JP4398791B2

JP4398791B2 - 送信機および送信制御方法

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Publication number: JP4398791B2
Application number: JP2004155032A
Authority: JP
Inventors: 啓正藤井; キユンシン; 孝浩浅井; 博人須田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: US7463698B2; EP1601149A2; CN1703037B; CN1703037A; EP1601149B1; EP1601149A3; JP2005341055A; US20050265479A1

Description

本発明は、無線通信に用いられる送信機および送信制御方法に関する。

マルチパス環境においても、符号間干渉の影響を受けない方式としてＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式が注目されている。このＯＦＤＭ伝送方式で用いられる送信機の構成を、図１を参照して説明する。

送信機１は、情報ビットが入力されるシンボル生成部２と、シンボル生成部２と接続されたＳ／Ｐ（直列／並列）変換部３と、Ｓ／Ｐ変換部３と接続されたＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部４と、ＩＦＦＴ部４と接続されたＰ／Ｓ（並列／直列）変換部５と、Ｐ／Ｓ変換部５と接続されたＧＩ付加部６と、ＧＩ付加部６と接続されたアンテナ７とを備える。

情報ビットがシンボル生成部２に入力されると、シンボル生成部２は、シングルキャリア伝送時と同様に、入力された情報ビット系列に対して、誤り訂正符号化、インターリーブ、シンボルマッピングなどを行い、送信シンボルを生成し、生成した送信シンボルをＳ／Ｐ変換部３に入力する。Ｓ／Ｐ変換部３は、入力された送信シンボルを直並列変換し、直並列変換した信号をＩＦＦＴ部４に入力する。ＩＦＦＴ部４は入力信号を直交したマルチキャリア信号に変換し、この信号をＰ／Ｓ変換部５に入力する。Ｐ／Ｓ変換部５は、入力信号を並直列変換し、この信号をＧＩ付加部６に入力する。ＧＩ付加部６はこの信号に対して、この信号の一部をコピーしたガードインターバルを挿入する。ガードインターバルが挿入された信号は、アンテナ７から送信される。
上述したＯＦＤＭ伝送を行う場合の問題として、ＯＦＤＭ変調された信号、すなわちＩＦＦＴ部４の出力信号に、平均振幅と比較して非常に大きい振幅値を有する信号が現れるＰＡＰＲ(Peak to average power ratio)問題がある。

この問題は、マルチキャリア変調の特徴であり、個々に変調された多くのキャリアの信号成分がある出力に対して同位相で合成されると、この時点の信号に対する加算出力が非常に大きくなり、平均出力に対して大きなピークを持つようになる。生じ得る最大のピーク電力は平均電力に対してサブキャリア数倍になる。

このＰＡＰＲが問題になるのは送信アンプの特性による。送信アンプでは、増幅器への入出力が線形となる領域が限られており、線形領域を超えた信号が入力された場合、出力波形が歪むことにより、伝送品質の劣化や、帯域外への電力輻射を増大させるなどの問題が生じる。また、この線形領域を広げると、増幅効率が低くなることが知られており、送信信号の振幅（電力）分布としては、平均値に比較して高い振幅を持つサンプルが存在しないほうが好ましい。

ＰＡＰＲ低減法として、クリッピング（＋フィルタリング）（例えば、非特許文献１参照）、ＰＴＳ法（例えば、非特許文献２参照）、巡回シフト法（例えば、非特許文献３参照）などが提案されている。

クリッピングでは、時間信号において生じるピークを、ある規定値（最大振幅）で置き換える。

ＰＴＳ法または巡回シフト法を用いてピーク低減を行う場合の送信機の構成を、図２を参照して説明する。

この送信機は、図１を参照して説明した送信機１を構成するＩＦＦＴ部４に代わりＰＴＳ法または巡回シフト法を適用した低ピークＩＦＦＴ部８を用いる。

低ピークＩＦＦＴ部８の構成について、図３を参照して説明する。

低ピークＩＦＦＴ部８は、分割ＩＦＦＴ部８−１と、分割ＩＦＦＴ部８−１と接続された合成部８−２とを備える。合成部８−２は、分割ＩＦＦＴ部８−１と接続されたピーク低減処理部８−２１およびピーク低減処理部８−２２と、ピーク低減処理部８−２１、ピーク低減処理部８−２２および分割ＩＦＦＴ部８−１と接続されたピーク低減処理制御部８−２３と、ピーク低減処理部８−２１およびピーク低減処理部８−２２と接続された加算部８−２４とを備える。加算部８−２４は、ピーク低減処理部８−２１およびピーク低減処理部８−２２と接続された複数の加算器を備える。また、加算部８−２４の出力信号は、Ｐ／Ｓ変換部５に入力される。

この方式では、分割ＩＦＦＴ部８−１は、入力される複数のサブキャリアを複数のグループ、例えばＮ_Ｇ個のグループ（Ｎ_Ｇは、Ｎ_Ｇ＞１の整数）に分割してＩＦＦＴを行う。この分割してＩＦＦＴを行う分割ＩＦＦＴ部８−１の構成を、８ポイントのＩＦＦＴを２つに分割して行う場合を例として、図４を参照して説明する。

分割ＩＦＦＴ部８−１は、第１ＩＦＦＴ部８−１１と第２ＩＦＦＴ部８−１２とを備える。例えば、ｆ（０）からｆ（３）に対応する時間信号を生成する場合、第１ＦＦＴ部８−１１のｆ（０）からｆ（３）にＩＦＦＴ変換を行いたい信号を入力し、ｆ（４）からｆ（７）に０を入力する。しかし、このような構成をとる場合、２つのＩＦＦＴ、すなわち第１ＩＦＦＴ部８−１１および第２ＩＦＦＴ部８−１２を用いることからもわかるように、分割しない場合に比べ２倍の計算量がＩＦＦＴ処理において必要となる。

このように生成された２つのＩＦＦＴからの出力のうち、上段、すなわち第１ＩＦＦＴ部８−１１からは、サブキャリア０から３に対応する時間信号成分が、下段、すなわち第２ＩＦＦＴ部８−１２からは、サブキャリア４から７に対応する時間信号成分が出力する。通常のＩＦＦＴでは、上段の信号と下段の信号の同一時点を示す信号が加算される。

この巡回シフト法およびＰＴＳ法によるＰＡＰＲ低減を用いた方式では、ピーク低減処理部８−２１、８−２２において、入力信号［Ｆ（０）Ｆ（１）．．．Ｆ（Ｎ_{ＦＦＴ−１}）］を巡回シフトあるいは位相回転させ、その後、加算部８−２４において加算し出力する。ピーク低減処理制御部８−２３はこの巡回シフト量あるいは位相回転量を、出力信号におけるピークが低くなるように制御する。このようにすることにより、大きなピークの発生を抑える。

