(57)【要約】  マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、受信品質の劣化を低減することができるマルチキャリア通信装置。この装置において、クリッピング歪測定部（１０８）は、中心領域および端領域に含まれるピーク抑圧信号の平均電力（クリッピング歪電力）をそれぞれ算出する。さらに、クリッピング歪測定部（１０８）は、算出したクリッピング歪を用いて、中心領域および端領域ごとに信号電力対クリッピング歪電力比（信号対クリッピング歪比）を算出し、算出した信号対クリッピング歪比をパンクチャ・変調方式選択部（１０９）へ出力する。パンクチャ・変調方式選択部（１０９）は、領域ごとの信号対クリッピング歪比に基づいて、それぞれの領域に重畳される送信データの符号化率、変調方式、又は、電力を選択する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、
前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、
全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、
前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、
を具備するマルチキャリア通信装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
抑圧歪と、符号化率、又は、変調方式の候補とを対応付けた対応テーブルを記憶する記憶手段を具備し、
前記抑圧歪算出手段によって算出された前記各領域の抑圧歪に対応した符号化率、又は、変調方式を前記対応テーブルから読み出すことで、前記各領域における符号化率、又は、変調方式を選択する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項３】
受信品質情報を取得する取得手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、
前記各領域の抑圧歪に加えて、前記受信品質情報を基に、前記各領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を選択する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項４】
前記各領域内において中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくする電力補正手段を、さらに具備する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項５】
サブキャリアごとの所望電力と抑圧歪電力との電力比が一定となるように送信信号の電力を補正する電力補正手段を、さらに具備する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項６】
前記中心領域を、予め決められた数の固定数のサブキャリアで構成する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項７】
前記ピーク電力抑圧手段によって抑圧される抑圧量が大きいほど、前記中心領域を構成するサブキャリア数を増やす
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項８】
送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する工程と、
前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧する工程と、
全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する工程と、
前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する工程と、
を有するマルチキャリア通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法に関し、特に、クリッピングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、周波数選択性フェージングに対する耐性を高めて通信品質を向上させる技術として例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式などのマルチキャリア通信方式が注目されている。【０００３】
マルチキャリア通信方式においては、周波数が異なる複数のサブキャリアを用いて信号が伝送されるが、各サブキャリアの変調信号位相が同位相となる場合、非常に大きなピーク電力を持つことがある。大きなピーク電力は、その信号を増幅する際、ダイナミックレンジが大きく、高い線形性を持つ増幅器が必要となるが、高効率を保ちつつ、高い線形性を持つ増幅器の実現は非常に難しく、マルチキャリア通信方式においては、ピーク電力を低減することが課題となっている。【０００４】
マルチキャリア通信方式におけるピーク電力の抑圧方法としては、従来からピーク成分を強制的にカットするクリッピングを用いた処理が検討されている。例えば特許文献１には、マルチキャリア信号から閾値以上の電力を有するピーク成分を抽出し、このピーク成分に対して振幅制限を設ける方法が開示されている。一般に、ピーク電力の発生確率は電力に応じて指数関数的に減少するため、クリッピング歪による誤り特性の劣化よりも、実効送信電力の増加による誤り特性の改善効果が大きい。このため、この方法によれば、ピーク成分が振幅制限を受けてクリッピング歪が生じ誤り特性が劣化するが、閾値未満の電力成分はクリッピングされず歪みなく増幅されるので、実効送信電力が増加し誤り特性の改善効果が得られる。  
【特許文献１】特開平７−４６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した方法においては、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほど復調特性が必ずしも良好ではないという問題がある。図１は、マルチキャリア信号と振幅制限によりクリッピングされたピーク抑圧信号の周波数特性である。すなわち、図１に示すように、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほどピーク抑圧歪が大きいという特性がある。このため、振幅制限を設けピーク成分を一律にカットすると、中心周波数に近いほど受信特性が劣化してしまうことがある。【０００６】
本発明の目的は、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができるマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア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】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明に係るマルチキャリア通信装置は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、を具備する構成を採る。【０００８】
この構成によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】マルチキャリア信号と振幅制限によりクリッピングされたピーク抑圧信号の周波数特性を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係るクリッピング歪によるサブキャリアのグループ分けを説明するための図
【図４】実施の形態１に係る参照テーブルの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図８】実施の形態の形態４に係る電力補正後のＯＦＤＭ信号およびピーク抑圧信号の周波数特性の一例を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の発明者らは、マルチキャリア信号にピーク抑圧処理を施すと、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほど、ピーク抑圧歪が大きくなるという特性に着目し、ピーク抑圧歪が高いサブキャリアに対して、歪耐性（雑音耐性）のある変調信号を割り当てれば、ピーク抑圧歪の影響を受けやすいサブキャリアにおける誤り率特性が改善すると考え、本発明に至った。【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、マルチキャリア通信の一例として、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアにデータを割り当ててシンボルが生成されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）方式による通信が行われるものとする。【００１３】
（実施の形態１）
図２に本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示す。図２に示すように、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の送信部は、符号化部１０１−１、１０１−２、パンクチャ部１０２−１、１０２−２、変調部１０３−１、１０３−２、サブキャリア多重部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０５、ピーククリッピング部１０６、帯域制限部１０７、クリッピング歪測定部１０８、パンクチャ・変調方式選択部１０９、減算器１１０、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部１１１、および送信部１１２を具備する。【００１４】
なお、本実施の形態においては、ピーク抑圧信号の特性に応じて、サブキャリアを図３に示すように中心サブキャリアを含む予め決められた固定数のサブキャリアからなる領域（Ａ）（以下「中心領域」という）と、中心領域の両側のサブキャリアからなる領域（Ｂ）（以下「端領域」という）の２つに分け、それぞれの領域ごとに異なる符号化変調方式を適用することを想定しているため、パンクチャ部、変調部を２つずつ有する構成としたが、領域分けは２つに限定されない。すなわち、端領域に含まれるサブキャリアをピーク抑圧信号の特性に応じてさらに複数の領域に分けても良く、領域数に応じてパンクチャ部、変調部を設ければ良い。【００１５】
