(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ方式の通信において、ＰＡＰＲを低減し、ＰＡＰＲの低減の処理を簡易化する。【解決手段】変調部１１は入力信号から変調信号を生成し、直並列変換部１２は変調信号からサブキャリア変調信号を生成する。演算部１３は、要素数がサブキャリア変調信号の要素数と同じである、変調部１１で用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、サブキャリア変調信号の各要素を、該要素とデータ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する。ＩＦＦＴ部１４は演算後データの逆高速フーリエ変換を行い、送信部１５は演算結果を合成してベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号から送信信号を生成し、アンテナ１０を介して送信する。【選択図】図１
2014082654.tif 000002
【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、
入力信号を二位相偏移変調方式または四位相偏移変調方式で変調し、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、
要素数が前記サブキャリア変調信号の要素数と同じである、前記変調手段で用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する演算手段と、
前記演算後データの逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴ手段と、
前記ＩＦＦＴ手段の演算結果を合成してベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号に基づき送信信号を生成して他の機器に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、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記演算後データを生成することを特徴とする請求項１に記載の通信機。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記サブキャリア変調信号を実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分離し、前記データ系列を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に分解する分解手段と、
前記実部変調信号、前記虚部変調信号、前記実部データ系列、および前記虚部データ系列の各要素を該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部変調信号、二値虚部変調信号、二値実部データ系列、および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する二値置換手段と、
前記二値実部変調信号の各要素と前記二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部変調信号の各要素と前記二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータを生成するＸＯＲ演算手段と、
前記実部ＸＯＲデータを実部とし、前記虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記演算後データを生成する調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の通信機。
【請求項４】
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、高速フーリエ変換を行って並列信号を生成するＦＦＴ手段と、
要素数が前記並列信号の要素数と同じである所定の受信側データ系列を用い、前記並列信号の各要素を、該要素と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する逆演算手段と、
前記逆演算後データを二位相偏移変調方式または四位相偏移変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５】
前記逆演算手段は、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記並列信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記逆演算後データを生成することを特徴とする請求項４に記載の通信機。
【請求項６】
前記逆演算手段は、
前記並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分離し、前記受信側データ系列を実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する受信側分解手段と、
前記実部並列信号、前記虚部並列信号、前記受信側実部データ系列、および前記受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部並列信号、二値虚部並列信号、受信側二値実部データ系列、および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する受信側二値置換手段と、
前記二値実部並列信号の各要素と前記受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部並列信号の各要素と前記受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成する受信側ＸＯＲ演算手段と、
前記受信側実部ＸＯＲデータを実部とし、前記受信側虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記逆演算後データを生成する受信側調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項４または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、
入力信号を二位相偏移変調方式または四位相偏移変調方式で変調し、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、
要素数が前記サブキャリア変調信号の要素数と同じである、前記変調ステップで用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する演算ステップと、
前記演算後データ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合成してベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号に基づき送信信号を生成して他の機器に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、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記演算後データを生成することを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記演算ステップは、