また、このような操作を行った場合、受信機に対して処理内容を通知する必要がある。処理内容を通知する方法として、例えば、制御信号を用いる方法や、ピーク低減処理を行うパイロット信号と処理を行わないパイロット信号とを伝送することにより通知する方式などがある。

また、ＰＴＳ法または巡回シフト法を用いた場合は、位相回転量または巡回シフト量を制御情報として、受信機に伝送する必要がある。ただし、上述した操作をシンボルごと行わず、フレームをブロック化し、これらのブロックに対して同じ操作を行うことで、制御量を減らすことが可能となる。
X.Li and L.J.Cimini，"Effects of clipping and filtering on the performance of OFDM", IEEE Commun. Lett., vol.2, no.5, pp.131-133, May. 1998 L.J and N.R.Sollenberger, "Peak-to-Average power ratio reduction of an OFDM signal using partial transmit sequences", IEEE Commun. Lett., vol.4, no.3, pp.86-88, March, 2000 G.R. Hill, M. Faulkner and J. Singh, "Reducing the peak-to-average power ratio in OFDM by cyclically shifting partial transmit sequence", Electronics Letters, vol.36, No.6, pp.560-561 March 2000 宮下、西村ら、「ＭＩＭＯチャネルにおける固有ビーム空間分割多重（Ｅ−ＳＤＭ）方式」、電子情報通信学会、信学技報ＲＣＳ２００２−５３

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

クリッピング（＋フィルタリング）によりＰＡＰＲを低減する場合では、サブキャリア間の直交性が崩れ、サブキャリア間干渉が生じるため、受信特性が劣化する問題がある。

ＰＴＳ法または巡回シフト法によりＰＡＰＲを低減する場合では、制御信号が必要であり別途制御信号用のチャネルを設けなければならない問題がある。

また、受信時に送信時に行ったピーク低減処理に関する操作と逆の操作を行わなければならない問題がある。

そこで本発明においては、ピーク低減処理に関する制御信号を伝送する必要なく、ピーク低減を行うことができる送信機および送信制御方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明の送信機は、
情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
該ＯＦＤＭ信号生成部により生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換部と、
該直並列変換部により直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
該逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換部と、
該並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理部と、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理部により巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算部と、
該加算部により加算された信号を送信する送信部と
を備える。このようにすることにより、ピーク抑圧を行うことができる。
さらに、前記ＯＦＤＭ信号生成部は、パイロット信号を含むＯＦＤＭ信号を生成する。

さらに、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記加算部の出力信号のうち少なくとも一方に基づいて、シフト量を決定するシフト量決定部
を備え、
前記巡回シフト処理部は、
前記シフト量決定部により決定されたシフト量に基づいて、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する。このようにすることにより、シフト量を制御でき、より効果的にＰＡＰＲの削減を行うことができる。

さらに、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号に基づいて、ピーク電力が低減されるように、該並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフト処理部により生成した巡回シフトした信号に対するウエイトを生成するウエイト生成部と、
前記並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフトした信号に対して、前記ウエイト生成部により生成したウエイトを乗算する乗算部と
を備え、
前記加算部は、
前記乗算部により出力した信号を加算する。このようにすることにより、シフト量を制御し、巡回シフトした信号に対して複素係数を乗算できるため、効率よくピーク電力の低減を行うことができる。

さらに、前記ウエイト生成部は、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とした場合、
決定されたシフト量ｔ´を用いて、
ｓ（ｔｐ＋ｔ´）とｓ（ｔｐ−ｔ´）のうち振幅の小さいシンボルの位相とｓ（ｔｐ）の位相が逆相になるように決定し、
｜ｓ_１´｜＝｜ｓ_２´｜
ただし、ｓ_１´＝ｗ_１×ｓ（ｔｐ）＋ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ´＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））
ｓ_２´＝ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ´，Ｎ_ＦＦＴ））＋ｗ_１×ｓ（ｔｐ）
ｗ_１、ｗ_２はウエイト、ｍｏｄは剰余演算子、Ｎ_ＦＦＴ（Ｎ_ＦＦＴはＮ_ＦＦＴ＞０の整数）はＦＦＴポイント数である
となるように、ウエイトを生成する。このようにすることにより、ウエイトを決定できる。

さらに、前記ウエイト生成部は、位相回転角をθ、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とした場合に、
θ_１＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ_２＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ＝{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_１＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_２}／{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜}
ｍｏｄは剰余演算子、Ｎ_ＦＦＴ（Ｎ_ＦＦＴはＮ_ＦＦＴ＞０の整数）はＦＦＴポイント数である
により位相回転角を決定する。このようにすることにより位相回転角を求めることができる。

さらに、前記シフト量決定部は、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とし、シフト量ｔ´とした場合、
Ｒｅ{ｓ（ｔｐ＋ｔ´）×ｓ（ｔｐ−ｔ´）／ｓ（ｔｐ）^２}
が一定値以上となるシフト量を決定し、
前記ウエイト生成部は、前記シフト量決定部により決定されたシフト量に基づいて、ウエイトを生成する。このようにすることにより、ウエイトの計算をせずにシフト量を推定することができる。

さらに、複数の前記巡回シフト処理部
を備え、
前記シフト量決定部は、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフト処理部により生成した巡回シフトした信号のうち少なくとも一方に基づいて、各巡回シフト処理部に対するシフト量を決定し、
前記ウエイト生成部は、前記ＯＦＤＭ信号および前記巡回シフトした信号のうち少なくとも一方に基づいて、ウエイトを生成する。このようにすることにより、シフト量・複素係数を効率的に決定することができる。

さらに、前記シフト量決定部は、スキャッタ−ドパイロット信号を用いる場合には、入力されたインパルスとパイロット信号に基づいて、最大シフト量を
（ＦＦＴポイント数／パイロット信号挿入間隔）≧（最大シフト量＋インパルス応答長）ここで、パイロット信号挿入間隔は周波数方向の間隔である
となるように決定する。このようにすることにより、シフト量を一定値以下に抑えることができ、スキャッタードパイロット信号を挿入していないサブキャリアに対しても周波数方向における補間によって、伝送特性を良好に推定できる。

さらに、互いに直列および並列の少なくとも一方に接続された複数の送信機
を備え、
各送信機は、
情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
該ＯＦＤＭ信号生成部により生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換部と、
該直並列変換部により直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
該逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換部と、
該並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理部と、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理部により巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算部と、
該加算部により加算された信号を送信する送信部と
を備える。このようにすることにより、複数のピーク低減部に対して、異なる処理を行わせることができ、効率的にピークの抑圧を行うことができる。

