(57)【要約】【課題】複数のサブキャリアのうちの一部のサブキャリアを使用するときに、歪みの発生を低減するとともに、サブキャリアの配置を自由に設定可能な通信装置および通信方法を提供する。【解決手段】マッピング部１０で変調された信号に、サブキャリア配置部１１で周波数帯域内の一部のサブキャリアを割当ててマルチキャリア信号を生成した後、振幅制限部１４によって、マッピング部１０における１次変調方式に応じて、マルチキャリア信号の振幅を制限する。そして第１周波数変換部１７および増幅部１８などを経て、アンテナ２０からマルチキャリア信号を送信する。また振幅制限部１４の前段にレベル調整部１３を設けて、マルチキャリア信号のレベルを調整した後で、振幅制限部１４によってマルチキャリア信号の振幅を制限する。【選択図】図１
2011176790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数帯域内に配置され、周波数成分が互いに直交する複数のサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を用いて、複数の通信相手装置と通信を行う通信装置であって、
前記通信相手装置に送信すべき信号を、予め定める変調方式で変調する変調手段と、
前記変調手段によって変調された信号に、前記周波数帯域内の一部のサブキャリアを割当てて、割当てられたサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を生成する生成手段と、
前記変調手段における前記変調方式に応じて、前記生成手段によって生成されたマルチキャリア信号の振幅を制限する振幅制限手段と、
前記振幅制限手段によって振幅が制限されたマルチキャリア信号を、前記通信相手装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記振幅制限手段を制御する制御手段を備え、
前記振幅制限手段は、前記マルチキャリア信号の振幅が、予め定める振幅制限値以下になるように、前記マルチキャリア信号の振幅を制限し、
前記制御手段は、前記変調手段における変調方式に応じて前記振幅制限値を変更するように、前記振幅制限手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記生成手段によって生成された前記マルチキャリア信号のレベルを調整するレベル調整手段を備え、
前記振幅制限手段は、前記レベル調整手段によってレベルが調整された前記マルチキャリア信号の振幅を制限することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記振幅制限手段よりも後段であって前記送信手段よりも前段に設けられ、前記振幅制限手段によって振幅が制限されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、
前記振幅制限手段よりも後段であって前記増幅手段よりも前段に設けられ、前記増幅手段によって生じる前記マルチキャリア信号の歪みを補償する歪み補償手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信装置。
【請求項５】
所定の周波数帯域内に配置され、周波数成分が互いに直交する複数のサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を用いて、複数の通信相手装置と通信を行う通信方法であって、
前記通信相手装置に送信するべき信号を、予め定める変調方式で変調する変調工程と、
前記変調工程で変調された信号に、前記周波数帯域内の一部のサブキャリアを割当てて、割当てられたサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を生成する生成工程と、
前記変調工程における前記変調方式に応じて、前記生成工程で生成されたマルチキャリア信号の振幅を制限する振幅制限工程と、
前記振幅制限工程で振幅が制限されたマルチキャリア信号を、前記通信相手装置に送信する送信工程とを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項６】
前記振幅制限工程よりも後であって前記送信工程よりも前に設けられ、前記振幅制限工程で振幅が制限されたマルチキャリア信号を増幅する増幅工程と、
前記振幅制限工程よりも後であって前記増幅工程よりも前に設けられ、前記増幅工程で生じる前記マルチキャリア信号の歪みを補償する歪み補償工程とを備えることを特徴とする請求項５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、直交性を有する複数のサブキャリアが重畳されたマルチキャリア信号を用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）では、直交性を有する複数のサブキャリアが重畳されたマルチキャリア信号であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を用いたＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式によって、基地局装置は複数の通信端末装置と多元接続通信を行うことが可能となっている。次世代ＰＨＳシステムでは、９００ｋＨｚの帯域幅を１単位（Physical Resource Unit；略称：ＰＲＵ）として通信を行っている。
【０００３】
ＯＦＤＭＡ方式の通信システムでは、複数のサブキャリアのうちの一部を使用して通信を行うことがある。たとえば、低速伝送ではあるが、周波数単位あたりの電力を大きくして通信可能なエリア（以下「通信エリア」という場合がある）を広げるために、複数のサブキャリアのうちの一部のサブキャリアを使用することがある。このとき、使用されるサブキャリアが、チャネル内における周波数軸上に連続して配置されずに、周波数軸上の２箇所に分かれて配置される場合がある。この場合、パワーアンプの性能によっては、サブキャリアが分かれて配置された２箇所の部分の信号の相互変調によって歪みが発生する。この相互変調による歪みを抑えるための技術が、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示される技術では、周波数単位あたりの電力を大きくする場合に、周波数帯域の中央部のサブキャリアを選択することによって、相互変調による歪みの発生を抑え、歪みによるスプリアスが、隣接したチャネルに影響を与えないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される技術では、周波数帯域の中央部のサブキャリアを選択するので、サブキャリアの配置が制限される。したがって、特許文献１に開示される技術を適用できない場合がある。制御チャネル（Control Channel；略称：ＣＣＨ）を周波数帯域の両端に配置する場合には、特許文献１に開示される技術を適用することができず、相互変調による歪みを抑制することができない。
【０００７】
また特許文献１に開示される技術では、変調方式については考慮されていない。相互変調による歪みを変調方式に応じて適切に抑制するためには、特許文献１に開示される技術には改良の余地がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、複数のサブキャリアのうちの一部のサブキャリアを使用するときに、歪みの発生を低減するとともに、サブキャリアの配置を自由に設定可能な通信装置および通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る通信装置は、所定の周波数帯域内に配置され、周波数成分が互いに直交する複数のサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を用いて、複数の通信相手装置と通信を行う通信装置であって、前記通信相手装置に送信すべき信号を、予め定める変調方式で変調する変調手段と、前記変調手段によって変調された信号に、前記周波数帯域内の一部のサブキャリアを割当てて、割当てられたサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記変調手段における前記変調方式に応じて、前記生成手段によって生成されたマルチキャリア信号の振幅を制限する振幅制限手段と、前記振幅制限手段によって振幅が制限されたマルチキャリア信号を、前記通信相手装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明に係る通信装置の一態様では、前記振幅制限手段を制御する制御手段を備え、前記振幅制限手段は、前記マルチキャリア信号の振幅が、予め定める振幅制限値以下になるように、前記マルチキャリア信号の振幅を制限し、前記制御手段は、前記変調手段における変調方式に応じて前記振幅制限値を変更するように、前記振幅制限手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る通信装置の一態様では、前記生成手段によって生成された前記マルチキャリア信号のレベルを調整するレベル調整手段を備え、前記振幅制限手段は、前記レベル調整手段によってレベルが調整された前記マルチキャリア信号の振幅を制限することを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る通信装置の一態様では、前記振幅制限手段よりも後段であって前記送信手段よりも前段に設けられ、前記振幅制限手段によって振幅が制限されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、前記振幅制限手段よりも後段であって前記増幅手段よりも前段に設けられ、前記増幅手段によって生じる前記マルチキャリア信号の歪みを補償する歪み補償手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また本発明に係る通信方法は、所定の周波数帯域内に配置され、周波数成分が互いに直交する複数のサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を用いて、複数の通信相手装置と通信を行う通信方法であって、前記通信相手装置に送信するべき信号を、予め定める変調方式で変調する変調工程と、前記変調工程で変調された信号に、前記周波数帯域内の一部のサブキャリアを割当てて、割当てられたサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号を生成する生成工程と、前記変調工程における前記変調方式に応じて、前記生成工程で生成されたマルチキャリア信号の振幅を制限する振幅制限工程と、前記振幅制限工程で振幅が制限されたマルチキャリア信号を、前記通信相手装置に送信する送信工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また本発明に係る通信方法の一態様では、前記振幅制限工程よりも後であって前記送信工程よりも前に設けられ、前記振幅制限工程で振幅が制限されたマルチキャリア信号を増幅する増幅工程と、前記振幅制限工程よりも後であって前記増幅工程よりも前に設けられ、前記増幅工程で生じる前記マルチキャリア信号の歪みを補償する歪み補償工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、相互変調による歪みを低減することができる。また、サブキャリアの配置を従来に比べて自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態である通信装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】通信装置１におけるフレームの構成を示す図である。
【図３】図２に示す各タイムスロットを構成する第１チャネルの構成を示す図である。
【図４】図３に示すサブチャネルのうちの１つのサブチャネルの構成を示す図である。
【図５】通信装置１におけるサブチャネルの配置を示す図である。
【図６】次世代ＰＨＳにおける基地局装置からの送信信号のスペクトラムの一例を示す図である。
【図７】通信チャネルにおけるサブチャネルの配置の一例を模式的に示す図である。
【図８】通信装置１における送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図９】通信装置１における送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態である通信装置１Ａの構成を示すブロック図である。
【図１１】ＶＧＡ３９の入出力特性の一例を示すグラフである。
【図１２】ＶＧＡ３９の入出力特性およびその逆特性の一例を示すグラフである。
【図１３】ＤＰＤ処理部３２で元信号７１に歪み補正処理を施して得られる信号７２を示す図である。
【図１４】歪み補正処理が施された信号７２をＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７３を示す図である。
【図１５】ＶＧＡ３９の入出力特性およびその逆特性の他の例を示すグラフである。
【図１６】ＤＰＤ処理部３２で元信号７１に歪み補正処理を施して得られる信号７４を示す図である。
【図１７】歪み補正処理が施された信号７４をＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７５を示す図である。
【図１８】次世代ＰＨＳにおける基地局装置からの送信信号のスペクトラムの他の例を示す図である。