符号化部１０１−１、１０１−２は、２系列の情報データ列（データ１およびデータ２）に対し誤り訂正符号化を施し、パリティビットを付加して、誤り訂正符号化データをパンクチャ部１０２−１、１０２−２へ出力する。【００１６】
パンクチャ部１０２−１、１０２−２は、誤り訂正符号化データに対しパリティビットをパンクチャリングにより間引き、パンクチャリング後のデータを変調部１０３−１、１０３−２へ出力する。【００１７】
変調部１０３−１、１０３−２は、パンクチャリング後のデータに対し変調処理を施し、変調データをサブキャリア多重部１０４へ出力する。【００１８】
サブキャリア多重部１０４は、変調データをＳ／Ｐ（Serial/Parallel：直／並列）変換して各サブキャリアに配置し、配置後の並列データをＩＦＦＴ部１０５へ出力する。【００１９】
ＩＦＦＴ部１０５は、並列データに対し逆高速フーリエ変換を施すことで、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号を生成し、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力する。【００２０】
ピーククリッピング部１０６は、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較を行い、電力が所定の閾値以上であれば閾値を越えた信号、すなわち、時間領域のＯＦＤＭ信号から閾値を減算した信号を帯域制限部１０７出力する。つまり、ピーククリッピング部１０６は、時間領域のＯＦＤＭ信号のうち所定の閾値以上の電力を持つピーク抑圧信号を出力する。なお、電力に替えて、ＯＦＤＭ信号の振幅に対して所定の閾値比較を行っても良い。【００２１】
帯域制限部１０７は、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限を施し、帯域制限されたピーク抑圧信号をクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力する。【００２２】
クリッピング歪測定部１０８は、上述した中心領域および端領域に含まれるピーク抑圧歪（以下「クリッピング歪」ともいう）を測定する。クリッピング歪の算出は、例えば、時間領域のピーク抑圧信号に高速フーリエ変換を施し周波数領域のピーク抑圧信号に変換し、中心領域（または端領域）に属するサブキャリアのピーク抑圧信号電力の平均値を算出する方法や、中心領域（または端領域）を通過帯域とするフィルタを通過させた時間領域のピーク抑圧信号の電力平均を算出するなどの方法を用いる。さらに、クリッピング歪測定部１０８は、算出したクリッピング歪を用いて、中心領域および端領域ごとに信号電力対クリッピング歪電力比（以下「信号対クリッピング歪比」と略記する）を算出する。クリッピング歪測定部１０８は、算出した信号対クリッピング歪比をパンクチャ・変調方式選択部１０９へ出力する。【００２３】
パンクチャ・変調方式選択部１０９は、信号対クリッピング歪比に基づいて、中心領域の符号化率または変調方式を、端領域とは別に選択する。具体的には、パンクチャ・変調方式選択部１０９は、内部に予め信号対クリッピング歪比と、符号化率または変調方式を対応付けた参照テーブルを保持していて、クリッピング歪測定部１０８から出力される信号対クリッピング歪比を参照テーブルに照らし合わせ、符号化率または変調方式を選択する。図４は、参照テーブルの一例で、信号対クリッピング歪比ごとに符号化率と変調方式が設定されている。符号化率または変調方式の具体的な選択の仕方については、後述する。パンクチャ・変調方式選択部１０９は、選択した符号化率または変調方式についての情報をパンクチャ部１０２−１、１０２−２、変調部１０３−１、１０３−２へ出力する。【００２４】
減算器１１０は、時間領域のＯＦＤＭ信号から帯域制限部１０７の出力を減算してピーク信号を除去し、ピーク信号が除去された時間領域のＯＦＤＭ信号をクリッピング歪測定部１０８およびＧＩ付加部１１１へ出力する。【００２５】
ＧＩ付加部１１１は、ピーク信号が除去された時間領域のＯＦＤＭ信号の末端部分を複製してガードインターバルとして先頭に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。【００２６】
送信部１１２は、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して図示しない通信相手へ送信する。【００２７】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。【００２８】
まず、２系列の情報データ列（データ１およびデータ２）は、それぞれ符号化部１０１−１、１０１−２へ出力され、誤り訂正符号化が施され、情報データにパリティビットが付加される。そして、パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化後のパリティビットが間引かれる。このとき、信号対クリッピング歪比に基づいてパンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択された符号化率が用いられて、パリティビットはパンクチャリングされる。【００２９】
そして、変調部１０３−１、１０３−２によって、パンクチャリング後のデータ列に対し変調が施される。このとき、信号対クリッピング歪比に基づいてパンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択された変調方式が用いられる。【００３０】
そして、サブキャリア多重部１０４によって、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置され、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５へ出力される。そして、ＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施されて、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。【００３１】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。【００３２】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。【００３３】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、中心領域および端領域におけるピーク抑圧信号の平均電力がクリッピング歪として別々に算出され、さらに、中心領域および端領域ごとに信号対クリッピング歪比が算出され、信号対クリッピング歪比がパンクチャ・変調方式選択部１０９へ出力される。【００３４】
パンクチャ・変調方式選択部１０９では、信号対クリッピング歪比の結果に応じて、中心領域および端領域に対する符号化率および変調方式の組み合わせが選択される。すなわち、パンクチャ・変調方式選択部１０９の内部には、予め信号対クリッピング歪比と、符号化率または変調方式とが対応付けられた参照テーブルが保持されていて、クリッピング歪測定部１０８から出力される中心領域および端領域の信号対クリッピング歪比が参照テーブルと照らし合わされて、中心領域および端領域の符号化率および変調方式が選択される。例えば、図４のような参照テーブルがパンクチャ・変調方式選択部１０９の内部に保持されていて、信号対クリッピング歪比が１０ｄＢの場合、符号化率としてＲ＝３／４、変調方式としてＱＰＳＫが選択される。【００３５】
なお、参照テーブルには、信号対クリッピング歪比が大きいほど、より雑音耐性の強い符号化率または変調方式が設定されている。すなわち、信号対クリッピング歪比が小さいほど、変調方式が同じ場合は符号化率が小さく、また、符号化率が同じ場合は多値数の小さい変調方式が設定されている。上述したように、ピーク抑圧信号は、中心周波数付近ほどその電力が高く、クリッピングによる抑圧歪の影響が大きいという特性があるため、端領域におけるクリッピング歪に比べ、中心領域におけるクリッピング歪が大きい。したがって、端領域の符号化変調方式に比べ、より雑音耐性の強い符号化率または変調方式の組み合わせが中心領域の符号化変調方式として選択される。【００３６】
これにより、小さい符号化率が選択された場合には、パンクチャリングによるパリティビットの間引き率が小さくなって誤り訂正の効果を改善することができる。また、符号化率が同じであっても、より小さい多値数の変調方式が選択された場合には、信号点間距離が大きくなって雑音の影響を受けにくくなり、この結果、誤り率特性を改善することができる。【００３７】
一方、ピーク抑圧信号は、帯域制限部１０７によるフィルタリングによって帯域制限が施されて、減算器１１０によってＩＦＦＴ部１０５から出力された時間領域のＯＦＤＭ信号から減算され、ＧＩ付加部１１１へ出力される。そして、ＧＩ付加部１１１によって、ガードインターバルが付加されて、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号は送信部１１２およびアンテナを経由して図示せぬ通信相手へ送信される。【００３８】
以上のように、本実施の形態によれば、ピーク抑圧信号の電力が比較的大きい中心領域と、ピーク抑圧信号の電力が比較的小さい端領域におけるそれぞれの領域ごとのクリッピング歪に基づいて、それぞれの領域で用いられる符号化率または変調方式を選択するようにしたので、クリッピング歪の影響を受けやすい中心領域において、端領域に比してより雑音耐性のある符号化率、変調方式の組み合わせが用いられて、結果として、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制し、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。【００３９】
また、自装置におけるクリッピング歪に基づいて中心領域の符号化率または変調方式を選択するため、通信相手に負荷を掛けずに受信品質の劣化を低減することができる符号化変調方式を選択することができる。【００４０】
なお、本実施の形態においては、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって、中心領域、端領域における信号対クリッピング歪比に基づいて、それぞれの領域の符号化率または変調方式を選択する場合について説明したが、端領域における符号化率および変調方式は固定として、中心領域のクリッピング歪に基づいて、中心領域における符号化率または変調方式を選択するようにしても良い。【００４１】