さらに、複数のアンテナ
を備え、
前記シフト量決定部およびウエイト生成部は、前記シフト量および前記ウエイトのうち少なくとも一方を各アンテナで異なるように決定する。このようにすることにより、各送信アンテナから受信アンテナへの見かけのチャネルが一様になり、分離しにくくなることを避けることができるため、信号の分離を容易にでき、誤り率特性を改善することができる。

さらに、複数のシフト量およびウエイトを決定する畳み込み系列生成部と、
チャネル推定値、前記複数のシフト量およびウエイトに基づいて、第２チャネル推定値を生成し、複数の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成部と、
前記複数の送信ウエイトに基づいて、複数のＥＳＤＭ信号を生成するＥＳＤＭ信号生成部と、
前記複数のＥＳＤＭ信号からピークの低い信号を選択する選択部と、
を備える。このようにすることにより、シフト量と複素係数との組の数と同数の送信信号の候補ができるため、この中からピークの小さい送信信号を選択することができる。

また、本発明にかかる送信機の送信制御方法は、
情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成ステップと、
該ＯＦＤＭ信号生成ステップにより生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換ステップと、
該直並列変換ステップにより直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換ステップと、
該逆フーリエ変換ステップにより逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換ステップと、
該並直列変換ステップにより並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理ステップと、
前記並直列変換ステップにより並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理ステップにより巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算ステップと、
該加算ステップにより加算された信号を送信する送信ステップと
を有する。このようにすることにより、ピーク抑圧を行うことができる。
さらに、前記ＯＦＤＭ信号生成ステップでは、パイロット信号を含むＯＦＤＭ信号を生成する。

本発明の実施例によれば、ピーク低減処理に関する制御信号を伝送する必要なく、ピーク低減を行うことができる送信機および送信制御方法を実現できる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の第１の実施例にかかる送信機について、図５を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機１００は、情報ビットが入力されるシンボル生成部１０１と、シンボル生成部１０１と接続されたＳ／Ｐ（直列／並列）変換部１０２と、Ｓ／Ｐ変換部１０２と接続されたＩＦＦＴ部１０３と、ＩＦＦＴ部１０３と接続されたＰ／Ｓ（並列／直列）変換部１０４と、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続されたピーク低減部１０５と、ピーク低減部１０５と接続されたＧＩ付加部１０６とを備える。また、ピーク低減部１０５は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続された巡回シフト部１０５−１_１〜１０５−１_ｋ（ｋはｋ＞１の整数）および加算部１０５−２を備える。巡回シフト部１０５−１_１〜１０５−１_ｋは加算部１０５−２と接続され、加算部１０５−２はＧＩ付加部１０６と接続される。

シンボル生成部１０１は、入力された情報ビットに対して、誤り訂正符号化、インターリーブ、シンボルマッピングなどを行い、送信シンボルを生成し、生成した送信シンボルをＳ／Ｐ変換部１０２に入力する。Ｓ／Ｐ変換部１０２は入力された送信シンボルを直並列変換し、直並列変換した信号をＩＦＦＴ部１０３に入力する。ＩＦＦＴ部１０３は入力信号を直交したマルチキャリア信号に変換し、この信号をＰ／Ｓ変換部１０４に入力する。Ｐ／Ｓ変換部１０４は入力信号を並直列変換し、並直列変換した信号をピーク低減部１０５に入力する。ピーク低減部１０５での処理について説明する。各巡回シフト部１０５−１_１〜１０５−１_ｋは、入力信号を各々異なったシフト量シフトさせた信号を生成し、加算部１０５−２に入力する。

加算部１０５−２は、Ｐ／Ｓ変換部１０４からの信号と、各巡回シフト部１０５−１_１〜１０５−１_ｋからの各々異なったシフト量シフトした信号とを足し合わせ、この加算した信号をＧＩ付加部１０６に入力する。ＧＩ付加部１０６は入力信号に対して、この信号の一部をコピーしたガードインターバルを挿入する。ガードインターバルが挿入された信号は、アンテナから送信される。

本実施例にかかる送信機１００は、ＯＦＤＭ信号として生成された送信信号に対して、この送信信号を各々異なったシフト量シフトした信号を生成し、送信信号とこれらのシフトした信号とを加算した信号を送信する。この場合、各巡回シフト部１０５−１_１〜１０５−１_ｋにおいてシフト量を決定する必要があるが、このシフト量は、予め固定した値としてもよい。例えば、上からｋ段目の巡回シフト部１０５−１_ｋではｋポイントシフトさせる。

次に、固定したシフト量シフトした信号同士を加算し、この加算した信号を送信した場合に、ピーク電力抑圧効果があることを証明する。

証明
送信信号ｓ（ｔ）のピーク電力の原因となるシンボル（｜ｓ（ｔ）｜）をｓ_ｍａｘとする。また、ピーク抑圧処理が行なわれた後の送信信号ｓ´（ｔ）のピーク電力の原因となるシンボルｍａｘ（｜ｓ´（ｔ）｜）をｓ´_ｍａｘとする。

ここで、
ｓ´_ｍａｘ＝０．５×（ｓ（ｔ_１）＋ｓ（ｔ_２））
ｓ（ｔ_１）＝ｓ_ｍａｘ
であるとすると、ｓ´_ｍａｘ＝０．５×（ｓ_ｍａｘ＋ｓ（ｔ_２））となる。
ここで、ｓ_ｍａｘとｓ（ｔ_２）が同位相である場合（振幅が一定ならば、この場合に、ｓ_ｍａｘ＋ｓ（ｔ_２）が最大となる）、｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ´_ｍａｘ｜とすると、
｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜０．５×（ｓ_ｍａｘ＋ｓ（ｔ_２））｜
｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ（ｔ_２）｜
となり、｜ｓ_ｍａｘ｜＞｜ｓ（ｔ_２）｜に反する。

さらに、ｓ（ｔ_１）≠ｓ_ｍａｘの場合、｜ｓ（ｔ_１）｜≦｜ｓ（ｔ_２）｜、｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ´_ｍａｘ｜とすると
｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ´_ｍａｘ｜＝｜０．５×（ｓ（ｔ_１）＋ｓ（ｔ_２））｜
｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜０．５×（ｓ（ｔ_１）＋ｓ（ｔ_１））｜
｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ（ｔ_１）｜
となり、｜ｓ_ｍａｘ｜＞｜ｓ（ｔ_１）｜に反する。
よって、｜ｓ_ｍａｘ｜＜｜ｓ´_ｍａｘ｜となる。

また、本実施例にかかる送信機１００では、合成後の信号におけるサブキャリアごとの振幅が異なってしまい、サブキャリアごとに通信品質が異なってしまう場合があるが、これは、周波数方向に符号化を行うあるいは符号拡散を行うことにより、このようなサブキャリアごとの通信品質の差をなくすことができる。

