(57)【要約】【課題】通信装置から遠隔装置へ複数の信号が多重化されて伝送される通信システムにおいて、各信号の品質の劣化を抑制する。【解決手段】通信装置は、複数の中間周波数信号を生成する信号生成回路と、複数の中間周波数信号を合成してマルチチャネル信号を生成する合成器と、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減させる低減部と、低減部によりピーク対平均電力比が低減されたマルチチャネル信号を光信号に変換する変換器と、を有する。低減部は、マルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、複数の中間周波数信号のいずれとも異なる周波数の補助信号を用いてマルチチャネル信号の電力を低減させる。【選択図】図２
2017118483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中間周波数信号を生成する信号生成回路と、
前記複数の中間周波数信号を合成してマルチチャネル信号を生成する合成器と、
前記マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減させる低減部と、
前記低減部によりピーク対平均電力比が低減されたマルチチャネル信号を光信号に変換する変換器と、を有し、
前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、前記複数の中間周波数信号のいずれとも異なる周波数の補助信号を用いて前記マルチチャネル信号の電力を低減させる
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力が前記閾値レベルよりも高いときに、周波数領域において、前記マルチチャネル信号から前記補助信号を引き算することにより、前記マルチチャネル信号の電力を低減させる
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力が前記閾値レベルよりも高いときに、前記補助信号を用いて前記マルチチャネル信号の電力を低減させる処理を繰り返し実行することにより、前記マルチチャネル信号の電力を段階的に前記閾値レベルに近づける
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力と前記閾値レベルとの差分に基づいて前記補助信号の振幅を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記マルチチャネル信号が第１のキャリア周波数の第１の中間周波数信号および第２のキャリア周波数の第２の中間周波数信号を含むときは、前記補助信号は、前記第１のキャリア周波数と前記第２のキャリア周波数との間に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記マルチチャネル信号が第１のキャリア周波数の第１の中間周波数信号および第１のキャリア周波数よりも高い第２のキャリア周波数の第２の中間周波数信号を含むときは、前記補助信号は、前記第１のキャリア周波数の低周波数側の周波数帯、前記第１のキャリア波数信号と前記第２のキャリア周波数信号との間の周波数帯、および前記第２のキャリア周波数の高周波数側の周波数帯に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
前記低減部は、
前記補助信号を生成する補助信号生成器と、
入力信号の電力と前記閾値レベルとの差分を計算する差分計算部と、
前記補助信号に前記差分を乗算する乗算回路と、
前記マルチチャネル信号から前記乗算回路の出力信号を差し引くことにより得られる新たなマルチチャネル信号を前記差分計算部に与える引き算器と、を含み、
前記差分計算部、前記乗算回路、前記引き算器は、前記マルチチャネル信号の電力が前記閾値レベルよりも高いときに、所定回数、前記マルチチャネル信号から前記乗算回路の出力信号を差し引く処理を繰り返し実行することにより、前記マルチチャネル信号の電力を低減させる
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項８】
前記信号生成回路は、前記複数の中間周波数信号の相互変調歪み成分の周波数と各中間周波数信号のキャリア周波数とが一致しないように、各中間周波数信号のキャリア周波数を調整し、
前記低減部は、前記補助信号を前記相互変調歪み成分の周波数に配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項９】
前記低減部は、前記複数の中間周波数信号のいずれのキャリア周波数にも一致しないように前記補助信号を配置する
ことを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
通信装置および前記通信装置により生成される光信号を受信する遠隔装置を含む通信システムであって、
前記通信装置は、
複数のベースバンド信号から複数の中間周波数信号を生成する信号生成回路と、
前記複数の中間周波数信号を合成してマルチチャネル信号を生成する合成器と、
前記マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減させる低減部と、
前記低減部によりピーク対平均電力比が低減されたマルチチャネル信号を光信号に変換するＥ／Ｏ変換器と、を有し、
前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、前記複数の中間周波数信号のいずれとも異なる周波数の補助信号を用いて前記マルチチャネル信号の電力を低減させ、
前記遠隔装置は、
前記光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器と、
前記電気信号から前記複数のベースバンド信号を再生する復調回路と、
前記復調回路により再生された複数のベースバンド信号から前記補助信号の周波数成分をそれぞれ除去する複数のフィルタと、
前記複数のフィルタから出力される複数のベースバンド信号をアップコンバートして複数の無線周波数信号を生成するアップコンバート回路と、を有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
複数の中間周波数信号を生成し、
前記複数の中間周波数信号を合成してマルチチャネル信号を生成し、
前記マルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、前記複数の中間周波数信号のいずれとも異なる周波数の補助信号を用いて前記マルチチャネル信号の電力を低減させ、
電力が低減されたマルチチャネル信号を光信号に変換し、
前記光信号を遠隔装置へ送信する
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、複数の信号が多重化された光信号を送信する通信装置および送信方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムを構築するためのコストを削減する技術の１つとして、分散アンテナシステム（ＤＡＳ：Distributed Antenna System）が実用化されている。分散アンテナシステムにおいては、送信信号を処理する信号処理装置と無線信号を出力する無線装置とが分離されている。以下の記載においては、信号処理装置を「デジタル処理ユニット」と呼ぶことがある。また、無線装置を「遠隔無線ユニット（ＲＲＵ：Remote Radio Unit）」または「遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ：Remote Radio Head）」と呼ぶことがある。
【０００３】
デジタル処理ユニットと遠隔無線ユニットとの間の伝送は、たとえば、光ファイバ無線（ＲｏＦ：Radio over Fiber）により実現される。光ファイバ無線においては、光ファイバを介して無線周波数信号または中間周波数信号が伝送される。光ファイバを介して中間周波数信号が伝送される構成は、ＩＦｏＦ（Intermediate Frequency over Fiber）と呼ばれることがある。ＩＦｏＦは、ＲｏＦの１つの形態である。なお、ＲｏＦまたはＩＦｏＦは、例えば、非特許文献１〜２に記載されている。
【０００４】
デジタル処理ユニットは、例えば、データ信号をアップコンバートして中間周波数信号（以下、ＩＦ信号）を生成する。この場合、デジタル処理ユニットは、このＩＦ信号を光ＩＦ信号に変換し、光ファイバを介して遠隔無線ユニットへ送信する。遠隔無線ユニットは、受信した光ＩＦ信号を電気信号に変換して増幅する。そして、遠隔無線ユニットは、増幅した信号を、無線リンクを介して移動端末へ送信する。
【０００５】
無線リンクの容量を大きくするために、複数のアンテナを使用して複数の無線信号を送信するマルチアンテナシステムが実用化されている。マルチアンテナシステムの一例として、例えば、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムにおいては、複数の送信アンテナから送信される複数の無線信号が複数の受信アンテナにより受信される。
【０００６】
さらに、上述した遠隔無線ユニットに複数の送信アンテナを設ける構成が提案されている。この構成においては、複数の信号が多重化されてデジタル処理ユニットから遠隔無線ユニットへ光ファイバを介して伝送される。そして、遠隔無線ユニットは、各信号をそれぞれ増幅した後にアンテナを介して出力する。
【０００７】
しかしながら、複数の信号を多重化して送信する場合、多重化信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）が高くなる。そして、ピーク対平均電力比が高いときは、送信装置内の回路素子の飽和に起因して信号の波形が歪むことがある。例えば、上述のＲｏＦシステムまたはＩＦｏＦシステムのデジタル処理ユニットにおいて、多重化信号のピーク電力がレーザ素子の飽和領域に達すると、光信号の波形が歪んでしまう。この場合、通信品質が劣化するおそれがある。
【０００８】
このため、従来より、ピーク対平均電力比を低減するための技術が提案されている（例えば、非特許文献３〜６）。また、特許文献１〜７には関連技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０８５３７９号公報
【特許文献２】特開２００６−００５３９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２３７８００号公報
【特許文献４】特表２０１３−５１５４２４号公報
【特許文献５】特開２００９−２９０４９３号公報
【特許文献６】特開２００９−０５５５５８号公報
【特許文献７】特開２０１３−１５３４７９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Charles H. Cox III et. al. “Limits on the Performance of RF-Over-FiberLinks and Their Impact on Device Design,” IEEE Translations On Microwave Theory and Techniques, vol. 54, no 2, pp.906-920, Feb. 2006.
