(57)【要約】  【課題】  ＱＡＭ変調方式を用いた信号変調部を有する無線送信装置において、伝送レートを低下させることなく、簡易な方法でＰＡＰＲの低減させる技術を提供する。  【解決手段】  無線送信装置１００は、送信データを入力する符号化部１０２と、異なるマッピングパターンによってマッピングを行うことができるマッピング部であって、送信データをマッピングしてマッピングパターンに対応した波形信号を生成するマッピング部１０５と、マッピング部１０５にてマッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるピーク対平均電力比計算部１０９と、ピーク対平均電力比に基づいて、マッピング部にてマッピングされた波形信号から、送信すべき送信波形信号を決定する送信波形信号決定部１１３と、送信波形信号決定部１１３にて決定された送信波形信号を送信する無線部１１４とを備える。【選択図】  図１
2008199405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを入力する送信データ入力部と、
異なるマッピングパターンによってマッピングを行うことができるマッピング部であって、前記送信データをマッピングしてマッピングパターンに対応した波形信号を生成するマッピング部と、
前記マッピング部にてマッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるピーク対平均電力比計算部と、
前記ピーク対平均電力比に基づいて、前記マッピング部にてマッピングされた波形信号から、送信すべき送信波形信号を決定する送信波形信号決定部と、
前記送信波形信号決定部にて決定された送信波形信号を送信する信号送信部と、
を備える無線送信装置。
【請求項２】
前記送信波形信号決定部は、異なるマッピングパターンのそれぞれに対応して生成された複数の波形信号の中から、前記ピーク対平均電力比が最小となる波形信号を前記送信波形信号として決定する請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記送信波形信号決定部は、前記マッピング部にて生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較し、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下である場合にはその波形信号を前記送信波形信号として決定し、前記ピーク対平均電力比が所定の閾値より大きい場合には、前記マッピング部に異なるマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングさせ、異なるマッピングパターンに対応した波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較する請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項４】
マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部と、
送信データを入力する送信データ入力部と、
前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択するマッピングパターン選択部と、
前記マッピングパターン選択部にて選択されたマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、
前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部と、
を備える無線送信装置。
【請求項５】
前記ピーク系列記憶部には、前記ピーク系列に対応するピーク対平均電力比の値を記憶しておき、
前記マッピングパターン選択部は、前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたすべてのマッピングパターンのピーク系列と一致する場合には、前記ピーク対平均電力比の値が最小となるマッピングパターンを選択する、
請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項６】
送信データを入力する送信データ入力部と、
前記送信データを複数のブロックデータに分割し、ブロックデータごとにマッピングパターンを決定するマッピングパターン決定部と、
前記各ブロックデータをマッピングするマッピングパターンを示す情報であって、ＱＡＭ信号点格子の振幅最大の信号点を通らないシンボルによって表すマッピング情報を前記ブロックの先頭もしくは末尾に付加して送信フレームを構成するフレーム構成部と、
各ブロックについて決定されたマッピングパターンを用いて前記送信フレームをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、
前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部と、
を備える無線送信装置。
【請求項７】
前記マッピングパターン決定部は、
マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部を備え、
前記ブロックデータが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択する、
請求項６に記載の無線送信装置。
【請求項８】
送信データを入力する送信データ入力部と、
異なるインタリーブパターンによってインタリーブを行うことができるインタリーブ部であって、前記送信データをインタリーブしてインタリーブパターンに対応したビット列を生成するインタリーブ部と、
前記インタリーブ部にてインタリーブされた送信データをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、
前記マッピング部にてマッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるピーク対平均電力比計算部と、
前記ピーク対平均電力比に基づいて送信データのインタリーブパターンを決定するインタリーブパターン決定部と、
前記インタリーブパターン決定部にて決定されたインタリーブパターンに対応する波形信号を送信する信号送信部と、
を備える無線送信装置。
【請求項９】
前記インタリーブパターン決定部は、異なるインタリーブパターンに対応する複数の波形信号の中からピーク対平均電力比が最小となるインタリーブパターンを選択する請求項８に記載の無線送信装置。
【請求項１０】
前記インタリーブパターン決定部は、前記インタリーブ部にてインタリーブされた送信データから生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較し、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下である場合にはそのインタリーブパターンを選択し、前記ピーク対平均電力比が所定の閾値より大きい場合には、前記インタリーブ部に異なるインタリーブパターンを用いて送信データをインタリーブさせ、インタリーブされた送信データから生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較する請求項８に記載の無線送信装置。
【請求項１１】
前記インタリーブパターン決定部は、
インタリーブパターンを変更してインタリーブを行なった回数が、あらかじめ設定されたインタリーブパターンの変更回数の最大値に達した場合には、生成された複数の波形信号のうち、ピーク対平均電力比が最も小さいインタリーブパターンを選択する請求項１０に記載の無線送信装置。
【請求項１２】
前記インタリーブ部は、
送信データを保持する送信データ保持部と、
前記送信データ保持部に保持された送信データの読出し順序を制御する読出し順序制御部と、
を備え、
前記読出し順序制御部にて読出し順序を変更することによりインタリーブパターンを変更する請求項８〜１１のいずれかに記載の無線送信装置。
【請求項１３】
送信データを入力する送信データ入力部と、
前記送信データに同期用の信号および位相シフトマッピングの位相シフト量に等しい位相を有する位相通知信号を付加して送信フレームを生成するフレーム生成部と、
前記送信フレームを前記位相シフト量を有するマッピングパターンにてマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、
前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部と、
を備える無線送信装置。
【請求項１４】
送信データを入力するステップと、
異なるマッピングパターンによってマッピングを行うことができるステップであって、前記送信データをマッピングしてマッピングパターンに対応した波形信号を生成するステップと、
マッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるステップと、
前記ピーク対平均電力比に基づいて、マッピングされた波形信号から、送信すべき送信波形信号を決定するステップと、
前記送信波形信号を送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【請求項１５】
マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部を準備しておくステップと、
送信データを入力するステップと、
前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択するステップと、
選択されたマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングして波形信号を生成するステップと、
マッピングによって生成された波形信号を送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【請求項１６】
送信データを入力するステップと、
前記送信データを複数のブロックデータに分割し、ブロックデータごとにマッピングパターンを決定するステップと、
前記各ブロックデータをマッピングするマッピングパターンを示す情報であって、ＱＡＭ信号点格子の振幅最大の信号点を通らないシンボルによって表すマッピング情報を前記ブロックの先頭もしくは末尾に付加して送信フレームを構成するステップと、
各ブロックについて決定されたマッピングパターンを用いて前記送信フレームをマッピングして波形信号を生成するステップと、
マッピングによって生成された波形信号を送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【請求項１７】
送信データを入力するステップと、
異なるインタリーブパターンによってインタリーブを行うことができるステップであって、前記送信データをインタリーブしてインタリーブパターンに対応したビット列を生成するステップと、
インタリーブされた送信データをマッピングして波形信号を生成するステップと、
マッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるステップと、
前記ピーク対平均電力比に基づいて送信データのインタリーブパターンを決定するステップと、
決定されたインタリーブパターンに対応する波形信号を送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【請求項１８】
送信データを入力するステップと、
前記送信データに同期用の信号および位相シフトマッピングの位相シフト量に等しい位相を有する位相通知信号を付加して送信フレームを生成するステップと、
前記送信フレームを前記位相シフト量を有するマッピングパターンにてマッピングして波形信号を生成するステップと、
前記マッピング部にて生成された波形信号を送信するステップと、
を備える無線送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多値直交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation：以下「ＱＡＭ」という）方式を用いた信号変調部を有する無線送信装置に関する。特に、変調信号のピーク対平均電力比（Peak to Average Power Ratio：以下「ＰＡＰＲ」という）の低減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信容量の増加を図るために、変調方式として多値ＱＡＭ変調方式が用いられている。多値ＱＡＭ変調は、変調信号波形の包絡線変動が大きく、ＰＡＰＲが大きくなる。信号波形の平均電力に対してピーク電力が大きいと、送信装置において必要となるダイナミックレンジが大きくなる。従って、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換後の必要ビット数が増大する。
【０００３】
ここで、信号波形を適切な電力に制御するための増幅器を用いることで、ピーク波形を線形増幅領域で増幅させることができるが、前記増幅器は電力効率が低い。なぜなら、電力効率の高い増幅器を使用すると、信号は非線形領域で増幅され、ピーク波形に波形の歪みが生じてしまうためである。
【０００４】
このため、送信装置において単一の電力増幅器を用いて送信信号を歪みなく増幅するには、ＱＡＭ変調方式の多値数が変わるたびに、増幅器における動作点を変更する必要がある。
【０００５】
図１８は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調、１６ＱＡＭ変調、６４ＱＡＭ変調の動作点を示す図である。図１８に示すように、ＱＰＳＫの動作点が最も大きく、次いで１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順に動作点を小さくすることで、送信信号を歪みなく増幅することができる。
【０００６】
しかし、ＱＡＭ変調においては、多値数を大きくする毎に、変調信号の平均送信電力を小さくしなければならないことに相当し、高い伝送速度を達成できる通信エリアが狭くなってしまうことにつながる。
【０００７】
非特許文献１は、従来のＰＡＰＲの低減技術を開示している。非特許文献１では、無線搬送波としてシングルキャリアを用いたＱＡＭ変調方式において、トレリスシェイピングを用いてＰＡＰＲを低減させる。シェイピングとは、変調後のシンボル遷移パターンを任意のパターンに近づけるために、入力ビット系列を符号化する技術である。
【０００８】
非特許文献１では、シェイピングアルゴリズムの中でも、トレリスシェイピングを採用している。トレリスシェイピングとは、ビタビアルゴリズムにおける符号語探索メトリックを適切に定義することで、任意のシェイピングを行う技術である。非特許文献１では、トレリスシェイピングで使用するビタビアルゴリズムの符号語探索メトリックを、平均電力またはピーク電力を低減するように定義し、変調後の信号波形を制御する方式を記載している。
【０００９】
具体的には、事前に基準となる参照電力を設定しておき、部分的な信号波形をオーバサンプリングしたものの参照電力まわりのモーメントをメトリックとしている。非特許文献１では、参照電力を適切な値に設定することで、平均電力またはピーク電力を抑圧する。
【００１０】
【非特許文献１】棚橋誠, 落合秀樹, ”シングルキャリアＱＡＭにおけるトレリスシェイピングを用いたピーク電力制御”, 信学技報, ＲＣＳ２００６−／４０，２００６年６月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献１では、トレリスシェイピングによってシンボル遷移パターンを制御し、ピーク波形を発生させる遷移パターンが生じる確率を低減させ、ＰＡＰＲを抑圧する。しかし、非特許文献１に示す技術はＰＡＰＲを抑圧できるが、トレリスシェイピングにおいて符号化を行うために冗長ビットが必要となる。これにより、伝送レートが低下するという課題を有していた。ここでいう伝送レートとは、送信符号に占める情報符号の割合である。
以上のことから、ＱＡＭ変調信号のＰＡＰＲの低減と高い伝送レートを同時に達成する伝送技術が要望されている。
【００１２】
本発明は上記背景に鑑み、ＱＡＭ変調方式を用いた信号変調部を有する無線送信装置において、伝送レートを低下させることなく、簡易な方法でＰＡＰＲを低減させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無線送信装置は、送信データを入力する送信データ入力部と、異なるマッピングパターンによってマッピングを行うことができるマッピング部であって、前記送信データをマッピングしてマッピングパターンに対応した波形信号を生成するマッピング部と、前記マッピング部にてマッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるピーク対平均電力比計算部と、前記ピーク対平均電力比に基づいて、前記マッピング部にてマッピングされた波形信号から、送信すべき送信波形信号を決定する送信波形信号決定部と、前記送信波形信号決定部にて決定された送信波形信号を送信する信号送信部とを備える。
【００１４】
この構成により、異なるマッピングパターンによってマッピングを行えるマッピング部で生成された波形信号から、ピーク対平均電力比に基づいて送信すべき波形信号を決定するので、ピーク対平均電力比を低減させることができる。
【００１５】
本発明の無線送信装置において、前記送信波形信号決定部は、異なるマッピングパターンのそれぞれに対応して生成された複数の波形信号の中から、前記ピーク対平均電力比が最小となる波形信号を前記送信波形信号として決定してもよい。
【００１６】
この構成により、マッピング部にて生成された複数の波形信号の中から、ピーク対平均電力比が最小の波形信号を送信波形信号として選択するので、ピーク対平均電力比を可能な範囲で最小にできる。
【００１７】
本発明の無線送信装置において、前記送信波形信号決定部は、前記マッピング部にて生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較し、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下である場合にはその波形信号を前記送信波形信号として決定し、前記ピーク対平均電力比が所定の閾値より大きい場合には、前記マッピング部に異なるマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングさせ、異なるマッピングパターンに対応した波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較してもよい。
【００１８】
この構成により、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下の波形信号が生成された時点で波形信号を送信するので、全マッピングパターンに対応する波形信号を生成する必要がなく、マッピング処理の負荷を低減することができる。
【００１９】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部と、送信データを入力する送信データ入力部と、前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択するマッピングパターン選択部と、前記マッピングパターン選択部にて選択されたマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部とを備える。
【００２０】
この構成により、あらかじめ記憶されたピーク系列に一致するか否かを判定することにより、マッピングによって生成されるピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるか否かを判定できるので、マッピング部によって波形信号を生成せずに、ピーク対平均電力比を小さくできるマッピングパターンを求めることができる。
【００２１】
本発明の無線送信装置は、前記ピーク系列記憶部には、前記ピーク系列に対応するピーク対平均電力比の値を記憶しておき、前記マッピングパターン選択部は、前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたすべてのマッピングパターンのピーク系列と一致する場合には、前記ピーク対平均電力比の値が最小となるマッピングパターンを選択してもよい。
【００２２】
この構成により、ピーク対平均電力比が所定の閾値以上となる場合には、その中でピーク対平均電力比の値が最小となるマッピングパターンを用いることによって、可能な限りピーク対平均電力比を低減できる。
【００２３】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、送信データを入力する送信データ入力部と、前記送信データを複数のブロックデータに分割し、ブロックデータごとにマッピングパターンを決定するマッピングパターン決定部と、前記各ブロックデータをマッピングするマッピングパターンを示す情報であって、ＱＡＭ信号点格子の振幅最大の信号点を通らないシンボルによって表すマッピング情報を前記ブロックの先頭もしくは末尾に付加して送信フレームを構成するフレーム構成部と、各ブロックについて決定されたマッピングパターンを用いて前記送信フレームをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部とを備える。
【００２４】
この構成により、ブロックごとに適切なマッピングパターンを決定でき、ピーク対平均電力比を低減することができる。また、ブロックごとにマッピングパターンを変更するとマッピングパターンの異なるブロック間でピークが出やすくなる傾向があるが、本発明では、各ブロックの間に、ＱＡＭ信号点の振幅最大の点を通らないシンボルによって表すマッピング情報を付加しているので、ブロック間におけるピークの発生を抑制できる。
【００２５】
