(57)【要約】【課題】低消費電力の無線送信機を得る。【解決手段】レベル判定器７はＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えているか否かを判定し、位相制御器８は、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えている場合に、データサブキャリアの位相を変更する位相回転情報とこの位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアを指定する。移相器３は、指定された位相回転情報に基づきデータサブキャリアの位相を変更し、指定されたパイロットサブキャリアに位相回転情報を重畳する。【選択図】        図１
2005027177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットサブキャリアとデータサブキャリアを含む複数のＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）サブキャリアを使用し、ＯＦＤＭシンボル要素を生成してデータを伝送する無線送信機において、
上記ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えているか否かを判定するレベル判定器と、
このレベル判定器による判定の結果、上記ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えている場合に、上記データサブキャリアの位相を変更する位相回転情報とこの位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアを指定する位相制御器と、
この位相制御器により指定された位相回転情報に基づき上記データサブキャリアの位相を変更し、上記位相制御器により指定されたパイロットサブキャリアに上記位相回転情報を重畳する移相器とを備えたことを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
レベル判定器よる判定の結果、振幅レベルが所定のしきい値を越えていないＯＦＤＭシンボル要素を蓄積するバッファを備えたことを特徴する請求項１記載の無線送信機。
【請求項３】
パイロットサブキャリアとデータサブキャリアを含む複数のＯＦＤＭサブキャリアを使用し、ＯＦＤＭシンボル要素を生成してデータを伝送する無線送信機において、
上記ＯＦＤＭサブキャリアより生成されたＯＦＤＭシンボル要素を蓄積する第１のバッファと、
上記データサブキャリアの位相を変更する位相回転情報とこの位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアを指定する位相制御器と、
この位相制御器により指定された位相回転情報に基づき上記データサブキャリアの位相を変更し、上記位相制御器により指定されたパイロットサブキャリアに上記位相回転情報を重畳してＯＦＤＭサブキャリアを出力する移相器と、
この移相器から出力されたＯＦＤＭサブキャリアより生成されたＯＦＤＭシンボル要素を蓄積する第２のバッファと、
上記第１のバッファに蓄積されているＯＦＤＭシンボル要素のピーク値と、上記第２のバッファに蓄積されているＯＦＤＭシンボル要素のピーク値を比較して、ピーク値の小さいＯＦＤＭシンボル要素を選択するレベル判定器とを備えたことを特徴とする無線送信機。
【請求項４】
位相回転情報を重畳するパイロットサブキャリアの変調方式として、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｒｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を使用することを特徴とする請求項１又は請求項３記載の無線送信機。
【請求項５】
位相制御器が指定する位相回転情報として、データサブキャリアを偶数のグループに分割し、分割したいずれか２つのグループの位相回転情報が互いに直交するよう設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項３記載の無線送信機。
【請求項６】
パイロットサブキャリアとデータサブキャリアを含む複数のＯＦＤＭサブキャリアを使用してデータを伝送する無線送信機において、
指定された変調方式切替情報に基づき、上記データサブキャリアの変調方式を変更し、上記変調方式切替情報を上記パイロットサブキャリアに重畳する変調器を備えたことを特徴とする無線送信機。
【請求項７】
変調方式切替情報を重畳するパイロットサブキャリアの変調方式として、ＱＰＳＫを使用することを特徴とする請求項６記載の無線送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高速ディジタル通信を行う無線送信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は例えば非特許文献１に示された従来の無線送信機の構成を示す図であり、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅ）方式により通信を行うものである。送信データのビット列は、シンボルマッパ１０１により、無線伝送に適した形式のデータに符号化され各ＯＦＤＭサブキャリアに直交変調される。直交変調された各ＯＦＤＭサブキャリアは、直並列変換１０２によりシリアル信号からパラレル信号に変換され、逆離散フーリエ変換１０３により各ＯＦＤＭサブキャリアは周波数信号から時間信号に変換される。