また、本実施の形態においては、中心領域および端領域は予め設定されているものとして説明をしたが、ピーククリッピング部による抑圧量が大きいほど中心領域を広げることにしても良い。つまり、ピーククリッピング部による抑圧量が大きいほど、中心サブキャリアからその両端方向のサブキャリアにクリッピング歪が広がるようになるため、この特性に着目し、抑圧量が大きいほど中心領域を広げることで、抑圧量に応じた歪の広がりに柔軟に対応した符号化率または変調方式の選択を行うことができるようになり、この結果、抑圧量に応じてより的確に誤り耐性を高めることができる。【００４２】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図である。なお、図５の本実施の形態のマルチキャリア通信装置２００において、図２と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図５は、図２に対して、符号化部１０１−２を削除し、分割部２０１を追加した構成を採る。【００４３】
分割部２０１は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化された誤り訂正符号化データ列を２つに分割し、分割した誤り訂正符号化データ列をパンクチャ部１０２−１、１０２−２へ出力する。【００４４】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。【００４５】
まず、情報データ列は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、パリティビットが付加されて誤り訂正符号化データ列が生成される。この誤り訂正符号化データ列は、分割部２０１によって分割されて、パンクチャ部１０１−１、１０１−２へ出力される。以下、分割の方法について具体的に説明する。【００４６】
まず、分割部２０１によって、パンクチャ部１０２−１における符号化率および変調部１０３−１において適用される変調方式と、これらを経由した変調データが割り当てられる端領域に含まれるサブキャリア数とから、端領域においてＯＦＤＭ１シンボル当たりに割り当てられるビット総数が算出される。なお、パンクチャ部１０２−１における符号化率および変調部１０３−１において適用される変調方式は、予め決定されていても良く、また、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択される場合であっても良い。【００４７】
同様に、分割部２０１によって、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択されたパンクチャ部１０２−２において適用される符号化率および変調部１０３−２において適用される変調方式と、これらを経由した変調データが割り当てられる中心領域に含まれるサブキャリア数とから、中心領域においてＯＦＤＭ１シンボル当たりに割り当てられるビット総数が算出される。パンクチャ部１０２−２および変調部１０３−２において適用される符号化率、変調方式に関する情報は、パンクチャ・変調方式選択部１０９から分割部２０１へ通知される。【００４８】
そして、分割部２０１によって、これらビット総数の比に基づいて誤り訂正符号化後のデータ列が２系列に分割されて、分割後の誤り訂正符号化後のデータ列は、それぞれパンクチャ部１０２−１、パンクチャ部１０２−２へ出力される。【００４９】
以後、実施の形態１と同様に、パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化データがパンクチャリングされて、パンクチャリング後のデータに対し、変調部１０３−１、１０３−２によって変調が施されて変調データが生成され、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置される。そして、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。【００５０】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。そして、ピーク抑圧信号は、帯域制限部１０７によるフィルタリングによって帯域制限が施されて、減算器１１０によってＩＦＦＴ部１０５から出力された時間領域のＯＦＤＭ信号から減算され、ＧＩ付加部１１１へ出力される。そして、ＧＩ付加部１１１によって、ガードインターバルが付加されて、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号は送信部１１２およびアンテナを経由して図示せぬ通信相手へ送信される。【００５１】
以上のように、本実施の形態によれば、中心領域と端領域に割り当てられるビット総数に基づいて、１系列の情報データ列を２系列に分割し、分割後の送信データ列に対しそれぞれの領域ごとの符号化率および変調方式を用いたため、すべての情報データ列に対し均一に誤り訂正効果が期待でき、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。【００５２】
また、中心領域と端領域に割り当てられるすべての情報データに対し同一の誤り訂正符号を用いることができるため、ブロック長が長いほど誤り訂正効果が大きい組織符号（例えばターボ符号）を用いた場合には、誤り訂正効果をさらに改善することができる。【００５３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６の本実施の形態のルチキャリア通信装置３００において、図５と共通する構成部分には、図５と同一の符号を付して説明を省略する。図６は、図５に対して、パンクチャ・変調方式選択部１０９を削除し、パンクチャ・変調方式選択部３０２に替え、受信部３０１を追加した構成を採る。【００５４】
受信部３０１は、図示せぬ通信相手から送信されるマルチキャリア信号を受信し、無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施して受信品質情報を取得し、受信品質情報をパンクチャ・変調方式選択部３０２へ出力する。受信品質情報は、例えば、マルチキャリア通信装置３００から送信されたマルチキャリア信号を受信する図示しない通信相手により、キャリアごとの受信品質が測定され、この測定結果が受信品質情報としてマルチキャリア通信装置３００へ報告されている。【００５５】
パンクチャ・変調方式選択部３０２は、信号対クリッピング歪比に加えて、受信品質情報（例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）やＢＥＲ（Bit Error Rate）など）に基づいて、中心領域および端領域に対する符号化率または変調方式の選択を行う。具体的には、パンクチャ・変調方式選択部３０２は、内部に予め信号対クリッピング歪比および受信品質情報と、符号化率または変調方式とを対応付けた参照テーブルを保持していて、クリッピング歪測定部１０８から出力される信号対クリッピング歪比および図示せぬ通信相手から報告された受信品質情報を参照テーブルと照らし合わし、符号化率または変調方式を選択する。このように信号対クリッピング歪比に加えて、受信品質をも考慮して符号化率、変調方式が選択されるため、伝搬路状態を考慮したより的確な符号率および変調方式が選択され、より確実に誤り率特性を改善することができる。【００５６】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。【００５７】
まず、情報データ列は、実施の形態２と同様に、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、パリティビットが付加されて誤り訂正符号化データ列が生成される。この誤り訂正符号化データ列は、分割部２０１によって分割されて、パンクチャ部１０１−１、１０１−２へ出力される。パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化データがパンクチャリングされて、パンクチャリング後のデータに対し、変調部１０３−１、１０３−２によって変調が施されて変調データが生成され、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置される。そして、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。【００５８】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。【００５９】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。【００６０】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、中心領域および端領域におけるピーク抑圧信号の平均電力がクリッピング歪として算出され、さらに、中心領域および端領域ごとに信号対クリッピング歪比が算出され、信号対クリッピング歪比がパンクチャ・変調方式選択部３０２へ出力される。【００６１】
パンクチャ・変調方式選択部３０２では、信号対クリッピング歪比の結果と図示せぬ通信相手から報告された受信品質情報とから、中心領域および端領域に対する符号化率または変調方式が選択される。すなわち、パンクチャ・変調方式選択部３０２の内部には、予め信号対クリッピング歪比および受信品質情報と、符号化率または変調方式とが対応付けられた参照テーブルが保持されていて、クリッピング歪測定部１０８から出力される中心領域または端領域の信号対クリッピング歪比と報告された受信品質情報とが参照テーブルと照らし合わされて、中心領域または端領域の符号化率または変調方式が選択される。【００６２】
以上のように、本実施の形態においては、クリッピング歪に加えて、さらに受信品質に基づいて符号化率および変調方式が選択されるため、伝搬路状態を考慮したより的確な符号化率または変調方式が選択され、より確実に誤り率特性を改善することができる。【００６３】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。なお、図７の本実施の形態のマルチキャリア通信装置４００において、図２と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図７は、図２に対して、符号化部１０１−２、パンクチャ部１０２−２、変調部１０３−２、サブキャリア多重部１０４、および、パンクチャ・変調方式選択部１０９を削除し、Ｓ／Ｐ変換部４０１、電力選択部４０２、および、電力補正部４０３を追加した構成を採る。【００６４】
Ｓ／Ｐ変換部４０１は、変調データをＳ／Ｐ変換して並列データを生成し、生成した並列データを電力補正部４０３へ出力する。【００６５】
電力選択部４０２は、中心領域または端領域におけるクリッピング歪に基づいて、中心サブキャリア、若しくは、端領域のうち中心サブキャリアに最も近いサブキャリアの電力を選択する。【００６６】
