WO2008032805A1

WO2008032805A1 - Procédé d'émission de données et émetteur de données

Info

Publication number: WO2008032805A1
Application number: PCT/JP2007/067885
Authority: WO
Inventors: Naoki Suehiro
Original assignee: Naoki Suehiro
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2008-03-20
Also published as: JPWO2008032805A1; JP5303806B2

Description

明細書

データ送信方法及びデータ送信装置

技術分野

[0001] 本発明は、データ送信方法及びデータ送信装置に係り、特に、振幅分布改善用データを、同時に送信するデータ送信方法及びデータ送信装置に関する。

背景技術

[0002] 送信データとして、長さ M (Mは、 2以上の自然数）のデータが N (Nは、 2以上の自然数)個ある場合を考える。

[0003] この場合の送信データを、次のように示す。

[0004] 長さ Mの 1番目のデータ： b b b

00 01 0 (M- 1)

長さ Mの 2番目のデータ： b b b

長さ Mの N番目のデータ： b b - - -b

(N— 1) 0 (N— 1) 1 (N- l) (M- l)

この送信データをマトリックス表現すると図 1のようになる。

[0005] 図 1のマトリックス表現が可能な送信データを送信するには、各種の方法が考えられる。

[0006] ここでは、図 2に示すように、送信データを逆 DFT (Discrete

Fourier Transform)変換（逆離散フーリエ変換； IDFT)して送信する場合を考える

[0007] なお、演算子 F ¹は、図 3に示す M行、 N列の行列である。

N

[0008] また、図 3において、単位円を N分割した点に相当する変 W は、次のように定義さ

N

れる。

図 2の演算結果を図 4に示す。

[0010] 図 2の演算は、 [0011] [数 1]

なお、行ベクトノレ b (b b ••b )

(b b •b )

=(b b --b )

である。

[0012] したがって、図 2の演算を行ベクトルの演算として、図 4を見ると、

(第 0行）：行ベクトル bに W。が乗算されたもの、行ベクトル bに W ¹が乗算されたもの、 ···行ベクトル bに w ^N_1が乗算されたもの

(第 1行）：行ベクトル bに W。が乗算されたもの、行ベクトル bに W ¹が乗算されたもの、 ···行ベクトル bに w ^N_1が乗算されたもの

(第 N— 1行）：行ベクトル b に W。が乗算されたもの、行ベクトル b に W ¹が乗算されたもの、 ···行ベクトル b に W が乗算されたもの

力図 4に示されている。

[0013] そして、図 4から明らかなように、（第 0行） + (第 1行） + ··· + (第 N— 1行）が、図 2 の演算結果となり、出力として、

a a · ·& 、 & 、 & 、 ··、 & 、 ···、 & 、 & . a が得られる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] しかしながら、図 4の演算結果において、 a 、 a 、 . '、 a 、 a 、 a 、 . '、 a

00 01 0 (M- 1) 10 11 1 (M— 1

、 · · ' a 、 a 、 a のそれぞれは、 N個の演算結果の和であり、その

) (N— 1) 0 (N— 1) 1 (N- 1) (M- 1)

大きさ（振幅）の分布は、図 5に示すように、正規分布となる。

[0015] 図 5に示されている振幅の分布は、正規分布であるので、大きな広がりを有している。したがって、図 4の演算結果を送信する送信装置は、大きなダイナミックレンジが必要となる。このダイナミックレンジは、 Nが大きくなるにつれて、大きくなる。

[0016] また、大きなダイナミックレンジを送信するためには、送信出力を上げる必要があり、装置コストが増大し、エネルギーの消費が増大するという問題がある。更に、その結果、運用コストが増大するという問題も生じる。

