特許 5704102 通信機および通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5704102

(24)【登録日】2015年3月6日

(45)【発行日】2015年4月22日

(54)【発明の名称】通信機および通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04J 11/00 20060101AFI20150402BHJP

【ＦＩ】

   H04J11/00 Z

【請求項の数】12

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2012-70406(P2012-70406)

(22)【出願日】2012年3月26日

(65)【公開番号】特開2013-201733(P2013-201733A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2014年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100746

【氏名又は名称】アイコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】西川 延良

【審査官】 長谷川 篤男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−００９７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０２／０５６５１６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｊ １１／００

ＣｉＮｉｉ

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記サブキャリア変調信号の逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴ手段と、
前記ＩＦＦＴ手段の演算結果を該演算結果の実部である実部データと該演算結果の虚部である虚部データとに分解する分解手段と、
前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、該実部データおよび該虚部データの各要素に所定の演算を施した後に、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該実部データまたは該虚部データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成し、前記振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、該実部データまたは該虚部データの要素の並び順に基づき、前記所定の振分後の演算を施した前記振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データおよび虚部振分後データをそれぞれ生成する演算手段と、
前記演算手段で生成した、前記実部振分後データと前記虚部振分後データと、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。

【請求項2】

前記演算手段は、前記実部データまたは前記虚部データである入力データについて、該入力データの要素の値が０以上または０より大きい場合には、該入力データの該要素の値と所定の正の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値と同じである値を加算する前記所定の演算を行い、該入力データの該要素の値が０未満または０以下である場合には、該入力データの該要素の値と所定の負の閾値との差分を前記所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値である値を加算する前記所定の演算を行った後に、該入力データの該要素の値が前記正の閾値以上もしくは前記正の閾値より大きい、または前記負の閾値以下もしくは前記負の閾値未満である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に前記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する前記所定の振分後の演算を行い、該入力データの該要素の値が前記負の閾値より大きく前記正の閾値未満、前記負の閾値より大きく前記正の閾値以下、前記負の閾値以上で前記正の閾値未満、または前記負の閾値以上で前記正の閾値以下である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から前記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する前記所定の振分後の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信機。

【請求項3】

前記正の閾値の絶対値と前記負の閾値の絶対値とが同じであることを特徴とする請求項２に記載の通信機。

【請求項4】

前記演算手段は、前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、同じ前記正の閾値および前記負の閾値を用いることを特徴とする請求項２または３に記載の通信機。

【請求項5】

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、
前記並列信号を前記並列信号の実部である実部データと前記並列信号の虚部である虚部データとに分解する受信側分解手段と、
前記並列信号の前記実部データおよび前記並列信号の前記虚部データのそれぞれを、所定の数に等分割してサブデータを生成し、前記サブデータの要素の値に基づき前記サブデータに対応する所定の演算を検出し、前記サブデータの要素の値を用いて前記所定の演算を行った結果を要素とし、前記サブデータの並び順に基づき前記要素を並べて合成して実部復元データおよび虚部復元データをそれぞれ生成する逆演算手段と、
前記逆演算手段で生成した、前記実部復元データと前記虚部復元データと、を合成する受信側合成手段と、
前記受信側合成手段の演算結果の高速フーリエ変換を行ってサブキャリア変調信号を生成するＦＦＴ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。

【請求項6】

前記逆演算手段は、それぞれ２つの要素を含む前記サブデータを生成し、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値以上もしくは該要素の値より大きい場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値以下もしくは該要素の値未満である場合には、該サブデータの１行目の要素と該サブデータの２行目の要素を加算する前記所定の演算を行い、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値未満もしくは該要素の値以下である場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値より大きいもしくは該要素の値以上である場合には、５を乗算した該サブデータの１行目の要素から３を乗算した該サブデータの２行目の要素を減算する前記所定の演算を行うことを特徴とする請求項５に記載の通信機。

【請求項7】

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、
前記サブキャリア変調信号の逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴステップと、
前記ＩＦＦＴステップの演算結果を該演算結果の実部である実部データと該演算結果の虚部である虚部データとに分解する分解ステップと、
前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、該実部データおよび該虚部データの各要素に所定の演算を施した後に、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該実部データまたは該虚部データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成し、前記振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、該実部データまたは該虚部データの要素の並び順に基づき、前記所定の振分後の演算を施した前記振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データおよび虚部振分後データをそれぞれ生成する演算ステップと、
前記演算ステップで生成した、前記実部振分後データと前記虚部振分後データと、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。