【図１９】通信装置１Ａにおける送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】通信装置１Ａにおける送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】第３の実施の形態である通信装置１Ｂの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態である通信装置１の構成を示すブロック図である。通信装置１は、次世代ＰＨＳに準拠した基地局装置であり、ＯＦＤＭＡ方式で不図示の複数の通信端末装置と多元接続通信を行う。通信端末装置は、通信相手装置に相当する。通信装置１は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される無線リソースを複数の通信端末装置にそれぞれ個別に割当てることによって、複数の通信端末装置と同時に通信することが可能となっている。また通信装置１は、時間分割多元接続（Time Division Multiple Access；略称：ＴＤＭＡ）および時分割複信（Time Division Duplexing；略称：ＴＤＤ）を用いた通信方式によって、複数の通信端末装置と通信を行う。
【００１８】
図２は、通信装置１におけるフレームの構成を示す図である。図２の紙面に向かって右方に延びる線は、時間軸を表す。図１に示す通信装置１を備える通信システムにおいて、フレームは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって形成される。本実施の形態では、フレームは、図２に示すように、８つのタイムスロットの時間分割多重によって形成される。
【００１９】
８つのタイムスロットは、４つの上りタイムスロットおよび４つの下りタイムスロットを含んで構成される。本実施の形態では、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」、「第２上りタイムスロット」、「第３上りタイムスロット」および「第４上りタイムスロット」といい、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」、「第２下りタイムスロット」、「第３下りタイムスロット」および「第４下りタイムスロット」という。下りタイムスロットを「送信スロット」という場合がある。図２に示したフレームは、連続して繰り返される。
【００２０】
本実施の形態では、図２に示すように、８つのタイムスロットで構成されるフレームについて説明するが、フレームは、８つのタイムスロットによって構成される場合に限定されず、たとえば、４つのタイムスロットまたは１６個のタイムスロットによって構成されてもよい。
【００２１】
また本実施の形態では、上りのタイムスロットおよび下りのタイムスロットの構成は同一であるとする。したがって、上りタイムスロットおよび下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。図２に示されたフレームが複数個連続することによって、スーパーフレームが形成される。
【００２２】
図３は、図２に示す各タイムスロットを構成する第１チャネルの構成を示す図である。本実施の形態の通信装置１を含む通信システムは、３０ＭＨｚの周波数帯域をシステム帯域として使用する。システム帯域は、複数、たとえば３つに分けられ、それぞれチャネルとして使用される。各チャネルを構成するチャネル帯域は、チャネル帯域同士がＰＲＵ単位で重なるように配置される。本実施の形態では、３０ＭＨｚのシステム帯域を１０ＭＨｚずつ３つに分けて、１０ＭＨｚのチャネル帯域同士をＰＲＵ単位で重なるように配置している。
【００２３】
この３つのチャネル帯域で構成される３つのチャネルを、第１チャネル、第２チャネルおよび第３チャネルと呼ぶ。このうちの１つのチャネルである第１チャネルの構成を図３に示している。１つのチャネルを構成する１０ＭＨｚのチャネル帯域には、図３に示すように「第１サブチャネル」から「第９サブチャネル」までの９つのサブチャネルが存在する。この９つのサブチャネルをまとめて、「第１チャネル」と呼ぶ。第２チャネルおよび第３チャネルも第１チャネルと同様に、９つのサブチャネルをまとめたものである。
【００２４】
図２に示す各タイムスロットは、「第１チャネル」、「第２チャネル」および「第３チャネル」の３つのチャネルの周波数多重によって形成され、各チャネルは、「第１サブチャネル」から「第９サブチャネル」までの９つのサブチャネルの周波数分割多重によって形成される。これらの９つのサブチャネルは、直交周波数分割多重されている。
【００２５】
各タイムスロットを構成する各チャネルが図３に示すように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、チャネル（以下「通信チャネル」という場合がある）が特定される。また本実施の形態とは異なるが、図３に示すサブチャネルのうちの１つのサブチャネルに対応したフレームの構成を図２に示す構成としてもよい。１つのタイムスロットに配置されるチャネルの数は、３つでなくてもよく、サブチャネルの数は、９つでなくてもよい。
【００２６】
ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当てと、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当てとは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくとも１つの制御信号が割り当てられるものとする。たとえば、スーパーフレームに含まれる複数の下りタイムスロットのうち、１つのタイムスロットの１つのサブチャネルに制御信号が割り当てられる。上り回線も同様である。
【００２７】
図４は、図３に示すサブチャネルのうちの１つのサブチャネルの構成を示す図である。図４において、紙面に向かって右方に延びる線は時間軸を表し、紙面に向かって下方に延びる線は周波数軸を表す。図４では、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このようにサブチャネルは、複数のサブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号、具体的にはＯＦＤＭ信号によって構成されている。サブチャネルは、所定の周波数帯域を占めており、その所定の周波数帯域内に複数のサブキャリアが配置されている。複数のサブキャリアは、直交性を有しており、周波数成分が互いに直交している。
【００２８】
図４において、「ＴＳ」はトレーニングシンボルを表す。ＴＳは、既知の値によって構成される。ＴＳ中には制御信号が含まれていてもよい。また「ＧＳ」はガードシンボルを表す。ＧＳには、実質的な信号は配置されない。また「ＰＳ」は、パイロットシンボルを表す。ＰＳは、既知の値によって構成される。また「ＤＳ」は、データシンボルを表す。ＤＳは、送信すべきデータである。また「ＧＴ」は、ガードタイムを表す。ＧＴには、実質的な信号は配置されない。
【００２９】
図５は、通信装置１におけるサブチャネルの配置を示す図である。図５において、紙面に向かって右方に延びる線は周波数軸を表す。図５では、図３に示したタイムスロットに対するスペクトルを示す。１つのタイムスロットには、図５に示す第１サブチャネルから第９サブチャネルまでの９個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、本実施の形態ではＯＦＤＭ信号によって構成されている。
【００３０】
図６は、次世代ＰＨＳにおける基地局装置からの送信信号のスペクトラムの一例を示す図である。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示す。図６に示すスペクトラムは、送信すべきデータを表す信号を、図３に示す１つのチャネルの一部のサブチャネルに配置させた場合のスペクトラムである。図６では、周波数軸上において、相対的に低い周波数の部分と、相対的に高い周波数の部分とに分かれて配置されるようにサブチャネルを使用した場合のスペクトラムを示す。図６において、相対的に低い周波数の部分を低周波数部分「Ｐ１」といい、相対的に高い周波数の部分を高周波数部分「Ｐ２」という。
【００３１】
図６に示すように、使用されるサブキャリアが、チャネル内における周波数軸上に連続して配置されずに、周波数軸上の２箇所に分かれて配置される場合、基地局装置の周波数変換部に含まれるミキサ、および増幅部などによって、低周波数部分「Ｐ１」と高周波数部分「Ｐ２」との間に相互変調が生じる。たとえば、低周波数部分「Ｐ１」に対応する周波数を「ｆ（Ｐ１）」で表し、高周波数部分「Ｐ２」に対応する周波数を「ｆ（Ｐ２）」で表すと、「２×ｆ（Ｐ１）−ｆ（Ｐ２）」および「２×ｆ（Ｐ２）−ｆ（Ｐ１）」の周波数の部分に相互変調の歪みが発生する。この相互変調による歪みは、スプリアスと呼ばれる。図６では、スプリアスを「Ｐ３」および「Ｐ４」で示す。スプリアスは、隣接したチャネルに影響を与えるので、低減することが求められる。
【００３２】
そこで本実施の形態の通信装置１は、スプリアスを低減させるために、後述するように送信信号の振幅制限を行うように構成されている。具体的には、通信装置１は、以下のように構成される。
【００３３】
通信装置１は、図１に示すように、Ｎ個のマッピング部、すなわち第１マッピング部１０ａ、第２マッピング部１０ｂ、・・・、第Ｎ（Ｎは自然数）マッピング部１０ｎと、サブキャリア配置部１１と、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform；略称：ＩＦＦＴ）部１２と、レベル調整部１３と、振幅制限部１４と、直交変調部１５と、デジタルアナログ（Digital/Analog；略称：Ｄ／Ａ）変換部１６と、第１周波数変換部１７と、増幅部１８と、送受信切替スイッチ１９と、アンテナ２０と、制御部２１と、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier；略称：ＬＮＡ）２２と、第２周波数変換部２３と、直交検波部２４と、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform；略称：ＦＦＴ）部２５と、特定部２６と、計算部２７と、記憶部２８とを備えて構成される。以下の説明では、第１マッピング部１０ａ〜第Ｎマッピング部１０ｎのＮ個のマッピング部を「マッピング部１０」と総称する場合がある。
【００３４】
マッピング部１０には、送信すべきデータが与えられる。マッピング部１０は、送信すべきデータのビット列をコンスタレーションに配置する。ここで、コンスタレーションは、予め規定された変調方式に相当し、たとえば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどに相当する。また、送信すべきデータのビット列は、シリアルの信号系列であり、コンスタレーションに配置された信号は、パラレルの信号系列である。コンスタレーションに配置された信号は、同相（In-phase）成分（以下「Ｉ成分」という）と、直交（Quadrature-Phase）成分（以下「Ｑ成分」という）とを含む。マッピング部１０は、コンスタレーションに配置した信号をサブキャリア配置部１１に与える。
【００３５】
マッピング部１０において、送信すべきデータのビット列をコンスタレーションに配置することは、１次変調を行うことに相当する。マッピング部１０において、いずれの変調方式で１次変調されたかという情報、すなわちマッピング部１０における１次変調方式に関する情報は、計算部２７に与えられる。マッピング部１０は変調手段に相当し、マッピング部１０によって１次変調を行う工程は変調工程に相当する。
【００３６】
マッピング部１０は、第１マッピング部１０ａ〜第Ｎマッピング部１０ｎのように複数備えられている。各マッピング部１０は、上記の処理をユーザ単位に実行する。ユーザ単位とは、ユーザに使用されている通信端末装置単位を意味し、通信端末装置に含まれる受信装置単位であってもよい。ここでは、理解を容易にするために、１つの通信端末装置に対して、１つのサブチャネルを割り当てるものとする。したがって、マッピング部１０の総数は９個であり、各マッピング部１０は、各サブチャネルに対応する。
【００３７】
計算部２７は、所定の周波数帯域内、たとえばチャネル内に配置された複数のサブチャネルのうち、通信に使用すべきサブチャネルを求める。本実施の形態では、計算部２７は、マッピング部１０から与えられる１次変調方式に関する情報に基づいて、マッピング部１０における１次変調方式を特定し、特定した１次変調方式による通信端末装置に対する通信速度に応じて、通信に使用すべきサブチャネルを求める。
【００３８】
具体的には、マッピング部１０における１次変調方式が、２５６ＱＡＭなどの通信速度が比較的高速の変調方式である場合、計算部２７は、チャネルの周波数帯域の中央部に配置された一部のサブチャネルを、通信に使用すべきサブチャネルとして求める。サブチャネルは、前述の図４に示すように、チャネルの周波数帯域に含まれる複数のサブキャリアによって構成される。したがって、チャネルの周波数帯域の中央部に配置されたサブチャネルを選択することは、チャネルの周波数帯域の中央部のサブキャリアを選択することに相当する。
【００３９】
計算部２７は、チャネルの周波数帯域の中央部に配置されたサブチャネルが使用中である場合、使用中でないサブチャネル、すなわち空いているサブチャネルの中から、周波数帯域の中央部に可能な限り近い部分に配置されたサブチャネルを、通信に使用すべきサブチャネルとして求める。計算部２７は、マッピング部１０における１次変調方式が、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどの通信速度が比較的低速の変調方式である場合、空いているサブチャネルの中から、通信に使用すべきサブチャネルを求める。たとえば、通信に使用すべきサブチャネルの個数を求める。サブチャネルが使用中であるか否かは、後述する特定部２６から与えられる特定結果に基づいて判断される。
【００４０】