本発明の無線送信装置において、前記マッピングパターン決定部は、マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部を備え、前記ブロックデータが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択してもよい。
【００２６】
この構成により、あらかじめ記憶されたピーク系列に一致するか否かを判定することにより、マッピングによって生成されるピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるか否かを判定できるので、マッピング部によって波形信号を生成せずに、ピーク対平均電力比を小さくできるマッピングパターンを求めることができる。
【００２７】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、送信データを入力する送信データ入力部と、異なるインタリーブパターンによってインタリーブを行うことができるインタリーブ部であって、前記送信データをインタリーブしてインタリーブパターンに対応したビット列を生成するインタリーブ部と、前記インタリーブ部にてインタリーブされた送信データをマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、前記マッピング部にてマッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるピーク対平均電力比計算部と、前記ピーク対平均電力比に基づいて送信データのインタリーブパターンを決定するインタリーブパターン決定部と、前記インタリーブパターン決定部にて決定されたインタリーブパターンに対応する波形信号を送信する信号送信部とを備える。
【００２８】
この構成により、異なるインタリーブパターンによってインタリーブを行えるインタリーブ部で生成された送信データに対応する波形信号から、ピーク対平均電力比に基づいて送信すべき波形信号を決定するので、ピーク対平均電力比の低減を図ることができる。
【００２９】
本発明の無線送信装置において、前記インタリーブパターン決定部は、異なるインタリーブパターンに対応する複数の波形信号の中からピーク対平均電力比が最小となるインタリーブパターンを選択してもよい。
【００３０】
この構成により、異なるインタリーブパターンによって生成された送信データから生成された複数の波形信号の中から、ピーク対平均電力比が最小の波形信号を送信波形信号として選択するので、ピーク対平均電力比を可能な範囲で最小にできる。
【００３１】
本発明の無線送信装置において、前記インタリーブパターン決定部は、前記インタリーブ部にてインタリーブされた送信データから生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較し、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下である場合にはそのインタリーブパターンを選択し、前記ピーク対平均電力比が所定の閾値より大きい場合には、前記インタリーブ部に異なるインタリーブパターンを用いて送信データをインタリーブさせ、インタリーブされた送信データから生成された波形信号のピーク対平均電力比と所定の閾値とを比較してもよい。
【００３２】
この構成により、ピーク対平均電力比が所定の閾値以下の波形信号が生成された時点で波形信号を送信するので、全インタリーブパターンに対応する波形信号を生成する必要がなく、インタリーブ処理の負荷を低減することができる。
【００３３】
本発明の無線送信装置において、前記インタリーブパターン決定部は、インタリーブパターンを変更してインタリーブを行なった回数が、あらかじめ設定されたインタリーブパターンの変更回数の最大値に達した場合には、生成された複数の波形信号のうち、ピーク対平均電力比が最も小さいインタリーブパターンを選択してもよい。
【００３４】
この構成により、ピーク対平均電力比が所定の閾値以上となる場合には、その中でピーク対平均電力比の値が最小となるインタリーブパターンを用いることによって、可能な限りピーク対平均電力比を低減できる。
【００３５】
本発明の無線送信装置において、前記インタリーブ部は、送信データを保持する送信データ保持部と、前記送信データ保持部に保持された送信データの読出し順序を制御する読出し順序制御部とを備え、前記読出し順序制御部にて読出し順序を変更することによりインタリーブパターンを変更してもよい。
【００３６】
この構成により、簡単な構成で、インタリーブパターンを変更できる。読出し順序制御部は、読出し方向を変更してもよいし、初期読み出し位置を変更してもよい。
【００３７】
本発明の別の態様に係る無線送信装置は、送信データを入力する送信データ入力部と、前記送信データに同期用の信号および位相シフトマッピングの位相シフト量に等しい位相を有する位相通知信号を付加して送信フレームを生成するフレーム生成部と、前記送信フレームを前記位相シフト量を有するマッピングパターンにてマッピングして波形信号を生成するマッピング部と、前記マッピング部にて生成された波形信号を送信する信号送信部とを備える。
【００３８】
この構成により、マッピングパターンを示す情報を連続的に決定することができ、通信システムを柔軟に構築することができる。
【００３９】
本発明の無線送信方法は、送信データを入力するステップと、異なるマッピングパターンによってマッピングを行うことができるステップであって、前記送信データをマッピングしてマッピングパターンに対応した波形信号を生成するステップと、マッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるステップと、前記ピーク対平均電力比に基づいて、マッピングされた波形信号から、送信すべき送信波形信号を決定するステップと、前記送信波形信号を送信するステップとを備える。
【００４０】
この構成により、本発明の無線送信装置と同様に、ピーク対平均電力比の低減を図ることができる。また、本発明の無線送信装置の各種の構成を本発明の無線送信方法に適用することも可能である。
【００４１】
本発明の別の態様に係る無線送信方法は、マッピングパターンに関連付けて、マッピングによって生成される信号波形のピーク対平均電力比が所定の閾値以上となるビット列のパターンをピーク系列として記憶したピーク系列記憶部を準備しておくステップと、送信データを入力するステップと、前記送信データが前記ピーク系列記憶部に記憶されたマッピングパターンのいずれかのピーク系列と一致するか否かを判定し、一致しない場合には、そのマッピングパターンを選択するステップと、選択されたマッピングパターンを用いて前記送信データをマッピングして波形信号を生成するステップと、マッピングによって生成された波形信号を送信するステップとを備える。
【００４２】
この構成により、本発明の無線送信装置と同様に、ピーク対平均電力比の低減を図ることができる。また、本発明の無線送信装置の各種の構成を本発明の無線送信方法に適用することも可能である。
【００４３】
本発明の別の態様に係る無線送信方法は、送信データを入力するステップと、前記送信データを複数のブロックデータに分割し、ブロックデータごとにマッピングパターンを決定するステップと、前記各ブロックデータをマッピングするマッピングパターンを示す情報であって、ＱＡＭ信号点格子の振幅最大の信号点を通らないシンボルによって表すマッピング情報を前記ブロックの先頭もしくは末尾に付加して送信フレームを構成するステップと、各ブロックについて決定されたマッピングパターンを用いて前記送信フレームをマッピングして波形信号を生成するステップと、マッピングによって生成された波形信号を送信するステップとを備える。
【００４４】
この構成により、本発明の無線送信装置と同様に、ピーク対平均電力比の低減を図ることができると共に、ブロック間におけるピークの発生を抑制できる。また、本発明の無線送信装置の各種の構成を本発明の無線送信方法に適用することも可能である。
【００４５】
本発明の別の態様に係る無線送信方法は、送信データを入力するステップと、異なるインタリーブパターンによってインタリーブを行うことができるステップであって、前記送信データをインタリーブしてインタリーブパターンに対応したビット列を生成するステップと、インタリーブされた送信データをマッピングして波形信号を生成するステップと、マッピングされた波形信号のピーク対平均電力比を求めるステップと、前記ピーク対平均電力比に基づいて送信データのインタリーブパターンを決定するステップと、決定されたインタリーブパターンに対応する波形信号を送信するステップとを備える。
【００４６】
この構成により、本発明の無線送信装置と同様に、ピーク対平均電力比の低減を図ることができる。また、本発明の無線送信装置の各種の構成を本発明の無線送信方法に適用することも可能である。
【００４７】
本発明の別の態様に係る無線送信方法は、送信データを入力するステップと、前記送信データに同期用の信号および位相シフトマッピングの位相シフト量に等しい位相を有する位相通知信号を付加して送信フレームを生成するステップと、前記送信フレームを前記位相シフト量を有するマッピングパターンにてマッピングして波形信号を生成するステップと、前記マッピング部にて生成された波形信号を送信するステップとを備える。
【００４８】
この構成により、マッピングパターンを示す情報を連続的に決定することができ、通信システムを柔軟に構築することができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、異なるマッピングパターンによって生成された波形信号から、ピーク対平均電力比に基づいて送信すべき波形信号を決定することにより、ピーク対平均電力比の低減を図ることができるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１の実施の形態）
最初に、第１の実施の形態の無線送信装置について概説する。送信装置が相互に異なるマッピングパターンを有する複数のマッピング部を具備し、マッピング部によりマッピングしたＱＡＭ信号のうち、ＰＡＰＲが最も小さい信号を電力増幅して送信する。その際、どのマッピングパターンを用いてマッピングしているかを、受信装置に通知するための制御情報を無線フレームに付与する。
【００５１】
ここで、無線フレームとは、送信信号の制御単位のことで、例えば送信信号に用いている変調方式、誤り訂正符号の符号化率、無線フレームの長さ、送信元、あて先などの制御情報が共通であるデータを集めたものである。本実施の形態では特に、どのマッピングパターンを用いてマッピングしているかを受信装置に通知するための制御情報が必要となる。
また、マッピングの切り替えは無線フレーム単位で行われているので、マッピングパターンを示す制御情報は、１つの無線フレームに対して１つずつ存在する。
【００５２】
本実施の形態における重要な点は、入力ビット系列を第１のマッピングパターンでマッピングした場合の送信波形と、第１のマッピングパターンとは異なる第２のマッピングパターンでマッピングした場合の送信波形が異なる点、および、一つの無線フレームを異なるマッピングパターンでマッピングした送信波形が、同時にピークに近い波形（ＰＡＰＲが大きくなる）を与える確率は極めて低いという点である。