【請求項8】

前記演算ステップにおいて、前記実部データまはた前記虚部データである入力データについて、該入力データの要素の値が０以上または０より大きい場合には、該入力データの該要素の値と所定の正の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値と同じである値を加算する前記所定の演算を行い、該入力データの該要素の値が０未満または０以下である場合には、該入力データの該要素の値と所定の負の閾値との差分を前記所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値である値を加算する前記所定の演算を行った後に、該入力データの該要素の値が前記正の閾値以上もしくは前記正の閾値より大きい、または前記負の閾値以下もしくは前記負の閾値未満である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に前記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する前記所定の振分後の演算を行い、該入力データの該要素の値が前記負の閾値より大きく前記正の閾値未満、前記負の閾値より大きく前記正の閾値以下、前記負の閾値以上で前記正の閾値未満、または前記負の閾値以上で前記正の閾値以下である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から前記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する前記所定の振分後の演算を行うことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。

【請求項9】

前記正の閾値の絶対値と前記負の閾値の絶対値とが同じであることを特徴とする請求項８に記載の通信方法。

【請求項10】

前記演算ステップにおいて、前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、同じ前記正の閾値および前記負の閾値を用いることを特徴とする請求項８または９に記載の通信方法。

【請求項11】

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、
前記並列信号を前記並列信号の実部である実部データと前記並列信号の虚部である虚部データとに分解する受信側分解ステップと、
前記並列信号の前記実部データおよび前記並列信号の前記虚部データのそれぞれを、所定の数に等分割してサブデータを生成し、前記サブデータの要素の値に基づき前記サブデータに対応する所定の演算を検出し、前記サブデータの要素の値を用いて前記所定の演算を行った結果を要素とし、前記サブデータの並び順に基づき前記要素を並べて合成して実部復元データおよび虚部復元データをそれぞれ生成する逆演算ステップと、
前記逆演算ステップで生成した、前記実部復元データと前記虚部復元データと、を合成する受信側合成ステップと、
前記受信側合成ステップの演算結果の高速フーリエ変換を行ってサブキャリア変調信号を生成するＦＦＴ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。

【請求項12】

前記逆演算ステップにおいて、それぞれ２つの要素を含む前記サブデータを生成し、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値以上もしくは該要素の値より大きい場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値以下もしくは該要素の値未満である場合には、該サブデータの１行目の要素と該サブデータの２行目の要素を加算する前記所定の演算を行い、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値未満もしくは該要素の値以下である場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値より大きいもしくは該要素の値以上である場合には、５を乗算した該サブデータの１行目の要素から３を乗算した該サブデータの２行目の要素を減算する前記所定の演算を行うことを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信機および通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１６５７８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。

【0006】

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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、
前記サブキャリア変調信号の逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴ手段と、
前記ＩＦＦＴ手段の演算結果を該演算結果の実部である実部データと該演算結果の虚部である虚部データとに分解する分解手段と、
前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、該実部データおよび該虚部データの各要素に所定の演算を施した後に、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該実部データまたは該虚部データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成し、前記振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、該実部データまたは該虚部データの要素の並び順に基づき、前記所定の振分後の演算を施した前記振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データおよび虚部振分後データをそれぞれ生成する演算手段と、
前記演算手段で生成した、前記実部振分後データと前記虚部振分後データと、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。

【0008】

好ましくは、前記演算手段は、前記実部データまたは前記虚部データである入力データについて、該入力データの要素の値が０以上または０より大きい場合には、該入力データの該要素の値と所定の正の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値と同じである値を加算する前記所定の演算を行い、該入力データの該要素の値が０未満または０以下である場合には、該入力データの該要素の値と所定の負の閾値との差分を前記所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値である値を加算する前記所定の演算を行った後に、該入力データの該要素の値が前記正の閾値以上もしくは前記正の閾値より大きい、または前記負の閾値以下もしくは前記負の閾値未満である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に前記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する前記所定の振分後の演算を行い、該入力データの該要素の値が前記負の閾値より大きく前記正の閾値未満、前記負の閾値より大きく前記正の閾値以下、前記負の閾値以上で前記正の閾値未満、または前記負の閾値以上で前記正の閾値以下である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から前記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する前記所定の振分後の演算を行う。

【0009】

好ましくは、前記正の閾値の絶対値と前記負の閾値の絶対値とが同じである。

【0010】

好ましくは、前記演算手段は、前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、同じ前記正の閾値および前記負の閾値を用いる。

【0011】

本発明の第２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、
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、
前記並列信号を前記並列信号の実部である実部データと前記並列信号の虚部である虚部データとに分解する受信側分解手段と、
前記並列信号の前記実部データおよび前記並列信号の前記虚部データのそれぞれを、所定の数に等分割してサブデータを生成し、前記サブデータの要素の値に基づき前記サブデータに対応する所定の演算を検出し、前記サブデータの要素の値を用いて前記所定の演算を行った結果を要素とし、前記サブデータの並び順に基づき前記要素を並べて合成して実部復元データおよび虚部復元データをそれぞれ生成する逆演算手段と、
前記逆演算手段で生成した、前記実部復元データと前記虚部復元データと、を合成する受信側合成手段と、
前記受信側合成手段の演算結果の高速フーリエ変換を行ってサブキャリア変調信号を生成するＦＦＴ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。

