WO2005034401A1

WO2005034401A1 - 送信装置及びピーク抑圧方法

Info

Publication number: WO2005034401A1
Application number: PCT/JP2004/014060
Authority: WO
Inventors: Isamu Yoshii; Kenichi Miyoshi; Jun Cheng; Akihiko Nishio; Masaru Fukuoka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2005-04-14
Also published as: US20070121738A1; JPWO2005034401A1; CN1849763A

Abstract

　通信帯域内の一部の周波数を用いてピーク抑圧することにより、システム全体のスループットを向上させることができる送信装置。この装置において、変調部（１０２）は、送信データを適応変調する。合成部（１０３）は、送信データの波形と逆レプリカの波形を合成してしきい値以上のピークを抑圧する。ピーク判定部（１１１）は、送信信号にしきい値以上のピークがあるか否かを判定する。逆レプリカ生成部（１１２）は、しきい値以上のピークがある場合において、しきい値以上のピークの波形を抽出するとともに、抽出した波形の逆特性の波形である逆レプリカを生成する。サブバンド選択部（１１４）は、ＭＣＳが設定された各サブキャリアにおいて、受信品質に対する余裕度が大きいサブキャリアの周波数を選択して、選択した周波数の範囲内の逆レプリカを合成部（１０３）へ出力する。

Description

明細書

送信装置及びピーク抑圧方法

技術分野

[0001] 本発明は、送信装置及びピーク抑圧方法に関し、例えば OFDM方式にて送信信号を送信する際の送信装置及びピーク抑圧方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、 OFDM方式を用いたマルチキャリア通信装置はマルチパス及びフェージングに強く高品質通信が可能なため、高速無線伝送を実現できる装置として注目されている。 OFDM方式の通信においては、送信データをパラレルデータに変換した後に複数のサブキャリアに重畳して伝送するため、サブキャリア毎の相関がない。このため、各サブキャリアの位相が重なってしまうと OFDMシンボルとしては極めて大きな信号振幅を持つことになる。このように、各サブキャリアの位相の重なりによって、送信時に信号のピーク電圧が高くなると、送信信号を増幅する際にピーク電力を含むようなダイナミックレンジを有する増幅器が必要になり、増幅器が大型化してしまうととともに消費電力が大きくなつてしまう。さらに、送信時に信号のピーク電力が高くなると、大きな領域で線形性を保つことのできる増幅器が必要になるので、高価な増幅器が必要になる。

[0003] このため、従来は、リミッタを用いて送信信号全体の振幅を小さくする振幅制限の処理を行うことによりピーク電力を抑圧する方法 (例えば、特許文献 1。）、及びピークのみを抑圧するクリッピングと呼ばれる処理を行ってピーク電圧を抑圧する方法が知られている。

[0004] このようなピークを抑圧する場合において、ピーク抑圧した情報をデータに含めて送信する送信装置が知られて!/ヽる。このような送信装置から送信されたデータを受信した受信装置は、ピーク抑圧した情報を用いて抑圧されたピークを復元することにより、誤りなくデータを復号することができる。

[0005] 一方、 OFDM方式の通信において、基地局装置は、通信端末装置におけるサブキャリア毎の受信品質を通信端末装置より報告してもらい、報告された受信品質に基づいて、各ユーザに適切な多数のサブキャリアを割り当てて (周波数分割ユーザ多重）、各サブキャリアに MCS (Modulation Coding Schemes)を選択するシステムが用いられている。即ち、基地局装置は、回線品質に基づき、各通信端末装置に対して所望の通信品質 (例えば最低伝送率、誤り率)を満たすことのできる最も周波数利用効率の高いサブキャリアを割り当て、各サブキャリアに高速な MCSを選択してデータの送信を行うことにより、多ユーザにおいて高速なデータ通信を行うものである。特許文献 1：特開平 9—18451号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、従来の送信装置及びピーク抑圧方法は、所定の MCSが割り当てられた各サブキャリアにおける受信品質を考慮することなくピーク抑圧の情報を送信データに含めるため、 MCSが設定された各サブキャリアについて、所望の誤り率を満たすためには受信品質に余裕のないキャリア成分が抑圧された場合に、システム全体のスループットが大きく劣化するという問題がある。

[0007] 本発明の目的は、通信帯域内の一部の周波数を用いてピーク抑圧することにより、システム全体のスループットを向上させることである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の送信装置は、通信相手の受信品質を示す受信品質情報に基づいて周波数分割多重した送信信号を送信する送信装置であって、周波数毎に MCSパラメ一タを決定する決定手段と、送信信号におけるピークを検出する検出手段と、前記ピークの波形の逆特性の波形を生成する生成手段と、周波数毎に決定された MCSパラメータのうち、通信相手での受信品質を示す測定値と前記受信品質についての固有の下限値との差が最も大きい MCSパラメータに対応する周波数にて、前記送信信号に前記逆特性の波形を合成する合成手段と、前記逆特性の波形を合成された前記送信信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

