(57)【要約】【課題】送信機において、ＤＦＴのような回路規模の大きな時間／周波数領域変換回路を複数必要とすることなく、周波数利用効率（データ伝送効率）を向上できるようにする。【解決手段】時間領域のデータ信号を固定数ＮDFTの周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換手段１２と、得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数ＮDFTを超える数ＮIFFTのサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当手段１４と、前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべくサブキャリア割当手段１４を制御する制御手段１８とをそなえるように構成する。【選択図】図１
2007329588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換手段と、
該時間／周波数領域変換手段により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当手段と、
該サブキャリア割当手段にて前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく該サブキャリア割当手段を制御する制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信機。
【請求項２】
該制御手段が、
前記データ信号以外の信号が前記送信周波数帯域において均等に配置されるよう該サブキャリア割当手段による前記余剰帯域のサブキャリアへの割り当てを制御することを特徴とする、請求項１記載の送信機。
【請求項３】
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
該ＰＡＰＲ低減信号生成手段で生成されたＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項４】
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
該パイロット生成手段で生成されたパイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項５】
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合において、前記ＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項３記載の送信機。
【請求項６】
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合において、前記パイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項４記載の送信機。
【請求項７】
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には前記ＰＡＰＲ低減信号が、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には前記パイロット信号が、それぞれ、前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項８】
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、前記パイロット信号よりも前記ＰＡＰＲ低減信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられ、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には、前記ＰＡＰＲ低減信号よりも前記パイロット信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項９】
前記データ信号のＰＡＰＲを低減するための波形整形処理を実施する波形整形手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、該波形整形手段を制御して前記データ信号に対して前記波形整形処理を適用することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の送信機。
【請求項１０】
時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換過程と、
前記時間／周波数領域変換過程により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当過程と、
前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく前記サブキャリア割当過程を制御する制御過程とを有することを特徴とする、送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信機及び送信方法に関し、例えば、DFT-S-OFDM（Discrete Fourier Transform - Spread - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いた移動通信システムなどの無線通信技術に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、第３世代移動通信システムのエンハンス（Long Term Evolution）の標準化仕様が審議されている。そして、上りリンクのアクセス方式として、SC-FDMA（Single Carrier - Frequency Division Multiple Access）の採用が検討されており、DFT-S-OFDMを用いたSC-FDMAの実現方法が有力な候補の１つとなっている。
【０００３】
ここで、図８に、DFT-S-OFDMを採用した送信機の要部に着目した構成を示す。この図８に示す送信機は、例えば、変調部１０１と、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部１０２と、サブキャリアマッピング部１０３と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部１０４と、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１０５とをそなえて構成される。なお、以下では、送信周波数帯域が５ＭＨｚの場合のパラメータを例にして説明する。
【０００４】
上記構成を有する送信機では、送信データ信号が、変調部１０１において、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの所要の変調方式によって変調される。変調後のデータ信号のシンボルレートは４．５ＭＨｚである。
そして、当該変調データ信号は、３００シンボル毎（これをブロックと呼ぶ）に、ＮDFT（例えば、３００）ポイントのＤＦＴ部１０２にてＤＦＴ処理されることによって時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。すなわち、ＤＦＴ後の変調データ信号は、ＮDFT（＝３００）のサブキャリアからなる信号に変換されたことになる。
【０００５】
サブキャリアマッピング部１０３では、３００のサブキャリア信号をＮIFFT（例えば、５１２）ポイントのＩＦＦＴ上（ＩＦＦＴ部１０４）にマッピングすることで、周波数領域の配置を行なう。サブキャリアマッピングの方法によっては、伝送帯域幅が拡大された形となるため、このサブキャリアマッピングのことを拡散（Spread）と呼んでいる。
サブキャリアマッピングされた信号は、ＩＦＦＴ部１０４にてＩＦＦＴ処理されることによって、周波数領域の信号から、再び時間領域の信号に変換される。なお、図８の例では、３００ポイントのＤＦＴ部１０２の出力を５１２ポイントのＩＦＦＴ上に連続して配置し、残りの２１２ポイントにはゼロの信号を挿入している様子が示されている。
【０００６】
これによって、ＤＦＴ前に１ブロック当り３００ポイントの信号が、ＩＦＦＴ後には１ブロックあたり５１２ポイントの信号に変換される。すなわち、ＤＦＴ前に４．５ＭＨｚであった信号が、ＩＦＦＴ後には７．６８ＭＨｚにオーバーサンプルされたことになる。
ＩＦＦＴ後の信号は、ＣＰ挿入部１０５にて、ブロック毎にＣＰ（Cyclic Prefix）が付加される。ＣＰが付加されたブロックを例えば７ブロックまとめて、１つのフレームが構成される。図９はその一例であるが、この場合は、１フレーム内の２ブロック（斜線部参照）がパイロットシンボル用のパイロットブロックとして割り当てられる。なお、パイロットシンボル（以下、単に「パイロット」ともいう）は、受信側で既知の信号であり、データチャネルの復調のためのチャネル推定などに用いられる。
【０００７】
ところで、３ＧＰＰにおいて、DFT-S-OFDM方式が検討されている理由として、周波数利用効率の向上が挙げられる。W-CDMAなどの従来の第３世代移動通信方式（以下、３Ｇ方式ともいう）では、帯域制限方法として、時間領域のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタが用いられる。この方法では、急峻な帯域制限が難しいため、ロールオフ率の高いＦＩＲフィルタによって帯域制限を行なう必要がある。例えば、３Ｇ方式では、５ＭＨｚの帯域幅で伝送する信号のシンボルレートは３．８４ＭＨｚに制限される。
【０００８】
これに対し、DFT-S-OFDMでは、上述したごとく、ＤＦＴ後の周波数領域の信号をＤＦＴよりもサイズの大きいＩＦＦＴを用いて時間領域の信号に変換することで、オーバーサンプルと帯域制限とを同時に行なっている。図８の構成では、波形整形を施していないため、ロールオフ率α＝０の窓関数（矩形フィルタ）で帯域制限をしていることに等しいが、例えば図１０に示すように、ロールオフ率α＞０の波形整形フィルタ１０６を用いて緩やかな帯域制限を行なうことも可能である。この図１０の例では、送信帯域幅を５ＭＨｚと仮定した場合、シンボルレートを４．０８ＭＨｚに下げて、ＤＦＴサイズを２７２に減らしている。このように、ＤＦＴ部１０２によるＤＦＴ後の信号を波形整形フィルタ１０６に通すことで、緩やかな帯域制限が行なわれる。
【０００９】
ここで、図１１に、波形整形フィルタ１０６による波形整形処理の様子を示す。この図１１では、ＤＦＴ後の２７２サブキャリア分の信号の一部（両端の１４サブキャリア分）をサイクリックにコピーして、合計３００サブキャリアの信号を生成した後、ロールオフ率α＝０．１のRaised Cosine関数の係数を乗算することで、波形整形を行なっている。
このように、DFT-S-OFDMでは、周波数領域で係数を乗算するだけで、波形整形を行なうことができるため、ロールオフ率αを比較的容易に変更（制御）することができる。
【００１０】
ロールオフ率αを大きくして緩やかな帯域制限を行なうことのメリットとして、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）の低減効果が挙げられる。例えば図１０及び図１１に示すように、ロールオフ率α＝０．１の帯域制限を行なった場合、図８に示すようなロールオフ率α＝０の矩形フィルタで帯域制限を行なった場合に比べて、ＰＡＰＲが０．５ｄＢ程度低下する。端末の送信となる上りリンクにおいては、ＰＡＰＲを下げることにより、最大送信電力を上げることができるため、電波の到達距離を伸ばしたり、アンプの効率を向上したりするなどのメリットが得られる。このように、周波数利用効率とＰＡＰＲとはトレードオフの関係にある。
【００１１】
また、DFT-S-OFDMでは、ＤＦＴの演算処理が必要となるため、一般に回路規模が増大する問題がある。ＤＦＴに２のべき乗ポイント数のＦＦＴを使用することができれば、回路規模を大幅に削減できるが、実際には、周波数利用効率およびＰＡＰＲ特性が最適になるようにパラメータを設計するため、ＤＦＴサイズは必ずしも２のべき乗とはならない。そのため、DFT-S-OFDM方式では、回路規模が増大する傾向にある。
【００１２】
なお、以下に示す非特許文献１，２，３は、３ＧＰＰで検討されているDFT-S-OFDM方式に関するものである。非特許文献１は、３ＧＰＰにおいて、DFT-S-OFDM方式が提案された初期の資料であり、DFT-S-OFDM技術に関する基本事項について述べられている。非特許文献２では、DFT-S-OFDM方式における帯域制限の方法とＰＡＰＲ特性に関する検討結果が紹介されている。非特許文献３では、ロールオフ率とＤＦＴのサイズを適応制御することについての提案がなされている。
【非特許文献１】3GPP，R1-050584，Motorola，“EUTRA Uplink Numerology and Design”，June 20-21, 2005.