【0012】

好ましくは、前記逆演算手段は、それぞれ２つの要素を含む前記サブデータを生成し、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値以上もしくは該要素の値より大きい場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値以下もしくは該要素の値未満である場合には、該サブデータの１行目の要素と該サブデータの２行目の要素を加算する前記所定の演算を行い、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値未満もしくは該要素の値以下である場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値より大きいもしくは該要素の値以上である場合には、５を乗算した該サブデータの１行目の要素から３を乗算した該サブデータの２行目の要素を減算する前記所定の演算を行う。

【0013】

本発明の第３の観点に係る通信方法は、
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、
前記サブキャリア変調信号の逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴステップと、
前記ＩＦＦＴステップの演算結果を該演算結果の実部である実部データと該演算結果の虚部である虚部データとに分解する分解ステップと、
前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、該実部データおよび該虚部データの各要素に所定の演算を施した後に、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該実部データまたは該虚部データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成し、前記振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、該実部データまたは該虚部データの要素の並び順に基づき、前記所定の振分後の演算を施した前記振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データおよび虚部振分後データをそれぞれ生成する演算ステップと、
前記演算ステップで生成した、前記実部振分後データと前記虚部振分後データと、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。

【0014】

好ましくは、前記演算ステップにおいて、前記実部データまはた前記虚部データである入力データについて、該入力データの要素の値が０以上または０より大きい場合には、該入力データの該要素の値と所定の正の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値と同じである値を加算する前記所定の演算を行い、該入力データの該要素の値が０未満または０以下である場合には、該入力データの該要素の値と所定の負の閾値との差分を前記所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値である値を加算する前記所定の演算を行った後に、該入力データの該要素の値が前記正の閾値以上もしくは前記正の閾値より大きい、または前記負の閾値以下もしくは前記負の閾値未満である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に前記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する前記所定の振分後の演算を行い、該入力データの該要素の値が前記負の閾値より大きく前記正の閾値未満、前記負の閾値より大きく前記正の閾値以下、前記負の閾値以上で前記正の閾値未満、または前記負の閾値以上で前記正の閾値以下である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から前記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む前記振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が前記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する前記所定の振分後の演算を行う。

【0015】

好ましくは、前記正の閾値の絶対値と前記負の閾値の絶対値とが同じである。

【0016】

好ましくは、前記演算ステップにおいて、前記実部データおよび前記虚部データのそれぞれについて、同じ前記正の閾値および前記負の閾値を用いる。

【0017】

本発明の第４の観点に係る通信方法は、
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、
前記並列信号を前記並列信号の実部である実部データと前記並列信号の虚部である虚部データとに分解する受信側分解ステップと、
前記並列信号の前記実部データおよび前記並列信号の前記虚部データのそれぞれを、所定の数に等分割してサブデータを生成し、前記サブデータの要素の値に基づき前記サブデータに対応する所定の演算を検出し、前記サブデータの要素の値を用いて前記所定の演算を行った結果を要素とし、前記サブデータの並び順に基づき前記要素を並べて合成して実部復元データおよび虚部復元データをそれぞれ生成する逆演算ステップと、
前記逆演算ステップで生成した、前記実部復元データと前記虚部復元データと、を合成する受信側合成ステップと、
前記受信側合成ステップの演算結果の高速フーリエ変換を行ってサブキャリア変調信号を生成するＦＦＴ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。

【0018】

好ましくは、前記逆演算ステップにおいて、それぞれ２つの要素を含む前記サブデータを生成し、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値以上もしくは該要素の値より大きい場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値以下もしくは該要素の値未満である場合には、該サブデータの１行目の要素と該サブデータの２行目の要素を加算する前記所定の演算を行い、前記サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、該サブデータの２行目の要素の値未満もしくは該要素の値以下である場合、または前記サブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、該サブデータの２行目の要素の値より大きいもしくは該要素の値以上である場合には、５を乗算した該サブデータの１行目の要素から３を乗算した該サブデータの２行目の要素を減算する前記所定の演算を行う。

【発明の効果】

【0019】

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。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】実施の形態に係る演算部での演算処理の概略を示す図である。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】シミュレーションしたベースバンド信号のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性を示す図である。

【図7】シミュレーションしたＢＥＲの特性を示す図である。

【図8】シミュレーションしたＰＡＰＲ特性と閾値との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。以下の説明において、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transformation：逆高速フーリエ変換）は、ＩＦＦＴとＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transformation：逆離散フーリエ変換）を含む概念とする。したがって本発明の実施の形態においては、ＩＦＦＴの代わりに、ＩＤＦＴを行うよう構成してもよい。同様にＦＦＴ（Fast Fourier Transformation：高速フーリエ変換）は、ＦＦＴとＤＦＴ（Discrete Fourier Transformation：離散フーリエ変換）を含む概念とする。またＩＤＦＴおよびＤＦＴを行う場合は、以下の説明におけるＦＦＴサイズとは、ＤＦＴのサイズを意味する。