前記サブキャリア変調信号を実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分離し、前記データ系列を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に分解する分解ステップと、
前記実部変調信号、前記虚部変調信号、前記実部データ系列、および前記虚部データ系列の各要素を該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部変調信号、二値虚部変調信号、二値実部データ系列、および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する二値置換ステップと、
前記二値実部変調信号の各要素と前記二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部変調信号の各要素と前記二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータを生成するＸＯＲ演算ステップと、
前記実部ＸＯＲデータを実部とし、前記虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記演算後データを生成する調整ステップと、
を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の通信方法。
【請求項１０】
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、高速フーリエ変換を行って並列信号を生成するＦＦＴステップと、
要素数が前記並列信号の要素数と同じである所定の受信側データ系列を用い、前記並列信号の各要素を、該要素と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する逆演算ステップと、
前記逆演算後データを二位相偏移変調方式または四位相偏移変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１１】
前記逆演算ステップにおいて、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記並列信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記逆演算後データを生成することを特徴とする請求項１０に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記逆演算ステップは、
前記並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分離し、前記受信側データ系列を実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する受信側分解ステップと、
前記実部並列信号、前記虚部並列信号、前記受信側実部データ系列、および前記受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部並列信号、二値虚部並列信号、受信側二値実部データ系列、および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する受信側二値置換ステップと、
前記二値実部並列信号の各要素と前記受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部並列信号の各要素と前記受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成する受信側ＸＯＲ演算ステップと、
前記受信側実部ＸＯＲデータを実部とし、前記受信側虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記逆演算後データを生成する受信側調整ステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０または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の直交周波数分割多重通信装置では、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の直交周波数分割多重通信装置では、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。
【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を低減するための処理を簡易化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、
入力信号を二位相偏移変調方式または四位相偏移変調方式で変調し、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、
要素数が前記サブキャリア変調信号の要素数と同じである、前記変調手段で用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する演算手段と、
前記演算後データの逆高速フーリエ変換を行うＩＦＦＴ手段と、
前記ＩＦＦＴ手段の演算結果を合成してベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号に基づき送信信号を生成して他の機器に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、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記演算後データを生成する。
【０００９】
好ましくは、前記演算手段は、
前記サブキャリア変調信号を実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分離し、前記データ系列を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に分解する分解手段と、
前記実部変調信号、前記虚部変調信号、前記実部データ系列、および前記虚部データ系列の各要素を該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部変調信号、二値虚部変調信号、二値実部データ系列、および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する二値置換手段と、
前記二値実部変調信号の各要素と前記二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部変調信号の各要素と前記二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータを生成するＸＯＲ演算手段と、
前記実部ＸＯＲデータを実部とし、前記虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記演算後データを生成する調整手段と、