【非特許文献２】Changyo Han, Seung-Hyun Cho, Hwan Seok Chung, Sang Soo Lee and Jonghyun Lee, “Experimental Comparison of the Multi-IF Carrier Generation Methods in IF-over-Fiber System Using LTE Signals,” MWP 2014, Sapporo, Japan.
【非特許文献３】Jose Tellado and John M. Cioffi, “Efficient Algorithms for Reducing PAR in Multicarrier Systems,” ISIT 1998. Cambridge,  MA, USA.
【非特許文献４】H. Han and J. H. Lee, “An overview of peak-to-average power ratio reduction techniques for multicarrier transmission,” IEEE Wireless Communications, vol. 12, no. 2, pp. 56-65, April 2005.
【非特許文献５】Mohamad Mroue, Amor Nafkha, Jacques Palicot, Benjamin Gavalda, and Nelly Dagorne, “Performance and Implementation Evaluation of TR PAPR Reduction Methods for DVB-T2”, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Digital Multimedia Broadcasting Volume 2010, Article ID 797393, 10 pages doi:10.1155/2010/797393
【非特許文献６】Hou-Tzu Huang et al. “W-band DD-OFDM-RoF System Employing Pilot-aided PAPR Reduction” Wireless Microwave Photonics (WMP) 2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術においては、たとえば、光信号を送信する通信装置内で電気信号のピーク電力を「クリップ」することによりピーク対平均電力比が低減される。この場合、クリップされた電気信号から光信号が生成されて宛先装置（例えば、遠隔無線ユニット）へ送信される。しかしながら、この方法では、宛先装置において再生される信号の波形が歪んでしまう。すなわち、レーザ素子の飽和に起因する波形歪みは解消され得るが、受信側で再生される信号の波形が歪むことがある。
【００１２】
本発明の１つの側面に係わる目的は、通信装置から遠隔装置へ複数の信号が多重化されて伝送される通信システムにおいて、各信号の品質の劣化を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの態様の通信装置は、複数の中間周波数信号を生成する信号生成回路と、前記複数の中間周波数信号を合成してマルチチャネル信号を生成する合成器と、前記マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減させる低減部と、前記低減部によりピーク対平均電力比が低減されたマルチチャネル信号を光信号に変換する変換器と、を有する。前記低減部は、前記マルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、前記複数の中間周波数信号のいずれとも異なる周波数の補助信号を用いて前記マルチチャネル信号の電力を低減させる。
【発明の効果】
【００１４】
上述の態様によれば、通信装置から遠隔装置へ複数の信号が多重化されて伝送される通信システムにおいて、各信号の品質の劣化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光ファイバ無線を使用する通信システムの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係わるデジタル処理ユニットの一例を示す図である。
【図３】マルチチャネル信号の例を示す図である。
【図４】マルチチャネル信号のサンプリングの一例を示す図である。
【図５】クリッピング回路および引き算器の動作の一例を示す図である。
【図６】ＰＡＰＲ低減回路の処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】ＰＡＰＲ低減回路の信号処理を模式的に示す図である。
【図８】遠隔無線ユニットの一例を示す図である。
【図９】トーン信号を除去するフィルタについて説明する図である。
【図１０】デジタル処理ユニットにおいて生成されるマルチチャネル信号のスペクトルの例を示す図である。
【図１１】ピーク対平均電力比の抑制についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】トーン信号の振幅の時間変化の一例を示す図である。
【図１３】マルチチャネル信号の相互位相変調歪みについて説明する図である。
【図１４】キャリア周波数の調整およびトーン信号を配置の一例を示す図である。
【図１５】他の実施形態に係わるデジタル処理ユニットの一例を示す図である。
【図１６】ＩＦ信号およびトーン信号の配置を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】ＩＦ信号およびトーン信号を配置する他の方法の一例を示す図（その１）である。
【図１８】ＩＦ信号およびトーン信号を配置する他の方法の一例を示す図（その２）である。
【図１９】ＩＦ信号の配置に対するＰＡＰＲを計算したシミュレーション結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、光ファイバ無線（ＲｏＦ：Radio over Fiber）を使用する通信システムの一例を示す。図１に示す通信システムは、デジタル処理ユニット１００、遠隔無線ユニット２００、およびデジタル処理ユニット１００と遠隔無線ユニット２００とを接続する光ファイバケーブル３００を備える。
【００１７】
デジタル処理ユニット１００は、複数の変調器１−１〜１−ｎ、複数の発振器２−１〜２−ｎ、コンバイナ３、Ｅ／Ｏ変換回路４を備える。変調器１−１〜１−ｎには、それぞれベースバンド領域のデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎが与えられる。データ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）で生成される。ＯＦＤＭは、互いに直交する多数のサブキャリアを利用してデータを伝送する。なお、図１では、データ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、それぞれＩ成分およびＱ成分で表されている。また、変調器１−１〜１−ｎには、それぞれ対応する発振器２−１〜２−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎが与えられる。発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎの周波数は、互いに異なっている。また、発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎは、この実施例では、中間周波数帯に配置されている。