【0022】

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、ＩＦＦＴ部１３、分解部１４、演算部１５、合成部１６、送信部１７、およびコントローラ２０を備える。演算部１５は、実部演算部１５１および虚部演算部１５２を備える。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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、ＦＦＴ部３３、受信側合成部３４、逆演算部３５、受信側分解部３６、受信部３７、および送受信切替部３８を備える。逆演算部３５は、実部逆演算部３５１および虚部逆演算部３５２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。

【0026】

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ＩＦＦＴ部１３に送る。ＩＦＦＴ部１３は、サブキャリア変調信号のＩＦＦＴを行い、演算結果を分解部１４に送る。

【0027】

分解部１４は、ＩＦＦＴ部１３の演算結果を該演算結果の実部である実部データと、該演算結果の虚部である虚部データとに分解し、実部データと虚部データを演算部１５に送る。演算部１５は、実部データを実部演算部１５１に、虚部データを虚部演算部１５２にそれぞれ送る。実部演算部１５１および虚部演算部１５２の動作は同じであるため、実部演算部１５１の動作について説明する。

【0028】

実部演算部１５１は、実部データである入力データの各要素に所定の演算を施した後に、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該入力データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成する。実部演算部１５１は、振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、入力データの要素の並び順に基づき、所定の振分後の演算を施した振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データを生成する。

【0029】

実部演算部１５１は、例えば、入力データの要素の値が０以上または０より大きい場合には、該入力データの該要素の値と所定の正の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が該差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。また該入力データの該要素の値が０未満または０以下である場合には、該入力データの該要素の値と所定の負の閾値との差分を所定の差分として用いて、該入力データの該要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が該差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。そして、実部演算部１５１は、該入力データの該要素の値が正の閾値以上もしくは正の閾値より大きい、または負の閾値以下もしくは負の閾値未満である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に上記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する所定の振分後の演算を行う。また該入力データの該要素の値が負の閾値より大きく正の閾値未満、負の閾値より大きく正の閾値以下、負の閾値以上で正の閾値未満、または負の閾値以上で正の閾値以下である場合には、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から上記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成し、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する所定の振分後の演算を行う。

【0030】

所定の正の閾値および負の閾値は、後述するようにＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）の低減の程度およびＢＥＲ(Bit Error Rate：符号誤り率)の劣化の程度を考慮して予め定められている。なお正の閾値の絶対値と負の閾値の絶対値とは同じ値でもよいし、異なる値でもよい。正の閾値の絶対値と負の閾値の絶対値とが同じであるように構成すると、上述の演算処理の実装を簡易化することが可能である。

【0031】

実部演算部１５１は、例えば以下のように入力データの要素に演算を施す。ＦＦＴサイズをＮとして、入力データの要素をｕ_ｉ（ｉ＝０、１、・・・、Ｎ−１）で表す。正の閾値をτ_＋とすると、入力データの要素の値が正の閾値以上である場合には、下記（１）式で表されるように、該要素の値と所定の正の閾値との差分αを所定の差分として用いる。入力データの要素の値が正の閾値以上であるので、α≧０である。

【0032】

【数1】

【0033】

実部演算部１５１は、入力データの要素に符号が該要素と同じであって絶対値が上記（１）式で表される差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。入力データの要素ｕ_ｉの該演算結果βは、下記（２）式で表される。

【0034】

【数2】

【0035】

入力データの要素の値が正の閾値以上であるので、実部演算部１５１は、１行目の要素と２行目の要素の符号が正であって値が互いに異なり、１行目の要素と２行目の要素の合計が上記（２）式で表される該入力データの該要素の該演算結果に一致し、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に上記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成する。入力データの要素ｕ_ｉの上述の演算結果に基づき生成した振分後サブデータの各要素は、下記（３）式で表され、ｖ_ｉ＿１が１行目の要素を、ｖ_ｉ＿２が２行目の要素を表すものとする。

【0036】

【数3】

【0037】

実部演算部１５１は、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する所定の振分後の演算を行う。所定の振分後の演算を施した振分後サブデータは、下記（４）式で表される。下記（４）式を変形して、下記（５）式が導き出される。

【0038】

【数4】

【0039】

【数5】

【0040】

入力データの要素の値が０以上であって正の閾値未満である場合には、下記（６）式で表されるように、該要素の値と所定の正の閾値との差分αを所定の差分として用いる。入力データの要素の値が０以上であって正の閾値未満であるので、α＞０である。

