(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ通信において、受信時の無駄なＦＦＴ動作を省いて、ＦＦＴ演算により消費される電力を低減すること。【解決手段】出力端子３４０は、出力端子３４０が有する複数のバタフライ演算部の少なくとも１つから、基地局から割当てられた特定のサブキャリアデータが取出す。第１ノード３２０、第２ノード３３０及び出力端子３４０のバタフライ演算部は、それぞれ、特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算部のみをバタフライ演算させる。これにより、バタフライ演算器３００における無駄なバタフライ演算を省略する。【選択図】図３
2007221596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、
前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第１の中間ノードと、
前記第１の中間ノードの出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２の中間ノードと、
前記第２の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子と、
前記入力端子に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを供給する並替手段とを備え、
前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記出力端子の前記複数のバタフライ演算部の少なくとも一つから特定のサブキャリアデータを取出すことを特徴とする高速フーリエ変換装置。
【請求項２】
前記第１の中間ノード、前記第２の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算部のみをバタフライ演算させることを特徴とする請求項１記載の高速フーリエ変換装置。
【請求項３】
前記第１の中間ノード、前記第２の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算部以外のバタフライ演算を禁止することを特徴とする請求項１記載の高速フーリエ変換装置。
【請求項４】
前記出力端子の前記複数のバタフライ演算部のうち、前記特定のサブキャリアデータを取出すバタフライ演算部は、互いに隣接するバタフライ演算部であることを特徴とする請求項１記載の高速フーリエ変換装置。
【請求項５】
第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、
前記入力端子に入力するサンプリングデータの数に対応して設けられ、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数の中間ノードと、
前記複数の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子と、
前記入力端子に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを供給する並替手段とを備え、
前記複数の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたデータを特定のサブキャリアデータとして前記出力端子から取出すことを特徴とする高速フーリエ変換装置。
【請求項６】
前記複数の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算部のみをバタフライ演算させることを特徴とする請求項５記載の高速フーリエ変換装置。
【請求項７】
前記出力端子からの前記特定のサブキャリアデータの取出しは、前記複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたサブキャリアデータをヌルにすることを特徴とする請求項５記載の高速フーリエ変換装置。
【請求項８】
特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を端末局に対して送信する基地局と、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出す端末局とを備えるＯＦＤＭ通信装置であって、
前記基地局は、
前記端末局に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段を備え、
前記端末局は、
第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、
前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第１の中間ノードと、
前記第１の中間ノードの出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２の中間ノードと、
前記第２の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子とを備え、
前記基地局から前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記出力端子の前記複数のバタフライ演算部の少なくとも一つから前記特定のサブキャリアデータを取出すことを特徴とするＯＦＤＭ通信装置。
【請求項９】
特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を端末局に対して送信する基地局と、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出す端末局とを備えるＯＦＤＭ通信装置であって、
前記基地局は、
前記端末局に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段を備え、
前記端末局は、
第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、
前記入力端子に入力するサンプリングデータの数に対応して設けられ、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数の中間ノードと、
前記複数の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子とを備え、
前記複数の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたデータを前記特定のサブキャリアデータとして前記出力端子から取出すことを特徴とするＯＦＤＭ通信装置。
【請求項１０】
特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を基地局から端末局に対して送信し、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出すＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法であって、
前記基地局では、
前記端末局に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てるステップを有し、
前記端末局では、
前記基地局から送信された第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力するステップと、
前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算する第１のバタフライ演算を行うステップと、
前記第１のバタフライ演算の出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２のバタフライ演算を行うステップと、
前記第２のバタフライ演算の出力側で、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算を行うステップとを有し、
前記基地局から前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記複数のバタフライ演算の少なくとも一つから前記特定のサブキャリアデータを取出すことを特徴とするＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法。
【請求項１１】
前記バタフライ演算ステップでは、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算のみを実行することを特徴とする請求項１０記載のＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法。
【請求項１２】
特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を基地局から端末局に対して送信し、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出すＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法であって、
前記基地局では、
前記端末局に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てるステップを有し、
前記端末局では、
前記基地局から送信された第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力するステップと、
前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算する第１のバタフライ演算を行うステップと、
前記第１のバタフライ演算の出力側で、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算する第２のバタフライ演算を行うステップとを有し、
前記バタフライ演算ステップでは、前記第１のバタフライ演算及び前記第２のバタフライ演算のうち、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算のみを実行して前記特定のサブキャリアデータを取出すことを特徴とするＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transformation）装置、ＯＦＤＭ通信装置、及びＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法に関し、特に、地上ディジタル放送や無線ＬＡＮ、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）に用いる高速フーリエ変換装置、ＯＦＤＭ通信装置、及びＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタル通信技術と半導体集積技術の進歩に伴い、移動体通信の高速化及び広帯域化が進められている。また、２００３年１２月から、変復調方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）方式を採用した地上波を用いたディジタル放送のサービスが開始されている。ＯＦＤＭ方式は、互いに直交する多数のサブキャリアを用いて、いくつもの情報を限られた周波数帯域の中で効率よく伝送する方式であり、長いシンボル期間及びガードインターバルの付加により、マルチパス障害に強いという特徴があるため、移動体通信への応用が検討されている。しかし、ＯＦＤＭ方式では、大規模なサンプルの大規模な高速フーリエ変換を行う必要があり、移動体通信でＯＦＤＭ方式を実用化するためには、バッテリ駆動が必須である端末局の連続通話時間や待受け時間を長くする工夫が不可欠であり、高速フーリエ変換装置の低電力化が重要な課題となっている。
【０００３】
従来、ＯＦＤＭ方式を用いた無線通信方法としては、特許文献１に記載されているものがある。
【０００４】
特許文献１には、基地局から送信される端末局宛ての制御信号の一部を、情報伝送に使用する周波数帯域の近傍に配した、マルチキャリア信号の帯域よりも狭帯域のキャリアを用いて伝送することにより、端末局で制御信号の一部だけを受信する場合に狭帯域のキャリアだけを受信して、基地局及び端末局での信号通信の処理負担を低減する無線通信方法が開示されている。また、基地局から送信される端末局宛ての制御信号の一部を、マルチキャリア信号の帯域内の特定の１つ又は複数のサブキャリアを用いて伝送することにより、端末局で制御信号の一部だけを受信する場合にマルチキャリア信号の帯域内の特定の１つ又は複数のサブキャリアだけを受信して、基地局及び端末局での信号通信の処理負担を低減する。
【特許文献１】特開２００３−２４９９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなＯＦＤＭ通信システムにおいて、基地局から送信される端末局宛ての制御信号の一部を情報伝送に使用する周波数帯域の近傍に配し、マルチキャリア信号の帯域よりも狭帯域のキャリアを用いて伝送する技術、あるいは、基地局から送信される端末局宛ての制御信号の一部をマルチキャリア信号の帯域内の特定の１つ又は複数のサブキャリアを用いて伝送する技術のいずれの技術においても、マルチキャリア信号を受信するための高速フーリエ変換装置で一部のサブキャリアで構成される制御信号を受信するためには、制御信号のサブキャリアのみならず、制御信号以外のサブキャリアも同時に受信してしまうため、多大な信号処理が課せられていることになる。特に、端末局がバッテリにより駆動されている移動可能な端末局である場合などには、バッテリを無駄に消費してしまうという問題がある。
【０００６】
また、従来のＯＦＤＭ通信システムに使用する高速フーリエ変換装置では、時間軸波形を２の累乗数分サンプリングしたデータを、偶数番目と奇数番目とに別々に分割していく工程を繰り返し、データを最終的にビット逆順の方法で並び替え、サンプリングデータに回転因子を乗じた後に加減算をするバタフライ演算を繰り返すという処理を行っている。
【０００７】
また、このようなＯＦＤＭ通信システムでは、一部の有効なサブキャリアを使って特定の受信局側へ送信しても、送信側で一旦逆高速フーリエ変換された時間軸波形を、特定の受信側で高速フーリエ変換する際には、サンプリングしたデータをすべてのサブキャリアにわたって順次バタフライ演算を行うため、高速フーリエ変換に無駄な動作が含まれてしまうという問題がある。