【００１８】
変調器１−１〜１−ｎは、それぞれデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎで発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎを変調することによってＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを生成する。なお、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、それぞれデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを伝送する変調信号である。コンバイナ３は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを足し合わせる。そして、Ｅ／Ｏ変換回路４は、コンバイナ３の出力信号を光信号に変換する。Ｅ／Ｏ変換回路４は、例えば、レーザ素子を含んで構成される。Ｅ／Ｏ変換回路４から出力される光信号は、光ファイバケーブル３００を介して遠隔無線ユニット２００へ伝送される。すなわち、データ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、ＩＦｏＦ（Intermediate Frequency over Fiber）により遠隔無線ユニット２００へ伝送される。ここで、データ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを伝送するキャリア（発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎ）の周波数は互いに異なっている。したがって、データ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、周波数分割多重で遠隔無線ユニット２００へ伝送される。すなわち、複数のＩＦ信号が多重化されたマルチチャネル信号がデジタル処理ユニット１００から遠隔無線ユニット２００へ伝送される。
【００１９】
遠隔無線ユニット２００は、Ｏ／Ｅ変換回路１１、複数の復調器１２−１〜１２−ｎ、複数の発振器１３−１〜１３−ｎ、複数のミキサ１４−１〜１４−ｎ、複数の増幅器１５−１〜１５−ｎ、複数のアンテナ１６−１〜１６−ｎを備える。そして、遠隔無線ユニット２００は、デジタル処理ユニット１００から出力される光信号を、光ファイバケーブル３００を介して受信する。
【００２０】
Ｏ／Ｅ変換回路１１は、受信した光信号を電気信号に変換する。この電気信号は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを含んでいる。なお、Ｏ／Ｅ変換回路１１は、例えば、フォトダイオードを含んで構成される。復調器１２−１〜１２−ｎは、それぞれ、発振器１３−１〜１３−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎを利用して、Ｏ／Ｅ変換回路１１の出力信号に含まれているＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを復調する。なお、デジタル処理ユニット１００の発振器２−１〜２−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎの周波数と、遠隔無線ユニット２００の発振器１３−１〜１３−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎの周波数とは、それぞれ実質的に同じである。よって、復調器１２−１〜１２−ｎによりベースバンド領域のデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎが再生される。
【００２１】
ミキサ１４−１〜１４−ｎは、それぞれ再生されたデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを無線周波数の発振信号ＬＯを用いてアップコンバートしてＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを生成する。なお、復調器１２−１〜１２−ｎとミキサ１４−１〜１４−ｎとの間にそれぞれ変調器を設けてもよい。この場合、ミキサ１４−１〜１４−ｎは、それぞれ発振信号ＬＯを用いて対応する変調信号をアップコンバートしてＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを生成する。増幅器１５−１〜１５−ｎは、それぞれＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを増幅する。増幅器１５−１〜１５−ｎは、この実施例では、大電力増幅器（ＨＰＡ：High Power Amplifier）である。アンテナ１６−１〜１６−ｎは、それぞれ増幅器１５−１〜１５−ｎにより増幅されたＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを出力する。
【００２２】
本発明の実施形態に係わる通信システムは、たとえば、ＭＩＭＯシステムに適用され得る。なお、デジタル処理ユニット１００は、複数の信号（例えば、中間周波数信号）が多重化されたマルチチャネル信号を送信する通信装置の一例である。また、遠隔無線ユニット２００は、デジタル処理ユニット１００から送信されるマルチチャネル信号を受信する遠隔装置の一例である。
【００２３】
このように、デジタル処理ユニットは、マルチチャネル信号を光信号に変換して遠隔無線ユニットへ送信する。ここで、マルチチャネル信号は、図１に示すように、複数のＩＦ信号を合成することにより生成される。このため、各ＩＦ信号のピーク対平均電力比が低減されたとしても、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比が再成長することがある。そして、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比が大きいときは、Ｅ／Ｏ変換回路の飽和に起因して光信号の波形が劣化することがある。図１に示す例では、Ｅ／Ｏ変換回路４が飽和することがある。また、Ｅ／Ｏ変換回路の飽和を回避するためにＥ／Ｏ変換回路への入力信号の振幅を単に小さくすると、光信号の信号対雑音比が劣化する。したがって、デジタル処理ユニットは、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減するためのＰＡＰＲ低減回路を備える。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態に係わるデジタル処理ユニットの一例を示す。実施形態に係わるデジタル処理ユニット５００は、図２に示すように、複数の変調器１−１〜１−ｎ、複数の発振器２−１〜２−ｎ、コンバイナ３、Ｅ／Ｏ変換回路４、ＰＡＰＲ低減回路２０を備える。なお、図２に示すデジタル処理ユニット５００は、図１に示す通信システムにおいては、デジタル処理ユニット１００の代わりに使用され得る。すなわち、デジタル処理ユニット５００は、光ファイバケーブル３００を介して遠隔無線ユニット２００へ光信号を送信することができる。
【００２５】