電力補正部４０３は、電力選択部４０２によって選択された電力に基づいて、並列データの電力を補正する。図８は、電力補正後のＯＦＤＭ信号とピーク抑圧信号の周波数特性の一例を示す図である。図８に示すように、電力補正部４０３は、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力が大きくなるよう電力を補正する。すなわち、上述したように、中心サブキャリアに近いほどピーク抑圧信号の電力が大きいことから、送信電力を中心サブキャリアに近いほど大きくすることにより、クリッピング歪の影響を受けやすいサブキャリアにおいてゲイン利得が得られ、ピーク電力抑圧による受信品質のへの影響を抑制することが可能となる。電力補正部４０３は、電力補正後の並列データをＩＦＦＴ部１０５へ出力する。【００６７】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。【００６８】
まず、情報データ列は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、誤り訂正符号化後のデータ列は、パンクチャ部１０２−１によってパリティビットが間引かれる。そして、変調部１０３−１によって、パンクチャリング後のデータ列に対し変調が施され変調データが生成され、変調データは、Ｓ／Ｐ変換部４０１へ出力される。【００６９】
そして、変調データは、Ｓ／Ｐ変換部４０１によってＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは、電力補正部４０３に出力される。そして、並列データの電力が電力補正部４０３によって補正され、電力補正後の並列データがＩＦＦＴ部１０５へ出力される。そして、ＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施されて、複数のサブキャリアにそれぞれ電力補正後の並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。【００７０】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。【００７１】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。【００７２】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、ピーク抑圧信号が用いられてクリッピング歪が測定され、電力選択部４０２へ出力される。そして、電力選択部４０２によって、クリッピング歪に基づいてそれぞれの領域内において中心サブキャリアに最も近いサブキャリアの電力が選択され、選択されたそれぞれの領域の電力は電力補正部４０３へ出力される。【００７３】
そして、電力補正部４０３によって、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力が大きくなるよう並列データの電力が補正される。【００７４】
以上のように、本実施の形態においては、クリッピング歪に応じて、中心サブキャリアに近いほど送信電力を大きくする電力補正をするようにしたため、ピーク抑圧信号の電力が大きくクリッピング歪の影響を受けやすい領域における有効信号の電力を大きくすることができる。これにより、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、結果として、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。【００７５】
なお、電力補正部４０３は、サブキャリアごとのクリッピング歪量に応じて、各サブキャリアに割り当てられる並列データの電力を補正しても良い。例えば、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域内のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が一定となるようにそれぞれのサブキャリアに割り当てられる並列データの電力を補正しても良い。これにより、サブキャリアごとにピーク抑圧信号の電力が異なる場合においても、クリッピング歪の影響をピーク抑圧信号の大きさに応じて確実に抑圧することができ、また、ＯＦＤＭ帯域内の誤り訂正効果を均一にすることができる。【００７６】
本発明の第１の態様に係るマルチキャリア通信装置は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、を具備する構成を採る。【００７７】
この構成によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。【００７８】
本発明の第２の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記選択手段は、抑圧歪と、符号化率、又は、変調方式の候補とを対応付けた対応テーブルを記憶する記憶手段を具備し、前記抑圧歪算出手段によって算出された前記各領域の抑圧歪に対応した符号化率、又は、変調方式を前記対応テーブルから読み出すことで、前記各領域における符号化率、又は、変調方式を選択する構成を採る。【００７９】
この構成によれば、予め内部に記憶する対応テーブルに照らし合わせて、符号化率、又は、変調方式を選択するため、抑圧歪の測定結果から、簡単かつ的確に符号化率、又は、変調方式を特定することができる。【００８０】
本発明の第３の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、受信品質情報を取得する取得手段、をさらに具備し、前記選択手段は、前記各領域の抑圧歪に加えて、前記受信品質情報を基に、前記各領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を選択する構成を採る。【００８１】
この構成によれば、受信品質情報に基づいて符号化率、又は、変調方式を選択するので、伝搬路状態を考慮したより的確な符号率、又は、変調方式が選択されることになり、より確実に誤り率特性を改善することができる。【００８２】
本発明の第４の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記各領域内において中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくする電力補正手段を、さらに具備する構成を採る。【００８３】
この構成によれば、中心サブキャリアに近いほどピーク抑圧信号の電力が大きくなるという特性に着目し、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくするため、より確実にピーク抑圧信号による受信品質への影響を抑圧することができる。【００８４】
本発明の第５の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、サブキャリアごとの所望電力と抑圧歪電力との電力比が一定となるように送信信号の電力を補正する電力補正手段を、さらに具備する構成を採る。【００８５】
この構成によれば、すべてのサブキャリアに対し信号電力対歪電力比を一定とするよう送信信号の電力が補正されるため、ＯＦＤＭ信号帯域内の誤り訂正効果を均一にすることができる。【００８６】
本発明の第６の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記中心領域を、予め決められた数の固定数のサブキャリアで構成するようにした。【００８７】
この構成によれば、中心領域を予め決めておくようにしたため、ピーク抑圧信号の周波数特性が一定の場合、中心領域における抑圧歪測定が簡単に行うことができ、かつ、ピーク抑圧信号による受信品質への影響を抑圧することができる。【００８８】
本発明の第７の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記ピーク電力抑圧手段によって抑圧される抑圧量が多いほど、前記中心領域を構成するサブキャリア数を増やすようにした。【００８９】
この構成によれば、ピーク電力抑圧手段による抑圧量が大きいほど、中心サブキャリアからその両方向のサブキャリアに歪が広がる特性に着目し、抑圧量が大きいほど中心領域を広げることで、抑圧量に応じた歪の広がりに柔軟に対応した符号化率、変調方式又は電力の選択を行うことができるようになる。この結果、抑圧量に応じてより的確に誤り耐性を高めることができる。【００９０】
本発明の第８の態様に係るマルチキャリア通信方法は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する工程と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧する工程と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する工程と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する工程と、を有するようにした。【００９１】
この方法によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。【００９２】
本明細書は、２００５年９月２８日出願の特願２００５−２８２４５８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明のマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法は、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができ、例えばクリッピングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法などとして有用である。
【図１】
2007037091.tif 000002
【図２】
2007037091.tif 000003
【図３】
2007037091.tif 000004
【図４】
2007037091.tif 000005
【図５】
2007037091.tif 000006
【図６】
2007037091.tif 000007
【図７】
2007037091.tif 000008
【図８】
2007037091.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月15日(2008.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、