【００５３】
前記相互に異なるマッピングパターンでマッピングした場合の、送信波形のそれぞれのＰＡＰＲを測定し、最もＰＡＰＲの小さくなるマッピングパターンで生成した信号波形を選択し、送信信号とすることで、送信信号のＰＡＰＲを低減できる。また、受信装置に通知する必要のある情報は、送信装置においてどのマッピングパターンを選択しているかを通知するもののみでよいため、伝送レートの低下を抑えることができる。
【００５４】
ここでピークに近い波形が現れる現象について説明する。
送信信号は、マッピング後の信号をフィルタ（波形整形）に入力することによって生成される。フィルタ出力は、フィルタのインパルス応答によって決まり、入力信号が与えられたときのフィルタ出力信号は式（１）のように表される。
【数１】
2008199405.tif 000003
【００５５】
ここで、ｔは観測時刻を、ｙ（ｔ）は観測時刻ｔにおけるフィルタ出力信号を、ｈ（ｔ）はフィルタのインパルス応答を、ｘ（ｔ）はフィルタ入力信号を表している。式（１）に示されるように、フィルタ出力信号は、フィルタのインパルス応答とフィルタ入力信号との畳み込みを行うことで得られる。
【００５６】
一例として、コサインロールオフフィルタを用いる場合について説明する。まず、コサインロールオフフィルタのインパルス応答を式（２）に示す。
【数２】
2008199405.tif 000004
【００５７】
式（２）においてｈ（ｔ）がコサインロールオフフィルタのインパルス応答を表しており、ｔは観測時刻、Ｔsはシンボル長、αはロールオフ率を表している。
【００５８】
式（２）に示すコサインロールオフフィルタのインパルス応答を図１９に示す。図１９に示すように、コサインロールオフフィルタのインパルス応答は、シンボル長Ｔｓ毎にゼロ点を通っており、ｔ＜−Ｔｓ、Ｔｓ＜ｔの領域でサイドローブが広がっていることわかる。フィルタ出力信号は、フィルタ入力信号とインパルス応答との畳み込みで得られるから、フィルタ出力信号にピークに近い波形が現れるのは、−Ｔｓ＜ｔ＜Ｔｓのメインローブに対して、サイドローブが同相加算されるように畳み込まれる場合である。
【００５９】
また、図１９にはロールオフ率αに応じたインパルス応答も示しており、一例としてαが０．１の場合と０．２の場合を示している。図１９に示すようにアルファが小さくなるにつれ、インパルス応答の減衰に時間がかかり、サイドローブが長期間にわたって広がっていることがわかる。
【００６０】
式（２）からもわかるように、コサインロールオフフィルタのインパルス応答は時間的に減衰していく関数であり、観測時刻を無限大にとると０に収束する性質を持っている。ディジタルフィルタとしてコサインロールオフフィルタを設計する場合には、式（１）において畳み込みに影響を与える観測時間のサンプルをとり、畳み込みに影響を与えない観測時間に関してはサンプルを打ち切る。実際には、サンプルを打ち切ることにより発生する量子化誤差が一定値以内になる程度の観測時間をとることで、ディジタルフィルタを設計する。
【００６１】
例えばロールオフ率を０．１としたときと、０．２としたときでは、観測時間が大きく異なる。式（１）においてロールオフ率が関与する項を式（３）で示す。
【数３】
2008199405.tif 000005
式（３）で示されるロールオフ率を０．１とすると、ロールオフ率を０．２とした場合に比べて時間軸上で２倍伸長した波形となる。よって、ロールオフ率が小さいほうが畳み込みに影響するシンボル数が多くなり、インパルス応答を表現するのに必要なサンプル数は多くなる。
【００６２】
以上より、ロールオフ率が小さいほうが畳み込まれるサイドローブの数が多くなり、より大きなピーク波形が現れる。但し、ピークに近い波形が現れるのは、大きなサイドローブがメインローブに同相加算されるように畳み込まれる場合に限られるので、ピークに近い波形を生じさせる入力シンボル系列としては、非常に限られた系列の場合のみである。
【００６３】
ここで、異なるマッピングパターンによって生成された波形信号が、ピークに近い波形を与える確率について説明する。例えば、観測シンボルの前後２・Ｘシンボルが送信波形生成に関係しているとする。変調方式としてＭ値ＱＡＭ変調を用いた系であるとき、送信波形生成に関連するシンボル遷移パターンとしてはＭ2・Xパターン存在する。
【００６４】
送信波形生成に関わるシンボル数２・Ｘは、べき乗に関連しているため、Ｘが大きくなるにつれ、シンボル遷移パターンは飛躍的に多くなる。しかし、これら全シンボル遷移パターン中、ピークに近い波形を与えるシンボル遷移パターンは少ない。なぜなら、ピークに近い波形を与えるシンボル遷移パターンは、フィルタのインパルス応答のサイドローブがメインローブに対して同相加算されるように畳み込まれる場合に限られているためである。
【００６５】
例えば１６ＱＡＭ信号点（Ｍ＝１６）において、点対称の象限に位置する信号点として、（３／√１０，３／√１０）の信号点と（−３／√１０，−３／√１０）の信号点に交互に繰り返しマッピングされるような系列の場合、インパルス応答のサイドローブがメインローブに対して同相加算されるように畳み込まれていく。このとき、フィルタ出力信号にピークに近い波形が現れる。
【００６６】
より一般的には、ピークに近い波形を生じさせる入力シンボル系列は、ある時刻にマッピングした信号点に対して、次の時刻では点対称に位置する象限の信号点にマッピングするような入力シンボル系列が繰り返し現れると、ピークに近い波形を生じさせることになる。このように、点対称の象限にある信号点にマッピングする入力シンボル系列数は、４（Ｍ／４）2X通りある。
【００６７】
例えば、ある時刻に、第1象限にマッピングされるシンボルは、Ｍ／４通りある。次の時刻に、第1象限と点対称にある第３象限にマッピングされるシンボルは、Ｍ／４通りある。マッピングに用いられる入力シンボル系列は、時刻に依存せず、独立な系列として入力されるので、第１象限と第３象限の信号点を交互にとるような入力シンボル系列としては、（Ｍ／４）2X通りある。最初にとる象限としては、第１象限から第４象限まで４パターンあるので、よってピークに近い波形を生じさせる入力シンボル系列の総数としては、４（Ｍ／４）2X通りとなる。
【００６８】
本発明では相互に異なるマッピングパターンを複数具備しており、その数をＮとすると全てのマッピングパターンにおいて、ピークに近い波形を生じさせるシンボル遷移パターンを発生させる確率Ｐは、次式（４）で示される。
【数４】
2008199405.tif 000006
【００６９】
相互に異なるマッピングパターン同士は、互いのマッピングに対して影響を与えないので、ピークに近い波形を生じさせる確率は式（４）のように、N個のマッピングパターンそれぞれのピーク波形を生じさせる確率を乗算したものとなる。
【００７０】
送信波形生成に関わるシンボル数２・Xの値は、送信波形生成を行うフィルタに依存している。例えばフィルタのロールオフ率が、より小さいものを用いた場合、送信波形生成に関わるシンボル数２・Xの値は、さらに増加する。このとき、式（４）に示される確率はＸの増加に伴って減少する。また、Ｎが増えることにより、確率Ｐの値はさらに減少する。よって、フィルタのロールオフ率がより小さいものを用い、相互に異なるマッピングパターンを有するマッピング部をより多く具備することで、より高いPAPRを低減する効果が現れる。
【００７１】
以上より、異なるマッピングパターンによってマッピングされた波形信号が同時にピークを与える確率はきわめて低いので、ＰＡＰＲが最も小さくなる波形信号を選択することで、ピークに近い波形を発生させるパターンで送信することを回避することができる。
【００７２】
また、本実施の形態において、無線送信装置から受信装置に通知する必要があるのは、無線送信装置がどのマッピングパターンを選択しているかを表した情報である。本実施の形態の無線送信装置は、非特許文献１の技術のように符号化を行わないので、伝送レートを低下させずに通信を行うことができる。
【００７３】
図１は、第１の実施の形態に係る無線送信装置１００の構成を示す図である。無線送信装置１００は、入力される情報符号１０１を符号化部１０２によって符号化する。符号化部１０２は、誤り訂正符号もしくは誤り検出符号を付加する。誤り訂正符号として、例えば畳み込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などが用いられる。誤り検出符号としては、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）符号などが用いられる。フレーム構成部１０３，１０４は、符号化部１０２によって符号化された符号系列と、マッピングパターンを示す送信規則情報とを用いて、無線フレームを構築する。
【００７４】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、フレーム構成部１０３、１０４で構築される無線フレームの例を示す図である。フレーム構成部１０３は、図２（ａ）に示すように、マッピング部１０５で使用するマッピングパターン（例えば、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングパターン）を示す送信規則情報Ｒ１０５を無線フレームの固定の位置に付与する。フレーム構成部１０４は、図２（ｂ）に示すように、マッピング部１０６で使用するマッピングパターン（例えば、３π／４シフト１６ＱＡＭマッピングパターン）を示す送信規則情報Ｒ１０６を無線フレームの固定の位置に付与する。
【００７５】
本実施の形態では、例えば図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、無線フレームは、時間軸上で送信規則情報の後に符号化後の符号系列がある構成となっているが、送信規則情報は無線フレームにおける固定の位置であればよく、例えば時間軸上で符号系列の後に送信規則情報があってもよい。
【００７６】
マッピング部１０５、１０６では、フレーム構成部１０３、１０４において構築された無線フレームを、各々が有するマッピングパターンを用いてマッピングする。マッピング部１０５は、例えば、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングパターンを用いて無線フレームをマッピングし、マッピング部１０６は、３π／４シフト１６ＱＡＭマッピングパターンを用いて無線フレームをマッピングする。本実施の形態ではマッピングパターンの一例を挙げて説明しているが、マッピング部１０５及びマッピング部１０６におけるマッピングパターンが相互に異なるものであれば良く、マッピングパターンは本実施の形態で挙げた例に限定されるものではない。