【非特許文献２】3GPP，R1-050702，NTT DoCoMo, et,al.，“DFT-Spread OFDM with Pulse Shaping Filter in Frequency Domain in Evolved UTRA Uplink”，August 29-September 2, 2005.
【非特許文献３】3GPP，R1-060993，NTT DoCoMo, et,al.，“Investigation on Adaptive Control of Roll-off Factor for DFT-Spread OFDM Based SC-FDMA in Uplink”，March 27-31, 2006.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、DFT-S-OFDM方式では、ＰＡＰＲと周波数利用効率とはトレードオフの関係にある。一方、ＰＡＰＲ特性は、変調方式にも大きく依存することが知られている。例えば、１６ＱＡＭは、ＱＰＳＫよりも１．０ｄＢ程度ＰＡＰＲが大きい。
したがって、適応変調によって、送信データの変調方式が頻繁に切り替わるような場合には、ＰＡＰＲが大きく変動してしまうため、ＰＡＰＲを一定レベルよりも低く抑えるような制御が必要になる。例えば、１６ＱＡＭの変調データに対してはＰＡＰＲの低減を積極的に施し、ＱＰＳＫの変調データに対してはＰＡＰＲの低減よりも周波数利用効率の向上を積極的に施すことにより、システム全体の伝送効率を向上する方法が考えられる。
【００１４】
具体的には、前記非特許文献３でも提案されているように、変調方式が１６ＱＡＭの場合、ＰＡＰＲの低減を積極的に施すために、ロールオフ率αを大きくしてＤＦＴのサイズを小さくする（例えば図１０及び図１１に示すように、ロールオフ率を０．１にして、ＤＦＴのサイズを２７２にする）。これに対し、変調方式がＱＰＳＫの場合は、ＰＡＰＲをこれ以上低減する必要がないため、ロールオフ率αを小さくしてＤＦＴのサイズを大きくする（例えば図８に示すように、ロールオフ率αを０にして、ＤＦＴのサイズを３００にする）。
【００１５】
このように、DFT-S-OFDM方式では、変調方式に応じて、ロールオフ率αとＤＦＴサイズを可変にすることで、データ伝送効率の向上を図ることができる。
しかしながら、前述したように、ＤＦＴの回路規模は、ＦＦＴに比べて大きいという課題があり、変調方式に応じて、ＤＦＴサイズを可変にする場合、回路規模の大きいＤＦＴ回路をハードウェア上に複数種類設ける必要があるため、回路規模のインパクトがさらに増大してしまう。
【００１６】
本発明は、上記の課題を解決するために創案されたもので、ＤＦＴのような回路規模の大きな時間／周波数領域変換回路を複数必要とすることなく、周波数利用効率（データ伝送効率）を向上できるようにした、送信機及び送信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】
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明では、下記の送信機及び送信方法を用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明の送信機は、時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換手段と、該時間／周波数領域変換手段により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当手段と、該サブキャリア割当手段にて前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく該サブキャリア割当手段を制御する制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１８】
（２）ここで、該制御手段は、前記データ信号以外の信号が前記送信周波数帯域において均等に配置されるよう該サブキャリア割当手段による前記余剰帯域のサブキャリアへの割り当てを制御するのが好ましい。
（３）また、本送信機は、前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段をさらにそなえ、該制御手段が、該ＰＡＰＲ低減信号生成手段で生成されたＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するようにしてもよい。
【００１９】
（４）さらに、本送信機は、前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段をさらにそなえ、該制御手段が、該パイロット生成手段で生成されたパイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するようにしてもよい。
（５）また、該制御手段は、前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合において、前記ＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するのが好ましい。
【００２０】
（６）さらに、該制御手段は、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合において、前記パイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するのが好ましい。
（７）また、本送信機は、前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、該制御手段が、前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には前記ＰＡＰＲ低減信号が、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には前記パイロット信号が、それぞれ、前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するようにしてもよい。
【００２１】
（８）さらに、本送信機は、前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、該制御手段が、前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、前記パイロット信号よりも前記ＰＡＰＲ低減信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられ、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には、前記ＰＡＰＲ低減信号よりも前記パイロット信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御するようにしてもよい。
【００２２】
（９）また、本送信機は、前記データ信号のＰＡＰＲを低減するための波形整形処理を実施する波形整形手段をさらにそなえ、該制御手段が、前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、該波形整形手段を制御して前記データ信号に対して前記波形整形処理を適用するようにしてもよい。
（１０）さらに、本発明の送信方法は、時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換過程と、前記時間／周波数領域変換過程により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当過程と、前記データ信号が割り当てられされない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく前記サブキャリア割当過程を制御する制御過程とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