また計算部２７は、前述のようにして求めた、通信に使用すべきサブチャネル、たとえば通信に使用すべきサブチャネルの個数に応じて、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を決定し、決定したパワー値に対応するマルチキャリア信号のレベル（以下「信号レベル」という場合がある）を求め、レベル調整部１３に与える。このように振幅制限部１４の前段のレベル調整部１３に与える信号レベルを求めるためにパワー値を決定することは、振幅制限部１４における振幅制限分のパワー値を決定することに相当する。また計算部２７は、マッピング部１０における１次変調方式に応じて、後述する振幅制限部１４で用いられる閾値である振幅制限値αを決定し、振幅制限部１４に与える。
【００４１】
計算部２７は、以上の処理をユーザ単位、本実施の形態ではサブチャネル単位に実行する。これは、マッピング部１０単位の実行に相当する。計算部２７は、求めた結果をサブキャリア配置部１１に与える。本実施の形態では、マッピング部１０単位に求めた結果がサブキャリア配置部１１に与えられる。また計算部２７は、マッピング部１０から与えられる１次変調方式に関する情報を振幅制限部１４に与える。
【００４２】
前述の図２に示すように、フレームは、複数のタイムスロットを含みながら、周期的に繰返されている。たとえば、通信装置１が第１下りタイムスロットにおいてマルチキャリア信号を送信する場合、過去のフレームにおける第１下りタイムスロットのタイミングにおいて、計算部２７は、前述の処理を実行する。
【００４３】
サブキャリア配置部１１は、計算部２７から与えられる結果に基づいて、マッピング部１０から与えられる信号をサブチャネルに配置させる。配置した結果は、前述の図３および図５に示すマルチキャリア信号になる。すなわち、マッピング部１０から与えられる信号をサブチャネルに配置することは、マッピング部１０から与えられる信号にサブキャリアを割り当てることに相当する。
【００４４】
サブキャリア配置部１１においてサブチャネルに配置されたマルチキャリア信号は、周波数領域の信号である。サブキャリア配置部１１は、周波数領域のマルチキャリア信号をＯＦＤＭシンボル単位でＩＦＦＴ部１２に与える。サブキャリア配置部１１は生成手段に相当し、サブキャリア配置部１１によって、マッピング部１０から与えられる信号をサブチャネルに配置する工程は生成工程に相当する。
【００４５】
ＩＦＦＴ部１２は、サブキャリア配置部１１から与えられる周波数領域のマルチキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を実行することによって、周波数領域のマルチキャリア信号を時間領域のマルチキャリア信号へ変換する。ここで、時間領域のマルチキャリア信号は、Ｉ成分とＱ成分とを有する。ＩＦＦＴ部１２は、時間領域のマルチキャリア信号をレベル調整部１３に与える。
【００４６】
レベル調整部１３は、ＩＦＦＴ部１２から与えられる時間領域のマルチキャリア信号のレベルを調整して、調整後のマルチキャリア信号を振幅制限部１４に与える。レベル調整部１３は、たとえば乗算器を用いて、ＩＦＦＴ部１２から与えられる時間領域のマルチキャリア信号に、予め定められた倍率を乗算することによって、マルチキャリア信号のレベルを調整し、それによって得たマルチキャリア信号を振幅制限部１４に与える。レベル調整部１３は、レベル調整手段に相当する。
【００４７】
より詳細には、レベル調整部１３は、ＩＦＦＴ部１２から与えられたマルチキャリア信号のレベルを調整することによってマルチキャリア信号の振幅を調整し、後段の直交変調部１５から出力される出力信号の振幅を調整する。これによってレベル調整部１３は、最終的にアンテナ２０から送信される出力信号の送信電力、すなわちパワー値を調整する。レベル調整部１３は、たとえば、アンテナ２０から送信される出力信号の送信電力が１０Ｗになるように、マルチキャリア信号のレベルを調整する。レベル調整部１３で調整すべき信号レベルは、計算部２７によって求められて与えられる。
【００４８】
レベル調整部１３は、ＩＦＦＴ部１２から与えられる時間領域のマルチキャリア信号のレベルを、前述のように乗算器によって調整してもよいし、シフトレジスタによって調整してもよい。また、レベル調整部１３は、マルチキャリア信号のレベルではなく、サブキャリアのレベルを調整してもよい。サブキャリアのレベルを調整することによって、サブキャリアを重畳して得られるマルチキャリア信号のレベルを調整することができる。
【００４９】
振幅制限部１４は、マッピング部１０における１次変調方式に応じて、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号の振幅を制限する。具体的には、振幅制限部１４は、マッピング部１０における１次変調方式が、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどの通信速度が比較的低速の変調方式である場合、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号の振幅を制限する。振幅制限部１４は振幅制限手段に相当し、振幅制限部１４によってマルチキャリア信号の振幅を制限する工程は振幅制限工程に相当する。
【００５０】
振幅制限部１４は、マッピング部１０における１次変調方式が、２５６ＱＡＭなどの通信速度が比較的高速の変調方式であり、計算部２７において、チャネルの周波数帯域の中央部に配置された一部のサブチャネルが、通信に使用すべきサブチャネルとして求められた場合には、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号を、振幅を制限せずにそのまま、直交変調部１５に与える。
【００５１】
振幅を制限する場合、振幅制限部１４は、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号のＩ成分およびＱ成分に基づいて、振幅の値√（Ｉ2＋Ｑ2）を求め、この振幅値が予め定める閾値（以下「振幅制限値」という場合がある）αを超えている（√（Ｉ2＋Ｑ2）＞α）場合は、振幅値が振幅制限値αと同値（√（Ｉ2＋Ｑ2）＝α）になるように、振幅を制限する。振幅制限値αは、計算部２７において、マッピング部１０における１次変調方式に応じて決定され、振幅制限部１４に与えられる。
【００５２】
振幅制限部１４によって振幅が制限された後のマルチキャリア信号は、不図示のデジタルフィルタ、具体的には有限インパルス応答（Finite Impulse Response；略称：ＦＩＲ）フィルタに与えられる。ＦＩＲフィルタは、振幅制限部１４から与えられるマルチキャリア信号から、振幅制限部１４による振幅制限（以下「クリッピング」という場合がある）によって生じた不要なノイズを除去して直交変調部１５に与える。
【００５３】
直交変調部１５は、振幅制限部１４から与えられる時間領域のマルチキャリア信号を直交変調する。つまり、直交変調部１５は、ベースバンドのマルチキャリア信号を中間周波数のマルチキャリア信号に変換する。直交変調部１５は、中間周波数のマルチキャリア信号をＤ／Ａ変換部１６に与える。Ｄ／Ａ変換部１６は、直交変調部１５から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号に対して、デジタル信号をアナログ信号に変換する処理をする。Ｄ／Ａ変換部１６は、アナログ信号に変換した中間周波数のマルチキャリア信号を第１周波数変換部１７に与える。
【００５４】
第１周波数変換部１７は、Ｄ／Ａ変換部１６から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号を、無線周波数のマルチキャリア信号に周波数変換する。第１周波数変換部１７には、図示しない局部発振器およびミキサが含まれており、ミキサは、局部発振器から出力される発振信号を用いることによって、中間周波数のマルチキャリア信号から無線周波数のマルチキャリア信号への周波数変換を行う。第１周波数変換部１７は、無線周波数のマルチキャリア信号を増幅部１８に与える。
【００５５】
増幅部１８は、第１周波数変換部１７から与えられた無線周波数のマルチキャリア信号を、予め定められた増幅率で増幅する。増幅部１８は、増幅した無線周波数のマルチキャリア信号を、送受信切替スイッチ１９を介して、アンテナ２０に与える。
【００５６】
アンテナ２０は、送受信切替スイッチ１９を介して増幅部１８から与えられる無線周波数のマルチキャリア信号を、他の通信端末装置に向けて送信する。振幅制限部１４の後段から、送受信切替スイッチ１９の前段までの構成、すなわち直交変調部１５、Ｄ／Ａ変換部１６、第１周波数変換部１７、増幅部１８および送受信切替スイッチ１９は、送信手段に相当する。また直交変調部１５、Ｄ／Ａ変換部１６、第１周波数変換部１７、増幅部１８および送受信切替スイッチ１９による処理工程は、送信工程に相当する。
【００５７】
またアンテナ２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を受信する。アンテナ２０によって受信された無線周波数のマルチキャリア信号は、送受信切替スイッチ１９を介して、ＬＮＡ２２に与えられる。アンテナ２０において受信される無線周波数のマルチキャリア信号は、たとえば、不図示の他の基地局装置から送信されたマルチキャリア信号、または通信対象でない通信端末装置から送信されたマルチキャリア信号である。これらのマルチキャリア信号は、通信装置１を含んだ基地局装置が必要としないマルチキャリア信号に相当し、周囲の基地局装置において使用されるマルチキャリア信号である。このようなマルチキャリア信号の受信は、キャリアセンスに相当する。
【００５８】
アンテナ２０は、通信装置１の通信対象の通信端末装置から応答信号、たとえば通信のエラー率を表す信号が送信された場合には、この応答信号を無線周波数のマルチキャリア信号として受信して、送受信切替スイッチ１９を介してＬＮＡ２２に与える。
【００５９】
制御部２１は、通信装置１を構成する前述のマッピング部１０、サブキャリア配置部１１、ＩＦＦＴ部１２、レベル調整部１３、振幅制限部１４、直交変調部１５、Ｄ／Ａ変換部１６、第１周波数変換部１７、増幅部１８、送受信切替スイッチ１９、アンテナ２０、ＬＮＡ２２、第２周波数変換部２３、直交検波部２４、ＦＦＴ部２５、特定部２６、計算部２７および記憶部２８を含むハードウェア資源を統括的に制御する。
【００６０】
ＬＮＡ２２は、アンテナ２０で受信され、送受信切替スイッチ１９を介して与えられる無線周波数のマルチキャリア信号を増幅し、増幅した無線周波数のマルチキャリア信号を第２周波数変換部２３に与える。第２周波数変換部２３は、ＬＮＡ２２から与えられた無線周波数のマルチキャリア信号を、中間周波数のマルチキャリア信号に周波数変換する。第２周波数変換部２３は、中間周波数のマルチキャリア信号を直交検波部２４に与える。
【００６１】
直交検波部２４は、第２周波数変換部２３から与えられる中間周波数のマルチキャリア信号を直交検波する。つまり、直交検波部２４は、中間周波数のマルチキャリア信号をベースバンドのマルチキャリア信号に変換する。直交検波部２４は、ベースバンドのマルチキャリア信号をＦＦＴ部２５に与える。ＦＦＴ部２５は、ベースバンドのマルチキャリア信号に対して、高速フーリエ変換を実行することによって、時間領域のマルチキャリア信号を周波数領域のマルチキャリア信号へ変換する。ＦＦＴ部２５は、周波数領域のマルチキャリア信号を特定部２６に与える。
【００６２】
特定部２６は、ＦＦＴ部２５から与えられた周波数領域のマルチキャリア信号に基づいて、使用中のサブチャネルを特定する。特定部２６は、ＦＦＴ部２５から与えられたマルチキャリア信号の信号強度をサブチャネル単位に測定し、信号強度が予め定める閾値よりも大きい場合に、そのサブチャネルを使用中のサブチャネルとして特定する。たとえば、特定部２６は、第１チャネルの第１サブチャネルおよび第２サブチャネルの信号強度が閾値よりも大きい場合、第１サブチャネルと第２サブチャネルとを使用中のサブチャネルとして特定する。特定部２６は、特定した結果を計算部２７に与える。特定部２６は、キャリアセンスの結果、マルチキャリア信号が受信されず、ＦＦＴ部２５から与えられなかった場合は、使用中のサブチャネルが無いことを特定し、その特定結果を計算部２７に与える。
【００６３】
また特定部２６は、通信装置１の通信対象の通信端末装置から応答信号、たとえば通信のエラー率を表す信号が送信された場合には、この応答信号として、ＦＦＴ部２５から与えられた周波数領域のマルチキャリア信号、具体的には応答信号に含まれるエラー率に基づいて、通信装置１から送信された送信信号が通信端末装置で受信できたか否かを判断する。特定部２６は、送信信号が通信端末装置で受信できなかったと判断すると、その判断結果を計算部２７に与える。
【００６４】
また特定部２６は、送信信号がレベル調整部１３による信号レベルの調整によってパワーを上げられてアンテナ２０から送信された場合に、通信端末装置からの応答信号に基づいて、送信信号が通信端末装置で受信できたと判断すると、パワーが上昇して、通信エリアが広がったと判断し、その判断結果を制御部２１に与える。また特定部２６は、送信信号が通信端末装置で受信できなかったと判断すると、通信エリアが広がっていないと判断し、その判断結果を計算部２７に与える。
【００６５】
計算部２７は、特定部２６から与えられる判断結果に基づいて、マッピング部１０で使用すべき１次変調方式を求め、求めた１次変調方式をマッピング部１０に与える。マッピング部１０は、１次変調方式を、計算部２７から与えられた１次変調方式に変更して、１次変調を行う。
【００６６】
記憶部２８は、中間周波数帯のマルチキャリア信号において使用すべきサブチャネル、および第１周波数変換部１７に含まれる局部発振器から出力される発振信号を予め記憶する。ここで、中間周波数帯のマルチキャリア信号において使用すべきサブチャネルとは、サブキャリア配置部１１において配置されるサブチャネルの候補に相当する。
【００６７】
ベースバンドのマルチキャリア信号と中間周波数のマルチキャリア信号とは互いに対応付けられるので、サブキャリア配置部１１におけるベースバンドのサブチャネルが特定されると、中間周波数のサブチャネルも特定される。