を備える。
【００１０】
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、高速フーリエ変換を行って並列信号を生成するＦＦＴ手段と、
要素数が前記並列信号の要素数と同じである所定の受信側データ系列を用い、前記並列信号の各要素を、該要素と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する逆演算手段と、
前記逆演算後データを二位相偏移変調方式または四位相偏移変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。
【００１１】
好ましくは、前記逆演算手段は、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記並列信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記逆演算後データを生成する。
【００１２】
好ましくは、前記逆演算手段は、
前記並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分離し、前記受信側データ系列を実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する受信側分解手段と、
前記実部並列信号、前記虚部並列信号、前記受信側実部データ系列、および前記受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部並列信号、二値虚部並列信号、受信側二値実部データ系列、および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する受信側二値置換手段と、
前記二値実部並列信号の各要素と前記受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部並列信号の各要素と前記受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成する受信側ＸＯＲ演算手段と、
前記受信側実部ＸＯＲデータを実部とし、前記受信側虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記逆演算後データを生成する受信側調整手段と、
を備える。
【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、
入力信号を二位相偏移変調方式または四位相偏移変調方式で変調し、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、
要素数が前記サブキャリア変調信号の要素数と同じである、前記変調ステップで用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する演算ステップと、
前記演算後データ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合成してベースバンド信号を生成し、前記ベースバンド信号に基づき送信信号を生成して他の機器に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、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記サブキャリア変調信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記演算後データを生成する。
【００１５】
好ましくは、前記演算ステップは、
前記サブキャリア変調信号を実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分離し、前記データ系列を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に分解する分解ステップと、
前記実部変調信号、前記虚部変調信号、前記実部データ系列、および前記虚部データ系列の各要素を該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部変調信号、二値虚部変調信号、二値実部データ系列、および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する二値置換ステップと、
前記二値実部変調信号の各要素と前記二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部変調信号の各要素と前記二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータを生成するＸＯＲ演算ステップと、
前記実部ＸＯＲデータを実部とし、前記虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記演算後データを生成する調整ステップと、
を含む。
【００１６】
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、高速フーリエ変換を行って並列信号を生成するＦＦＴステップと、
要素数が前記並列信号の要素数と同じである所定の受信側データ系列を用い、前記並列信号の各要素を、該要素と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する逆演算ステップと、
前記逆演算後データを二位相偏移変調方式または四位相偏移変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。
【００１７】
好ましくは、前記逆演算ステップにおいて、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、前記並列信号の各要素を、該要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域と前記受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する前記複素平面上の点が属する前記領域との組み合わせに対応する、前記領域を示す前記所定の複素数で置き換えて前記逆演算後データを生成する。
【００１８】
好ましくは、前記逆演算ステップは、
前記並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分離し、前記受信側データ系列を実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する受信側分解ステップと、
前記実部並列信号、前記虚部並列信号、前記受信側実部データ系列、および前記受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換え、二値実部並列信号、二値虚部並列信号、受信側二値実部データ系列、および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する受信側二値置換ステップと、
