(57)【要約】【課題】伝送速度の低下を最小限に留めた上で、ピーク制御を効果的に行う。【解決手段】デジタル信号を入力して複数のサブキャリアに変調し、複数のサブキャリアのうち奇数番目のサブキャリアを合成して奇数信号を生成し、複数のサブキャリアのうち偶数番目のサブキャリアを合成して偶数信号を生成する。奇数信号の位相を０度ずらして偶数信号と合成した第１の出力信号と、奇数信号の位相を１８０度ずらして偶数信号と合成した第２の出力信号とを生成し、第１の出力信号と第２の出力信号を比較してピーク値の小さい信号を出力する信号として選択する。これにより、ピーク制御を効果的に行うことを可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル信号を入力する入力手段と、
入力したデジタル信号に基づいて複数のサブキャリアを生成する変調手段と、
前記複数のサブキャリアのうちいくつかのサブキャリアを入力して合成し、第１の合成信号を生成する第１の合成手段と、
前記第１の合成手段が入力しなかった残りのサブキャリアを入力して合成し、第２の合成信号を生成する第２の合成手段と、
前記第１の合成信号の位相をそれぞれ異なる角度でずらして前記第２の合成信号と合成し、出力信号を生成する複数の位相ずらし手段と、
前記複数の位相ずらし手段のそれぞれから前記出力信号を入力し、ピーク値の最も小さい前記出力信号を選択して出力する比較手段と、
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記変調手段は、前記第１の合成手段に入力されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を角度αから角度α＋１８０度に制限してサブキャリアを生成するものであって、
前記位相ずらし手段のうちの１つは、前記第１の合成信号の位相を角度βずらし、別の前記位相ずらし手段は、前記第１の合成信号の位相を角度β＋１８０度ずらすことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記変調手段は、前記第１の合成手段に入力されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を所定の角度に固定してサブキャリアを生成することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
デジタル信号を入力するステップと、
入力したデジタル信号に基づいて複数のサブキャリアを生成するステップと、
前記複数のサブキャリアのうちいくつかのサブキャリアを入力して合成し、第１の合成信号を生成するステップと、
前記第１の合成信号を生成するステップにおいて入力しなかった残りのサブキャリアを入力して合成し、第２の合成信号を生成するステップと、
複数の位相ずらし手段により、前記第１の合成信号の位相をそれぞれ異なる角度でずらして前記第２の合成信号と合成し、出力信号を生成するステップと、
前記複数の位相ずらし手段のそれぞれから前記出力信号を入力し、ピーク値の最も小さい前記出力信号を選択して出力するステップと、
を有することを特徴とする送信方法。
【請求項５】
前記サブキャリアを生成するステップは、前記第１の合成信号に合成されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を角度αから角度α＋１８０度に制限してサブキャリアを生成するものであって、
前記位相ずらし手段のうちの１つは、前記第１の合成信号の位相を角度βずらし、別の前記位相ずらし手段は、前記第１の合成信号の位相を角度β＋１８０度ずらすことを特徴とする請求項４記載の送信方法。
【請求項６】
前記サブキャリアを生成するステップは、前記第１の合成信号に合成されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を所定の角度に固定してサブキャリアを生成することを特徴とする請求項４記載の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ伝送方式による送信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）伝送方式は、無線通信や放送システムにおけるデータ伝送方式として広く用いられている。ＯＦＤＭ伝送方式は、周波数の異なる複数の正弦波であるサブキャリアを利用して情報を並列送信する伝送方式である。ＯＦＤＭ伝送方式は、通信・放送データの高速伝送に有効ではあるが、その一方で、出力信号を構成する各サブキャリアの位相が偶発的に揃ってしまうと出力信号がデルタ関数的になり、瞬間的な大電力信号が発生し、出力信号が歪んでしまうという問題がある。
【０００３】
この問題の解決のために、出力信号を構成するサブキャリアのいくつかをピーク制御に用いる方法が提案されている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】藤井啓正、外２名、「ＯＦＤＭ伝送におけるピーク低減方式に関する研究」、ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏテクニカル・ジャーナル、平成１９年１月、第１４巻、第４号、p.49-52