【0041】

【数6】

【0042】

実部演算部１５１は、入力データの要素に符号が該要素と同じであって絶対値が上記（６）式で表される差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。入力データの要素ｕ_ｉの該演算結果βは、上記（２）式で表される。入力データの要素の値が０以上であって正の閾値未満であるので、実部演算部１５１は、１行目の要素と２行目の要素の符号が正であって値が互いに異なり、１行目の要素と２行目の要素の合計が上記（２）式で表される該入力データの該要素の該演算結果に一致し、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から上記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成する。振分後サブデータは、下記（７）式で表される。

【0043】

【数7】

【0044】

実部演算部１５１は、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する所定の振分後の演算を行う。所定の振分後の演算を施した振分後サブデータは、下記（８）式で表される。下記（８）式を変形して、下記（９）式が導き出される。

【0045】

【数8】

【0046】

【数9】

【0047】

負の閾値をτ₋とすると、入力データの要素の値が０未満であって負の閾値より大きい場合には、下記（１０）式で表されるように、該要素の値と所定の負の閾値との差分αを所定の差分として用いる。入力データの要素の値が０未満であって負の閾値より大きいため、α＜０となる。

【0048】

【数10】

【0049】

実部演算部１５１は、入力データの要素に符号が該要素と同じであって絶対値が上記（１０）式で表される差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。上記（１０）式においては、α＜０であり、入力データの要素ｕ_ｉの該演算結果βは、上記（２）式で表される。入力データの要素の値が０未満であって負の閾値より大きいので、実部演算部１５１は、１行目の要素と２行目の要素の符号が負であって値が互いに異なり、１行目の要素と２行目の要素の合計が上記（２）式で表される該入力データの該要素の該演算結果に一致し、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値から上記差分の絶対値を２で除算した値を減算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成する。振分後サブデータは、下記（１１）式で表される。

【0050】

【数11】

【0051】

実部演算部１５１は、該振分後サブデータの各要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を加算する所定の振分後の演算を行う。所定の振分後の演算を施した振分後サブデータは、下記（１２）式で表される。下記（１２）式を変形して、下記（１３）式が導き出される。

【0052】

【数12】

【0053】

【数13】

【0054】

入力データの要素の値が負の閾値以下である場合には、下記（１４）式で表されるように、該要素の値と所定の負の閾値との差分αを所定の差分として用いる。入力データの要素の値が負の閾値以下であるので、α≦０となる。

【0055】

【数14】

【0056】

実部演算部１５１は、入力データの要素に符号が該要素と同じであって絶対値が上記（１４）式で表される差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行う。入力データの要素ｕ_ｉの該演算結果βは、上記（２）式で表される。入力データの要素の値が負の閾値以下であるので、実部演算部１５１は、１行目の要素と２行目の要素の符号が負であって値が互いに異なり、１行目の要素と２行目の要素の合計が上記（２）式で表される該入力データの該要素の該演算結果に一致し、１行目の要素の絶対値が２行目の要素の絶対値に上記差分の絶対値を２で除算した値を加算した値である、２つの要素を含む振分後サブデータを生成する。振分後サブデータは、下記（１５）式で表される。

【0057】

【数15】

【0058】

実部演算部１５１は、該振分後サブデータの各要素から、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値を２で除算した値である値を減算する所定の振分後の演算を行う。所定の振分後の演算を施した振分後サブデータは、下記（１６）式で表される。下記（１６）式を変形して、下記（１７）式が導き出される。

【0059】

【数16】

【0060】

【数17】

【0061】

実部演算部１５１は、上述のように、振分後サブデータを生成し、振分後サブデータに上述の演算を施す。そして下記（１８）式で表されるように、上述の演算を施した振分後サブデータを入力データの要素の並び順に基づいて並べて合成して実部振分後データを生成する。

【0062】

【数18】

【0063】

入力データの要素の値に基づく場合分けは上述の例に限られず、所定の演算を行うための場合分けと、所定の振分後の演算を行うための場合分けとの組み合わせ方は任意である。例えば入力データの要素の値が、正の閾値より大きい場合、０より大きく正の閾値以下である場合、負の閾値より大きく０以下である場合、負の閾値以下である場合に分け、それぞれ上述の演算を施すよう構成してもよい。

【0064】

図３は、実施の形態に係る演算部での演算処理の概略を示す図である。横軸が入力データの要素であり、縦軸が要素の値である。点線は正の閾値および負の閾値を表す。図３（ａ）は、実部データである入力データを表す。入力データの要素に、符号が該入力データの該要素と同じであって絶対値が上記差分の絶対値と同じである値を加算する所定の演算を行った結果が図３（ｂ）である。図３（ｂ）に示す、所定の演算を施した入力データの要素に基づき生成した振分後サブデータが図３（ｃ）である。図３（ｃ）に示す振分後サブデータに、所定の振幅後の演算を施した結果が図３（ｄ）である。図に示すように、入力データの要素に上述の処理を施して、値の変動を小さくすることでＰＡＰＲを低減することができる。