[0009] 本発明のピーク抑圧方法は、通信相手の受信品質を示す受信品質情報に基づいて周波数分割多重した送信信号におけるピークを抑圧するピーク抑圧方法であって、周波数毎に MCSパラメータを決定するステップと、送信信号におけるピークを検出するステップと、前記ピークの波形の逆特性の波形を生成するステップと、周波数毎に決定された MCSパラメータのうち、通信相手での受信品質を示す測定値と前記受信品質についての固有の下限値との差が最も大きい MCSパラメータに対応する周波数にて、前記送信信号の波形に前記逆特性の波形を合成するステップと、を具備するようにした。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、通信帯域内の一部の周波数を用いてピーク抑圧することにより、システム全体のスループットを向上させることができる

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置の構成を示すブロック図

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る MCSテーブルを示す図

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置の動作を示すフロー図

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る送信信号の波形における時間と PAPRとの関係を示す図

[図 5]本発明の実施の形態 1に係る送信信号の波形における時間と振幅との関係を示す図

[図 6]本発明の実施の形態 1に係るレプリカにおける時間と振幅との関係を示す図

[図 7]本発明の実施の形態 1に係る逆レプリカにおける時間と振幅との関係を示す図

[図 8]本発明の実施の形態 1に係るサブキャリアを示す図

[図 9]本発明の実施の形態 1に係る BLERと CIRとの関係を示す図

[図 10]本発明の実施の形態 1に係る受信品質に対する余裕度を示す図

[図 11]本発明の実施の形態 1に係る逆レプリカの FFT後の波形を示す図

[図 12]本発明の実施の形態 1に係る送信信号における PAPRのヒストグラムを示す図

[図 13]本発明の実施の形態 1に係る送信信号における EbZNと BERとの関係を示

0

す図

[図 14]本発明の実施の形態 2に係る無線通信装置の動作を示すフロー図

[図 15]本発明の実施の形態 2に係るサブキャリアを示す図

[図 16]本発明の実施の形態 2に係る BLERと CIRとの関係を示す図 [図 17]本発明の実施の形態 2に係る受信品質に対する余裕度を示す図 [図 18]本発明の実施の形態 3に係る無線通信装置の動作を示すフロー図

[図 19]本発明の実施の形態 3に係る無線通信装置の動作を示すフロー図

[図 20]本発明の実施の形態 4に係る無線通信装置の構成を示- [図 21]本発明の実施の形態 5に係る無線通信装置の構成を示- [図 22]本発明の実施の形態 5に係る無線通信装置の動作を示すフロー図発明を実施するための最良の形態

[0012] 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。

[0013] (実施の形態 1)

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る無線通信装置 100の構成を示- である。

[0014] 符号ィ匕部 101は、送信パラメータ決定部 123から入力した符号ィ匕率情報より所定の符号化率にて送信データを符号化し、符号化した送信データを変調部 102へ出力する。

[0015] 変調部 102は、送信パラメータ決定部 123から入力した変調方式情報より所定の変調方式にて符号化部 101から入力した送信データを変調し、変調した送信データを合成部 103へ出力する。

[0016] 合成部 103は、 FFT部 116から入力したしきい値以上の波形の逆特性の波形 (以下「逆レプリカ」と記載する）の情報である逆レプリカ情報より、変調部 102から入力した送信データの波形と逆レプリカとを周波数軸上にて合成してシリアル Zパラレル（以下「SZP」と記載する）変換部 104へ出力する。

[0017] SZP変換部 104は、合成部 103から入力した送信データをシリアルデータ形式からパラレルデータ形式へ変換してフーリエ逆変換（以下「IFFT; Inverse Fast Fourier

Transform」と記載する）部 105へ出力する。

[0018] 逆直交変換手段である IFFT部 105は、 SZP変換部 104から入力した送信データを IFFTしてガードインターバル (以下「GI」と記載する)挿入部 106及び最大電力対平均電力比（以下「PAPR;Peak to Average Power Ratio」と記載する）計算部 109へ出力する。 [0019] GI挿入部 106は、 IFFT部 105から入力した送信データに GIを挿入して無線送信処理部 107へ出力する。

[0020] 無線送信処理部 107は、 GI挿入部 106から入力した送信データをベースバンド周波数力も無線周波数へアップコンバート等してアンテナ 108より送信する。

[0021] PAPR計算部 109は、 IFFT部 105から入力した IFFT後の送信データより PAPR を計算し、計算結果をピーク判定部 111へ出力する。

