(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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算手段と、
前記演算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】
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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算手段と、
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３】
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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算ステップと、
前記演算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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算ステップと、
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。
【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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算手段と、
前記演算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】
本発明の第２の観点に係る通信機は、
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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算手段と、
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。
【０００９】
本発明の第３の観点に係る通信方法は、
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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが逆離散フーリエ変換を示す行列である逆変換行列と、前記逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが離散フーリエ変換を示す行列である変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記逆変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記逆変換行列より１つ少ない個数の前記変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記サブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する演算ステップと、
前記演算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。
【００１０】
本発明の第４の観点に係る通信方法は、
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、
所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の離散フーリエ変換を示す行列である受信側変換行列と、前記受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定の逆離散フーリエ変換を示す行列である受信側逆変換行列とを用い、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の前記受信側変換行列と、前記対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、前記受信側変換行列より１つ少ない個数の前記受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に前記並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する逆演算ステップと、
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。
【発明の効果】
【００１１】
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】
【００１２】
【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が行う演算処理の例を示す図である。
【図４】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５】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６】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７】シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。
【図８】シミュレーションしたＢＥＲの特性を示す図である。
【図９】シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。
【図１０】シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。
【図１１】シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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、合成部１４、送信部１５、およびコントローラ２０を備える。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、直並列変換部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。
【００１８】
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演算部１３に送る。
【００１９】
演算部１３は、所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックがＩＤＦＴ（Inverse  Discrete  Fourier  Transformation：逆離散フーリエ変換）を示す行列である逆変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の逆変換行列を用意する。ブロック対角行列とは、正方行列を行数および列数が互いに同じである所定の個数の小行列に分割し、該正方行列の対角に位置する小行列である対角ブロック以外の要素の値を０とした行列である。なお本発明で用いるブロック対角行列には、小行列が分割前の正方行列に一致する場合も含まれる、すなわち逆変換行列はＩＤＦＴを示す行列に一致してもよい。
【００２０】
演算部１３は、逆変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックがＤＦＴ（Discrete  Fourier  Transformation：離散フーリエ変換）を示す行列である変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、逆変換行列より１つ少ない個数の変換行列を用意する。逆変換行列と同様に、変換行列はＤＦＴを示す行列に一致してもよい。