【０００３】
各時間信号は並直列変換１０４によりパラレル信号からシリアル信号に変換されて連続信号となりＯＦＤＭシンボル要素が生成され、ガードインターバルが付加されてＯＦＤＭシンボルである複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が生成される。複素ベースバンドＯＦＤＭ信号の実部１０５に対して搬送波１０６が乗算器１０７により乗算され、搬送帯域の信号が生成されてＢＰＦ１０８を介して伝送路に送信される。
【０００４】
このシンボルマッパ１０１で、各ＯＦＤＭサブキャリアの位相が揃ってしまった場合には、並直列変換１０４から出力されるＯＦＤＭシンボル要素は、平均電力に比して非常に大きな振幅レベルを発生するため、送信アンプ（図示せず）では、その大きな振幅レベルを送信のダイナミックレンジの最大値に設定することにより、平均電力が低くなってしまいＳ／Ｎが劣化すると共に、送信アンプの効率が低下することがある。
【０００５】
特にＩＥＥＥ８０２．１１ａ等のように、このＯＦＤＭ通信方式を規格としたものは移動体通信用に用いられることが多く、バッテリーセービングの観点からも望ましいものではない。
【０００６】
このようなＯＦＤＭシンボル要素の大きな振幅レベルの発生を減少させる技術として、特許文献１に示すものがある。これは、平均電圧に対するピーク−エンベロープ電圧比であるクレスト係数を減少させるために、ＯＦＤＭサブチャネルのうち、対称的に配置されたサブチャネルのペアからなる第１の集合の各サブチャネルペアごとに、そのサブチャネルペア上で送信される情報に応じて位相ベクトル軸を決定する。
【０００７】
同様に、ＯＦＤＭサブチャネルのうち、対称的に配置されたサブチャネルのペアからなる第２の集合の各サブチャネルペアごとに、そのサブチャネルペア上で送信される情報に応じて、第１の集合の各サブチャネルペアのうちの１つの位相ベクトル軸と直交するように位相ベクトル軸を決定する。決定した位相ベクトル軸に応じて、ＯＦＤＭサブチャネルを通じて信号を伝送する。
【０００８】
【非特許文献１】
伊丹  誠著、ディジタル放送／移動通信のためのＯＦＤＭ変調技術、トリケップス刊、２０００．３．６、ｐ４５−ｐ４６
【特許文献１】
特開平８−９７７９７号公報（要約、解決手段、段落００２４）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非特許文献１に示された無線送信機は、以上のように構成されているので、各ＯＦＤＭサブキャリアの位相が揃ってしまった場合には、並直列変換１０４から出力されるＯＦＤＭシンボル要素は、平均電力に比して非常に大きな振幅レベルを発生するため、送信アンプをそれに対応するように平均電力を低く設定しなければならず、そのためＳ／Ｎが劣化すると共に、送信アンプの効率が低下するという課題があった。
【００１０】
また、特許文献１に示された無線送信機では、クレスト係数を減少させているが、データのビットレートが３２Ｍｂｐｓから２４Ｍｂｐｓに減少してしまい、スループットが低下してしまうという課題があった。
【００１１】
さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等のＯＦＤＭ通信方式を規格としたＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；搬送波感知多重アクセス）等の規格によると、パケットの先頭にシンボルマッパ１０１にて決定される変調方式を示す部分があり、一度送信時にＯＦＤＭのサブキャリアの変調方式を決定すると、パケットの送信途中からサブキャリアの変調方式を変更できず、例えば変調方式として、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）固定の場合には、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｒｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等の変調方式と比較して、ＯＦＤＭシンボル時間に伝送できるビット数は少なく、伝送時間の短縮を図ることができないという課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、各データサブキャリアの位相を変更して並直列変換１０４から出力されるＯＦＤＭシンボル要素の大きな振幅レベルを抑制し、その位相回転情報をパイロットサブキャリアに重畳して伝送することにより、スループットを低下させることなく、送信アンプのダイナミックレンジを小さくし、送信アンプの効率を良くして低消費電力の無線送信機を得ることを目的とする。
【００１３】