【００７７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、マッピング部１０５、１０６で使用するマッピングパターンの例を示す図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ３つの座標系を示しているが、無線フレームを構成するシンボルごとにマッピング座標が位相回転していることを表している。図３（ａ）に示すマッピングパターンは、１シンボルごとにＩＱ（In phase and Quadrature phase）平面上で１６ＱＡＭの信号点配置をπ／４シフトしている。図３（ｂ）に示すマッピングパターンは、１６ＱＡＭ信号点をシンボルごとに３π／４シフトしている。なお、１６ＱＡＭは、１つの信号点で、4ビットを送信するマッピングパターンであり、各信号点に、送信ビットを示している。
【００７８】
波形生成部１０７、１０８は、マッピング部１０５、１０６によってマッピングされた信号から送信波形信号を生成する。波形生成部１０７，１０８には、例えば、通信帯域幅を有するＦＩＲ（Finite Impulse Response：有限インパルス応答）ルートコサインロールオフフィルタ、あるいはＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などを使用することができる。
【００７９】
マッピング部１０５，１０６でマッピングされた信号は、シンボルごとにＩＱ平面のどの位置にマッピングされているかを示す信号である。波形生成部１０７、１０８は、マッピングされた信号を、ディジタルベースバンド信号波形に変換する。ＦＩＲルートコサインロールオフフィルタを用いる場合、マッピングされたシンボルをフィルタに通し、その応答信号を送信波形信号とすることができる。ＦＦＴを用いる場合、マッピングされたシンボルをサンプリングポイントとしてＦＦＴを行い、その出力を送信波形信号とすることができる。
【００８０】
ＰＡＰＲ測定部１０９では、波形生成部１０７、１０８によって生成された送信波形信号１１０、１１１のＰＡＰＲを測定する。ＰＡＰＲ測定部１０９は、無線フレーム一つに亘ってＰＡＰＲを測定する。ＰＡＰＲ測定部１０９のＰＡＰＲ測定式は次の式（５）、式（６）に示すとおりである。
【数５】
2008199405.tif 000007
【数６】
2008199405.tif 000008
【００８１】
式（５）において、ｓ（ｔ）は入力信号波形を表しており、本実施の形態では波形信号１１０、１１１に相当する。ｔは瞬時観測時間、Ｎは送信対象となっているフレームの番号、Ｔｆは一つの無線フレームが占める時間をそれぞれ表している。つまり、式（２）に示されるＰＡＰＲはＮ番目に送信されるフレームのＰＡＰＲである。ｍａｘ｛  ｝は、観測区間内での最大値を返す関数であり、式（５）では（Ｎ−１）Ｔf<ｔ<ＮTfの区間内での最大値を返す。式（５）の分子は、ｓ（ｔ）の１フレーム内でのピーク電力を表している。Ｐaveは、ｓ（ｔ）の平均電力を表している。
【００８２】
式（６）は、平均電力Ｐaveの求め方を示す式である。式（６）におけるＥ［  ］は期待値を返す関数である。式（６）によって平均電力Ｐaveを求めるには、観測時間を無限大にまで広げる必要があるが、実際にＰＡＰＲ測定部１０９に具備する際には、あらかじめ求めた平均電力値を用いる。従って、式（５）のＰＡＰＲfは、入力信号ｓ（ｔ）のフレーム内でのピーク値を表すパラメータに等しい。
【００８３】
ＰＡＰＲ測定部１０９は、測定したＰＡＰＲが最も小さくなるマッピングパターンを示す制御情報１１２を信号選択部１１３に出力する。ここでは、波形信号１１０，１１１のうちで、ＰＡＰＲが小さい方を示す情報を出力する。
【００８４】
信号選択部１１３では、入力される送信波形信号１１０、１１１のうち、制御情報１１２を用いて、最もＰＡＰＲが小さくなる送信波形信号を選択し、無線部１１４に出力する。
【００８５】
無線部１１４では、信号選択部１１３によって選択された送信波形信号を、通信システムで定義されている無線周波数帯の無線信号に変換する。電力増幅部１１５では、無線部１１４によって生成された無線信号の電力を増幅する。アンテナ部１１６では電力増幅された無線信号を無線伝搬路に送信する。
以上、第１の実施の形態の無線送信装置１００の構成および動作について説明した。
【００８６】
第１の実施の形態の無線送信装置１００は、マッピング部１０５、１０６によって異なるマッピングパターンを用いて無線フレームをマッピングし、ＰＡＰＲ測定部１０９によってマッピングパターンの異なる無線フレームの送信波形のＰＡＰＲを測定し、信号選択部１１３によって測定したＰＡＰＲが小さくなるマッピングパターンを用いた無線フレームを選択する。
【００８７】
前記、式（１）、式（２）、図１９を用いて説明したように、ある時刻にマッピングした信号点に対し、次の時刻には点対称の象限にある信号点にマッピングするということが繰り返されるような入力シンボル系列である場合に、ピークに近い波形が生じることになる。
【００８８】
本発明で用いた位相シフトマッピングの場合も同様で、ある時刻にマッピングした信号点に対して、次の時刻では位相シフトした信号点配置の中でも、結果として、点対象に位置する象限の信号点にマッピングするということが繰り返されるような入力シンボル系列である場合には、ピークに近い波形が生じることになる。
【００８９】
ここで、異なる位相シフト量を持つ位相シフトマッピング同士は、観測時刻ごとに相互に独立な信号点配置となっているため、同一のシンボル系列を入力した場合でも、点対象に位置する象限の信号点にマッピングされるとは限らず、異なる信号点の遷移パターンとなるので、フィルタ出力波形も異なるものとなる。
【００９０】
このため、フィルタ出力信号のうち、ＰＡＰＲが最小の信号を選択することで、ＰＡＰＲのピークに近い波形を発生させるパターンで送信することを回避することができる。
【００９１】
このときに選択する信号の単位は、無線フレーム単位である。本実施の形態では無線フレーム単位でマッピングの切り替えを行っていることと等価である。
【００９２】
また、本実施の形態において、無線フレームに含めて受信装置に通知する必要のある情報は、送信装置がどのマッピングパターンを選択しているかを表す制御情報のみでよい。非特許文献１では、シェイピングによる符号化を行っているため、各シンボルに冗長ビットが付与され、伝送レートが低下するのに対し、本実施の形態では無線フレーム一つに対して制御情報一つを付与するのみである。従って、非特許文献１のように伝送レートが低下することなく、ＰＡＰＲを低減できる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、フレーム構成部１０３、１０４において送信規則情報を無線フレームの先頭に付与する例を挙げたが、送信規則情報を付与する位置は、通信システムにおいて適宜決定することができる。また、マッピング部１０５、１０６では、それぞれπ／４シフト１６ＱＡＭ、３π／４シフト１６ＱＡＭのマッピングを行う例を挙げて説明したが、ＱＡＭ変調方式の多値数が同一でマッピングパターンがそれぞれ異なるものであればよい。
【００９４】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、マッピングパターンの他の例を示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ＱＡＭシンボルの信号点配置をマッピングパターン毎に変えてもよい。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すマッピングパターンは、１つの信号点で、4ビットの情報を送信する場合についてのマッピングパターンであり、各信号点に、送信ビットを示している。
【００９５】
また、上記した実施の形態では、無線送信装置１００がマッピング部１０５，１０６を具備している場合を示しているが、３つ以上のマッピング部を備え、マッピング部にて生成した複数の波形信号の中から、ＰＡＰＲが最小となるマッピング部でマッピングされた波形信号を送信してもよい。
【００９６】
（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態に係る無線送信装置２００の構成を示す図である。図５では、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成に関しては、同一の番号を付した。第２の実施の形態の無線送信装置２００は、マッピング部２０４は、系列比較部２０２の出力に応じて、異なる複数のマッピングパターンによるマッピングを行うことができる。第２の実施の形態の無線送信装置２００は、マッピング部２０４によってマッピングされた送信信号のＰＡＰＲを比較するのではなく、マッピング前の送信データの系列から、ＰＡＰＲを予測する。
【００９７】
無線送信装置２００は、情報符号１０１を符号化部１０２によって符号化する。符号化後の系列を用いて、フレーム構成部１０３，１０４は無線フレームを構成する。例えばフレーム構成部１０３，１０４は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、異なるマッピングパターンを示す送信規則情報を付与した無線フレームを構成し、出力する。本実施の形態では、フレーム構成部１０３、１０４は、それぞれπ／４シフト１６ＱＡＭマッピング、３π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを示す送信規則情報を、符号化後の符号系列の前に付与する。
【００９８】
ピーク系列格納部２０１は、マッピング部２０４が有するマッピングパターンに対応するピーク系列及び該ピーク系列から、送信波形信号を生成したときのＰＡＰＲの値を格納している。
【００９９】
図６は、ピーク系列格納部２０１に、格納されている情報の例を示す図である。図６では、マッピングパターンとして、π／４シフト１６ＱＡＭ、３π／４シフト１６ＱＡＭを用いた場合のピーク系列及びＰＡＰＲが格納されている。図６に示すように、１つのマッピングパターンに対して、複数のピーク系列が存在する。
【０１００】
ピーク系列は用いるフィルタのインパルス応答によって定義されるもので、必ずしも無線フレームと同一の長さとなっているとは限らない。ピーク系列は、無線フレームの一部の情報の場合もある。本実施の形態では、ピーク系列と、前記生成した送信規則情報込みの無線フレームとのマッチングをとることで、フィルタを通す前にあらかじめピークが発生するかどうかを判定している。
【０１０１】
例えば、π／４シフト１６ＱＡＭの場合には、系列Ｎｏ．１〜系列Ｎｏ．４の４つのピーク系列が存在している。ＰＡＰＲは、ピーク系列に対応するＰＡＰＲの値である。例えば、系列Ｎｏ．１のピーク系列を、π／４シフト１６ＱＡＭのマッピングパターンでマッピングした場合に生成される波形信号のＰＡＰＲは、「７．６」になる。
【０１０２】
系列比較部２０２は、フレーム構成部１０３、１０４によって生成された無線フレーム２０５、２０６と、ピーク系列格納部２０１に格納されたピーク系列とを比較する。比較に用いるピーク系列は、無線フレームに用いるマッピングパターンに対応する系列である。系列比較部２０２は、無線フレームとピーク系列とを比較して、ＰＡＰＲが最も小さくなるマッピングパターンの無線フレームを選択し、マッピング部２０４に出力する。図６に示す例では、比較対象のマッピングパターンが２つであるので、２つのマッピングパターンのうちで、ＰＡＰＲの小さい方を示す情報を出力する。