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１に示す方法では、ピーク制御に用いるサブキャリアに情報を載せることができないため、伝送速度が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、伝送速度の低下を最小限に留めた上で、ピーク制御を効果的に行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明に係る送信装置は、デジタル信号を入力する入力手段と、入力したデジタル信号に基づいて複数のサブキャリアを生成する変調手段と、複数のサブキャリアのうちいくつかのサブキャリアを入力して合成し、第１の合成信号を生成する第１の合成手段と、第１の合成手段が入力しなかった残りのサブキャリアを入力して合成し、第２の合成信号を生成する第２の合成手段と、第１の合成信号の位相をそれぞれ異なる角度でずらして第２の合成信号と合成し、出力信号を生成する複数の位相ずらし手段と、複数の位相ずらし手段のそれぞれから出力信号を入力し、ピーク値の最も小さい出力信号を選択して出力する比較手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明にあっては、複数のサブキャリアを２つに分けて合成し、一方の合成信号の位相をずらして複数の出力信号を生成し、生成された複数の出力信号のうち最もピーク値の小さいものを選択することで、ピーク制御を効果的に行うことを可能とする。
【０００８】
上記送信装置において、変調手段は、第１の合成手段に入力されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を角度αから角度α＋１８０度に制限してサブキャリアを生成するものであって、位相ずらし手段のうちの１つは、第１の合成信号の位相を角度βずらし、別の位相ずらし手段は、第１の合成信号の位相を角度β＋１８０度ずらすことを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、サブキャリアの位相を角度αから角度α＋１８０度に制限して生成するとともに、位相を角度βおよび角度β＋１８０度ずらして合成した出力信号を生成し、いずれかを選択して出力することにより、出力信号を受信する受信装置は、サブキャリアの位相が角度α＋βから角度α＋β＋１８０度の範囲内にあるか、あるいは、角度α＋β＋１８０から角度α＋β＋３６０度の範囲内にあるかを検出することで、ずらした位相の角度を知ることができる。
【００１０】
上記送信装置において、変調手段は、第１の合成手段に入力されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を所定の角度に固定してサブキャリアを生成することを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、サブキャリアの位相を所定の角度に固定することにより、出力信号を受信する受信装置は、サブキャリアの位相を検出することで、ずらした位相の角度を知ることができる。
【００１２】
第２の本発明に係る送信方法は、デジタル信号を入力するステップと、入力したデジタル信号に基づいて複数のサブキャリアを生成するステップと、複数のサブキャリアのうちいくつかのサブキャリアを入力して合成し、第１の合成信号を生成するステップと、第１の合成信号を生成するステップにおいて入力しなかった残りのサブキャリアを入力して合成し、第２の合成信号を生成するステップと、複数の位相ずらし手段により、第１の合成信号の位相をそれぞれ異なる角度でずらして第２の合成信号と合成し、出力信号を生成するステップと、複数の位相ずらし手段のそれぞれから出力信号を入力し、ピーク値の最も小さい出力信号を選択して出力するステップと、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記送信方法において、サブキャリアを生成するステップは、第１の合成信号に合成されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を角度αから角度α＋１８０度に制限してサブキャリアを生成するものであって、位相ずらし手段のうちの１つは、第１の合成信号の位相を角度βずらし、別の位相ずらし手段は、第１の合成信号の位相を角度β＋１８０度ずらすことを特徴とする。
【００１４】
上記送信方法において、サブキャリアを生成するステップは、第１の合成信号に合成されるサブキャリアのうち少なくとも１つのサブキャリアの位相を所定の角度に固定してサブキャリアを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、伝送速度の低下を最小限に留めた上で、ピーク制御を効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態における送信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す送信装置は、入力部１１、変調部１２、奇数信号合成部１３１、偶数信号合成部１３２、第１位相ずらし部１４１、第２位相ずらし部１４２、比較部１５、出力部１６を有する構成である。本送信装置は、シリアルに入力されるデジタル信号からＯＦＤＭ信号を生成して無線により送信するものである。以下、各部での処理について詳細に説明する。