【００６８】
以上の通信装置１の構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータの中央演算処理装置（Central Processing Unit；略称：ＣＰＵ）、メモリ、その他の大規模集積回路（Large Scale Integration；略称：ＬＳＩ）で実現することができる。また通信装置１の構成は、ソフトウェア的には、メモリにロードされた通信機能の所定のプログラムなどによって実現されるが、図１ではそれらの連携によって実現される機能ブロックを示している。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによって実現することができる。
【００６９】
以上のように本実施の形態の通信装置１では、マッピング部１０における１次変調方式に応じて振幅制限部１４で振幅制限を行うので、複数のサブチャネルのうちの一部のサブチャネルを使用するときに、増幅部１８などの送信回路の影響を抑えることができる。これによって、相互変調による歪みの発生を低減することができる。
【００７０】
本実施の形態のように振幅制限を行うと、ＯＦＤＭ信号の平均電力とピークとの比が小さくなる。したがって、理想変調信号と測定変調信号との位相ずれを理想変調信号で正規化したエラーベクトル振幅（Error Vector Magnitude；略称：ＥＶＭ）は劣化することになる。ＥＶＭが許容値を超えると、通信が困難になる。したがって振幅制限は、ＥＶＭが許容値以下となる範囲内で行うことが必要である。ＥＶＭが許容値以下となる範囲内で振幅制限を行うために、振幅制限部１４における振幅制限値（以下「クリッピング値」という場合がある）は、ＥＶＭの許容値に応じて決定される。ＥＶＭの許容値とクリッピング値との関係を表１に示す。表１では、クリッピング値を１６進数と１０進数とで表す。
【００７１】
【表１】
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【００７２】
表１に示すように、ＥＶＭは、変調方式によって許容値が異なる。たとえば次世代ＰＨＳにおけるＥＶＭの許容値は、表１に示すように、ＢＰＳＫでは１０％、ＱＰＳＫでは８％、１６ＱＡＭでは６％、６４ＱＡＭでは４％、２５６ＱＡＭでは２％となっている。これらのＥＶＭの許容値は、理想変調信号および測定変調信号の実効値である二乗平均平方根（Root Mean Square；略称ｒｍｓ）から求められる値を表す。
【００７３】
表１に示すように、たとえばＢＰＳＫでは、ＥＶＭの許容値が大きいので、クリッピング値を小さくして、振幅制限を大きくすることができ、送信電力もその分だけ大きくすることが可能となる。これに対し、高次ＱＡＭの変調方式、たとえば２５６ＱＡＭでは、ＥＶＭの許容値が小さいので、クリッピング値を大きくせざるを得ず、振幅制限を大きくすることができず、送信電力を大きくすることができない。
【００７４】
したがって本実施の形態では、ＥＶＭの許容値が比較的大きい変調方式、たとえばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭの場合には、振幅制限部１４による振幅制限を行い、ＥＶＭの許容値が比較的小さい高次ＱＡＭの変調方式、たとえば２５６ＱＡＭの場合には、振幅制限部１４による振幅制限を行わないようにしている。高次ＱＡＭの変調方式の場合、必ずしも振幅制限を行わないようにする必要はなく、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭなどのＥＶＭの許容値が比較的大きい変調方式の場合に比べて少ない割合で振幅を制限してもよい。
【００７５】
このように本実施の形態では、変調方式毎に許容されるＥＶＭの劣化までを考慮して、振幅制限を施すことによって、通信品質を確保しつつ、周波数あたりのパワー、すなわち送信電力を大きくして、相互変調による歪みを低減することができる。しかも、この歪みの低減は、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置によらずに可能である。したがって本実施の形態の通信装置１では、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置を、従来に比べて自由に設定することができる。
【００７６】
また本実施の形態では、高次ＱＡＭの変調方式、具体的には２５６ＱＡＭの場合は、ＥＶＭの劣化が許されないので、振幅制限を施さずに、周波数帯域の中央部に配置されるサブチャネルを使用することによって、周波数あたりのパワーを大きくしている。これによって、高次ＱＡＭの変調方式の場合にも、通信品質を確保しつつ、相互変調による歪みを低減することが可能となる。
【００７７】
図７は、通信チャネルにおけるサブチャネルの配置の一例を模式的に示す図である。図７では、システム帯域を４つの通信チャネル、すなわち第１〜第４通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３に分けて、隣接する通信チャネル同士が重なっている場合を示している。図７において、横軸は、各通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３の中心周波数（ＭＨｚ）を示す。図７に示す例では、第１通信チャネルｆｃ０の中心周波数は２６００．１ＭＨｚであり、第２通信チャネルｆｃ１の中心周波数は２６０５．５ＭＨｚであり、第３通信チャネルｆ２の中心周波数は２６１２．７ＭＨｚであり、第４通信チャネルｆｃ３の中心周波数は２６１９．９ＭＨｚである。
【００７８】
各通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３は、前述の図３に示す第１チャネルと同様に構成されており、図７に示すように、各通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３には、それぞれサブチャネルが９個ずつある。図７において、各通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３を表すブロック群の各ブロックは、サブチャネルを表す。図７では、ブロック内に記載した数字でサブチャネルを区別している。
【００７９】
第１通信チャネルｆｃ０の第８サブチャネル、第２通信チャネルｆｃ１の第１サブチャネル、第３通信チャネルｆｃ２の第９サブチャネル、および第４通信チャネルｆｃ３の第１サブチャネルは、主制御チャネル用サブチャネルである。第２通信チャネルｆｃ１の第９サブチャネル、第３通信チャネルｆｃ２の第１サブチャネル、および第４通信チャネルｆｃ３の第９サブチャネルは、副制御チャネル用サブチャネルである。以下では、主制御チャネル用サブチャネルと副制御チャネル用サブチャネルとを合わせて、制御チャネル用サブチャネルという場合がある。
【００８０】
図７に示すように、周波数軸上で隣合う通信チャネルの制御チャネル用サブチャネル（以下「ＣＣＨ用サブチャネル」という場合がある）は、周波数帯域が重なっている。具体的には、第１通信チャネルｆｃ０の第８サブチャネルと第２通信チャネルｆｃ１の第１サブチャネル、第２通信チャネルｆｃ１の第９サブチャネルと第３通信チャネルｆｃ２の第１サブチャネル、第３通信チャネルｆｃ２の第９サブチャネルと第４通信チャネルｆｃ３の第１サブチャネルは、それぞれ周波数帯域が重なっている。
【００８１】
このように周波数軸上で隣合う通信チャネルのＣＣＨ用サブチャネルを周波数帯域が重なるように配置している理由は、通信端末装置が基地局装置を探すときに、可能な限り短い時間で基地局装置を探すことができるようにするためである。たとえば、通信端末装置が第３通信チャネルｆｃ２の周波数帯域で基地局装置を探す場合、図７に示すように隣合う通信チャネルのＣＣＨ用サブチャネルの周波数帯域が重なっていれば、通信端末装置は、第２通信チャネルｆｃ１、第３通信チャネルｆｃ２および第４通信チャネルｆｃ３のいずれかにおいて、ＣＣＨを検出して、基地局装置を探すことができる。
【００８２】
仮にＣＣＨ用サブチャネルの周波数帯域が重なっていなければ、通信端末装置は、第１通信チャネルｆｃ０、第２通信チャネルｆｃ１、第３通信チャネルｆｃ２のおよび第４通信チャネルｆｃ３でそれぞれＣＣＨを探すという、４つの工程を経ることになるので、遅延が生じる。
【００８３】
次世代ＰＨＳでは、図７に示すようにＣＣＨを各通信チャネルｆｃ０〜ｆｃ３の周波数帯域であるチャネル帯域の両端部に配置することができる。次世代ＰＨＳでは、３０ＭＨｚのシステム帯域のうち、１０ＭＨｚのチャネル帯域同士をＰＲＵ単位で重なるように配置しているので、ＣＣＨを各チャネル帯域の両端部に配置することによって、通信端末装置がＣＣＨを検出しやすいようにすることができる。
【００８４】
このようにＣＣＨをチャネル帯域の両端部に配置する場合、チャネル帯域の中央部に配置されるサブチャネルを使用して、前述の相互変調による歪みを低減することはできない。これに対し、本実施の形態の通信装置１では、前述のように振幅制限を施すことによって相互変調による歪みを低減するので、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置によらずに、歪みを低減することができる。したがって、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置を、従来に比べて自由に設定することができる。
【００８５】
図８および図９は、通信装置１における送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。送信信号の送信条件とは、たとえば、マッピング部１０における１次変調方式、レベル調整部１３における信号レベル、振幅制限部１４における振幅制限値、通信に使用すべきサブチャネル、およびアンテナ２０から送信される送信信号のパワー値である。図８および図９に示すフローチャートの各処理は、制御部２１によって実行される。図８および図９に示すフローチャートの処理は、前述の図１に示すマッピング部１０に、送信すべきデータが与えられると開始され、ステップａ１に移行する。
【００８６】
ステップａ１では、制御部２１は、ＬＮＡ２２、第２周波数変換部２３、直交検波部２４およびＦＦＴ部２５に指示して、キャリアセンスを実行する。ＬＮＡ２２、第２周波数変換部２３、直交検波部２４およびＦＦＴ部２５は、制御部２１から与えられる制御信号に基づいて、キャリアセンスを実行する。具体的には、制御部２１は、ＬＮＡ２２、第２周波数変換部２３、直交検波部２４およびＦＦＴ部２５によって、不図示の他の基地局装置から送信されたマルチキャリア信号、または通信対象でない通信端末装置から送信されたマルチキャリア信号などの、周囲の基地局装置で使用されるマルチキャリア信号を受信する動作を行う。キャリアセンスを実行した後は、ステップａ２に移行する。
【００８７】
ステップａ２では、制御部２１は、特定部２６に指示して、既に使用されているサブチャネルを特定する。特定部２６は、制御部２１の指示に従い、ステップａ１のキャリアセンスの結果に基づいて、使用中のサブチャネルを特定する。ステップａ１のキャリアセンスによってマルチキャリア信号が受信された場合、受信されたマルチキャリア信号が使用しているサブチャネルが、使用中のサブチャネルとして特定される。ステップａ１のキャリアセンスによってマルチキャリア信号が受信されなかった場合、ステップａ２では、使用中のサブチャネルが無いことが特定される。使用中のサブチャネルが特定されると、ステップａ３に移行する。
【００８８】
ステップａ３では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップａ２で特定されたサブチャネルを使用している通信チャネルが、制御チャネル（ＣＣＨ）であるか否かを判断し、ＣＣＨであると判断した場合はステップａ４に移行し、ＣＣＨではない、すなわちデータチャネルであると判断した場合は図９のステップａ８に移行する。
【００８９】
ステップａ４では、制御部２１は、計算部２７に指示して、チャネル帯域のＣＣＨが使用していないサブチャネルの中から、使用すべきサブチャネルを決定する。計算部２７は、制御部２１からの指示に応じて、使用されていない、すなわち空いているサブチャネルの中から、使用すべきサブチャネルを求める。使用すべきサブチャネルが決定されると、ステップａ５に移行する。
【００９０】
ステップａ５では、制御部２１は、計算部２７に指示して、送信スロットにＣＣＨ以外の通信チャネル、すなわちデータチャネルが含まれるか否かを判断し、ＣＣＨ以外の通信チャネルが含まれると判断した場合は、図８のステップａ８に移行し、ＣＣＨ以外の通信チャネルが含まれないと判断した場合は、ステップａ６に移行する。
【００９１】
ステップａ６では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ＣＣＨの変調方式に基づいて、振幅制限値を決定する。振幅制限値が決定されると、ステップａ７に移行する。
【００９２】
ステップａ７では、制御部２１は、計算部２７に指示して、振幅制限分のパワー値を決定する。具体的には、計算部２７は、ステップａ４で、使用すべきサブチャネルとして決定したサブチャネルの数に応じて、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を決定する。このパワー値が、振幅制限分のパワー値に相当する。計算部２７は、決定したパワー値に対応する信号レベルを求め、レベル調整部１３に与える。振幅制限分のパワー値が決定されると、全ての処理手順を終了する。
【００９３】
図９のステップａ８では、制御部２１は、計算部２７に指示して、マッピング部１０から与えられる１次変調方式に関する情報に基づいて、マッピング部１０における１次変調方式を特定する。１次変調方式が特定されると、ステップａ９に移行する。