[0017] 本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、送信振幅の分布を改善して、ダイナミックレンジを小さくしたデータ送信方法及びデータ送信装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0018] 上記目的を達成するために、本発明のるデータ送信方法は、長さ Mの N個の送信データと所定の系列の内の異なる N個の系列とに対して、それぞれ所定の演算をさせて、長さ Mの N個の送信データを長さ L (但し、 L〉M)の N個の送信データに変換して、変換された送信データを同時に送信するデータ送信方法において、前記長さ Lの N個の送信データに基づいて、長さ Lの振幅分布改善用データを生成し、前記振幅分布改善用データと、前記長さ Lの N個の送信データとを、同時に、又は、加算して、送信するように構成することができる。

[0019] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信方法は、前記振幅分布改善用データは、長さ Mの補正データに、前記所定の系列の内の、送信データのために用いられていない系列と、前記所定の演算をさせて生成されるように構成することができる。

[0020] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信方法は、前記所定の演算は、クロネッカ積であるように構成すること力 Sできる。

[0021] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信方法は、前記所定の系列は、 ZCCZ系列又は DFT行列の行ベクトル成分であるように構成することができる。

[0022] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信方法は、複数の前記振幅分布改善用データを、前記長さ Lの N個の送信データと、同時に送信するように構成すること力 Sでさる。

[0023] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、長さ Mの N個の送信データと所定の系列のセットの内の一つとに対して、所定の演算をさせて、長さ Mの N個の送信データを長さ L (但し、 L〉M)の N個の送信データに変換して、 N個の送信データを同時に送信するデータ送信装置において、前記長さ Lの N個の送信データから、最大の振幅及びその次の大きさの振幅を算出する振幅算出手段と、振幅算出手段で算出した最大の振幅及びその次の大きさの振幅に基づいて、振幅補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段で算出した振幅補正量に基づいて、長さ Lの振幅分布改善用データを生成する振幅分布改善用データ生成手段と、前記振幅分布改善用データを、前記長さ Lの N個の送信データと、同時に送信する送信手段とを有するように構成することができる。

[0024] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、前記振幅分布改善用データは、長さ Mの補正データに、前記所定の系列の内の、送信データのために用いられていない系列と、前記所定の演算をさせて生成されるように構成することができる。

[0025] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、前記所定の演算は、クロネッカ積であるように構成すること力 Sできる。

[0026] また、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、前記所定の系列は、 ZCCZ系列又は DFT

行列の行ベクトル成分であるように構成することができる。

発明の効果

[0027] 本発明によれば、送信振幅の分布を改善して、ダイナミックレンジを小さくしたデータ送信方法及びデータ送信装置を提供することができる。図面の簡単な説明

園 1]送信データを説明するための図である。

[図 2]本発明における演算の例を説明するための図である。

[図 3]F ¹を説明するための図である。

N

[図 4]図 2の演算結果を説明するための図である。

[図 5]振幅分布を説明するための図である。

[図 6]送信データの変換を説明するための図である。

[図 7]送信装置

符号の説明

10 送信データ

11 送信データの変換手段

12 振幅算出手段

13 補正量算出手段

14 補正データ算出手段

15 補正データの変換手段

16 遅延手段

17 加算手段

18 変調手段

19 ン亍ナ

発明を実施するための最良の形態

[0030] ここでは、次の 3つの送信データを、 4次の逆 DFT行列のベクトル成分と、クロネッ力積演算して送信する場合について説明する。

[0031] 3つの送信データを、次のように表す。

[0032] 送信データ b = (2 1 j - 1 j)

0

送信データ b = (1 2 -j -j 1)

送信データ b = ( -j 1 1 2 - 1)

2

また、 4次の逆 DFT行歹 IJは、次式（3)で表される。

[0033] [数 2]

また、式（3)は、次のように、 DFT行列の行べクトノレ成分で表される

[数 3]

なお、ベクトル f は、（1 1 1 1)であり、ベクトル f は、（1 j 一 1 一】）であり、ベタトル f は、（1 - 1 1 — 1)であり、ベクトル f は、（1 -j - 1 j)である。

2 3

[0035] そして、送信される 3つの送信データは、次のように変換されて送信される。

[0036] つまり、送信データ bは、

0

[0037] [数 4] ベク卜ル f₀ ® (2 1 j -1 j) ---(5)