【００２１】
演算部１３は、逆変換行列と変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成し、合成部１４に送る。
【００２２】
演算部１３は、例えば以下のように演算処理を行う。ここで行列の演算の表示形式について定義する。下記（１）式で表される行列Ａおよび行列Ｂのクロネッカー積は、下記（２）式で表される。
【００２３】
【数１】
0005861558.tif 000002
【００２４】
【数２】
0005861558.tif 000003
【００２５】
上記（１）、（２）式より、行列Ａおよび行列Ｂのクロネッカー積の各要素は、下記（３）式で表される。
【００２６】
【数３】
0005861558.tif 000004
【００２７】
上記ブロック対角行列の行数および列数をＮとし、ＩＤＦＴまたはＤＦＴを示す行列の行数および列数をＮｉとすると、Ｎは、下記（４）式で表される。式中のｋｉは自然数である。ｉは、逆変換行列および変換行列を一意に特定するための番号である。
【００２８】
【数４】
0005861558.tif 000005
【００２９】
逆変換行列は、下記（５）式で表される行数および列数がｋｉである単位行列Ｉｉと行数および列数がＮｉであるＩＤＦＴを示す行列Ｆｉ−１のクロネッカー積で表され、変換行列は、行数および列数がｋｉである単位行列Ｉｉと行数および列数がＮｉであるＤＦＴを示す行列Ｆｉのクロネッカー積で表される。逆変換行列Ｇｉ−１および変換行列Ｇｉは、下記（６）式で表される。
【００３０】
【数５】
0005861558.tif 000006
【００３１】
【数６】
0005861558.tif 000007
【００３２】
演算部１３は、演算結果が単位行列または行数および列数がＮのＩＤＦＴを示す行列にならないように、例えば、それぞれｋｉの値が異なる、逆変換行列と変換行列とを交互に乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する。サブキャリア変調信号をｄとし、逆変換行列と変換行列をあわせてｍ個用意したとすると、演算データｕは、下記（７）式で表される。
【００３３】
【数７】
0005861558.tif 000008
【００３４】
図３および図４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。図３（ａ）は、サブキャリア変調信号の信号点配置図である。演算部１３は、Ｎ＝２０４８とし、ｋ１＝５１２である逆変換行列Ｇ１−１、ｋ２＝６４である変換行列Ｇ２、ｋ３＝１２８である逆変換行列Ｇ３−１、ｋ４＝８である変換行列Ｇ４、ｋ５＝１である逆変換行列Ｇ５−１、ｋ６＝２である変換行列Ｇ６、ｋ７＝１６である逆変換行列Ｇ７−１を用意する。図３（ｂ）はＧ１−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図３（ｃ）はＧ１−１・Ｇ２にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図３（ｄ）はＧ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ａ）はＧ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｂ）はＧ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｃ）はＧ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１・Ｇ６にサブキャリア変調信号を乗算した結果、図４（ｄ）はＧ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１・Ｇ６・Ｇ７−１にサブキャリア変調信号を乗算して生成した演算データである。
【００３５】
上述の演算を施して生成した演算データの信号点配置図は、図３（ａ）に示すサブキャリア変調信号の信号点配置図と比べて、各要素が分散していることがわかる。これにより、ＰＡＰＲ（Peak-to-Average  Power  Ratio：ピーク対平均電力比）を低減することができる。
【００３６】
合成部１４は、演算データを合成し、合成したデータに基づきベースバンド信号を生成する。合成部１４は、ベースバンド信号を送信部１５に送る。送信部１５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３６およびアンテナ１０を介して他の機器に送信信号を送る。
【００３７】
図５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）。
【００３８】
演算部１３は、逆変換行列と変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成する（ステップＳ１２０）。合成部１４は、演算データを合成し、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Ｓ１３０）。送信部１５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３６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Ｓ１４０）。ステップＳ１４０の送信処理が完了すると、処理を終了する。
【００３９】
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、直並列変換部３４に送る。直並列変換部３４は、ベースバンド信号を直並列変換し、並列信号を生成して、並列信号を逆演算部３３に送る。
【００４０】
逆演算部３３は、所定の大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定のＤＦＴを示す行列である受信側変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる複数個の受信側変換行列を用意する。所定のＤＦＴを示す行列とは、受信側変換行列に対応する、送信側の演算部１３で用いた逆変換行列の対角ブロックであるＩＤＦＴを示す行列の逆行列であり、受信側変換行列はそれぞれ、送信側の演算部１３で用いた各逆変換行列の逆行列である。
【００４１】
逆演算部３３は、受信側変換行列と同じ大きさのブロック対角行列であって、対角ブロックが所定のＩＤＦＴを示す行列である受信側逆変換行列であって、対角ブロックの大きさが互いに同じまたは少なくともいずれか１つが異なる、受信側変換行列より１つ少ない個数の受信側逆変換行列を用意する。所定のＩＤＦＴを示す行列とは、受信側逆変換行列に対応する、送信側の演算部１３で用いた変換行列の対角ブロックであるＤＦＴを示す行列の逆行列であり、受信側逆変換行列はそれぞれ、送信側の演算部１３で用いた各変換行列の逆行列である。
【００４２】
逆演算部３３は、受信側変換行列と受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。逆演算部３３は、送信側の演算部１３で演算データを生成する際に逆変換行列と変換行列を乗算する順序と逆の順序で、該逆変換行列の逆行列である受信側変換行列と該変換行列の逆行列である受信側逆変換行列とを乗算した演算結果に並列信号を乗算する。並列信号をｒとすると、並列信号ｒは演算データｕに一致する。上記（７）式より、該演算結果に並列信号を乗算した結果であるｓは、下記（８）式で表されるように、サブキャリア変調信号ｄに一致する。逆演算部３３は、サブキャリア変調信号を並直列変換部３２に送る。
【００４３】
【数８】
0005861558.tif 000009
【００４４】
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。
【００４５】
図６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する（ステップＳ２１０）。直並列変換部３４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）。