また、本実施例にかかる送信機１００では、ピーク低減後の送信信号全体の送信電力が変化するが、これはピーク低減処理後に送信電力を一定に正規化する処理部を設けて送信電力を一定にすればよい。

本実施例にかかる送信機１００では、送信信号と送信信号を巡回シフトした信号とを加算した後に送信を行うことで、ピークの抑圧を行うことができる。また、パイロット信号に対しても同様の処理を行うことで、特別に制御信号を用いずに実現することができる。

次に、本発明の第２の実施例にかかる送信機ついて、図６を参照して説明する。

上述した実施例においては、巡回シフト部におけるシフト量を固定の値とした場合について説明したが、このシフト量を制御することにより、より効果的にＰＡＰＲの削減を行うことが可能になる。

本実施例にかかる送信機１００は、図５を参照して説明した送信機とピーク低減部の構成が異なる。

本実施例にかかる送信機１００におけるピーク低減部１０７は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続された巡回シフト部１０７−１および加算部１０７−２と、加算部１０７−２および巡回シフト部１０７−１と接続されたシフト量制御部１０７−３とを備える。また、巡回シフト部１０７−１は加算部１０７−２と接続され、加算部１０７−２はＧＩ付加部１０６と接続される。以下、巡回シフト部が１つの場合を例として説明する。

シフト量制御部１０７−３は、シフト量の決定において、少なくとも一部のシフト量に対して、加算後のピーク抑圧信号のピークを検出し、加算後のピークが最も小さくなるシフト量を選択する。

しかし、加算後の全ての送信シンボルに対して、ピークの検出を行うのは、処理量が大きくなる。そのため、図７に示すように、図６のピーク低減部１０７の代わりにピーク低減部１０８を備えるようにしてもよい。

ピーク低減部１０８は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続された巡回シフト部１０８−１、加算部１０８−２およびシフト量制御部１０８−３を備える。また、巡回シフト部１０８−１は加算部１０８−２と接続され、加算部１０８−２はＧＩ付加部１０６と接続され、シフト量制御部１０８−３は巡回シフト部１０８−１と接続される。

この場合、シフト量制御部１０８−３には、ＧＩ付加前のＯＦＤＭ信号が入力される。シフト量制御部１０８−３は加算部１０８−２における加算処理が行われる前のピークの原因となるＮ個の任意のシンボル（Ｎは１以上の自然数）のみに注目し、このシンボルを加算した場合にピークが最も小さくなるシフト量を選択する。また、Ｐ／Ｓ変換部１０４および加算部１０８−２と接続されたシフト量制御部を備え、加算後のピーク抑圧信号のピークおよび加算処理が行われる前のピークの原因となるＮ個の任意のシンボルの両方に基づいて、加算後のピークが最も小さくなるシフト量を選択するようにしてもよい。

このように、送信信号と、送信信号を効果的にピーク低減ができるシフト量だけ巡回シフトした信号とを加算した後に送信を行うことで、ピークの抑圧を行うことができる。また、パイロット信号に対しても同様の処理を行うことで、特別に制御信号を用いずに実現することができる。

また、本実施例にかかる送信機１００においては、巡回シフト部が１つの場合について説明したが、巡回シフト部を複数備えるようにしてもよい。この場合には、後述するシフト量・複素係数を繰り返し算出する方法を用いて、シフト量を決定する。このようにすることにより、全巡回シフト部の全シフト量を考慮する必要なく、効率的に、シフト量を決定することができる。

次に、本発明の第３の実施例にかかる送信機について、図８を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機１００におけるピーク低減部１０９は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続された巡回シフト部１０９−１_１〜１０９−１_ｋ、シフト量・係数決定部１０９−２および乗算器１０９−４と、巡回シフト部１０９−１_１〜１０９−１_ｋとそれぞれ接続された乗算器１０９−５_１〜１０９−５_ｋと、乗算器１０９−４、１０９−５_１〜１０９−５_ｋと接続された加算部１０９−３とを備える。また、シフト量・係数決定部１０９−２は、巡回シフト部１０９−１_１〜１０９−１_ｋおよび乗算器１０９−４、１０９−５_１〜１０９−５_ｋと接続され、加算部１０９−３はＧＩ付加部１０６と接続される。

上述した実施例においては、シフト量のみを制御する方法を示した。本実施例にかかる送信機１００おいては、加算部１０９−３における加算処理が行われる前の巡回シフトした信号およびＰ／Ｓ変換部１０４からの出力信号に対して、よりピーク電力が低減されるような複素係数が乗算部１０９−４、１０９−５_１〜１０９−５_ｋにおいて乗算される。このようにすることによりピーク電力の効率的な低減ができる。

ピーク低減前のＯＦＤＭ信号においてピーク原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とし、ｔ´ずらして、重み付け（ｗ_１，ｗ_２）をした後に足し合わせると、合成後の信号は、
ｓ´_１＝ｗ_１×ｓ（ｔｐ）＋ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ´＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））
ｓ´_２＝ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ´，Ｎ_ＦＦＴ））＋ｗ_１×ｓ（ｔｐ）
となり、２つのシンボルにｓ（ｔｐ）が寄与することがわかる。
よって、ｓ（ｔｐ）にのみ注目した場合、ｍａｘ（ｓ´_１，ｓ´_２）を最小化すればよいことがわかる。

次に、ウエイトの決定方法について説明する。

まず、シフト量ｔ´が決定されたとすると、ｓ（ｔｐ＋ｔ´）とｓ（ｔｐ−ｔ´）のうち、振幅の小さいシンボルの位相とｓ（ｔｐ）の位相が逆相になるように決定し、｜ｓ´_１｜＝｜ｓ´_２｜となるように、重みの振幅を調整する。

位相回転角の決定方法について説明する。シフト量・係数決定部１０９−２１９は以下の演算を行うことにより位相回転角を求める。位相回転角をθとした場合に、
θ_１＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ_２＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ＝{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_１＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_２}／{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜}
また、シフト量ｔ´については、全てのシフト量に対して検索を行ってもよいが、上述したシフト量を検出する場合において、予め既定の検索範囲を決めておいてもよい。

