特許 6194680 プリアンブル生成装置、プリアンブル生成方法およびプログラム

(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】6194680

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】プリアンブル生成装置、プリアンブル生成方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20170904BHJP

   H04J 13/00 20110101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 200

   H04L27/26 114

   H04J13/00

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-158966(P2013-158966)

(22)【出願日】2013年7月31日

(65)【公開番号】特開2015-32872(P2015-32872A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2016年4月14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】 和平 悠希

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５１６４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９８６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２４８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０７５８８１（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 欧州特許出願公開第０１９５３９８１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２３７９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１０９４０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０２０２１０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｊ １３／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成装置であって、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定手段と、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算手段と、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算手段と、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成手段と、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定手段と、
を備えることを特徴とするプリアンブル生成装置。

【請求項2】

前記第１の演算データを生成するときの前記実部データ系列と前記虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素の並び順を変えて、前記第１の演算手段、前記第２の演算手段、および前記プリアンブル生成手段の処理を繰り返し実行する繰り返し手段をさらに備え、
前記プリアンブル決定手段は、前記繰り返し手段の繰り返し処理によって生成された複数のプリアンブルのうちから前記送信信号のプリアンブルを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項3】

前記繰り返し手段は、前記プリアンブル生成手段が生成したプリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比が予め定められた基準に合致しない場合に、前記繰り返し処理を実行することを特徴とする請求項２に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項4】

前記モデル決定手段は、前記生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルである場合、データ通信に使用されるサブキャリアとして値が１の要素と値が０の要素とが交互に並んで構成されたロングプリアンブルモデルを前記プリアンブルモデルとして決定し、
前記第１の演算手段は、前記ロングプリアンブルモデルの要素数の半分の個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、前記第１の演算データを生成し、
前記第２の演算手段は、前記第２の演算データとして、前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が１つおきに並んで構成されたデータを生成する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項5】

前記モデル決定手段は、前記生成が要求されたプリアンブルがショートプリアンブルである場合、データ通信に使用されるサブキャリアとして値が１である１つの要素と値が０である３つの要素とが交互に並んで構成されたショートプリアンブルモデルを前記プリアンブルモデルとして決定し、
前記第１の演算手段は、前記ショートプリアンブルモデルの要素数の４分の１の個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、前記第１の演算データを生成し、
前記第２の演算手段は、前記第２の演算データとして、前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が３つおきに並んで構成されたデータを生成する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項6】

前記第１の演算手段は、前記実部データ系列と前記虚部データ系列との少なくともいずれか一方の各要素を予め定められた方向に予め定められた回数だけ環状シフトすることにより、前記第１の演算データを生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項7】

前記第１の演算手段は、絶対値が互いに等しい複数の要素によって構成される系列を前記データ系列として用いて前記第１の演算データを生成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプリアンブル生成装置。

【請求項8】

送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成方法であって、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定ステップと、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算ステップと、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算ステップと、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成ステップと、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定ステップと、
を備えることを特徴とするプリアンブル生成方法。

【請求項9】

送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成装置を制御するコンピュータに、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定ステップと、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算ステップと、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算ステップと、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成ステップと、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリアンブル生成装置、プリアンブル生成方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式の通信においては、信号の検出や同期をとるために用いられるプリアンブルが送信信号を構成するデータの先頭に付与される。例えば増幅器の特性や伝送路の特性によりプリアンブルに歪みが生じると、受信側は後続のデータを正しく復元することができなくなる。送信側で用いられる増幅器において、ＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）が低い方が、信号の歪みが少ない。プリアンブルの系列長が長くなると、ＰＡＰＲが高くなってしまうため、ＰＡＰＲの低いプリアンブルを生成するための技術が開発されている。

【0003】

特許文献１には、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列に基づきプリアンブルを生成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００８−５０８８０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示される技術で生成されるプリアンブルは、２のべき乗の長さであり、プリアンブルの長さを任意の長さとすることができない。また生成することができるプリアンブルの種類が限られている。

【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、任意の長さのプリアンブルのＰＡＰＲを低減すること目的とする。

【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の観点に係るプリアンブル生成装置は、
送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成装置であって、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定手段と、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算手段と、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算手段と、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成手段と、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定手段と、
を備えることを特徴とする。

【0008】

好ましくは、前記第１の演算データを生成するときの前記実部データ系列と前記虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素の並び順を変えて、前記第１の演算手段、前記第２の演算手段、および前記プリアンブル生成手段の処理を繰り返し実行する繰り返し手段をさらに備え、
前記プリアンブル決定手段は、前記繰り返し手段の繰り返し処理によって生成された複数のプリアンブルのうちから前記送信信号のプリアンブルを決定する。

【0009】

好ましくは、前記繰り返し手段は、前記プリアンブル生成手段が生成したプリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比が予め定められた基準に合致しない場合に、前記繰り返し処理を実行する。

【0010】

好ましくは、前記モデル決定手段は、前記生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルである場合、データ通信に使用されるサブキャリアとして値が１の要素と値が０の要素とが交互に並んで構成されたロングプリアンブルモデルを前記プリアンブルモデルとして決定し、
前記第１の演算手段は、前記ロングプリアンブルモデルの要素数の半分の個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、前記第１の演算データを生成し、
前記第２の演算手段は、前記第２の演算データとして、前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が１つおきに並んで構成されたデータを生成する。