前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、
全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、
前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、
を具備するマルチキャリア通信装置。
【請求項２】
前記選択手段は、
抑圧歪と、符号化率、又は、変調方式の候補とを対応付けた対応テーブルを記憶する記憶手段を具備し、
前記抑圧歪算出手段によって算出された前記各領域の抑圧歪に対応した符号化率、又は、変調方式を前記対応テーブルから読み出すことで、前記各領域における符号化率、又は、変調方式を選択する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項３】
受信品質情報を取得する取得手段、をさらに具備し、
前記選択手段は、
前記各領域の抑圧歪に加えて、前記受信品質情報を基に、前記各領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を選択する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項４】
前記各領域内において中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくする電力補正手段を、さらに具備する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項５】
サブキャリアごとの所望電力と抑圧歪電力との電力比が一定となるように送信信号の電力を補正する電力補正手段を、さらに具備する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項６】
前記中心領域を、予め決められた数の固定数のサブキャリアで構成する
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項７】
前記ピーク電力抑圧手段によって抑圧される抑圧量が大きいほど、前記中心領域を構成するサブキャリア数を増やす
請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
【請求項８】
送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する工程と、
前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧する工程と、
全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する工程と、
前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する工程と、
を有するマルチキャリア通信方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法に関し、特に、クリッピングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、周波数選択性フェージングに対する耐性を高めて通信品質を向上させる技術として例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式などのマルチキャリア通信方式が注目されている。
【０００３】
マルチキャリア通信方式においては、周波数が異なる複数のサブキャリアを用いて信号が伝送されるが、各サブキャリアの変調信号位相が同位相となる場合、非常に大きなピーク電力を持つことがある。大きなピーク電力は、その信号を増幅する際、ダイナミックレンジが大きく、高い線形性を持つ増幅器が必要となるが、高効率を保ちつつ、高い線形性を持つ増幅器の実現は非常に難しく、マルチキャリア通信方式においては、ピーク電力を低減することが課題となっている。
【０００４】
マルチキャリア通信方式におけるピーク電力の抑圧方法としては、従来からピーク成分を強制的にカットするクリッピングを用いた処理が検討されている。例えば特許文献１には、マルチキャリア信号から閾値以上の電力を有するピーク成分を抽出し、このピーク成分に対して振幅制限を設ける方法が開示されている。一般に、ピーク電力の発生確率は電力に応じて指数関数的に減少するため、クリッピング歪による誤り特性の劣化よりも、実効送信電力の増加による誤り特性の改善効果が大きい。このため、この方法によれば、ピーク成分が振幅制限を受けてクリッピング歪が生じ誤り特性が劣化するが、閾値未満の電力成分はクリッピングされず歪みなく増幅されるので、実効送信電力が増加し誤り特性の改善効果が得られる。  
【特許文献１】特開平７−４６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した方法においては、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほど復調特性が必ずしも良好ではないという問題がある。図１は、マルチキャリア信号と振幅制限によりクリッピングされたピーク抑圧信号の周波数特性である。すなわち、図１に示すように、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほどピーク抑圧歪が大きいという特性がある。このため、振幅制限を設けピーク成分を一律にカットすると、中心周波数に近いほど受信特性が劣化してしまうことがある。
【０００６】
本発明の目的は、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができるマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア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】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明に係るマルチキャリア通信装置は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力
を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【０００８】
この構成によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の発明者らは、マルチキャリア信号にピーク抑圧処理を施すと、マルチキャリア信号の中心周波数に近いほど、ピーク抑圧歪が大きくなるという特性に着目し、ピーク抑圧歪が高いサブキャリアに対して、歪耐性（雑音耐性）のある変調信号を割り当てれば、ピーク抑圧歪の影響を受けやすいサブキャリアにおける誤り率特性が改善すると考え、本発明に至った。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、マルチキャリア通信の一例として、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアにデータを割り当ててシンボルが生成されるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）方式による通信が行われるものとする。
【００１２】
（実施の形態１）
図２に本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示す
。図２に示すように、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の送信部は、符号化部１０１−１、１０１−２、パンクチャ部１０２−１、１０２−２、変調部１０３−１、１０３−２、サブキャリア多重部１０４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０５、ピーククリッピング部１０６、帯域制限部１０７、クリッピング歪測定部１０８、パンクチャ・変調方式選択部１０９、減算器１１０、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）付加部１１１、および送信部１１２を具備する。
【００１３】
なお、本実施の形態においては、ピーク抑圧信号の特性に応じて、サブキャリアを図３に示すように中心サブキャリアを含む予め決められた固定数のサブキャリアからなる領域（Ａ）（以下「中心領域」という）と、中心領域の両側のサブキャリアからなる領域（Ｂ）（以下「端領域」という）の２つに分け、それぞれの領域ごとに異なる符号化変調方式を適用することを想定しているため、パンクチャ部、変調部を２つずつ有する構成としたが、領域分けは２つに限定されない。すなわち、端領域に含まれるサブキャリアをピーク抑圧信号の特性に応じてさらに複数の領域に分けても良く、領域数に応じてパンクチャ部、変調部を設ければ良い。
【００１４】
符号化部１０１−１、１０１−２は、２系列の情報データ列（データ１およびデータ２）に対し誤り訂正符号化を施し、パリティビットを付加して、誤り訂正符号化データをパンクチャ部１０２−１、１０２−２へ出力する。
【００１５】
パンクチャ部１０２−１、１０２−２は、誤り訂正符号化データに対しパリティビットをパンクチャリングにより間引き、パンクチャリング後のデータを変調部１０３−１、１０３−２へ出力する。
【００１６】
変調部１０３−１、１０３−２は、パンクチャリング後のデータに対し変調処理を施し、変調データをサブキャリア多重部１０４へ出力する。
【００１７】
サブキャリア多重部１０４は、変調データをＳ／Ｐ（Serial/Parallel：直／並列）変換して各サブキャリアに配置し、配置後の並列データをＩＦＦＴ部１０５へ出力する。
【００１８】
ＩＦＦＴ部１０５は、並列データに対し逆高速フーリエ変換を施すことで、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号を生成し、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力する。
【００１９】
ピーククリッピング部１０６は、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較を行い、電力が所定の閾値以上であれば閾値を越えた信号、すなわち、時間領域のＯＦＤＭ信号から閾値を減算した信号を帯域制限部１０７出力する。つまり、ピーククリッピング部１０６は、時間領域のＯＦＤＭ信号のうち所定の閾値以上の電力を持つピーク抑圧信号を出力する。なお、電力に替えて、ＯＦＤＭ信号の振幅に対して所定の閾値比較を行っても良い。
【００２０】
