる。直並列変換部１２は、変調信号を直並列変換し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する。そして、サブキャリア変調信号を演算部１３に送る。

演算部１３は、所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックがＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transformation：逆離散フーリエ変換）を示す行列である逆変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の逆変換行列を用意する。ブロック対角行列とは、正方行列を行数および列数が互いに同じである所定の個数の小行列に分割し、該正方行列の対角に位置する小行列である対角ブロック以外の要素の値を０とした行列である。なお本発明で用いるブロック対角行列には、小行列が分割前の正方行列に一致する場合も含まれる、すなわち逆変換行列はＩＤＦＴを示す行列に一致してもよい。

演算部１３は、逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックがＤＦＴ（Discrete Fourier Transformation：離散フーリエ変換）を示す行列である変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、逆変換行列より１つ少ない個数の変換行列を用意する。逆変換行列と同様に、変換行列はＤＦＴを示す行列に一致してもよい。

演算部１３は、逆変換行列と変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成し、合成部１４に送る。

演算部１３は、例えば以下のように演算処理を行う。ここで行列の演算の表示形式について定義する。下記（１）式で表される行列Ａおよび行列Ｂのクロネッカー積は、下記（２）式で表される。

上記（１）、（２）式より、行列Ａおよび行列Ｂのクロネッカー積の各要素は、下記（３）式で表される。

上記ブロック対角行列の行数および列数をＮとし、ＩＤＦＴまたはＤＦＴを示す行列の行数および列数をＮ_ｉとすると、Ｎは、下記（４）式で表される。式中のｋ_ｉは自然数である。ｉは、逆変換行列および変換行列を一意に特定するための番号である。

逆変換行列は、下記（５）式で表される行数および列数がｋ_ｉである単位行列Ｉ_ｉと行数および列数がＮ_ｉであるＩＤＦＴを示す行列Ｆ_ｉ ^−１のクロネッカー積で表され、変換行列は、行数および列数がｋ_ｉである単位行列Ｉ_ｉと行数および列数がＮ_ｉであるＤＦＴを示す行列Ｆ_ｉのクロネッカー積で表される。逆変換行列Ｇ_ｉ ^−１および変換行列Ｇ_ｉは、下記（６）式で表される。

演算部１３は、演算結果が単位行列または行数および列数がＮのＩＤＦＴを示す行列にならないように、例えば、それぞれｋ_ｉの値が異なる、逆変換行列と変換行列とを交互に乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する。サブキャリア変調信号をｄとし、逆変換行列と変換行列をあわせてｍ個用意したとすると、演算データｕは、下記（７）式で表される。

図３および図４は、実施の形態に係る演算部が行う演算処理の例を示す図である。図３（ａ）は、サブキャリア変調信号の信号点配置図である。演算部１３は、Ｎ＝２０４８とし、ｋ_１＝５１２である逆変換行列Ｇ_１ ^−１、ｋ_２＝６４である変換行列Ｇ_２、ｋ_３＝１２８である逆変換行列Ｇ_３ ^−１、ｋ_４＝８である変換行列Ｇ_４、ｋ_５＝１である逆変換行列Ｇ_５ ^−１、ｋ_６＝２である変換行列Ｇ_６、ｋ_７＝１６である逆変換行列Ｇ_７ ^−１を用意する。図３（ｂ）はＧ_１ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図３（ｃ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図３（ｄ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ａ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｂ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｃ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１・Ｇ_６にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｄ）はＧ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１・Ｇ_６・Ｇ_７ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算して生成した演算データである。

上述の演算を施して生成した演算データの信号点配置図は、図３（ａ）に示すサブキャリア変調信号の信号点配置図と比べて、各要素が分散していることがわかる。これにより、ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）を低減することができる。

合成部１４は、演算データを合成し、合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する。合成部１４は、ベースバンド信号を送信部１５に送る。送信部１５は、ベースバンド信号から送信信号を生成し、送受信切替部３６およびアンテナ１０を介して他の機器に送信信号を送る。

図５は、実施の形態に係る通信機が行う送信制御の動作の一例を示すフローチャートである。変調部１１は、入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成し、直並列変換部１２は、変調信号を直並列変換し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する（ステップＳ１１０）。

演算部１３は、逆変換行列と変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する（ステップＳ１２０）。合成部１４は、演算データを合成し、合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する（ステップＳ１３０）。送信部１５は、ベースバンド信号から送信信号を生成し、送受信切替部３６およびアンテナ１０を介して他の機器に送信信号を送る（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の送信処理が完了すると、処理を終了する。

受信側での処理を以下に説明する。受信部３５は、アンテナ１０および送受信切替部３６を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、直並列変換部３４に送る。直並列変換部３４は、ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成して、並列信号を逆演算部３３に送る。