【0011】

好ましくは、前記モデル決定手段は、前記生成が要求されたプリアンブルがショートプリアンブルである場合、データ通信に使用されるサブキャリアとして値が１である１つの要素と値が０である３つの要素とが交互に並んで構成されたショートプリアンブルモデルを前記プリアンブルモデルとして決定し、
前記第１の演算手段は、前記ショートプリアンブルモデルの要素数の４分の１の個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、前記第１の演算データを生成し、
前記第２の演算手段は、前記第２の演算データとして、前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が３つおきに並んで構成されたデータを生成する。

【0012】

好ましくは、前記第１の演算手段は、前記実部データ系列と前記虚部データ系列との少なくともいずれか一方の各要素を予め定められた方向に予め定められた回数だけ環状シフトすることにより、前記第１の演算データを生成する。

【0014】

好ましくは、前記第１の演算手段は、絶対値が互いに等しい複数の要素によって構成される系列を前記データ系列として用いて前記第１の演算データを生成する。

【0015】

本発明の第２の観点に係るプリアンブル生成方法は、
送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成方法であって、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定ステップと、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算ステップと、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算ステップと、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成ステップと、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定ステップと、
を備えることを特徴とする。

【0016】

本発明の第３の観点に係るプログラムは、
送信信号のプリアンブルを生成するプリアンブル生成装置を制御するコンピュータに、
生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定するモデル決定ステップと、
前記プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と該データ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する第１の演算ステップと、
前記第１の演算データの高速フーリエ変換を行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、前記プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する第２の演算ステップと、
前記第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にある前記プリアンブルモデルの要素と、を乗算してプリアンブルを生成するプリアンブル生成ステップと、
前記プリアンブルの逆高速フーリエ変換を行って得られたデータのピーク対平均電力比および自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、該プリアンブルを前記送信信号のプリアンブルとして決定するプリアンブル決定ステップと、
を実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、任意の長さのプリアンブルのＰＡＰＲを低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態に係るプリアンブル生成装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】実施の形態に係るプリアンブル生成装置を備える通信機の構成例を示すブロック図である。

【図3】実施の形態における通信機が送信する送信信号の構成例を示す図である。

【図4】実施の形態におけるプリアンブルの構成例を示す図である。

【図5】実施の形態におけるロングプリアンブルモデルの例を示す図である。

【図6】実施の形態におけるショートプリアンブルモデルの例を示す図である。

【図7】実施の形態におけるデータ系列を複素平面上に示した図である。

【図8】実施の形態におけるロングプリアンブルの生成手順を示す図である。

【図9】実施の形態におけるショートプリアンブルの生成手順を示す図である。

【図10】実施の形態に係るプリアンブル生成装置が行うプリアンブル生成の動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】実施の形態におけるロングプリアンブルの自己相関特性の例を示す図である。

【図12】実施の形態における環状シフト回数とロングプリアンブルのＰＡＰＲの関係の例を示す図である。

【図13】実施の形態におけるショートプリアンブルの自己相関特性の例を示す図である。

【図14】実施の形態における環状シフト回数とショートプリアンブルのＰＡＰＲの関係の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

以下の本発明の実施の形態の説明および特許請求の範囲の記載において、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サイズを意味する。

【0021】

図１は、本発明の実施の形態に係るプリアンブル生成装置の構成例を示すブロック図である。プリアンブル生成装置１は、第１演算部１１、第２演算部１２、プリアンブル生成部１３、プリアンブル決定部１４、モデル決定部１５、およびコントローラ２０を備える。

【0022】

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はプリアンブル生成装置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。ＲＯＭ２４は、コントローラ２０がプリアンブル生成装置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、プリアンブル生成装置１を制御する。

【0023】

図２は、実施の形態に係るプリアンブル生成装置を備える通信機の構成例を示すブロック図である。通信機２は、プリアンブル生成装置１、一次変調部３、ＩＦＦＴ部４、送信部５、およびアンテナ６を備える。通信機２は、不図示のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等による制御のもと、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。

【0024】

一次変調部３は、入力信号を、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying：四位相偏移変調）などの変調方式を用いて一次変調することにより、一次変調信号を生成する。ＩＦＦＴ部４は、一次変調信号およびプリアンブル生成装置１が出力する周波数領域のプリアンブルのＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴの計算結果を送信部５に送る。送信部５は、ＩＦＦＴされた一次変調信号からベースバンド信号を生成し、ＩＦＦＴされた時間領域のプリアンブルをベースバンド信号の先頭に付加して送信信号を生成する。そして、送信部５は、生成した送信信号を通信先の他の機器に送信する。

【0025】

図３は、実施の形態における通信機が送信する送信信号の構成例を示す図である。図３に示すように、送信信号は、プリアンブルと、ベースバンド信号に相当する複数のデータ部分と、によって構成される。

【0026】

プリアンブルは、送信信号の先頭に位置し、信号の検出や補正、同期などに用いられる。プリアンブルは、プリアンブル生成装置１が生成するロングプリアンブルとショートプリアンブルとを組み合わせて構成することができる。例えば、ロングプリアンブルとショートプリアンブルとは、それぞれ信号検出等における粗調整と微調整とのために用いられる。これらの組合せは、使用や用途や通信方式の仕様によって自由に定められる。