上記の本発明によれば、少なくとも以下に示すいずれかの効果ないし利点が得られる。
（１）データ信号の時間領域から周波数領域への変換数を固定にしたまま、送信周波数帯域で余剰帯域となるサブキャリアにデータ信号以外の信号を割り当てる（マッピングする）ことができるので、回路規模の大きな時間／周波数領域変換回路を複数用意する必要がなく、回路規模を増大させずに、周波数利用効率を向上することができる。
【００２４】
（２）ここで、前記データ信号以外の信号が前記送信周波数帯域において均等配置されるように前記サブキャリア割当を行なえば、周波数利用効率を向上しつつ、全送信周波数帯域にわたって所望の送信あるいは受信特性を得ることができる。
（３）例えば、前記余剰帯域のサブキャリアにＰＡＰＲ低減信号を割り当てれば、ＰＡＰＲを低減することができ、パイロット信号を割り当てれば、パイロット信号数を増やすことができるので、前記データ信号の受信側でのチャネル推定精度の向上、ひいては復調能力の向上を図ることができる。
【００２５】
（４）補足すると、前記データ信号を１６ＱＡＭ変調する場合のようにＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、前記データ信号についてＰＡＰＲ低減のための波形整形処理及び／又は余剰帯域のサブキャリアへのＰＡＰＲ低減信号の割り当てを行なうようにすれば、周波数利用効率を向上しつつ、ＰＡＰＲの低減を図ることができる。
（５）また、前記データ信号をＱＰＳＫ変調する場合のようにＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には、前記余剰帯域のサブキャリアにパイロット信号を割り当てるようにすれば、周波数利用効率を向上しつつ、前記データ信号の受信側でのチャネル推定精度の向上、ひいては復調能力の向上を図ることができる。
【００２６】
（６）さらに、データ信号のＰＡＰＲの大小によって（変調方式が１６ＱＡＭかＱＰＳＫかによって）、前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てるＰＡＰＲ低減信号及びパイロット信号の比率を制御する（例えば、前者の場合はＰＡＰＲ低減信号数を多くし、後者の場合はパイロット信号数を多くする）ようにすれば、周波数利用効率を向上しつつ、また、ＰＡＰＲを低減しつつ、受信側でのチャネル推定精度、復調能力の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
（７）また、データ信号の時間領域から周波数領域への変換数（固定数）を２のべき乗にすることができれば、時間／周波数領域変換手段にＦＦＴ部を適用することができるので、ＤＦＴ部を用いる場合に比べて、回路規模を大幅に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態に係るDFT-S-OFDM送信機の要部構成を示すブロック図で、この図１に示すDFT-S-OFDM送信機（以下、単に「送信機」ともいう）は、例えば図３により後述するように、移動通信システムの少なくとも上りリンクについてDFT-S-OFDM方式を採用した移動局装置に適用することができ、変調部１１と、ＤＦＴ部１２と、波形整形フィルタ１３と、サブキャリアマッピング部１４と、ＩＦＦＴ部１５と、ＣＰ挿入部１６と、パイロット生成部１７と、制御部１８とをそなえて構成されている。
【００２９】
ここで、変調部１１は、送信すべきデータチャネルのデータ（シンボル）（以下、データチャネル信号又はデータ信号ともいう）をＱＰＳＫや１６ＱＡＭなどの所要の変調方式によって変調するもので、本例では、制御部１８からの制御によって変調方式を適応的に変更できるようになっている。
ＤＦＴ部（時間／周波数領域変換手段）１２は、当該変調部１１により変調されたデータチャネル信号を、ＮDFT（例えば２７２）シンボルから成るブロック毎に、ＮDFTポイントのＤＦＴ処理することにより、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換するものであるが、本例では、ＮDFTポイント数（つまり、ＤＦＴサイズ）を可変にせずに一定（固定）のＤＦＴサイズで当該ＤＦＴ処理を実施するようになっている。したがって、ＤＦＴ後の変調データ信号は、変調方式（１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ）によらず一定ＮDFT（＝２７２）数のサブキャリアからなる信号に変換されることになる。
【００３０】
波形整形フィルタ（帯域制限フィルタ；波形整形手段）１３は、上記ＤＦＴ部１２によるＤＦＴ後のデータ信号について窓関数を用いた波形整形処理を制御部１８からの制御に応じて選択的に施すことによりＰＡＰＲ低減のための帯域制限を実施し得るもので、ここでは、例えば、制御部１８からの制御信号がＯＮ（１６ＱＡＭの場合）で図２（Ａ）に示すようなロールオフ率α＝０．１の窓関数による波形整形（帯域制限）処理を実施し、前記制御信号がＯＦＦの場合（ＱＰＳＫの場合）には、波形整形処理は実施せずにＤＦＴ部１２の出力をそのままサブキャリアマッピング部１４へ出力する（つまり、ロールオフ率α＝０の窓関数による帯域制限となる）ようになっている。
【００３１】
サブキャリアマッピング部（サブキャリア割当部）１４は、ＮMAP（＞ＮDFT）（例えば、ＮMAP＝３００）分の入力信号（シンボル）を送信周波数帯域の周波数軸上に割り当て（マッピング）する（つまり、ＮMAPのサブキャリアにマッピングする）ことができるものであるが、ここでは、制御部１８の制御の下、変調部１１での変調方式がＱＰＳＫの場合に、波形整形フィルタ１３からＮMAPよりも小さいＮDFT（＝２７２）のシンボルしか入力されないことによる余剰分（ＮMAP−ＮDFT＝２８ポイント）に対して、パイロットシンボルがパイロット生成部１７から入力されるようになっている。
【００３２】
つまり、本例の送信機は、ＱＰＳＫ変調を行なう場合、送信周波数帯域のうちのデータシンボルがマッピングされない余剰帯域のサブキャリア周波数に、データシンボルとは異なるシンボルであるパイロットシンボルを挿入できるようになっているのである。その際、パイロットシンボルのマッピングされたサブキャリアが送信周波数帯域（有効サブキャリア周波数帯域）において分散して（できれば均等に）配置されるようにするのが好ましい〔例えば、図２（Ｂ）参照〕。なお、１６ＱＡＭ変調の場合は、このようなパイロットシンボルの挿入は行なわない。
【００３３】
パイロット生成部１７は、制御部１８からの制御の下、ＱＰＳＫ変調の場合の上記余剰帯域のサブキャリアにマッピングされるべきパイロットシンボル（本例では、２８ポイントのパイロットシンボル）を生成するものである。
ＩＦＦＴ部１５は、サブキャリアマッピング部１４により上述のごとくサブキャリアマッピングされたシンボル（データシンボル又はデータシンボル及びパイロットシンボル）についてＮIFFTポイントのＩＦＦＴ処理を施すことにより、周波数領域から再び時間領域の信号に変換するものである。図１の例では、３００ポイントのサブキャリアマッピング部１４の出力がＮIFFT＝５１２ポイントのＩＦＦＴ上（サブキャリア）に配置され、残りの２１２ポイントにはゼロの信号が挿入されている様子が示されている。なお、サブキャリアへのマッピングは、局所（Localized）配置でもよいし分散（Distributed）配置でもよい。
【００３４】
ＣＰ挿入部１６は、上記ＩＦＦＴ処理後の時間領域信号にＣＰを付加（時間多重）するものであり、制御部１８は、変調部１１での変調方式（１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ）と、波形整形フィルタ１３のＯＮ／ＯＦＦと、パイロット生成部１７による前記余剰帯域に挿入すべきパイロットシンボル（以下、単に「パイロット」ともいう）の生成処理及びその周波数軸上での配置（挿入）とをそれぞれ制御しうるものである。
【００３５】