前記二値実部並列信号の各要素と前記受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、前記二値虚部並列信号の各要素と前記受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成する受信側ＸＯＲ演算ステップと、
前記受信側実部ＸＯＲデータを実部とし、前記受信側虚部ＸＯＲデータを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して前記逆演算後データを生成する受信側調整ステップと、
を含む。
【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を低減するための処理を簡易化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】実施の形態に係る変調部が行う変調処理の例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る演算部の構成例を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係る演算部が行う演算処理の例を示す図である。
【図６】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７】実施の形態に係る逆演算部の構成例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態に係る逆演算部が行う逆演算処理の例を示す図である。
【図９】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１０】実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲ特性を示す図である。
【図１２】実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性を示す図である。
【図１４】実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲ特性を示す図である。
【図１５】実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性を示す図である。
【図１６】実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性の比較を示す図である。
【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、演算部１３、ＩＦＦＴ部１４、送信部１５、およびコントローラ２０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、逆演算部３３、ＦＦＴ部３４、受信部３５、および送受信切替部３６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ＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying：二位相偏移変調）またはＱＰＳＫ（Quadrature Phase-Shift Keying：四位相偏移変調）で変調し、変調信号を生成し、直並列変換部１２に送る。図３は、実施の形態に係る変調部が行う変調処理の例を示す図である。図３は、変調信号の各要素を複素平面上に表したものである、括弧内の値が変調信号の各要素に対応する変調前の入力信号の値である。直並列変換部１２は、変調信号を直並列変換して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演算部１３に送る。サブキャリアの数をＮとすると、サブキャリア変調信号ｄは、下記（１）式で表される。
【００２７】
【数１】
2014082654.tif 000003
【００２８】
演算部１３は、要素数がサブキャリア変調信号ｄの要素数と同じである、変調部１１で用いた変調方式に応じた所定のデータ系列を用い、サブキャリア変調信号ｄの各要素を、該要素とデータ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する。変調部１１でＢＰＳＫを用いた場合には、演算部１３は少なくとも２種類の値を有する所定のデータ系列を用い、変調部１１でＱＰＳＫを用いた場合には、演算部１３は少なくとも４種類の値を有する所定のデータ系列を用いる。
【００２９】
演算部１３は、例えば、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、サブキャリア変調信号ｄの各要素を、該要素に対応する複素平面上の点が属する領域とデータ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する複素平面上の点が属する領域との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて演算後データを生成する。例えば実部が０以上であって虚部が０以上である領域を第１の領域とし、実部が０未満であって虚部が０以上である領域を第２の領域とし、実部が０未満であって虚部が０未満である領域を第３の領域とし、実部が０以上であって虚部が０未満である領域を第４の領域とする。所定の複素数とは、上記領域を示す複素数であって、上記領域のそれぞれに位置し、実部の絶対値と虚部の絶対値が互いに同じである複素数である。演算部１３は、例えばデータ系列としてＣＡＺＡＣ(Constant Amplitude Zero Auto-Correlation)系列を用いる。演算部１３の動作の一例について以下に説明する。
【００３０】
図４は、実施の形態に係る演算部の構成例を示すブロック図である。演算部１３は、分解部１３１、二値置換部１３２ａ、１３２ｂ、ＸＯＲ部１３３ａ、１３３ｂ、および調整部１３４を備える。分解部１３１は、直並列変換部１２から送られたサブキャリア変調信号ｄを実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分解する。サブキャリア変調信号ｄの各要素は、下記（２）式で表される。ただし、ｊは虚数単位である。分解部１３１は、サブキャリア変調信号ｄをａｉの集合である実部変調信号と、ｂｉの集合である虚部変調信号とに分解する。
【００３１】
【数２】
2014082654.tif 000004
【００３２】
また分解部１３１は、要素数がサブキャリア変調信号ｄの要素数と同じであるＣＡＺＡＣ系列を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に分解する。ＣＡＺＡＣ系列ｃは下記（３）式で表され、ＣＡＺＡＣ系列ｃの各要素は下記（４）式で表される。分解部１３１は、ＣＡＺＡＣ系列ｃをαｉの集合である実部データ系列と、βｉの集合である虚部データ系列とに分解する。
【００３３】
【数３】
2014082654.tif 000005
【００３４】
【数４】
2014082654.tif 000006
【００３５】
分解部１３１は、実部変調信号および実部データ系列を二値置換部１３２ａに送り、虚部変調信号および虚部データ系列を二値置換部１３２ｂに送る。
【００３６】