また、この発明は、パケットの伝送中に変調方式切替情報によりデータサブキャリアの変調方式を変更し、その変調方式切替情報をパイロットサブキャリアに重畳して伝送することにより、伝送時間の短縮を図ることができる無線送信機を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線送信機は、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えているか否かを判定するレベル判定器と、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えている場合に、データサブキャリアの位相を変更する位相回転情報とこの位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアを指定する位相制御器と、指定された位相回転情報に基づきデータサブキャリアの位相を変更し、指定されたパイロットサブキャリアに位相回転情報を重畳する移相器とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線送信機の構成を示すブロック図である。この無線送信機は、符号化器１、変調器２、移相器３、シリアル−パラレル変換器４、逆フーリエ変換器５、パラレル−シリアル変換器６、レベル判定器７、位相制御器８、バッファ９、ガードインターバル付加器１０、ＲＦ送信機１１、アンテナ１２により構成されている。従来の図１２におけるシンボルマッパ１０１は図１における符号化器１と変調器２を合成したものに相当する。
【００１６】
次に動作について説明する。
図１において、符号化器１は伝送線路からの送信データ系列をＯＦＤＭシンボル単位に送信に適した形式に符号化し、変調器２は符号化された送信データ系列をＯＦＤＭシンボル単位に各ＯＦＤＭサブキャリアに変換する。
【００１７】
図２は各ＯＦＤＭサブキャリアを周波数軸上で示した図である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、１キャリア（１チャネル）に、データ伝送用の４８個のデータサブキャリアとパイロット信号伝送用の４個のパイロットサブキャリア（ＣＰａ，ＣＰｂ，ＣＰｃ，ＣＰｄ）が配置されている。パイロットサブキャリアの変調方式として、従来は１ビットのＢＰＳＫを使用しているが、ここでは、後述の位相回転情報を伝送するために、伝送情報量の多い２ビットのＱＰＳＫを使用している。また、データサブキャリアの変調方式としては、ＢＰＳＫやＱＰＳＫの他に、４ビットの１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）や６ビットの６４ＱＡＭを使用している。
【００１８】
図１において、移相器３は、後述の位相制御器８からの指定がない場合には、変調器２から出力された各ＯＦＤＭサブキャリアをＯＦＤＭシンボル単位にシリアル−パラレル変換器４に出力し、位相制御器８からの指定がある場合には、変調器２から出力された各ＯＦＤＭサブキャリアの位相をＯＦＤＭシンボル単位に変更してシリアル−パラレル変換器４に出力する。
【００１９】
シリアル−パラレル変換器４は、各ＯＦＤＭサブキャリアをＯＦＤＭシンボル単位にシリアル信号からパラレル信号に変換し、逆フーリエ変換器５は、パラレル信号に変換された各ＯＦＤＭサブキャリアを、ＯＦＤＭシンボル単位に周波数信号から時間信号に変換してＯＦＤＭシンボルの標本値を生成する。
【００２０】
パラレル−シリアル変換器６は、ＯＦＤＭシンボル単位にパラレル信号からシリアル信号に変換することにより、ＯＦＤＭシンボルの標本値からＯＦＤＭシンボル要素を生成する。
【００２１】
このように、例えば、図２に示す４個のパイロットサブキャリアと４８個のデータサブキャリアを、逆フーリエ変換器５により周波数信号から時間信号に変換し、パラレル−シリアル変換器６によりパラレル信号からシリアル信号に変換することにより１個のＯＦＤＭシンボル要素が生成される。この１個のＯＦＤＭシンボル要素を生成する時間がＯＦＤＭシンボル単位となる。
【００２２】
レベル判定器７は、ＯＦＤＭシンボル単位にＯＦＤＭシンボルの振幅レベルが所定のしきい値を越えたか否かを判定し、超えていない場合には、そのＯＦＤＭシンボル要素をバッファ９に蓄積し、超えている場合には、そのＯＦＤＭシンボル要素を位相制御器８に出力する。
【００２３】
位相制御器８は、レベル判定器７からの所定のしきい値を越えたＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルにより、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更するよう移相器３を制御する。
【００２４】
バッファ９は、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えていない場合に、ＯＦＤＭシンボル要素を連続して出力するように蓄積する。ガードインターバル付加器１０はバッファ９からのＯＦＤＭシンボル要素にガードインターバルを付加してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＲＦ送信機１１はＯＦＤＭシンボルとしての複素ベースバンドＯＦＤＭ信号を搬送波帯に変換してアンテナ１２より送信する。