【００１８】
入力部１１は、送信すべきデジタル信号を入力する。
【００１９】
変調部１２は、入力したデジタル信号をＯＦＤＭ信号を構成する２Ｎ個のサブキャリアに変調する。具体的には、入力されたデジタル信号（０か１のビット列）を１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの変調方式によってシンボルにマッピングし、２Ｎ個のシンボルを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transfrom）することで周波数の異なる２Ｎ個のサブキャリアに変調する。なお、後述する奇数信号合成部１３１に入力するサブキャリアのうちの１つについては、位相を０度から１８０度の間に制限しておく。
【００２０】
奇数信号合成部１３１は、変調された２Ｎ個のサブキャリアのうち、２ｎ−１（ｎ＝１〜Ｎ）番目のサブキャリアを入力、合成して奇数信号を生成する。
【００２１】
偶数信号合成部１３２は、変調された２Ｎ個のサブキャリアのうち、２ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）番目のサブキャリアを入力、合成して偶数信号を生成する。
【００２２】
第１位相ずらし部１４１は、奇数信号と偶数信号を入力し、奇数信号の位相を０度ずらして偶数信号と合成し、第１の出力信号を生成する。
【００２３】
第２位相ずらし部１４２は、奇数信号と偶数信号を入力し、奇数信号の位相を１８０度ずらして偶数信号と合成し、第２の出力信号を生成する。
【００２４】
比較部１５は、第１の出力信号と第２の出力信号を入力し、ピーク値のより小さい方の信号を出力信号として出力部１６に出力する。
【００２５】
出力部１６は、入力された出力信号に対して、ガードインターバルの挿入、Ｄ／Ａ変換、電力増幅などを行い無線により送信する。
【００２６】
以下、合成される奇数信号、偶数信号および出力信号について図を用いて説明する。図２は、合成された偶数信号及び奇数信号の様子を示すグラフである。縦軸は信号強度を表し、横軸は時間を表している。
【００２７】
同図に示すグラフは、サブキャリアの数を２Ｎ＝４とした場合に合成された各種信号を示したものである。第１位相ずらし部１４１及び第２位相ずらし部１４２においては、偶数信号の位相はずらさないので、符号２１で示す、偶数信号合成部１３２で合成された偶数信号がそのまま用いられる。一方、奇数信号の位相は第１位相ずらし部１４１においては０度、第２位相ずらし部１４２においては１８０度ずらされるので、符号２２，２３で示すようになる。
【００２８】
図３は、偶数信号と奇数信号を合成した出力信号の様子を示すグラフである。縦軸は信号強度を表し、横軸は時間を表している。
【００２９】
符号３１で示す信号は、第１位相ずらし部１４１において合成された第１の出力信号であり、図２の符号２１で示す偶数信号と符号２２で示す奇数信号を合成したものである。また、符号３２で示す信号は、第２位相ずらし部１４２において合成された第２の出力信号であり、図２の符号２１で示す偶数信号と符号２３で示す位相を１８０度ずらした奇数信号を合成したものである。
【００３０】
第１位相ずらし部１４１及び第２位相ずらし部１４２のそれぞれで合成された信号は、比較部１５に入力される。比較部１５においては、入力された信号のうちピーク値の小さいものを選択し、出力部１６へ出力する。図３で示す例では、符号３２で示す第２位相ずらし部１４２から入力された信号の方が、符号３１で示す第１位相ずらし部１４１から入力された信号よりもピーク値が小さいことから、符号３２で示す信号が出力信号として選択される。
【００３１】
なお、出力信号を受信した受信装置は、Ａ／Ｄ変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などの処理を行って出力信号を復調する。受信した出力信号が奇数信号の位相をずらしたものであるのか否かは、位相を０度から１８０度の間に制限したサブキャリアの位相が０度から１８０度の間にあるのか、あるいは、１８０度から３６０度の間にあるのか検出することにより判断することができる。サブキャリアの位相は、０度から１８０度の間に制限するものに限らず、角度αから角度α＋１８０度に制限し、奇数信号の位相をずらす量を角度βまたは角度β＋１８０度とするものでもよい。この場合、サブキャリアの位相が角度α＋βから角度α＋β＋１８０度の範囲内にあるか、あるいは、角度α＋β＋１８０から角度α＋β＋３６０度の範囲内にあるかを検出することで、奇数信号の位相をずらした角度を知ることができる。
【００３２】
図４は、本実施の形態における別の送信装置の構成を示すブロック図である。同図に示す送信装置は、図１に示したものに対して位相ずらし部を増やした点で相違する。このように位相ずらし部を増やすことにより比較部４５に入力される出力信号が増えるのでより最適な出力信号を選択することが可能となる。