【0065】

虚部演算部１５２は、虚部データを入力データとして実部演算部１５１と同様に上述の演算処理を行い、虚部振分後データを生成する。実部演算部１５１および虚部演算部１５２が用いる所定の正の閾値および負の閾値は、異なってもよい。実部演算部１５１および虚部演算部１５２が同じ所定の正の閾値および負の閾値を用いる場合には、１つの演算器を用いて実部演算部１５１および虚部演算部１５２を実現することができる。

【0066】

演算部１５は、実部演算部１５１で生成した実部振分後データおよび虚部演算部１５２で生成した虚部振分後データを合成部１６に送る。

【0067】

合成部１６は、実部振分後データおよび虚部振分後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し、送信部１７に送る。実部振分後データをｗ、虚部振分後データをｘとすると、合成したデータはｗ＋ｊｘで表される。ただしｊは虚数単位である。送信部１７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３８およびアンテナ１０を介して他の機器に送信信号を送る。

【0068】

図４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）。ＩＦＦＴ部１３は、サブキャリア変調信号のＩＦＦＴを行う（ステップＳ１２０）。

【0069】

分解部１４は、ＩＦＦＴ部１３の演算結果を該演算結果の実部である実部データと、該演算結果の虚部である虚部データとに分解する（ステップＳ１３０）。実部演算部１５１は、実部データの各要素に所定の演算を施し、各要素の符号が同じであって値が互いに異なり、各要素の値の合計が該実部データの該要素の該演算結果に一致する振分後サブデータを生成する。実部演算部１５１は、振分後サブデータの各要素に所定の振分後の演算を施し、該実部データの要素の並び順に基づき、該演算を施した振分後サブデータを並べて合成して実部振分後データを生成する。虚部演算部１５２は、虚部データに対し、実部演算部１５１と同様の演算処理を行って虚部振分後データを生成する（ステップＳ１４０）。

【0070】

合成部１６は、実部振分後データおよび虚部振分後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（ステップＳ１５０）。送信部１７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３８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Ｓ１６０）。

【0071】

受信側での処理を以下に説明する。受信部３７は、アンテナ１０および送受信切替部３８を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、受信側分解部３６に送る。受信側分解部３６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。受信側分解部３６は、並列信号を並列信号の実部である実部データと、並列信号の虚部である虚部データとに分解し、並列信号の実部データと虚部データを逆演算部３５に送る。逆演算部３５は、並列信号の実部データを実部逆演算部３５１に、並列信号の虚部データを虚部逆演算部３５２にそれぞれ送る。実部逆演算部３５１および虚部逆演算部３５２の動作は同じであるため、実部逆演算部３５１の動作について説明する。

【0072】

並列信号の実部データは、送信側の実部演算部１５１で生成した実部振分後データに一致する。実部逆演算部３５１は、並列信号の実部データを、所定の数に等分割してサブデータを生成し、サブデータの要素の値に基づきサブデータに対応する所定の演算を検出し、サブデータの要素の値を用いて所定の演算を行った結果を要素とし、サブデータの並び順に基づき上記要素を並べて合成して実部復元データを生成する。所定の数とは、送信側の実部演算部１５１で生成した振分後サブデータの数、すなわち入力信号の要素の数に一致する。受信側では、所定の数についての情報を予め保持しているものとする。

【0073】

実部逆演算部３５１は、例えば、並列信号の実部データを所定の数に等分割して、それぞれ２つの要素を含むサブデータを生成する。サブデータは、送信側の実部演算部１５１で生成し、所定の振分後の演算を施した振分後サブデータに一致する。実部逆演算部３５１は、サブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、サブデータの２行目の要素の値以上もしくは該要素の値より大きい場合、またはサブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、サブデータの２行目の要素の値以下もしくは該要素の値未満である場合には、サブデータの１行目の要素とサブデータの２行目の要素を加算する所定の演算を行う。またサブデータの１行目の要素の値が０以上もしくは０より大きく、サブデータの２行目の要素の値未満もしくは該要素の値以下である場合、またはサブデータの１行目の要素の値が０未満もしくは０以下であって、サブデータの２行目の要素の値より大きいもしくは該要素の値以上である場合には、５を乗算したサブデータの１行目の要素から３を乗算したサブデータの２行目の要素を減算する所定の演算を行う。

【0074】

所定の演算は、受信側で、送信側の実部演算部１５１で生成した実部振分後データから入力信号を復元できる所定の演算であり、上述の演算に限られない。

【0075】

上記（５）式において、ｕ_ｉ≧τ_＋であるから、ｗ_ｉ＿１≧ｗ_ｉ＿２＞０であり、上記（９）式において、０≦ｕ_ｉ＜τ_＋であるから、０＜ｗ_ｉ＿１＜ｗ_ｉ＿２であり、上記（１３）式において、τ₋＜ｕ_ｉ＜０であるから、０＞ｗ_ｉ＿１＞ｗ_ｉ＿２であり、また上記（１７）式において、ｕ_ｉ≦τ₋であるから、ｗ_ｉ＿１≦ｗ_ｉ＿２＜０である。