二値置換部１３２ａは、実部変調信号および実部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値実部変調信号および二値実部データ系列をそれぞれ生成する。二値置換部１３２ａは、二値実部変調信号および二値実部データ系列をＸＯＲ部１３３ａに送る。例えば二値置換部１３２ａは、実部変調信号および実部データ系列の各要素が０未満である場合には、該要素を０で置き換え、該要素が０以上である場合には、該要素を１で置き換えて、二値実部変調信号および二値実部データ系列を生成する。
【００３７】
二値置換部１３２ｂは、二値置換部１３２ａと同様に、虚部変調信号および虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値虚部変調信号および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する。二値置換部１３２ｂは、二値虚部変調信号および二値虚部データ系列をＸＯＲ部１３３ｂに送る。
【００３８】
実部変調信号、実部データ系列、虚部変調信号および虚部データ系列のそれぞれに対して上述の演算を行う際に用いる閾値は互いに異なる値でもよいが、ＣＡＺＡＣ系列のように各要素に対応する複素平面上の点が複素平面の原点を中心とする円周上に位置するデータ系列を用いる場合には、実部データ系列および虚部データ系列についての演算で用いるそれぞれの閾値を０とするのが好ましい。
【００３９】
ＸＯＲ部１３３ａは、二値実部変調信号の各要素と二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータを生成し、実部ＸＯＲデータを調整部１３４に送る。実部ＸＯＲデータｇは、下記（５）式で表される。下記（５）式中の［Ｒｅ（ｄ）］ｔｈは、実部変調信号Ｒｅ（ｄ）の各要素を０または１で置き換えた結果である二値実部変調信号を表す。同様に、［Ｒｅ（ｃ）］ｔｈは、二値実部データ系列を表す。
【００４０】
【数５】
2014082654.tif 000007
【００４１】
ＸＯＲ部１３３ｂは、二値虚部変調信号の各要素と二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータを生成し、虚部ＸＯＲデータを調整部１３４に送る。虚部ＸＯＲデータｈは、下記（６）式で表される。下記（６）式中の［Ｉｍ（ｄ）］ｔｈは、虚部変調信号Ｉｍ（ｄ）の各要素を０または１で置き換えた結果である二値虚部変調信号を表す。同様に、［Ｉｍ（ｃ）］ｔｈは、二値虚部データ系列を表す。
【００４２】
【数６】
2014082654.tif 000008
【００４３】
調整部１３４は、実部ＸＯＲデータｇを実部とし、虚部ＸＯＲデータｈを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して演算後データを生成し、演算後データをＩＦＦＴ部１４に送る。実部ＸＯＲデータｇの各要素の値および虚部ＸＯＲデータｈの各要素の値は０または１である。したがって、実部ＸＯＲデータｇを実部とし、虚部ＸＯＲデータｈを虚部として合成したデータの各要素は、０、１、１＋ｊ、ｊのいずれかである。
【００４４】
調整部１３４は、例えば該合成したデータの各要素から（１＋ｊ）／２を減算し、所定の振幅係数Ａｍｐを乗算する。演算後データｋは、下記（７）式で表される。下記（７）式中のｍの各要素は（１＋ｊ）／２である。上述のように演算を施して生成した演算後データｋの各要素は、変調部１１で生成した変調信号のように、実軸と虚軸を境界とする４つの領域のそれぞれにおいて、実部の絶対値と虚部の絶対値が互いに同じである複素数となる。そのため、従来と同様に送信前の所定の処理を施して、送信することができる。なお変調信号の各要素の絶対値と演算後データｋの各要素の絶対値は異なる値でもよい。
【００４５】
【数７】
2014082654.tif 000009
【００４６】
図５は、実施の形態に係る演算部が行う演算処理の例を示す図である。理解を容易にするため、実部変調信号に対する演算についてのみ説明する。図５（ａ）は実部変調信号、図５（ｂ）は二値実部変調信号、図５（ｃ）は実部データ系列、図５（ｄ）は二値実部データ系列、図５（ｅ）は実部ＸＯＲデータｇ、図５（ｆ）は演算後データｋの実部を表す。図５（ａ）に示すように、変調信号の各要素の絶対値をＡｍｐとした。二値置換部１３２ａは、図５（ａ）に示す実部変調信号の各要素を、該要素が閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、図５（ｂ）に示す二値実部変調信号を生成する。また二値置換部１３２ａは、図５（ｃ）に示す実部データ系列の各要素を、該要素が閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、図５（ｄ）に示す二値実部データ系列を生成する。
【００４７】
ＸＯＲ部１３３ａは、図５（ｂ）に示す二値実部変調信号と、図５（ｄ）に示す二値実部データ系列との排他的論理和を各要素とする、図５（ｅ）に示す実部ＸＯＲデータｇを生成する。調整部１３４は、実部ＸＯＲデータｇを実部とし、虚部ＸＯＲデータｈを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して演算後データｋを生成する。演算後データｋの実部は、図５（ｆ）に示す値となる。
【００４８】
サブキャリア変調信号ｄの各要素とデータ系列の該要素と同じ位置の要素の組み合わせにより決定される演算後データｋの各要素との関係は、表１のようになる。表１においては、閾値０未満の値を−で表し、閾値０以上の値を＋で表した。演算部１３の処理は、上述の例に限られず、例えば表１のデータを記憶しておき、サブキャリア変調信号ｄの各要素とデータ系列の該要素と同じ位置の要素の組み合わせに基づいて一意に特定される値を演算後データｋの各要素としてもよい。サブキャリア変調信号ｄの各要素とデータ系列の該要素と同じ位置の要素の組み合わせと演算後データの要素との関係は表１に限られない。サブキャリア変調信号ｄが取り得るある値に対して、データ系列の要素の値が異なる場合に、それぞれ対応する演算後データｋの要素に対応する複素平面上の点が属する上記領域が異なるように定めればよい。
【００４９】
【表１】
2014082654.tif 000010
【００５０】
調整部１３４から演算後データｋを送られたＩＦＦＴ部１４は、演算後データｋのＩＦＦＴを行い、演算結果を送信部１５に送る。送信部１５は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成してベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号から送信信号を生成して送受信切替部３６およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信信号を送信する。
【００５１】
図６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ＢＰＳＫまたはＱＰＳＫ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て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）。分解部１３１は、サブキャリア変調信号ｄを実部である実部変調信号と虚部である虚部変調信号に分解し、データ系列を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に分解する（ステップＳ１２０）。