の演算がなされて送信され、

送信データは、

[数 5]

ベクトル ® (1 2 -j -j 1) ---(6)

の演算がなされて送信され、

送信データ bは、

2

[数 6]

ベクトル ® C-j

の演算がなされて送信される。これらの 3つの信号は、同時に送信される。

図 6に示すように、式（5)の演算結果は、

= 1/2(2 1 j -1 j 2 1 j -1 j 2 1 j -1 j 2 1 j -1 j)となり、式（6)の演算結果は、

= 1/2(1 2 -j "J 1 J 2j 1 1 j -1 -2 j j -1 -j —2j —1 —1 j)となり、

式（7)の演算結果は、

= l/2(-j 1 1 2 -1 j -1 -1 -2 1 -j 1 1 2 -1 j -1 -1 2 1)となる。

[0041] 式（5)、式（6)及び式（7)の信号が同時に送信されるので、送信信号は、

3— j 4 1 1 j j 2 + ¾ ¾ j 2 1+ ¾ 1 j 0 1+ ¾ l+j — 2+j 2 ¾ —2+j 4 1 ··· (8)

となる。

[0042] これによれば、最大の振幅は「4」であり、最小の振幅は「一 4」である。したがって、ダイナミックレンジは、「ー4」「4」となって!/、る。

[0043] そこで、このダイナミックレンジを小さくして、ここでは、「ー4+1/3=— 11/3」〜「

4 1/3 = 11/3」とする。

[0044] 次に、ダイナミックレンジを「― 4」〜「4」から、「― 11/3」〜「； 11/3」にする具体的方法を説明する。

[0045] 本発明では、長さ 5の補正データを、 3つの送信データと同様に演算して、送信する。このとき、演算された長さ 5の補正データが、（8)のダイナミックレンジを小さくするように設定する。

[0046] つまり、 4次の逆 DFTfi列の内、ベクトノレ f 、ベクトノレ f 、ベクトノレ f は、データの送

0 1 2

信に利用したので、補正データの送信のためには、残ったベクトル f (1 -j -l j)

3

を使用する。

[0047] そこで、補正データ C=(C C C C C )とすると、

0 1 2 3 4

この補正データ cは、

[0048] [数 7] ベクトル ® (C₀ C₁ C₂ C₃ C₄) ---(9)

の演算がなされて、長さ 20の振幅分布改善用データに変換される。

[0049] 式（9)の演算結果は、次のようになる。

[0050] C C C C C -jC -jC -jC -jC -iC C C C

0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2

C -C jC jC jC jC jC …（10)

3 4 0 1 2 3 4

(10)の信号と（8)の信号とが同時に送信されるので、次の信号が、送信されることとなる。

[0051] 3-j + C、4 + C、 l + C、 l—j + C、j + C、 2 + 2i-jC、 2j-jC J-jC、一 2

0 1 2 3 4 0 1 2

-jC、 l + 2j-jC、 1-j-C、 0— C、 l + 2j-C、 1+j-C、一 2+j— C、 2+j

3 4 0 1 2 3 4

C、 -2j+jC、 -2+j+jC、 -4+jC、 1+jC ··· (11)

0 1 2 3 4

となる。

[0052] 式（11)の表現では、ダイナミックレンジは、「ー4」〜「4」は、「— 4+jC」〜「4 + C

3 1

」となっている。この実施例では、「― 4+jC」〜「4 + C」を「― 11/3」〜「； 11/3」と

3 1

する。

[0053] ところで、「一 4+jC」を「一 11/3」とすることは、 Cを「一 j/3」とすることであり、ま

3 3

た、「4 + C」を「11/3」とすることは、 Cを「一1/3」とすることである。

[0054] C、 C及び Cに係る部分は、「ー4」を超え、「4」未満であり、ダイナミックレンジに

0 2 4

影響を与えていないので、補正しない。

[0055] その結果、 C、 C及び Cをゼロとする。

0 2 4

[0056] つまり、補正データ C二（C C C C C )は、

0 1 2 3 4

補正データ C=(0 -1/3 0 -j/3 0)となる。

[0057] この補正データで、式（11)を求めると、次のようになる。

[0058] 3— j、 11/3、 1、 1— 4i/3、 j、 2 + ¾、 7j/3、 j、一7/3、 l + ¾、 1— i、 1/3、 1 + ¾、 l + 4j/3、一 2 +j、 2、 — 7j/3、一 2 +j、 —1 1/3、 1 …（12)