より詳細には、既述のように、１６ＱＡＭ変調時にはロールオフ率α＝０．１の波形整形（帯域制限）を適用すべく波形整形フィルタ１３をＯＮ制御するとともに、パイロット生成部１７によるパイロットの生成（挿入）処理を停止（無効）制御し、ＱＰＳＫ変調時にはロールオフ率α＝０の帯域制限（つまり、制限なし）を適用すべく波形整形フィルタ１３をＯＦＦ制御するとともに、パイロット生成部１７によるパイロットの生成（挿入）処理を有効制御するようになっている。なお、変調部１１で採用する変調方式は、後述するように、例えば基地局装置から受信される制御情報によって指定される。
【００３６】
以下、上述のごとく構成された本実施形態の送信機の動作について説明すると、まず、送信データチャネル信号は、変調部１１にて１６ＱＡＭ又はＱＰＳＫ変調された後、ＤＦＴ部１２にて、固定のＤＦＴサイズ（ＮDFTポイント）でのＤＦＴ処理が施され周波数領域のデータ信号に変換された上で、波形整形フィルタ１３に入力される。
波形整形フィルタ１３では、１６ＱＡＭ変調の場合は制御部１８によりＯＮ制御されて、図２（Ａ）に示すごとく、ＤＦＴ部１３の出力について、ロールオフ率＝０．１の帯域制限を実施する。帯域制限後のＮMAP（＝３００）ポイントのデータシンボルは、サブキャリアマッピング部１４に入力される。この時、制御部１８の制御により、パイロット生成部１７からパイロットシンボルは入力されない。
【００３７】
したがって、サブキャリアマッピング部１４は、ＮMAP＝３００ポイントのデータシンボルを、ＮIFFT＝５１２ポイントのＩＦＦＴ上（サブキャリア周波数）に配置（マッピング）することになる。なお、残りの２１２ポイントのサブキャリア周波数には例えばゼロの信号を挿入（マッピング）する。
一方、ＱＰＳＫ変調の場合は、制御部１８により波形整形フィルタ１３がＯＦＦ制御されて、波形整形フィルタ１３による帯域制限は実施されず、ＮDFT（＝２７２）ポイントのデータシンボルがそのままサブキャリアマッピング部１４に入力される（すなわち、ロールオフ率α＝０の帯域制限となる）。また、この場合、制御部１８の制御によって、パイロット生成部１７によるパイロットの生成、挿入が有効となり、余剰帯域（ＮMAP−ＮDFT＝２８）のサブキャリアにマッピングすべきパイロットシンボルがパイロット生成部１７から入力される。
【００３８】
したがって、サブキャリアマッピング部１４は、ＮDFT＝２７２ポイントのデータシンボル及び２８ポイントのパイロットシンボル（計３００ポイントのシンボル）を、ＮIFFT＝５１２ポイントのＩＦＦＴ上（サブキャリア周波数）に配置する。その際、例えば図２（Ｂ）に示すごとく、有効サブキャリア帯域内においてパイロットシンボルを分散（均等）配置する（残りの２１２ポイントのサブキャリア周波数には、この場合も、例えばゼロの信号を挿入する）。
【００３９】
これにより、受信側において、有効サブキャリア帯域の全帯域に渡ってチャネル推定を行なうことが可能になり、復調特性を向上させることができる。余剰帯域に挿入するパイロットシンボルが少ない場合は、１フレーム区間において、パイロットの挿入位置をブロック毎にずらして配置することで、有効サブキャリア帯域の全帯域に渡ってチャネル推定を正確に行なえるようにすることも可能である。
【００４０】
上述のごとくサブキャリアマッピングされた信号は、ＩＦＦＴ部１５にてＩＦＦＴ処理されて時間領域の信号に変換された後、ＣＰ挿入部１６にて、ＣＰが付加（時間多重）されて、無線送信処理ブロック（図示省略）へ出力される。
なお、上記のようにパイロットを余剰帯域に挿入することにより、周波数の有効利用を図ることができるが、ＰＡＰＲは増大することになる。しかし、ＱＰＳＫ変調したデータ信号のＰＡＰＲは１６ＱＡＭ変調した場合よりも低いため、ＰＡＰＲが増大したとしても、１６ＱＡＭ変調の場合のＰＡＰＲと同程度以下に抑えられる（または、同程度以下になるように各パラメータを設定すればよい）。
【００４１】
また、DFT-S-OFDMでは、図９に示したように、パイロットシンボルがフレーム内の特定ブロックに時間多重されるが、上述のごとくデータシンボルの余剰帯域にパイロットを挿入する場合は、パイロットブロックのパイロットの一部又は全部を削減することができる。したがって、パイロットブロックのパイロットの一部又は全部の代わりに、データシンボルを挿入することができる。このようにすることで、パイロットシンボルだけでなく、データシンボルの量を増やして、周波数利用効率をさらに向上させることも可能である。
【００４２】
以上のように、本例の送信機では、ＤＦＴサイズを固定にしたまま、データ信号のＰＡＰＲ特性に応じて波形整形フィルタ１３のロールオフ率αを可変にするとともに、余剰帯域のサブキャリア周波数にデータ信号以外の信号としてパイロットを挿入することができるので、回路規模を増大させることなく、また、ＰＡＰＲの増大を抑制しつつ、与えられた送信周波数帯域を有効に利用することができ、また、送信周波数帯域における挿入パイロットの増加、分散配置により、受信側のチャネル推定精度を向上して復調特性を向上することができる。
【００４３】
即ち、ＤＦＴサイズが固定であるため、回路規模が大きいＤＦＴ回路を複数用意する必要がなく、回路規模を増大させずに、周波数利用効率を向上することができる。ここで、固定とするＤＦＴサイズを２のべき乗にすることができれば、ＦＦＴが使えるため、ＤＦＴを用いる場合に比べて、回路規模をさらに削減することができる。
（Ａ１）移動局装置への適用例
次に、図３に、図１により上述したDFT-S-OFDM送信機構成を適用した、移動通信システムにおける移動局装置（以下、単に「移動局」という）の構成を示す。この図３に示す移動局（ＭＳ：Mobile Station）１は、前記移動通信システムを構成する基地局装置（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）４と無線通信を行なうもので、少なくともＢＴＳ４への上りリンクについて、DFT-S-OFDM方式による通信を行なうようになっている。
【００４４】
そして、本例のＭＳ１は、上りリンクの送信系として、例えば、既述の変調部１１，ＤＦＴ部１２，波形整形フィルタ１３，サブキャリアマッピング部１４，ＩＦＦＴ部１５，ＣＰ挿入部１６及びパイロット生成部１７をそなえるほか、パイロット生成部１９及び無線送信機（Ｔｘ）２０及び送信アンテナ２１をそなえる一方、下りリンクの受信系として、例えば、受信アンテナ３１，無線受信機（Ｒｘ）３２及び制御チャネル復号部３３をそなえ、さらに、これらの送信系及び受信系の動作を制御する制御部１８をそなえて構成されている。
【００４５】
一方、ＢＴＳ４は、例えば図４に示すように、上りリンクの受信系として、受信アンテナ４１，無線受信機（Ｒｘ）４２，ＣＰ除去部４３，ＦＦＴ部４４，サブキャリアデマッピング部４５，チャネル推定部４６，チャネル等化部４７，ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）部４８，データチャネル復号部４９，ＣＱＩ測定部５０，ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部５１及びスケジューラ５２をそなえる一方、下りリンクの送信系として、制御チャネル生成部５３，無線送信機（Ｔｘ）５４及び送信アンテナ５５をそなえて構成されている。
【００４６】
ここで、図３に示すＭＳ１において、パイロット生成部１９は、図９により前述したパイロットブロックのパイロットを生成するもので、当該パイロットは、変調部１１により変調されたデータチャネル信号とともにＤＦＴ部１２に入力されてＮDFTポイントのＤＦＴ処理が施されるようになっている。
無線送信機２０は、ＣＰ挿入部１６によりＣＰを付加されたデータ信号について、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換、無線周波数（ＲＦ）への周波数変換（アップコンバート）を含む所要の無線送信処理を施して上りリンクのＲＦ信号を生成するものであり、送信アンテナ２１は、当該ＲＦ信号をＢＴＳ４へ向けて空間に放射するものである。