【０００８】
この問題は、端末局で基地局からの制御信号の一部だけを受信することにより、基地局及び端末局での信号通信の処理負担を低減する特許文献１記載の無線通信方法にもあてはまる。
【０００９】
すなわち、マルチキャリア信号を受信するためのＦＦＴ装置で、一部のサブキャリアで構成される制御信号を受信するためには、制御信号のサブキャリアのみならず、制御信号以外のサブキャリア信号をも含むすべてのサブキャリアにわたって一括してバタフライ演算を行い、ＦＦＴして受信してしまうため、多大な信号処理が課せられていることになる。特に、端末局がバッテリにより駆動されている移動可能な局である場合には、バッテリを無駄に消費してしまうということにつながる。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭ通信において、受信時の無駄なＦＦＴ動作を省いて、ＦＦＴ演算により消費される電力を低減することができる高速フーリエ変換装置、ＯＦＤＭ通信装置、及びＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法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】
【００１１】
本発明の高速フーリエ変換装置は、第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第１の中間ノードと、前記第１の中間ノードの出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２の中間ノードと、前記第２の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子と、前記入力端子に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを供給する並替手段とを備え、前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記出力端子の前記複数のバタフライ演算部の少なくとも一つから特定のサブキャリアデータを取出す構成を採る。
【００１２】
本発明の高速フーリエ変換装置は、第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、前記入力端子に入力するサンプリングデータの数に対応して設けられ、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数の中間ノードと、前記複数の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子と、前記入力端子に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを供給する並替手段とを備え、前記複数の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたデータを特定のサブキャリアデータとして前記出力端子から取出す構成を採る。
【００１３】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を端末局に対して送信する基地局と、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出す端末局とを備えるＯＦＤＭ通信装置であって、前記基地局は、前記端末局に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段を備え、前記端末局は、第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第１の中間ノードと、前記第１の中間ノードの出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２の中間ノードと、前記第２の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子とを備え、前記基地局から前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記出力端子の前記複数のバタフライ演算部の少なくとも一つから前記特定のサブキャリアデータを取出す構成を採る。
【００１４】
本発明のＯＦＤＭ通信装置は、特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を端末局に対して送信する基地局と、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出す端末局とを備えるＯＦＤＭ通信装置であって、前記基地局は、前記端末局に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段を備え、前記端末局は、第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子と、前記入力端子に入力するサンプリングデータの数に対応して設けられ、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数の中間ノードと、前記複数の中間ノードの出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子とを備え、前記複数の中間ノード及び前記出力端子のバタフライ演算部のうち、前記複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたデータを前記特定のサブキャリアデータとして前記出力端子から取出す構成を採る。
【００１５】
本発明のＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法は、特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を基地局から端末局に対して送信し、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出すＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法であって、前記基地局では、前記端末局に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てるステップを有し、前記端末局では、前記基地局から送信された第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力するステップと、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算する第１のバタフライ演算を行うステップと、前記第１のバタフライ演算の出力が２分割して入力され、該２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２のバタフライ演算を行うステップと、前記第２のバタフライ演算の出力側で、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算を行うステップとを有し、前記基地局から前記時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて前記複数のバタフライ演算の少なくとも一つから前記特定のサブキャリアデータを取出すようにした。
【００１６】
本発明のＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法は、特定のサブキャリアデータを割当てたＯＦＤＭ通信信号を基地局から端末局に対して送信し、前記ＯＦＤＭ通信信号を受信して前記基地局から割当てられた前記特定のサブキャリアデータを取出すＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法であって、前記基地局では、前記端末局に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを前記特定のサブキャリアデータとして割当てるステップを有し、前記端末局では、前記基地局から送信された第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力するステップと、前記第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と前記第２のデータ列とを加減算する第１のバタフライ演算を行うステップと、前記第１のバタフライ演算の出力側で、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算する第２のバタフライ演算を行うステップとを有し、前記バタフライ演算ステップでは、前記第１のバタフライ演算及び前記第２のバタフライ演算のうち、前記特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算のみを実行して前記特定のサブキャリアデータを取出すようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＯＦＤＭ通信において、各端末局で、基地局からのＯＦＤＭ信号をＦＦＴして基地局から割当てられたサブキャリアを再生する際に、一部のバタフライ演算を不要にして無駄なＦＦＴ動作を省いて、ＦＦＴ演算により消費される電力を低減することができ、各端末局のバッテリを効率よく使用することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、ＯＦＤＭ通信において、基地局と端末局との通信を特定のサブキャリアの組み合わせで行い、かつ、端末局は自端末に割当てられたサブキャリアに対応したバタフライ演算部分のみ動作させることにより、端末局のバッテリ消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の基地局の構成を示す図である。
【００２１】
図１において、基地局１００は、シリアルパラレル変換部（以下「Ｓ／Ｐ変換部」と略記する）１０１、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transformation）部１０２、ガードインターバル付加部（以下「ＧＩ付加部」と略記する）１０３、ディジタルアナログ変換部（以下「Ｄ／Ａ変換部」と略記する）１０４、ＲＦ（Radio Frequency）送信部１０５、及び送信用アンテナ１０６を備えて構成される。また、基地局１００は、特定端末に割当てる端末サブキャリア割当て情報を記憶する端末サブキャリア割当情報記憶部１０７を備える。端末サブキャリア割当情報記憶部１０７は、端末局に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段としての機能を有する。
【００２２】
Ｓ／Ｐ変換部１０１は、端末サブキャリア割当情報記憶部１０７から読出した端末サブキャリア割当て情報、及び送信するシンボル情報が既知であるパイロット信号に従って、サブキャリアが割当てられた直列伝送のデータシンボルであり同時に複数の端末局に通信するデータを含む送信信号を並列化して複数系列のデータ信号に変換する。これにより、送信信号は、ディジタル信号に変換される。
【００２３】
端末サブキャリア割当て情報は、複数の端末局に与えるデータを含む送信信号のうち、特定の端末局への送信信号に割当てるサブキャリアを示す情報、つまり、送信信号に含まれるサブキャリアデータと、これらのサブキャリアデータが割当てられる端末局との対応関係を示す情報である。端末サブキャリア割当て情報に従って各端末局へのサブキャリアの割当てを行うことにより、後述する各端末局のＦＦＴ部で、一部のバタフライ演算を省略することができる。また、各端末局への送信信号には、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータが、各端末局に割当てる特定のサブキャリアデータとして割当てられている。なお、各端末局へのサブキャリアの割当て方法は、後に詳細に説明する。
【００２４】
ＩＦＦＴ部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１からの信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、送信信号を時間領域の信号に変換する。端末局への送信信号は、Ｓ／Ｐ変換部１０１及びＩＦＦＴ部１０２により、周波数分割多重され、ＯＦＤＭ変調される。
【００２５】
ＧＩ付加部１０３は、ＩＦＦＴ部１０２からのＯＦＤＭ変調信号にガードインターバルを付加するとともに、ＯＦＤＭシンボルの立ち上がりと立ち下がりが滑らかになるようなウィンドウイング処理を行う。これにより、マルチパス伝送路において発生するシンボル間干渉による劣化を防止することができる。ガードインターバルの付加は、例えば、サイクルプリフィクスを付加することにより行う。
【００２６】
Ｄ／Ａ変換部１０４は、ＧＩ付加部１０３からのＯＦＤＭ変調信号に対してＤ／Ａ変換処理を施すことにより、この信号をアナログ信号に変換する。
【００２７】
ＲＦ送信部１０５は、Ｄ／Ａ変換部１０４からのＯＦＤＭ変調信号に対して所定の無線信号処理（フィルタリングやベクトル変調、アップコンバート、送信電力制御、増幅等）を行い、送信用アンテナ１０６を介して無線通信の相手方である端末局に向けて送信する。
【００２８】
送信用アンテナ１０６は、ＲＦ送信部１０５からの信号を、電磁波として端末局に向けて送信する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の端末局の構成を示す図である。
【００３０】
図２において、端末局２００は、受信用アンテナ２０１、ＲＦ受信部２０２、フィルタ２０３、アナログディジタル変換部（以下「Ａ／Ｄ変換部」と略記する）２０４、シンボルタイミング同期部２０５、パラレルシリアル変換部（以下「Ｐ／Ｓ変換部」と略記する）２０６、ＦＦＴ部２０７、パイロット電力測定部２０８、及び波形等化部２０９を備えて構成される。また、端末局２００は、基地局１００から割当てられる端末サブキャリアデータを記憶する端末サブキャリア割当情報記憶部２１０を備える。
【００３１】
受信用アンテナ２０１は、基地局１００からのＯＦＤＭ変調信号を受信してＲＦ受信部２０２に出力する。
【００３２】