【００５２】
二値置換部１３２ａは、実部変調信号および実部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値実部変調信号および二値実部データ系列をそれぞれ生成し、二値置換部１３２ｂは、二値置換部１３２ａと同様に、虚部変調信号および虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値虚部変調信号および二値虚部データ系列をそれぞれ生成する（ステップＳ１３０）。
【００５３】
ＸＯＲ部１３３ａは、二値実部変調信号の各要素と二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする実部ＸＯＲデータｇを生成し、ＸＯＲ部１３３ｂは、二値虚部変調信号の各要素と二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする虚部ＸＯＲデータｈを生成する（ステップＳ１４０）。調整部１３４は、実部ＸＯＲデータｇを実部とし、虚部ＸＯＲデータｈを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して演算後データｋを生成する（ステップＳ１５０）。
【００５４】
ＩＦＦＴ部１４は、演算後データｋのＩＦＦＴを行う（ステップＳ１６０）。送信部１５は、ＩＦＦＴ部１４の演算結果を合成してベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号から送信信号を生成して送受信切替部３６およびアンテナ１０を介して、他の機器に送信信号を送信する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０の送信処理が完了すると、処理を終了する。
【００５５】
受信側での処理を以下に説明する。受信部３５は、アンテナ１０および送受信切替部３６を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、直並列変換して、ＦＦＴ部３４に送る。ＦＦＴ部３４は、直並列変換されたベースバンド信号のＦＦＴを行って並列信号を生成し、並列信号を逆演算部３３に送る。
【００５６】
逆演算部３３は、要素数が並列信号の要素数と同じである所定の受信側データ系列を用い、並列信号の各要素を、該要素と受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素との組み合わせに対応する所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する。受信側データ系列は、送信側で用いたデータ系列と同じデータ系列である。また所定の複素数とは、送信側の変調部１１で用いた変調方式に対応する複素数であり、変調部１１が生成した変調信号が取り得る値である。受信側では該複素数および該データ系列についての情報を予め保持しているものとする。
【００５７】
逆演算部３３は、例えば、複素平面上の実軸と虚軸を境界とする４つの領域を用い、並列信号の各要素を、該要素に対応する複素平面上の点が属する領域と受信側データ系列の該要素と同じ位置にある要素に対応する複素平面上の点が属する領域との組み合わせに対応する、上記領域を示す所定の複素数で置き換えて逆演算後データを生成する。４つの領域は、送信側の演算部１３で用いた４つの領域と同じであり、所定の複素数も、送信側の演算部１３で用いた所定の複素数と同じである。逆演算部３３の動作の一例について以下に説明する。
【００５８】
図７は、実施の形態に係る逆演算部の構成例を示すブロック図である。逆演算部３３は、調整部３３１、ＸＯＲ部３３２ａ、３３２ｂ、二値置換部３３３ａ、３３３ｂ、および分解部３３４を備える。
【００５９】
分解部３３４は、ＦＦＴ部３４から送られた並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分解し、ＣＡＺＡＣ系列ｃを実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する。分解部３３４は、実部並列信号および受信側実部データ系列を二値置換部３３３ａに送り、虚部並列信号および受信側虚部データ系列を二値置換部３３３ｂに送る。
【００６０】
二値置換部３３３ａは、実部並列信号および実部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値実部並列信号および受信側二値実部データ系列をそれぞれ生成する。二値置換部３３３ａは、二値実部並列信号および受信側二値実部データ系列をＸＯＲ部３３２ａに送る。受信側二値実部データ系列の生成に用いる閾値は、送信側の二値置換部１３２ａで二値実部データ系列の生成に用いた閾値と同じであり、受信側では予め閾値についての情報を保持しているものとする。例えば二値置換部３３３ａは、実部並列信号および受信側実部データ系列の各要素が０未満である場合には、該要素を０で置き換え、該要素が０以上である場合には、該要素を１で置き換えて、二値実部並列信号および受信側二値実部データ系列を生成する。二値実部並列信号は、送信側のＸＯＲ部１３３ａで生成した実部ＸＯＲデータｇに一致する。
【００６１】
二値置換部３３３ｂは、虚部並列信号および受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値虚部並列信号および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する。二値置換部３３３ｂは、二値虚部並列信号および受信側二値虚部データ系列をＸＯＲ部３３２ｂに送る。受信側二値虚部データ系列の生成に用いる閾値は、送信側の二値置換部１３２ｂで二値虚部データ系列の生成に用いた閾値と同じであり、受信側では予め閾値についての情報を保持しているものとする。二値虚部並列信号は、送信側のＸＯＲ部１３３ｂで生成した虚部ＸＯＲデータｈに一致する。
【００６２】
また二値実部並列信号および二値虚部並列信号の生成に用いる閾値は、ＢＥＲ（Bit Error Rate：符号誤り率）の劣化を防ぐため、それぞれ０とするのが好ましい。
【００６３】
ＸＯＲ部３３２ａは、二値実部並列信号の各要素と受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、調整部３３１に送る。受信側実部ＸＯＲデータｗは、下記（８）式で表される。下記（８）式中の［Ｒｅ（ｖ）］ｔｈは、実部並列信号Ｒｅ（ｖ）の各要素を０または１で置き換えた結果である二値実部並列信号を表す。同様に、［Ｒｅ（ｃ）］ｔｈは、受信側二値実部データ系列を表す。二値実部並列信号［Ｒｅ（ｖ）］ｔｈは、送信側のＸＯＲ部１３３ａで生成した実部ＸＯＲデータｇに一致することを用いて式を変形すると、受信側実部ＸＯＲデータｗは、送信側の二値置換部１３３ａで生成した二値実部変調信号［Ｒｅ（ｄ）］ｔｈに一致する。
【００６４】
【数８】
2014082654.tif 000011
【００６５】