[0022] カットオフ指示部 110は、送信データの振幅を削除するためのしき!/、値情報である PAPR情報をピーク判定部 111へ出力する。

[0023] ピーク検出手段であるピーク判定部 111は、 PAPR計算部 109から入力した PAP Rの計算結果とカットオフ指示部 110から入力したしき、値情報とを比較して、しき!/ヽ値以上の PAPRを示すピークが存在するカゝ否かを判定する。そして、ピーク判定部 1 11は、しきい値以上の PAPRを示すピークが存在する場合には、ピークを含むしきい値以上の送信データの波形情報を逆レプリカ生成部 112へ出力する。

[0024] 波形生成手段である逆レプリカ生成部 112は、ピーク判定部 111から入力した波形情報より、入力した波形情報を打ち消す波形、即ち逆レプリカを生成して逆レプリカ情報をサブバンド選択部 114へ出力する。

[0025] サブバンド指示部 113は、マージン算出部 124から入力した各サブキャリアについての受信品質に対する余裕度の情報であるマージン情報より、通信帯域内において、受信品質に対する余裕度が最も大き、サブキャリア力も構成されるサブバンドの周波数帯域を選択するようにサブバンド選択部 114へ指示する。

[0026] 選択手段であるサブバンド選択部 114は、サブバンド指示部 113から指示された所定のサブバンドを選択し、選択したサブバンドの周波数帯域内の逆レプリカ生成部 1 12から入力した逆レプリカのみをバンドパスフィルタ（以下「BPF」と記載する） 115へ出力する。

[0027] BPF115は、サブバンド選択部 114から入力した逆レプリカ情報より、逆レプリカ生成部 112にて生成した打ち消す波形である逆レプリカから、逆レプリカのサブバンド指示部 113により指示されたサブバンドの周波数帯域以外の不要な帯域成分を除去してフーリエ変換（以下「FFT; Fast Fourier Transform」と記載する）部 116へ出力する。

[0028] 直交変換手段である FFT部 116はサブバンド選択部 114から入力した不要な帯域成分が除去された逆レプリカ情報より、逆レプリカを FFTして合成部 103へ出力する

[0029] 無線受信処理部 118は、アンテナ 117にて受信した受信信号を無線周波数力もべースバンド周波数にダウンコンバート等して GI除去部 119へ出力する。

[0030] GI除去部 119は、無線受信処理部 118から入力した受信信号力 GIを除去して F FT部 120へ出力する。

[0031] FFT部 120は、 GI除去部 119から入力した受信信号を FFTして復調部 121へ出力する。

[0032] 復調部 121は、 FFT部 120から入力した受信信号を復調して復号部 122へ出力する。

[0033] 復号部 122は、復調部 121から入力した受信信号を復号して送信パラメータ決定部 123及びマージン算出部 124へ出力するとともに受信データを得る。

[0034] 送信パラメータ決定部 123は、復号部 122から入力した受信データより、サブキヤリァ毎に通信端末装置の受信品質を示す受信品質情報である CQI (Channel Quality Indicator)及び受信電力情報等を用いて変調方式及び符号ィ匕率の組み合わせを示す MCS (MCSパラメータ）を選択する。即ち、送信パラメータ決定部 123は、図 2に示すように、 MCSと、変調方式及び符号ィ匕率とが関係付けられた MCSテーブルを有しており、復号部 122から入力した受信信号より、通信端末装置から報告された通信端末装置の受信品質を示す測定値である受信 CIR (Carrier to Interference Ratio )を求めて、求めた受信 CIRを用いて MCSテーブルを参照することにより、サブキヤリァ毎に MCSを選択する。そして、送信パラメータ決定部 123は、選択した各サブキヤリアの MCSを MCS情報としてサブバンド指示部 113へ出力する。また、送信パラメータ決定部 123は、選択した MCSの変調方式の情報である変調方式情報を変調部 102へ出力するとともに、選択した MCSの符号ィ匕率の情報である符号ィ匕率情報を符号ィ匕部 101へ出力する。図 2において、 MCSは、 0から 7まで順番に伝送効率が高くなり、 MCS7が最も高い伝送効率を示す。 [0035] マージン算出部 124は、復号部 122から入力した受信データより、通信端末装置の受信品質を示す測定値である受信 CIRを求めて、送信パラメータ決定部 123から入力した MCS情報と求めた受信 CIRとを用いて、受信 CIRと MCS毎に固有の値の下限値との差よりサブキャリア毎に受信品質に対する余裕度を算出して、算出した余裕度の情報であるマージン情報をサブバンド指示部 113へ出力する。なお、各サブキャリアについて、受信品質に対する余裕度を求める方法については後述する。

[0036] 次に、無線通信装置 100のピークを抑圧する動作について、図 3—図 11を用いて説明する。図 3は、無線通信装置 100のピークを抑圧する動作を示すフロー図である

[0037] 最初に、 IFFT部 105は、送信データを IFFTする（ステップ ST301)。

[0038] 次に、 PAPR計算部 109は、 PAPRを測定する（ステップ ST302)。

[0039] 次に、ピーク判定部 111は、図 4に示すように、カットオフ指示部 110から入力したしき、値情報より、 PAPRがしき、値 )以上であるピークが存在する力否かを、シンボル毎に判定する（ステップ ST303)。