変調器１−１〜１−ｎ、発振器２−１〜２−ｎ、コンバイナ３は、図１および図２において実質的に同じである。すなわち、変調器１−１〜１−ｎおよび発振器２−１〜２−ｎは、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを生成する。なお、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのキャリア周波数は、互いに異なっている。また、コンバイナ３は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを足し合わせてマルチチャネル信号を生成する。
【００２６】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、スイッチ２１、引き算器２２、クリッピング回路２３、引き算器２４、トーン信号生成器２５、乗算器２６、２７、遅延回路２８、出力回路２９、コントローラ３０を備える。そして、ＰＡＰＲ低減回路２０は、必要に応じて、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減させる。一例としては、ＰＡＰＲ低減回路２０は、コンバイナ３により生成されるマルチチャネル信号の電力が所定の閾値レベルよりも高いときに、そのマルチチャネル信号に多重化されている複数のＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのいずれとも異なる周波数の補助信号（この実施例では、トーン信号）を用いてマルチチャネル信号の電力を低減させる。
【００２７】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、例えば、周波数領域で信号処理を実行する。この場合、デジタル処理ユニット５００は、コンバイナ３とＰＡＰＲ低減回路２０との間に、時間領域マルチチャネル信号を周波数領域マルチチャネル信号に変換するためのフーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）回路を備えていてもよい。なお、コンバイナ３がアナログマルチチャネル信号を出力するときは、デジタル処理ユニット５００は、コンバイナ３とフーリエ変換回路との間にさらにＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）コンバータを備えていてもよい。また、デジタル処理ユニット５００は、ＰＡＰＲ低減回路２０とＥ／Ｏ変換回路４との間に、周波数領域マルチチャネル信号を時間領域マルチチャネル信号に変換するための逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse FFT）回路およびＤ／Ａ（Digital-to-Analog）コンバータを備えていてもよい。
【００２８】
コンバイナ３から出力されるマルチチャネル信号は、ＰＡＰＲ低減回路２０のスイッチ２１に導かれる。コンバイナ３から出力されるマルチチャネル信号には、図３（ａ）に示すように、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎが多重化されている。ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、いずれも中間周波数領域に配置されている。また、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、特に限定されるものではないが、例えば、60MHz間隔で配置される。
【００２９】
マルチチャネル信号は、キャリア周波数の異なる複数のＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを多重化することにより生成される。このため、マルチチャネル信号の電力は、図４に示すように、時間に対して変動する。そして、ＰＡＰＲ低減回路２０は、コンバイナ３から出力されるマルチチャネル信号を所定の時間間隔でサンプリングして処理する。図４に示す例では、ＰＡＰＲ低減回路２０は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３．．．においてサンプリングされるマルチチャネル信号を処理する。
【００３０】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、サンプリング期間毎に、マルチチャネル信号の電力と所定の閾値レベルとを比較する。そして、マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも大きいときは、ＰＡＰＲ低減回路２０は、マルチチャネル信号の電力を低減させる。なお、閾値レベルは、例えば、Ｅ／Ｏ変換回路４の特性に基づいて決定される。一例としては、Ｅ／Ｏ変換回路４において入力電気信号の振幅に対して出力光信号のパワーが飽和しないように、閾値レベルが決定される。
【００３１】
また、ＰＡＰＲ低減回路２０は、各サンプリングに対して、マルチチャネル信号のピーク電力を低減するための繰返し処理を実行する。繰返し処理の実行回数は、予め指定されるものとする。この繰返し処理により、マルチチャネル信号のピーク電力は、段階的に閾値レベルに近づくことになる。
【００３２】
スイッチ２１は、コントローラ３０から与えられる指示に従って、入力マルチチャネル信号または遅延回路２８の出力信号を選択する。具体的には、スイッチ２１は、各サンプリングに対する繰返し処理の初期状態において、入力マルチチャネル信号を選択する。その後、繰返し処理が実行される期間においては、スイッチ２１は、遅延回路２８の出力信号を選択する。スイッチ２１の出力信号は、引き算器２２に導かれる。引き算器２２は、スイッチ２１の出力信号から乗算器２７の出力信号を引算する。なお、引き算器２２による演算結果は、後述する繰返し処理における次の演算で使用される。よって、以下の記載では、引き算器２２から出力されるマルチチャネル信号（すなわち、ＰＡＰＲ低減回路２０において処理されている途中のマルチチャネル信号）を「マルチチャネル信号Ｘ」と呼ぶことがある。なお、マルチチャネル信号Ｘは、図３（ａ）に示すＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを含む。また、マルチチャネル信号Ｘは、後述するトーン信号の含むことがある。
【００３３】
クリッピング回路２３は、入力信号の電力と所定の閾値レベルとを比較する。クリッピング回路２３には、引き算器２２により生成されるマルチチャネル信号Ｘが入力される。閾値レベルは、上述したように、Ｅ／Ｏ変換回路４の特性に基づいて決定される。なお、この閾値レベルは「クリッピングレベル」と呼ばれることもある。入力信号の電力が閾値レベルよりも高いときは、クリッピング回路２３は、入力信号の電力と閾値レベルとの間の差分に相当する信号成分を入力信号から除去する。そして、引き算器２４は、マルチチャネル信号Ｘからクリッピング回路２３の出力信号を引算する。
【００３４】
図５は、クリッピング回路２３および引き算器２４の動作の一例を示す。マルチチャネル信号Ｘの電力が閾値レベルよりも低いときには、クリッピング回路２３は、そのマルチチャネル信号Ｘを変化させない。この場合、引き算器２４の出力信号は「ゼロ」である。これに対して、マルチチャネル信号Ｘの電力が閾値レベルよりも高いときは、クリッピング回路２３は、マルチチャネル信号Ｘの電力と閾値レベルとの間の差分に相当する信号成分をマルチチャネル信号Ｘから除去する。そして、引き算器２４は、マルチチャネル信号Ｘとクリッピング回路２３の出力信号との差分を計算する。したがって、引き算器２４の出力信号は、図５に示すように、クリッピング回路２３により除去された信号成分を表す。以下の記載では、引き算器２４の出力信号を「クリッピング雑音信号ｃｎ」と呼ぶことがある。なお、クリッピング雑音信号ｃｎの強度は、広い周波数領域に渡ってほぼ一定である。