【0027】

図４は、実施の形態におけるプリアンブルの構成例を示す図である。図４に示すように、プリアンブルは、ガードサブキャリアＺ１、Ｚ２と、データサブキャリアＤ１、Ｄ２と、ＤＣサブキャリアと、によって構成される。

【0028】

ガードサブキャリアＺ１、Ｚ２は、プリアンブルの両端に位置し、周波数帯域間の干渉を防ぐために使用される、各要素の値が０のサブキャリアである。データサブキャリアＤ１、Ｄ２は、ガードサブキャリアＺ１、Ｚ２とＤＣサブキャリアとの間に位置し、データ通信に使用される、すなわち送信先に伝送すべき情報を表現するためのサブキャリアである。ＤＣサブキャリアは、プリアンブルの略中央に位置し、データ通信に用いられない値が０のサブキャリアである。

【0029】

例えば、プリアンブルが有する要素の数（系列長）Ｎを２０４８とした場合に、ガードサブキャリアＺ１の系列長ｚ１を１８４、データサブキャリアＤ１の系列長ｄ１を８４０、ＤＣサブキャリアの系列長ｃを１、データサブキャリアＤ２の系列長ｄ２を８４０、ガードサブキャリアＺ２の系列長ｚ２を１８３とすることができる。このとき、Ｎ＝ｚ１＋ｄ１＋ｃ＋ｄ２＋ｚ２が成り立つ。

【0030】

プリアンブル生成装置１の各部について説明する。モデル決定部１５は、生成が要求されたプリアンブルのモデル（プリアンブルモデル）を決定する。プリアンブルモデルとは、生成が要求されたプリアンブルの要素数と同じ個数の値が０または１の複数の要素によって構成されたモデルであって、プリアンブルを構成する複数の要素のうちどの要素をデータ通信に使用するか、すなわちどの要素がガードサブキャリアＺ１、Ｚ２、データサブキャリアＤ１、Ｄ２、およびＤＣサブキャリアのそれぞれとして割り当てられるかを示すモデルである。

【0031】

より詳細に説明すると、モデル決定部１５は、生成が要求されたプリアンブルの種類がロングプリアンブルかショートプリアンブルかに応じて、ロングプリアンブルモデルとショートプリアンブルモデルとのどちらをプリアンブルモデルとして用いるかを決定する。なお、モデル決定部１５は、外部からの入力に基づいてプリアンブルモデルを決定してもよいし、予め定められた基準に従ってプリアンブルモデルを決定してもよい。

【0032】

図５および図６は、それぞれ実施の形態におけるロングプリアンブルモデルおよびショートプリアンブルモデルの例を示す図である。図５および図６に示すように、ロングプリアンブルモデルとショートプリアンブルモデルとは、いずれも、モデルの両端に位置するガードサブキャリアＺ１およびガードサブキャリアＺ２としてそれぞれ値が０のｚ１個およびｚ２個の要素を有し、モデルの略中央に位置するＤＣサブキャリアとして値が０の１個の要素を有する。

【0033】

一方、データサブキャリアＤ１、Ｄ２における値が０の要素と値が１の要素との配列パターンは、ロングプリアンブルモデルとショートプリアンブルモデルとで互いに異なる。例えば、図５に示すように、ロングプリアンブルモデルは、データサブキャリアＤ１として１，０，１，０，１，０，・・・と繰り返されるｄ１個の要素を有し、データサブキャリアＤ２として０，１，０，１，０，１，・・・と繰り返されるｄ２個の要素を有する。これに対し、図６に示すように、ショートプリアンブルモデルは、データサブキャリアＤ１として１，０，０，０，１，０，０，０，・・・と繰り返されるｄ１個の要素を有し、データサブキャリアＤ２として０，０，０，１，０，０，０，１，・・・と繰り返されるｄ２個の要素を有する。

【0034】

このように、モデル決定部１５は、生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルである場合、データ通信に使用されるデータサブキャリアＤ１、Ｄ２の区間の要素として値が１の要素と値が０の要素とが交互に並んで構成されたロングプリアンブルモデルをプリアンブルモデルとして決定する。一方、生成が要求されたプリアンブルがショートプリアンブルである場合、モデル決定部１５は、データ通信に使用されるデータサブキャリアＤ１、Ｄ２として値が１である１つの要素と値が０である３つの要素とが繰り返し並んで構成されたショートプリアンブルモデルをプリアンブルモデルとして決定する。

【0035】

モデル決定部１５は、プリアンブルモデルとして決定したロングプリアンブルモデルまたはショートプリアンブルモデルを第１演算部１１に送る。なお、モデル決定部１５が決定したプリアンブルモデルをＲＡＭ２３に記憶し、第１演算部１１がＲＡＭ２３に記憶されたプリアンブルモデルを取得することで、モデル決定部１５がプリアンブルモデルとして決定したロングプリアンブルモデルまたはショートプリアンブルモデルを第１演算部１１が取得するように構成してもよい。

【0036】

プリアンブル生成装置１の各部の説明に戻って、第１演算部１１は、プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列とこのデータ系列の虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する。

【0037】

データ系列として、例えばランダム信号、ＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列、ＰＮ（Pseudorandom Noise：擬似ランダム雑音）系列、その他の人工的に生成した系列など、任意の信号を用いることができる。ただし、生成するプリアンブルのＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio：ピーク対平均電力比）が低くなるように、なるべくＰＡＰＲの低い信号を用いることが好適である。