ＲＦ受信部２０２は、受信アンテナ２０１を介して基地局１００からのＯＦＤＭ変調信号を受信し、ＯＦＤＭ変調信号に対して所定の無線信号処理（ダウンコンバートや自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）等）を行った後、このＯＦＤＭ変調信号をベースバンド信号に周波数変換する。
【００３３】
フィルタ２０３は、端末サブキャリア割当情報記憶部２１０から読出した基地局１００から端末局２００に割当てられるサブキャリアデータを示す端末サブキャリア割当て情報に基づいて、ＲＦ受信部２０２からの時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータが割当てられたＯＦＤＭ変調信号を帯域制限して、端末局２００における信号の受信に必要な周波数帯域を取出す。フィルタ２０３は、自端末が割当てられている通信帯域の隣接帯域からの漏洩キャリアを少なくするために、端末サブキャリア割当て情報に基づいて、ＲＦ受信部２０２からの信号のうち、自端末の通信帯域の隣接帯域のサブキャリアを制限してヌル（信号レベルが０）とする。なお、フィルタ２０３の機能は、隣接帯域制限フィルタのタップ数やフィルタ係数を適応的に変更することにより実現可能である。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部２０４は、フィルタ２０３からのＯＦＤＭ変調信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施すことにより、受信信号をディジタル信号に変換する。変換後のディジタル信号は、シンボルタイミング同期部２０５及びＰ／Ｓ変換部２０６にそれぞれ出力される。
【００３５】
シンボルタイミング同期部２０５は、Ａ／Ｄ変換部２０４からの信号に含まれる有効シンボル期間のタイミングを検出してシンボルタイミング検出信号を生成する。生成されたシンボルタイミング検出信号は、Ｐ／Ｓ変換部２０６、ＦＦＴ部２０７及びパイロット電力測定部２０８にそれぞれ出力される。有効シンボル期間のタイミングの検出は、例えば、信号に付加されたガードインターバルのタイミングを検出することにより行われる。
【００３６】
Ｐ／Ｓ変換部２０６は、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号に従って、Ａ／Ｄ変換部２０４からの信号を１つの時間系列の信号に変換する。
【００３７】
ＦＦＴ部２０７は、Ｐ／Ｓ変換部２０６から入力した信号からサブキャリアデータを取出すバタフライ演算を行うバタフライ演算器３００を備えている。ＦＦＴ部２０７は、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号に従って、Ｐ／Ｓ変換部２０６からの信号に対して高速フーリエ変換処理を施して周波数領域の信号に変換する。この高速フーリエ変換処理により、基地局１００から送信されたＯＦＤＭ変調信号は、サブキャリア別の受信信号に変換され、端末局２００に割当てられたサブキャリアデータが取出される。このとき、ＦＦＴ部２０７は、バタフライ演算器３００のうち、基地局１００から端末局２００に割当てられたサブキャリアデータを取出すのに最低限必要なバタフライ演算回路のみを動作させて高速フーリエ変換処理を行う。ＦＦＴ部２０７における高速フーリエ変換処理については、図３乃至図５により詳細に説明する。
【００３８】
パイロット電力測定部２０８は、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号を参照して、ＦＦＴ部２０７で取出されたサブキャリアデータデータ毎に既知の信号配置で埋め込まれたパイロット信号の電力を測定し、パイロット信号の歪み情報を生成する。生成されたパイロット信号の歪み情報は、波形等化部２０９に出力される。
【００３９】
波形等化部２０９は、パイロット電力測定部２０８からのパイロット信号の歪み情報を用いて、伝送路で発生したマルチパス障害により生じるＯＦＤＭ信号の振幅及び位相のサブキャリア単位の歪みを補正する。
【００４０】
以下、上述のように構成されたＯＦＤＭ通信装置の基地局１００及び端末局２００の動作について詳細に説明する。１つの基地局には複数の端末局が多元接続されるが、ここでは、多元接続された複数の端末局のうちの１つの端末局の動作について説明する。
【００４１】
基地局１００は、複数の端末局に与えるデータを含む送信信号に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを特定のサブキャリアデータとして割当て、ＯＦＤＭ変調処理や各種の無線信号処理を施して端末局２００へ送信する。
【００４２】
具体的には、まず、Ｓ／Ｐ変換部１０１で、端末サブキャリア割当て情報、及び送信するシンボル情報が既知であるパイロット信号に従って、サブキャリアが割当てられた直列伝送のデータシンボルであり同時に複数の端末局に通信するデータを含む送信信号を並列化して複数系列のデータ信号に変換する。これにより、送信信号は、ディジタル信号に変換される。上記のように、端末サブキャリア割当て情報は、送信信号に含まれるサブキャリアデータと、これらのサブキャリアデータが割当てられる端末局との対応関係を示す情報である。
【００４３】
次いで、ＩＦＦＴ部１０２で、Ｓ／Ｐ変換部１０１からの信号に対して逆高速フーリエ変換処理を施すことにより、この信号を時間領域の信号に変換する。端末局２００への送信信号は、Ｓ／Ｐ変換部１０１及びＩＦＦＴ部１０２の処理により周波数分割多重され、ＯＦＤＭ変調される。
【００４４】
ＧＩ付加部１０３では、ＩＦＦＴ部１０２からのＯＦＤＭ変調信号に、例えば、サイクルプリフィクスを付加することによりガードインターバルが付加されるとともに、ＯＦＤＭシンボルの立ち上がりと立ち下がりが滑らかになるようなウィンドウイング処理が行われる。ガードインターバルが付加されたＯＦＤＭ変調信号は、Ｄ／Ａ変換部１０４でアナログ信号に変換される。
【００４５】
次いで、ＲＦ送信部１０５で、Ｄ／Ａ変換部１０４からのＯＦＤＭ変調信号に対して所定の無線信号処理（フィルタリングやベクトル変調、アップコンバート、送信電力制御、増幅等）を行い、無線信号処理後のＯＦＤＭ変調信号を、送信用アンテナ１０６を介して無線通信の相手方である端末局２００に向けて送信する。
【００４６】
一方、端末局２００は、基地局１００からのＯＦＤＭ変調信号からの変調信号を受信し、各種の無線信号処理やＯＦＤＭ復調処理を施して、端末局２００に割当てられたサブキャリアデータを取出す。このとき、端末局２００のＦＦＴ部２０７は、基地局１００から端末局２００に割当てられたサブキャリアデータを取出すのに最低限必要なバタフライ演算回路のみを動作させて高速フーリエ変換処理を行う。
【００４７】
具体的には、まず、ＲＦ受信部２０２で、受信アンテナ２０１を介して基地局１００からのＯＦＤＭ変調信号を受信し、ＯＦＤＭ変調信号に対して所定の無線信号処理（ダウンコンバートや自動利得制御等）を行った後、このＯＦＤＭ変調信号をベースバンド信号に周波数変換する。
【００４８】
フィルタ２０３は、基地局１００から端末局２００に割当てられるサブキャリアデータを示す端末サブキャリア割当て情報に基づいて、ＲＦ受信部２０２からのＯＦＤＭ変調信号を帯域制限して、端末局２００における信号の受信に必要な周波数帯域を取出す。すなわち、フィルタ２０３は、自端末が割当てられている通信帯域の隣接帯域からの漏洩キャリアを少なくするために、端末サブキャリア割当て情報に基づいて、ＲＦ受信部２０２からの信号のうち、自端末の通信帯域の隣接帯域のサブキャリアを制限してヌルとする。フィルタ２０３で帯域制限されたＯＦＤＭ信号は、Ａ／Ｄ変換部２０４でディジタル信号に変換され、シンボルタイミング同期部２０５及びＰ／Ｓ変換部２０６にそれぞれ出力される。
【００４９】
シンボルタイミング同期部２０５では、Ａ／Ｄ変換部２０４からの信号に含まれる有効シンボル期間のタイミングを検出してシンボルタイミング検出信号を生成する。生成されたシンボルタイミング検出信号は、Ｐ／Ｓ変換部２０６、ＦＦＴ部２０７及びパイロット電力測定部２０８にそれぞれ出力される。
【００５０】
Ｐ／Ｓ変換部２０６では、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号に従って、Ａ／Ｄ変換部２０４からの信号を１つの時間系列の信号に変換する。
【００５１】
ＦＦＴ部２０７では、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号に従って、Ｐ／Ｓ変換部２０６からの信号に対して高速フーリエ変換処理を施して周波数領域の信号に変換する。この高速フーリエ変換処理により、基地局１００から送信されたＯＦＤＭ変調信号は、サブキャリア別の受信信号に変換され、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを特定のサブキャリアデータとして端末局２００に割当てられたサブキャリアデータが取出される。このとき、ＦＦＴ部２０７では、バタフライ演算器３００のうち、基地局１００から端末局２００に割当てられたサブキャリアデータを取出すのに最低限必要なバタフライ演算回路のみを動作させて高速フーリエ変換処理を行う。
【００５２】
パイロット電力測定部２０８では、シンボルタイミング同期部２０５からのシンボルタイミング検出信号を参照して、ＦＦＴ部２０７で取出されたサブキャリアデータ毎に既知の信号配置で埋め込まれたパイロット信号の電力を測定して、パイロット信号の歪み情報を生成する。生成されたパイロット信号の歪み情報は、波形等化部２０９に出力される。
【００５３】
波形等化部２０９では、パイロット電力測定部２０８からのパイロット信号の歪み情報を用いて、伝送路で発生したマルチパス障害により生じるＯＦＤＭ信号の振幅及び位相のサブキャリア単位の歪みを補正する。
【００５４】
次に、上記端末局２００のＦＦＴ部２０７によるＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換について、図３を用いて説明する。
【００５５】
図３は、本発明の実施の形態１に係るＦＦＴ部のバタフライ演算器の構成を示す図である。図３の例では、ＯＦＤＭ時間波形の８点のサンプリングデータから８つのサブキャリアデータを得る場合のバタフライ演算のシグナルフローを示している。
【００５６】
図３において、バタフライ演算器３００は、サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を入力する入力端子３１０と、８つの中間ノードＡ（０）〜Ａ（７）からなる第１ノード３２０と、第１ノード３２０の次段に設けられ、８つの中間ノードＢ（０）〜Ｂ（７）からなる第２ノード３３０と、第２ノード３３０の次段に設けられ、バタフライ演算出力であるサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）を出力する出力端子３４０と、複素演算のための回転因子Ｗ０〜Ｗ３とを備えて構成される。
【００５７】
入力端子３１０は、ＯＦＤＭ信号の時間波形から得た入力信号系列である８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を入力するための端子である。入力端子３１０に入力されるサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）は、並替手段により、時間軸に対して順方向に並替えられている。並替手段は、サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を一時保持するバッファと、このバッファからデータを時間軸順に読出す制御回路とにより実現可能である。
【００５８】
第１ノード３２０は、入力端子３１０に入力された８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（３）と下部サンプリングデータｘ（４）〜ｘ（７）とに２分割し、上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（３）と下部サンプリングデータｘ（４）〜ｘ（７）に回転因子ＷＯを乗じたデータとを加算するとともに、上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（３）から下部サンプリングデータｘ（４）〜ｘ（７）に回転因子ＷＯを乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。
【００５９】
すなわち、第１ノード３２０は、一方のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（３）と、他方のサンプリングデータｘ（４）〜ｘ（７）に回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。例えば、中間ノードＡ（０）は、次式（１）に示すバタフライ演算を、中間ノードＡ（７）は、次式（２）に示すバタフライ演算をそれぞれ行う。
Ａ（０）＝ｘ（０）＋Ｗ０・ｘ（４）    …（１）
Ａ（７）＝ｘ（３）−Ｗ０・ｘ（７）    …（２）
【００６０】
第２ノード３３０の上部ノードＢ（０），Ｂ（４），Ｂ（２），Ｂ（６）は、第１ノード３２０の上部ノードＡ（０），Ａ（４），Ａ（２），Ａ（６）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。同様に、第２ノード３３０の下部ノードＢ（１），Ｂ（５），Ｂ（３），Ｂ（７）は、第１ノード３２０の下部ノードＡ（１），Ａ（５），Ａ（３），Ａ（７）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ２を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから下部データに回転因子Ｗ２を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。
【００６１】
すなわち、第２ノード３３０の上部ノード及び下部ノードは、それぞれ、一方のデータと、他方のデータに回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。例えば、中間ノードＢ（０）は、次式（３）に示すバタフライ演算を、中間ノードＢ（７）は、次式（４）に示すバタフライ演算をそれぞれ行う。
Ｂ（０）＝Ａ（０）＋Ｗ０・Ａ（２）＝｛ｘ（０）＋Ｗ０・ｘ（４）｝