【００２５】
図３はＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧するフィードバック制御を示すフローチャートである。ステップＳＴ１において、レベル判定器７は、パラレル−シリアル変換器６から出力されたＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが、設定した所定のしきい値を越えているか否かをＯＦＤＭシンボル単位に判定する。越えていない場合には、ステップＳＴ２において、レベル判定器７はＯＦＤＭシンボル要素をバッファ９に蓄積する。
【００２６】
ステップＳＴ１で、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが設定した所定のしきい値を越えている場合には、ステップＳＴ３において、レベル判定器７は、そのＯＦＤＭシンボル要素を位相制御器８に出力する。
図４はＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルの時間的変化を示す図であり、ここでは、＃ｋのＯＦＤＭシンボル要素において、平均振幅以上の所定のしきい値を越えた振幅レベルが発生している。
【００２７】
ステップＳＴ４において、位相制御器８は、レベル判定器７からのＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルに対応して、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更するよう移相器３を制御するために、各ＯＦＤＭサブキャリアの位相回転情報と、その位相回転情報を重畳して伝送するために割り当てたパイロットサブキャリアを移相器３に指定する。
【００２８】
図５は位相制御器８による位相制御方法の一例を示す図である。ここでは、変調器２から出力されるＯＦＤＭサブキャリアの内のデータサブキャリアをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つのグループに分け、レベル判定器７からのＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベル１，２，３，４に対応して、位相回転情報として「反転」又は「反転なし」を設定している。
【００２９】
この位相制御方法において、データサブキャリアのグループ分けとしては、偶数のグループに分けて、グループ分けしたデータサブキャリアの位相回転情報としては、いずれか２つのグループの位相回転情報が互いに直交するように設定する必要がある。図５の例では、ＡグループとＢグループの位相回転情報が互いに直交し、ＣグループとＤグループの位相回転情報が互いに直交するように設定されている。
【００３０】
この位相回転情報の設定方法は種々可能であり、図５では、「反転」又は「反転なし」と設定しているが、いずれか２つのグループで、９０度、２７０度のように、任意の角度の位相を互いに直交するように設定しても良い。
【００３１】
また、データサブキャリアのグループ分けの方法も種々の方法が可能であり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの４８個のデータサブキャリアを偶数のグループに分ける際に、データサブキャリアの周波数の低い順に、＃１から＃１２のデータサブキャリアをＡグループ、＃１３から＃２４のデータサブキャリアをＢグループ、・・・のように分けても良い。また、＃１のデータサブキャリアをＡグループ、＃２のデータサブキャリアをＢグループ、＃３のデータサブキャリアをＣグループ、＃４のデータサブキャリアをＤグループ、＃５のデータサブキャリアをＡグループ、・・・のように分けても良い。
なお、データサブキャリアのグループ分けについては、無線送信機側と無線受信機側で予め決めておくものとする。
【００３２】
さらに、位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアの割り当てとして、データサブキャリアを４つのグループに分割し、４つのパイロットサブキャリアにそれぞれ１グループの位相回転情報を割り当てても良い。
【００３３】
また、データサブキャリアを２つのグループに分割し、各グループで２つのパイロットサブキャリアによる２ビットで４通りになるよう位相回転情報を割り当てても良い。すなわち、データサブキャリアを２つのグループに分割し、Ａグループで２つのパイロットサブキャリアＣＰａ，ＣＰｂのＱチャネルによる２ビットで４通りになるよう位相回転情報を割り当て、Ｂグループで２つのパイロットサブキャリアＣＰｃ，ＣＰｄのＱチャネルによる２ビットで４通りになるよう位相回転情報を割り当てても良い。
【００３４】
図６は位相制御器８の入出力を説明する図である。入力としては、レベル判定器７からのＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが入力され、出力としては、各グループの位相回転情報とその位相回転情報を重畳して伝送するために割り当てられたパイロットサブキャリアを出力している。例えば、Ａグループの位相回転情報と、Ａグループの位相回転情報を重畳するために割り当てられたパイロットサブキャリアＣＰａのＱチャネルを出力している。