このように、シフト量を制御し、巡回シフトした信号に対して複素係数を乗算後加算することにより、効率よくピーク電力の低減を行うことができる。

また、上述した実施例では、各シフト量に対してウエイトの計算を行い、ピークの低くなるシフト量とウエイトの選択を行う方法を示したが、ウエイトの計算をせずにピークの低減効果の大きいシフト量を推定することもできる。例えば、Ｒｅ{ｓ（ｔｐ＋ｔ´）×ｓ（ｔｐ−ｔ´）／ｓ（ｔｐ）^２}が最大あるいは一定値以上になるシフト量を検索し、このシフト量に対してウエイトの算出を行うようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施例にかかる送信機について、図９を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機１００におけるピーク低減部１１０は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続された巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋおよび乗算器１１０−４と、巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋとそれぞれ接続された乗算器１１０−５_１〜１１０−５_ｋと、乗算器１１０−４、１１０−５_１〜１１０−５_ｋと接続された加算部１１０−３と、巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋと接続されたシフト量・係数決定部１１０−２とを備える。また、シフト量・係数決定部１１０−２は、乗算器１１０−４、１１０−５_１〜１１０−５_ｋと接続され、さらに乗算器１１０−４および巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋまたは加算部１１０−３とスイッチ１１０−６により切り替え可能に接続される。また、加算部１１０−３は、ＧＩ付加部１０６と接続される。

上述した実施例では、一括してシフト量、複素係数を決定する場合について示した。本実施例にかかる送信機１００においては、巡回シフト部が２つ以上ある場合に、上述したシフト量・複素係数を効率的に決定するものである。

シフト量・複素係数を繰り返し算出する場合について説明する。

まず、送信信号と、上から１段目の巡回シフト部１１０−１_１からの出力信号のみで、シフト量・係数決定部１１０−２はピーク抑圧信号を作成する。この場合、シフト量・係数決定部１１０−２は乗算器１１０−４および巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋと接続される。

次に、１段目の巡回シフト部１１０−１_１に対応するシフト量と複素係数は固定し、送信信号と１段目の巡回シフト部１１０−１_１の出力信号との加算信号と、上から２段目の巡回シフト部１１０−１_２からの出力信号とを加算した信号のピークが抑圧されるようにする。

このとき、送信信号と上から１段目の巡回シフト部１１０−１_１の出力信号との加算信号のピークと、上から２段目の巡回シフト部１１０−１_２から出力される信号のピークが、共に小さくなるように決定する、あるいは、これらが相殺されるように、上から２段目の巡回シフト部におけるシフト量、複素係数を決定する。以下同様の処理を、上からｋ番目の巡回シフト部１１０−１_ｋまで行う。

このようにすることにより、全巡回シフト部１１０−１_１〜１１０−１_ｋの全シフト量および乗算部１１０−５_１〜１１０−５_ｋにおいて乗算されるウエイトを考慮する必要なく、効率的に、シフト量および複素係数を決定することができる。

また、上記のような逐次的に複素係数を決定していく方法では、ピーク低減後の送信信号全体の送信電力が一定に保たれないが、これはピーク低減処理後に送信電力を一定に正規化する処理部を設けて送信電力を一定にすればよい。

次に、本発明の第５の実施例にかかる送信機１００について、図１０を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機１００は、図５を参照して説明した送信機においてピーク低減部を複数備えるようにし、これら複数のピーク低減部をシリアルに接続したものである。

本実施例にかかる送信機１００におけるピーク低減部は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続されたピーク低減部１１１と、ピーク低減部１１１と接続されたピーク低減部１１２とを備える。ピーク低減部１１２はＧＩ付加部１０６と接続される。

本実施例では、ピーク低減部１１１、１１２の２つを連結した構成を示したが、３以上のピーク低減部を連結した構成としてもよい。各ピーク低減部の構成は、上述した実施例に示した構成とすればよく、各ピーク低減部でのシフト量および複素係数の決定法も、上述した実施例で示した方法をそのまま適用すればよい。

このようにすることにより、ピークの抑圧を行うことができる
次に、本発明の第６の実施例にかかる送信機１００について、図１１を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機１００は、図５を参照して説明した送信機においてピーク低減部を複数備えるようにし、これら複数のピーク低減部のうち一部をまずパラレルに配置し、これらパラレルに配置した各ピーク低減部の出力を他のピーク低減部への入力として接続したものである。

本実施例にかかる送信機１００におけるピーク低減部は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続されたピーク低減部１１３およびピーク低減部１１４と、ピーク低減部１１３および１１４と接続されたピーク低減部１１５とを備える。ピーク低減部１１５はＧＩ付加部１０６と接続される。この場合、ピーク低減部１１５には、ピーク低減部１１３および１１４の２つの出力信号が入力されるが、例えば、図１２に示すように、一方の入力信号を加算部１１５−２およびシフト量制御部１１５−３に入力し、他方の入力信号を巡回シフト部１１５−１およびシフト量制御部１１５−３に入力するようにする。

また、１段目にパラレルで配置されたピーク低減部１１３、１１４で同様の処理を行うことは好ましくなく、例えば、上部のピーク低減部１１３では第１ピークが低減されるようにピーク低減処理を行い、下部のピーク低減部１１４では第２ピークが低減されるようにする。このようにすることにより、複数のピーク低減部に対して異なる処理を行わせることができ、効率的にピークの抑圧を行うことができる。

また、１段目にパラレルに配置されるピーク低減部１１３、１１４については、２個に限定する必要はなく、３以上のピーク低減部が配置されるようにしてもよい。この場合においても複数のピーク低減部の出力信号を入力とするピーク低減部の構成は上述した２入力の場合と同様の構成とすればよい。このようにすることにより、３個以上のピーク低減部に対して異なる処理を行わせることができ、効率的にピークの抑圧を行うことができる。

また、本実施例では、ピーク低減部の構成が２段構成である場合について説明したが、２段に限定する必要はなく３段以上の構成としてもよい。このようにすることにより、さらに効率的にピークの抑圧を行うことができる。例として、ピーク低減部を３段構成とした場合の構成を、図１３に示す。

ピーク低減部を３段構成とした送信機１００は、Ｐ／Ｓ変換部１０４と接続されたピーク低減部１１６〜１１９と、ピーク低減部１１６および１１７と接続されたピーク低減部１２０と、ピーク低減部１１８および１１９と接続されたピーク低減部１２１と、ピーク低減部１２０およびピーク低減部１２１と接続されたピーク低減部１２２とを備える。ピーク低減部１２２はＧＩ付加部１０６と接続される。

次に、本発明の第７の実施例にかかる送信機について説明する。

本実施例にかかる送信機は、図５〜図１３を参照して説明した送信機と同様の構成であるためその説明を省略する。

上述した送信機１００における巡回シフト部において行われる巡回シフトは、図１４に示すようにＯＦＤＭシンボルごとに行ってもよいが、複数フレームあるいは複数ＯＦＤＭシンボルを１ブロックとした場合、ブロックあるいはフレームに含まれるＯＦＤＭシンボルに対して同じシフト量、同じ位相回転量、または同じシフト量および位相回転量で処理を行う。