【００３３】
第１位相ずらし部４４１は、奇数信号合成部４３１から入力された奇数信号の位相はずらさず、偶数信号合成部４３２から入力された偶数信号の位相を０度ずらして、奇数信号と偶数信号とを合成して比較部４５に出力する。図１に示した送信装置では奇数信号の位相をずらす構成であったが、図４に示す送信装置では偶数信号の位相をずらす構成とした。どちらの信号の位相をずらすものであっても差異は無い。
【００３４】
第２位相ずらし部４４２は、偶数信号の位相を９０度ずらして奇数信号と合成し比較部４５に出力する。
【００３５】
第３位相ずらし部４４３、第４位相ずらし部４４４はそれぞれ偶数信号の位相を１８０度、２７０度ずらして奇数信号と合成し比較部４５に出力する。このように位相ずらし部をＭ個に増やして、ｍ番目の位相ずらし部におけるずらす位相を３６０×（ｍ−１）／Ｍ度としている。
【００３６】
なお、変調部４２においては、偶数信号合成部４３２に入力されるサブキャリアのうちの１つの位相を０度に固定しておく。これにより、受信装置が出力信号を復調するときに、ずらした位相の度数を検出することが可能となる。
【００３７】
次に、合成される奇数信号、偶数信号および出力信号について図を用いて説明する。図５は、合成された偶数信号及び奇数信号の様子を示すグラフであり、図６は、偶数信号と奇数信号を合成した出力信号の様子を示すグラフである。図５及び図６の縦軸は信号強度を表し、横軸は時間を表している。サブキャリアの数を２Ｎ＝４とし、位相ずらし部の数をＭ＝４とした場合に合成された各種信号を示したものである。
【００３８】
図５の符号５１で示した信号は、偶数信号合成部４３２で合成された偶数信号の位相を０度ずらしたものであり、符号５２で示した信号は、合成された偶数信号の位相を９０度ずらしたものである。符号５３で示した信号は、奇数信号合成部４３１で合成された奇数信号であり、本送信装置においては奇数信号の位相はずらさない。なお、図５においては、偶数信号の位相を１８０度、２７０度ずらしたものについては、それぞれ位相を０度、９０度ずらしたものと同一になるため表記を省略してある。
【００３９】
図６の符号６１で示す信号は、図５の符号５１及び符号５３で示した信号を合成したものである。図６の符号６２で示す信号は、図５の符号５２及び符号５３で示した信号を合成したものである。偶数信号の位相を異なる角度でずらして奇数信号と合成した信号のピーク値を比べると、符号６２で示す信号のピーク値が最小であるので、偶数信号の位相を９０度ずらし奇数信号と合成した信号が出力信号として選択される。
【００４０】
なお、変調部４２において、サブキャリアのうちの１つの位相を所定の角度に固定することにより、信号を受信した受信装置は、そのサブキャリアの位相が所定の角度からずれている角度を検出することでずらした位相の角度を検出することが可能となる。
【００４１】
したがって、本実施の形態によれば、デジタル信号を入力して複数のサブキャリアに変調し、複数のサブキャリアのうち奇数番目のサブキャリアを合成して奇数信号を生成し、複数のサブキャリアのうち偶数番目のサブキャリアを合成して偶数信号を生成し、奇数信号の位相を０度ずらして偶数信号と合成した第１の出力信号と、奇数信号の位相を１８０度ずらして偶数信号と合成した第２の出力信号とを生成し、第１の出力信号と第２の出力信号を比較してピーク値の小さい信号を出力する信号として選択することで、ピーク制御を効果的に行うことを可能とする。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、サブキャリアを奇数番目と偶数番目で分けて信号を合成したが、これに限るものではなく、任意のサブキャリアをそれぞれ選択して２つの合成信号を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一実施の形態における送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の送信装置において合成される奇数信号、偶数信号の様子を示すグラフである。
【図３】図１の送信装置において合成される出力信号の様子を示すグラフである。
【図４】一実施の形態における別の送信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の送信装置において合成される奇数信号、偶数信号の様子を示すグラフである。
【図６】図４の送信装置において合成される出力信号の様子を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１１…入力部
１２…変調部
１３１…奇数信号合成部
１３２…偶数信号合成部
１４１，１４２…位相ずらし部
１５…比較部
１６…出力部
４１…入力部
４２…変調部
４３１…奇数信号合成部
４３２…偶数信号合成部
４４１，４４２，４４３，４４４…位相ずらし部
４５…比較部
４６…出力部
【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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