【０１０３】
例えば、系列比較部２０２は、無線フレーム２０５とπ／４シフト１６ＱＡＭのピーク系列とを比較し、無線フレーム２０５と３π／４シフト１６ＱＡＭのピーク系列とを比較する。ここで、π／４シフト１６ＱＡＭ、３π／４シフト１６ＱＡＭのいずれかあるいは両方がピーク系列と一致しなければ、系列比較部２０２は、ピーク系列と一致しないマッピングパターンと判断し、無線フレーム２０５、２０６をそのままで出力する。
【０１０４】
逆に、無線フレーム２０５が、π／４シフト１６ＱＡＭに対応したピーク系列に一致し、かつ３π／４シフト１６ＱＡＭに対応したピーク系列と一致することが検出されたとき、系列比較部２０２は、検出されたピーク系列に対応するＰＡＰＲを求める。系列比較部２０２は、ＰＡＰＲが小さい方のマッピングパターンの無線フレームを選択し、選択した情報をマッピング部２０４に出力する。
【０１０５】
さらに、ピーク系列は、無線フレームと同一の長さであるとは限らないため、無線フレーム中に複数のピーク系列が検出されることもある。このときは、検出されたピーク系列のうち、最大のＰＡＰＲを無線フレームのＰＡＰＲとする。これは、無線フレーム単位の最大のＰＡＰＲを抑圧するよう制御するためである。
【０１０６】
電力増幅の際には、より大きな信号波形の増幅を行うときに信号の歪みの影響が大きくなる。よって本実施の形態では無線フレーム内の最大のＰＡＰＲを抑圧することを目的としている。
【０１０７】
例えば、無線フレーム２０５を構成するビット列に、２つのピークが存在し、図６における系列Ｎｏ．２、系列Ｎｏ．３が検出され、また、無線フレーム２０６を構成するビット列に、２つのピークが存在し、系列Ｎｏ．７、系列Ｎｏ．８のピーク系列が検出された場合について説明する。このとき、検出された最大のＰＡＰＲは、無線フレーム２０５のπ／４シフト１６ＱＡＭに対しては「８．１」となり、無線フレーム２０６の３π／４シフト１６ＱＡＭに対しては「８．２」となる。従って、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを用いた無線フレーム２０５が、ＰＡＰＲを小さくすることができる。このため、系列比較部２０２は、無線フレーム２０５のπ／４シフト１６ＱＡＭを選択する。
【０１０８】
マッピング部２０４は、系列比較部２０２から入力された無線フレームを、送信規則情報に記載されたマッピングパターンを用いてマッピングする、つまり、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングもしくは３π／４シフト１６ＱＡＭマッピングのいずれかでマッピングする。
【０１０９】
波形生成部１０７は、マッピング部２０４によってマッピングされた信号から送信波形信号を生成する。無線部１１４は、波形生成部１０７にて生成された送信波形信号を、無線信号に変換する。電力増幅部１１５は、変換後の無線信号を電力増幅し、アンテナ部１１６を通じて送信する。
以上、第２の実施の形態の無線送信装置２００の構成および動作について説明した。
【０１１０】
第２の実施の形態の無線送信装置２００は、系列比較部２０２によって、ピーク系列格納部２０１に格納されたピーク系列と、フレーム構成部１０３、１０４によって生成された無線フレーム２０５、２０６とが、一致するか否かを比較する。無線フレーム２０５、２０６が、いずれかのマッピングパターンのピーク系列と一致しない場合には、無線フレーム２０５、２０６をそのまま出力し、両マッピングパターンのピーク系列とも一致する場合には、ＰＡＰＲが最小となるマッピングパターンを選択して出力する。これにより、ＰＡＰＲの小さいマッピングパターンでマッピングを行うことができる。
【０１１１】
また、本実施の形態は、無線フレーム波形のＰＡＰＲを無線送信装置において実際に測定することなく、複数の相互に異なるマッピングパターンのうち、ピークに近い波形信号を生成しないマッピングパターンを選択する構成を採用したので、複数のマッピング部を有する必要がなく、装置の規模を大きくせずに無線送信装置を実現できる。
【０１１２】
なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、フレーム構成部１０３、１０４において、送信規則情報を無線フレームに付与する位置は、通信システムにおいて適宜決定することができる。また、用いるマッピングパターンはＱＡＭ変調方式の多値数が同一で、マッピングパターンがそれぞれ異なるものであればよい。
【０１１３】
また、上記した実施の形態では、マッピング部２０４が、２つのマッピングパターンでマッピングする例を示しているが、マッピングパターンを３つ以上具備し、複数のマッピングパターンで生成される送信波形信号のうち、ＰＡＰＲが最小となるマッピング手段で信号を送信する形態をとることが好ましい。
【０１１４】
（第３の実施の形態）
図７は、第３の実施の形態の無線送信装置３００の構成を示す図である。図７では、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様の機能を有する構成に関しては、同一の番号を付した。第３の実施の形態では、無線フレーム単位でマッピングパターンを切り替えるのではなく、より小さい符号系列単位（以降、「ブロック」と呼ぶ）でマッピングパターンを切り替える。
【０１１５】
本実施の形態では、共通フレーム構成部３０１、ブロック構成部３０２、３０３、系列比較部３０４によって、無線フレームを構築する。
【０１１６】
図８は、本実施の形態の無線送信装置３００にて生成される無線フレームの構成を示す図である。図８に示すように、本実施の形態のフレームは、先頭にフレーム全体に共通の共通制御情報を付与する。共通制御情報は、共通フレーム構成部３０１によって付与される。
【０１１７】
また、無線フレームを構成する複数のブロックのそれぞれの先頭に、そのブロックで使用するマッピングパターンなどの送信規則情報を示した送信規則情報を付与する。なお、ブロックの大きさは、無線送信装置３００が適用される通信システムによって定義される。各ブロックの先頭に付与される送信情報は、ＱＡＭマッピングの際に信号点格子の角の信号点、すなわち、振幅最大とならない信号点にマッピングされる情報によって定義する。
【０１１８】
図９は、送信規則情報をマッピングした例を示す図である。例えば、ブロックで使用するマッピングパターンがπ／４シフト１６ＱＡＭマッピングであるとき、送信規則情報として、１６ＱＡＭ信号点格子の角の点Ｃとならない点Ａにマッピングされるシンボルを、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを表す送信規則情報として定義する。
【０１１９】
図７を再び参照して、無線送信装置３００の構成について説明する。共通フレーム構成部３０１は、符号化部１０２において符号化された符号系列に、フレーム内で共通の制御情報をフレーム先頭に付与する。ブロック構成部３０２、３０３は、ブロックへの分割、および送信規則情報の付与を行う。ブロック構成部３０２、３０３は、共通フレーム構成部３０１から出力された符号系列３０５から、ブロック１を付与した無線フレームを構成する。このときブロック構成部３０２、３０３は、異なる送信規則情報１をブロック１に付与する。例えばブロック構成部３０２は、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを示す送信規則情報を付与し、ブロック構成部３０３は３π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを示す送信規則情報を付与する。
【０１２０】
次に、系列比較部３０４は、ブロック構成部３０２，３０３によって構成された無線フレームと、ピーク系列格納部２０１に格納されているピーク系列との比較を行う。比較の方法は、第２の実施の形態にて説明した方法と同様である。系列比較部３０４は、ＰＡＰＲが最小となる方のマッピングパターンを選択する。つまり、共通制御情報、送信規則情報１、ブロック１によって構成されている無線フレームの構成要素をマッピングし、波形信号を生成したときに、ＰＡＰＲが最小となるマッピングパターンを選択し、さらに共通制御情報、送信規則情報１、ブロック１からなる無線フレーム構成要素を格納しておく。また、系列比較部３０４は、選択したマッピングパターンの無線フレームをマッピング部２０４に出力する。
【０１２１】
次に、ブロック構成部３０２，３０３は、ブロック２を構成する。ここで、ブロック構成部３０２、３０３は、送信規則情報１と同様に、互いに異なる送信規則情報２をブロック２に付与する。以下同様に、系列比較部３０４ではブロック２とピーク系列との比較を行い、ブロック２に施すマッピングパターンを決定する。系列比較部３０４は決定したブロック２を図８に示すようにブロック１の後部に接続する。以降、ブロック構成部３０２、３０３は共通フレーム構成部３０１からの出力符号系列３０５をブロックに分割し、互いに異なる送信規則情報を付与したブロックを生成する。系列比較部３０４はブロック構成部３０２、３０３によって生成されたブロックとピーク系列との比較を行っていき、順次ブロックに施すマッピングを決定する。このようにして決定したブロックを接続していき、図８に示すように、送信する無線フレームを構成する。
【０１２２】
マッピング部２０４は、無線フレームの共通制御情報、送信規則情報のみ通信システムで定義されたマッピングを行い、ブロックの符号系列に関しては、送信規則情報に示されたマッピングパターンによってマッピングする。無線送信装置３００は、第１の実施の形態と同様に、マッピングによって生成した無線フレームを送信する。
以上、第３の実施の形態の無線送信装置３００の構成および動作について説明した。
【０１２３】
第３の実施の形態の無線送信装置３００は、無線フレームを複数のブロックに分割し、ブロック単位でマッピングパターンを変えることができるので、ＰＡＰＲをより低減することができる。
【０１２４】
また、第３の実施の形態では、無線フレームをブロックに分割し、ブロック単位でマッピングパターンを切り替えているにもかかわらず、ブロック間においてピークに近い波形の発生を抑制できる。その理由を以下に示す。
【０１２５】
図１０は、ブロック分割した無線フレームに対応する電力を表す図である。図１０は、ブロックＡとブロックＢとでマッピングパターンが異なる例を示す。この場合、ブロックＡ、ブロックＢのそれぞれにおいてＰＡＰＲが最小となるマッピングパターンを選択しても、ブロックＢにおいて切り替えたマッピングパターンによるシンボル遷移の影響により、図１０に示すように、ブロックの切り替わり部分でピークに近い波形が発生することがある。
【０１２６】