【0038】

図７は、実施の形態におけるデータ系列の要素を複素平面上に示した図である。図７において、黒丸はそれぞれデータ系列の要素を表す。図７に示すように、例えばデータ系列として、複素平面上において原点を中心とする円周上に各要素が位置する系列、すなわち各要素の絶対値が互いに等しい系列を用いることができる。このような各要素の絶対値が互いに等しい系列は、ＰＡＰＲの定義によりこの系列のＰＡＰＲは０ｄＢとなるため、ＰＡＰＲが低いプリアンブルを生成するためのデータ系列として好適である。

【0039】

また、このようなデータ系列における実部データ系列と虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替える処理の例として、以下では、第１演算部１１が実部データ系列と虚部データ系列との少なくともいずれか一方の各要素を予め定められた方向に予め定められた回数だけ環状シフトする場合について説明する。

【0040】

図８は、実施の形態におけるロングプリアンブルの生成手順を示す図である。以下、図８を参照して、プリアンブルとして要素数Ｎのロングプリアンブルを生成する場合について説明する。なお、理解を容易にするため、図８では、要素数が多いデータほど縦方向に長く描かれており、時間領域におけるデータには縦方向に破線を付し、周波数領域におけるデータは横方向に破線を付している。

【0041】

第１演算部１１は、生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルである場合、モデル決定部１５から供給されたロングプリアンブルモデルの要素数Ｎの半分であるＮ／２の個数の要素を有するデータ系列を用いる。ここで、要素数がＮ／２の列ベクトルであるデータ系列をＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）と表し、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の実部である実部データ系列をＲｅ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））、虚部である虚部データ系列をＩｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））と表す。例えば、第１演算部１１は、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））の要素を上から下へと並べたときの上方向にｋ回環状シフトして、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ）から第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）を生成する。第１演算部１１は、生成した第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）を第２演算部１２に送る。

【0042】

虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））の要素を上方向にｋ回環状シフトするとは、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））のＮ／２個の要素のうちｐ番目の要素が（ｐ−ｋ）番目（ただしｐはｋ＜ｐ≦Ｎ／２を満たす整数）の要素となり、ｑ番目の要素が（ｑ−ｋ＋Ｎ／２）番目（ただしｑは０＜ｑ≦ｋを満たす整数）の要素となるように、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））の各要素を巡回させることをいう。上方向にｋ回環状シフトした虚部データ系列をＣｉｒｃ（Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ）），ｋ）と表すと、第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）は、下記（１）式で表される。なお、下記（１）式中のｊは虚数単位を表す。

【0043】

【数1】

【0044】

第２演算部１２は、虚部データ系列を環状シフトした第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）のＦＦＴを行って、周波数領域における形式のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）に変換する。ＦＦＴを行って得られたデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）は、下記（２）式のように表される。なお、ＦＦＴサイズは、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ）および第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）の系列長と同じＮ／２であり、下記（２）式中のＦ^{（Ｎ／２）}はＦＦＴサイズがＮ／２であるＦＦＴ行列を表す。

【0045】

【数2】

【0046】

ＦＦＴを行うと、第２演算部１２は、１，０，１，０，１，０，・・・１，０のように値が１の要素と値が０の要素とが交互に並んで構成された系列長Ｎの系列ＬＰ＿ｌの値が１の要素にＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の要素をマッピング（写像）する。そして、ＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の要素が１つおきに並んで構成された、ロングプリアンブルモデルの要素数Ｎと同じ個数の要素を有する第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）を生成する。例えばＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＮ／２個の要素をｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，・・・ｂ_Ｎ／２と表すと、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＮ個の要素は、ｂ_１，０，ｂ_２，０，ｂ_３，０，・・・ｂ_Ｎ／２，０のようにＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の要素間および末尾に値が０の要素が１つずつ挿入されたものとして表される。第２演算部１２は、生成した第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）をプリアンブル生成部１３に送る。

【0047】

プリアンブル生成部１３は、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の各要素と、該各要素と同じ位置にあるロングプリアンブルモデルの要素とを乗算する。すなわち、第１の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）とロングプリアンブルモデルとのそれぞれにおけるｉ番目（ｉは１からＮまでの整数）の要素同士を乗算（アダマール積）する。そして、Ｎ個の要素によって構成される周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）を生成する。ロングプリアンブルモデルをＬＰ＿ｓｅｑと表すと、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）は、下記（３）式で表される。なお、下記（３）式中の黒丸は、アダマール積を表す。

【0048】

【数3】

【0049】

上述のように、ロングプリアンブルモデルＬＰ＿ｓｅｑは、値が０または１の複数の要素によって構成されている。そのため、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）において、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の要素のうちロングプリアンブルモデルＬＰ＿ｓｅｑの値が１と同じ位置にある要素が残る。そして、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）において、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の要素のうちロングプリアンブルモデルＬＰ＿ｓｅｑの値が０と同じ位置にある要素は０となる。ロングプリアンブルモデルＬＰ＿ｓｅｑの値が０の要素は、例えば、ガードサブキャリアＺ１、Ｚ２とＤＣサブキャリアの全要素、およびデータサブキャリアＤ１、Ｄ２における値が０の要素である。ロングプリアンブルモデルＬＰ＿ｓｅｑの値が１の要素は、データサブキャリアＤ１、Ｄ２において１つおきに並んだ値が１の要素である。プリアンブル生成部１３は、生成したプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）をプリアンブル決定部１４に送る。