[0040] PAPRがしきい値 (X以上であるピークが存在する場合には、逆レプリカ生成部 112 は、図 5に示すように、送信信号の時間と振幅の関係において振幅がしきい値（j8 ) 以上及び振幅がしきい値 (- j8 )以下の波形情報 501、 502、 503、 504を取り出して、図 6に示すように、波形情報 501のレプリカ 601、波形情報 502のレプリカ 602、波形情報 503のレプリカ 603及び波形情報 504のレプリカ 604を生成する（ステップ ST 304)。

[0041] 次に、逆レプリカ生成部 112は、図 7に示すように、レプリカ 601の逆特性を有する逆レプリカ 701、レプリカ 602の逆特性を有する逆レプリカ 702、レプリカ 603の逆特性を有する逆レプリカ 703、レプリカ 604の逆特性を有する逆レプリカ 704を生成する (ステップ ST305)。

[0042] 次に、サブバンド選択部 114はサブバンド指示部 113により指示されたサブバンドを選択し (ステップ ST306)、 BPF115はサブバンド指示部 113より指示されたサブバンドの周波数帯域内の逆レプリカのみを出力する。具体的には、通信帯域 F3内において、図 8に示すように、バンド 1内の各サブキャリアに割り当てられる送信データは図 2の MCS6を選択して 16QAMで変調されるとともに、バンド 2内の各サブキヤリァに割り当てられる送信データは MCS3を選択して QPSKで変調されてヽる場合、サブバンド選択部 114は、各バンドの受信品質に対する余裕度を考慮して余裕度が最も大きヽバンドを選択する。

[0043] 図 9は、ブロックエラーレイト（以下「BLER」と記載する）と CIRとの関係を示す図であり、所望の BLERを満たすしきい値 Hに対して、図 2及び図 9に示すように、 ldB 一 ldBが MCS = 1の設定が可能な範囲であり、 ldB— 2. 5dBが MCS = 2の設定が可能な範囲であり、 2. 5dB— 3. 5dBが MCS = 3の設定が可能な範囲であり、 3. 5d B— 5. OdBが MCS =4の設定が可能な範囲であり、 5. OdB— 7. 5dBが MCS = 5 の設定が可能な範囲であり、 7. 5dB— 10. OdBが MCS = 6の設定が可能な範囲であるとともに、 10dB以上が MCS = 7の設定が可能な範囲である。各 MCSにおける受信 CIRの下限値は、 MCS = 1が設定される場合は—ldBであり、 MCS = 2が設定される場合は ldBであり、 MCS = 3が設定される場合は 2. 5dBであり、 MCS=4力 S 設定される場合は 3. 5dBであり、 MCS = 5が設定される場合は 5. OdBであり、 MC S = 6が設定される場合は 7. 5dBであるとともに、 MCS = 7が設定される場合は 10. OdBであり、実際に設定された MCSにおける受信 CIRの下限値と実際に求めた通信端末装置における受信 CIRとの差が余裕度となる。この時、バンド 1の受信 CIRが 9. 5dBで、バンド 2の受信 CIRが 3dBである場合、マージン算出部 124は、バンド 1 の余裕度（マージン）として 9. 5-7. 5 = 2. OdBを算出し、バンド 2の余裕度（マージン）として 3. 0-2. 5 = 0. 5dBを算出し、サブバンド指示部 113は、図 10より、余裕度が最も大きいバンド 1を選択する。

[0044] 次に、 FFT部 116は、選択されたバンド 1の逆レプリカを FFTする（ステップ ST307 ) oバンド 1の逆レプリカを FFTすることにより、図 11に示すような波形が得られる。ノンド 1の以外のバンド 2の逆レプリカは、サブバンド選択部 114から出力されないため、 FFT後の波形は図 11の実線部分のみとなる。

[0045] 次に、合成部 103は、送信信号と FFTしたバンド 1の逆レプリカ（図 11の実線部分の波形）とを合成する（ステップ ST308)。このように、バンド 1の逆レプリカと送信データとを合成することによりバンド 1のサブキャリアに割り当てられる送信データに誤りが生じる可能性は高くなる。しかし、バンド 1にて逆レプリカと送信データとを合成する場合は、通信帯域 F3全体にて逆レプリカと送信データとを合成する場合に比べて、バンド 2の逆レプリカと送信データとを合成してヽなヽ分だけ、送信データ全体の誤り特性の劣化は少ない。また、バンド 1の送信データに誤りが生じた場合であっても、バンド 1における送信データは受信品質に対する余裕度が大きいので、再送等の処理を行うことにより、バンド 1の送信データを誤りなく復号することが可能である。一方、ステップ ST303において、 PAPRがしきい値 a以上であるピークが存在しない場合には送信信号と逆レプリカとの合成は行わな、。