【００３５】
図３のステップＳＴ５において、移相器３は、位相制御器８から指定された位相回転情報に基づき、変調器２からの各ＯＦＤＭサブキャリア（データサブキャリア）の位相をＯＦＤＭシンボル単位に変更し、位相制御器８から指定されたパイロットサブキャリアのＱチャネルに各位相回転情報を重畳して、シリアル−パラレル変換器４に出力する。
【００３６】
図７は移相器３の入出力を説明する図である。入力としては、変調器２からの各ＯＦＤＭサブキャリア（パイロットサブキャリア及びデータサブキャリア）のＩチャネルとＱチャネル、位相制御器８からの各グループの位相回転情報とその位相回転情報を重畳して伝送するために割り当てられたパイロットサブキャリアが入力され、出力としては各ＯＦＤＭサブキャリア（パイロットサブキャリア及びデータサブキャリア）のＩチャネルとＱチャネルが出力されるが、パイロットサブキャリアの場合には、パイロット情報が重畳されたＰチャネルと位相回転情報が重畳されたＱチャネルを出力する。このように、位相回転情報をパイロットサブキャリアのＱチャネルに重畳することにより、データサブキャリアに影響を与えないので、スループットを低下させることはない。
【００３７】
図３のステップＳＴ６において、位相が変更された各ＯＦＤＭサブキャリアは、再度、シリアル−パラレル変換器４、逆フーリエ変換器５及びパラレル−シリアル変換器６による処理がなされて、ステップＳＴ１に戻ってレベル判定器７によるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルの判定が行われる。
【００３８】
図８はフィードバック制御前後のＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルの時間的変化を示す図であり、ここでは、フィードバック制御前に、平均振幅以上の所定のしきい値を越えた振幅レベルが発生していた＃ｋのＯＦＤＭシンボル要素が、フィードバック制御後に、しきい値以下の振幅レベルに抑圧されている。
【００３９】
フィードバック制御後のステップＳＴ１で、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが、設定した所定のしきい値を越えていない場合には、ステップＳＴ２において、レベル判定器７はＯＦＤＭシンボル要素をバッファ９に蓄積する。
【００４０】
このように、レベル判定器７、位相制御器８及び移相器３によるフィードバック制御が施されても、図４における前段の＃ｋ−１のＯＦＤＭシンボル要素はバッファ９に蓄積されているので、ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭシンボルとしての複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が中断して途切れることはない。
【００４１】
無線受信機側では、各パイロットサブキャリアのＱチャネルに重畳された位相回転情報に基づいて、各グループのデータサブキャリアを復調することにより、伝送されたデータを復元することができる。
【００４２】
この実施の形態１では、パイロットサブキャリアの変調方式としてＱＰＳＫを使用しているが、伝送情報量の多い２ビット以上の他の変調方式を使用しても良い。
【００４３】
以上のように、この実施の形態１によれば、レベル判定器７がＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えたか否かを判定し、位相制御器８が、所定のしきい値を越えたＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルに対応して、変調器２からの各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変化させて位相回転情報をパイロットサブキャリアのＱチャネルに重畳するよう移相器３をフィードバック制御することにより、平均振幅を大きく越えるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが発生しても、その振幅レベルを抑圧することでＲＦ送信機１１のダイナミックレンジを小さくし、スループットを低下させることなく、低消費電力の無線送信機を実現することができるという効果が得られる。
【００４４】
また、この実施の形態１によれば、バッファ９を備えることにより、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧するフィードバック制御を行っても、複素ベースバンドＯＦＤＭ信号が中断して途切れることがないという効果が得られる。
【００４５】
さらに、この実施の形態１によれば、フィードバック制御によりＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧することにより、しきい値を越える振幅レベルを強制的にクリップする方法に比較して、送信スペクトラムの歪みが生じにくく、変調精度が劣化しないという効果が得られる。