【0050】

プリアンブル決定部１４は、周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＩＦＦＴを行って、生成したプリアンブルを時間領域における形式のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）に変換する。ＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）は、下記（４）式のように表される。なお、下記（４）式中のＦ^{（N）−１}は、ＦＦＴサイズがＮであるＩＦＦＴ行列を表す。

【0051】

【数4】

【0052】

ＩＦＦＴを行うと、プリアンブル決定部１４は、ＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲを算出する。プリアンブル決定部１４は、算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致する場合に、このプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）を通信機２における送信信号のロングプリアンブルとして決定する。そして、決定したロングプリアンブルを、通信機２のＩＦＦＴ部４に出力する。

【0053】

例えば、プリアンブル決定部１４は、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲが所定の閾値以下である場合に、このＰＡＰＲが予め定められた基準に合致すると判定する。この閾値は、送信側の通信機の増幅器の特性、伝送路などに応じて任意に定めることができる。

【0054】

一方、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲが予め定められた基準に合致しない場合には、プリアンブル決定部１４は、第１演算部１１にその旨を通知する。この通知を受けた第１演算部１１は、環状シフト回数ｋを変えることにより、第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）を生成するときの虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｌ））の要素の並び順を変えて、新たな第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）を生成する。そして、第２演算部１２およびプリアンブル生成部１３が新たな第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｌ）^（ｋ）に基づいて上述の処理を行い、プリアンブル決定部１４が、新たに生成されたＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するか否かを判定する。

【0055】

コントローラ２０は、このような環状シフト回数ｋを変えてプリアンブルの生成処理を繰り返す繰り返し手段として機能し、第１演算部１１、第２演算部１２およびプリアンブル生成部１３の処理を繰り返し実行して複数のプリアンブルを生成する。そして、プリアンブル決定部１４は、繰り返し処理によって生成された複数のプリアンブルのうちからＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するプリアンブルを送信信号のプリアンブルとして決定する。

【0056】

例えば、コントローラ２０は、第１演算部１１において環状シフト回数ｋの初期値を０とし、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲが予め定められた基準に合致しない場合には、ｋに１ずつ加算して、第１演算部１１、第２演算部１２、およびプリアンブル生成部１３の処理をＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＰＡＰＲが予め定められた基準に合致すると判定されるまで繰り返し実行するように構成してもよい。

【0057】

なお、プリアンブル決定部１４は、ＰＡＰＲに加え、周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）のＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の自己相関特性を算出し、ＰＡＰＲおよび自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、このプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）を送信信号のプリアンブルとして決定してもよい。

【0058】

例えば、プリアンブル決定部１４は、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）とこのデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）から要素の環状シフトを行っていない同じデータとの間の自己相関値が任意に要素の環状シフトを行ったデータとの間の自己相関値に比べて高い場合に、このデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）の自己相関特性が予め定められた基準に合致すると判定する。このように自己相関特性が良いものを送信信号のプリアンブルとすることにより、受信側での送信信号のデータ検出精度を高めることができる。

【0059】

図９は、実施の形態におけるショートプリアンブルの生成手順を示す図である。図の見方は図８と同様である。以下、図９を参照して、プリアンブルモデルとして要素数Ｎのショートプリアンブルモデルを用いる場合について説明する。

【0060】

第１演算部１１は、生成が要求されたプリアンブルがショートプリアンブルである場合、モデル決定部１５から供給されたショートプリアンブルモデルの要素数Ｎの４分の１であるＮ／４の個数の要素を有するデータ系列を用いる。ここで、要素数がＮ／４の列ベクトルであるデータ系列をＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）と表し、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の実部である実部データ系列をＲｅ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））、虚部である虚部データ系列をＩｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））と表す。例えば、第１演算部１１は、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））の要素を上から下へと並べたときの上方向にｋ回環状シフトして、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ）から第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）を生成する。第１演算部１１は、生成した第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）を第２演算部１２に送る。

【0061】

虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））の要素を上方向にｋ回環状シフトするとは、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））のＮ／４個の要素のうちｐ番目の要素が（ｐ−ｋ）番目（ただしｐはｋ＜ｐ≦Ｎ／４を満たす整数）の要素となり、ｑ番目の要素が（ｑ−ｋ＋Ｎ／４）番目（ただしｑは０＜ｑ≦ｋを満たす整数）の要素となるように、虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））の各要素を巡回させることをいう。上方向にｋ回環状シフトした虚部データ系列をＣｉｒｃ（Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ）），ｋ）と表すと、第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）は、下記（５）式で表される。なお、下記（５）式中のｊは虚数単位を表す。

【0062】

【数5】

【0063】

第２演算部１２は、虚部データ系列を環状シフトした第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）のＦＦＴを行って、周波数領域における形式のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）に変換する。ＦＦＴを行って得られたデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）は、下記（６）式のように表される。なお、ＦＦＴサイズは、データ系列Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ）および第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）の系列長と同じＮ／４であり、下記（６）式中のＦ^{（Ｎ／４）}はＦＦＴサイズがＮ／４であるＦＦＴ行列を表す。