[0046] 図 12及び図 13は、シュミレーシヨンを行った結果を示すものである。図 12は、従来の全帯域に渡ってピーク抑圧処理 (クリッピング)を行った場合の PAPRのヒストグラムを示す図であり、図 13は、従来のピーク抑圧のしきい値を可変にした場合の 1ビット当たりの電力対雑音比 (Eb/N )と BERとの関係を示す図である。

0

[0047] 図 12において、 P1はしきい値 4dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P2はしきい値 5dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P3はしきい値 6dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P4はしき!/、値 7dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P5はしきい値 8dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P6はしきい値 9dBとしてピーク抑圧した場合の PAPRのヒストグラムを示すものであり、 P7はしきい値 10dBとしてピーク抑圧した場合の PAP Rのヒストグラムを示すものであり、 P8はピーク抑圧しない場合の PAPRのヒストグラムを示すものである。図 12より、ピーク抑圧によってしきい値より大きな PAPRがなくなつていることがわかる。し力し、ピーク成分がなくなることにより、図 13に示すように BE Rの劣化が生じる。

[0048] 図 13において、 C1はしきい値を 4dBに設定した場合における BERと EbZNとの

0 関係をしめすものであり、 C2はしきい値を 5dBに設定した場合における BERと EbZ Noとの関係をしめすものであり、 C3はしきい値を 8dBに設定した場合における BER と Eb/Noとの関係をしめすものである。図 13より、しきい値を 4dBに設定する場合よりもしきい値を 5dBに設定する場合の方が誤り率は小さくなり、しきい値を 5dBに設定する場合よりもしきい値を 8dBに設定する場合の方が誤り率は小さくなる。図 12及び図 13より、しきい値を小さくすれば、 PAPRを下げることができる力 BERは劣化することがわ力ゝる。

[0049] このように、本実施の形態 1によれば、ピーク抑圧による劣化要因を、受信品質に対して余裕度が大きい MCSが設定されたサブキャリアに割り当てることができるので、システム全体のスループットを向上させることができる。

[0050] (実施の形態 2)

図 14は、無線通信装置のピークを抑圧する際の動作を示すフロー図である。なお

、本実施の形態 2に係る無線通信装置は、図 1と同一構成であるのでその説明は省略する。

[0051] 無線通信装置のピークを抑圧する動作について、図 14及び図 15を用いて説明する。

[0052] 最初に、 IFFT部 105は、送信データを IFFTする（ステップ ST1401)。

[0053] 次に、 PAPR計算部 109は、 PAPRを測定する（ステップ ST1402)。

[0054] 次に、ピーク判定部 111は、図 4に示すように、カットオフ指示部 110から入力したしき、値情報より、 PAPRがしき、値（ α )以上であるピークが存在する力否かを判定する（ステップ ST1403)。

[0055] PAPRがしき、値 (X以上であるピークが存在する場合にはサブバンド選択部 114 は K=0を設定する（ステップ ST1404)。

[0056] 次にサブバンド選択部 114はサブバンド指示部 113により指示されたサブバンドを N個（ただし、 Nは自然数でかつ通信帯域内の全サブバンド数以下)選択し (ステップ ST1405)、選択した N個のサブバンドの周波数帯域内の逆レプリカのみを出力する。例えば、サブバンド選択部 114は、通信帯域内において、図 15及び図 16に示すように、バンド 1の各サブキャリアに割り当てられる送信データは MCS6を選択して 16Q AMで変調され、バンド 2の各サブキャリアに割り当てられる送信データは MCS3を選択して QPSKで変調されているとともに、バンド 3の各サブキャリアに割り当てられる送信データは MCS3を選択して QPSKで変調されてヽる場合、サブバンド選択部 114は、各バンドの受信品質に対する余裕度を考慮して余裕度が最も大き、バンドを選択する。図 16は、 BLERと CIRとの関係を示す図であり、図 9と同一の設定がなされている。そして、バンド 1の受信 CIRが 9. 5dB、バンド 2の受信 CIRが 3dBであるとともにバンド 3の受信 CIRが 2. 6dBである場合、マージン算出部 124は、バンド 1の余裕度（マージン）として 9. 5-7. 5 = 2. OdBを算出し、バンド 2の余裕度（マージン）として 3. 0-2. 5 = 0. 5dBを算出するとともに、バンド 3の余裕度（マージン）として 2. 6-2. 5 = 0. ldBを算出し、サブバンド指示部 113は、図 17より、余裕度が最も大きいバンド 1を選択する。

[0057] 次に、 FFT部 116は、選択されたバンド 1の逆レプリカを FFTする（ステップ ST140 6)。バンド 2にて逆レプリカを FFTすることにより、図 11に示すような波形が得られる。バンド 2以外の逆レプリカはサブバンド選択部 114から出力されないため、 FFT後の波形は図 11の実線部分のみとなる。