【００９４】
ステップａ９では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップａ８で特定された１次変調方式が、通信速度が比較的高速の変調方式である高次ＱＡＭ変調方式か否かを判断し、高次ＱＡＭ変調方式であると判断した場合はステップａ１２に移行し、高次ＱＡＭ変調方式ではないと判断した場合はステップａ１０に移行する。
【００９５】
ステップａ１０では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップａ８で特定された１次変調方式に基づいて振幅制限値を決定する。振幅制限値が決定されると、ステップａ１１に移行する。
【００９６】
ステップａ１１では、制御部２１は、計算部２７に指示して、振幅制限分のパワー値、および使用すべきサブチャネルを決定する。振幅制限分のパワー値およびサブチャネルが決定されると、ステップａ１６に移行する。
【００９７】
ステップａ１２では、制御部２１は、計算部２７に指示して、周波数帯域の中央部のサブチャネルが空いているか否か、すなわち使用中でないか否かを判断し、空いていると判断するとステップａ１３に移行し、空いていないと判断するとステップａ１４に移行する。
【００９８】
ステップａ１３では、制御部２１は、計算部２７に指示して、使用すべきサブチャネルを、周波数帯域の中央部のサブチャネルに決定し、ステップａ１５に移行する。
【００９９】
ステップａ１４では、制御部２１は、計算部２７に指示して、空いているサブチャネルの中から、使用すべきサブチャネルを決定し、ステップａ１５に移行する。ステップａ１４では、計算部２７は、空いているサブチャネル、すなわち使用中でないサブチャネルの中から、周波数帯域の中央部に可能な限り近い部分に配置されたサブチャネルを、使用すべきサブチャネルとして決定する。
【０１００】
ステップａ１５では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップａ１３またはステップａ１４において、使用すべきサブチャネルとして決定したサブチャネルに基づいて、パワー値を決定する。具体的には、計算部２７は、ステップａ１３またはステップａ１４で、使用すべきサブチャネルとして決定したサブチャネルの数に応じて、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を高くするように決定する。計算部２７は、決定したパワー値に対応する信号レベルを求め、レベル調整部１３に与える。これによって、送信信号のパワーが上昇する。パワー値が決定されると、ステップａ１６に移行する。
【０１０１】
ステップａ１６では、制御部２１は、特定部２６に指示して、ステップａ１１またはステップａ１５におけるパワー値の決定によって送信信号のパワーが上昇して、通信エリアが広がったか否かを判断し、通信エリアが広がったと判断した場合は全ての処理手順を終了し、通信エリアが広がっていないと判断した場合はステップａ８に戻り、前述の処理を繰返し行う。
【０１０２】
ステップａ１６において、通信エリアが広がっていないと判断してステップａ８に戻った場合は、制御部２１は、ステップａ８において、計算部２７に指示して、マッピング部１０で使用すべき１次変調方式を変更し、マッピング部１０に与える。そして制御部２１は、マッピング部１０に指示して、計算部２７から与えられた１次変調方式で１次変調を行わせる。制御部２１は、通信エリアを広げることができるように、１次変調方式を変更させる。
【０１０３】
以上のように本実施の形態の通信装置１によれば、マッピング部１０における１次変調方式に応じて、振幅制限部１４によって信号の振幅を制限することによって、相互変調による歪みを低減するので、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置によらずに、相互変調による歪みを低減することができる。たとえばチャネル帯域の両端部にＣＣＨが配置される場合でも、振幅制限部１４によって信号の振幅を制限することによって、相互変調による歪みを低減することができる。したがって、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置を、従来に比べて自由に設定することができる。
【０１０４】
また本実施の形態では、マッピング部１０における１次変調方式が高次ＱＡＭの変調方式である場合には、振幅制限部１４で振幅制限を施すのではなく、チャネルの周波数帯域の中央部に配置されるサブチャネルを使用することによって、相互変調による歪みを低減している。これによって、高次ＱＡＭの変調方式の場合に、振幅制限部１４で振幅制限を施すことによって通信品質が低下することを回避することができる。したがって、高次ＱＡＭの変調方式の場合でも、通信品質を確保しつつ、相互変調による歪みを低減することができる。
【０１０５】
また本実施の形態では、レベル調整部１３でマルチキャリア信号のレベルを調整した後で、振幅制限部１４で振幅を制限するので、アンテナ２０から送信される送信信号の送信電力であるパワー値が、振幅制限部１４における振幅制限によって下がってしまうことを防ぐことができる。これによって、通信エリアが狭くなってしまうことを防ぐことができる。
【０１０６】
＜第２の実施の形態＞
図１０は、第２の実施の形態である通信装置１Ａの構成を示すブロック図である。本実施の形態の通信装置１Ａは、前述の第１の実施の形態の通信装置１と構成が類似しているので、対応する部分については同一の参照符を付して、共通する説明を省略する。
【０１０７】
通信装置１Ａは、図１０に示すように、マッピング部１０Ａと、シリアル／パラレル変換部３１と、ＩＦＦＴ部１２と、レベル調整部１３と、振幅制限部１４と、デジタル歪み補償（Digital Pre-Distortion；略称：ＤＰＤ）処理部３２と、直交変調部１５と、Ｄ／Ａ変換部１６と、第１周波数変換部１７と、可変利得増幅器（Variable Gain Amplifier；略称：ＶＧＡ）３９と、カプラ部４０と、送受信切替スイッチ１９と、アンテナ２０と、制御部２１と、第２周波数変換部４１と、第１アナログ／デジタル（Analog/Digital；略称：Ａ／Ｄ）変換部４２と、第１直交検波部４３と、ＬＮＡ２２と、第３周波数変換部４４と、第２Ａ／Ｄ変換部４５と、第２直交検波部４６と、ＦＦＴ部２５と、特定部２６と、計算部２７と、記憶部２８とを備えて構成される。
【０１０８】
マッピング部１０Ａには、送信すべきデータが与えられる。マッピング部１０Ａは、前述の第１の実施の形態におけるマッピング部１０と同様に、送信すべきデータのビット列をコンスタレーションに配置する。送信すべきデータのビット列は、シリアルの信号系列であり、コンスタレーションに配置された信号は、パラレルの信号系列である。マッピング部１０Ａは、コンスタレーションに配置した信号をシリアル／パラレル変換部１１に与える。
【０１０９】
マッピング部１０Ａにおいて、送信すべきデータのビット列をコンスタレーションに配置することは、１次変調を行うことに相当する。マッピング部１０Ａにおいて、いずれの変調方式で１次変調されたかという情報、すなわちマッピング部１０Ａにおける１次変調方式に関する情報は、計算部２７に与えられる。マッピング部１０Ａは変調手段に相当し、マッピング部１０Ａによって１次変調を行う工程は変調工程に相当する。
【０１１０】
マッピング部１０Ａは、以上のコンスタレーションに配置する処理をユーザ単位、具体的にはサブチャネル単位に実行する。本実施の形態では、マッピング部１０Ａは１つであり、この１つのマッピング部１０Ａによって、コンスタレーションに配置する処理をユーザ単位に実行する。これに限定されず、第１の実施の形態と同様に、複数のマッピング部１０ａ〜１０ｎを設けて、各マッピング部１０によって、コンスタレーションに配置する処理をユーザ単位に実行するように構成してもよい。
【０１１１】
計算部２７は、第１の実施の形態と同様に、所定の周波数帯域内、たとえばチャネル内に配置された複数のサブチャネルのうち、通信に使用すべきサブチャネルを求める。具体的には、計算部２７は、マッピング部１０Ａから与えられる１次変調方式に関する情報に基づいて、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式を特定し、特定した１次変調方式による通信端末装置に対する通信速度に応じて、通信に使用すべきサブチャネルを求める。
【０１１２】
本実施の形態では、計算部２７は、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式が、２５６ＱＡＭなどの通信速度が比較的高速の変調方式である場合、使用中でないサブチャネル、すなわち空いているサブチャネルの中から、通信に使用すべきサブチャネルを求める。また計算部２７は、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式が、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどの通信速度が比較的低速の変調方式である場合、通信に使用するサブチャネルに応じて、たとえば空いているサブチャネルの個数に応じて、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を決定し、決定したパワー値に対応するマルチキャリア信号のレベルである信号レベルを求め、レベル調整部１３に与える。
【０１１３】
このように振幅制限部１４の前段のレベル調整部１３に与える信号レベルを求めるためにパワー値を決定することは、振幅制限部１４における振幅制限分のパワー値を決定することに相当する。また計算部２７は、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式に応じて、振幅制限部１４で用いられる閾値である振幅制限値αを決定し、振幅制限部１４に与える。
【０１１４】
計算部２７は、以上の処理をユーザ単位、本実施の形態ではサブチャネル単位に実行する。計算部２７は、以上の処理で求めた結果をシリアル／パラレル変換部３１に与える。本実施の形態では、サブチャネル単位に求めた結果がシリアル／パラレル変換部３１に与えられる。また計算部２７は、マッピング部１０Ａから与えられる１次変調方式に関する情報を振幅制限部１４に与える。
【０１１５】
前述の図２に示すように、フレームは、複数のタイムスロットを含みながら、周期的に繰返されている。したがって、たとえば、通信装置１Ａが第１下りタイムスロットにおいてマルチキャリア信号を送信する場合、計算部２７は、過去のフレームにおける第１下りタイムスロットのタイミングにおいて、前述の処理を実行する。
【０１１６】
シリアル／パラレル変換部３１は、計算部２７から与えられる結果に基づいて、マッピング部１０Ａから与えられる信号をパラレル列に変換する。これによって、シリアル／パラレル変換部３１は、マッピング部１０Ａから与えられる信号をサブチャネルに配置させる。配置した結果は、前述の図３および図５に示すマルチキャリア信号になる。すなわち、マッピング部１０Ａから与えられる信号をサブチャネルに配置することは、マッピング部１０Ａから与えられる信号にサブキャリアを割り当てることに相当する。
【０１１７】
シリアル／パラレル変換部３１においてパラレル列に変換されてサブチャネルに配置されたマルチキャリア信号は、周波数領域のマルチキャリア信号である。シリアル／パラレル変換部３１は、この周波数領域のマルチキャリア信号をＯＦＤＭシンボル単位でＩＦＦＴ部１２に与える。シリアル／パラレル変換部３１は生成手段に相当し、シリアル／パラレル変換部３１によって、マッピング部１０Ａから与えられる信号をパラレル列に変換してサブチャネルに配置する工程は、生成工程に相当する。
【０１１８】
ＩＦＦＴ部１２は、シリアル／パラレル変換部３１から与えられる周波数領域のマルチキャリア信号に対して、逆高速フーリエ変換を実行することによって、周波数領域のマルチキャリア信号を時間領域のマルチキャリア信号へ変換し、レベル調整部１３に与える。時間領域のマルチキャリア信号は、複素信号であり、前述のように同相成分であるＩ成分と、直交成分であるＱ成分とを含む。レベル調整部１３は、前述の第１の実施の形態と同様に、ＩＦＦＴ部１２から与えられる時間領域のマルチキャリア信号のレベルを調整して、調整後のマルチキャリア信号を振幅制限部１４に与える。
【０１１９】
振幅制限部１４は、前述の第１の実施の形態と同様に、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式に応じて、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号の振幅を制限する。本実施の形態では、振幅制限部１４は、後述するＶＧＡ３９による増幅後の送信信号にクリッピングが生じないように、振幅を制限する。振幅制限部１４は、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式が、２５６ＱＡＭなどの通信速度が比較的高速の変調方式である場合には、ＥＶＭが劣化しないように、レベル調整部１３から与えられるマルチキャリア信号を、振幅を制限せずに、ＤＰＤ処理部３２に与える。
【０１２０】
振幅制限部１４によって振幅が制限された後のマルチキャリア信号は、不図示のデジタルフィルタ、具体的にはＦＩＲフィルタに与えられる。ＦＩＲフィルタは、振幅制限部１４から与えられるマルチキャリア信号から、振幅制限部１４による振幅制限によって生じた不要なノイズを除去してＤＰＤ処理部３２に与える。
【０１２１】