逆演算部３３は、所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定のＤＦＴを示す行列である受信側変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の受信側変換行列を用意する。所定のＤＦＴを示す行列とは、受信側変換行列に対応する、送信側の演算部１３で用いた逆変換行列の対角ブロックであるＩＤＦＴを示す行列の逆行列であり、受信側変換行列はそれぞれ、送信側の演算部１３で用いた各逆変換行列の逆行列である。

逆演算部３３は、受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定のＩＤＦＴを示す行列である受信側逆変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、受信側変換行列より１つ少ない個数の受信側逆変換行列を用意する。所定のＩＤＦＴを示す行列とは、受信側逆変換行列に対応する、送信側の演算部１３で用いた変換行列の対角ブロックであるＤＦＴを示す行列の逆行列であり、受信側逆変換行列はそれぞれ、送信側の演算部１３で用いた各変換行列の逆行列である。

逆演算部３３は、受信側変換行列と受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。逆演算部３３は、送信側の演算部１３で演算データを生成する際に逆変換行列と変換行列を乗算する順序と逆の順序で、該逆変換行列の逆行列である受信側変換行列と該変換行列の逆行列である受信側逆変換行列とを乗算した演算結果に並列信号を乗算する。並列信号をｒとすると、並列信号ｒは演算データｕに一致する。上記（７）式より、該演算結果に並列信号を乗算した結果であるｓは、下記（８）式で表されるように、サブキャリア変調信号ｄに一致する。逆演算部３３は、サブキャリア変調信号を並直列変換部３２に送る。

並直列変換部３２は、サブキャリア変調信号を並直列変換し、直列信号を生成して復調部３１に送る。復調部３１は、直列信号を所定の復調方式で復調する。例えば、復調部３１は直列信号のＱＰＳＫ復調を行う。これにより変調部１１で変調した入力信号を復調部３１で復調して出力することができる。

図６は、実施の形態に係る通信機が行う受信制御の動作の一例を示すフローチャートである。受信部３５は、アンテナ１０および送受信切替部３６を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成する（ステップＳ２１０）。直並列変換部３４は、ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成する（ステップＳ２２０）。

逆演算部３３は、受信側変換行列と受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する（ステップＳ２３０）。並直列変換部３２は、サブキャリア変調信号を並直列変換して直列信号を生成し、復調部３１は、直列信号を所定の復調方式で復調する（ステップＳ２４０）。ステップＳ２４０の復調処理が完了すると、処理を終了する。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る通信機１によれば、ＯＦＤＭ通信方式において、サブキャリア変調信号に所定の演算を施して生成した演算データを合成して、ベースバンド信号を生成することでＰＡＰＲを低減することが可能となる。また後述するように、ＰＡＰＲを低減し、ＰＡＰＲの低減の程度を制御することが可能となる。

（具体例）
次に、シミュレーションにより実施の形態に係る発明の効果を説明する。変調方式をＱＰＳＫとし、Ｎ＝２０４８として、ＰＡＰＲのＣＣＤＦ（Complementary Cumulative Distribution Function：相補累積分布関数）、すなわちＰＡＰＲの発生確率の特性を比較した。図７は、シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。横軸はＰＡＰＲ（単位：ｄＢ）、縦軸はＰＡＰＲのＣＣＤＦである。従来技術とは、上述のような演算を加えずに、ＦＦＴサイズを２０４８としてサブキャリア変調信号のＩＦＦＴを行い、ベースバンド信号を生成する方法である。本実施の形態においては、図４（ｄ）と同様に、Ｇ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１・Ｇ_６・Ｇ_７ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した。

従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が太い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のＣＣＤＦ特性が細い実線のグラフである。図に示す範囲において、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは従来技術と比べて低減されている。サブキャリア変調信号の各要素の位相が同じである同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合のＰＡＰＲは、従来技術が３３．１ｄＢであるのに対し、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは３．０１ｄＢとなり、ＰＡＰＲが大きく改善した。

同様にＢＥＲについてのシミュレーションを行った。図８は、シミュレーションしたＢＥＲ特性を示す図である。横軸はＥｂ／Ｎｏ（Energy per Bit to NOise power spectral density ratio：ビットエネルギー対雑音電力密度比）、縦軸はＢＥＲである。Ｅｂ／Ｎｏの単位はｄＢである。従来技術のＢＥＲはプロット点を四角で表したグラフであり、本実施の形態に係る発明のＢＥＲがプロット点を三角で表したグラフである。従来技術と本実施の形態に係る発明のＢＥＲはほぼ同じであることがわかる。演算データの生成に用いる逆変換行列および変換行列を変えても、同様の結果が得られた。

図９、図１０、および図１１は、シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。変調方式をＱＰＳＫとし、Ｎ＝２０４８として、本実施の形態において、逆変換行列および変換行列を変えてシミュレーションを行った。それぞれの図において、従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が太い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のＣＣＤＦ特性が細い実線のグラフである。