[0058] 次に、合成部 103は、送信信号と FFTした逆レプリカ（図 11の実線部分の波形）とを合成する（ステップ ST1407)。

[0059] 次に、ピーク判定部 111は、逆レプリカが合成された後に IFFTされた送信データにしき!/、値 (X以上のピークがあるか否かを再度判定する (ステップ ST1408)。

[0060] 送信データにしきい値 a以上のピークがある場合にはサブバンド選択部 114は、新規サブバンドを K個新規に選択する (ステップ ST1409)。具体的にはサブバンド選択部 114は、図 17より、新規サブバンドとしてバンド 1の次に受信品質に対する余裕度が大き!/、バンド 2を選択する。

[0061] そして、無線通信装置は、しき、値 (X以上のピークがなくなるまでステップ ST1405 一 ST1408の処理を繰り返す。即ち、無線通信装置は、しきい値 α以上のピークがなくならない限りは、通信帯域内の全てのバンドを選択するまで (Νの最大値になるまで）、ステップ ST1405—ステップ ST1409の処理を繰り返す。

[0062] ステップ ST1408において、しきい値 α以上のピークがない場合には、無線通信装置 100はピーク抑圧処理を終了する。

[0063] 一方、ステップ ST1403において、しきい値 α以上のピークがない場合には、無線通信装置はピーク抑圧処理を終了する。

[0064] このように、本実施の形態 2によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、しきい値 α以上のピークがなくなるまで順次新規なバンドを選択して逆レプリカを合成する帯域を広げていくので、 1つのバンドの送信データの誤り率特性が劣化してしまうことを防ぐことができる。

[0065] (実施の形態 3)

図 18及び図 19は、無線通信装置のピークを抑圧する動作を示すフロー図である。なお、本実施の形態 3に係る無線通信装置は、図 1と同一構成であるのでその説明は省略する。

[0066] 無線通信装置のピークを抑圧する動作について、図 18及び図 19を用いて説明する。

[0067] 最初に、 IFFT部 105は、送信データを IFFTする（ステップ ST1801)。

[0068] 次に、 PAPR計算部 109は、 PAPRを測定する（ステップ ST1802)。

[0069] 次に、ピーク判定部 111は、図 4に示すように、カットオフ指示部 110から入力したしき、値情報より、 PAPRがしき、値（ α )以上であるピークが存在する力否かを判定する（ステップ ST1803)。

[0070] PAPRがしきい値 α以上である場合には、 FFT部 116は、逆レプリカを FFTする（ステップ ST1804)。

[0071] 次に、合成部 103は、所定の通信帯域内において送信信号と逆レプリカを合成する（ステップ ST1805)。

[0072] 次に、ピーク判定部 111は、逆レプリカと送信信号を合成後に、再び送信信号にしきい値 a以上のピークがあるか否かを判定する（ステップ ST1806)。

[0073] しきい値 a以上のピークがない場合にはサブバンド選択部 114は、受信品質に対する余裕度が最も小さいサブバンドを K個選択する (ステップ ST1807)。具体的にはサブバンド選択部 114は、通信帯域内において、図 17より、受信品質に対する最も余裕度が小さ、バンド 3を 1個選択する。

[0074] 次にサブバンド選択部 114は、通信帯域内のバンド 1一バンド 3の全バンドからバンド 3を取り除いて、残りのバンド 1及びバンド 2を選択する（ステップ ST1808)。

[0075] 次にサブバンド選択部 114は、サブバンドを選択する処理を 1回行う毎に 1ずつ力ゥントし、総カウント数が所定回数に到達した力否かを判定する (ステップ ST1809)。 [0076] 総カウント数が所定回数に到達して、な、場合にはサブバンド選択部 114は、ピーク判定部 111にてピークが検出されてヽるカゝ否かを判定する (ステップ ST1810)。

[0077] ピーク判定部 111にてピークが検出されて、な、場合にはサブバンド選択部 114 は、通信帯域内にて選択された残りのサブバンドの中力再度受信品質に対する余裕度が最も小さいサブバンドを K個選択する (ステップ ST1807)。具体的にはサブバンド選択部 114は、通信帯域内にて選択された残りのバンド 1及びバンド 2の中から受信品質に対する余裕度が最も小さ、バンド 2のサブバンドを K個選択する。そしてサブバンド選択部 114は、選択対象のサブバンドからバンド 2を取り除いて残りのバンド 1を選択し (ステップ ST1808)、ステップ ST1809にて所定回数に到達するか、またはステップ ST1810にてしきい値 a以上のピークが検出されるまでステップ ST 1807—ステップ ST1810の処理を繰り返す。

[0078] ステップ ST1810において、ピーク判定部 111にてピークが検出されている場合にはサブバンド選択部 114は、直前に取り除いた K個のサブバンドを再び選択されるサブバンドとして戻す (ステップ ST1811)。具体的にはサブバンド選択部 114は、バンド 3のみを選択して、る場合で、かつ直前にバンド 2を選択対象力も取り除、て、る場合には、バンド 2を選択対象のバンドとして戻して、バンド 1を選択する。