この場合、パイロットシンボルを含めた形で、上述したピーク低減処理を行うことにより、ピーク低減部と伝送路の伝達関数として、チャネル推定値が得られるため、特別に制御信号を伝送する必要なく受信処理を行うことができる。

次に、本発明の第８の実施例にかかる送信機について説明する。

上述した実施例では、シフト量に対して制限を設けない場合について説明した。しかし、チャネルの推定を考慮するとシフト量を一定値以下に抑えることが重要となる。

本実施例にかかる送信機１００では、シフト量・係数決定部に対して、インパルス（応答長）を入力する。また、このインパルス（応答長）は、送信機１００において直接計測することはできないが、例えば、受信機(図示なし)よりフィードバックすればよい。

ここで、スキャッタ−ドパイロット信号を用いる場合には、最大シフト量は、（ＦＦＴポイント数）／（パイロット信号挿入間隔（周波数方向））≦（インパルス応答長＋最大シフト量）とし、各巡回シフト部でのシフト量がこの最大シフト量以下となる範囲で、ピークの抑圧操作を行う。

このようにすることにより、シフト量を一定値以下に抑えることができ、スキャッタ−ドパイロット信号を挿入していないサブキャリアに対しても、周波数方向における補間によって、伝送路特性を良好に推定できる。

次に、本発明の第９の実施例にかかる送信機１００について、図１５を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機２００は、上述したピーク低減部におけるピーク抑圧操作を空間分割多重(SDM: Space Division Multiplexing)伝送方式に適用したものであり、図１５に示すように、図５〜図１３を参照して説明した送信機におけるシンボル生成部１０１、Ｓ／Ｐ変換部１０２、ＩＦＦＴ部１０３、Ｐ／Ｓ変換部１０４、ピーク低減部１０５、ＧＩ付加部１０６から構成される複数の送信部２０２（２０２−１〜２０２−Ｎ）を備え、各送信部２０２（２０２−１〜２０２−Ｎ）のＧＩ付加部１０６にそれぞれ接続されたアンテナ２０１（＃１〜＃Ｎ）を備える。各情報ビットは、各送信部２０２（２０２−１〜２０２−Ｎ）のシンボル生成部１０１に入力される。

空間分割多重伝送方式においては、複数のアンテナから異なる送信信号系列が送信されることから、ピーク低減部１０５におけるピーク抑圧操作をアンテナごとに独立に行う。また、固定した複素係数、シフト量を用いる場合においては、複素係数およびシフト量のうち少なくとも一方を送信アンテナごとに異なった値とする。

また、空間分割多重伝送方式においては、受信信号点の重なりにより、信号分離が困難になるという問題があるが、このようにすることにより、合成後の信号において、送信アンテナごと且つサブキャリアごとの振幅・位相が異なり、各送信アンテナから受信アンテナヘの見かけのチャネルが一様になり、分離しにくくなることを避けることができるため、信号の分離を容易にし、より低い誤り率特性を得ることが可能になる。

次に、本発明の第１０の実施例にかかる送信機１００について、図１６を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機３００は、上述したピーク低減部におけるピーク抑圧操作をＥＳＤＭ(Eigenbeam SDM)システムに適用したものである（例えば、非特許文献４参照）。

本実施例にかかる送信機３００は、データシンボルが入力されるＳ／Ｐ変換部３０１と、Ｓ／Ｐ変換部３０１と接続されたＳ／Ｐ変換部３０２_１〜３０２_ｉと、Ｓ／Ｐ変換部３０２_１〜３０２_ｉと接続されたパイロット挿入部３１１_１〜３１１_ｌと、各パイロット挿入部３１１_１〜３１１_ｌとそれぞれ接続されたＥＳＤＭ信号生成部３０３_１〜３０３_ｌと、ＥＳＤＭ信号生成部３０３_１〜３０３_ｌと接続された低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎと、各低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎとそれぞれ接続されたパイロット挿入部３０５_１〜３０５_ｎと、パイロット挿入部３０５_１〜３０５_ｎとそれぞれ接続されたアンテナ３０６（＃１〜＃ｎ）と、各低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎと接続された畳み込み系列生成部３０７と、フィードバック信号が入力されるフィードバック部３０８と、フィードバック部３０８と接続された分離部３０９と、畳み込み系列生成部３０７、分離部３０９および各ＥＳＤＭ信号生成部３０３_１〜３０３_ｌとそれぞれ接続された送信ウエイト生成部３１０_１〜３１０_ｌとを備える。図１６に示す送信機３００において、低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎは、上述したＩＦＦＴ部、ピーク低減部、Ｐ／Ｓ変換部およびＧＩ付加部により構成される。

まず、畳み込み系列生成部３０７において、予めいくつかのシフト量と複素係数を決定しておく。この畳み込み系列の生成においては、各々無作為にシフト量と複素係数が決定される。ここで、畳み込み係数と巡回シフト量・重みの関係としては、ｘポイントの巡回シフトを適用した場合の重み係数をｗ_ｘとおくと、畳み込み系列は［１ｗ_１ｗ_２・・・ｗ_ｘ］となる。ここでｘは最大シフト量となる。また、畳み込み系列は、すべての送信アンテナに対して共通であってもよいし、アンテナ毎に異なるようにしてもよい。

一方、フィードバック部３０８に入力されたフィードバック信号は、分離部３０９に入力される。分離部３０９は、入力されたフィードバック信号を分離し、分離した信号毎に各送信ウエイト生成部３１０_１〜３１０_ｌに入力する。

次に、送信ウエイト生成部３１０_１〜３１０_ｌは、分離部３０９から入力された信号に基づき、決定されたシフト量と複素係数に対して、ピーク低減部の入力から受信機への伝達関数、すなわち畳み込み系列生成部３０７の出力とチャネルのインパルスレスポンスを畳み込み積分したものを求め、この伝達関数をチャネル推定値として、ＥＳＤＭウエイトの算出を行う。

次に、ＥＳＤＭ信号生成部３０３_１〜３０３_ｌは、入力されたＳ／Ｐ変換部３０１においてＳ／Ｐ変換された各データシンボルを、Ｓ／Ｐ変換部３０２_１〜３０２_ｉにおいてＳ／Ｐ変換し、さらにパイロット挿入部３１１_１〜３１１_ｌにおいてパイロット信号が挿入された信号およびＥＳＤＭウエイトに基づいて、ＥＳＤＭ信号の生成を行う。

次に、低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎは、パイロットが挿入されたＥＳＤＭ信号をＯＦＤＭ変調する。この場合、各低ピークＯＦＤＭ変調部３０４_１〜３０４_ｎは、上述したＩＦＦＴ部、ピーク低減部、Ｐ／Ｓ変換部およびＧＩ付加部と同様の処理を行う。