＋Ｗ０・｛ｘ（２）＋Ｗ０・ｘ（６）｝    …（３）
Ｂ（７）＝Ａ（５）−Ｗ２・Ａ（７）＝｛ｘ（１）−Ｗ０・ｘ（５）｝
−Ｗ２・｛ｘ（３）−Ｗ０・ｘ（７）｝    …（４）
【００６２】
上記第１ノード３２０及び第２ノード３３０は、中間ノードとして以下の性質を持つ。
【００６３】
第１に、中間ノードは、入力端子と出力端子との間に、これらの端子に入出力するデータ数に対応する数だけ設けられる。図３の例では、入力端子３１０に入力するサンプリングデータ数、及び出力端子３４０から出力するサブキャリアデータ数は、２３＝８つなので、設けられる中間ノードの数は、第１ノード３２０と第２ノード３３０との２つである。
【００６４】
第２に、複数の中間ノードが設けられている場合、次段の中間ノードの上部ノードは、前段の中間ノードの上部ノードで演算されたデータを、次段の中間ノードの下部ノードは、前段の中間ノードの下部ノードで演算されたデータをそれぞれ受ける。したがって、前段の中間ノードの上部ノードで演算されたデータが次段の中間ノードの下部ノードに入力すること、及び前段の中間ノードの下部ノードで演算されたデータが次段の中間ノードの上部ノードに入力することはない。
【００６５】
このように、中間ノードの段数を経るに従って、上部ノードと下部ノードとが１対１のペアとなるまで、上述の組み合わせ処理が繰り返される。すなわち、最終段の中間ノードは、上部ノードと下部ノードとの１対１のペアの組み合わせからなる。
【００６６】
出力端子３４０は、第２ノード３３０の次段に設けられ、第２ノード３３０を構成する上部ノードと下部ノードとの１対１のペアの組み合わせのうち、上部ノードで演算されたデータと下部ノードで演算されたデータに回転因子Ｗ０〜Ｗ３のいずれかを乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する。このバタフライ演算により、入力端子３１０に入力した８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）から得たサブキャリアデータＸ（０），Ｘ（４），…，Ｘ（３），Ｘ（７）が生成され、出力される。出力端子３４０から出力される８つのデータＸ（０），Ｘ（４），…，Ｘ（３），Ｘ（７）の並び順は、後述するビット逆順である。
【００６７】
次に、図３のＷ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３で示される「回転因子」について、図４を用いて説明する。
【００６８】
図４は、サンプリングデータが８点である場合のバタフライ演算における回転因子を説明する図である。
【００６９】
図４は、複素平面で半径１の円を８等分（ＯＦＤＭ信号波形のサンプリング点の数）したものであり、回転因子ＷＫは、以下の式（５）で与えられる。
ＷＫ＝ｅｘｐ［−ｉ（２π／８）Ｋ］（Ｋ＝０，１，…，７）    …（５）
【００７０】
回転因子ＷＫは、複素平面での基本的な性質として、
［１］周期性  Ｗ［Ｋ±８］＝Ｗ［Ｋ］  一周（２π）回ると元に戻る
［２］対称性  Ｗ［Ｋ±８／２］＝−Ｗ［Ｋ］  半周（π）回ると符号が反転する性質を有する。
【００７１】
上記性質［２］より、図３のように、バタフライ演算器３００で行う複素数加算の符号を反転させることにより、８つの回転因子（Ｗ０，Ｗ１，…，Ｗ７）のうち、４つの回転因子（Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）のみを用いてバタフライ演算器３００の動作を説明することが可能である。
【００７２】
例えば、Ａ（７）で演算されるデータは、回転因子Ｗ４を用いて、以下の式（６）で表すことができる。
Ａ（７）＝ｘ（３）＋Ｗ４・ｘ（７）    …（６）
【００７３】
ここで、上記性質［２］より、Ｗ４＝−Ｗ０が成り立つため、Ａ（７）は、前述の式（２）で表すことも可能であり、式（２）と式（６）とは等価である。同様にして、複素数加算の符号を反転させる。本実施の形態では、４つの回転因子（Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を用いて、バタフライ演算を行うことができる。
【００７４】
以下、上述のように構成されたバタフライ演算器３００の動作について詳細に説明する。
【００７５】
最初に、本発明に適用されるバタフライ演算器３００の基本的な動作について説明する。
【００７６】
まず、ＦＦＴ部２０７に入力したＯＦＤＭ信号の時間波形から得た入力信号系列である８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）が、入力端子３１０に入力する。入力端子３１０に入力するサンプリングデータは、並替手段により、時間軸に対して順方向に並替えられている。
【００７７】
次いで、第１ノード３２０は、入力端子３１０に入力された８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）の上部ｘ（０）〜ｘ（３）と、下部ｘ（４）〜ｘ（７）に回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。第１ノード３２０の上部ノードＡ（０），Ａ（４），Ａ（２），Ａ（６）で演算されたデータは、第２ノード３３０の上部ノードＢ（０），Ｂ（４），Ｂ（２），Ｂ（６）に入力し、第１ノード３２０の下部ノードＡ（１），Ａ（５），Ａ（３），Ａ（７）で演算されたデータは、第２ノード３３０の下部ノードＢ（１），Ｂ（５），Ｂ（３），Ｂ（７）に入力する。
【００７８】
次いで、第２ノード３３０の上部ノード及び下部ノードは、それぞれ、一方のデータと、他方のデータに回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。ここで、第２ノード３３０は、Ｂ（０）とＢ（４）、Ｂ（２）とＢ（６）、Ｂ（１）とＢ（５）、及びＢ（３）とＢ（７）の上部ノードと下部ノードとの１対１のノードのペアの組み合わせからなる。
【００７９】
最後に、出力端子３４０におけるバタフライ演算部は、第２ノード３３０を構成する上部ノードと下部ノードとの１対１のノードのペアの組み合わせのそれぞれについて、上部ノードで演算されたデータと下部ノードで演算されたデータに回転因子Ｗ０〜Ｗ３のいずれかを乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。このバタフライ演算により、入力端子３１０に入力した８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）から得たサブキャリアデータＸ（０），Ｘ（４），…，Ｘ（３），Ｘ（７）が生成され、出力端子３４０から出力される。出力端子３４０から出力される８つのデータＸ（０），Ｘ（４），…，Ｘ（３），Ｘ（７）の並び順は、ビット逆順である。
【００８０】
換言すれば、バタフライ演算器３００のバタフライ演算は、以下のようにして行われる。
【００８１】
まず、サンプリングデータの列ｘ（０）〜ｘ（７）を偶数番目と奇数番目とに別々に分割して、以下の列（１）と列（２）とを得る。
偶数番目｛ｘ（０），ｘ（２），ｘ（４），ｘ（６）｝    …（列１）
奇数番目｛ｘ（１），ｘ（３），ｘ（５），ｘ（７）｝    …（列２）
【００８２】
次に、列（１）及び列（２）を、それぞれ奇数番目と偶数番目とに別々に分割して、以下の列（３）〜列（６）を得る。
｛ｘ（０），ｘ（４）｝    …（列３）
｛ｘ（２），ｘ（６）｝    …（列４）
｛ｘ（１），ｘ（５）｝    …（列５）
｛ｘ（３），ｘ（７）｝    …（列６）
【００８３】
列（３）〜列（６）のような２つのサンプリングデータの離散フーリエ変換の繰り返しによりバタフライ演算が行われる。例えば、列（４）の離散フーリエ変換は、Ａ（２）及びＡ（３）で演算されるデータ、つまり、以下の式（７）、及び式（８）で与えられる。
Ａ（２）＝ｘ（２）＋Ｗ０・ｘ（６）    …（７）
Ａ（３）＝ｘ（２）−Ｗ０・ｘ（６）    …（８）
【００８４】
また、列（５）の離散フーリエ変換は、Ａ（４）及びＡ（５）で演算されるデータ、つまり、以下の式（９）、及び式（１０）で与えられる。
Ａ（４）＝ｘ（１）＋Ｗ０・ｘ（５）    …（９）
Ａ（５）＝ｘ（１）−Ｗ０・ｘ（５）    …（１０）
【００８５】
このような離散フーリエ変換により得られた第１ノード３２０で演算される各データ列について、離散フーリエ変換処理を行い、第２ノード３３０で演算される各データ列について、同様の離散フーリエ変換処理を行ってサブキャリアデータを得る。
【００８６】
以上のように、サンプリングデータを奇数列と偶数列とに分割し、得られたデータ列をさらに奇数列と偶数列とに分割し、この動作を最終的に要素数が２つのデータ列が得られるまで繰り返し、この２つのデータを離散フーリエ変換する動作を繰り返すのである。
【００８７】
ところで、ＯＦＤＭ信号のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）の並び順と、このサンプリングデータから得られたサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）の並び順との間には、「ビット逆順」と呼ばれる一定の関係がある。この関係について、図５を用いて説明する。
【００８８】
図５は、サンプリングデータが８点である場合のバタフライ演算におけるＯＦＤＭ信号のサンプリングデータとこのサンプリングデータから得られるサブキャリアデータとの関係を示す図である。
【００８９】
図５において、まず、サンプリングデータの順番を２進数で表す。次に、２進数で表されたサンプリングデータの順番のビットを反転させ、ビットを反転させた２進数を１０進数で表すことによりサブキャリアデータの順番が得られる。すなわち、「ビット逆順」とは、サンプリングデータの順番を２進数で表現してＭＳＢ（Most Significant Bit）からのビットの並びをＬＳＢ（Least Significant Bit）からのビットの並びに逆順処理した場合におけるサンプリングデータの順番とサブキャリアデータの順番との関係を示す。
【００９０】
例えば、サンプリングデータの順番が１である場合、これを２進数で表すと「００１」となり、「００１」のＭＳＢとＬＳＢとの順番の左右を取り替えることによりビットを反転させると「１００」となる。この「１００」を、サンプリングデータの２進数表現に対応させて１０進数で表すと、サンプリングデータの順番１に対応するサブキャリアデータの順番４が得られる。したがって、ｘ（１）とＸ（４）は、ビット逆順の関係にある。同様に、ｘ（３）とＸ（６）、ｘ（４）とＸ（１）、ｘ（６）とＸ（３）とは、それぞれビット逆順の関係にある。
【００９１】
このように、バタフライ演算においては、サンプリングデータの順番と、このサンプリングデータから得たサブキャリアデータの順番とがそれぞれビット逆順の関係になるように、複素数乗算及び複素数加算を繰り返して、サブキャリアデータを得るのである。
【００９２】
ここで、本発明者は、上記バタフライ演算時における演算の規則性に着目し、本発明に想到した。
【００９３】
いま、ビット逆順に並べられたサブキャリアデータに着目すると、以下のことが分かる。すなわち、出力端子３４０から出力されるビット逆順に並べられたサブキャリアデータのうち、一対のサブキャリアデータに着目すると、この最終出力の一対のサブキャリアデータだけを得るためには、バタフライ演算器３００の演算回路のうち、一部の演算のみを行えばよい。
【００９４】
例えば、Ｘ(０)とＸ(４)のみを得るためには、図３の破線３５０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。すなわち、Ｘ(０)とＸ(４)のサブキャリアデータの算出に与るバタフライ演算部は、破線３５０で囲まれた部分のみであり、破線３５０で囲まれた部分以外のバタフライ演算を省略してもこれらのサブキャリアデータを得ることについて、一切の影響がない。具体的には、第１ノード３２０のＡ（１），Ａ（５），Ａ（３），Ａ（７）、第２ノード３３０のＢ（２），Ｂ（６），Ｂ（１），Ｂ（５），Ｂ（３），Ｂ（７）、及びサブキャリアデータのＸ（２），Ｘ（６），Ｘ（１），Ｘ（５），Ｘ（３），Ｘ（７）を得るためのバタフライ演算を省略しても、Ｘ(０)及びＸ(４)を得ることができる。
【００９５】
サンプリングデータが８点である場合、図３のバタフライ演算器３００の演算をすべて行うためには、２４回の複素数乗算と２４回の複素数加算とを行う必要がある。これに対して、破線３５０で囲まれた部分のバタフライ演算は、１４回の複素数乗算と８回の複素数加算とにより行われるため、１０回の複素数乗算と１６回の複素数加算を省略することができる。このバタフライ演算の省略は、ＦＦＴ演算における消費電力の大幅な削減につながる。
【００９６】
このようなバタフライ演算における演算の省略は、Ｘ(０)とＸ(４)のみを得る場合に限定されず、Ｘ(２)とＸ(６)のみを得る場合、Ｘ(１)とＸ(５)のみを得る場合、及びＸ(３)とＸ(７)のみを得る場合にも同様である。
【００９７】
また、Ｘ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(２)，Ｘ(６)のみを得るためには、図３の破線３６０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。すなわち、Ｘ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(２)，Ｘ(６)のサブキャリアデータの算出に与るバタフライ演算部は、破線３６０で囲まれた部分のみであり、破線３６０で囲まれた部分以外のバタフライ演算を省略してもこれらのサブキャリアデータを得ることについて、一切の影響がない。この場合、破線３６０で囲まれた部分のバタフライ演算は、１６回の複素数乗算と１２回の複素数加算により行われるため、８回の複素数乗算と１２回の複素数加算を省略することができる。この例は、Ｘ(１)，Ｘ(５)，Ｘ(３)，Ｘ(７)のみを得る場合にも同様である。
【００９８】
この原理を用いて、ＦＦＴ部２０７のバタフライ演算器３００で行われる無駄なバタフライ演算を省略する。本実施の形態では、基地局１００は、ビット逆順に並べられた８つのサブキャリアデータを２つ、４つ又は８つに区切り、この区切り毎のサブキャリアデータを各端末局に割当てる。一方、端末局２００は、バタフライ演算器３００の出力端子３４０の少なくとも１つから、基地局１００から割当てられた特定のサブキャリアデータを取出す。すなわち、端末局２００のＦＦＴ部２０７では、バタフライ演算器３００のうち、基地局１００から割当てられたサブキャリアデータを取出すためのバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略する。