【００３５】
トーン信号生成器２５は、予め指定された周波数のトーン信号を生成する。この実施例では、トーン信号生成器２５は、複数のトーン信号を生成する。この場合、複数のトーン信号の周波数は互いに異なる。また、トーン信号の周波数は、図３（ｂ）に示すように、マルチチャネル信号に含まれる複数のＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのキャリア周波数のいずれとも異なる。また、各ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎがＯＦＤＭで生成される場合、トーン信号は、各ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのサブキャリアとは無関係に生成される。
【００３６】
例えば、トーン信号は、周波数チャネル間に配置される。図３（ｂ）に示す例では、ＩＦ信号ＣＨ１とＩＦ信号ＣＨ２との間に３個のトーン信号が配置され、ＩＦ信号ＣＨ２とＩＦ信号ＣＨ３との間に３個のトーン信号が配置されている。さらに、トーン信号は、マルチチャネル信号の周波数帯の外側に配置されるようにしてもよい。図３（ｂ）に示す例では、ＩＦ信号ＣＨ１よりも低周波数側にトーン信号が配置され、ＩＦ信号ＣＨｎよりも高周波数側にトーン信号が配置されている。なお、トーン信号は、各ＩＦ信号のスペクトルに重複しないように配置される。ＩＦ信号のスペクトルの形状および幅は、ビットレートおよび変調方式などに依存する。
【００３７】
この実施例では、トーン信号生成器２５により生成される複数のトーン信号の振幅は、互いに同じである。ただし、トーン信号生成器２５により生成される複数のトーン信号の振幅は、互いに同じでなくてもよい。なお、トーン信号は、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比を低減するために使用される補助信号の一例である。
【００３８】
乗算器２６は、引き算器２４の出力信号にトーン信号を乗算する。すなわち、乗算器２６は、クリッピング雑音信号ｃｎにトーン信号を乗算する。したがって、乗算器２６は、クリッピング雑音信号ｃｎに対して、トーン信号による周波数マスキングを提供する。すなわち、乗算器２６は、トーン信号が配置されている周波数においてクリッピング雑音信号ｃｎを出力し、他の周波数において「ゼロ」を出力する。換言すれば、乗算器２６から出力される信号Ｃは、トーン信号の周波数成分のみを含む。なお、マルチチャネル信号Ｘの電力が閾値レベルよりも低いときは、クリッピング雑音信号ｃｎは「ゼロ」であり、乗算器２６から出力される信号Ｃも「ゼロ」である。
【００３９】
乗算器２７は、乗算器２６から出力される信号Ｃにパラメータμを乗算する。パラメータμは、ゼロよりも大きく１よりも小さい実数である。すなわち、乗算器２７は、信号Ｃの振幅を小さくする。そして、引き算器２２は、上述したように、スイッチ２１の出力信号から乗算器２７の出力信号を引算してマルチチャネル信号Ｘを生成する。
【００４０】
引き算器２２により生成されるマルチチャネル信号Ｘは、クリッピング回路２３、遅延回路２８、出力回路２９に導かれる。クリッピング回路２３は、上述したように、マルチチャネル信号Ｘをクリップする。遅延回路２８は、マルチチャネル信号Ｘを遅延させる。具体的には、遅延回路２８は、マルチチャネル信号Ｘを一時的に格納する。そして、遅延回路２８に格納されたマルチチャネル信号Ｘは、繰返し処理における次の演算のために読み出されてスイッチ２１に導かれる。すなわち、繰返し処理における前回の演算で得られたマルチチャネル信号Ｘが、スイッチ２１を介して引き算器２２に導かれる。出力回路２９は、繰返し処理における最新のマルチチャネル信号Ｘを格納する。そして、繰返し処理の終了を表す出力指示をコントローラ３０から受信すると、出力回路２９は、最新のマルチチャネル信号Ｘを読み出して出力する。
【００４１】
次に、ＰＡＰＲ低減回路２０の動作を説明する。以下では、コンバイナ３から図４に示すマルチチャネル信号が出力されるものとする。マルチチャネル信号には、図３（ａ）に示すように、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎが多重化されている。そして、ＰＡＰＲ低減回路２０は、所定の周期でマルチチャネル信号をサンプリングして処理する。
【００４２】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、サンプリングしたマルチチャネル信号に対してピーク対平均電力比を低減するための繰返し処理を実行する。以下の記載では、繰返し処理における演算の実行回数を「ｉ」で表す。たとえば、ｉ回目の演算における引き算器２２の演算結果は、Ｘiで表される。
【００４３】
サンプリング周期Ｓ１においてサンプリングされたマルチチャネル信号は、スイッチ２１に導かれる。スイッチ２１は、繰返し処理の初期状態においては、コンバイナ３の出力信号（すなわち、入力マルチチャネル信号）を選択する。なお、ＰＡＰＲ低減回路２０に入力されるマルチチャネル信号を「元マルチチャネル信号」と呼ぶことがある。そして、引き算器２２は、この入力マルチチャネル信号から乗算器２７の出力信号を引算することにより、マルチチャネル信号Ｘ0を生成する。ここで、この実施例では、繰返し処理の初期状態において信号Ｃは「ゼロ」である。よって、クリッピング回路２３には、マルチチャネル信号Ｘ0として、元マルチチャネル信号（すなわち、ＰＡＰＲ低減回路２０に入力されるマルチチャネル信号）が入力される。このとき、このマルチチャネル信号Ｘ0は、遅延回路２８に格納される。
【００４４】
クリッピング回路２３は、入力信号の電力と閾値レベルとを比較する。ここで、サンプリング周期Ｓ１においてサンプリングされたマルチチャネル信号の電力は、閾値レベルよりも低い。この場合、引き算器２４から出力されるクリッピング雑音信号ｃｎ0はゼロであり、乗算器２６、２７により生成される信号μＣ0もゼロである。
【００４５】
続いて、サンプリング周期Ｓ１に対する繰返し処理が実行される。繰返し処理が実行されるときは、スイッチ２１は、遅延回路２８に格納されている信号を選択する。ここで、遅延回路２８には、マルチチャネル信号Ｘ0が格納されている。したがって、スイッチ２１は、遅延回路２８に格納されているマルチチャネル信号Ｘ0を選択して引き算器２２に導く。そうすると、引き算器２２は、遅延回路２８の出力信号から乗算器２７の出力信号を引算する。すなわち、引き算器２２は、マルチチャネル信号Ｘ0から信号μＣ0を引算する。この結果、新たなマルチチャネル信号Ｘ1が生成される。
【００４６】
このように、ＰＡＰＲ低減回路２０は、繰返し処理において、Ｘi＝Ｘi-1−μＣi-1を実行する。ただし、サンプリング周期Ｓ１においてサンプリングされたマルチチャネル信号の電力は、閾値レベルよりも低い。この場合、クリッピング雑音信号ｃｎは常にゼロであり、信号μＣも常にゼロである。したがって、サンプリング周期Ｓ１に対する繰返し処理においては、引き算器２２から出力されるマルチチャネル信号Ｘiは、図３（ａ）に示すマルチチャネル信号のままである。
【００４７】