式（12)によれば、ダイナミックレンジは、「一1 1/3」〜「； 1 1/3」となっておおり、当初の目的が達成できた。

(送信装置）

本発明送信装置は、例えば、図 7の構成で実施できる。

[0059] 図 7の送信装置は、送信データ 10、送信データの変換手段 1 1、振幅算出手段 12

、補正量算出手段 13、補正データ算出手段 14、補正データの変換手段 15、遅延手段 16、加算手段 17、変調手段 18及びアンテナ 19から構成されている。

[0060] 長さ Mの N個の送信データ 10が、送信データの変換手段 1 1に供給される。送信データの変換手段 1 1では、 N個の送信データに対して、所定の系列の内の異なる N個の系列を作用（演算）させて、長さ Mの N個の送信データを長さ L (但し、 L〉M)のN 個の送信データに変換する。

[0061] 振幅算出手段 12は、送信データの変換手段 1 1からの出力である「長さ Lの N個の送信データ」から、最大の振幅及びその次の大きさの振幅を算出する。

[0062] 次いで、補正量算出手段 13は、振幅算出手段 12で算出した最大の振幅及びその次の大きさの振幅に基づいて、振幅補正量を算出する。

[0063] 後述するように、振幅算出手段 12で算出した最大の振幅 MAXと次の大きさの振

0

幅 MAXとした場合、補正量を（MAX — MAX )又は正量を（MAX — MAX ) /2

1 0 1 0 1 とする。

[0064] 補正データ算出手段 14は、補正量算出手段 13で算出された振幅補正量に基づいて、補正データを算出する。

[0065] 補正データの変換手段 15は、補正データ算出手段 14で算出された補正データに対して、補正データの変換を行う。

[0066] 補正データの変換は、送信データの変換手段 1 1と同じ種類の系列であって、その内の、送信データのために用いられていない系列を用いて変換する。

[0067] 遅延手段 16は、送信データの変換手段 1 1の出力と、補正データの変換手段 15の出力とのタイミングを合わせるために、送信データの変換手段 1 1の出力を遅延させるものである。 [0068] 加算手段 17は、送信データの変換手段 11の出力と、補正データの変換手段 15の出力と加算する。

[0069] 変調手段 18は、加算手段 17で加算された送信データの変換手段 11の出力と、補正データの変換手段 15の出力とを変調して、アンテナ 19から放射する。

(変形例）

(1)上記実施例では、式（8)の信号に対して、格別の根拠もなぐダイナミックレンジを「一 4」〜「4」から、「一 11/3」〜「； 11/3」にした。

[0070] 上記方法によれば、補正量を大きくすると、補正前のダイナミックレンジを決定している信号の振幅は小さくなる。し力、しながら、補正前のダイナミックレンジを決定しない信号も影響を受け、補正の結果、場合によっては、補正前のダイナミックレンジを超えることがある。

[0071] このように、補正によって、補正前のダイナミックレンジを超えないようにするためには、補正前の送信データにおいて、最大の振幅 MAXと次の大きさの振幅 MAXを

0 1 算出し、補正量を（MAX—MAX )以内にする必要がある。

0 1

[0072] なお、補正量を（MAX— MAX ) /2とすれば、必ずダイナミックレンジは減少する

0 1

[0073] (2)上記実施例では、送信データに所定の演算を行うための系列として、 4次の逆 DFT行列のベクトル成分の行ベクトル成分を用いた力 S、 4次の DFT行列のベクトノレ成分であってもよい。