帯域制限部１０７は、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限を施し、帯域制限されたピーク抑圧信号をクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力する。
【００２１】
クリッピング歪測定部１０８は、上述した中心領域および端領域に含まれるピーク抑圧歪（以下「クリッピング歪」ともいう）を測定する。クリッピング歪の算出は、例えば、時間領域のピーク抑圧信号に高速フーリエ変換を施し周波数領域のピーク抑圧信号に変換し、中心領域（または端領域）に属するサブキャリアのピーク抑圧信号電力の平均値を算出する方法や、中心領域（または端領域）を通過帯域とするフィルタを通過させた時間領
域のピーク抑圧信号の電力平均を算出するなどの方法を用いる。さらに、クリッピング歪測定部１０８は、算出したクリッピング歪を用いて、中心領域および端領域ごとに信号電力対クリッピング歪電力比（以下「信号対クリッピング歪比」と略記する）を算出する。クリッピング歪測定部１０８は、算出した信号対クリッピング歪比をパンクチャ・変調方式選択部１０９へ出力する。
【００２２】
パンクチャ・変調方式選択部１０９は、信号対クリッピング歪比に基づいて、中心領域の符号化率または変調方式を、端領域とは別に選択する。具体的には、パンクチャ・変調方式選択部１０９は、内部に予め信号対クリッピング歪比と、符号化率または変調方式を対応付けた参照テーブルを保持していて、クリッピング歪測定部１０８から出力される信号対クリッピング歪比を参照テーブルに照らし合わせ、符号化率または変調方式を選択する。図４は、参照テーブルの一例で、信号対クリッピング歪比ごとに符号化率と変調方式が設定されている。符号化率または変調方式の具体的な選択の仕方については、後述する。パンクチャ・変調方式選択部１０９は、選択した符号化率または変調方式についての情報をパンクチャ部１０２−１、１０２−２、変調部１０３−１、１０３−２へ出力する。
【００２３】
減算器１１０は、時間領域のＯＦＤＭ信号から帯域制限部１０７の出力を減算してピーク信号を除去し、ピーク信号が除去された時間領域のＯＦＤＭ信号をクリッピング歪測定部１０８およびＧＩ付加部１１１へ出力する。
【００２４】
ＧＩ付加部１１１は、ピーク信号が除去された時間領域のＯＦＤＭ信号の末端部分を複製してガードインターバルとして先頭に付加してＯＦＤＭ信号を生成する。
【００２５】
送信部１１２は、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して図示しない通信相手へ送信する。
【００２６】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。
【００２７】
まず、２系列の情報データ列（データ１およびデータ２）は、それぞれ符号化部１０１−１、１０１−２へ出力され、誤り訂正符号化が施され、情報データにパリティビットが付加される。そして、パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化後のパリティビットが間引かれる。このとき、信号対クリッピング歪比に基づいてパンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択された符号化率が用いられて、パリティビットはパンクチャリングされる。
【００２８】
そして、変調部１０３−１、１０３−２によって、パンクチャリング後のデータ列に対し変調が施される。このとき、信号対クリッピング歪比に基づいてパンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択された変調方式が用いられる。
【００２９】
そして、サブキャリア多重部１０４によって、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置され、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５へ出力される。そして、ＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施されて、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。
【００３０】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。
【００３１】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。
【００３２】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、中心領域および端領域におけるピーク抑圧信号の平均電力がクリッピング歪として別々に算出され、さらに、中心領域および端領域ごとに信号対クリッピング歪比が算出され、信号対クリッピング歪比がパンクチャ・変調方式選択部１０９へ出力される。
【００３３】
パンクチャ・変調方式選択部１０９では、信号対クリッピング歪比の結果に応じて、中心領域および端領域に対する符号化率および変調方式の組み合わせが選択される。すなわち、パンクチャ・変調方式選択部１０９の内部には、予め信号対クリッピング歪比と、符号化率または変調方式とが対応付けられた参照テーブルが保持されていて、クリッピング歪測定部１０８から出力される中心領域および端領域の信号対クリッピング歪比が参照テーブルと照らし合わされて、中心領域および端領域の符号化率および変調方式が選択される。例えば、図４のような参照テーブルがパンクチャ・変調方式選択部１０９の内部に保持されていて、信号対クリッピング歪比が１０ｄＢの場合、符号化率としてＲ＝３／４、変調方式としてＱＰＳＫが選択される。
【００３４】
なお、参照テーブルには、信号対クリッピング歪比が大きいほど、より雑音耐性の強い符号化率または変調方式が設定されている。すなわち、信号対クリッピング歪比が小さいほど、変調方式が同じ場合は符号化率が小さく、また、符号化率が同じ場合は多値数の小さい変調方式が設定されている。上述したように、ピーク抑圧信号は、中心周波数付近ほどその電力が高く、クリッピングによる抑圧歪の影響が大きいという特性があるため、端領域におけるクリッピング歪に比べ、中心領域におけるクリッピング歪が大きい。したがって、端領域の符号化変調方式に比べ、より雑音耐性の強い符号化率または変調方式の組み合わせが中心領域の符号化変調方式として選択される。
【００３５】
これにより、小さい符号化率が選択された場合には、パンクチャリングによるパリティビットの間引き率が小さくなって誤り訂正の効果を改善することができる。また、符号化率が同じであっても、より小さい多値数の変調方式が選択された場合には、信号点間距離が大きくなって雑音の影響を受けにくくなり、この結果、誤り率特性を改善することができる。
【００３６】
一方、ピーク抑圧信号は、帯域制限部１０７によるフィルタリングによって帯域制限が施されて、減算器１１０によってＩＦＦＴ部１０５から出力された時間領域のＯＦＤＭ信号から減算され、ＧＩ付加部１１１へ出力される。そして、ＧＩ付加部１１１によって、ガードインターバルが付加されて、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号は送信部１１２およびアンテナを経由して図示せぬ通信相手へ送信される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、ピーク抑圧信号の電力が比較的大きい中心領域と、ピーク抑圧信号の電力が比較的小さい端領域におけるそれぞれの領域ごとのクリッピング歪に基づいて、それぞれの領域で用いられる符号化率または変調方式を選択するようにしたので、クリッピング歪の影響を受けやすい中心領域において、端領域に比してより雑音耐性のある符号化率、変調方式の組み合わせが用いられて、結果として、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制し、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。
【００３８】
また、自装置におけるクリッピング歪に基づいて中心領域の符号化率または変調方式を選択するため、通信相手に負荷を掛けずに受信品質の劣化を低減することができる符号化
変調方式を選択することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって、中心領域、端領域における信号対クリッピング歪比に基づいて、それぞれの領域の符号化率または変調方式を選択する場合について説明したが、端領域における符号化率および変調方式は固定として、中心領域のクリッピング歪に基づいて、中心領域における符号化率または変調方式を選択するようにしても良い。
【００４０】
また、本実施の形態においては、中心領域および端領域は予め設定されているものとして説明をしたが、ピーククリッピング部による抑圧量が大きいほど中心領域を広げることにしても良い。つまり、ピーククリッピング部による抑圧量が大きいほど、中心サブキャリアからその両端方向のサブキャリアにクリッピング歪が広がるようになるため、この特性に着目し、抑圧量が大きいほど中心領域を広げることで、抑圧量に応じた歪の広がりに柔軟に対応した符号化率または変調方式の選択を行うことができるようになり、この結果、抑圧量に応じてより的確に誤り耐性を高めることができる。
【００４１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図である。なお、図５の本実施の形態のマルチキャリア通信装置２００において、図２と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図５は、図２に対して、符号化部１０１−２を削除し、分割部２０１を追加した構成を採る。
【００４２】
分割部２０１は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化された誤り訂正符号化データ列を２つに分割し、分割した誤り訂正符号化データ列をパンクチャ部１０２−１、１０２−２へ出力する。
【００４３】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。
【００４４】
まず、情報データ列は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、パリティビットが付加されて誤り訂正符号化データ列が生成される。この誤り訂正符号化データ列は、分割部２０１によって分割されて、パンクチャ部１０１−１、１０１−２へ出力される。以下、分割の方法について具体的に説明する。
【００４５】