図９は、本実施の形態において、ｋ_１＝５１２である逆変換行列Ｇ_１ ^−１、ｋ_２＝２５６である変換行列Ｇ_２、ｋ_３＝１２８である逆変換行列Ｇ_３ ^−１、ｋ_４＝２である変換行列Ｇ_４、ｋ_５＝１である逆変換行列Ｇ_５ ^−１、ｋ_６＝４である変換行列Ｇ_６、ｋ_７＝３２である逆変換行列Ｇ_７ ^−１を用い、Ｇ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１・Ｇ_６・Ｇ_７ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した場合である。同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合の本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは、３．０１ｄＢであった。

図１０は、本実施の形態において、ｋ_１＝１０２４である逆変換行列Ｇ_１ ^−１、ｋ_２＝２である変換行列Ｇ_２、ｋ_３＝１である逆変換行列Ｇ_３ ^−１を用い、Ｇ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した場合である。同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合の本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは、６．０２ｄＢであった。

図１１は、本実施の形態において、ｋ_１＝１０２４である逆変換行列Ｇ_１ ^−１、ｋ_２＝５１２である変換行列Ｇ_２、ｋ_３＝２５６である逆変換行列Ｇ_３ ^−１、ｋ_４＝１２８である変換行列Ｇ_４、ｋ_５＝６４である逆変換行列Ｇ_５ ^−１、ｋ_６＝３２である変換行列Ｇ_６、ｋ_７＝１である逆変換行列Ｇ_７ ^−１を用い、Ｇ_１ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_３ ^−１・Ｇ_４・Ｇ_５ ^−１・Ｇ_６・Ｇ_７ ^−１にサブキャリア変調信号を乗算し演算データを生成した場合である。

図９および図１０では、従来技術と比べてＰＡＰＲが低減されているが、図１１では、従来技術とほぼ同じＰＡＰＲ特性を示している。したがって、逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序に基づき、ＰＡＰＲが変化することがわかる。好適な逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序に基づいて演算データを生成するよう構成すればよい。

上述のシミュレーションにより、サブキャリア変調信号に所定の演算を施して生成した演算データを合成して、ベースバンド信号を生成することでＰＡＰＲを低減できることがわかった。また逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序を変更することでＰＡＰＲの低減の程度を制御できることがわかった。

本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。変調部１１の変調方式は、ＱＰＳＫに限られず、ＱＰＳＫ以外のＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）などを用いることができる。変調部１１と直並列変換部１２の順序を変えて、入力信号を直並列変換してサブキャリア信号に割り当て、並列信号の各データを所定の変調方式で変調するよう構成してもよい。その場合、受信側では復調部３１と並直列変換部３２の順序を変えて、復調処理を行う。

演算部１３が行う演算処理は上述の実施の形態に限られない。逆変換行列と変換行列を交互に演算せずに、例えばＧ_１ ^−１・Ｇ_２ ^−１・Ｇ_３にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成してもよい。この場合、逆演算部３３はＧ_３ ^−１・Ｇ_２・Ｇ_１に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。また演算部１３は、対角ブロックの大きさが同じである逆変換行列または変換行列を複数用いて、例えばＧ_１ ^−１・Ｇ_１ ^−１・Ｇ_２にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成してもよい。この場合、逆演算部３３はＧ_２ ^−１・Ｇ_１・Ｇ_１に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。

１ 通信機
１０ アンテナ
１１ 変調部
１２ 直並列変換部
１３ 演算部
１４ 合成部
１５ 送信部
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ Ｉ／Ｏ
２３ ＲＡＭ
２４ ＲＯＭ
３１ 復調部
３２ 並直列変換部
３３ 逆演算部
３４ 直並列変換部
３５ 受信部
３６ 送受信切替部

Claims (4)

1. 直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
   入力信号を所定の変調方式で変調し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する変調手段と、
   所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算手段と、
   前記演算データを合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する合成手段と、
   前記ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする通信機。
2. 直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
   送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信手段と、
   前記ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成する直並列手段と、
   所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算手段と、
   前記サブキャリア変調信号を所定の復調方式で復調する復調手段と、
   を備えることを特徴とする通信機。
3. 直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
   入力信号を所定の変調方式で変調し、周波数成分が互いに直交するサブキャリアに割り当て、サブキャリア変調信号を生成する変調ステップと、
   所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算ステップと、
   前記演算データを合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する合成ステップと、
   前記ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信ステップと、
   を備えることを特徴とする通信方法。
4. 直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
   送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信ステップと、
   前記ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成する直並列ステップと、
   所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算ステップと、
   前記サブキャリア変調信号を所定の復調方式で復調する復調ステップと、
   を備えることを特徴とする通信方法。

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