繰返し処理の実行回数がＮに達すると、コントローラ３０は繰返し処理の終了を表す出力指示を出力回路２９に与える。Ｎは、予め指定されているものとする。Ｎは、例えば、１０〜２０程度である。そして、出力回路２９は、出力指示を受け取ると、最新のマルチチャネル信号Ｘ（この例では、マルチチャネル信号ＸN）を読み出して出力する。すなわち、サンプリング周期Ｓ１においては、ＰＡＰＲ低減回路２０は、入力マルチチャネル信号を変化させない。このように、入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも低いときは、マルチチャネル信号にトーン信号が付加されない。
【００４８】
サンプリング周期Ｓ１が終了すると、サンプリング周期Ｓ２においてサンプリングされたマルチチャネル信号がスイッチ２１に導かれる。この実施例では、図４に示すように、サンプリング周期Ｓ２においてサンプリングされるマルチチャネル信号の電力も閾値レベルよりも低い。よって、ＰＡＰＲ低減回路２０は、マルチチャネル信号にトーン信号を付加することなく、そのマルチチャネル信号をＥ／Ｏ変換回路４に導く。
【００４９】
サンプリング周期Ｓ３においてサンプリングされるマルチチャネル信号の電力は、図４に示すように、閾値レベルよりも高い。この場合、ＰＡＰＲ低減回路２０により上述の繰返し処理が実行されると、マルチチャネル信号の電力が削減される。このとき、以下の処理によりマルチチャネル信号にトーン信号が付加されることがある。
【００５０】
サンプリング周期Ｓ３においてサンプリングされたマルチチャネル信号は、スイッチ２１に導かれる。スイッチ２１は、繰返し処理の初期状態においては、コンバイナ３の出力信号（すなわち、入力マルチチャネル信号）を選択する。そして、引き算器２２は、このマルチチャネル信号から乗算器２７の出力信号を引算することにより、マルチチャネル信号Ｘ0を生成する。よって、クリッピング回路２３には、マルチチャネル信号Ｘ0として、元マルチチャネル信号が入力される。また、このマルチチャネル信号Ｘ0は、遅延回路２８に格納される。
【００５１】
クリッピング回路２３は、入力信号の電力と閾値レベルとを比較する。ここで、サンプリング周期Ｓ３においてサンプリングされたマルチチャネル信号の電力は、閾値レベルよりも高い。この場合、クリッピング回路２３および引き算器２４によりマルチチャネル信号の電力と閾値レベルとの差分に対応するクリッピング雑音信号ｃｎ0が生成され、乗算器２６、２７により信号μＣ0が生成される。信号μＣ0は、トーン信号の周波数成分のみを含む。また、信号μＣ0の振幅は、クリッピング雑音信号ｃｎ0の強度に依存する。したがって、信号μＣ0は、実質的には、クリッピング雑音信号ｃｎ0の強度に依存する振幅を有するトーン信号を表す。そして、この信号μＣ0は、引き算器２２に与えられる。
【００５２】
続いて、サンプリング周期Ｓ３に対する繰返し処理が実行される。すなわち、ＰＡＰＲ低減回路２０は、繰返し処理「Ｘi＝Ｘi-1−μＣi-1」を実行する。例えば、繰返し処理の１回目の演算においては、マルチチャネル信号Ｘ0から信号μＣ0を引算することにより、新たなマルチチャネル信号Ｘ1が生成される。ここで、信号μＣ0は、クリッピング雑音信号ｃｎ0の強度に依存する振幅を有するトーン信号を表す。よって、引き算器２２においてマルチチャネル信号Ｘ0からマルチチャネル信号Ｘ1が生成されるときに、マルチチャネル信号にトーン信号の周波数成分が付加されることがある。この結果、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎおよびトーン信号を含むマルチチャネル信号Ｘ1が生成される。このマルチチャネル信号Ｘ1は、クリッピング回路２３に導かれると共に、遅延回路２８に格納される。なお、引き算器２２においてマルチチャネル信号Ｘから信号μＣを引算するときに、各ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのサイドローブの一部が除去されると考えられる。
【００５３】
繰返し処理の２回目の演算では、マルチチャネル信号Ｘ1から信号μＣ1を引算することにより新たなマルチチャネル信号Ｘ2が生成される。ここで、信号μＣ1は、クリッピング雑音信号ｃｎ1の強度に依存する振幅を有するトーン信号を表す。よって、マルチチャネル信号Ｘ1からマルチチャネル信号Ｘ2が生成されるときも、マルチチャネル信号Ｘ1にトーン信号の周波数成分が付加されることがある。
【００５４】
ただし、マルチチャネル信号Ｘ1は、マルチチャネル信号Ｘ0から信号μＣ0を引算することで得られている。よって、マルチチャネル信号Ｘ1の電力は、マルチチャネル信号Ｘ0の電力よりも小さい。すなわち、マルチチャネル信号Ｘ1の電力と閾値レベルとの差分は、マルチチャネル信号Ｘ0の電力と閾値レベルとの差分よりも小さい。このため、クリッピング雑音信号ｃｎ1の強度は、クリッピング雑音信号ｃｎ0の強度よりも小さい。したがって、信号μＣ1のトーン信号の振幅は、信号μＣ0のトーン信号の振幅よりも小さい。
【００５５】
以降、ＰＡＰＲ低減回路２０は、ｉ＝Ｎまで繰返し処理「Ｘi＝Ｘi-1−μＣi-1」を実行する。そして、この繰返し処理において、マルチチャネル信号Ｘに対してトーン信号が付加されてゆく。また、この繰返し処理において、マルチチャネル信号Ｘの電力が段階的に閾値レベルに近づいてゆく。なお、マルチチャネル信号Ｘの電力が段階的に閾値レベルに近づいてゆく速度は、パラメータμにより指定される。
【００５６】
繰返し処理においてＮ回の演算が終了すると、ＰＡＰＲ低減回路２０は、最新のマルチチャネル信号Ｘ（マルチチャネル信号ＸN）を出力する。すなわち、ＰＡＰＲ低減回路２０は、図３（ｂ）に示すマルチチャネル信号を出力する。この場合、マルチチャネル信号に付加されるトーン信号の振幅は、ＰＡＰＲ低減回路２０への入力マルチチャネル信号の電力と閾値レベルとの差分に依存する。
【００５７】
このように、ＰＡＰＲ低減回路２０は、マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも高いときに、トーン信号を利用してマルチチャネル信号のピーク電力を低減させる。このとき、マルチチャネル信号にトーン信号の周波数成分が付加されることがある。ここで、トーン信号は、マルチチャネル信号に多重化されているＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎとは重複しない周波数に配置されている。したがって、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎがトーン信号から影響を受けることはなく、トーン信号によってＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎの品質が劣化することはない。
【００５８】
なお、ＰＡＰＲ低減回路２０は、例えば、プロセッサおよびメモリを含むデジタル信号処理器で実現される。この場合、ＰＡＰＲ低減回路２０は、与えられたプログラムを実行することにより、上述した機能を提供する。ただし、ＰＡＰＲ低減回路２０の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。
【００５９】
図６は、ＰＡＰＲ低減回路２０の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、コンバイナ３から出力されるマルチチャネル信号をサンプリングする毎に実行される。
【００６０】
Ｓ１において、コントローラ３０は、繰返し回数を表す変数ｉをゼロに初期化する。Ｓ２において、コントローラ３０は、コンバイナ３により生成されるマルチチャネル信号を選択するようにスイッチ２１を制御する。これにより、コンバイナ３により生成されるマルチチャネル信号がスイッチ２１により選択されて引き算器２２に導かれる。なお、繰返し処理の初期状態においては、クリッピング雑音信号ｃｎ、信号Ｃ、信号μＣはゼロである。