【００９９】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から４つの端末局のそれぞれに２つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ(０)，Ｘ(４)の組み合わせを、端末局２でＸ(２)，Ｘ(６)の組み合わせを、端末局３でＸ(１)，Ｘ(５)の組み合わせを、端末局４でＸ(３)，Ｘ(７)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、各端末局では、それぞれ、基地局から割当てられた互いに隣接する２つのサブキャリアデータを取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１００】
同様に、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から２つの端末局のそれぞれに４つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際には、例えば、端末局１でＸ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(２)，Ｘ(６)の組み合わせを、端末局２でＸ(１)，Ｘ(５)，Ｘ(３)，Ｘ(７)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、各端末局では、それぞれ、基地局から割当てられた互いに隣接する４つのサブキャリアデータを取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１０１】
さらに、基地局と３つの端末局とが多元接続されている場合においては、例えば、端末局１でＸ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(２)，Ｘ(６)の組み合わせを、端末局２でＸ(１)，Ｘ(５)の組み合わせを、端末局３でＸ(３)，Ｘ(７)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、端末局１では、基地局から割当てられた互いに隣接する４つのサブキャリアデータを、端末局２及び端末局３では、基地局から割当てられた互いに隣接する２つのサブキャリアデータをそれぞれ取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１０２】
なお、基地局から端末局へのサブキャリアデータの割当ては、必ずしも２のべき乗毎（本実施の形態では、２つ、４つ又は８つ）に行う必要はなく、特定の端末局に対して２のべき乗以外の数のサブキャリアデータを割当てるようにしてもよい。ただし、このようにサブキャリアデータを割当てる場合においては、他の端末局におけるバタフライ演算の省略に影響がないようにすることが好ましい。すなわち、２のべき乗毎に区切られたサブキャリアデータの一部を特定の端末局に割当てる場合、その区間内の使用されていないサブキャリアデータを他の端末局に割当てないようにする。
【０１０３】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、端末局１にＸ(０)を、端末局２にＸ(２)，Ｘ(６)を、端末局３にＸ(５)を、端末局４にＸ(３)，Ｘ(７)をそれぞれ割当てる。また、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、端末局１にＸ（０），Ｘ（２），Ｘ（６）を、端末局２にＸ（５），Ｘ（３），Ｘ（７）をそれぞれ割当てる。これらの例において、Ｘ(４)，Ｘ(１)は、いずれの端末局にも割当てられていないサブキャリアデータである。
【０１０４】
また、基地局から端末局へのサブキャリアデータが割当てられた互いに隣接する区切りは、それぞれさらに隣接していることが好ましい。
【０１０５】
例えば、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、端末局１でＸ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(１)，Ｘ(５)の組み合わせを、端末局２でＸ(２)，Ｘ(６)，Ｘ(３)，Ｘ(７)の組み合わせをそれぞれ取出す場合よりも、端末局１でＸ(０)，Ｘ(４)，Ｘ(２)，Ｘ(６)の組み合わせを、端末局２でＸ(１)，Ｘ(５)，Ｘ(３)，Ｘ(７)の組み合わせをそれぞれ取出す場合の方が、端末局１及び端末局２のバタフライ演算器における演算量を低減することができる。
【０１０６】
これにより、後者の場合における端末局１及び端末局２は、前者の場合における端末局１及び端末局２と比較して、それぞれ４回の複素数乗算と４回の複素数加算を省略することができる。
【０１０７】
要するに、基地局１００は、各端末局２００において、出力端子の互いに隣接するバタフライ演算部からそれぞれサブキャリアデータを取出すようにサブキャリアデータを割当てることが好ましく、３以上のバラフライ演算部からサブキャリアデータを取出す場合には、互いに隣接するバタフライ演算部は、さらに隣接していることが好ましい。ここで、出力端子の互いに隣接するバタフライ演算部は、上述したサブキャリアデータを出力する一対のバタフライ演算部の組み合わせである。これにより、各端末局では、基地局から割当てられたサブキャリアデータを効率よく取出すためのバタフライ演算の省略を実現することができる。
【０１０８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、基地局１００は、端末局２００に、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータを特定のサブキャリアデータとして割当てる割当手段を備え、端末局２００は、第１及び第２のデータ列をサンプリングデータとして入力する入力端子３１０と、第１のデータ列に複素演算因子を乗じたデータ列と第２のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第１ノード３２０と、第１ノード３２０の出力が２分割して入力され、２分割されたそれぞれにおいて、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う第２ノード３３０と、第２ノード３３０の出力側に設置され、複素演算因子を乗じた一方のデータ列と他方のデータ列とを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する出力端子３４０とを備え、基地局１００からの時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの供給を受けて、出力端子３４０の複数のバタフライ演算部の少なくとも一つから特定のサブキャリアデータを取出すので、該当する端末局にとって、中間ノード及び出力端子の複数のバタフライ演算部のうち、特定のサブキャリアデータの取出しに与るバタフライ演算のみをバタフライ演算させることができ、それ以外のバタフライ演算部の動作を停止させることができる。これにより、ＦＦＴ演算による消費電力を格段に低減することができ、各端末局のバッテリを効率よく使用することができる。
【０１０９】
また、該当する端末にとって必要なバタフライ演算は、従来と同様に確保されるので、ＦＦＴ演算による精度の低下は生じない。
【０１１０】
ここで、上記バタフライ演算部の動作の停止は、ＦＦＴ部２０７のバタフライ演算部３００のスイッチをＯＮ／ＯＦＦすることにより容易に実現可能である。
【０１１１】
また、既存のシステムに大幅な変更を加えることなく実現できるため、低コストで、かつ、導入が容易であるという効果がある。
【０１１２】
なお、上記実施の形態では、該当するバタフライ演算部の動作をハードウェアにより構成した場合について述べたが、上記バタフライ演算部をソフトウェアにより実現することも可能である。この場合でも、一部のバタフライ演算部の動作停止は、演算のステップ数の削減につながり、演算実行時間の短縮及び消費電力の低減効果を得ることができる。
【０１１３】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１において、１６点のサンプリングデータから１６のサブキャリアデータを得る場合である。本実施の形態の端末局は、ＦＦＴ部２０７のバタフライ演算器の構成及び動作が、実施の形態１の端末局２００と異なる。その他の部分の構成及び動作については、本実施の形態の基地局及び端末局は、実施の形態１の基地局１００及び端末局２００と同一であるため、その説明を省略する。
【０１１４】
本実施の形態のＦＦＴ部２０７によるＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換について、図６を用いて説明する。
【０１１５】
図６は、本発明の実施の形態２に係るＦＦＴ部のバタフライ演算器の構成を示す図である。図６の例では、ＯＦＤＭ信号波形の１６点のサンプリングデータから１６のサブキャリアデータを得る場合のバタフライ演算のシグナルフローを示している。
【０１１６】
図６において、バタフライ演算器４００は、サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）を入力する入力端子４１０と、１６の中間ノードＡ（０）〜Ａ（１５）からなる第１ノード４２０と、第１ノード４２０の次段に設けられ、１６の中間ノードＢ（０）〜Ｂ（１５）からなる第２ノード４３０と、第２ノード４３０の次段に設けられ、１６の中間ノードＣ（０）〜Ｃ（１５）からなる第３ノード４４０と、バタフライ演算出力であるサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（１５）を出力する出力端子４５０と、複素演算のための回転因子Ｗ０〜Ｗ７とを備えて構成される。
【０１１７】
入力端子４１０は、ＯＦＤＭ信号の時間波形から得た入力信号系列である１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）を入力するための端子である。入力端子４１０に入力されるサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）の並び順は、並替手段により、時間軸に対して順方向に並替えられている。
【０１１８】
第１ノード４２０は、入力端子４１０に入力された１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）を、時間軸に対して順方向に並んだサンプリングデータの上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）と下部サンプリングデータｘ（８）〜ｘ（１５）とに２分割し、上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）と下部サンプリングデータｘ（８）〜ｘ（１５）に回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加算するとともに、上部サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）から下部サンプリングデータｘ（８）〜ｘ（１５）に回転因子Ｗ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。
【０１１９】
すなわち、第１ノード４２０は、一方のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）と、他方のサンプリングデータｘ（８）〜ｘ（１５）に回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行い、例えば、中間ノードＡ（０）は、次式（１１）に示すバタフライ演算を行う。
Ａ（０）＝ｘ（０）＋Ｗ０・ｘ（８）    …（１１）
【０１２０】
第２ノード４３０の上部ノードＢ（０），Ｂ（８），Ｂ（４），Ｂ（１２），Ｂ（２），Ｂ（１０），Ｂ（６），Ｂ（１４）は、第１ノード４２０の上部ノードＡ（０），Ａ（８），Ａ（４），Ａ（１２），Ａ（２），Ａ（１０），Ａ（６），Ａ（１４）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。第２ノードの下部ノードＢ（１），Ｂ（９），Ｂ（５），Ｂ（１３），Ｂ（３），Ｂ（１１），Ｂ（７），Ｂ（１５）も、第１ノード４２０の下部ノードで演算されたデータに対して同様の演算を行う。
【０１２１】
すなわち、第２ノード４３０の上部ノード及び下部ノードは、それぞれ、一方のデータと、他方のデータに回転因子ＷＯ又はＷ４を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行い、例えば、中間ノードＢ（０）は、次式（１２）に示すバタフライ演算を行う。
Ｂ（０）＝Ａ（０）＋Ｗ０・Ａ（２）
＝｛ｘ（０）＋Ｗ０・ｘ（８）｝＋Ｗ０・｛ｘ（４）＋Ｗ０・ｘ（１２）｝
＝ｘ（０）＋Ｗ０・｛ｘ（４）＋ｘ（８）｝＋Ｗ０２・ｘ（１２）    …（１２）
【０１２２】
第３ノード４４０の上部ノードＣ（０），Ｃ（８），Ｃ（４），Ｃ（１２），Ｃ（２），Ｃ（１０），Ｃ（６），Ｃ（１４）の上部ノードＣ（０），Ｃ（８），Ｃ（４），Ｃ（１２）は、第２ノード４３０の上部ノードＢ（０），Ｂ（８），Ｂ（４），Ｂ（１２），Ｂ（２），Ｂ（１０），Ｂ（６），Ｂ（１４）の上部ノードＢ（０），Ｂ（８），Ｂ（４），Ｂ（１２）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから下部データに回転因子Ｗ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。第３ノード４４０の他のノードＣ（２），Ｃ（１０），Ｃ（６），Ｃ（１４），Ｃ（１），Ｃ（９），Ｃ（５），Ｃ（１３），Ｃ（３），Ｃ（１１），Ｃ（７），Ｃ（１５）も同様の演算を行う。
【０１２３】