【００４７】
一方、受信アンテナ３１は、ＢＴＳ４から送信された下りリンクのＲＦ信号を受信するものであり、無線受信機３２は、当該受信アンテナ３１で受信されたＲＦ信号について、ベースバンド周波数への周波数変換（ダウンコンバート）やＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換などを含む所要の無線受信処理を施すものである。
制御チャネル復号部３３は、無線受信機３２で処理された下りリンクの信号における制御チャネルのデータ（制御情報）を復号するものであり、当該制御情報に基づいて制御部１８が前述したごとく変調部１１，波形整形フィルタ１３及びパイロット生成部１７の動作を制御するようになっている。
【００４８】
これに対し、図４に示すＢＴＳ４において、受信アンテナ４１は、ＭＳ１から送信された上りリンクのＲＦ信号を受信するものであり、無線受信機４２は、当該ＲＦ信号について、ＭＳ１側と同様に、ベースバンド周波数へのダウンコンバートやＡ／Ｄ変換などを含む所要の無線受信処理を施すものであり、ＣＰ除去部４３は、ＭＳ１側でデータ信号に付加された前記ＣＰを除去するものである。
【００４９】
ＦＦＴ部４４は、このＣＰ除去部４３によりＣＰを除去された受信信号について、ＮFFTポイント（例えば、ＮFFT＝ＮIFFT＝５１２ポイント）のＦＦＴ処理を施すことにより、時間領域の信号から周波数領域の信号への変換を行なうものである。
サブキャリアデマッピング部４５は、上記ＦＦＴ処理後の受信信号のサブキャリアにマッピングされている信号（シンボル）を抽出（デマッピング）して、パイロットシンボルとデータシンボルとに分離するもので、パイロットシンボルは、チャネル推定部４６に送られ、データシンボルはチャネル等化部４７へ送られるようになっている。
【００５０】
チャネル推定部４６は、上記パイロットシンボルとそのレプリカ（パイロットレプリカ）との相関演算をサブキャリア毎に行なうことにより、サブキャリア毎のチャネル推定値を求めるものであり、チャネル等化部（チャネル補償部）４７は、当該チャネル推定値を用いて、サブキャリアデマッピング部４５からのデータシンボルについてチャネル等化（チャネル補償）を行なうものである。
【００５１】
ＩＤＦＴ部４８は、上記チャネル等化後のデータシンボルについて、ＮIDFTポイント（例えば、ＮIDFT＝ＮDFT＝２７２ポイント）のＩＤＦＴ処理を施すことにより、周波数領域の信号から時間領域の信号への変換を行なうものであり、データチャネル復号部４９は、当該時間領域のデータ信号を、ＭＳ１側での符号化方式に対応した復号方式により復号（例えば、ターボ復号など）するものである。
【００５２】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部５１は、上記データチャネル復号部４９による復号結果をＣＲＣ演算などにより検証して正常（ＯＫ）ならばＡＣＫ情報を生成し、異常（ＮＧ）ならばＮＡＣＫ情報を生成するもので、これらのＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、スケジューラ５２に入力され、上りリンクのスケジューリングに使用される。
ＣＱＩ測定部５０は、チャネル推定部４６により得られたチャネル推定値に基づいて、上りリンクの受信品質に関する指標であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を測定するものであり、当該ＣＱＩについても、スケジューラ５２に入力され、上りリンクのスケジューリングに使用される。
【００５３】
スケジューラ５２は、少なくとも、上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報及びＣＱＩに基づいて、上りリンクにおいて、送信を許可するＭＳ１とそのＭＳ１が使用する変調方式（１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ）を決定し、その情報（送信許可情報および変調方式情報）を下りリンクの制御チャネルによってＭＳ１へ通知するためのものである。
制御チャネル生成部５３は、当該スケジューラ５２からの情報を基に下りリンクの制御チャネルの信号を生成するものであり、無線送信機５４は、上記制御チャネルの信号を含む下りリンクのチャネルの信号について、Ｄ／Ａ変換、ＲＦ信号へのアップコンバートなどの所要の無線送信処理を施すものであり、送信アンテナ５５は、当該無線送信機５４により得られた下りリンクのＲＦ信号をＭＳ１に向けて空間へ放射するものである。
【００５４】
以下、上述のごとく構成された移動通信システム（ＭＳ１及びＢＴＳ４）の動作について説明する。
まず、ＢＴＳ４では、ＭＳ１から送信された上りリンクのＲＦ信号が、受信アンテナ４１にて受信され、無線受信機４２にて、前記無線受信処理が施された後、ＣＰ除去部４３にてＣＰが除去されて、ＦＦＴ部４４へ入力される。
【００５５】
ＦＦＴ部４４では、上記ＣＰ除去後の受信信号についてＦＦＴ処理が施されて時間領域の信号から周波数領域の信号への変換が行なわれる。得られた周波数領域の信号は、サブキャリアデマッピング部４５に入力されて、各サブキャリアにマッピングされている信号（パイロットシンボル及びデータシンボル）が抽出され、パイロットシンボルはチャネル推定部４６へ入力され、データシンボルはチャネル等化部４７に入力される。
【００５６】
チャネル推定部４６では、受信したサブキャリア毎のパイロットシンボルとパイロットレプリカとの相関演算によりサブキャリア毎のチャネル推定値が求められ、得られたチャネル推定値はチャネル等化部４７とＣＱＩ測定部５０とにそれぞれ入力される。
チャネル等化部４７では、前記サブキャリア毎のチャネル推定値に基づいて、サブキャリアデマッピング部４５からのデータシンボルについてサブキャリア毎のチャネル等化（チャネル補償）が施される。チャネル等化後のデータチャネルの信号は、データチャネル復号部４９にて復号され、その復号結果が正常であればＡＣＫ情報、異常であればＮＡＣＫ情報がそれぞれＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部５１にて生成される。また、ＣＱＩ測定部５０では、前記サブキャリア毎のチャネル推定値に基づいて、ＣＱＩが測定される。
【００５７】
上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報及びＣＱＩはそれぞれスケジューラ５２に入力され、スケジューラ５２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報及びＣＱＩに基づいて、上りリンクにおいて、送信を許可するＭＳ１とそのＭＳ１が使用する変調方式（１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ）を決定し、その情報（変調方式情報）を、制御チャネル生成部５３，無線送信機５４及び送信アンテナ５５を通じ、下りリンクの制御チャネルによってＭＳ１へ通知する。
【００５８】
当該制御チャネルの信号は、ＭＳ１の受信アンテナ３１で受信され、無線受信機３２にて前記無線受信処理を施された後、制御チャネル復号部３３にて復号されて、制御部１８に入力される。復号された制御情報には、ＭＳ１の送信許可情報と上りリンクの送信に使用する変調方式情報が含まれている。
制御部１８は、前記変調方式情報に基づいて、前述したごとく上りリンクの送信系（変調部１１，波形整形フィルタ１３及びパイロット生成部１７）の動作を制御する。即ち、前記変調方式情報が１６ＱＡＭを示す情報であれば、制御部１８は、変調部１１で用いる変調方式を１６ＱＡＭに設定するとともに、波形整形フィルタ１３をＯＮ制御し、かつ、パイロット生成部１７による余剰帯域のサブキャリアへのパイロットのマッピングを無効制御する。
【００５９】