【0064】

【数6】

【0065】

ＦＦＴを行うと、第２演算部１２は、１，０，０，０，１，０，０，０，・・・１，０，０，０のように値が１である１つの要素と値が０である３つの要素とが交互に並んで構成された系列長Ｎの系列ＳＰ＿ｌの、値が１の要素にＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の要素をマッピング（写像）する。そして、ＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の要素が３つおきに並んで構成された、ロングプリアンブルモデルの要素数Ｎと同じ個数の要素を有する第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）を生成する。例えばＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＮ／４個の要素をｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，・・・ｂ_Ｎ／４と表すと、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＮ個の要素は、ｂ_１，０，０，０，ｂ_２，０，０，０，ｂ_３，０，０，０，・・・ｂ_Ｎ／２，０，０，０のように、ＦＦＴ後のデータＢ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の要素間および末尾に値が０の要素が３つずつ挿入されたものとして表される。第２演算部１２は、生成した第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）をプリアンブル生成部１３に送る。

【0066】

プリアンブル生成部１３は、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の各要素と、該各要素と同じ位置にあるショートプリアンブルモデルの要素とを乗算する。すなわち第１の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）とショートプリアンブルモデルとのそれぞれにおけるｉ番目（ｉは１からＮまでの整数）の要素同士を乗算（アダマール積）する。そして、Ｎ個の要素によって構成される周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）を生成する。ショートプリアンブルモデルをＳＰ＿ｓｅｑと表すと、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）は、下記（７）式で表される。なお、下記（７）式中の黒丸は、アダマール積を表す。

【0067】

【数7】

【0068】

上述のように、ショートプリアンブルモデルＳＰ＿ｓｅｑは、値が０または１の複数の要素によって構成されている。そのため、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）において、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の要素のうちショートプリアンブルモデルＳＰ＿ｓｅｑの値が１と同じ位置にある要素が残る。そして、プリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）において、第２の演算データＣ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の要素のうちショートプリアンブルモデルＳＰ＿ｓｅｑの値が０と同じ位置にある要素は０となる。ショートプリアンブルモデルＳＰ＿ｓｅｑの値が０の要素は、例えば、ガードサブキャリアＺ１、Ｚ２とＤＣサブキャリアの全要素、およびデータサブキャリアＤ１、Ｄ２における値が０の要素である。ショートプリアンブルモデルＳＰ＿ｓｅｑの値が１の要素は、データサブキャリアＤ１、Ｄ２において３つおきに並んだ値が１の要素である。プリアンブル生成部１３は、生成したプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）をプリアンブル決定部１４に送る。

【0069】

プリアンブル決定部１４は、周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＩＦＦＴを行って、生成したプリアンブルを時間領域における形式のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）に変換する。ＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）は、下記（８）式のように表される。なお、下記（８）式中のＦ^{（N）−１}は、ＦＦＴサイズがＮであるＩＦＦＴ行列を表す。

【0070】

【数8】

【0071】

ＩＦＦＴを行うと、プリアンブル決定部１４は、ＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＰＡＰＲを算出する。プリアンブル決定部１４は、算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致する場合に、このプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）を通信機２における送信信号のショートプリアンブルとして決定する。そして、決定したショートプリアンブルを、通信機２のＩＦＦＴ部４に出力する。

【0072】

例えば、ロングプリアンブルの生成手順と同様、プリアンブル決定部１４は、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＰＡＰＲが所定の閾値以下である場合に、このＰＡＰＲが予め定められた基準に合致すると判定する。この閾値は、送信側の通信機の増幅器の特性、伝送路などに応じて任意に定めることができる。

【0073】

プリアンブル決定部１４は、ＰＡＰＲに加え、周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）の自己相関特性を算出し、ＰＡＰＲおよび自己相関特性が予め定められた基準に合致する場合に、このプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）を送信信号のプリアンブルとして決定し、通信機２のＩＦＦＴ部４に出力してもよい。

【0074】

また、ＩＦＦＴ後のデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）のＰＡＰＲが予め定められた基準に合致しない場合には、ロングプリアンブルの生成手順と同様、第１演算部１１は、環状シフト回数ｋを変えることにより、第１の演算データＡ＿ｓｅｑ_（Ｓ）^（ｋ）を生成するときの虚部データ系列Ｉｍ（Ａ＿ｓｅｑ_（Ｓ））の要素の並び順を変えて、第１演算部１１、第２演算部１２およびプリアンブル生成部１３の処理を繰り返し実行する。そして、プリアンブル決定部１４は、繰り返し処理によって生成された複数のプリアンブルのうちからＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するプリアンブルを送信信号のプリアンブルとして決定する。

【0075】

図１０は、実施の形態に係るプリアンブル生成装置が行うプリアンブル生成の動作の一例を示すフローチャートである。

【0076】

プリアンブル生成装置１におけるプリアンブル生成処理は、例えばユーザからの入力によってプリアンブル生成要求を受け付けることを契機として、あるいは通信機２において送信信号が生成される等のようなプリアンブルを生成すべき所定のタイミングが到来する毎に、開始する。

【0077】

プリアンブル生成処理が開始すると、モデル決定部１５は、生成が要求されたプリアンブルに応じて、０または１の複数の要素によって構成されるプリアンブルモデルを決定する（ステップＳ１１０）。例えば、モデル決定部１５は、ロングプリアンブルの生成が要求された場合には、０と１の要素が図５に示されるようなパターンで並んで構成されたロングプリアンブルモデルをプリアンブルモデルとして決定する。ショートプリアンブルの生成が要求された場合には、０と１の要素が図６に示されるようなパターンで並んで構成されたショートプリアンブルモデルをプリアンブルモデルとして決定する。