【００４６】
さらに、この実施の形態１によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の通信規格による既存の無線送信機に、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧する機能を追加したことにより、既存の無線送信機を生かしつつ、この発明を実施することができる後方互換性を有しているという効果が得られる。
【００４７】
実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２による無線送信機の構成を示すブロック図である。この無線送信機は、符号化器１、変調器２、位相制御器１３、移相器３ｂ、シリアル−パラレル変換器４ａ，４ｂ、逆フーリエ変換器５ａ，５ｂ、パラレル−シリアル変換器６ａ，６ｂ、バッファ（第１のバッファ）９ａ、バッファ（第２のバッファ）９ｂ、レベル判定器１４、ガードインターバル付加器１０、ＲＦ送信機１１、アンテナ１２により構成されている。
【００４８】
このように、この実施の形態２では、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアを２つの系統に出力し、１つの系統では、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更せずにＯＦＤＭシンボル要素を生成し、他の系統では、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更してＯＦＤＭシンボル要素を生成し、レベル判定器１４がピーク値の小さい方のＯＦＤＭシンボル要素を選択する構成としている。
【００４９】
次に動作について説明する。
図９において、実施の形態１と同様に、符号化器１は伝送線路からの送信データ系列をＯＦＤＭシンボル単位に送信に適した形式に符号化し、変調器２は符号化された送信データ系列をＯＦＤＭシンボル単位に各ＯＦＤＭサブキャリアに変換する。
【００５０】
シリアル−パラレル変換器４ａは、変調器２から出力された各ＯＦＤＭサブキャリアをＯＦＤＭシンボル単位にシリアル信号からパラレル信号に変換し、逆フーリエ変換器５ａは、パラレル信号に変換された各ＯＦＤＭサブキャリアを、ＯＦＤＭシンボル単位に周波数信号から時間信号に変換してＯＦＤＭシンボルの標本値を生成する。
【００５１】
パラレル−シリアル変換器６ａは、ＯＦＤＭシンボル単位にパラレル信号からシリアル信号に変換することにより、ＯＦＤＭシンボルの標本値からＯＦＤＭシンボル要素を生成してバッファ９ａに蓄積する。
【００５２】
位相制御器１３は変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更するよう移相器３を制御する。この位相制御器１３による位相制御方法は、実施の形態１の位相制御器８と同様であり、例えば、図５に示す所定の振幅レベルに対応するデータサブキャリアの各グループの位相回転情報を設定し、出力として、各グループの位相回転情報とその位相回転情報を重畳して伝送するために割り当てられたパイロットサブキャリアを出力している。実施の形態１の位相制御器８では、レベル判定器７からのＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルに対応して位相回転情報が設定されているが、この実施の形態２の位相制御器１３では、データサブキャリアの各グループの位相回転情報は、固定値として予め設定されている。
【００５３】
移相器３ｂは、位相制御器１３から指定された位相回転情報に基づき、変調器２からの各ＯＦＤＭサブキャリア（データサブキャリア）の位相をＯＦＤＭシンボル単位に変更し、位相制御器１３から指定されたパイロットサブキャリアのＱチャネルに各位相回転情報を重畳して、各ＯＦＤＭサブキャリアをシリアル−パラレル変換器４ｂに出力する。
【００５４】
シリアル−パラレル変換器４ｂは、各ＯＦＤＭサブキャリアをＯＦＤＭシンボル単位にシリアル信号からパラレル信号に変換し、逆フーリエ変換器５ｂは、パラレル信号に変換された各ＯＦＤＭサブキャリアを、ＯＦＤＭシンボル単位に周波数信号から時間信号に変換してＯＦＤＭシンボルの標本値を生成する。
【００５５】
パラレル−シリアル変換器６ｂは、ＯＦＤＭシンボル単位にパラレル信号からシリアル信号に変換することによりＯＦＤＭシンボルの標本値からＯＦＤＭシンボル要素を生成してバッファ９ｂに蓄積する。
【００５６】
レベル判定器１４は、バッファ９ａ，９ｂに蓄積されているＯＦＤＭシンボル要素のピーク値を検索し、ピーク値の小さい方のＯＦＤＭシンボル要素を選択してガードインターバル付加器１０に出力する。ガードインターバル付加器１０はレベル判定器１４からのＯＦＤＭシンボル要素にガードインターバルを付加してＯＦＤＭシンボルを生成し、ＲＦ送信機１１はＯＦＤＭシンボルとしての複素ベースバンドＯＦＤＭ信号を搬送波帯に変換してアンテナ１２より送信する。
【００５７】