[0079] 次に、 FFT部 116は、逆レプリカ生成部 112にて生成された逆レプリカを FFTする

(ステップ ST1812)。

[0080] 次に、合成部 103は、送信信号と FFTした逆レプリカとを合成する (ステップ ST18 13)。

[0081] ステップ ST1806において、しきい値 α以上のピークがある場合には、さらに FFT 部 116は、逆レプリカを FFTし (ステップ ST1812)、逆レプリカと送信信号を合成する（ステップ ST1813)。

[0082] 一方、ステップ ST1809において、総カウント数が所定回数に到達した場合にはサブバンド選択部 114は、しき、値以上のピークは存在しな、ものと判断してピーク抑圧処理を行わずに処理を終了する。

[0083] また、ステップ ST1803において、しきい値 α以上のピークがない場合には、しきい値以上のピークは存在しないものと判断してピーク抑圧処理を行わずに処理を終了する。

[0084] このように、本実施の形態 3によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、ピーク抑圧した後にピークが検出されない場合で、かつ余分にピーク抑圧している場合には、ピークが検出されるまで選択するサブバンド数を順次減らしていくとともに、ピークが検出された際に逆レプリカと送信信号を合成するので、必要以上にピーク抑圧してしまうことにより、誤り率特性が劣化してしまことを防ぐことができる。

[0085] (実施の形態 4)

図 20は、本発明の実施の形態 4に係る無線通信装置 2000の構成を示すブロック図である。

[0086] 本実施の形態 4に係る無線通信装置 2000は、図 1に示す実施の形態 1に係る無線通信装置 100において、図 20に示すように、クリッピング部 2001を追加する。なお、図 20においては、図 1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

[0087] クリッピング部 2001は、 IFFT部 105から入力した送信データをクリッピング処理して GI挿入部 106へ出力する。即ち、クリッピング部 2001は、あら力じめ設定されているしきヽ値と送信データの送信データの信号レベルとを比較して、信号レベルがしき V、値以上であれば信号レベルをしき、値まで抑圧して GI挿入部 106へ出力し、信号レベルがしきい値未満であればそのまま送信データを GI挿入部 106へ出力する。

[0088] このように、本実施の形態 5によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、逆レプリ力と送信データとを合成した後に、さらにクリッピング処理を行うので、ピークを確実に抑圧することができる。

[0089] (実施の形態 5)

図 21は、本発明の実施の形態 5に係る無線通信装置 2100の構成を示すブロック図である。

[0090] 本実施の形態 5に係る無線通信装置 2100は、図 1に示す実施の形態 1に係る無線通信装置 100において、図 21に示すように、 FFT部 116を除き、合成部 103、 S ZP変換部 104及び IFFT部 105の代わりに SZP変換部 2101、 IFFT部 2102及び合成部 2103を有する。なお、図 21においては、図 1と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明は省略する。

[0091] SZP変換部 2101は、変調部 102から入力した送信データをシリアルデータ形式力パラレルデータ形式へ変換して IFFT部 2102へ出力する。

[0092] IFFT部 2102は、 SZP変換部 2101から入力した送信データを IFFTして合成部 2

103へ出力する。

[0093] 合成部 2103は、 IFFT部 2102から入力した送信データの波形とサブバンド選択部 114から入力した逆レプリカとを、時間軸上にて合成して GI挿入部 106へ出力する。

[0094] 次に、無線通信装置 2100のピークを抑圧する動作について、図 22を用いて説明する。図 22は、無線通信装置 2100のピークを抑圧する際の動作を示すフロー図でめる。

[0095] 最初に、 IFFT部 2102は、送信データを IFFTする（ステップ ST2201)。

[0096] 次に、 PAPR計算部 109は、 PAPRを測定する（ステップ ST2202)。

[0097] 次に、ピーク判定部 111は、図 4に示すように、カットオフ指示部 110から入力したしき、値情報より、 PAPRがしき、値（ α )以上であるピークが存在する力否かを判定する（ステップ ST2203)。

[0098] PAPRがしきい値 (X以上であるピークが存在する場合には、逆レプリカ生成部 112 は、図 5に示すように、送信信号の時間と振幅の関係において振幅がしきい値（j8 ) 以上及び振幅がしき!/、値 (一 β )以下の波形情報を取り出して、図 6に示すようなレブリカを生成する (ステップ ST2204)。