ＤＰＤ処理部３２は、振幅制限部１４からＦＩＲフィルタを介して与えられるマルチキャリア信号（以下「送信信号」という場合がある）に対して、後段のＶＧＡ３９において生じる非線形の入出力特性を補償するために、ＶＧＡ３９の入出力特性と逆の特性を表す歪み補正値に基づいて補正する歪み補正処理を施す。これによって、ＤＰＤ処理部３２は、ＶＧＡ３９から出力される信号が、結果として線形性の入出力特性を示すように、ＶＧＡ３９によって生じる送信信号の歪みを補償する。ＤＰＤ処理部３２によって歪みが補償された送信信号は、直交変調部１５に与えられる。ＤＰＤ処理部３２は歪み補償手段に相当し、ＤＰＤ処理部３２によって、振幅制限部１４から与えられる送信信号に歪み補正処理を施して、ＶＧＡ３９によって生じる送信信号の歪みを補償する工程は、歪み補償工程に相当する。
【０１２２】
ＤＰＤ処理部３２は、第１遅延部３３と、包絡線演算部３４と、第２遅延部３５と、ルックアップテーブル（Look Up Table；略称：ＬＵＴ）部３６と、複素乗算部３７と、テーブル更新部３８とを備える。振幅制限部１４からＦＩＲフィルタを介して与えられるマルチキャリア信号は、第１遅延部３３、包絡線演算部３４および第２遅延部３５にそれぞれ与えられる。
【０１２３】
第１遅延部３３は、振幅制限部１４から与えられる送信信号を遅延して、複素乗算部３７に与える。包絡線演算部３４は、振幅制限部１４から与えられる送信信号の振幅を算出する。具体的には、包絡線演算部３４は、振幅制限部１４から与えられる送信信号のＩ成分を２乗した値（Ｉ2）とＱ成分を２乗した値（Ｑ2）とを足し合わせた値の１／２乗（（Ｉ2＋Ｑ2）1/2）を、振幅制限部１４から与えられる送信信号の振幅として算出する。包絡線演算部３４は、算出した振幅をＬＵＴ部３６に与える。
【０１２４】
第２遅延部３５は、振幅制限部１４から与えられる送信信号を遅延して、テーブル更新部３８に与える。テーブル更新部３８に与えられる送信信号は、ベースバンドのマルチキャリア信号（以下「ベースバンド信号」という場合がある）である。
【０１２５】
ＬＵＴ部３６は、後段のＶＧＡ３９で増幅された送信信号の歪みを補正するための歪み補正値が登録された歪み補正値テーブルをＬＵＴとして記憶している。歪み補正テーブルでは、歪み補正値と送信信号の振幅とが一対一で対応付けられている。歪み補正テーブルにおいて、歪み補正値は、複素数で表されている。ＬＵＴ部３６は、包絡線演算部３４から送信信号の振幅が与えられると、与えられた送信信号の振幅に対応する歪み補正値を選択し、複素乗算部３７に与える。
【０１２６】
複素乗算部３７は、ＬＵＴ部３６から与えられる歪み補正値と、第１遅延部３３から与えられる送信信号とを複素乗算することによって、送信信号の振幅および位相を補正する。第１遅延部３３での送信信号に対する遅延量は、包絡線演算部３４に送信信号が入力されてから、送信信号の振幅に対応する歪み補正値がＬＵＴ部３６から複素乗算部３７に与えられるまでの時間と一致するように設定される。これによって、複素乗算部３７では、入力される送信信号の振幅および位相を、その送信信号の振幅に対応付けられた歪み補正値に基づいて調整することができる。したがって、ＶＧＡ３９から出力される送信信号の歪みを補正することができる。
【０１２７】
テーブル更新部３８は、後述する第１直交検波部４３から与えられるベースバンド信号と、第２遅延部３５から与えられる送信信号である送信時のベースバンド信号とを比較して、ＬＵＴ部３６に記憶されている歪み補正テーブルを更新する。ＶＧＡ３９の特性は、温度変化および経年変化を生じるので、歪み補正テーブルの歪み補正値は、通信装置１Ａの温度が変化したり、通信装置１Ａが長時間動作したりすると、適切でない値となることがある。そこで、本実施の形態の通信装置１Ａでは、テーブル更新部３８によって、第１直交検波部４３から与えられるベースバンド信号、すなわちＶＧＡ３９で増幅された後の送信信号と、第２遅延部３５から与えられる送信時のベースバンド信号、すなわちＶＧＡ３９で増幅される前の送信信号とを比較して、歪み補正テーブルを更新するようにしている。
【０１２８】
テーブル更新部３８は、具体的には、第１直交検波部４３から与えられる増幅後の送信信号と、第２遅延部３５から与えられる増幅前の送信信号とに基づいて、ＶＧＡ３９で増幅されて出力される送信信号の歪みを推定し、推定結果に基づいて、歪み補正テーブルを新たに作成する。そして、テーブル更新部３８は、作成した歪み補正テーブルをＬＵＴ部３６に与え、ＬＵＴ部３６に記憶される歪み補正テーブルを、新たに作成した歪み補正テーブルに更新させる。
【０１２９】
直交変調部１５は、ＤＰＤ処理部３２で歪みが補償されて与えられる時間領域のマルチキャリア信号を直交変調して、複素信号から実信号に変換する。つまり、直交変調部１５は、ベースバンドのマルチキャリア信号を中間周波数のマルチキャリア信号に変換する。直交変調部１５は、中間周波数のマルチキャリア信号をＤ／Ａ変換部１６に与える。Ｄ／Ａ変換部１６は、直交変調部１５から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号に対して、デジタル信号をアナログ信号に変換する処理をする。Ｄ／Ａ変換部１６は、アナログ信号に変換した中間周波数のマルチキャリア信号を第１周波数変換部１７に与える。
【０１３０】
第１周波数変換部１７は、Ｄ／Ａ変換部１６から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号を、無線周波数のマルチキャリア信号に周波数変換する。第１周波数変換部１７には、図示しない局部発振器およびミキサが含まれている。ミキサは、局部発振器から出力される発振信号を用いることによって、中間周波数のマルチキャリア信号から無線周波数のマルチキャリア信号への周波数変換を行う。第１周波数変換部１７は、得られた無線周波数のマルチキャリア信号をＶＧＡ３９に与える。
【０１３１】
ＶＧＡ３９は、第１周波数変換部１７から与えられた送信信号である無線周波数のマルチキャリア信号を、予め定められた増幅率で増幅する。本実施の形態では、前述のように、ＤＰＤ処理部３２において、ＶＧＡ３９の非線形特性と逆の特性が与えられるので、ＶＧＡ３９から出力される送信信号の線形性は保たれる。ＶＧＡ３９は、レベル調整部１３と連携して動作する。ＶＧＡ３９における増幅率は、変更可能であり、レベル調整部１３によって調整される信号レベルに応じて変更される。ＶＧＡ３９は、増幅した無線周波数のマルチキャリア信号を、カプラ部４０および送受信切替スイッチ１９を介して、アンテナ２０に与える。
【０１３２】
カプラ部４０は、ＶＧＡ３９から与えられた増幅後の送信信号を、送受信切替スイッチ１９に与えるとともに、第２周波数変換部４１にフィードバック信号として与える。第２周波数変換部４１は、カプラ部４０から与えられた無線周波数のマルチキャリア信号を、中間周波数のマルチキャリア信号に周波数変換する。第２周波数変換部４１は、得られた中間周波数のマルチキャリア信号を第１Ａ／Ｄ変換部４２に与える。第１Ａ／Ｄ変換部４２は、第２周波数変換部４１から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号に対して、アナログ信号をデジタル信号に変換する処理をする。第１Ａ／Ｄ変換部４２は、デジタル信号に変換した中間周波数のマルチキャリア信号を第１直交検波部４３に与える。
【０１３３】
第１直交検波部４３は、第１Ａ／Ｄ変換部４２から与えられるマルチキャリア信号を直交検波して、実信号から複素信号であるベースバンドのマルチキャリア信号、すなわちベースバンド信号に変換する。第１直交検波部４３は、直交検波して得たベースバンド信号をＤＰＤ処理部３２のテーブル更新部３８に与える。
【０１３４】
送受信切替スイッチ１９は、カプラ部４０から与えられる送信信号をアンテナ２０から送信する送信動作と、アンテナ２０で受信された受信信号をＬＮＡ２２に与える受信動作とを切替える。送受信切替スイッチ１９での切替動作は、制御部２１によって制御される。
【０１３５】
アンテナ２０は、送受信切替スイッチ１９を介してＶＧＡ３９から与えられる送信信号である無線周波数のマルチキャリア信号を、他の通信端末装置に向けて送信する。振幅制限部１４の後段から、送受信切替スイッチ１９までの構成、すなわちＤＰＤ処理部３２、直交変調部２２、Ｄ／Ａ変換部２３、第１周波数変換部１７、ＶＧＡ３９、カプラ部４０および送受信切替スイッチ１９は、送信手段に相当する。またＤＰＤ処理部３２、直交変調部１５、Ｄ／Ａ変換部１６、第１周波数変換部１７、ＶＧＡ３９、カプラ部４０および送受信切替スイッチ１９による処理工程は、送信工程に相当する。
【０１３６】
またアンテナ２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を受信する。アンテナ２０によって受信された無線周波数のマルチキャリア信号である受信信号は、送受信切替スイッチ１９を介して、ＬＮＡ２２に与えられる。アンテナ２０において受信される無線周波数のマルチキャリア信号は、たとえば、不図示の他の基地局装置から送信されたマルチキャリア信号、または通信対象でない通信端末装置から送信されたマルチキャリア信号である。これらのマルチキャリア信号は、通信装置１Ａで構成される基地局装置が必要としないマルチキャリア信号に相当し、周囲の基地局装置において使用されるマルチキャリア信号である。このようなマルチキャリア信号の受信は、キャリアセンスに相当する。
【０１３７】
アンテナ２０は、通信装置１Ａの通信対象の通信端末装置から応答信号、たとえば通信のエラー率を表す信号が送信された場合には、この応答信号を無線周波数のマルチキャリア信号として受信して、送受信切替スイッチ１９を介してＬＮＡ２２に与える。
【０１３８】
ＬＮＡ２２は、アンテナ２０で受信され、送受信切替スイッチ１９を介して与えられる無線周波数のマルチキャリア信号を増幅し、増幅した無線周波数のマルチキャリア信号を第３周波数変換部４４に与える。第３周波数変換部４４は、ＬＮＡ２２から与えられる無線周波数のマルチキャリア信号を、中間周波数のマルチキャリア信号に周波数変換する。第３周波数変換部４４は、得られた中間周波数のマルチキャリア信号を第２Ａ／Ｄ変換部４５に与える。第２Ａ／Ｄ変換部４５は、第３周波数変換部４４から与えられた中間周波数のマルチキャリア信号に対して、アナログ信号をデジタル信号に変換する処理をする。第２Ａ／Ｄ変換部４５は、デジタル信号に変換した中間周波数のマルチキャリア信号を第２直交検波部４６に与える。
【０１３９】
第２直交検波部４６は、第２Ａ／Ｄ変換部４５から与えられるマルチキャリア信号を直交検波して、実信号から複素信号であるベースバンドのマルチキャリア信号に変換する。つまり、第２直交検波部４６は、第２Ａ／Ｄ変換部４５から与えられるマルチキャリア信号を、ＩＱ信号に分離したベースバンドのマルチキャリア信号に変換する。第２直交検波部４６は、得られたベースバンドのマルチキャリア信号をＦＦＴ部２５に与える。ＦＦＴ部２５は、第２直交検波部４６から与えられたベースバンドのマルチキャリア信号に対して、高速フーリエ変換を実行することによって、時間領域のマルチキャリア信号を周波数領域のマルチキャリア信号へ変換する。ＦＦＴ部２５は、得られた周波数領域のマルチキャリア信号を特定部２６に与える。
【０１４０】
特定部２６は、ＦＦＴ部２５から与えられた周波数領域のマルチキャリア信号に基づいて、使用中のサブチャネルを特定する。具体的には、特定部２６は、ＦＦＴ部２５から与えられたマルチキャリア信号の信号強度をサブチャネル単位に測定し、得られた信号強度が、予め定める閾値よりも大きい場合に、そのサブチャネルを使用中のサブチャネルとして特定する。たとえば、特定部２６は、第１チャネルの第１サブチャネルおよび第２サブチャネルの信号強度が閾値よりも大きい場合、第１サブチャネルと第２サブチャネルとを使用中のサブチャネルとして特定する。特定部２６は、特定した結果を計算部２７に与える。特定部２６は、キャリアセンスの結果、マルチキャリア信号が受信されず、ＦＦＴ部２５から与えられなかった場合は、使用中のサブチャネルが無いことを特定し、その特定結果を計算部２７に与える。
【０１４１】
また特定部２６は、通信装置１Ａの通信対象の通信端末装置から応答信号が送信された場合には、この応答信号としてＦＦＴ部２５から与えられた周波数領域のマルチキャリア信号に基づいて、通信装置１Ａから送信された送信信号が通信端末装置で受信できたか否かを判断する。たとえば、応答信号が、通信のエラー率を表す信号である場合、特定部２６は、応答信号に含まれるエラー率に基づいて、送信信号が通信端末装置で受信できたか否かを判断する。特定部２６は、送信信号が通信端末装置で受信できなかったと判断すると、その判断結果を計算部２７に与える。送信信号が通信端末装置で受信できたと判断された場合には、その判断結果は計算部２７には与えられない。
【０１４２】
また特定部２６は、送信信号がレベル調整部１３による信号レベルの調整によってパワーを上げられてアンテナ２０から送信された場合に、通信端末装置からの応答信号に基づいて、送信信号が通信端末装置で受信できたと判断すると、パワーが上昇して通信エリアが広がったと判断し、その判断結果を制御部２１に与える。また特定部２６は、送信信号が通信端末装置で受信できなかったと判断すると、通信エリアが広がっていないと判断し、その判断結果を計算部２７に与える。
【０１４３】
計算部２７は、特定部２６から与えられる判断結果に基づいて、マッピング部１０Ａで使用すべき１次変調方式を求め、求めた１次変調方式をマッピング部１０Ａに与える。マッピング部１０Ａは、１次変調方式を、計算部２７から与えられた１次変調方式に変更して、１次変調を行う。
【０１４４】
記憶部２８は、中間周波数帯のマルチキャリア信号において使用すべきサブチャネル、および第１周波数変換部１７に含まれる局部発振器から出力される発振信号を予め記憶する。ここで、中間周波数帯のマルチキャリア信号において使用すべきサブチャネルとは、シリアル／パラレル変換部３１において配置されるサブチャネルの候補に相当する。ベースバンドのマルチキャリア信号と中間周波数のマルチキャリア信号とは互いに対応付けられるので、シリアル／パラレル変換部３１におけるベースバンドのサブチャネルが特定されると、中間周波数のサブチャネルも特定される。
【０１４５】