すなわち、第３ノード４４０の上部ノードの上部ノード、上部ノードの下部ノード、下部ノードの上部ノード、及び下部ノードの下部ノードは、それぞれ、一方のデータと、他方のデータに回転因子Ｗ０，Ｗ２，Ｗ４，Ｗ６のいずれかを乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行い、例えば、中間ノードＣ（０）は、次式（１３）に示すバタフライ演算を行う。
Ｃ（０）＝Ｂ（０）＋Ｗ０・Ｂ（４）
＝｛ｘ（４）＋Ｗ０・ｘ（１２）｝＋Ｗ０・｛Ａ（４）＋Ｗ０・Ａ（６）｝
＝ｘ（４）＋Ｗ０・｛ｘ（２）＋ｘ（１２）｝＋Ｗ０２・｛ｘ（６）＋ｘ（１０）｝＋Ｗ０３・ｘ（４）    …（１３）
【０１２４】
出力端子４５０は、第３ノード４４０の次段に設けられ、第３ノード４４０を構成する上部ノードと下部ノードとの１対１のペアの組み合わせのうち、上部ノードで演算されたデータと下部ノードで演算されたデータに回転因子Ｗ０〜Ｗ７のいずれかを乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する。このバタフライ演算により、入力端子４１０に入力した１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）から得たサブキャリアデータＸ（０），Ｘ（８），…，Ｘ（７），Ｘ（１５）が生成され、出力される。出力端子４５０から出力される１６のデータＸ（０），Ｘ（８），…，Ｘ（７），Ｘ（１５）の並び順は、後述するビット逆順である。
【０１２５】
次に、図６のＷ０〜Ｗ７で示される「回転因子」について、図７を用いて説明する。
【０１２６】
図７は、サンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算における回転因子を説明する図である。
【０１２７】
図７は、複素平面で半径１の円を１６等分（ＯＦＤＭ信号波形のサンプリング点の数）したものであり、回転因子ＷＫは、以下の式（１４）で与えられる。
ＷＫ＝ｅｘｐ［−ｉ（２π／１６）Ｋ］（Ｋ＝０，１，…，１５）  …（１４）
【０１２８】
回転因子ＷＫは、複素平面での基本的な性質として、
［３］周期性  Ｗ［Ｋ±１６］＝Ｗ［Ｋ］  一周（２π）回ると元に戻る
［４］対称性  Ｗ［Ｋ±１６／２］＝−Ｗ［Ｋ］  半周（π）回ると符号が反転する性質を有する。
【０１２９】
本実施の形態においても、上記性質［４］より、図６のように、バタフライ演算器４００で行う複素数加算の符号を反転させことにより、８つの回転因子（Ｗ０，Ｗ２，…，Ｗ７）を用いてバタフライ演算を行うことができる。
【０１３０】
以下、上述のように構成されたバタフライ演算器４００の動作について詳細に説明する。
【０１３１】
最初に、本発明に適用されるバタフライ演算器４００の基本的な動作について説明する。
【０１３２】
まず、ＦＦＴ部２０７に入力したＯＦＤＭ信号の時間波形から得た入出力信号系列である１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）が、入力端子４１０に入力する。入力端子４１０に入力されるサンプリングデータは、並替手段により、時間軸に対して順方向に並替えられている。
【０１３３】
次いで、第１ノード４２０は、入力端子４１０に入力された１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）の上部ｘ（０）〜ｘ（７）と、下部ｘ（８）〜ｘ（１５）に回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。第１ノード４２０の上部ノードＡ（０），Ａ（８），Ａ（４），Ａ（１２），Ａ（２），Ａ（１０），Ａ（６），Ａ（１４）で演算されたデータは、第２ノード４３０の上部ノードＢ（０），Ｂ（８），Ｂ（４），Ｂ（１２），Ｂ（２），Ｂ（１０），Ｂ（６），Ｂ（１４）に入力し、第１ノード４２０の下部ノードＡ（１），Ａ（９），Ａ（５），Ａ（１３），Ａ（３），Ａ（１１），Ａ（７），Ａ（１５）で演算されたデータは、第２ノード４３０の下部ノードＢ（１），Ｂ（９），Ｂ（５），Ｂ（１３），Ｂ（３），Ｂ（１１），Ｂ（７），Ｂ（１５）に入力する。
【０１３４】
次いで、第２ノード４３０で、第１ノード４２０から出力される各データと回転因子Ｗ０，Ｗ４とを基にしたバタフライ演算が行われる。第２ノード４３０のＢ（０），Ｂ（８），Ｂ（４），Ｂ（１２）から出力されるデータは、第３ノード４４０のＣ（０），Ｃ（８），Ｃ（４），Ｃ（１２）に入力する。また、第２ノード４３０のＢ（２），Ｂ（１０），Ｂ（６），Ｂ（１４）から出力されるデータは、第３ノード４４０のＣ（２），Ｃ（１０），Ｃ（６），Ｃ（１４）に入力する。同様に、第２ノード４３０のＢ（１），Ｂ（９），Ｂ（５），Ｂ（１３）から出力されるデータは、第３ノード４４０のＣ（１），Ｃ（９），Ｃ（５），Ｃ（１３）に入力し、第２ノード４３０のＢ（３），Ｂ（１１），Ｂ（７），Ｂ（１５）から出力されるデータは、第３ノード４４０のＣ（３），Ｃ（１１），Ｃ（７），Ｃ（１５）に入力する。
【０１３５】
次いで、第３ノード４４０で、第２ノード４３０から出力される各データと回転因子Ｗ０，Ｗ２，Ｗ４，Ｗ６とを基にした演算が行われる。ここで、第３ノード４４０は、Ｃ（０）とＣ（８）、Ｃ（４）とＣ（１２）、Ｃ（２）とＣ（１０）、Ｃ（６）とＣ（４）、Ｃ（１）とＣ（９）、Ｃ（５）とＣ（１３）、Ｃ（３）とＣ（１１）、及びＣ（７）とＣ（１５）の上部ノードと下部ノードとの１対１のノードのペアの組み合わせからなる。
【０１３６】
最後に、出力端子４５０のバタフライ演算部は、第３ノード４４０を構成する上部ノードと下部ノードとの１対１のノードのペアの組み合わせのそれぞれについて、上部ノードで演算されたデータと下部ノードで演算されたデータにＷ０〜Ｗ７のいずれかを乗じたデータとを加減算するバタフライ演算を行う。このバタフライ演算により、入力端子４１０に入力した１６点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）から得たサブキャリアデータＸ（０），Ｘ（８），…，Ｘ（７），Ｘ（１５）が生成され、出力端子４５０から出力される。
【０１３７】
本実施の形態のように、サンプリングデータが１６点である場合においても、ＯＦＤＭ信号のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）の並び順と、サンプリングデータから得たサブキャリアデータＸ（０），Ｘ（８），…，Ｘ（７），Ｘ（１５）の並び順との間には、それぞれビット逆順の関係が成り立つ。
【０１３８】
図８は、サンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算におけるＯＦＤＭ信号のサンプリングデータとこのサンプリングデータから得られるサブキャリアデータとの関係を示す図である。
【０１３９】
図８において、例えば、サンプリングデータの順番が１である場合、これを２進数で表すと「０００１」となり、「０００１」のＭＳＢとＬＳＢの順番の左右を取り替えることによりビットを反転させると「１０００」となる。この「１０００」をサンプリングデータの２進数表現に対応させて１０進数で表すと、サンプリングデータの順番に対応するサブキャリアデータの順番８が得られる。したがって、ｘ（１）とＸ（８）とは、ビット逆順の関係にある。同様に、ｘ（５）とＸ（１０）、ｘ（１２）とＸ（３）、ｘ（１３）とＸ（１１）とは、それぞれビット逆順の関係にある。
【０１４０】
ここで、出力端子４５０から出力されるビット逆順に並べられたサブキャリアデータのうち、一対のサブキャリアデータに着目すると、この最終出力の一対のサブキャリアデータだけを得るためには、バタフライ演算器４００の演算回路のうち、一部の演算のみを行えばよい。
【０１４１】
例えば、Ｘ（０）とＸ（８）のみを得るためには、図６の破線４６０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。すなわち、Ｘ（０）とＸ（８）のサブキャリアデータの算出に与るバタフライ演算部は、破線４６０で囲まれた部分のみであり、破線４６０で囲まれた部分以外のバタフライ演算を省略してもこれらのサブキャリアデータを得ることについて、一切の影響がない。
【０１４２】
サンプリングデータが１６点である場合、図６のバタフライ演算器４００の演算をすべて行うためには、６４回の複素数乗算と６４回の複素数加算とを行う必要がある。これに対して、破線４６０で囲まれた部分のバタフライ演算は、３０回の複素数乗算と１６回の複素数加算とにより行われるため、３４回の複素数乗算と４８回の複素数加算を省略することができる。
【０１４３】
上記バタフライ演算における演算の省略は、Ｘ（０）とＸ（８）のみを得る場合に限定されず、Ｘ（４）とＸ（１２）のみを得る場合、Ｘ（２）とＸ（１０）のみを得る場合、Ｘ（６）とＸ（１４）のみを得る場合、Ｘ（１）とＸ（９）のみを得る場合、Ｘ（５）とＸ（１３）のみを得る場合、Ｘ（３）とＸ（１１）のみを得る場合、及びＸ（７）とＸ（１５）のみを得る場合にも同様である。
【０１４４】
また、Ｘ（０），Ｘ（８），Ｘ（４），Ｘ（１２），Ｘ（２），Ｘ（１０），Ｘ（６），Ｘ（１４）のみを得るためには、図６の破線４７０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。この場合、破線４７０で囲まれた部分のバタフライ演算は、４０回の複素数乗算と３２回の複素数加算とにより行われるため、２４回の複素数乗算と３２回の複素数加算を省略することができる。この例は、Ｘ（１），Ｘ（９），Ｘ（５），Ｘ（１３），Ｘ（３），Ｘ（１１），Ｘ（７），Ｘ（１５）のみを得る場合にも同様である。
【０１４５】
この原理を用いて、ＦＦＴ部２０７のバタフライ演算器４００で行われる無駄なバタフライ演算を省略する。本実施の形態では、端末局２００は、バタフライ演算器４００の出力端子４５０の少なくとも１つから、基地局１００から割当てられた特定のサブキャリアデータを取出す。例えば、基地局１００では、ビット逆順に並べられた１６のサブキャリアデータの順番を２つ、４つ、８つ、又は１６つに区切り、この区切り毎のサブキャリアデータを各端末局に割当てる。一方、端末局２００のＦＦＴ部２０７では、バタフライ演算器４００のうち、基地局１００から割当てられたサブキャリアデータを取出すためのバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略する。
【０１４６】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から４つの端末局のそれぞれに４つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ(０)，Ｘ(８)，Ｘ(４)，Ｘ(１２)の組み合わせを、端末局２でＸ(２)，Ｘ(１０)，Ｘ(６)，Ｘ(１４)の組み合わせを、端末局３でＸ(１)，Ｘ(９)，Ｘ(５)，Ｘ(１３)の組み合わせを、端末局４でＸ(３)，Ｘ(１１)，Ｘ(７)，Ｘ(１５)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、各端末局では、それぞれ、基地局から割当てられた４つのサブキャリアデータを取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１４７】
同様に、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から２つの端末局のそれぞれに８つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際には、例えば、端末局１でＸ(０)，Ｘ(８)，Ｘ(４)，Ｘ(１２)，Ｘ(２)，Ｘ(１０)，Ｘ(６)，Ｘ(１４)の組み合わせを、端末局２でＸ(１)，Ｘ(９)，Ｘ(５)，Ｘ(１３)，Ｘ(３)，Ｘ(１１)，Ｘ(７)，Ｘ(１５)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、各端末局では、それぞれ、基地局から割当てられた８つのサブキャリアデータを取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１４８】
さらに、基地局と３つの端末局とが多元接続されている場合においては、例えば、端末局１でＸ(０)，Ｘ(８)，Ｘ(４)，Ｘ(１２)，Ｘ(２)，Ｘ(１０)，Ｘ(６)，Ｘ(１４)の組み合わせを、端末局２でＸ(１)，Ｘ(９)，Ｘ(５)，Ｘ(１３)の組み合わせを、端末局３でＸ(３)，Ｘ(１１)，Ｘ(７)，Ｘ(１５)の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。これにより、端末局１では、基地局から割当てられた８つのサブキャリアデータを、端末局２及び端末局３では、基地局から割当てられた４つのサブキャリアデータをそれぞれ取出すために必要なバタフライ演算のみを行い、その他のバタフライ演算を省略してＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる。
【０１４９】
なお、基地局から端末局へのサブキャリアデータの割当ては、必ずしも２のべき乗毎（本実施の形態では、２つ、４つ、８つ、又は１６つ）に行う必要はなく、特定の端末局に対して２のべき乗以外の数のサブキャリアデータを割当てるようにしてもよい。ただし、このようにサブキャリアデータを割当てる場合においては、他の端末局におけるバタフライ演算の省略に影響がないようにすることが好ましい。すなわち、２のべき乗毎に区切られたサブキャリアデータの一部を特定の端末局に割当てる場合においては、その区間内の使用されていないサブキャリアデータを他の端末局に割当てないようにする。
【０１５０】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、端末局１にＸ(０)，Ｘ(８)，Ｘ(４)を、端末局２にＸ(２)，Ｘ(１０)，Ｘ(６)，Ｘ(１４)を、端末局３にＸ(１)，Ｘ(９)を、端末局４にＸ(３)をそれぞれ割当てる。
【０１５１】
これらの例において、Ｘ(１２)，Ｘ(５)，Ｘ(１３)，Ｘ(１１)，Ｘ(７)，Ｘ(１５)は、いずれの端末局にも割当てられていないサブキャリアデータである。要するに、基地局は、各端末局において、出力端子の隣接する２ｎ個（ｎ：正の整数）のバタフライ演算部からそれぞれサブキャリアデータを取出すようにサブキャリアデータを割当てることが好ましい。ここで、出力端子の隣接する２ｎ個のバタフライ演算部は、上述したサブキャリアデータを出力する一対のバタフライ演算部の組み合わせである。これにより、各端末局では、基地局から割当てられたサブキャリアデータを効率よく取出すためのバタフライ演算の省略を実現することができる。