まず、分割部２０１によって、パンクチャ部１０２−１における符号化率および変調部１０３−１において適用される変調方式と、これらを経由した変調データが割り当てられる端領域に含まれるサブキャリア数とから、端領域においてＯＦＤＭ１シンボル当たりに割り当てられるビット総数が算出される。なお、パンクチャ部１０２−１における符号化率および変調部１０３−１において適用される変調方式は、予め決定されていても良く、また、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択される場合であっても良い。
【００４６】
同様に、分割部２０１によって、パンクチャ・変調方式選択部１０９によって選択されたパンクチャ部１０２−２において適用される符号化率および変調部１０３−２において適用される変調方式と、これらを経由した変調データが割り当てられる中心領域に含まれるサブキャリア数とから、中心領域においてＯＦＤＭ１シンボル当たりに割り当てられるビット総数が算出される。パンクチャ部１０２−２および変調部１０３−２において適用される符号化率、変調方式に関する情報は、パンクチャ・変調方式選択部１０９から分割部２０１へ通知される。
【００４７】
そして、分割部２０１によって、これらビット総数の比に基づいて誤り訂正符号化後のデータ列が２系列に分割されて、分割後の誤り訂正符号化後のデータ列は、それぞれパン
クチャ部１０２−１、パンクチャ部１０２−２へ出力される。
【００４８】
以後、実施の形態１と同様に、パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化データがパンクチャリングされて、パンクチャリング後のデータに対し、変調部１０３−１、１０３−２によって変調が施されて変調データが生成され、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置される。そして、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。
【００４９】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。そして、ピーク抑圧信号は、帯域制限部１０７によるフィルタリングによって帯域制限が施されて、減算器１１０によってＩＦＦＴ部１０５から出力された時間領域のＯＦＤＭ信号から減算され、ＧＩ付加部１１１へ出力される。そして、ＧＩ付加部１１１によって、ガードインターバルが付加されて、ガードインターバル付加後のＯＦＤＭ信号は送信部１１２およびアンテナを経由して図示せぬ通信相手へ送信される。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、中心領域と端領域に割り当てられるビット総数に基づいて、１系列の情報データ列を２系列に分割し、分割後の送信データ列に対しそれぞれの領域ごとの符号化率および変調方式を用いたため、すべての情報データ列に対し均一に誤り訂正効果が期待でき、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。
【００５１】
また、中心領域と端領域に割り当てられるすべての情報データに対し同一の誤り訂正符号を用いることができるため、ブロック長が長いほど誤り訂正効果が大きい組織符号（例えばターボ符号）を用いた場合には、誤り訂正効果をさらに改善することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６の本実施の形態のルチキャリア通信装置３００において、図５と共通する構成部分には、図５と同一の符号を付して説明を省略する。図６は、図５に対して、パンクチャ・変調方式選択部１０９を削除し、パンクチャ・変調方式選択部３０２に替え、受信部３０１を追加した構成を採る。
【００５３】
受信部３０１は、図示せぬ通信相手から送信されるマルチキャリア信号を受信し、無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を施して受信品質情報を取得し、受信品質情報をパンクチャ・変調方式選択部３０２へ出力する。受信品質情報は、例えば、マルチキャリア通信装置３００から送信されたマルチキャリア信号を受信する図示しない通信相手により、キャリアごとの受信品質が測定され、この測定結果が受信品質情報としてマルチキャリア通信装置３００へ報告されている。
【００５４】
パンクチャ・変調方式選択部３０２は、信号対クリッピング歪比に加えて、受信品質情報（例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）やＢＥＲ（Bit Error Rate）など）に基づいて、中心領域および端領域に対する符号化率または変調方式の選択を行う。具体的には、パンクチャ・変調方式選択部３０２は、内部に予め信号対クリッピング歪比および受信品質情報と、符号化率または変調方式とを対応付けた参照テーブルを保持していて、クリッピング歪測定部１０８から出力される信号対クリッピング歪比および図示せぬ通信相手から報告された受信品質情報を参照テーブルと照らし合わし、符号化率または変調
方式を選択する。このように信号対クリッピング歪比に加えて、受信品質をも考慮して符号化率、変調方式が選択されるため、伝搬路状態を考慮したより的確な符号率および変調方式が選択され、より確実に誤り率特性を改善することができる。
【００５５】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。
【００５６】
まず、情報データ列は、実施の形態２と同様に、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、パリティビットが付加されて誤り訂正符号化データ列が生成される。この誤り訂正符号化データ列は、分割部２０１によって分割されて、パンクチャ部１０１−１、１０１−２へ出力される。パンクチャ部１０２−１、１０２−２によって、誤り訂正符号化データがパンクチャリングされて、パンクチャリング後のデータに対し、変調部１０３−１、１０３−２によって変調が施されて変調データが生成され、変調データはＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは対応するサブキャリアに配置される。そして、配置後の並列データはＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施され、複数のサブキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。
【００５７】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。
【００５８】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。
【００５９】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、中心領域および端領域におけるピーク抑圧信号の平均電力がクリッピング歪として算出され、さらに、中心領域および端領域ごとに信号対クリッピング歪比が算出され、信号対クリッピング歪比がパンクチャ・変調方式選択部３０２へ出力される。
【００６０】
パンクチャ・変調方式選択部３０２では、信号対クリッピング歪比の結果と図示せぬ通信相手から報告された受信品質情報とから、中心領域および端領域に対する符号化率または変調方式が選択される。すなわち、パンクチャ・変調方式選択部３０２の内部には、予め信号対クリッピング歪比および受信品質情報と、符号化率または変調方式とが対応付けられた参照テーブルが保持されていて、クリッピング歪測定部１０８から出力される中心領域または端領域の信号対クリッピング歪比と報告された受信品質情報とが参照テーブルと照らし合わされて、中心領域または端領域の符号化率または変調方式が選択される。
【００６１】
以上のように、本実施の形態においては、クリッピング歪に加えて、さらに受信品質に基づいて符号化率および変調方式が選択されるため、伝搬路状態を考慮したより的確な符号化率または変調方式が選択され、より確実に誤り率特性を改善することができる。
【００６２】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の送信部の構成を示すブロック図である。なお、図７の本実施の形態のマルチキャリア通信装置４００において、図２と共通する構成部分には、図２と同一の符号を付して説明を省略する。図７は、図２に対して、符号化部１０１−２、パンクチャ部１０２−２、変調部１０３−２、サブキャリア多重部１０４、および、パンクチャ・変調方式選択部１０９を削除し、Ｓ／Ｐ変換部４０１、電力選択部４０２、および、電力補正部４０３を追加した構成を採る。
【００６３】
Ｓ／Ｐ変換部４０１は、変調データをＳ／Ｐ変換して並列データを生成し、生成した並列データを電力補正部４０３へ出力する。
【００６４】
電力選択部４０２は、中心領域または端領域におけるクリッピング歪に基づいて、中心サブキャリア、若しくは、端領域のうち中心サブキャリアに最も近いサブキャリアの電力を選択する。
【００６５】
電力補正部４０３は、電力選択部４０２によって選択された電力に基づいて、並列データの電力を補正する。図８は、電力補正後のＯＦＤＭ信号とピーク抑圧信号の周波数特性の一例を示す図である。図８に示すように、電力補正部４０３は、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力が大きくなるよう電力を補正する。すなわち、上述したように、中心サブキャリアに近いほどピーク抑圧信号の電力が大きいことから、送信電力を中心サブキャリアに近いほど大きくすることにより、クリッピング歪の影響を受けやすいサブキャリアにおいてゲイン利得が得られ、ピーク電力抑圧による受信品質のへの影響を抑制することが可能となる。電力補正部４０３は、電力補正後の並列データをＩＦＦＴ部１０５へ出力する。
【００６６】
次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。
【００６７】
まず、情報データ列は、符号化部１０１−１によって誤り訂正符号化が施され、誤り訂正符号化後のデータ列は、パンクチャ部１０２−１によってパリティビットが間引かれる。そして、変調部１０３−１によって、パンクチャリング後のデータ列に対し変調が施され変調データが生成され、変調データは、Ｓ／Ｐ変換部４０１へ出力される。
【００６８】
そして、変調データは、Ｓ／Ｐ変換部４０１によってＳ／Ｐ変換され、Ｓ／Ｐ変換後の並列データは、電力補正部４０３に出力される。そして、並列データの電力が電力補正部４０３によって補正され、電力補正後の並列データがＩＦＦＴ部１０５へ出力される。そして、ＩＦＦＴ部１０５によって、逆高速フーリエ変換が施されて、複数のサブキャリアにそれぞれ電力補正後の並列データが重畳された時間領域のＯＦＤＭ信号が生成され、ピーククリッピング部１０６および減算器１１０へ出力される。