制御部２１は、通信装置１Ａを構成する前述のマッピング部１０Ａ、シリアル／パラレル変換部３１、ＩＦＦＴ部１２、レベル調整部１３、振幅制限部１４、ＤＰＤ処理部３２、直交変調部１５、Ｄ／Ａ変換部１６、第１周波数変換部１７、ＶＧＡ３９、カプラ部４０、送受信切替スイッチ１９、アンテナ２０、ＬＮＡ２２、第２周波数変換部４１、第１Ａ／Ｄ変換部４２、第１直交検波部４３、第３周波数変換部４４、第２Ａ／Ｄ変換部４５、第２直交検波部４６、ＦＦＴ部２５、特定部２６、計算部２７および記憶部２８を含むハードウェア資源を統括的に制御する。
【０１４６】
以上の通信装置１Ａの構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、その他の大規模集積回路（ＬＳＩ）で実現することができる。また通信装置１Ａの構成は、ソフトウェア的には、メモリにロードされた通信機能の所定のプログラムなどによって実現されるが、図１０ではそれらの連携によって実現される機能ブロックを示している。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによって実現することができる。
【０１４７】
図１１は、ＶＧＡ３９の入出力特性の一例を示すグラフである。参照符６１で示される曲線は、ＶＧＡ３９の入出力特性を表し、参照符６０で示される直線は、ＶＧＡ３９の理想的な入出力特性（以下「理想特性」という場合がある）を表す。図１１では、ＶＧＡ３９の入出力特性のうち、振幅特性（ＡＭ−ＡＭ特性）を示す。図１１において、横軸は、ＶＧＡ３９に入力される入力信号の振幅（以下「入力振幅」という場合がある）を示し、縦軸は、ＶＧＡ３９から出力される出力信号の振幅（以下「出力振幅」）という場合がある）を示す。
【０１４８】
図１１に示すように、ＶＧＡ３９の入出力特性６１は、非線形特性となっており、理想特性６０である線形特性にはならない。具体的には、ＶＧＡ３９の入出力特性６１は、入力振幅が比較的小さい領域では、理想特性６０のように線形性を示すが、入力振幅が大きくなってくると、非線形性を示すようになる。したがって、ＶＧＡ３９の入出力特性６１が、理想特性６０である線形特性からずれて非線形性を示す領域（以下「非線形領域」という場合がある）Ａでは、入力信号の振幅に依存した非線形歪みが出力信号に生じる。具体的には、非線形領域Ａに対応する出力信号の領域Ｂでは、入力振幅に対して、出力振幅が非線形的に小さくなる。以下、非線形歪みが生じた出力信号の領域Ｂを「歪み発生領域Ｂ」という場合がある。
【０１４９】
このように、ＶＧＡ３９で増幅されて出力される信号には、ＶＧＡ３９の入出力特性に依存した歪みが発生する。この歪みによって、後述する図１８に示すように、不要な周波数成分であるスプリアスＳＰが発生する場合がある。そこで、本実施の形態では、ＶＧＡ３９よりも前段にＤＰＤ処理部３２を設けて、ＶＧＡ３９に入力される信号に予め歪み補正処理を施している。
【０１５０】
図１２は、ＶＧＡ３９の入出力特性およびその逆特性の一例を示すグラフである。図１３は、ＤＰＤ処理部３２で元信号７１に歪み補正処理を施して得られる信号７２を示す図である。図１４は、歪み補正処理が施された信号７２をＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７３を示す図である。図１１と同様に、図１２〜図１４において、横軸は入力振幅を示し、縦軸は出力振幅を示す。図１２および図１３において参照符６２で示される曲線は、ＶＧＡ３９の入出力特性６１と逆の特性を表す。
【０１５１】
ＤＰＤ処理部３２は、ＶＧＡ３９によって生じる歪みを予め把握しておき、信号に予め歪み補正処理を施すことによって、通信装置１Ａの系全体の歪みを低減させる。具体的には、図１３に示すように、非線形領域Ａの元信号７１に対して、歪み補正処理として、ＶＧＡ３９の入出力特性６１の逆特性６２を示す信号を加える処理を施す。これによって、歪み補正処理が施された領域（以下「歪み補正領域」という場合がある）Ｃでは、入力振幅に対して、出力振幅が非線形的に大きくなる。
【０１５２】
このようにしてＤＰＤ処理部３２で歪み補正処理が施された信号７２がＶＧＡ３９に入力されると、ＶＧＡ３９の入出力特性６１によって、非線形領域Ａに対応する歪み発生領域Ｂの出力信号に歪みが生じる。非線形領域Ａは、歪み補正領域Ｃであり、ＤＰＤ処理部３２でＶＧＡ３９の入出力特性６１の逆特性６２を示す信号が加えられている領域であるので、ＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７３は、結果として、図１４に示すように、元信号７１と同じ波形となる。
【０１５３】
このようにＤＰＤ処理部３２で予め歪み補正処理を施すことによって、ＶＧＡ３９によって生じる歪みを補償することができるので、元信号７１と同じ波形で増幅された信号を、ＶＧＡ３９の出力信号として得ることができる。
【０１５４】
図１５は、ＶＧＡ３９の入出力特性およびその逆特性の他の例を示すグラフである。図１６は、ＤＰＤ処理部３２で元信号７１に歪み補正処理を施して得られる信号７４を示す図である。図１７は、歪み補正処理が施された信号７４をＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７５を示す図である。図１１と同様に、図１５〜図１７において、横軸は入力振幅を示し、縦軸は出力振幅を示す。参照符６３で示される曲線は、ＶＧＡ３９の入出力特性を表し、参照符６４で示される曲線は、ＶＧＡ３９の入出力特性６３と逆の特性を示す。
【０１５５】
図１５〜図１７では、図１２〜図１４に示す場合に比べて、ＶＧＡ３９の出力の伸びが足らない、すなわち入力振幅が比較的小さい領域で出力振幅が飽和に達する場合を示す。この場合、ＶＧＡ３９の入出力特性６３は、入力振幅が比較的小さい領域が飽和領域Ｆとなっている。ＶＧＡ３９の入出力特性６３の逆特性６４は、ＶＧＡ３９の入出力特性６３の飽和領域Ｆに対応する領域である、入力振幅が比較的小さい領域が、飽和領域Ｄとなる。
【０１５６】
ここで、図１６に示すように、元信号７１の振幅が、ＶＧＡ３９の逆特性６４の飽和領域Ｄに達する場合を考える。この場合に、ＤＰＤ処理部３２で非線形領域Ａの元信号７１に、ＶＧＡ３９の入出力特性６３の逆特性６２を表す歪み補正値に基づいて歪み補正処理を施すと、出力が頭打ちになってしまう。つまり、逆特性６２の飽和領域Ｄでは、同じ大きさの歪み補正値に基づいて歪み補正処理が施されるので、歪み補正領域Ｃのうち、逆特性６２の飽和領域Ｄに対応する領域（以下「飽和補正領域」という場合がある）Ｅでは、入力信号の振幅の大きさが異なっていても、歪み補正処理を施した後に得られる信号７４の振幅は同じ大きさになってしまう。
【０１５７】
このような歪み補正処理を施した後の信号７４がＶＧＡ３９に入力されると、非線形領域Ａに対応する歪み発生領域Ｂの出力信号には、ＶＧＡ３９の入出力特性６３に応じた歪みが生じる。歪み補正処理を施した後の信号７４の振幅は、ＶＧＡ３９の入出力特性６３の飽和領域Ｆで頭打ちになっているので、ＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７５は、ＶＧＡ３９の逆特性６４の飽和領域Ｄに対応する領域で、ピークの先端が切り取られた状態となる、いわゆるクリッピングＣＰが生じている。つまり、ＶＧＡ３９の逆特性６４の飽和領域Ｄに対応する領域では、元信号７１と同じピークは出力されないので、ＶＧＡ３９で増幅して得られる信号７５は、元信号７１と同じ波形にはならず、クリッピングＣＰが生じた状態となる。このクリッピングＣＰによって、スプリアスが増加してしまう場合がある。
【０１５８】
図１８は、次世代ＰＨＳにおける基地局装置からの送信信号のスペクトラムの他の例を示す図である。図１８において、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示す。図１８に示すスペクトラムは、送信すべきデータを表す信号を、前述の図３に示す１つのチャネルを構成する全てのサブチャネルに配置させた場合のスペクトラムである。図１８に示す送信信号は、ＶＧＡ３９から出力される信号に相当する。前述の図１１に示すように、ＶＧＡ３９の入出力特性６３の非線形領域Ａに信号が入力されると、出力信号も当然、非線形な特性で出力される。したがって、図１８に破線で示すように、スペクトラムに歪みが生じ、信号に劣化が生じる。このようなＶＧＡ３９などの増幅器の非線形性による歪みが、前述のスプリアスであり、「隣接チャネル漏洩電力」とも呼ばれる。スプリアスは、隣接したチャネルに影響を与えるので、低減することが求められる。
【０１５９】
このスプリアスを低減する手段として、本実施の形態では前述のようにＤＰＤ処理部３２を設けて歪み補正処理を施している。前述の図１２〜図１４に示すように、クリッピングＣＰが起こらない出力レベルでは、ＤＰＤ処理部３２による歪み補正処理によってスプリアスを充分に低減することが可能であるが、前述の図１７に示すようにクリッピングＣＰが起こる出力レベルでは、クリッピングＣＰに起因して、スプリアスが増加してしまう場合がある。
【０１６０】
サブキャリアの配置の自由度を高めるためには、チャネルを構成する周波数帯域内の可及的に広い範囲にわたって、スプリアスの発生を抑えるとともに、周波数単位あたりの送信電力、すなわちパワーを大きくすることが好ましい。そこで、本実施の形態では、チャネルを構成する周波数帯域内の可及的に広い範囲にわたって、スプリアスの発生を抑えるとともに、周波数単位あたりの送信電力を大きくすることができ、サブキャリアの配置の自由度を高めることが可能な通信装置および通信方法を提供することを目的として、前述のように振幅制限部１４によって送信信号の振幅制限を行うようにしている。
【０１６１】
図１９および図２０は、通信装置１Ａにおける送信信号の送信条件の決定に関する処理手順を示すフローチャートである。送信信号の送信条件とは、たとえば、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式、レベル調整部１３における信号レベル、振幅制限部１４における振幅制限値、通信に使用すべきサブチャネル、およびアンテナ２０から送信される送信信号のパワー値である。図１９および図２０に示すフローチャートの各処理は、制御部２１によって実行される。図１９および図２０に示すフローチャートの処理は、前述の図１０に示すマッピング部１０Ａに、送信すべきデータが与えられると開始され、ステップｂ１に移行する。
【０１６２】
ステップｂ１では、制御部２１は、ＬＮＡ２２、第３周波数変換部４４、第２Ａ／Ｄ変換部４５、第２直交検波部４６およびＦＦＴ部２５に指示して、キャリアセンスを実行する。ＬＮＡ２２、第３周波数変換部４４、第２Ａ／Ｄ変換部４５、第２直交検波部４６およびＦＦＴ部２５は、制御部２１から与えられる制御信号に基づいて、キャリアセンスを実行する。具体的には、制御部２１は、ＬＮＡ２２、第３周波数変換部４４、第２Ａ／Ｄ変換部４５、第２直交検波部４６およびＦＦＴ部２５によって、不図示の他の基地局装置から送信されたマルチキャリア信号、または通信対象でない通信端末装置から送信されたマルチキャリア信号などの、周囲の基地局装置で使用されるマルチキャリア信号を受信する動作を行う。キャリアセンスを実行した後は、ステップｂ２に移行する。
【０１６３】
ステップｂ２では、制御部２１は、特定部２６に指示して、既に使用されているサブチャネルを特定する。特定部２６は、制御部２１の指示に従い、ステップｂ１のキャリアセンスの結果に基づいて、使用中のサブチャネルを特定する。ステップｂ１のキャリアセンスによってマルチキャリア信号が受信された場合、受信されたマルチキャリア信号が使用しているサブチャネルが、使用中のサブチャネルとして特定される。ステップｂ１のキャリアセンスによってマルチキャリア信号が受信されなかった場合、ステップｂ２では、使用中のサブチャネルが無いことが特定される。使用中のサブチャネルが特定されると、ステップｂ３に移行する。
【０１６４】
ステップｂ３では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップｂ２で特定されたサブチャネルを使用している通信チャネルが、制御チャネル（ＣＣＨ）であるか否かを判断し、ＣＣＨであると判断した場合はステップｂ４に移行し、ＣＣＨではない、すなわちデータチャネルであると判断した場合は図２０のステップｂ７に移行する。
【０１６５】
ステップｂ４では、制御部２１は、計算部２７に指示して、送信スロットにＣＣＨ以外の通信チャネル、すなわちデータチャネルが含まれるか否かを判断し、ＣＣＨ以外の通信チャネルが含まれると判断した場合は、図２０のステップｂ７に移行し、ＣＣＨ以外の通信チャネルが含まれないと判断した場合は、ステップｂ５に移行する。
【０１６６】
ステップｂ５では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ＣＣＨの変調方式に基づいて、振幅制限値を決定する。振幅制限値が決定されると、ステップｂ６に移行する。
【０１６７】
ステップｂ６では、制御部２１は、計算部２７に指示して、振幅制限分のパワー値を決定する。具体的には、計算部２７は、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を決定する。このパワー値が、振幅制限分のパワー値に相当する。計算部２７は、決定したパワー値に対応する信号レベルを求め、レベル調整部１３に与える。振幅制限分のパワー値が決定されると、全ての処理手順を終了する。
【０１６８】
図２０のステップｂ７では、制御部２１は、計算部２７に指示して、マッピング部１０Ａから与えられる１次変調方式に関する情報に基づいて、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式を特定する。１次変調方式が特定されると、ステップｂ８に移行する。
【０１６９】