以上のように、この実施の形態２によれば、変調器２から出力された各ＯＦＤＭサブキャリアを２系統に出力し、１つの系統では、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更せずにＯＦＤＭシンボル要素を生成し、他の系統では、変調器２から出力される各ＯＦＤＭサブキャリアの位相を変更してＯＦＤＭシンボル要素を生成し、レベル判定器１４がピーク値の小さい方のＯＦＤＭシンボル要素を選択することにより、平均振幅を大きく越えるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが発生しても、その振幅レベルを抑圧することでＲＦ送信機１１のダイナミックレンジを小さくし、スループットを低下させることなく、低消費電力の無線送信機を実現することができるという効果が得られる。
【００５８】
また、この実施の形態２によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の通信規格による既存の無線送信機に、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧する機能を追加したことにより、既存の無線送信機を生かしつつ、この発明を実施することができる後方互換性を有しているという効果が得られる。
【００５９】
なお、この場合は位相を回転しない系統と回転する系統の２系統について説明したが、図５のような４通りの組み合わせの位相回転の方法を同時に複数の系統（移相器３ｃ，３ｄ・・・、シリアル−パラレル変換器４ｃ，４ｄ・・・、逆フーリエ変換器５ｃ，５ｄ・・・、パラレル−シリアル変換器６ｃ，６ｄ・・・、バッファ９ｃ，９ｄ・・・）として用意して実施した場合、移相回転する系統を最大４系統構成することが可能であり、移相回転しない系統を含めて、最大５系統の変調データを各系統のバッファに蓄積し、その中からレベル判定器１４で最もピークの小さいＯＦＤＭシンボル要素を選択することにより、平均振幅を大きく越えるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが発生しても、その振幅レベルを抑圧することでＲＦ送信機１１のダイナミックレンジを小さくし、スループットを低下させることなく、低消費電力の無線送信機を実現することができるという効果が得られる。
【００６０】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による無線送信機の構成を示すブロック図である。この図１０と実施の形態１の図１と比較すると、図１における移相器３、レベル判定器７、位相制御器８及びバッファ９を削除し、変調器２に変調方式切替情報が入力される点が異なっている。
【００６１】
次に動作について説明する。
ＩＥＥＥ８０２．１１ａのＣＳＭＡ方式による通信規格において、そのパケットのフレーム構成をみると、先頭をプリアンブルとし、次にＳｉｇｎａｌ部、その後ろにデータ部がくるようなパケットフレームになっている。データ部のＯＦＤＭサブキャリア変調方式は、プリアンブルに続くＳｉｇｎａｌ部に重畳された情報により決定され、データ部の先頭から終了までの間、サブキャリアの変調方式が変更されることはない。
【００６２】
そこで、図１０において、変調器２に変調方式切替情報を入力し、ＯＦＤＭシンボル単位を区切りとして変調方式を変更する。そして、パイロットサブキャリアの変調方式を従来のＢＰＳＫからＱＰＳＫに変更しておき、その従来のＢＰＳＫにて使用しているパイロット情報をＱＰＳＫのＩチャネルで伝送し、その直交成分のＱチャネルに変調方式切替情報を重畳して無線受信機に伝送する。
【００６３】
図１１はＯＦＤＭパケットのフレーム構成の一例を示す図である。この例では、最初にプリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）があり、プリアンブルに続く上段がデータサブキャリア、下段がパイロットサブキャリアを示している。
【００６４】
最初の変調方式切替情報により、変調器２はパイロットサブキャリアの変調方式をＢＰＳＫからＱＰＳＫに変更し、データサブキャリアにおける「Ｄａｔａ１」の変調方式を、「Ｄａｔａ０」の変調方式「ＱＰＳＫ」から、変調方式切替情報により指定された「１６ＱＡＭ」に変更し、指定された「１６ＱＡＭ」の変調方式切替情報をパイロットサブキャリアの「ＣＰ１」に重畳している。
【００６５】
また、次の変調方式切替情報により、データサブキャリアにおける「Ｄａｔａ２」の変調方式を、「Ｄａｔａ１」の変調方式「１６ＱＡＭ」から、変調方式切替情報により指定された「６４ＱＡＭ」に変更し、指定された「６４ＱＡＭ」の変調方式切替情報をパイロットサブキャリアの「ＣＰ２」に重畳している。
【００６６】
図１１の例では、変調方式切替情報により、即座にパイロットサブキャリアの変調方式をＢＰＳＫからＱＰＳＫに変更し、データサブキャリアの変調方式を、変調方式切替情報により指定された変調方式に変更しているが、１ＯＦＤＭシンボル単位分だけ遅らせて、パイロットサブキャリアの変調方式とデータサブキャリアの変調方式を変更しても良い。
【００６７】
無線受信機側では、そのパイロットサブキャリアに重畳されている変調方式切替情報に基づいて、データサブキャリアの変調方式を判別し、判別した変調方式によりデータサブキャリアの復調を実施する。
【００６８】