これにより、ＭＳ１からＢＴＳ４への上りリンクのデータ信号は、変調部１１にて１６ＱＡＭによる変調が施され、ＤＦＴ部１２にてＤＦＴ処理されて周波数領域の信号に変換された後、波形整形フィルタ１３にてロールオフ率α＝０．１の窓関数による帯域制限が施された上で〔図２（Ａ）参照〕、サブキャリアマッピング部１４，ＩＦＦＴ部１５及びＣＰ挿入部１６により、各サブキャリアにマッピングされＣＰが付加され、無線送信機２０及び送信アンテナ２１を通じてＢＴＳ４に向けて送信される。
【００６０】
一方、前記変調方式情報がＱＰＳＫを示す情報であれば、制御部１８は、変調部１１で用いる変調方式をＱＰＳＫに設定するとともに、波形整形フィルタ１３をＯＦＦ制御し、かつ、パイロット生成部１７による余剰帯域のサブキャリアへのパイロットのマッピングを有効制御する。
これにより、ＭＳ１からＢＴＳ４への上りリンクのデータ信号は、変調部１１にてＱＰＳＫによる変調が施され、ＤＦＴ部１２にてＤＦＴ処理されて周波数領域の信号に変換された後、波形整形フィルタ１３をそのまま通過（ロールオフ率α＝０の窓関数による帯域制限）して、サブキャリアマッピング部１４に入力される。
【００６１】
サブキャリアマッピング部１４では、図１にて前述したごとく、当該波形整形フィルタ１３からのデータシンボルを周波数領域において（ＩＦＦＴ上の）サブキャリアにマッピングするとともに、パイロット生成部１７からのパイロットシンボルを余剰帯域のサブキャリアにマッピングして、有効サブキャリア周波数帯域において分散（均等）配置する。
これにより、ＢＴＳ４では、既述のように、チャネル推定部４６において有効サブキャリア帯域の全帯域に渡ってチャネル推定を行なうことが可能になり、ＢＴＳ４での復調特性を向上させることができる。また、パイロット生成部１９によって生成すべきパイロットを削減し、その代わりに、変調部１１による変調後のデータシンボル数を増やすことで、パイロットシンボルだけでなく、データシンボル数を増やして、周波数利用効率を向上することが可能である。
【００６２】
さて、上述のごとくサブキャリアマッピングされた各シンボルは、ＩＦＦＴ部１５にてＩＦＦＴ処理を施されることにより時間領域の信号に変換された後、ＣＰ挿入部１６にてＣＰが付加された上で、無線送信機２０及び送信アンテナ２１を通じてＢＴＳ４に向けて送信される。
以上のように、図１により前述した送信機構成をＭＳ１に適用することで、ＭＳ１の回路規模を増大させることなく、また、ＰＡＰＲの増大を抑制しつつ、与えられた送信周波数帯域の有効利用と、送信周波数帯域における挿入パイロットの増加、分散配置によるＢＴＳ４側のチャネル推定精度、復調特性の向上とを図ることができる。
【００６３】
〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図５は図１により上述したDFT-S-OFDM送信機の第２実施形態を示すブロック図で、この図５に示す送信機も、図３により上述した構成と同様に、ＭＳ１の送信系に適用することができ、図１に示す構成に比して、波形整形フィルタ１３が削除されるとともに、パイロット生成部１７及び制御部１８に代えて、ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２２及び制御部２４をそなえ、かつ、ＰＡＰＲ測定部２３が付加されている点が異なる。なお、この図５において、既述の符号と同一符号を付した構成要素は、特に断らない限り、既述の構成要素と同一若しくは同様のものである。
【００６４】
ここで、ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部（ＰＡＰＲ低減信号生成手段、パイロット信号生成手段）２２は、ＰＡＰＲを低減するパターン（位相）をもった信号（シンボル）（以下、ＰＡＰＲ低減信号という）を生成するとともに、パイロットシンボルを生成するもので、本例では、前記ＰＡＰＲ低減信号として複数種類のパターンの信号を生成できるようになっている。そして、１６ＱＡＭ変調のようにＰＡＰＲが高くなる傾向にある変調方式でデータ信号を変調する場合には、サブキャリアマッピング部１４を通じて前記余剰帯域にいずれかのパターンのＰＡＰＲ低減信号を選択的に挿入し、ＱＰＳＫ変調のように１６ＱＡＭ変調に比してＰＡＰＲが低い傾向にある変調方式でデータ信号を変調する場合には、サブキャリアマッピング部１４を通じて前記余剰帯域にパイロットを挿入するようになっている。
【００６５】
即ち、本例のサブキャリアマッピング部１４は、送信すべきデータチャネル信号のＰＡＰＲ特性（変調方式に依存する特性）に応じて、ＰＡＰＲ低減信号及びパイロットのいずれかを選択的に前記余剰帯域のサブキャリアにマッピングすることができるようになっており、１６ＱＡＭ変調の場合に、ＰＡＰＲ低減信号を前記余剰帯域のサブキャリアにマッピングすることで、第１実施形態におけるロールオフ率α＝０．１の窓関数による帯域制限と同等の効果を得られるようにしているのである。
【００６６】
ＰＡＰＲ測定部２３は、ＩＦＦＴ部１５の出力を基にＩＦＦＴ処理後のデータ信号のＰＡＰＲを測定するものであり、制御部２４は、既述の第１実施形態と同様に、変調部１１での変調方式（１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ）を制御（指定）するとともに、前記余剰帯域のサブキャリアにマッピングすべき信号（ＰＡＰＲ低減信号又はパイロット）をＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２２に指示するもので、ここでは、１６ＱＡＭ変調ならばＰＡＰＲ低減信号の出力指示、ＱＰＳＫ変調ならばパイロットの出力指示がそれぞれサブキャリアマッピング部１４へ与えられるようになっている。
【００６７】
また、ＰＡＰＲ低減信号の出力指示を与える場合には、前記複数種類のパターンのいずれかを初期パターンとして、所定周期で、順次、異なるパターンのＰＡＰＲ低減信号の出力指示を与えて、ＰＡＰＲ測定部２３によるＰＡＰＲ測定結果が最小となるパターンを最終的に前記余剰帯域のサブキャリアにマッピングするパターンを選択、決定するようになっている。なお、通常、ＰＡＰＲ低減信号には数パターン用意するだけで、ＰＡＰＲを低減する十分な効果が得られる。また、ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２２は、ＰＡＰＲ低減信号とパイロットとで共用化せずに、個別の生成部により構成してもよい。
【００６８】
上述のごとく構成された本実施形態の送信機では、制御部２４から指定された変調方式により送信データチャネル信号が変調部１１にて変調されて、ＤＦＴ部１２に入力され、当該ＤＦＴ部１２にてＮDFTポイント（例えば、２７２ポイント）固定のＤＦＴ処理を施されて周波数領域の信号に変換された後、サブキャリアマッピング部１４に入力される。
サブキャリアマッピング部１４では、上記ＤＦＴ処理後のデータ信号を周波数軸（ＩＦＦＴ）上での送信周波数帯域におけるＮMAPポイント（例えば、３００ポイント）分のサブキャリア（周波数）にマッピング（局所配置又は分散配置）するとともに、ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２２からのＰＡＰＲ低減信号又はパイロットを余剰帯域（ＮMAP−ＮDFTポイント分で、例えば３００−２７２＝２８ポイント分）のサブキャリアにマッピングする。
【００６９】
即ち、１６ＱＡＭ変調の場合には、データ信号のＰＡＰＲが高くなる傾向にあるので、例えば図６（Ａ）に示すように、前記複数種類のパターンのいずれかのパターンのＰＡＰＲ低減信号を余剰帯域に配置して有効サブキャリア周波数帯域において分散（均等）配置し、ＱＰＳＫ変調の場合には、１６ＱＡＭ変調の場合に比してＰＡＰＲが低くなる傾向にあるので、第１実施形態同様、例えば図６（Ｂ）に示すように、パイロットを余剰帯域に（均等）配置して有効サブキャリア周波数帯域において分散（均等）配置するのである。なお、１６ＱＡＭ変調の場合に余剰帯域に挿入するＰＡＰＲ低減信号のパターンは、既述のように、挿入するパターンを変化させたときの、ＰＡＰＲ測定部２３によるＰＡＰＲ測定結果が最小となるパターンに選定される。