【０１５２】
このように、本実施の形態によれば、サンプリングデータ及びサブキャリアデータの数を１６としたため、実施の形態１の効果に加えて、サブキャリアを割当てる端末局の数を増やすことができ、各端末局へのサブキャリアデータの割当てを多様化することができる。
【０１５３】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の端末局の構成を示す図である。実施の形態１に係る端末局と同じ構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５４】
図９において、端末局５００は、図２の端末局２００の構成において、ＦＦＴ部２０７に代えてＦＦＴ部５０１を備え、ＦＦＴ部５０１は、ＦＦＴ部２０７の構成において並替部５０２と、バタフライ演算器６００とを備えている。また、端末局５００は、基地局から割当てられる端末サブキャリアデータを記憶する端末サブキャリア割当情報記憶部５０３を備える。
【０１５５】
並替部５０２は、ＦＦＴ部５０１に入力したＯＦＤＭ信号の時間波形から得たサンプリングデータの並び順をビット逆順に並び替えて、後述するバタフライ演算器６００の入力端子６１０に出力する。
【０１５６】
バタフライ演算器６００は、Ｐ／Ｓ変換部２０６から入力した信号からサブキャリアデータを取出すバタフライ演算を行う。バタフライ演算器６００の動作の詳細については、後述する。
【０１５７】
図１０は、上記ＦＦＴ部５０１のバタフライ演算器の構成を示す図である。図１０の例では、８点のサンプリングデータから８つのサブキャリアデータを得る場合のバタフライ演算のシグナルフローを示している。
【０１５８】
図１０のバタフライ演算器６００は、図３のバタフライ演算器３００の構成において、入力端子側の構成と出力端子側の構成とが反転しており、バタフライ演算器６００の入力端子６１０に入力するサンプリングデータは、上記のように並替部５０２によりビット逆順に並替えられているため、バタフライ演算器６００で行われる演算自体は、バタフライ演算器３００で行われる演算と同一である。換言すれば、図１０のシグナルフロー図は、図３のシグナルフロー図と比して、８つのサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）を基準として、８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）の方がビット逆転している点が異なっている。
【０１５９】
図１０において、バタフライ演算器６００は、サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を入力する入力端子６１０と、８つの中間ノードＡ（０）〜Ａ（７）からなる第１ノード６２０と、第１ノード６２０の次段に設けられ、８つの中間ノードＢ（０）〜Ｂ（７）からなる第２ノード６３０と、第２ノード６３０の次段に設けられ、バタフライ演算出力であるサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）を出力する出力端子６４０と、複素演算のための回転因子Ｗ０〜Ｗ３とを備えて構成される。
【０１６０】
入力端子６１０は、ＯＦＤＭ信号の時間波形から得た入力信号系列である８点のサンプリングデータｘ（０）〜ｘ（７）を入力するための端子である。入力端子６１０に入力されるサンプリングデータの並び順は、上記のように、並替部５０２によりビット逆順に並び替えられている。
【０１６１】
第１ノード６２０は、ビット逆順に並替えられた８点のサンプリングデータを、上部と下部との４つのペア（ｘ（０）とｘ（４），ｘ（２）とｘ（６），ｘ（１）とｘ（５），ｘ（３）とｘ（７））に分割し、これらの各ペアについて、上部のサンプリングデータと下部のサンプリングデータに回転因子Ｗ０を乗じたデータとを加算するとともに、上部のサンプリングデータから下部のサンプリングデータに回転因子Ｗ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。例えば、中間ノードＡ（０）は、ｘ（０）とｘ（４）にＷ０を乗じたデータとを加算し、Ａ（１）は、ｘ（０）からｘ（４）にＷ０を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。
【０１６２】
第２ノード６３０の上部ノードＢ（０）〜Ｂ（３）は、第１ノード６２０の上部ノードＡ（０）〜Ａ（３）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。同様に、第２ノード６３０の下部ノードＢ（４）〜Ｂ（７）は、第１ノード６２０の下部ノードＡ（４）〜Ａ（７）で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータとを加算するとともに、上部データから回転因子Ｗ０又はＷ２を乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う。
【０１６３】
本実施の形態における中間ノードである第１ノード６２０及び第２ノード６３０の特性は、実施の形態１で述べた通りである。ただし、バタフライ演算器６００は、上記のように、図３のバタフライ演算器３００の構成において、入力端子側の構成と出力端子側の構成とが反転している。したがって、第１ノード６２０は、上部ノードと下部ノードとの１対１のペアの組み合わせからなり、最終段の中間ノード（第２ノード６３０）は、上部ノードＢ（０）〜Ｂ（３）と下部ノードＢ（４）〜Ｂ（７）とからなる。
【０１６４】
出力端子６４０は、第２ノード６３０の次段に設けられ、第２ノード６３０で演算されたデータを、上部データと下部データとに２分割し、上部データと下部データに回転因子Ｗ０〜Ｗ３のいずれかを乗じたデータとを加算するとともに、上部データから下部データに回転因子Ｗ０〜Ｗ３のいずれかを乗じたデータを減算するバタフライ演算を行う複数のバタフライ演算部を有する。このバタフライ演算により、入力端子６１０に入力した８点のサンプリングデータｘ（０），ｘ（４）…，ｘ（３），ｘ（７）から得たサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）が生成され、出力される。
【０１６５】
以下、本実施の形態におけるバタフライ演算について説明する。
【０１６６】
図１０のバタフライ演算器６００の出力端子６４０から出力されるサブキャリアデータＸ（０）は、以下の式（１５）で与えられ、サブキャリアデータＸ（４）は、以下の式（１６）で与えられる。
Ｘ（０）＝Ｂ（０）＋Ｗ０・Ｂ（４）    …（１５）
Ｘ（４）＝Ｂ（０）−Ｗ０・Ｂ（４）    …（１６）
【０１６７】
また、式（１５）及び式（１６）の右辺通しと左辺通しとを加算すると、以下の式（１７）が得られる。
Ｘ（０）＋Ｘ（４）＝２・Ｂ（０）    …（１７）
【０１６８】
同様にして、Ｘ（１）とＸ（５）、Ｘ（２）とＸ（６）、及びＸ（３）とＸ（７）について上記演算を行うと、以下の式（１８）〜式（２０）が得られる。
Ｘ（１）＋Ｘ（５）＝２・Ｂ（１）    …（１８）
Ｘ（２）＋Ｘ（６）＝２・Ｂ（２）    …（１９）
Ｘ（３）＋Ｘ（７）＝２・Ｂ（３）    …（２０）
【０１６９】
いま、式（１７）〜式（２０）において、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０とすると、式（１７）〜式（２０）は、以下の式（２１）〜式（２４）となる。
Ｘ（０）＝２・Ｂ（０）    …（２１）
Ｘ（１）＝２・Ｂ（１）    …（２２）
Ｘ（２）＝２・Ｂ（２）    …（２３）
Ｘ（３）＝２・Ｂ（３）    …（２４）
【０１７０】
上記式（２１）〜式（２４）より、サブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（３）は、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０という条件を満たせば、第２ノード６３０の上部ノードＢ（０）〜Ｂ（３）で演算され、出力されるデータの２倍でそれぞれ与えられることが分かる。
【０１７１】
したがって、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０という条件の下でサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（３）のみを得るためには、図１０の破線６５０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。
【０１７２】
サンプリングデータが８点である場合、図１０のバタフライ演算器６００の演算をすべて行うためには、２４回の複素数乗算と２４回の複素数加算とを行う必要がある。これに対して、破線６５０で囲まれた部分のバタフライ演算は、８回の複素数乗算と８回の複素数乗算とにより行われるため、１６回の複素数乗算と１６回の複素数加算とを省略することができる。このバタフライ演算の省略は、上記実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ＦＦＴ演算における消費電力の大幅な削減につながる。
【０１７３】
このようなバタフライ演算における演算の省略は、Ｘ（０）〜Ｘ（３）のみを得る場合に限定されず、Ｘ（４）〜Ｘ（７）を得る場合にも同様である。この場合は、Ｘ（０）＝Ｘ（１）＝Ｘ（２）＝Ｘ（３）＝０という条件の下でバタフライ演算を行う必要がある。
【０１７４】
この原理を用いて、ＦＦＴ部５０１のバタフライ演算器６００で行われる無駄なバタフライ演算を省略する。本実施の形態では、端末局５００の出力端子６４０は、最終段の中間ノードの少なくとも一つで演算されたデータから特定のサブキャリアデータを演算して取出す。そのために、バタフライ演算器６００では、出力端子６４０を構成するバタフライ演算部を上部と下部とに分割し、上部のバタフライ演算部からサブキャリアデータを取出す場合には、下部のバタフライ演算部で演算されるサブキャリアデータを、下部のバタフライ演算部からサブキャリアデータを取出す場合には、上部のバタフライ演算部で演算されるサブキャリアデータを、それぞれ何らかの方法でゼロ（ヌル）とするのである。
【０１７５】
すなわち、基地局は、時間軸方向に並べられたサブキャリアデータを取出す出力端子６４０を構成するバタフライ演算部を、上部と下部とに分割し、出力端子６４０の上部のバタフライ演算部にサブキャリアを割当てる場合には、これに対応する出力端子６４０の下部のバタフライ演算部に割当てるサブキャリアをヌルとする。反対に、出力端子６４０の下部のバタフライ演算部にサブキャリアを割当てる場合には、これに対応する出力端子６４０の上部のバタフライ演算部に割当てるサブキャリアをヌルとする。一方、端末局は、上述の原理を用いて、出力端子６４０の前段の中間ノードのうち、割当てられたサブキャリアデータの順番に対応する中間ノードにおける演算結果のみからサブキャリアデータを演算して取出す。
【０１７６】
例えば、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から２つの端末局のそれぞれに２つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ（０），Ｘ（１）の組み合わせを、端末局２でＸ（２），Ｘ（３）の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。このとき、基地局は、サブキャリアデータＸ（４）〜Ｘ（７）は使用せず、これらのサブキャリアをヌルサブキャリアとして割当てを行う。これは、各端末局では、Ｘ（０），Ｘ（１）を得るためのバタフライ演算を省略するためには、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝０とする必要があり、Ｘ（２），Ｘ（３）を得るためのバタフライ演算を省略するためには、Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０とする必要があるためである。
【０１７７】
また、逆に、サブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（３）をヌルサブキャリアとして、Ｘ（４）〜Ｘ（７）を端末局に割当てるようにしてもよい。
【０１７８】
上記の例では、各端末局がバタフライ演算を省略するために、基地局が送信するＯＦＤＭ信号に割当てるサブキャリアの半分をヌルにする必要がある。これに対し、各端末局で、サブキャリアの一部をヌルにしてバタフライ演算を省略するためのフィルタをかける手法も考えられる。以下、この手法について説明する。
【０１７９】
基地局は、ＯＦＤＭ信号に割当てるサブキャリアデータにヌルサブキャリアデータを使用せずに各端末局に送信する。一方、端末局５００は、端末サブキャリア割当情報記憶部５０３から読出した基地局から割当てられる端末サブキャリアデータに従って、基地局からのサブキャリアデータが出力端子６４０の上部のバタフライ演算部に割当てられた場合には、これに対応する出力端子６４０の下部のバタフライ演算部に割当てられたサブキャリアをヌルにするフィルタリングを行う。反対に、基地局からのサブキャリアデータが出力端子６４０の下部のバタフライ演算部に割当てられた場合には、これに対応する出力端子６４０の上部のバタフライ演算部に割当てられたサブキャリアをヌルにするフィルタリングを行う。このようにして、端末局５００は、出力端子６４０の前段の中間ノードのうち、割当てられたサブキャリアデータの順番に対応する中間ノードにおける演算結果のみからサブキャリアデータを演算して取出し、その他の無駄なバタフライ演算を省略する。
【０１８０】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から４つの端末局のそれぞれに２つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ（０），Ｘ（１）の組み合わせを、端末局２でＸ（２），Ｘ（３）の組み合わせを、端末局３でＸ（４），Ｘ（５）の組み合わせを、端末局４でＸ（６），Ｘ（７）の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。
【０１８１】