【００６９】
そして、ピーククリッピング部１０６によって、時間領域のＯＦＤＭ信号の電力に対して所定の閾値比較が行われ、電力が所定の閾値以上のピーク抑圧信号、すなわち、ＯＦＤＭ信号から所定の閾値が減算された信号が帯域制限部１０７へ出力される。
【００７０】
そして、帯域制限部１０７によって、ピーク抑圧信号に対してフィルタリングによる帯域制限が施され、帯域制限されたピーク抑圧信号はクリッピング歪測定部１０８および減算器１１０へ出力される。
【００７１】
そして、クリッピング歪測定部１０８によって、ピーク抑圧信号が用いられてクリッピング歪が測定され、電力選択部４０２へ出力される。そして、電力選択部４０２によって、クリッピング歪に基づいてそれぞれの領域内において中心サブキャリアに最も近いサブキャリアの電力が選択され、選択されたそれぞれの領域の電力は電力補正部４０３へ出力される。
【００７２】
そして、電力補正部４０３によって、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力が大きくなるよう並列データの電力が補正される。
【００７３】
以上のように、本実施の形態においては、クリッピング歪に応じて、中心サブキャリアに近いほど送信電力を大きくする電力補正をするようにしたため、ピーク抑圧信号の電力
が大きくクリッピング歪の影響を受けやすい領域における有効信号の電力を大きくすることができる。これにより、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、結果として、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。
【００７４】
なお、電力補正部４０３は、サブキャリアごとのクリッピング歪量に応じて、各サブキャリアに割り当てられる並列データの電力を補正しても良い。例えば、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域内のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が一定となるようにそれぞれのサブキャリアに割り当てられる並列データの電力を補正しても良い。これにより、サブキャリアごとにピーク抑圧信号の電力が異なる場合においても、クリッピング歪の影響をピーク抑圧信号の大きさに応じて確実に抑圧することができ、また、ＯＦＤＭ帯域内の誤り訂正効果を均一にすることができる。
【００７５】
本発明の第１の態様に係るマルチキャリア通信装置は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧するピーク電力抑圧手段と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する抑圧歪算出手段と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
【００７６】
この構成によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。
【００７７】
本発明の第２の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記選択手段は、抑圧歪と、符号化率、又は、変調方式の候補とを対応付けた対応テーブルを記憶する記憶手段を具備し、前記抑圧歪算出手段によって算出された前記各領域の抑圧歪に対応した符号化率、又は、変調方式を前記対応テーブルから読み出すことで、前記各領域における符号化率、又は、変調方式を選択する構成を採る。
【００７８】
この構成によれば、予め内部に記憶する対応テーブルに照らし合わせて、符号化率、又は、変調方式を選択するため、抑圧歪の測定結果から、簡単かつ的確に符号化率、又は、変調方式を特定することができる。
【００７９】
本発明の第３の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、受信品質情報を取得する取得手段、をさらに具備し、前記選択手段は、前記各領域の抑圧歪に加えて、前記受信品質情報を基に、前記各領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を選択する構成を採る。
【００８０】
この構成によれば、受信品質情報に基づいて符号化率、又は、変調方式を選択するので、伝搬路状態を考慮したより的確な符号率、又は、変調方式が選択されることになり、より確実に誤り率特性を改善することができる。
【００８１】
本発明の第４の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記各領域内において中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくする電力補正手段を、さらに具備する構成を採る。
【００８２】
この構成によれば、中心サブキャリアに近いほどピーク抑圧信号の電力が大きくなるという特性に着目し、中心サブキャリアに近いほど送信信号の電力を大きくするため、より確実にピーク抑圧信号による受信品質への影響を抑圧することができる。
【００８３】
本発明の第５の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、サブキャリアごとの所望電力と抑圧歪電力との電力比が一定となるように送信信号の電力を補正する電力補正手段を、さらに具備する構成を採る。
【００８４】
この構成によれば、すべてのサブキャリアに対し信号電力対歪電力比を一定とするよう送信信号の電力が補正されるため、ＯＦＤＭ信号帯域内の誤り訂正効果を均一にすることができる。
【００８５】
本発明の第６の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記中心領域を、予め決められた数の固定数のサブキャリアで構成するようにした。
【００８６】
この構成によれば、中心領域を予め決めておくようにしたため、ピーク抑圧信号の周波数特性が一定の場合、中心領域における抑圧歪測定が簡単に行うことができ、かつ、ピーク抑圧信号による受信品質への影響を抑圧することができる。
【００８７】
本発明の第７の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記ピーク電力抑圧手段によって抑圧される抑圧量が多いほど、前記中心領域を構成するサブキャリア数を増やすようにした。
【００８８】
この構成によれば、ピーク電力抑圧手段による抑圧量が大きいほど、中心サブキャリアからその両方向のサブキャリアに歪が広がる特性に着目し、抑圧量が大きいほど中心領域を広げることで、抑圧量に応じた歪の広がりに柔軟に対応した符号化率、変調方式又は電力の選択を行うことができるようになる。この結果、抑圧量に応じてより的確に誤り耐性を高めることができる。
【００８９】
本発明の第８の態様に係るマルチキャリア通信方法は、送信信号を複数のサブキャリアに重畳してマルチキャリア信号を生成する工程と、前記マルチキャリア信号に現れる所定値以上の電力を抑圧する工程と、全サブキャリアを、中心サブキャリアを含む中心領域と、当該中心領域の両側の端領域とに分け、ピーク電力を抑圧されたマルチキャリア信号の抑圧歪を、前記中心領域と前記端領域とで別々に算出する工程と、前記中心領域に重畳される送信信号の符号化率、変調方式、又は、電力を、前記中心領域の抑圧歪に基づいて、前記端領域とは別に選択する工程と、を有するようにした。
【００９０】
この方法によれば、端領域に比して中心領域でより大きな抑圧歪が算出され、この結果、中心領域に重畳される送信信号について、端領域で重畳される送信信号よりも誤り耐性の強い符号化率、変調方式又は電力が選択される。すなわち、中心領域と端領域に分けて、符号化率、変調方式又は電力を選択したことで、実際の抑圧歪の出現特性に合った符号化率選択、変調方式選択又は電力選択処理を行うことができ、不必要に伝送速度を低下させたり送信電力を増加させることなく、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができる。さらに、１つ１つのサブキャリアについての抑圧歪に基づいて、１つ１つのサブキャリアの符号化率、変調方式又は電力を選択する場合と比較して、大幅に処理を簡単化できる。
【００９１】
本明細書は、２００５年９月２８日出願の特願２００５−２８２４５８に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明のマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法は、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、ピーク電力抑圧による受信品質の劣化を低減することができ、例えばクリッピングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびマルチキャリア通信方法などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】マルチキャリア信号と振幅制限によりクリッピングされたピーク抑圧信号の周波数特性を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係るクリッピング歪によるサブキャリアのグループ分けを説明するための図
【図４】実施の形態１に係る参照テーブルの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の送信部の要部構成を示すブロック図
【図８】実施の形態の形態４に係る電力補正後のＯＦＤＭ信号およびピーク抑圧信号の周波数特性の一例を示す図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007037091.tif 000010
【図２】
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【図３】
2007037091.tif 000012
【図４】
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【図５】
2007037091.tif 000014
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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