ＸＯＲ部３３２ｂは、二値虚部並列信号の各要素と受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成し、調整部３３１に送る。受信側虚部ＸＯＲデータｘは、下記（９）式で表される。下記（９）式中の［Ｉｍ（ｖ）］ｔｈは、虚部並列信号Ｉｍ（ｖ）の各要素を０または１で置き換えた結果である二値虚部並列信号を表す。同様に、［Ｉｍ（ｃ）］ｔｈは、受信側二値虚部データ系列を表す。二値虚部並列信号［Ｉｍ（ｖ）］ｔｈは、送信側のＸＯＲ部１３３ｂで生成した虚部ＸＯＲデータｈに一致することを用いて式を変形すると、受信側虚部ＸＯＲデータｘは、送信側の二値置換部１３２ｂで生成した二値虚部変調信号［Ｉｍ（ｄ）］ｔｈに一致する。
【００６６】
【数９】
2014082654.tif 000012
【００６７】
調整部３３１は、受信側実部ＸＯＲデータｗを実部とし、受信側虚部ＸＯＲデータｘを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して逆演算後データを生成し、並直列変換部３２に送る。受信側実部ＸＯＲデータｗの各要素の値および受信側虚部ＸＯＲデータｘの各要素の値は０または１である。したがって、受信側実部ＸＯＲデータｗを実部とし、受信側虚部ＸＯＲデータｘを虚部として合成したデータの各要素は、０、１、１＋ｊ、ｊのいずれかである。
【００６８】
調整部３３１は、例えば該合成したデータの各要素から（１＋ｊ）／２を減算し、所定の振幅係数Ａｍｐを乗算する。逆演算後データｙは、下記（１０）式で表される。下記（１０）式中のｍの各要素は（１＋ｊ）／２である。所定の振幅係数Ａｍｐは、送信側の変調部１１で生成した変調信号の各要素の絶対値である。上述のように演算を施すことで、サブキャリア変調信号ｄを復元することができる。
【００６９】
【数１０】
2014082654.tif 000013
【００７０】
図８は、実施の形態に係る逆演算部が行う逆演算処理の例を示す図である。理解を容易にするため、実部に対する演算についてのみ説明する。図８（ａ）は実部並列信号、図８（ｂ）は二値実部並列信号、図８（ｃ）は受信側実部データ系列、図８（ｄ）は受信側二値実部データ系列、図８（ｅ）は受信側実部ＸＯＲデータｗ、図８（ｆ）は逆演算後データｙの実部を表す。二値置換部３３３ａは、図８（ａ）に示す実部並列信号の各要素を、該要素が閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、図８（ｂ）に示す二値実部並列信号を生成する。また二値置換部３３３ａは、図８（ｃ）に示す受信側実部データ系列の各要素を、該要素が閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、図８（ｄ）に示す受信側二値実部データ系列を生成する。
【００７１】
ＸＯＲ部３３２ａは、図８（ｂ）に示す二値実部並列信号と、図８（ｄ）に示す受信側二値実部データ系列との排他的論理和を各要素とする、図８（ｅ）に示す受信側実部ＸＯＲデータｗを生成する。調整部３３１は、受信側実部ＸＯＲデータｗを実部とし、受信側虚部ＸＯＲデータｘを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して逆演算後データｙを生成する。逆演算後データｙの実部は、図８（ｆ）に示す値となる。逆演算後データｙの実部は、図５（ａ）に示す実部変調信号に一致する。
【００７２】
逆演算部３３の処理は、上述の例に限られず、演算部１３と同様に表１のデータを記憶しておき、並列信号の各要素とデータ系列の該要素と同じ位置の要素の組み合わせに基づいて一意に特定される値を逆演算後データｙの各要素としてもよい。表１の演算後データが並列信号に該当し、表１のサブキャリア変調信号が逆演算後データｙに該当する。
【００７３】
並直列変換部３２は、逆演算後データｙを並直列変換し、復調部３１に送る。復調部３１は、並直列変換されたデータをＢＰＳＫまたはＱＰＳＫで復調し、入力信号を復元する。
【００７４】
図９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３５は、アンテナ１０および送受信切替部３６を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、直並列変換を行う（ステップＳ２１０）。ＦＦＴ部３４は、直並列変換されたベースバンド信号のＦＦＴを行って並列信号を生成する（ステップＳ２２０）。
【００７５】
分解部３３４は、並列信号を実部である実部並列信号と虚部である虚部並列信号に分解し、受信側データ系列を実部である受信側実部データ系列と虚部である受信側虚部データ系列とに分解する（ステップＳ２３０）。二値置換部３３３ａは、実部並列信号および受信側実部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値実部並列信号および受信側二値実部データ系列をそれぞれ生成し、二値置換部３３３ｂは、虚部並列信号および受信側虚部データ系列の各要素を、該要素がそれぞれの閾値以上であるか否かに基づき０または１で置き換えて、二値虚部並列信号および受信側二値虚部データ系列をそれぞれ生成する（ステップＳ２４０）。
【００７６】
ＸＯＲ部３３２ａは、二値実部並列信号の各要素と受信側二値実部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側実部ＸＯＲデータを生成し、ＸＯＲ部３３２ｂは、二値虚部並列信号の各要素と受信側二値虚部データ系列の該要素と同じ位置にある要素との排他的論理和を各要素とする受信側虚部ＸＯＲデータを生成する（ステップＳ２５０）。
【００７７】
調整部３３１は、受信側実部ＸＯＲデータｗを実部とし、受信側虚部ＸＯＲデータｘを虚部として合成したデータの各要素から所定の複素数を減算し、所定の振幅係数を乗算して逆演算後データｙを生成する（ステップＳ２６０）。並直列変換部３２は、逆演算後データｙを並直列変換し、復調部３１に送る。復調部３１は、並直列変換されたデータをＢＰＳＫまたはＱＰＳＫで復調し、入力信号を復元する（ステップＳ２７０）。ステップＳ２７０の復調処理が完了すると、処理を終了する。
【００７８】
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、サブキャリア変調信号ｄにデータ系列を用いて演算を施して生成した演算後データｋに基づき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。
【００７９】
（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。変調方式をＱＰＳＫとし、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行わずに、サブキャリア変調信号ｄのＩＦＦＴを行ってベースバンド信号を生成する方法である。
【００８０】
図１０は、実施の形態に係る通信機における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。従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が細い実線のグラフである。本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは従来技術と比べて僅かではあるが、低減されている。
【００８１】