【0078】

プリアンブルモデルを決定すると、第１演算部１１は、プリアンブルモデルの要素数に応じて決定された個数の要素を有するデータ系列の実部である実部データ系列と虚部である虚部データ系列との少なくともいずれか一方の要素を並び替えて、第１の演算データを生成する（ステップＳ１２０）。例えば、第１演算部１１は、生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルかショートプリアンブルかに応じて、プリアンブルモデルの要素数の半分または４分の１の個数の要素を有するデータ系列を用い、このデータ系列における実部データ系列と虚部データ系列とのいずれか一方を、予め定められた方向に予め定められた回数だけ環状シフトすることにより、第１の演算データを生成する。

【0079】

第１の演算データを生成すると、第２演算部１２は、第１の演算データのＦＦＴを行い、ＦＦＴを行って得られたデータの要素が所定の個数おきに並んで構成された、プリアンブルモデルの要素数と同じ個数の要素を有する第２の演算データを生成する（ステップＳ１３０）。例えば、第２演算部１２は、生成が要求されたプリアンブルがロングプリアンブルかショートプリアンブルかに応じて、第１の演算データのＦＦＴを行って得られたデータの要素が１つおきまたは３つおきに並んで構成されたデータを第２の演算データとして生成する。

【0080】

第２の演算データを生成すると、プリアンブル生成部１３は、第２の演算データの各要素と、該各要素と同じ位置にあるプリアンブルモデルの要素と、を乗算して周波数領域におけるプリアンブルを生成する（ステップＳ１４０）。

【0081】

プリアンブルを生成すると、プリアンブル決定部１４は、生成したプリアンブルのＩＦＦＴを行い、ＩＦＦＴを行って得られたデータのＰＡＰＲを算出する（ステップＳ１５０）。そして、プリアンブル決定部１４は、算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するか否かを判定する（ステップＳ１６０）。

【0082】

算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致しない場合には（ステップＳ１６０；Ｎ）、第１演算部１１は、環状シフト回数を変えることにより、第１の演算データを生成するときのデータ系列における要素の並び順を変更する（ステップＳ１７０）。プリアンブルの生成処理はステップＳ１２０に戻り、第１演算部１１、第２演算部１２およびプリアンブル生成部１３の処理が繰り返し実行されて、並び順が変更されたデータ系列に基づいた新たなプリアンブルが生成される。そして、プリアンブル決定部１４は、新たなプリアンブルが生成される毎にＰＡＰＲを算出し、算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するか否かを判定する。

【0083】

このような繰り返し処理の過程において算出したＰＡＰＲが予め定められた基準に合致する場合には（ステップＳ１６０；Ｙ）、プリアンブル決定部１４は、プリアンブル生成部１３が生成したプリアンブルを送信信号のプリアンブルとして決定し（ステップＳ１８０）、通信機２のＩＦＦＴ部４に出力する。

【0084】

なおプリアンブル決定部１４は、ステップＳ１４０において、ＰＡＰＲに加え、周波数領域におけるプリアンブルのＩＦＦＴを行って得られたデータの自己相関特性を算出し、ステップＳ１５０において、ＰＡＰＲおよび該自己相関特性が予め定められた基準に合致するか否かを判定してもよい。

【0085】

以上説明したとおり、実施の形態に係るプリアンブル生成装置１によれば、任意のデータ系列に基づいて様々なプリアンブルを生成することができるため、ＰＡＰＲが低い任意の長さのプリアンブルを生成することが可能となる。また後述するように、自己相関特性を有し、伝送路中の歪みの影響を受けにくいプリアンブル等、所望の特性を有するプリアンブルを生成することが可能となる。

【0086】

（具体例）
上述した実施の形態に係るプリアンブル生成装置１を用いて、プリアンブルを生成するシミュレーションを行った。以下、シミュレーションの結果について説明する。

【0087】

第１に、プリアンブルモデルとしてロングプリアンブルモデルを用い、ロングプリアンブルを生成するシミュレーションを行った。シミュレーションでは、実部データ系列と虚部データ系列がそれぞれＣＡＺＡＣ系列であるデータ系列を用い、虚部データ系列の要素を環状シフトして、系列長Ｎが２０４８のロングプリアンブルを生成した。

【0088】

図１１は、実施の形態におけるロングプリアンブルの自己相関特性の例を示す図である。横軸は周波数（単位：サブキャリア間隔ｆ０）を表し、縦軸は相関値の度合を示す正規化された電力を表す。図１１において、周波数が０の付近に相関値のピークが生じている。そのため、シミュレーションにより生成したロングプリアンブルと環状シフトを行っていない同じデータとの間の自己相関値が環状シフトを行ったデータとの間の自己相関値に比べて高い、すなわちシミュレーションにより生成したロングプリアンブルが高い自己相関特性を有することがわかる。なお、このロングプリアンブルのＰＡＰＲは約２．３４ｄＢであり、ＰＡＰＲが比較的低いことがわかった。