【００６１】
Ｓ３において、引き算器２２は、マルチチャネル信号Ｘiを計算する。マルチチャネル信号Ｘiは、下式で計算される。
Ｘi＝Ｘi-1−μＣi-1
入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも高いときは、この演算において、マルチチャネル信号にトーン信号が付加されると共に、マルチチャネル信号のピーク電力が低減される。
【００６２】
Ｓ４において、コントローラ３０は、変数ｉがＮに達したか判定する。Ｎは、予め指定される整数である。Ｓ５において、クリッピング回路２３および引き算器２４は、マルチチャネル信号Ｘiの電力と所定の閾値レベルとを比較することで、クリッピング雑音信号ｃｎiを生成する。なお、入力マルチチャネル信号（すなわち、ｉ＝０におけるマルチチャネル信号Ｘi）の電力が閾値レベルよりも低いときは、クリッピング雑音信号ｃｎiはゼロである。
【００６３】
Ｓ６において、乗算器２６は、クリッピング雑音信号ｃｎiにトーン信号を乗算することにより信号Ｃiを生成する。信号Ｃiは、トーン信号の周波数成分のみを含む。Ｓ７において、乗算器２７は、信号Ｃiにパラメータμを乗算することにより、信号μＣiを生成する。Ｓ８において、コントローラ３０は、変数ｉをインクリメントする。この後、ＰＡＰＲ低減回路２０の処理は、Ｓ３に戻る。
【００６４】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、変数ｉがＮに達するまで、Ｓ３〜Ｓ８の処理を繰返し実行する。そして、変数ｉがＮに達すると、出力回路２９は、コントローラ３０から与えられる出力指示に従って、最新のマルチチャネル信号Ｘを出力する。
【００６５】
このように、入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも高いときには、Ｓ３〜Ｓ８の処理がＮ回実行されるときに、マルチチャネル信号にトーン信号が付加されると共に、マルチチャネル信号のピーク電力が段階的に低減される。一方、入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも低いときは、クリッピング雑音信号ｃｎがゼロなので、ＰＡＰＲ低減回路２０の出力信号は、ＰＡＰＲ低減回路２０の入力信号と同じである。
【００６６】
図７は、ＰＡＰＲ低減回路２０の信号処理を模式的に示す。この例では、マルチチャネル信号は、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２を含む。また、マルチチャネル信号の電力は、クリッピング回路２３に設定されている閾値レベルよりも高いものとする。なお、以下では、説明を簡単にするために、パラメータμは「１」である。
【００６７】
この場合、ＰＡＰＲ低減回路２０は、１回目の繰返し処理において、入力マルチチャネル信号の電力と閾値レベルとの差分を表すクリッピング雑音信号ｃｎ0を生成する。また、乗算器２６により信号Ｃ0が生成される。信号Ｃ0は、トーン信号の周波数成分のみを有する。ここで、トーン信号は、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２とは異なる周波数に配置されている。ただし、トーン信号は、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２のサイドローブと重複することは許容される。また、信号Ｃ0の振幅は、クリッピング雑音信号ｃｎ0の強度に比例する。そして、引き算器２２において、入力マルチチャネル信号（即ち、マルチチャネル信号Ｘ0）から信号Ｃ0を引き算することにより、マルチチャネル信号Ｘ1が生成される。
【００６８】
入力マルチチャネル信号と比較すると、マルチチャネル信号Ｘ1のサイドローブの強度は低減している。よって、入力マルチチャネル信号の電力よりもマルチチャネル信号Ｘ1の電力の方が低くなっている。
【００６９】
２回目の繰返し処理においては、マルチチャネル信号Ｘ1の電力と閾値レベルとの差分を表すクリッピング雑音信号ｃｎ1が生成され、乗算器２６により信号Ｃ1が生成される。信号Ｃ0と同様に、信号Ｃ1もトーン信号の周波数成分のみを有する。ただし、入力マルチチャネル信号の電力よりもマルチチャネル信号Ｘ1の電力の方が低いので、クリッピング雑音信号ｃｎ1の強度はクリッピング雑音信号ｃｎ0よりも低い。このため、信号Ｃ0と比較すると、信号Ｃ1の振幅は小さい。そして、引き算器２２において、マルチチャネル信号Ｘ1から信号Ｃ1を引き算することにより、マルチチャネル信号Ｘ2が生成される。マルチチャネル信号Ｘ1と比較すると、マルチチャネル信号Ｘ2のサイドローブの強度はさらに低減している。
【００７０】
この後、上述の処理が、所定回数、繰返し実行される。この繰返し処理により、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２のサイドローブは段階的に削減されてゆき、マルチチャネル信号の電力が段階的に低減してゆく。すなわち、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比が低減される。このとき、トーン信号は、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２とは異なる周波数に配置されているので、トーン信号がＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２の品質を劣化させることはない。
【００７１】
図８は、デジタル処理ユニットから送信される光信号を受信する遠隔無線ユニットの一例を示す。この実施例では、遠隔無線ユニット２００は、図２に示すデジタル処理ユニット５００から送信される光信号を、光ファイバケーブル３００を介して受信する。
【００７２】
遠隔無線ユニット２００は、図８に示すように、Ｏ／Ｅ変換回路４１、発振器４２−１〜４２−ｎ、復調器４３−１〜４３−ｎ、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）４４−１〜４４−ｎ、発振器４５、変調器４６−１〜４６−ｎ、増幅器４７−１〜４７−ｎ、アンテナ４８−１〜４８−ｎを備える。図８に示すＯ／Ｅ変換回路４１、発振器４２−１〜４２−ｎ、復調器４３−１〜４３−ｎ、変調器４６−１〜４６−ｎ、増幅器４７−１〜４７−ｎ、アンテナ４８−１〜４８−ｎは、それぞれ図１に示すＯ／Ｅ変換回路１１、発振器１３−１〜１３−ｎ、復調器１２−１〜１２−ｎ、ミキサ１４−１〜１４−ｎ、増幅器１５−１〜１５−ｎ、アンテナ１６−１〜１６−ｎに対応する。なお、遠隔無線ユニット２００は、図８に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００７３】
Ｏ／Ｅ変換回路４１は、デジタル処理ユニット５００から光ファイバケーブル３００を介して受信する光信号を電気信号に変換する。この電気信号は、図３に示すマルチチャネル信号を表す。すなわち、この電気信号は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを含む。また、デジタル処理ユニット５００においてマルチチャネル信号に図３（ｂ）に示すトーン信号が付加されたときは、Ｏ／Ｅ変換回路４１の出力信号は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎに加えてトーン信号を含む。なお、Ｏ／Ｅ変換回路４１は、例えば、フォトダイオードを含んで構成される。