ＯＦＤＭ信号は、パイロット信号挿入部３０５_１〜３０５_ｎにおいて、パイロット信号が挿入され送信される。このパイロット信号挿入部３０５_１〜３０５_ｎにおいて、ピークの低い信号を選択し、その信号のみにパイロット信号を挿入して送信するようにしてもよい。

パイロット挿入部３０５_１〜３０５_ｎで挿入されるパイロット信号は、ピーク低減処理およびＥＳＤＭウエイトの乗算が行われないので、これらのパイロット信号から推定される値は、純粋なチャネル推定値となる。これらは送信機にフィードバックされ、送信ウエイト生成に用いられる。しかし、これらのチャネル推定値は、送信機でのピーク低減処理が考慮された値になっていないため、これらのチャネル推定値を直接用いて信号を検出することはできない。

一方、パイロット挿入部３１１_１〜３１１_ｌで挿入されるパイロット信号はピーク低減処理が行われるので、信号の検出はこれらのパイロット信号から検出された伝送路推定値をチャネル推定値として受信信号の検出を行う。

このようにすることにより、シフト量と複素係数との組の数と同数の送信信号の候補ができ、この中から、最もピークの小さい送信信号を選択し送信することができる。

次に、本発明の第１１の実施例にかかる送信機について、図１７および図１８を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機４００は、送信する複数のシンボルを、周波数軸上にシンボルレートと等しい周波数間隔の複数のサブキャリア信号成分として配列し、それらを時間領域信号に変換し、アップコンバートし、電力増幅して送信する直交周波数マルチキャリア送信機及び送信方法において、上記複数のサブキャリア信号成分を複数の時間領域信号成分に逆フーリエ変換し、上記複数の時間領域信号成分のそれぞれと所定の許容ピークレベルを比較し、上記許容ピークレベルを超えるピーク成分を検出し、上記ピーク成分を上記サブキャリア信号成分と対応する周波数領域成分にフーリエ変換し、上記周波数領域成分を、上記複数のサブキャリア信号成分から減算し、それによって送信出力のピーク成分を抑制する送信機に、上述したピーク低減部におけるピーク抑圧操作を適用したものである。

まず、送信出力のピーク成分を抑制する送信機、すなわち上述したピーク低減部におけるピーク抑圧操作を適用する前の送信機について、図１７を参照して説明する。この送信機は、送信シンボルが入力されるＳ／Ｐ変換部１２と、Ｓ／Ｐ変換部１２と接続された加算器２４_０〜２４_ｌ−１と、加算器２４_０〜２４_ｌ−１と接続された逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１３と、逆フーリエ変換部１３と接続されたＰ／Ｓ変換部１４と、Ｐ／Ｓ変換部１４と接続されたＧＩ挿入部１５およびＳ／Ｐ変換部２４と、許容ピークレベルＣ_ｔｈを設定する許容ピークレベル設定部２１と、許容ピークレベル設定部２１およびＳ／Ｐ変換部２４を接続され、Ｓ／Ｐ変換部２４の出力から許容ピークレベルＣ_ｔｈを超えるピーク成分を検出するピーク成分検出部２２と、ピーク成分検出部２２と接続され、ピーク成分をフーリエ変換（ここではＦＦＴの場合を示す）するフーリエ変換部２３と、フーリエ変換部２３と接続されたフィルタ部２５とを備える。加算器２４_０から２４_ｌ−１はフィルタ部２５の出力を逆フーリエ変換部１３への入力信号から減算する。

まず、ピーク成分検出部２２では、許容ピークレベル設定部２１から許容ピークレベルＣ_ｔｈが与えられ、Ｓ／Ｐ変換部２４の出力の各時間領域信号成分のレベルから許容ピークレベルの値Ｃ_ｔｈを減算し、ピーク成分を生成する。ただし、時間領域信号成分のレベルが許容ピークレベル以下の場合には、ピーク成分を０に設定する。この送信機によれば、直交周波数マルチキャリア送信による高い周波数利用効率を実現するとともに、ピーク電力の低減が可能となるので、高周波電力増幅器における電力効率を高めることができる。

また、全ての上記複数の時間領域信号成分のレベルが上記許容ピークレベル以下となるまでピーク低減処理を繰り返し実行することにより、受信特性を損なわずにピーク電力を規定値以下に抑圧することを実現可能とする。この送信機によれば、それぞれのサブキャリア成分の可能な各組み合わせに対し、予めピーク成分が上記許容ピークレベル以下となるまで上記逆フーリエ変換と上記ピーク成分検出と上記フーリエ変換と上記減算とによるピーク抑圧処理を実行したときに得られる時間領域信号成分を格納したメモリから上記サブキャリア信号成分に対応した時間領域信号成分を読み出すことにより、構成を簡単にし、かつ処理速度を高めることができる。

次に、本実施例にかかる送信機について、図１８を参照して説明する。

本実施例にかかる送信機４００は、図１７を参照して説明した送信機に、上述した実施例におけるピーク低減部におけるピーク抑圧操作を適用したものである。

本実施例にかかる送信機４００は、図５〜図１３を参照して説明した送信機に、最終段のピーク低減部の出力信号が入力されるＳ／Ｐ変換部１２４と、Ｓ／Ｐ変換部１２４と接続されたピーク成分検出部１２２と、ピーク成分検出部１２２と接続された許容ピークレベル設定部１２１およびＦＦＴ部１２５と、ＦＦＴ部１２５と接続されたフィルタ部１２６と、フィルタ部１２６の出力をＰ／Ｓ変換部１０４への入力信号から減算する減算器１２７_０から１２７_ｌ−１とを備える。

このようにすることにより、より高いＰＡＰＲ低減効果が期待できる。また、単独で大きなピーク削減効果を得ようとすると、ピーク削減後の送信信号に、大きな雑音電力が加わってしまう問題があるが、この問題を解決することができる。

上述した実施例によれば、受信機に対しては、ピーク低減処理がチャネルの一部として認識されることで、ピーク低減処理に関する制御信号を用いずに実現することができる。このため、受信機の構成もピーク低減を行わない通常の構成とすることができる。

本発明に係る送信機および送信制御方法は、無線通信に適用できる。

ＯＦＤＭ送信機を説明するためのブロック図である。ピーク低減を行うＯＦＤＭ送信機を説明するためのブロック図である。低ピークＩＦＦＴ部を説明するためのブロック図である。分割ＩＦＦＴ部を説明するためのブロック図である。本発明の第１の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第２の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第２の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第３の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第４の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第５の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第６の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第６の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第６の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第７の実施例に係る送信機における巡回シフトを行う単位を説明するための説明図である。本発明の第９の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第１０の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。送信出力のピーク成分を抑制する送信機を説明するためのブロック図である。本発明の第１１の実施例に係る送信機を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１、１００、２００、３００、４００送信機