【００７０】
そして、サブキャリアマッピング後の信号（シンボル）は、ＩＦＦＴ部１５にてＩＦＦＴ処理されて時間領域の信号に変換された後、ＣＰ挿入部１６にＣＰが付加されて、最終的に、例えば前記ＢＴＳ４へ向けて無線送信される。
以上のように、本実施形態によれば、波形整形フィルタ１３を用いずに、第１実施形態と同等の作用効果、即ち、ＰＡＰＲの増大を抑制しつつ、送信周波数帯域の有効利用と、パイロット数の増加、分散配置による受信側でのチャネル推定精度、復調特性の向上とを図ることができる。したがって、図３を用いて説明したように、上述の送信機構成をＭＳ１の送信系に適用すれば、この場合も、ＭＳ１の回路規模を増大させることなく、また、ＰＡＰＲの増大を抑制しつつ、与えられた送信周波数帯域の有効利用と、送信周波数帯域における挿入パイロットの増加、分散配置によるＢＴＳ４側のチャネル推定精度、復調特性の向上とを図ることができる。なお、ＢＴＳ４側の構成は図４に示す構成と同一若しくは同様でよい。
【００７１】
〔Ｃ〕第１実施形態及び第２実施形態の変形例の説明
上述した第１実施形態では、データ信号のＰＡＰＲが高くなる傾向にある１６ＱＡＭ変調の場合に比してＰＡＰＲが低くなる傾向にあるＱＰＳＫ変調時に、余剰帯域のサブキャリアのすべてにパイロットをマッピングしているが、パイロットと前記ＰＡＰＲ低減信号とを混在してマッピングすることもできる。このようにＰＡＰＲ低減信号をパイロットと混在させてマッピングすれば、パイロット挿入分によるＰＡＰＲの増大を抑制することが可能となる。
【００７２】
これを実現する構成としては、例えば図１及び図３におけるパイロット生成部１７に代えて、図５に示すＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２２を適用し、制御部１８によってそれらの挿入比率を制御（指定）する構成が考えられる。
また、上述した第２実施形態についても、１６ＱＡＭ変調時には余剰帯域のサブキャリアのすべてにＰＡＰＲ低減信号をマッピングし、ＱＰＳＫ変調時には余剰帯域のサブキャリアのすべてにパイロットをマッピングしているが、それぞれの場合に、パイロットとＰＡＰＲ低減信号とを混在させてマッピングすることができる。
【００７３】
即ち、１６ＱＡＭ変調時には、例えば図７（Ａ）に示すように、パイロットとＰＡＰＲ低減信号とを所定の比率（ＰＡＰＲが高くなる傾向にあるので、パイロットよりもＰＡＰＲ低減信号の数を多い比率（例えば、パイロット数：ＰＡＰＲ低減信号数＝１：２）で混在させてマッピングする。これに対し、ＱＰＳＫ変調時には、１６ＱＡＭ変調時よりもＰＡＰＲが低くなる傾向にあるので、例えば図７（Ｂ）に示すように、ＰＡＰＲ低減信号よりもパイロットの数が多い比率（例えば、パイロット数：ＰＡＰＲ低減信号数＝２：１）で混在させてマッピングする。
【００７４】
このような混在マッピングは、例えば図５に示す制御部２４が変調方式情報（１６ＱＡＭ／ＱＰＳＫ）に応じて、ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部２４からサブキャリアマッピング部１４へ出力するＰＡＰＲ低減信号とパイロットの比率を制御することで実現可能である。
なお、以上のような混在マッピングを行なう際にも、パイロット又はＰＡＰＲ低減信号が送信周波数帯域（有効サブキャリア周波数帯域）において偏って配置されないよう分散配置する方が好ましい。
【００７５】
〔Ｄ〕その他
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることはいうまでもない。
例えば、上述した第１及び第２実施形態では、余剰帯域にパイロット又はＰＡＰＲ低減信号を挿入する際に、ロールオフ率α＝０としているが、必ずしも０である必要はない。
【００７６】
また、第１実施形態において、ＱＰＳＫ変調時にパイロットを挿入する場合、１６ＱＡＭ変調時に用いるロールオフ率αよりも低いロールオフ率の帯域制限を適用することも可能である。さらに、第２実施形態の場合でも、ロールオフ率α＞０で帯域制限を行なってもよい。
また、上述した実施形態では、変調データ信号のＰＡＰＲの大小が変調方式に依存することに着目して、ＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合として変調方式に１６ＱＡＭを適用する場合を例とし、ＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合として変調方式にＱＰＳＫを適用する場合を例とし、これらの変調方式の相違によって波形整形処理の適否（ロールオフ率αの設定）、余剰帯域へのＰＡＰＲ低減信号／パイロットの挿入、その比率などを制御しているが、同じようにＰＡＰＲ特性に影響を与える送信条件、パラメータによって同等の制御を行なってもよい。
【００７７】
〔Ｅ〕付記
（付記１）
時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換手段と、
該時間／周波数領域変換手段により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当手段と、
該サブキャリア割当手段にて前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく該サブキャリア割当手段を制御する制御手段とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信機。
【００７８】
（付記２）
該制御手段が、
前記データ信号以外の信号が前記送信周波数帯域において均等に配置されるよう該サブキャリア割当手段による前記余剰帯域のサブキャリアへの割り当てを制御することを特徴とする、付記１記載の送信機。
【００７９】
（付記３）
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）を低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
該ＰＡＰＲ低減信号生成手段で生成されたＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記１又は２に記載の送信機。
【００８０】
（付記４）
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
該パイロット生成手段で生成されたパイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記１又は２に記載の送信機。
【００８１】
（付記５）
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合において、前記ＰＡＰＲ低減信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記３記載の送信機。
【００８２】
（付記６）
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合において、前記パイロット信号が前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記４記載の送信機。
【００８３】
（付記７）
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には前記ＰＡＰＲ低減信号が、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には前記パイロット信号が、それぞれ、前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記１又は２に記載の送信機。
【００８４】
（付記８）
前記データ信号以外の信号として前記データ信号のＰＡＰＲを低減するためのＰＡＰＲ低減信号を生成するＰＡＰＲ低減信号生成手段と、