本実施の形態の無線送信装置３００は、ブロックの切り替わり部分に、ＱＡＭ信号格子の振幅最大とならない信号点、つまり、図９の点Ｃでない信号点にマッピングされる情報によって定義した送信規則情報を介在させ、ブロックの切り替わり部分でピークが発生しないようにしている。これは、無線フレームをＱＡＭマッピングした信号系列がピークに近い波形を示すのは、ＱＡＭ信号点格子において振幅最大の信号点を通るシンボル遷移のときである性質を利用している。すなわち、前記、式（１）、式（２）、図１９を用いて説明したように、ピークに近い波形が現れるのは、フィルタのインパルス応答のサイドローブがメインローブに対して同相加算されるように畳み込まれる場合であり、その中でも特にＱＡＭ信号点格子における振幅最大の信号点によってサイドローブがメインローブに同相加算される場合に、より大きなピーク波形が生じるという性質を利用している。
【０１２７】
データの伝送効率を向上させるためには、より多くの信号点を用いることが好ましい。特にデータの伝送効率に直接関係する、ブロックの伝送においては、多値変調方式を用いることが好ましいが、ＱＡＭ変調を用いると、ブロックの送信信号波形にピークが発生しやすくなる。
【０１２８】
本実施の形態では、伝送効率を向上させるために、ブロック内では点Ｃの信号点も用いたＱＡＭ変調方式のマッピングを行っている。その際にピークに近い波形が発生しやすいという課題があるが、本実施の形態では、ブロック単位でＰＡＰＲを低減するマッピングを逐次選択していくことで、伝送効率を低下させることなく、ブロック内の信号波形のＰＡＰＲの低減を図っている。
【０１２９】
ピークに近い波形を生じさせるシンボル系列は各マッピングに対応した特定の系列（例えば図６に示す系列）である。各マッピングにおいて、ブロック内で点Ｃに配置しても、前記特定の系列でなければ必ずしもピークに近い波形が現れるというわけではない。
【０１３０】
以上の構成を採ることにより、本実施の形態では、ブロック内およびブロック間でピークに近い波形を示すことなく、簡易な構成で無線フレームのＰＡＰＲを小さくできる。
【０１３１】
なお、ブロック切り替わりにピークに近い波形が発生せず、かつ無線フレームのＰＡＰＲを低減するマッピングパターンを、各ブロックが取り得る全マッピングパターンの組合せから選択することが考えられる。しかし、この構成では、マッピングパターン選択の演算量は、ブロック数に対して指数的に増大する。本実施の形態では、系列比較部３０４は、ブロックに付与する送信規則情報を順次決定する構成を採用しているので、各ブロックが取り得る全マッピングパターンから、ＰＡＰＲが最小となるマッピングパターンを選択する演算量を抑えることができる。
【０１３２】
なお、本実施の形態では無線フレームを３つのブロックに分割する例を用いて説明したが、分割するブロック数は通信システムで定義されるものであり、無線フレーム長とブロック長の関係で決まる。例えば無線フレーム長をＬ、ブロック長をＢとすると、分割するブロック数は、次式（７）で示される。
【数７】
2008199405.tif 000009
また、本実施の形態では、ブロックの先頭に送信規則情報を介在させる場合を示しているが、ブロック間に送信規則情報が介在していれば良く、例えばブロックの末尾に送信規則情報を介在させても良い。
【０１３３】
（第４実施の形態）
次に、第４の実施の形態の無線送信装置について説明する。第４の実施の形態の無線送信装置では、インタリーブ技術のインタリーブパターンを変更することにより、無線フレームのＰＡＰＲの低減を図る。なお、インタリーブ技術とは、誤り訂正符号化後の符号系列の送信順序を入れ換える技術で、受信装置では変更された送信順序を元の系列順序に戻すことにより、バースト誤りを分散し、誤り訂正符号にバースト誤り耐性を持たせるものである。
【０１３４】
最初に、第４の実施の形態の無線送信装置について概説する。インタリーブパターンを変更することによって、インタリーブ後の信号系列は異なるものになる。マッピング後の信号系列が異なると、その後に生成する信号波形もまた異なるので、無線フレームの電力波形も異なる。本実施の形態は、この性質を利用し、無線フレームのＰＡＰＲが所定の閾値よりも大きいときにはインタリーブパターンを変更し、無線フレームの送信波形を変更する。
【０１３５】
図１１は、インタリーブと無線フレーム電力について説明する図である。図１１は、無線フレームの電力とそれに対応する無線フレームの構成シンボルを表している。無線送信装置では、無線フレームのＰＡＰＲを測定しており、ピーク波形（フレーム中の最大電力を示す部分波形）が現れる位置を特定できる。ピーク波形を生成するのに関わるシンボルは、該ピーク波形位置の前後の数シンボルである。例えば、図１１に示す無線フレームの電力において、ピークが現れるシンボルに対応する符号を初期読み出し位置とすることで、インタリーブパターン変更後は、前記ピーク波形と同じ波形を示すことはなくなる。
【０１３６】
送信波形は、前後の数シンボルがフィルタのインパルス応答に畳み込まれることで生成されている。前記のように、ピーク波形が現れるシンボルに対応する符号を初期読み出し位置とすると、ピーク波形生成に関わっている数シンボルが無線フレーム内で異なる位置に配置されることになる。このとき、ピーク波形生成に関わっていた数シンボルがフィルタのインパルス応答に畳み込まれることがないために、初期読み出し位置変更前のようにピーク波形が現れることがなくなる。
【０１３７】
本実施の形態では、無線フレームのＰＡＰＲの閾値を予め決定しておく。まず、デフォルトのインタリーブパターンを用いて無線フレームを構成し、無線フレームのＰＡＰＲを測定する。測定したＰＡＰＲが、ＰＡＰＲ閾値よりも小さくなる場合には、そのまま、無線フレームの電力増幅を行い、送信する。これに対して、測定したＰＡＰＲが、ＰＡＰＲ閾値よりも大きくなる場合には、インタリーブパターンの変更を行う。インタリーブパターンの変更、つまり、初期読み出し位置の変更は、無線フレームのＰＡＰＲが予め決定したＰＡＰＲの閾値よりも小さくなるまで行う。なお、インタリーブパターンの変更については、後述する。
【０１３８】
但し、インタリーブパターンの変更回数には制限を加える。本実施の形態では、予めインタリーブパターン変更の最大回数を決定しておく。インタリーブパターンを変更し、読み出しが完了するまでには大きな遅延時間が発生してしまう。通信システムによっては、送信開始までの遅延時間に制限を加えているものもある。本実施の形態ではそのような通信システムに対応するために、インタリーブパターンの変更回数に制限を加えている。送信開始までの遅延時間に特に制限がないようであれば、インタリーブパターンの変更回数を無限大としておけばよい。
【０１３９】
インタリーブパターン変更後、フレームの再構成を行い、再度ＰＡＰＲの測定を行う。無線送信装置はこのときの初期読み出し位置とＰＡＰＲとを記憶しておく。
【０１４０】
また、インタリーブの変更回数が最大変更回数に達したときにも、無線フレームのＰＡＰＲが予め定められたＰＡＰＲ閾値を超えていた場合、インタリーブパターン変更によるフレーム再構成の反復において、最もＰＡＰＲが小さくなった無線フレームを生成する初期読み出し位置を用いて、インタリーブを行う。
【０１４１】
以上のように本実施の形態では、インタリーブパターンの変更を行う。以下、図面を参照して、本実施の形態について説明する。
【０１４２】
図１２は、第４の実施の形態の無線送信装置４００の構成を示す図である。図１２において、第１の実施の形態と同様の機能を有するものについては同じ番号を付した。
【０１４３】
図１２において、保持部４０１及び読み出し制御部４０２は、インタリーブ処理を行う。符号化部１０２は情報符号１０１を誤り訂正符号化し、保持部４０１では誤り訂正符号化後の符号系列をマトリクスに保持していく。
【０１４４】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、インタリーブ処理の例を示す図である。図１３（ａ）は、符号化部１０２によって符号化されたビット系列を示す。図１３（ｂ）は、保持部４０１のｒｅａｄ、ｗｒｉｔｅの方向を示す。図１３（ａ）に示すビット系列を、図１３（ｂ）に示す保持部４０１のマトリックスのｗｒｉｔｅ方向に書き込む。マトリックスの１段目に対する書込みが終了すると、次は２段目へと書き込む段を順にずらしていく。このようにして、すべてのマトリクスの要素に符号化後の符号系列が書き込まれる。なお、マトリクスは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの符号系列を保持することのできるデバイスで実現できる。
【０１４５】
次に、フレーム構成部４０３は、保持部４０１からｒｅａｄの示す方向に向かって読み出しを行う。一番左側の列からの読出しが終了すると、順次右側に読み出す列をずらしていく。以上の操作によってインタリーブを行うことができる。
【０１４６】
図１３（ｃ）は、インタリーブ後のビット系列を示す図である。保持部４０１から符号系列の読み出しの際に、初期読み出し位置を変更することで、インタリーブパターンを変更できる。図１３（ｂ）に示すマトリクスにおいて、初期読み出し位置を「７」にした場合と初期読み出し位置を「１」にした場合とでは、読み出し後の符号系列は異なる。従って、初期読み出し位置の変更は、インタリーブパターンの変更と等価である。
【０１４７】
読み出し制御部４０２は、初期読み出し位置をマトリクスの第１行第１列要素とした読み出し制御信号４０６を出力する。保持部４０１では、読み出し制御信号４０６に示された読み出し位置から符号化後の符号系列を読み出して出力する。フレーム構成部４０３では、読み出し制御信号４０６に示された初期読み出し位置を表す送信規則情報と、保持部４０１から読み出された符号系列とを用いて無線フレームを構成して出力する。本実施の形態では、このように、送信規則情報として初期読み出し位置を表す情報を付与する。
【０１４８】
マッピング部１０５はフレーム構成部４０３，４０４によって構成された無線フレームのマッピングを行い、波形生成部１０７はマッピング後の信号の波形生成を行う。ＰＡＰＲ測定部４０４は、波形生成部１０７によって生成された連続的な信号波形のＰＡＰＲを測定し、その値と無線フレーム中でピーク波形が現れるシンボル位置とを出力する。
【０１４９】
閾値判定部４０５では、予め定めたＰＡＰＲの閾値と、ＰＡＰＲ測定部４０４によって測定した無線フレームのＰＡＰＲとを比較し、閾値よりも小さいＰＡＰＲであれば無線フレーム波形を出力し、閾値よりも大きいＰＡＰＲの場合はインタリーブパターンを変更するよう読み出し制御部４０２に指示信号４０７を出力する。
【０１５０】
読み出し制御部４０２では、インタリーブパターンを変更する指示信号４０７が入力されると、ＰＡＰＲ測定部４０４から入力されたＰＡＰＲ測定値とピークが発生しているシンボル位置を示した信号４０８の値とを保持する。また、読み出し制御部４０２は、ピークが発生しているシンボル位置に対応する符号を、初期読み出し位置とするように、読み出し制御信号４０６を出力する。前記読み出し制御信号４０６を受けて、保持部４０１およびフレーム構成部４０３は、上記した処理と同様の動作を行う。
【０１５１】
閾値判定部４０５では、インタリーブパターンを変更するよう指示した回数をカウントする。閾値判定部４０５は、前記カウントの回数が、予め定められた最大回数に達したときであって、無線フレームのＰＡＰＲが予め定められたＰＡＰＲ閾値を超えていた場合に、フレーム再構成の反復中において、最もＰＡＰＲが小さくなった無線フレームを生成する初期読み出し位置を用いて、インタリーブを行うよう指示信号４０７を出力する。