Claims

情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
該ＯＦＤＭ信号生成部により生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換部と、
該直並列変換部により直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
該逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換部と、
該並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理部と、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理部により巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算部と、
該加算部により加算された信号を送信する送信部と
を備えることを特徴とする送信機。
請求項１に記載の送信機において、
前記ＯＦＤＭ信号生成部は、パイロット信号を含むＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする送信機。
請求項１または２に記載の送信機において、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記加算部の出力信号のうち少なくとも一方に基づいて、シフト量を決定するシフト量決定部
を備え、
前記巡回シフト処理部は、
前記シフト量決定部により決定されたシフト量に基づいて、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成することを特徴とする送信機。
請求項３に記載の送信機において、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号に基づいて、ピーク電力が低減されるように、該並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフト処理部により生成した巡回シフトした信号に対するウエイトを生成するウエイト生成部と、
前記並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフトした信号に対して、前記ウエイト生成部により生成したウエイトを乗算する乗算部と
を備え、
前記加算部は、
前記乗算部により出力した信号を加算することを特徴とする送信機。
請求項４に記載の送信機において、
前記ウエイト生成部は、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とした場合、
決定されたシフト量ｔ´を用いて、
ｓ（ｔｐ＋ｔ´）とｓ（ｔｐ−ｔ´）のうち振幅の小さいシンボルの位相とｓ（ｔｐ）の位相が逆相になるように決定し、
｜ｓ_１´｜＝｜ｓ_２´｜
ただし、ｓ_１´＝ｗ_１×ｓ（ｔｐ）＋ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ´＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））
ｓ_２´＝ｗ_２×ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ´，Ｎ_ＦＦＴ））＋ｗ_１×ｓ（ｔｐ）
ｗ_１、ｗ_２はウエイト、ｍｏｄは剰余演算子、Ｎ_ＦＦＴ（Ｎ_ＦＦＴはＮ_ＦＦＴ＞０の整数）はＦＦＴポイント数である
となるように、ウエイトを生成することを特徴とする送信機。
請求項５に記載の送信機において、
前記ウエイト生成部は、位相回転角をθ、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とした場合に、
θ_１＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ_２＝π―［ａｒｇ（ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ）））−ａｒｇ（ｓ（ｔｐ））］
θ＝{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_１＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜×θ_２}／{｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ−ｔ＋Ｎ_ＦＦＴ，Ｎ_ＦＦＴ））｜＋｜ｓ（ｍｏｄ（ｔｐ＋ｔ，Ｎ_ＦＦＴ））｜}
ｍｏｄは剰余演算子、Ｎ_ＦＦＴ（Ｎ_ＦＦＴはＮ_ＦＦＴ＞０の整数）はＦＦＴポイント数である
により位相回転角を決定することを特徴とする送信機。
請求項４に記載の送信機において、
前記シフト量決定部は、前記ＯＦＤＭ信号におけるピークの原因となるシンボルをｓ（ｔｐ）とし、シフト量ｔ´とした場合、
Ｒｅ{ｓ（ｔｐ＋ｔ´）×ｓ（ｔｐ−ｔ´）／ｓ（ｔｐ）^２}
が一定値以上となるシフト量を決定し、
前記ウエイト生成部は、前記シフト量決定部により決定されたシフト量に基づいて、ウエイトを生成することを特徴とする送信機。
請求項４ないし７のいずれか１項に記載の送信機において、
複数の前記巡回シフト処理部
を備え、
前記シフト量決定部は、前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号および前記巡回シフト処理部により生成した巡回シフトした信号のうち少なくとも一方に基づいて、各巡回シフト処理部に対するシフト量を決定し、
前記ウエイト生成部は、前記ＯＦＤＭ信号および前記巡回シフトした信号のうち少なくとも一方に基づいて、ウエイトを生成することを特徴とする送信機。
請求項３ないし８のいずれか１項に記載の送信機において、
前記シフト量決定部は、スキャッタ−ドパイロット信号を用いる場合には、入力されたインパルスとパイロット信号に基づいて、最大シフト量を
（ＦＦＴポイント数／パイロット信号挿入間隔）≧（最大シフト量＋インパルス応答長）ここで、パイロット信号挿入間隔は周波数方向の間隔である
となるように決定することを特徴とする送信機。
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の送信機において、
互いに直列および並列の少なくとも一方に接続された複数の送信機
を備え、
各送信機は、
情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成部と、
該ＯＦＤＭ信号生成部により生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換部と、
該直並列変換部により直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
該逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換部と、
該並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理部と、
前記並直列変換部により並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理部により巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算部と、
該加算部により加算された信号を送信する送信部と
を備えることを特徴とする送信機。
請求項４ないし１０のいずれか１項に記載の送信機において、
複数のアンテナ
を備え、
前記シフト量決定部およびウエイト生成部は、前記シフト量および前記ウエイトのうち少なくとも一方を各アンテナで異なるように決定することを特徴とする送信機。
請求項４ないし１０のいずれか１項に記載の送信機において、
複数のシフト量およびウエイトを決定する畳み込み系列生成部と、
チャネル推定値、前記複数のシフト量およびウエイトに基づいて、第２チャネル推定値を生成し、複数の送信ウエイトを生成する送信ウエイト生成部と、
前記複数の送信ウエイトに基づいて、複数のＥＳＤＭ信号を生成するＥＳＤＭ信号生成部と、
前記複数のＥＳＤＭ信号からピークの低い信号を選択する選択部と、
を備えることを特徴とする送信機。
送信機の送信制御方法において、
情報信号からＯＦＤＭ信号を生成するＯＦＤＭ信号生成ステップと、
該ＯＦＤＭ信号生成ステップにより生成したＯＦＤＭ信号を直並列変換する直並列変換ステップと、
該直並列変換ステップにより直並列変換されたＯＦＤＭ信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換ステップと、
該逆フーリエ変換ステップにより逆フーリエ変換されたＯＦＤＭ信号を並直列変換する並直列変換ステップと、
該並直列変換ステップにより並直列変換されたＯＦＤＭ信号を巡回シフトした信号を生成する巡回シフト処理ステップと、
前記並直列変換ステップにより並直列変換されたＯＦＤＭ信号と、前記巡回シフト処理ステップにより巡回シフトしたＯＦＤＭ信号とを加算する加算ステップと、
該加算ステップにより加算された信号を送信する送信ステップと
を有することを特徴とする送信機の送信制御方法。
請求項１３に記載の送信制御方法において、
前記ＯＦＤＭ信号生成ステップでは、パイロット信号を含むＯＦＤＭ信号を生成することを特徴とする送信機の送信制御方法。