ステップｂ８では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップｂ７で特定された１次変調方式が、通信速度が比較的高速の変調方式である高次ＱＡＭ変調方式か否かを判断し、高次ＱＡＭ変調方式であると判断した場合はステップｂ１１に移行し、高次ＱＡＭ変調方式ではないと判断した場合はステップｂ９に移行する。
【０１７０】
ステップｂ９では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップｂ７で特定された１次変調方式に基づいて振幅制限値を決定する。振幅制限値が決定されると、ステップｂ１０に移行する。
【０１７１】
ステップｂ１０では、制御部２１は、計算部２７に指示して、振幅制限分のパワー値、および使用すべきサブチャネルを決定する。振幅制限分のパワー値およびサブチャネルが決定されると、ステップｂ１３に移行する。
【０１７２】
ステップｂ１１では、制御部２１は、計算部２７に指示して、空いているサブチャネルの中から、使用すべきサブチャネルを決定し、ステップｂ１２に移行する。
【０１７３】
ステップｂ１２では、制御部２１は、計算部２７に指示して、ステップｂ１１において、使用すべきサブチャネルとして決定したサブチャネルに基づいて、パワー値を決定する。具体的には、計算部２７は、ステップｂ１１で、使用すべきサブチャネルとして決定したサブチャネルの数に応じて、アンテナ２０から送信する送信信号の送信電力であるパワー値を高くするように決定する。計算部２７は、決定したパワー値に対応する信号レベルを求め、レベル調整部１３に与える。これによって、送信信号のパワーが上昇する。パワー値が決定されると、ステップｂ１３に移行する。
【０１７４】
ステップｂ１３では、制御部２１は、特定部２６に指示して、ステップｂ１０またはステップｂ１２におけるパワー値の決定によって送信信号のパワーが上昇して、通信エリアが広がったか否かを判断し、通信エリアが広がったと判断した場合は全ての処理手順を終了し、通信エリアが広がっていないと判断した場合はステップｂ７に戻り、前述の処理を繰返し行う。
【０１７５】
ステップｂ１３において、通信エリアが広がっていないと判断してステップｂ７に戻った場合は、制御部２１は、ステップｂ７において、計算部２７に指示して、マッピング部１０Ａで使用すべき１次変調方式を変更し、マッピング部１０Ａに与える。そして制御部２１は、マッピング部１０Ａに指示して、計算部２７から与えられた１次変調方式で１次変調を行わせる。制御部２１は、通信エリアを広げることができるように、１次変調方式を変更させる。
【０１７６】
以上のように本実施の形態の通信装置１Ａでは、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式に応じて、振幅制限部１４で振幅制限を行う。これによって、ＶＧＡ３９による増幅に先立ってＤＰＤ処理部３２で歪み補正処理する構成において、ＶＧＡ３９の線形性特性が不足している場合、すなわち入力レベルが比較的小さい領域で出力レベルが飽和してしまう場合に、送信回路を構成するＶＧＡ３９などの影響を抑えることができる。これによって、ＶＧＡ３９による歪みの発生を低減することができる。
【０１７７】
本実施の形態のように振幅制限を行うと、ＯＦＤＭ信号の平均電力とピークとの比が小さくなる。したがって、理想変調信号と測定変調信号との位相ずれを理想変調信号で正規化したエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）は劣化することになる。ＥＶＭが許容値を超えると、通信が困難になる。したがって振幅制限は、ＥＶＭが許容値以下となる範囲内で行うことが必要である。ＥＶＭが許容値以下となる範囲内で振幅制限を行うために、振幅制限部１４における振幅制限値であるクリッピング値は、第１の実施の形態と同様に、ＥＶＭの許容値に応じて決定される。
【０１７８】
ＥＶＭの許容値とクリッピング値との関係を表２および表３に示す。表２は、使用するサブチャネルが第９サブチャネルである場合のＥＶＭの許容値とクリッピング値との関係を示す。表３は、使用するサブチャネルが第１サブチャネルである場合のＥＶＭの許容値とクリッピング値との関係を示す。本実施の形態では、前述のようにＶＧＡ３９はレベル調整部１３と連携して動作されるので、表２および表３に示すように、使用するサブチャネルによって、振幅制限部１４における振幅制限値であるクリッピング値を変えている。表２および表３では、前述の表１と同様に、クリッピング値を１６進数と１０進数とで表す。
【０１７９】
【表２】
2011176790.tif 000004
【０１８０】
【表３】
2011176790.tif 000005
【０１８１】
表２および表３に示すように、ＥＶＭは、変調方式によって許容値が異なる。たとえばＢＰＳＫでは、ＥＶＭの許容値が比較的大きいので、クリッピング値を小さくして、振幅制限を大きくすることができ、送信電力もその分だけ大きくすることが可能となる。これに対し、高次ＱＡＭの変調方式、たとえば２５６ＱＡＭでは、ＥＶＭの許容値が比較的小さいので、クリッピング値を大きくせざるを得ず、振幅制限を大きくすることができず、送信電力を大きくすることができない。
【０１８２】
したがって本実施の形態では、ＥＶＭの許容値が比較的大きい変調方式、たとえばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭの場合には、振幅制限部１４による振幅制限を行い、ＥＶＭの許容値が比較的小さい高次ＱＡＭの変調方式、たとえば２５６ＱＡＭの場合には、振幅制限部１４による振幅制限を行わないようにしている。高次ＱＡＭの変調方式の場合、必ずしも振幅制限を行わないようにする必要はなく、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭなどのＥＶＭの許容値が比較的大きい変調方式の場合に比べて少ない割合で振幅を制限してもよい。
【０１８３】
このように本実施の形態では、変調方式毎に許容されるＥＶＭの劣化までを考慮して、振幅制限を施すので、通信品質を確保しつつ、周波数あたりのパワー、すなわち送信電力を大きくすることができる。また本実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、振幅制限後の送信信号をＤＰＤ処理部３２で歪み補正処理して、ＶＧＡ３９で増幅するので、歪みの発生を抑えて、チャネルを構成する周波数帯域全体のパワー、すなわち送信電力を上げることができる。したがって、本実施の形態では、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置を、第１の実施の形態に比べて、さらに自由に設定することができる。
【０１８４】
＜第３の実施の形態＞
図２１は、第３の実施の形態である通信装置１Ｂの構成を示すブロック図である。本実施の形態の通信装置１Ｂは、前述の第１の実施の形態の通信装置１および第２の実施の形態の通信装置１Ａと構成が類似しているので、対応する部分については同一の参照符を付して、共通する説明を省略する。
【０１８５】
本実施の形態の通信装置１Ｂは、前述の第２の実施の形態の通信装置１Ａにおいて、ＶＧＡ３９に代えて、第１増幅部５１、可変減衰器（Variable Attenuator；略称：ＶＡＴＴ）５２および第２増幅部５３を備えること以外は、第２の実施の形態の通信装置１Ａと同一の構成である。
【０１８６】
第１増幅部５１は、第１周波数変換部１７に接続される。第１増幅部５１、ＶＡＴＴ５２および第２増幅部５３は、この順に、第１周波数変換部１７の後段に設けられる。第２増幅部５３は、カプラ部４０に接続される。本実施の形態では、第１周波数変換部１７は、周波数変換によって得られた無線周波数のマルチキャリア信号である送信信号を、第１増幅部５１に与える。
【０１８７】
第１増幅部５１は、第１周波数変換部１７から与えられる送信信号を、予め定められた増幅率で増幅し、増幅した送信信号をＶＡＴＴ５２に与える。ＶＡＴＴ５２は、第１増幅部５１から与えられる送信信号を、予め定められた減衰率で減衰し、減衰した送信信号を第２増幅部５３に与える。第２増幅部５３は、ＶＡＴＴ５２から与えられる送信信号を、予め定められた増幅率で増幅し、増幅した送信信号をカプラ部４０に与える。カプラ部４０は、第２増幅部５３から与えられた増幅後の送信信号を、送受信切替スイッチ１９に与えるとともに、第２周波数変換部４１にフィードバック信号として与える。
【０１８８】
ＶＡＴＴ５２は、レベル調整部１３と連携して動作する。ＶＡＴＴ５２における減衰率は、変更可能であり、レベル調整部１３によって調整される信号レベルに応じて変更される。ＶＡＴＴ５２の減衰率を変更することによって、第１増幅部５１に与えられる送信信号を、目的とする増幅率で増幅して、第２増幅部５３から出力することができる。すなわち第１増幅部５１、ＶＡＴＴ５２および第２増幅部５３は、第１の実施の形態におけるＶＧＡ３９と同様の機能を発揮する。
【０１８９】
本実施の形態では、ＤＰＤ処理部３２は、第１増幅部５１、ＶＡＴＴ５２および第２増幅部５３において生じる非線形の入出力特性を補償するために、振幅制限部１４からＦＩＲフィルタを介して与えられる送信信号に、第１増幅部５１、ＶＡＴＴ５２および第２増幅部５３を合わせた入出力特性と逆の特性を示す歪み補正値に基づいて歪み補正処理を施す。これによって、第２増幅部５３から出力される送信信号の線形性を保つことができる。また本実施の形態においても、ＤＰＤ処理部３２の前段の振幅制限部１４によって、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式に応じて、振幅制限部１４で振幅制限が行われる。
【０１９０】
以上のように本実施の形態の通信装置１Ｂでは、第２の実施の形態の通信装置１Ａと同様に、マッピング部１０Ａにおける１次変調方式に応じて、振幅制限部１４で振幅制限を行うので、第１増幅部５１、ＶＡＴＴ５２および第２増幅部５３の線形性特性が不足している場合の歪みの発生を低減することができる。これによって、歪みの発生を抑えて、チャネルを構成する周波数帯域全体のパワーを上げることができる。したがって、サブチャネルの配置、より詳細にはサブキャリアの配置を、第１の実施の形態に比べて、さらに自由に設定することができる。
【０１９１】
以上のように第１〜第３の実施の形態では、アンテナ２０から送信される送信信号の送信電力に関わらず、振幅制限部１４によって振幅を制限する場合の構成について説明したが、送信電力の大きさによっては、必ずしも振幅制限部１４によって振幅を制限しなくてもよい。たとえば、送信電力が比較的大きい場合には、スプリアスが発生するので、スプリアスを低減するために、振幅制限部１４によって送信信号の振幅を制限することが好ましい。送信電力が比較的小さい場合には、スプリアスは発生しないので、振幅制限部１４によって送信信号の振幅を制限する必要はない。
【０１９２】
したがって、送信電力が比較的大きい場合には、振幅制限部１４によって送信信号の振幅を制限し、送信電力が比較的小さい場合には、振幅制限部１４による送信信号の振幅の制限を行わないように構成してもよい。たとえば、送信電力が所定の基準値よりも大きい場合には、振幅制限部１４によって送信信号の振幅を制限し、送信電力が所定の基準値未満である場合には、振幅制限部１４による送信信号の振幅の制限を行わないように構成してもよい。
【０１９３】
また第１〜第３の実施の形態では、通信装置１，１Ａ，１Ｂを、次世代ＰＨＳにおける基地局装置に適用した場合について説明したが、通信装置１，１Ａ，１Ｂは、ＯＦＤＭ信号を用いたＯＦＤＭＡ方式によって通信端末装置と通信可能であればよく、次世代ＰＨＳに限らず、たとえばＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）またはＬＴＥ（Long Term Evolution）における基地局装置に適用されてもよい。
【符号の説明】
【０１９４】
１，１Ａ，１Ｂ  通信装置
１０，１０Ａ  マッピング部
１１  サブキャリア配置部
１２  ＩＦＦＴ部
１３  レベル調整部
１４  振幅制限部
１５  直交変調部
１６  Ｄ／Ａ変換部
１７  第１周波数変換部
１８  増幅部
１９  送受信切替スイッチ
２０  アンテナ
２１  制御部
２２  ＬＮＡ
２３，４１  第２周波数変換部
２４  直交検波部
２５  ＦＦＴ部
２６  特定部
２７  計算部
２８  記憶部
３１  シリアル／パラレル変換部
３２  ＤＰＤ処理部
３９  可変利得増幅器（ＶＧＡ）
４０  カプラ部
４２  第１Ａ／Ｄ変換部
４３  第１直交検波部
４４  第３周波数変換部
４５  第２Ａ／Ｄ変換部
４６  第２直交検波部
５１  第１増幅部
５２  可変減衰器（ＶＡＴＴ）
５３  第２増幅部
【図１】
2011176790.tif 000006
【図２】
2011176790.tif 000007
【図３】
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【図４】
2011176790.tif 000009
【図５】
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【図６】
2011176790.tif 000011
【図７】
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【図８】
2011176790.tif 000013
【図９】
2011176790.tif 000014
【図１０】
2011176790.tif 000015
【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】
2011176790.tif 000020
【図１６】
2011176790.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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