【００４６】
逆演算部３３は、受信側変換行列と受信側逆変換行列とを所定の順序で乗算した演算結果に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する（ステップＳ２３０）。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Ｓ２４０）。ステップＳ２４０の復調処理が完了すると、処理を終了する。
【００４７】
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に所定の演算を施して生成した演算データを合成して、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。
【００４８】
（具体例）
次に、シミュレーションにより実施の形態に係る発明の効果を説明する。変調方式をＱＰＳＫとし、Ｎ＝２０４８として、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。図７は、シミュレーションしたＣＣＤＦの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。従来技術とは、上述のような演算を加えずに、ＦＦＴサイズを２０４８としてサブキャリア変調信号のＩＦＦＴを行い、ベースバンド信号を生成する方法である。本実施の形態においては、図４（ｄ）と同様に、Ｇ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１・Ｇ６・Ｇ７−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した。
【００４９】
従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が太い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のＣＣＤＦ特性が細い実線のグラフである。図に示す範囲において、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは従来技術と比べて低減されている。サブキャリア変調信号の各要素の位相が同じである同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合のＰＡＰＲは、従来技術が３３．１ｄＢであるのに対し、本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは３．０１ｄＢとなり、ＰＡＰＲが大きく改善した。
【００５０】
同様にＢＥＲについてのシミュレーションを行った。図８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グラフであり、本実施の形態に係る発明のＢＥＲがプロット点を三角で表したグラフである。従来技術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。演算データの生成に用いる逆変換行列および変換行列を変えても、同様の結果が得られた。
【００５１】
図９、図１０、および図１１は、シミュレーションしたＣＣＤＦの特性を示す図である。変調方式をＱＰＳＫとし、Ｎ＝２０４８として、本実施の形態において、逆変換行列および変換行列を変えてシミュレーションを行った。それぞれの図において、従来技術のＰＡＰＲのＣＣＤＦ特性が太い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のＣＣＤＦ特性が細い実線のグラフである。
【００５２】
図９は、本実施の形態において、ｋ１＝５１２である逆変換行列Ｇ１−１、ｋ２＝２５６である変換行列Ｇ２、ｋ３＝１２８である逆変換行列Ｇ３−１、ｋ４＝２である変換行列Ｇ４、ｋ５＝１である逆変換行列Ｇ５−１、ｋ６＝４である変換行列Ｇ６、ｋ７＝３２である逆変換行列Ｇ７−１を用い、Ｇ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１・Ｇ６・Ｇ７−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した場合である。同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合の本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは、３．０１ｄＢであった。
【００５３】
図１０は、本実施の形態において、ｋ１＝１０２４である逆変換行列Ｇ１−１、ｋ２＝２である変換行列Ｇ２、ｋ３＝１である逆変換行列Ｇ３−１を用い、Ｇ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成した場合である。同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った場合の本実施の形態に係る発明のＰＡＰＲは、６．０２ｄＢであった。
【００５４】
図１１は、本実施の形態において、ｋ１＝１０２４である逆変換行列Ｇ１−１、ｋ２＝５１２である変換行列Ｇ２、ｋ３＝２５６である逆変換行列Ｇ３−１、ｋ４＝１２８である変換行列Ｇ４、ｋ５＝６４である逆変換行列Ｇ５−１、ｋ６＝３２である変換行列Ｇ６、ｋ７＝１である逆変換行列Ｇ７−１を用い、Ｇ１−１・Ｇ２・Ｇ３−１・Ｇ４・Ｇ５−１・Ｇ６・Ｇ７−１にサブキャリア変調信号を乗算し演算データを生成した場合である。
【００５５】
図９および図１０では、従来技術と比べてＰＡＰＲが低減されているが、図１１では、従来技術とほぼ同じＰＡＰＲ特性を示している。したがって、逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序に基づき、ＰＡＰＲが変化することがわかる。好適な逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序に基づいて演算データを生成するよう構成すればよい。
【００５６】
上述のシミュレーションにより、サブキャリア変調信号に所定の演算を施して生成した演算データを合成して、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。また逆変換行列、変換行列および逆変換行列と変換行列とを乗算する順序を変更することでＰＡＰＲの低減の程度を制御できることがわかった。
【００５７】
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。
【００５８】
演算部１３が行う演算処理は上述の実施の形態に限られない。逆変換行列と変換行列を交互に演算せずに、例えばＧ１−１・Ｇ２−１・Ｇ３にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成してもよい。この場合、逆演算部３３はＧ３−１・Ｇ２・Ｇ１に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。また演算部１３は、対角ブロックの大きさが同じである逆変換行列または変換行列を複数用いて、例えばＧ１−１・Ｇ１−１・Ｇ２にサブキャリア変調信号を乗算して演算データを生成してもよい。この場合、逆演算部３３はＧ２−１・Ｇ１・Ｇ１に並列信号を乗算してサブキャリア変調信号を生成する。
【符号の説明】
【００５９】
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  合成部
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  直並列変換部
３５  受信部
３６  送受信切替部
【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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