【0076】

したがって、送信側で上述の例に示すような演算を施した場合には、実部逆演算部３５１は、例えば以下のような演算処理を行う。実部逆演算部３５１は、サブデータの１行目の要素の値が０以上であってサブデータの２行目の要素の値以上である場合、またはサブデータの１行目の要素の値が０未満であってサブデータの２行目の要素の値以下である場合には、サブデータの１行目の要素とサブデータの２行目の要素を加算する所定の演算を行う。この場合には、サブデータが上記（５）式または（１７）式で表されるので、下記（１９）式で表されるように、サブデータの１行目の要素とサブデータの２行目の要素を加算する演算を行った結果ｒ_ｉは、実部演算部１５１の入力データである実部データの要素ｕ_ｉに一致する。

【0077】

【数19】

【0078】

また実部逆演算部３５１は、サブデータの１行目の要素の値が０以上であってサブデータの２行目の要素の値未満である場合、またはサブデータの１行目の要素の値が０未満であってサブデータの２行目の要素の値より大きい場合には、５を乗算したサブデータの１行目の要素から３を乗算したサブデータの２行目の要素を減算する所定の演算を行う。この場合には、サブデータが上記（９）式または（１３）式で表されるので、下記（２０）式で表されるように、５を乗算したサブデータの１行目の要素から３を乗算したサブデータの２行目の要素を減算する演算を行った結果ｒ_ｉは、実部演算部１５１の入力データである実部データの要素ｕ_ｉに一致する。

【0079】

【数20】

【0080】

実部逆演算部３５１は、上述の演算結果を要素として、サブデータの並び順に基づき上記要素を並べて合成して実部復元データを生成する。実部逆演算部３５１が並列信号の実部データに基づき生成した実部復元データは、送信側の分解部１４で生成した実部データに一致する。

【0081】

虚部逆演算部３５２は、並列信号の虚部データについて、実部逆演算部３５１と同様に上述の演算処理を行い、虚部復元データを生成する。虚部逆演算部３５２が生成した虚部復元データは、送信側の分解部１４で生成した虚部データに一致する。実部逆演算部３５１および虚部逆演算部３５２が用いる所定の正の閾値および負の閾値は、異なってもよい。実部逆演算部３５１および虚部逆演算部３５２が同じ所定の正の閾値および負の閾値を用いる場合には、１つの演算器を用いて実部逆演算部３５１および虚部逆演算部３５２を実現することができる。

【0082】

逆演算部３５は、実部逆演算部３５１で生成した実部復元データおよび虚部逆演算部３５２で生成した虚部復元データを受信側合成部３４に送る。

【0083】

受信側合成部３４は、実部復元データおよび虚部復元データを合成したデータをＦＦＴ部３３に送る。実部復元データをｒ、虚部復元データをｓとすると、合成したデータはｒ＋ｊｓで表される。ＦＦＴ部３３は、受信側合成部３４から送られたデータのＦＦＴを行い、サブキャリア変調信号を生成する。ＦＦＴ部３３は、サブキャリア変調信号を並直列変換部３２に送る。

【0084】

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。

【0085】

図５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３７は、アンテナ１０および送受信切替部３８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）。受信側分解部３６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）。受信側分解部３６は、並列信号を並列信号の実部である実部データと、並列信号の虚部である虚部データとに分解する（ステップＳ２３０）。

【0086】

実部逆演算部３５１は、並列信号の実部データを所定の数に等分割してサブデータを生成し、サブデータの要素の値に基づきサブデータに対応する所定の演算を検出し、サブデータの要素の値を用いて所定の演算を行った結果を要素とし、サブデータの並び順に基づき上記要素を並べて合成して実部復元データを生成する。虚部逆演算部３５２は、並列信号の虚部データに対し、実部逆演算部３５１と同様の演算処理を行って虚部復元データを生成する（ステップＳ２４０）。

【0087】

受信側合成部３４は、実部復元データおよび虚部復元データを合成し、ＦＦＴ部３３は、合成したデータのＦＦＴを行い、サブキャリア変調信号を生成する（ステップＳ２５０）。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Ｓ２６０）。

【0088】

以上説明した原理に従って、通信機１は例えば以下のように通信を行う。サブキャリアの数が４の場合に、分解部１４が生成した実部データｕが下記（２１）式で表されるとする。添え字のＴは行列を転置表示していることを示す。