ＢＥＲについて同様にシミュレーションを行った。図１１は、実施の形態に係る通信機における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グラフであり、本実施の形態に係る発明のＢＥＲはプロット点を三角で表したグラフである。図１１に示す範囲において、従来技術のＢＥＲと本実施の形態に係る発明のＢＥＲはほぼ同じであることがわかる。
【００８２】
図１２は、実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性を示す図である。横軸は入力信号の内、値が１である要素の数であり、縦軸はＰＡＰＲ（単位：ｄＢ）である。従来技術について、サブキャリア変調信号ｄの各要素の位相が同じ値となるような同一信号を入力信号として用いた場合、ベースバンド信号のＰＡＰＲは高くなる。入力信号の要素が全て０である場合のＰＡＰＲは３３．１ｄＢである。先頭から順に０を１に変えて、１の数を増やしていき、ベースバンド信号のＰＡＰＲについて同様のシミュレーションを行った。
【００８３】
従来技術のＰＡＰＲが細い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲが太い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明における排他的論理和を算出する処理を論理積を算出する処理に変えた場合のＰＡＰＲが点線のグラフであり、本実施の形態に係る発明における排他的論理和を算出する処理を論理和を算出する処理に変えた場合のＰＡＰＲが一点鎖線のグラフである。サブキャリア変調信号ｄの各要素の位相が同じ値となるような同一信号に対しては、本実施の形態に係る通信機１を用いることでＰＡＰＲを低減できることがわかる。
【００８４】
次に変調方式をＢＰＳＫとし、ＦＦＴサイズを２０４８として、同様にシミュレーションを行った。演算部１３において、実部変調信号に所定の演算を施して生成した実部ＸＯＲデータｇを演算後データｋとして用いる場合（以下、ＢＰＳＫ１とする）、および実部変調信号と全ての要素の値が０である虚部変調信号とに基づき、ＱＰＳＫの場合と同様に所定の演算を施して生成した演算後データｋを用いる場合（以下、ＢＰＳＫ２とする）についてそれぞれシミュレーションを行った。
【００８５】
従来技術においてＢＰＳＫを用いる場合のサブキャリア変調信号ｄの各要素に対応する複素平面上の点、およびＢＰＳＫ１の場合のサブキャリア変調信号ｄに上述の演算を施して生成した演算後データｋの各要素に対応する複素平面上の点は、複素平面の実軸上の２点のいずれかに位置する。一方ＢＰＳＫ２の場合には、サブキャリア変調信号ｄに上述の演算を施して生成した演算後データｋの各要素に対応する複素平面上の点は、複素平面の実軸と虚軸を境界とする４つの領域のそれぞれにおける実部の絶対値と虚部の絶対値が互いに同じである４点のいずれかに位置する。
【００８６】
図１３は、実施の形態に係る通信機における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、縦軸はＰＡＰＲのＣＣＤＦである。図１３（ａ）がＢＰＳＫ１の場合、図１３（ｂ）がＢＰＳＫ２の場合を表している。ＢＰＳＫ１の場合は、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは従来技術とほぼ同じである。ＢＰＳＫ２の場合は、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは、ＰＡＰＲが１０ｄＢ以上の範囲においてＣＣＤＦの値が従来技術より低く、ＰＡＰＲが低減されている。
【００８７】
ＢＥＲについて同様にシミュレーションを行った。図１４は、実施の形態に係る通信機におけるＢＥＲ特性を示す図である。横軸はＥｂ／Ｎｏ、縦軸はＢＥＲである。図１４（ａ）がＢＰＳＫ１の場合、図１４（ｂ）がＢＰＳＫ２の場合を表している。従来技術のＢＥＲはプロット点を四角で表したグラフであり、本実施の形態に係る発明のＢＥＲはＢＰＳＫ１、ＢＰＳＫ２のいずれの場合もプロット点を三角で表したグラフである。図１４に示す範囲において、従来技術のＢＥＲと本実施の形態に係る発明のＢＥＲはほぼ同じであることがわかる。
【００８８】
図１５は、実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性を示す図である。図１５（ａ）がＢＰＳＫ１の場合、図１５（ｂ）がＢＰＳＫ２の場合を表している。図の見方は図１２と同様である。ＢＰＳＫ１、ＢＰＳＫ２のいずれの場合でも、同一信号に対して、本実施の形態に係る通信機１を用いることでＰＡＰＲを低減できることがわかる。
【００８９】
図１６は、実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性の比較を示す図である。図１５（ａ）に示すＢＰＳＫ１の場合と図１５（ｂ）に示すＢＰＳＫ２の場合との本実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のＰＡＰＲの特性を比較した。ＢＰＳＫ１の場合のＰＡＰＲが細い実線のグラフであり、ＢＰＳＫ２の場合のＰＡＰＲが太い実線のグラフである。ＢＰＳＫ１の場合のＰＡＰＲは、ＢＰＳＫ２の場合と比べて低い水準にある。一方、入力信号の内、値が１である要素の数が５０以下の範囲や、１９００以上の範囲において、すなわち入力信号が同一信号または同一信号に近い信号である場合に、ＢＰＳＫ２の場合のＰＡＰＲは、ＢＰＳＫ１の場合と比べて低い。
【００９０】
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、サブキャリア変調信号ｄにデータ系列を用いて演算を施して生成した演算後データｋに基づき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。
【００９１】
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。データ系列はＣＡＺＡＣ系列に限られず、複素平面の実軸と虚軸を境界とする４つの領域に属する、データ系列の各要素に対応する点の個数の差が所定の範囲内であるようなデータ系列であればよい。ＩＦＦＴ部１４は、ＩＦＦＴの代わりにＩＤＦＴを行うよう構成してもよいし、ＦＦＴ部３４は、ＦＦＴの代わりにＤＦＴを行うよう構成してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１    通信機
１０    アンテナ
１１    変調部
１２    直並列変換部
１３    演算部
１４    ＩＦＦＴ部
１５    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    逆演算部
３４    ＦＦＴ部
３５    受信部
３６    送受信切替部
１３１    分解部
１３２ａ、１３２ｂ  二値置換部
１３３ａ、１３３ｂ  ＸＯＲ部
１３４    調整部
３３１    調整部
３３２ａ、３３２ｂ  ＸＯＲ部
３３３ａ、３３３ｂ  二値置換部
３３４    分解部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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