【０１５２】
読み出し制御部４０２では、指示信号４０７を受け、ＰＡＰＲが最小の無線フレームを生成する初期読み出し位置を表した読み出し制御信号４０６を出力する。保持部４０１、フレーム構成部４０３は、読み出し制御信号４０６を受け、上記と同様の処理を行う。
【０１５３】
無線部１１２、電力増幅部１１３は、閾値判定部４０５より出力された無線フレーム信号から無線送信信号を生成し、電力増幅した後、アンテナ部１１４から前記増幅後の無線信号を送信する。
【０１５４】
図１４は、本実施の形態の無線送信装置４００の動作を示す図である。無線送信装置４００は、情報符号が入力されると、符号化部１０２にて符号化を行い（Ｓ１０）、符号化されたビット列をインタリーブ処理して（Ｓ１２）、インタリーブ処理後のビット列でフレームを構成する（Ｓ１４）。次に、無線送信装置４００は、マッピング部１０４および波形生成部１０７によってフレームを変調し（Ｓ１６）、変調されたデータのＰＡＰＲを測定する（Ｓ１８）。
【０１５５】
無線送信装置４００は、測定されたＰＡＰＲが所定の閾値より小さいか否か判定し（Ｓ２０）、測定されたＰＡＰＲが所定の閾値より小さい場合に（Ｓ２０でＹＥＳ）、変調されたデータを無線信号に変換して送信する（Ｓ３４）。
【０１５６】
測定されたＰＡＰＲが所定の閾値以上の場合には（Ｓ２０でＮＯ）、無線送信装置４００は、フレームを構成したフレーム構成回数が最大フレーム構成回数未満であるか判定する（Ｓ２２）。フレーム構成回数が最大フレーム構成回数未満である場合には（Ｓ２２でＹＥＳ）、インタリーブパターンを変更し（Ｓ２４）、インタリーブ処理を行う（Ｓ１２）。
【０１５７】
フレーム構成回数が最大フレーム構成回数に達した場合には（Ｓ２２でＮＯ）、これまでに生成した変調データのうち、ＰＡＰＲが最小のインタリーブパターンを選択する（Ｓ２６）。無線送信装置４００は、選択されたパターンでインタリーブを行い（Ｓ２８）、フレームを構成して（Ｓ３０）、変調および無線データへの変換を行ない、送信する（Ｓ３２、Ｓ３４）。
以上、第４の実施の形態の無線送信装置４００の構成および動作について説明した。
【０１５８】
本実施の形態の無線送信装置４００は、変調後のデータのＰＡＰＲが大きい場合には、インタリーブパターンを変更することによってＰＡＰＲを低減することができる。
【０１５９】
本実施の形態によれば、初期読み出し位置を変更するだけで、インタリーブパターンを変更することができるので、新たに符号保持部を設ける必要がない。
【０１６０】
なお、本実施の形態では、保持部４０１のマトリクスとして図１３（ｂ）に示す例を挙げて説明したが、他の大きさのマトリクスでもよい。また、送信規則情報を無線フレームの先頭に付与する例を示したが、付与する位置は通信システムで定義することができる。
【０１６１】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態の無線送信装置について説明する。第５の実施の形態では、マッピングパターンを受信装置に通知するのにディジタルデータを用いず、位相量ゼロのＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）信号をＩＱ平面上で位相回転させたもの（以降、「位相通知信号」と呼ぶ）の位相を利用して行う。
【０１６２】
図１５は、第５の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図である。図１５において、第１の実施の形態と同様の機能を有する構成に関しては同一の番号を付した。
【０１６３】
符号化部１０２は、第１の実施の形態と同様に、無線送信装置５００に入力された情報符号１０１を符号化する。パイロット生成部５０１は、情報符号１０１が符号化されると、それに対応して構成される無線フレームに必要となるパイロット信号を生成する。ここでパイロット信号は、通信システムにおいて予め定めた信号点にマッピングされた信号である。
【０１６４】
位相通知信号生成部５０２、５０３、５０４は、符号化部１０２によって符号化された符号系列を、後段のマッピング部において行う位相シフトマッピングの位相シフト量の位相を有する位相通知信号を生成する。例えば、マッピング部５０９において、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングを行っている場合、位相通知信号生成部５０２ではπ／４位相を有する位相通知信号を生成する。ここで生成される位相通知信号は、既にＩＱ平面上の信号点にマッピングされた信号である。位相通知信号生成部５０３、５０４でも同様の処理を行う。
【０１６５】
マッピング部５０９、５１０、５１１では、符号化部１０２によって符号化された符号系列の位相シフトマッピングを行う。但し、マッピング部５０９、５１０、５１１の位相シフトマッピングの位相シフト量は、それぞれ異なる値である。フレーム構成部５１２、５１３、５１４は、パイロット信号、位相通知信号、符号系列の順で無線フレームを構成する。
【０１６６】
図１６は、無線フレームの構成を示す図である。位相通知信号は、マッピングパターンの位相シフト量を示す情報である。例えば、符号系列のマッピングパターンが、図３（ａ）に示すように、π／４シフト１６ＱＡＭマッピングパターンである場合、位相通知信号のＩＱ平面上での位相をπ／４とする。
【０１６７】
図１７は、位相通知信号の例を示す図である。位相通知信号生成部５０２，５０３，５０４は、図１７に示すような、位相シフトマッピングの位相シフト量に等しい位相を有する位相通知信号を生成する。
【０１６８】
無線フレームに含まれるパイロット信号は、無線送信装置５００と受信装置との同期をとるための信号である。本実施の形態では、受信装置においては絶対位相を知る情報が必要となるので、無線送信装置５００は絶対位相を通知するためのパイロット信号を無線フレームに付与する。パイロット信号とは受信装置において既知の信号であり、パイロット信号を用いることで、受信装置では絶対位相を知ることができる。このように、無線フレームにパイロット信号、位相通知信号を付与することにより、無線フレームの符号系列に用いられている位相シフトマッピングの位相シフト量を受信装置に通知する。
【０１６９】
波形生成部１０７は、フレーム構成部５１２、５１３、５１４によって生成された無線フレームの信号波形を生成する。ＰＡＰＲ測定部１０９は、第１の実施の形態と同様、無線フレームの連続信号波形５１５、５１６、５１７のＰＡＰＲを測定し、ＰＡＰＲが最小の信号波形を示した制御信号１１２を信号選択部１１３に出力する。
【０１７０】
以降、第１の実施の形態と同様、信号選択部１１３は、制御信号１１２に示されたＰＡＰＲの最も小さい信号波形を選択し、無線部１１４に出力する。無線部１１４は入力信号波形を無線信号に変換し、出力する。電力増幅部１１５は入力信号の電力増幅を行い、その出力はアンテナ部１１４によって無線伝搬路に送信される。
【０１７１】
第５の実施の形態の無線送信装置５００は、位相通知信号を用いることで、前記位相シフトマッピングの位相シフト量を、通信システムにおいて離散的に決定する必要がなく、連続的に位相シフト量を決定することができ、通信システムを柔軟に構築することができる。
【０１７２】
また、位相シフトマッピングのパターン数を増やしても、位相シフト量通知のためにはパイロット信号と位相通知信号のみでよいために、ディジタルデータを使用したマッピングパターン通知を行う通信システムと比較して、送信情報量を削減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明は、ピーク対平均電力比の低減を図ることができるというすぐれた効果を有し、例えば、直交多値変調を行う無線通信システム等に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】第１の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図
【図２】（ａ）無線フレームの構成を示す図（ｂ）無線フレームの構成を示す図
【図３】（ａ）マッピングパターンの例を示す図（ｂ）マッピングパターンの例を示す図
【図４】（ａ）マッピングパターンの他の例を示す図（ｂ）マッピングパターンの他の例を示す図
【図５】第２の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図
【図６】ピーク系列のテーブルの例を示す図
【図７】第３の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図
【図８】無線フレームの例を示す図
【図９】送信規則情報に割り当てるシンボルを示す図
【図１０】ブロックの電力波形を示す図
【図１１】第４の実施の形態の初期読み出し位置の決定法を説明する図
【図１２】第４の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図
【図１３】（ａ）符号化部によって符号化されたビット系列を示す図（ｂ）保持部のｒｅａｄ、ｗｒｉｔｅの方向を示す図（ｃ）インタリーブ後のビット系列を示す図
【図１４】第４の実施の形態に係る無線送信装置の動作を示す図
【図１５】第５の実施の形態に係る無線送信装置の構成を示す図
【図１６】フレーム構成の例を示す図
【図１７】位相通知信号の例を示す図
【図１８】各変調方式の動作点を示した図
【図１９】第１の実施の形態に係るコサインロールオフフィルタのインパルス応答を示す図
【符号の説明】
【０１７５】
１００  無線送信装置
１０２  符号化部
１０３，１０４  フレーム構成部
１０５，１０６  マッピング部
１０７，１０８  波形生成部
１０９  ＰＡＰＲ測定部
１１３  信号選択部
１１４  無線部
１１５  電力増幅部
１１６  アンテナ部
【図１】
2008199405.tif 000010
【図２】
2008199405.tif 000011
【図３】
2008199405.tif 000012
【図４】
2008199405.tif 000013
【図５】
2008199405.tif 000014
【図６】
2008199405.tif 000015
【図７】
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【図８】
2008199405.tif 000017
【図９】
2008199405.tif 000018
【図１０】
2008199405.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2008199405.tif 000023
【図１５】
2008199405.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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