そして、端末局１では、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝０とするようなフィルタを、端末局２では、Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０とするようなフィルタを、端末局３では、Ｘ（０）＝Ｘ（１）＝０とするようなフィルタを、端末局４では、Ｘ（２）＝Ｘ（３）＝０とするようなフィルタを、それぞれ受信したＯＦＤＭ信号の時間波形に対してかける。
【０１８２】
この手法によれば、基地局はヌルサブキャリアを割当てることなく、より多くの端末局にＯＦＤＭ信号を送信することができる。また、各端末局では、自端末にとって不要なバタフライ演算を省略して最大限にバッテリの消費を抑えることができる。
【０１８３】
図１２は、前述の特許文献１記載のキャリア配置例を示す周波数特性図である。
【０１８４】
ＯＦＤＭ通信における情報伝送に使用する複数の周波数帯域は連続であり、図１２の例では、Ｃ１の通信帯域は、基地局からある端末局への通信に使用され、Ｃ２の通信帯域は、基地局から別の端末局への通信に使用される。このような場合、各端末局は、自端末が割当てられている通信帯域の隣接帯域からの漏洩キャリアを少なくするために、自端末の隣接帯域を制限するフィルタを装着している例が多い。
【０１８５】
各端末局に設ける特定サブキャリアをヌルにするためのフィルタは、既存で装着されている隣接帯域制限フィルタのタップ数やフィルタ係数を適応的に変更することにより実現可能であり、所望の特定サブキャリアをヌルにすることができる。すなわち、特定サブキャリアをヌルにするためのフィルタは、コストをかけることなく端末局に実装することができ、かつ既存のものであるため、フィルタ実装の回路動作によりバッテリ消費分が増加するものでもない。
【０１８６】
なお、本実施の形態は、１６点のサンプリングデータから１６のサブキャリアデータを得る場合にも適用可能である。その場合について、図１１を用いて説明する。
【０１８７】
図１１は、本発明の実施の形態３に係るＦＦＴ部のサンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算器の構成を示す図である。図１１の例では、１６点のサンプリングデータから１６つのサブキャリアデータを得る場合のバタフライ演算のシグナルフローを示している。
【０１８８】
図１１において、バタフライ演算器７００は、サンプリングデータｘ（０）〜ｘ（１５）を入力する入力端子７１０と、１６の中間ノードＡ（０）〜Ａ（１５）からなる第１ノード７２０と、第１ノード７２０の次段に設けられ、１６の中間ノードＢ（０）〜Ｂ（１５）からなる第２ノード７３０と、第２ノード７３０の次段に設けられ、１６の中間ノードＣ（０）〜Ｃ（１５）からなる第３ノード７４０と、第３ノード７４０の次段に設けられ、バタフライ演算出力であるサブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（１５）を出力する出力端子７５０と、複素演算のための回転因子Ｗ０〜Ｗ７とを備えて構成される。
【０１８９】
バタフライ演算器７００の上記各構成要素は、上述したとおりであるため、その説明を省略する。
【０１９０】
図１１のバタフライ演算器７００の出力端子７５０から出力されるサブキャリアデータＸ（０）は、以下の式（２５）で与えられ、サブキャリアデータＸ（８）は、以下の式（２６）で与えられる。
Ｘ（０）＝Ｃ（０）＋Ｗ０・Ｃ（８）    …（２５）
Ｘ（８）＝Ｃ（０）−Ｗ０・Ｃ（８）    …（２６）
【０１９１】
また、式（２５）及び式（２６）の右辺通しと左辺通しとを加算すると、以下の式（２７）が得られる。
Ｘ（０）＋Ｘ（８）＝２・Ｃ（０）    …（２７）
【０１９２】
同様にして、Ｘ（１）とＸ（９）、Ｘ（２）とＸ（１０）、Ｘ（３）とＸ（１１）、Ｘ（４）とＸ（１２）、Ｘ（５）とＸ（１３）、Ｘ（６）とＸ（１４）、及びＸ（７）とＸ（１５）について上記演算を行うと、以下の式（２８）〜式（３４）が得られる。
Ｘ（１）＋Ｘ（９）＝２・Ｃ（１）    …（２８）
Ｘ（２）＋Ｘ（１０）＝２・Ｃ（２）    …（２９）
Ｘ（３）＋Ｘ（１１）＝２・Ｃ（３）    …（３０）
Ｘ（４）＋Ｘ（１２）＝２・Ｃ（４）    …（３１）
Ｘ（５）＋Ｘ（１３）＝２・Ｃ（５）    …（３２）
Ｘ（６）＋Ｘ（１４）＝２・Ｃ（６）    …（３３）
Ｘ（７）＋Ｘ（１５）＝２・Ｃ（７）    …（３４）
【０１９３】
いま、式（２７）〜式（３４）において、Ｘ（８）＝Ｘ（９）＝Ｘ（１０）＝Ｘ（１１）＝Ｘ（１２）＝Ｘ（１３）＝Ｘ（１４）＝Ｘ（１５）＝０とすると、式（２７）〜式（３４）は、以下の式（３５）〜式（４２）となる。
Ｘ（０）＝２・Ｃ（０）    …（３５）
Ｘ（１）＝２・Ｃ（１）    …（３６）
Ｘ（２）＝２・Ｃ（２）    …（３７）
Ｘ（３）＝２・Ｃ（３）    …（３８）
Ｘ（４）＝２・Ｃ（４）    …（３９）
Ｘ（５）＝２・Ｃ（５）    …（４０）
Ｘ（６）＝２・Ｃ（６）    …（４１）
Ｘ（７）＝２・Ｃ（７）    …（４２）
【０１９４】
式（３５）〜式（４２）より、サブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）は、第３ノード７４０の上部Ｃ（０）〜Ｃ（７）で演算され、出力されるデータの２倍でそれぞれ与えられることが分かる。
【０１９５】
したがって、サブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）のみを得るためには、図１１の破線７６０で囲まれた部分のバタフライ演算を実行するだけでよい。
【０１９６】
サンプリングデータが１６点である場合、図１１のバタフライ演算器６００の演算をすべて行うためには、６４回の複素数乗算と６４回の複素数加算とを行う必要がある。これに対して、破線７６０で囲まれた部分のバタフライ演算は、２４回の複素数乗算と２４回の複素数加算とにより行われるため、４０回の複素数乗算と４０回の複素数加算とを省略することができる。
【０１９７】
このようなバタフライ演算における演算の省略は、Ｘ（０）〜Ｘ（７）のみを得る場合に限定されず、Ｘ（８）〜Ｘ（１５）を得る場合にも同様に適用することができる。この場合は、Ｘ（０）＝Ｘ（１）＝Ｘ（２）＝Ｘ（３）＝Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０とする必要がある。
【０１９８】
この原理を用いて、ＦＦＴ部５０１のバタフライ演算器７００で行われる無駄なバタフライ演算を省略する。
【０１９９】
例えば、基地局と２つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から２つの端末局のそれぞれに４つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ（０），Ｘ（１），Ｘ（２），Ｘ（３）の組み合わせを、端末局２でＸ（４），Ｘ（５），Ｘ（６），Ｘ（７）の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。このとき、サブキャリアデータＸ（８）〜Ｘ（１５）を使用せず、これらのサブキャリアをヌルサブキャリアとする。これは、各端末局では、Ｘ（０），Ｘ（１），Ｘ（２），Ｘ（３）を得るためのバタフライ演算を省略するためには、Ｘ（８）＝Ｘ（９）＝Ｘ（１０）＝Ｘ（１１）＝０とする必要があり、Ｘ（４），Ｘ（５），Ｘ（６），Ｘ（７）を得るためのバタフライ演算を省略するためには、Ｘ（１２）＝Ｘ（１３）＝Ｘ（１４）＝Ｘ（１５）＝０とする必要があるためである。
【０２００】
また、逆に、サブキャリアデータＸ（０）〜Ｘ（７）をヌルサブキャリアとして、Ｘ（８）〜Ｘ（１５）を端末局に割当てるようにしてもよい。
【０２０１】
次に、各端末局においてサブキャリアの一部をヌルにしてバタフライ演算を省略するためのフィルタをかける手法について説明する。
【０２０２】
例えば、基地局と４つの端末局とが多元接続されている場合において、基地局から４つの端末局のそれぞれに４つのサブキャリアデータを割当てて信号を送信する際のサブキャリアの割当て方法として、端末局１でＸ（０），Ｘ（１），Ｘ（２），Ｘ（３）の組み合わせを、端末局２でＸ（４），Ｘ（５），Ｘ（６），Ｘ（７）の組み合わせを、端末局３でＸ（８），Ｘ（９），Ｘ（１０），Ｘ（１１）の組み合わせを、端末局４でＸ（１２），Ｘ（１３），Ｘ（１４），Ｘ（１５）の組み合わせをそれぞれ取出すように、サブキャリアデータを割当てる。
【０２０３】
そして、端末局１では、Ｘ（８）＝Ｘ（９）＝Ｘ（１０）＝Ｘ（１１）＝０とするようなフィルタを、端末局２では、Ｘ（１２）＝Ｘ（１３）＝Ｘ（１４）＝Ｘ（１５）＝０とするようなフィルタを、端末局３では、Ｘ（０）＝Ｘ（１）＝Ｘ（２）＝Ｘ（３）＝０とするようなフィルタを、端末局４では、Ｘ（４）＝Ｘ（５）＝Ｘ（６）＝Ｘ（７）＝０とするようなフィルタを、それぞれ受信したＯＦＤＭ信号の時間波形に対してかける。
【０２０４】
以上のようにすれば、各端末局では、自端末にとって不要なバタフライ演算を省略して最大限にバッテリの消費を抑えることができる。
【０２０５】
なお、サブキャリアデータを割当てる端末局の数、及び割当てるサブキャリアデータの数は、実施の形態１及び実施の形態２の場合と同様に適宜変更することができる。
【０２０６】
このように、本実施の形態によれば、基地局１００は、端末局５００に、時間軸に対してビット逆順の方向に並んだサンプリングデータを特定のサブキャリアデータとして割当て、端末局５００は、複数の中間ノード及び出力端子のバタフライ演算部のうち、複数の中間ノードのバタフライ演算部の少なくとも一つで演算されたデータをヌルとすることにより、このヌルサブキャリアデータに対応するバタフライ演算部で演算されたデータを、端末局５００に割当てられた特定のサブキャリアデータとして出力端子から取出すので、ＦＦＴ演算による消費電力を低減することができ、各端末局のバッテリを効率よく使用することができる。
【０２０７】
特に、本実施の形態では、端末局５００は、基地局１００からの送信信号のうち、ヌルサブキャリアデータを取出すバタフライ演算部を適宜変更できるため、上記実施の形態１及び実施の形態２と比較して、ＯＦＤＭ通信信号に割当てられたサブキャリアデータを取出すバリエーションを多様化させることができ、自由度の高いシステムを実現することができる。
【０２０８】
また、特定のサブキャリアデータをヌルにするためのフィルタは、既存のものであることに加え、コストをかけることなく端末局５００に実装可能であり、低コストで実現できるとともに、容易に実施できる効果がある。
【０２０９】
なお、上記各実施の形態では、サンプリングデータ及びサブキャリアデータの数が８又は１６である場合について説明したがこれに限定されない。すなわち、サンプリングデータ及びサブキャリアデータの数は、２の累乗で示される数であればよく、上記各実施の形態以外でも、例えば、４や３２、６４などでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
本発明に係る高速フーリエ変換装置、ＯＦＤＭ通信装置、及びＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法は、ＯＦＤＭ通信において、受信時の無駄なＦＦＴ動作を省いて、ＦＦＴ演算による消費電力を低減することができる効果を有し、地上ディジタル放送や無線ＬＡＮ、ＡＤＳＬに用いる高速フーリエ変換装置、ＯＦＤＭ通信装置、及びＯＦＤＭ通信のサブキャリア割当方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の基地局の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ通信装置の端末局の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＦＦＴ部のバタフライ演算器の構成を示す図
【図４】サンプリングデータが８点である場合のバタフライ演算における回転因子を説明する図
【図５】サンプリングデータが８点である場合のバタフライ演算におけるＯＦＤＭ信号のサンプリングデータとこのサンプリングデータから得られるサブキャリアデータとの関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態２に係るＦＦＴ部のバタフライ演算器の構成を示す図
【図７】サンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算における回転因子を説明する図
【図８】サンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算におけるＯＦＤＭ信号のサンプリングデータとこのサンプリングデータから得られるサブキャリアデータとの関係を示す図
【図９】本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ通信装置の端末局の構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態３に係るＦＦＴ部のバタフライ演算器の構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態３に係るＦＦＴ部のサンプリングデータが１６点である場合のバタフライ演算器の構成を示す図
【図１２】従来のキャリア配置例を示す周波数特性図
【符号の説明】
【０２１２】
１００  基地局
１０１  Ｓ／Ｐ変換部
１０２  ＩＦＦＴ部
１０３  ＧＩ付加部
１０４  Ｄ／Ａ変換部
１０５  ＲＦ送信部
１０６  送信用アンテナ
１０７、２１０、５０３  端末サブキャリア割当情報記憶部
２００  端末局
２０１  受信用アンテナ
２０２  ＲＦ受信部
２０３  フィルタ
２０４  Ａ／Ｄ変換部
２０５  シンボルタイミング同期部
２０６  Ｐ／Ｓ変換部
２０７、５０１  ＦＦＴ部
２０８  パイロット電力測定部
２０９  波形等化部
３００、４００、６００、７００  バタフライ演算器
３１０、４１０、６１０、７１０  入力端子
３２０、４２０、６２０、７２０  第１ノード
３３０、４３０、６３０、７３０  第２ノード
４４０、７４０  第３ノード
３４０、４５０、６４０、７５０  出力端子
【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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