[0099] 次に、逆レプリカ生成部 112は、図 7に示すように、生成したレプリカの逆特性を有する逆レプリカを生成する（ステップ ST2205)。

[0100] 次に、サブバンド選択部 114はサブバンド指示部 113により指示されたサブバンドを選択し (ステップ ST2206)、 BPF115はサブバンド指示部 113より指示されたサブバンドの周波数帯域内の逆レプリカのみを出力する。具体的にはサブバンド選択部 1 14は、通信帯域内において、図 10より、バンド 1の各サブキャリアに割り当てられる送信データは MCS6を選択して 16QAMで変調されるとともに、バンド 2の各サブキヤリァに割り当てられる送信データは MCS3を選択して QPSKで変調されてヽる場合、サブバンド選択部 114は、各バンドの受信品質に対する余裕度を考慮して余裕度が最も大きいバンドを選択する。そして、バンド 1の受信 CIRが 9. 5dBで、バンド 2の受信 CIRが 3dBである場合、マージン算出部 124は、バンド 1の余裕度（マージン）として 9. 5-7. 5 = 2. OdBを算出し、ノンド 2の余裕度（マージン）として 3. 0—2. 5 = 0. 5dBを算出し、サブバンド指示部 113は、図 10より、余裕度が最も大きいバンド 1を選択する。

[0101] 次に、合成部 2103は、送信信号と IFFTした逆レプリカとを合成する (ステップ ST2 207) o

[0102] このように、本実施の形態 5によれば、上記実施の形態 1の効果に加えて、送信データ全体を繰り返して IFFT処理する必要がなヽので、ピーク抑圧処理を簡単にすることができる。

[0103] 上記実施の形態 1一実施の形態 5の無線通信装置は、基地局装置及び通信端末装置に適用することが可能である。

[0104] なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されても良い。

[0105] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥノレ卜ラ LSIと呼称されることちある。

[0106] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field

Programmable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブノレ ·プロセッサーを J用しても良、。

[0107] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

[0108] 本明細書は、 2003年 9月 30日出願の特願 2003— 341655に基づく。この内容は全てここに含めておく。

産業上の利用可能性本発明にかかる送信装置及びピーク抑圧方法は、通信帯域内の一部の周波数を用いてピーク抑圧することにより、送信データ全体の誤り率特性の劣化を防ぐ効果を有し、ピークを抑圧するのに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 通信相手の受信品質を示す受信品質情報に基づいて周波数分割多重した送信信号を送信する送信装置であって、

周波数毎に変調符号化方式パラメータを決定する決定手段と、

送信信号におけるピークを検出する検出手段と、

前記ピークの波形の逆特性の波形を生成する生成手段と、

周波数毎に決定された変調符号ィ匕方式パラメータのうち、通信相手での受信品質を示す測定値と前記受信品質についての固有の下限値との差が最も大きい変調符号ィ匕方式パラメータに対応する周波数にて、前記送信信号に前記逆特性の波形を合成する合成手段と、

前記逆特性の波形を合成された前記送信信号を送信する送信手段と、を具備する送信装置。

[2] 前記ピークが検出される毎に、対応する変調符号ィ匕方式パラメータの前記差が大きい順に周波数を選択する選択手段をさらに具備し、

前記合成手段は、選択された周波数にて、前記送信信号の波形に前記逆特性の波形を合成する、

請求の範囲 1記載の送信装置。

[3] 前記検出手段は、

前記逆特性の波形を合成された前記送信信号においてピークを検出し、前記逆特性の波形を合成された前記送信信号にぉヽてピークが検出されな、場合、対応する変調符号ィ匕方式パラメータの前記差が小さ、順に周波数を通信帯域内の周波数力取り除いた残りの周波数を選択する選択手段をさらに具備し、前記合成手段は、前記残りの周波数にて、前記送信信号の波形に前記逆特性の波形を合成する、

請求の範囲 1記載の送信装置。

[4] 前記選択手段は、

対応する変調符号ィ匕方式パラメータの前記差が小さい順に周波数を通信帯域内の周波数から取り除く処理を最大で所定回数繰り返す、請求の範囲 3記載の送信装置。

[5] 前記合成手段は、

周波数軸上にて、前記送信信号の波形に前記逆特性の波形を合成する、請求の範囲 1記載の送信装置。

[6] 前記送信信号を逆直交変換する逆直交変換手段をさらに具備し、

前記合成手段は、逆直交変換された送信信号に、前記逆特性の波形を合成する、請求の範囲 1記載の送信装置。

[7] 通信相手の受信品質を示す受信品質情報に基づいて周波数分割多重した送信信号におけるピークを抑圧するピーク抑圧方法であって、

周波数毎に変調符号ィヒ方式パラメータを決定するステップと、

送信信号におけるピークを検出するステップと、

前記ピークの波形の逆特性の波形を生成するステップと、

周波数毎に決定された変調符号ィ匕方式パラメータのうち、通信相手での受信品質を示す測定値と前記受信品質についての固有の下限値との差が最も大きい変調符号ィ匕方式パラメータに対応する周波数にて、前記送信信号の波形に前記逆特性の波形を合成するステップと、

を具備するピーク抑圧方法。