[0074] また、次数も、 4次に限らず実施することができる。

[0075] (3)上記実施例では、送信データに所定の演算を行うための系列として、逆 DFT 行列のベクトル成分を用いた。しかしながら、本発明は、 ZCZ (Zero Correlation Zo ne sequence)系列、 Zし CZ ん ero Cross correlation Lone Sequence 系列、 M系歹 IJ、 Gold系列でも実施できる。

[0076] (4)上記実施例では、補正データは一つであつたが、補正データは複数であっても実施できる。し力、しながら、この場合、補正データに用いる系列は、送信データのために用いられて!/、な!/ヽ系列を使用する必要がある。

[0077] (5)上記実施例では、補正を 1回行った力繰り返して、複数回行ってもよい。 [0078] (6)図 7の送信装置は、加算手段 17で、変換手段 11の出力と変換手段 15の出力とを加算した上で送信するようにしたが、加算せずに、二つのアンテナから、同時に送信するようにしてあよレヽ。

[0079] 本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなぐ特許請求した本発明の範囲から逸脱することなぐ種々の変形例や実施例が考えられる。そのため、上述の実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであり、明細書の本文にはなんら拘束されない。

[0080] 本件国際出願は、 2006年 9月 15日に出願した日本国特許出願 2006— 251184 号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願日本国特許出願 2006— 251184号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲

[1] 長さ Mの N個の送信データと所定の系列の内の異なる N個の系列とに対して、それぞれ所定の演算をさせて、長さ Mの N個の送信データを長さ L (但し、 L〉M)のN個の送信データに変換して、変換された送信データを同時に送信するデータ送信方法において、

前記長さ Lの N個の送信データに基づいて、長さ Lの振幅分布改善用データを生成し、

前記振幅分布改善用データと前記長さ Lの N個の送信データとを、同時に、又は、加算して送信することを特徴とするデータ送信方法。

[2] 前記振幅分布改善用データは、長さ Mの補正データに、前記所定の系列の内の、送信データのために用いられてレ、な!/、系列と、前記所定の演算をさせて生成されることを特徴とする請求項 1記載のデータ送信方法。

[3] 前記所定の演算は、クロネッカ積であることを特徴とする請求項 1又は 2記載のデータ送信方法。

[4] 前記所定の系列は、 ZCCZ系列又は DFT行列の行ベクトル成分であることを特徴とする請求項 1ないし 3いずれか一項に記載のデータ送信方法。

[5] 複数の前記振幅分布改善用データを、前記長さ Lの N個の送信データと、同時に送信することを特徴とする請求項 1ないし 4いずれか一項に記載のデータ送信方法。

[6] 長さ Mの N個の送信データと所定の系列の内の異なる N個の系列とに対して、それぞれ所定の演算をさせて、長さ Mの N個の送信データを長さ L (但し、 L〉M)のN個の送信データに変換して、変換された送信データを同時に送信するデータ送信装置において、

前記長さ Lの N個の送信データから、最大の振幅及びその次の大きさの振幅を算出する振幅算出手段と、

振幅算出手段で算出した最大の振幅及びその次の大きさの振幅に基づいて、振幅補正量を算出する補正量算出手段と、

前記補正量算出手段で算出した振幅補正量に基づいて、長さ Lの振幅分布改善用データを生成する振幅分布改善用データ生成手段と、前記振幅分布改善用データを、前記長さ Lの N個の送信データと、同時に送信する送信手段と

を有することを特徴とするデータ送信装置。

[7] 前記振幅分布改善用データは、長さ Mの補正データに、前記所定の系列の内の、送信データのために用いられてレ、な!/、系列と、前記所定の演算をさせて生成されることを特徴とする請求項 6記載のデータ送信装置。

[8] 前記所定の演算は、クロネッカ積であることを特徴とする請求項 6又は 7記載のデータ送信装置。

[9] 前記所定の系列は、 ZCCZ系歹 IJ又は DFT行列の行ベクトル成分であることを特徴とする請求項 6なレ、し 8レ、ずれか一項に記載のデータ送信装置。