【0089】

【数21】

【0090】

ここで一例として、正の閾値を５、負の閾値を−５、とする。実部演算部１５１において、実部データの１行目の要素については上記（５）式に基づき、２行目の要素については上記（９）式に基づき、３行目の要素については上記（１７）式に基づき、４行目の要素については上記（１７）式に基づき、演算処理を行って生成した実部振分後データは下記（２２）式で表される。

【0091】

【数22】

【0092】

受信側での処理を以下に説明する。受信側分解部３６が生成した並列信号の実部データｒは、上記（２２）式で表される実部振分後データｗに一致する。実部逆演算部３５１で生成した実部復元データの各要素は、下記（２３）式で表され、上記（２１）式の各要素に一致する。したがって、受信側で入力信号を復元できることがわかる。

【0093】

【数23】

【0094】

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、実部データと虚部データに所定の演算を施し、該演算結果に基づき生成した振分後サブデータに所定の振分後の演算を施して合成し、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。

【0095】

（具体例）
次に、シミュレーションにより本実施の形態に係る発明の効果を説明する。入力信号にランダム信号を用いて、従来技術と本実施の形態に係る発明について、ベースバンド信号を生成し、ＰＡＰＲの算出を繰り返すシミュレーションを行った。変調方式としてＱＰＳＫを用い、ＦＦＴサイズを２０４８として、従来技術と本実施の形態に係る発明の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。従来技術とは、上述のような演算を加えずにサブキャリア変調信号からベースバンド信号を生成する方法である。

【0096】

図６は、シミュレーションしたベースバンド信号のＰＡＰＲのＣＣＤＦ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。本実施の形態においては正の閾値および負の閾値の絶対値をτとし、τの値を変化させた。従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が太い実線のグラフであり、本実施の形態においてτ＝０．０５とした場合が細い実線のグラフであり、τ＝０．１の場合が点線のグラフであり、τ＝０．５の場合が一点鎖線のグラフであり、τ＝１の場合が二点鎖線のグラフである。図に示す範囲において、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲはいずれの場合も従来技術と比べて低減されており、τを大きくすることで、ＰＡＰＲがより低減されることがわかる。

【0097】

ＢＥＲについて同様にシミュレーションを行った。図７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実線のグラフであり、本実施の形態においてτ＝０．０５とした場合がプロット点を三角で表した実線のグラフであり、τ＝０．１の場合がプロット点を丸で表した実線のグラフであり、τ＝０．５の場合がプロット点を菱形で表した実線のグラフであり、τ＝１の場合がプロット点を四角で表した点線のグラフである。

【0098】

本実施の形態ではτを大きくするにつれて、ＢＥＲが劣化している。τを大きくすることで、小さい値が雑音に埋もれてしまうためである。また伝送路における雑音の影響により振分後サブデータの要素の大小関係が変わってしまった場合、受信側で入力信号を正しく復元することができない。しかしＢＥＲは、送信電力を上げることで、改善することが可能である。

【0099】

図８は、シミュレーションしたＰＡＰＲ特性と閾値との関係を示す図である。横軸は正の閾値および負の閾値の絶対値であるτ、縦軸はＰＡＰＲ（単位：ｄＢ）である。閾値を０．００１から１まで変化させ、入力信号としてランダム信号および同一信号をそれぞれ用いて同様のシミュレーションを行った。同一信号とは、サブキャリア変調信号の各要素の位相が同一である信号である。入力信号としてランダム信号を用いた場合が太い実線のグラフであり、同一信号を用いた場合が細い実線のグラフである。

【0100】

入力信号にランダム信号を用いた場合、同一信号を用いた場合のいずれにおいても、閾値を大きくするにつれて、ＰＡＰＲが低減されていることがわかる。

【0101】

上述のシミュレーションにより、本実施の形態においては、実部データと虚部データに所定の演算を施し、該演算結果に基づき生成した振分後サブデータに所定の振分後の演算を施して合成し、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。また正の閾値および負の閾値を変更することでＰＡＰＲの低減の程度を制御できることがわかった。

【0102】

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。

【0103】

ＩＦＦＴ部１３は、ＩＦＦＴの代わりにＩＤＦＴを行うよう構成してもよいし、ＦＦＴ部３３は、ＦＦＴの代わりにＤＦＴを行うよう構成してもよい。実部演算部１５１および虚部演算部１５２の演算処理は上述の実施の形態に限られず、例えば４つの要素を含む振分後サブデータを生成するよう構成してもよい。

【符号の説明】

【0104】

１ 通信機
１０ アンテナ
１１ 変調部
１２ 直並列変換部
１３ ＩＦＦＴ部
１４ 分解部
１５ 演算部
１６ 合成部
１７ 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 ＦＦＴ部
３４ 受信側合成部
３５ 逆演算部
３６ 受信側分解部
３７ 受信部
３８ 送受信切替部
１５１ 実部演算部
１５２ 虚部演算部
３５１ 実部逆演算部
３５２ 虚部逆演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】