前記データ信号以外の信号としてパイロット信号を生成するパイロット生成手段とをさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、前記パイロット信号よりも前記ＰＡＰＲ低減信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられ、前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合には、前記ＰＡＰＲ低減信号よりも前記パイロット信号が多く前記余剰帯域のサブキャリアに割り当てられるよう該サブキャリア割当手段を制御することを特徴とする、付記１又は２に記載の送信機。
【００８５】
（付記９）
前記データ信号のＰＡＰＲを低減するための波形整形処理を実施する波形整形手段をさらにそなえ、
該制御手段が、
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合には、該波形整形手段を制御して前記データ信号に対して前記波形整形処理を適用することを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載の送信機。
【００８６】
（付記１０）
前記データ信号のＰＡＰＲが大きくなる傾向にある場合とは、前記データ信号を１６ＱＡＭ変調する場合であることを特徴とする、付記５，７〜９のいずれか１項に記載の送信機。
（付記１１）
前記データ信号のＰＡＰＲが小さくなる傾向にある場合とは、前記データ信号をＱＰＳＫ変調する場合であることを特徴とする、付記６〜８のいずれか１項に記載の送信機。
【００８７】
（付記１２）
該時間／周波数領域変換手段が、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部により構成されたことを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の送信機。
（付記１３）
前記固定数が、２のべき乗であり、該時間／周波数領域変換手段が、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部により構成されたことを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の送信機。
【００８８】
（付記１４）
時間領域のデータ信号を固定数の周波数領域のデータ信号に変換する時間／周波数領域変換過程と、
前記時間／周波数領域変換過程により得られた前記周波数領域のデータ信号を所定の送信周波数帯域において割り当てられている前記固定数を超える数のサブキャリアのいずれかに割り当てるサブキャリア割当過程と、
前記データ信号が割り当てられない余剰帯域のサブキャリアに、前記データ信号以外の信号を割り当てるべく前記サブキャリア割当過程を制御する制御過程とを有することを特徴とする、送信方法。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上詳述したように、本発明によれば、データ信号の時間領域から周波数領域への変換数を固定にしたまま、送信周波数帯域で余剰帯域となるサブキャリアにデータ信号以外の信号を割り当てることができるので、回路規模の大きな時間／周波数領域変換回路を複数用意する必要がなく、回路規模を増大させずに、周波数利用効率を向上することができる。したがって、無線通信技術分野、特に、移動通信技術分野において極めて有用と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るDFT-S-OFDM送信機の要部構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す変調部において１６ＱＡＭ変調を行なう場合にデータ信号についてロールオフ率α＝０．１の窓関数による波形整形（帯域制限）処理を実施する様子を示す図であり、（Ｂ）は同変調部においてＱＰＳＫ変調を行なう場合に余剰帯域にパイロット信号を挿入する様子を示す図である。
【図３】図１に示すDFT-S-OFDM送信機構成を適用した、移動通信システムにおける移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す移動局装置と通信する基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示すDFT-S-OFDM送信機の第２実施形態を示すブロック図である。
【図６】（Ａ）は図５に示す変調部において１６ＱＡＭ変調を行なう場合に余剰帯域にＰＡＰＲ低減信号を挿入する様子を示す図であり、（Ｂ）は同変調部においてＱＰＳＫ変調を行なう場合に余剰帯域にパイロット信号を挿入する様子を示す図である。
【図７】（Ａ）は１６ＱＡＭ変調を行なう場合に余剰帯域にパイロット信号よりもＰＡＰＲ低減信号を多く挿入する様子を示す図であり、（Ｂ）はＱＰＳＫ変調を行なう場合に余剰帯域にＰＡＰＲ低減信号よりもパイロット信号を多く挿入する様子を示す図である。
【図８】DFT-S-OFDMを採用した送信機の要部に着目した構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す送信機の送信フレームの構成例を示す図である。
【図１０】図８に示す構成をベースにデータ信号の帯域制限（波形整形）を行なう場合の送信機構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す波形整形フィルタによる波形整形（帯域制限）の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１  移動局（ＭＳ：Mobile Station）
１１  変調部
１２  ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）部（時間／周波数領域変換手段）
１３  波形整形フィルタ（帯域制限フィルタ；波形整形手段）
１４  サブキャリアマッピング部（サブキャリア割当部）
１５  ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部
１６  ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部
１７，１９  パイロット生成部
１８，２４  制御部
２０  無線送信機（Ｔｘ）
２１  送信アンテナ
２２  ＰＡＰＲ低減パターン／パイロット生成部
２３  ＰＡＰＲ測定部
３１  受信アンテナ
３２  無線受信機（Ｒｘ）
３３  制御チャネル復号部
４  基地局装置（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）
４１  受信アンテナ
４２  無線受信機（Ｒｘ）
４３  ＣＰ除去部
４４  ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部
４５  サブキャリアデマッピング部
４６  チャネル推定部
４７  チャネル等化部
４８  ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）部
４９  データチャネル復号部
５０  ＣＱＩ測定部
５１  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部
５２  スケジューラ
５３  制御チャネル生成部
５４  無線送信機（Ｔｘ）
５５  送信アンテナ
【図１】
2007329588.tif 000003
【図２】
2007329588.tif 000004
【図３】
2007329588.tif 000005
【図４】
2007329588.tif 000006
【図５】
2007329588.tif 000007
【図６】
2007329588.tif 000008
【図７】
2007329588.tif 000009
【図８】
2007329588.tif 000010
【図９】
2007329588.tif 000011
【図１０】
2007329588.tif 000012
【図１１】
2007329588.tif 000013