この実施の形態３では、パイロットサブキャリアの変調方式としてＱＰＳＫを使用しているが、伝送情報量の多い２ビット以上の他の変調方式を使用しても良い。
【００６９】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＯＦＤＭを使用した通信方式（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）等におけるＣＳＭＡ方式の無線送信機において、データ伝送中にデータサブキャリアの変調方式を変更し、変更したデータサブキャリアの変調方式の情報を、ＢＰＳＫからＱＰＳＫの変調方式に変更して伝送情報量を増加したパイロットサブキャリアに重畳して無線受信機に伝送することにより、データ伝送中でありながら、ＯＦＤＭサブキャリアの変調方式を変更することが可能であり、パケット送信時間の短縮、ひいてはスループットの改善を実現することができるという効果が得られる。
【００７０】
また、この実施の形態３によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の通信規格による既存の無線送信機に、データサブキャリアの変調方式を変更する機能を追加したことにより、既存の無線送信機を生かしつつ、この発明を実施することができる後方互換性を有しているという効果が得られる。
【００７１】
上記実施の形態１から上記実施の形態３は、ＯＦＤＭの通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａをモデルとしているが、それ以外の複数のサブキャリアを有する通信方式においても適用が可能である。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えているか否かを判定するレベル判定器と、ＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが所定のしきい値を越えている場合に、データサブキャリアの位相を変更する位相回転情報とこの位相回転情報を重畳して伝送するパイロットサブキャリアを指定する位相制御器と、指定された位相回転情報に基づきデータサブキャリアの位相を変更し、指定されたパイロットサブキャリアに位相回転情報を重畳する移相器とを備えたことにより、平均振幅を大きく越えるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルが発生しても、その振幅レベルを抑圧することでダイナミックレンを小さくし、低消費電力の無線送信機を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による無線送信機における各ＯＦＤＭサブキャリアを周波数軸上で示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１による無線送信機におけるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルを抑圧するフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による無線送信機におけるＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルの時間的変化を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による無線送信機における位相制御器による位相制御方法の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１による無線送信機における位相制御器の入出力を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態１による無線送信機における移相器の入出力を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態１による無線送信機におけるフィードバック制御前後のＯＦＤＭシンボル要素の振幅レベルの時間的変化を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２による無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による無線送信機におけるＯＦＤＭパケットのフレーム構成の一例を示す図である。
【図１２】従来の無線送信機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  符号化器、２  変調器、３，３ｂ  移相器、４，４ａ，４ｂ  シリアル−パラレル変換器、５，５ａ，５ｂ  逆フーリエ変換器、６，６ａ，６ｂ  パラレル−シリアル変換器、７  レベル判定器、８  位相制御器、９，９ａ，９ｂ  バッファ、１０  ガードインターバル付加器、１１  ＲＦ送信機、１２  アンテナ、１３  位相制御器、１４  レベル判定器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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