【0089】

図１２は、実施の形態における環状シフト回数とロングプリアンブルのＰＡＰＲの関係の例を示す図である。横軸は第１演算部１１における環状シフト回数を表し、縦軸はＰＡＰＲ（単位：ｄＢ）を表す。環状シフト回数は、０から１０２３まで、データ系列の系列長の半分に相当する１０２４通りの値をとる。環状シフト回数に応じてＰＡＰＲが変化するため、上述のように環状シフト回数ｋを変えて処理を繰り返すことでＰＡＰＲを低減できることがわかる。

【0090】

第２に、プリアンブルモデルとしてショートプリアンブルモデルを用い、他の条件を上述のロングプリアンブルを生成したシミュレーションと同じにして、ショートプリアンブルを生成するシミュレーションを行った。

【0091】

図１３は、実施の形態におけるショートプリアンブルの自己相関特性の例を示す図である。図の見方は図１１と同様である。図１１と同様に、周波数が０の付近に相関値のピークが生じていることから、シミュレーションにより生成したショートプリアンブルが高い自己相関特性を有することがわかる。なお、このショートプリアンブルのＰＡＰＲは約２．２３ｄＢであり、ＰＡＰＲが比較的低いことがわかった。

【0092】

図１４は、実施の形態における環状シフト回数とショートプリアンブルのＰＡＰＲの関係の例を示す図である。図の見方は図１２と同様である。なお、環状シフト回数は、０から５１１まで、データ系列の系列長の４分の１に相当する５１２通りの値をとる。図１２と同様に、環状シフト回数に応じてＰＡＰＲが変化するため、上述のように環状シフト回数ｋを変えて処理を繰り返すことでＰＡＰＲを低減できることがわかる。

【0093】

上述のシミュレーションにより、実施の形態に係る発明においては、上述の演算を施すことで、ＰＡＰＲが低く、高い自己相関特性を有するプリアンブルを生成できることがわかった。

【0094】

（変形例）
以上に本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。すなわち、本発明の実施の形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。

【0095】

例えば、プリアンブル生成装置１の各部は、ＩＦＦＴの代わりにＩＤＦＴを行うよう構成してもよいし、ＦＦＴの代わりにＤＦＴを行うよう構成してもよい。

【0096】

上記実施の形態では、プリアンブル生成装置１は、要求に応じてロングプリアンブルとショートプリアンブルとのいずれも生成することができた。しかし、本発明におけるプリアンブル生成装置は、例えばプリアンブルがロングプリアンブルとショートプリアンブルとのうちのいずれか一方のみによって構成される場合等には、ロングプリアンブルとショートプリアンブルとのうちのいずれか一方のみを生成するものであってもよい。

【0097】

上記実施の形態では、第１の演算部１１は、データ系列の要素の並び順を変更する処理として、データ系列のうちの虚部データ系列の要素を上から下へと並べたときの上方向に環状シフトする場合を説明した。しかし、本発明では、実部データ系列の要素を環状シフトするように構成してもよい。また、環状シフトの方向は、上記実施の形態とは逆方向（下方向）であってもよい。さらには、環状シフトに限らず、実部データ系列と虚部データ系列との少なくとも一方の要素を予め定められた規則に従って並び替えてもよいし、ランダムに並び替えてもよい。

【0098】

上記実施の形態では、プリアンブル生成装置１は、生成が要求されたプリアンブルとして、周波数領域におけるプリアンブルを通信機２のＩＦＦＴ部４に出力した。そして、ＩＦＦＴ部４は一次変調信号のＩＦＦＴを行うと共にプリアンブル生成装置１から出力された周波数領域におけるプリアンブルのＩＦＦＴを行って、送信信号を生成した。しかし、本発明に係るプリアンブル生成装置は、生成が要求されたプリアンブルとして時間領域におけるプリアンブルを通信機２の送信部５に出力するように構成することもできる。この場合、送信部５は、ＩＦＦＴされた一次変調信号とプリアンブル生成装置１から出力された時間領域のプリアンブルとを組み合わせて送信信号を生成する。例えば、上記実施の形態の周波数領域におけるプリアンブルＤ＿ｓｅｑ_（Ｌ）またはＤ＿ｓｅｑ_（Ｓ）にＩＦＦＴを行って得られたデータＥ＿ｓｅｑ_（Ｌ）またはＥ＿ｓｅｑ_（Ｓ）を、時間領域におけるプリアンブルとして用いることができる。

【0099】

なお、本発明におけるプリアンブル生成装置１は、プリアンブルを生成する毎にＰＡＰＲが予め定められた基準に合致するか否かの判定処理を実行することに限らず、複数個のプリアンブルを生成してから判定処理を行うように構成することもできる。例えば、第１演算部１１がデータ系列を環状シフトすることにより第１の演算データを生成する場合には、環状シフトが一巡するまで第１演算部１１、第２演算部１２およびプリアンブル生成部１３の処理を繰り返し実行して複数通りのプリアンブルを生成し、その後、プリアンブル決定部１４が、生成した複数通りのプリアンブルのうちからＰＡＰＲが最小となるプリアンブルを、予め定められた基準に合致するプリアンブルとして決定してもよい。

【符号の説明】

【0100】

１ プリアンブル生成装置
２ 通信機
３ 一次変調部
４ ＩＦＦＴ部
５ 送信部
６ アンテナ
１１ 第１演算部
１２ 第２演算部
１３ プリアンブル生成部
１４ プリアンブル決定部
１５ モデル決定部
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ Ｉ／Ｏ
２３ ＲＡＭ
２４ ＲＯＭ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】