【００７４】
発振器４２−１〜４２−ｎは、それぞれ発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎを生成する。発信器４２−１〜４１−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎの周波数は、それぞれデジタル処理ユニット５００の発振器２−１〜２−ｎにより生成される発振信号と実質的に同じである。すなわち、発信器４２−１〜４２−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎの周波数は、それぞれＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎのキャリア周波数と同じである。
【００７５】
復調器４３−１〜４３−ｎは、それぞれ発信器４２−１〜４２−ｎにより生成される発振信号ＩＦ１〜ＩＦｎを利用してＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを復調する。復調器４３−１〜４３−ｎの構成は、実質的に同じである。この例では、各復調器４３−１〜４３−ｎは、位相回路４３ｐ、ミキサ４３ｉ、４３ｑを備える。
【００７６】
例えば、復調器４３−１においては、位相回路４３ｐは、発振器４２−１により生成される発振信号ＩＦ１から互いに位相が９０度異なる１組の発振信号を生成する。ミキサ４３ｉは、Ｏ／Ｅ変換回路４１の出力信号に一方の発振信号を掛け合わせることにより、Ｉ成分信号を生成する。ミキサ４３ｑは、Ｏ／Ｅ変換回路４１の出力信号に他方の発振信号を掛け合わせることにより、Ｑ成分信号を生成する。ここで、発振器４２−１により生成される発振信号ＩＦ１の周波数は、マルチチャネル信号に多重化されているＩＦ信号ＣＨ１のキャリア周波数と同じである。したがって、復調器４３−１の出力信号においては、図９（ａ）に示すように、データ信号ＣＨ１がベースバンドに配置される。
【００７７】
復調器４３−１〜４３−ｎの動作は、実質的に同じである。よって、復調器４３−１〜４３−ｎの出力信号においては、それぞれ、対応するデータ信号がベースバンドに配置される。例えば、復調器４３−ｎの出力信号においては、図９（ｂ）に示すように、データ信号ＣＨｎがベースバンドに配置される。
【００７８】
低域通過フィルタ４４−１〜４４−ｎは、それぞれ復調器４３−１〜４３−ｎの出力信号から高周波成分を除去する。各低域通過フィルタ４４−１〜４４−ｎのカットオフ周波数は、隣接チャネルおよびトーン信号を除去するように設計されている。したがって、例えば、低域通過フィルタ４４−１は、図９（ａ）に示すように、復調器４３−１の出力信号からデータ信号ＣＨ２〜ＣＨｎおよびトーン信号を除去し、データ信号ＣＨ１を通過させる。また、低域通過フィルタ４４−ｎは、図９（ｂ）に示すように、復調器４３−ｎの出力信号からデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎ−１およびトーン信号を除去し、データ信号ＣＨｎを通過させる。
【００７９】
発振器４５は、所定の無線周波数の発振信号ＲＦを生成する。発振器４５により生成される発振信号ＲＦは、変調器４６−１〜４６−ｎに与えられる。
【００８０】
変調器４６−１〜４６−ｎは、それぞれ復調器４３−１〜４３−ｎおよび低域通過フィルタ４４−１〜４４−ｎにより再生されるデータ信号ＣＨ１〜ＣＨｎで発振信号ＲＦを変調することにより再変調ＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを生成する。この実施例では、各変調器４６−１〜４６−ｎは、位相回路４６ｐ、ミキサ４６ｉ、４６ｑ、コンバイナ４６ｃを備える。この場合、位相回路４６ｐは、発振器４５により生成される発振信号ＲＦから互いに位相が９０度異なる１組の発振信号を生成する。ミキサ４６ｉは、対応するデータ信号のＩ成分に一方の発振信号を掛け合わせることにより、再変調ＲＦ信号のＩ成分を生成する。また、ミキサ４６ｑは、対応するデータ信号のＱ成分に他方の発振信号を掛け合わせることにより、再変調ＲＦ信号のＱ成分を生成する。そして、コンバイナ４６ｃは、生成されたＩ成分およびＱ成分を足し合わせて再変調ＲＦ信号を生成する。
【００８１】
増幅器４７−１〜４７−ｎは、それぞれ再変調ＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎを増幅する。この実施例では、増幅器４７−１〜４７−ｎは、それぞれ大電力増幅器である。増幅器４７−１〜４７−ｎにより増幅された再変調ＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、それぞれアンテナ４８−１〜４８−ｎに導かれる。よって、再変調ＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、それぞれアンテナ４８−１〜４８−ｎを介して出力される。
【００８２】
上述の遠隔無線ユニット２００において、復調器４３−１〜４３−ｎは、受信信号をダウンコンバートし、低域通過フィルタ４４−１〜４４−ｎは、それぞれ目的チャネルのデータ信号を通過させる。ここで、トーン信号は、ＩＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎとは異なる周波数に配置されている。よって、低域通過フィルタ４４−１〜４４−ｎは、マルチチャネル信号に付加されているトーン信号を容易に除去することができる。すなわち、遠隔無線ユニット２００は、各チャネルのデータ信号の波形を劣化させることなくトーン信号を除去できる。この後、復調されたデータ信号が無線周波数帯にアップコンバートされて出力される。したがって、アンテナを介して出力される再変調ＲＦ信号ＣＨ１〜ＣＨｎは、トーン信号を含んでいない。
【００８３】
図１０は、デジタル処理ユニットにおいて生成されるマルチチャネル信号のスペクトルの例を示す。この実施例では、マルチチャネル信号には、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２が多重化されている。また、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２の周波数間隔は60MHzである。なお、横軸はオフセット周波数を表し、縦軸は信号の強度を表す。
【００８４】
入力マルチチャネル信号は、上述したように、ＰＡＰＲ低減回路２０に導かれる。そして、入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも高いときは、図２または図６に示す繰返し処理により、そのマルチチャネル信号にトーン信号が付加されることがある。図１０に示す例は、繰返し処理が１２回実行された後に得られるマルチチャネル信号のスペクトルを表している。
【００８５】
図１１は、ピーク対平均電力比の抑制についてのシミュレーション結果を示す。グラフの横軸は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を表す。縦軸は、相補累積分布関数（ＣＣＤＦ：Complementary Cumulative Distribution Function）を表す。
【００８６】
特性Ａは、１つのＩＦ信号についてのＰＡＰＲを表す。特性Ｂ〜Ｄは、２つのＩＦ信号が多重化されたマルチチャネル信号のＰＡＰＲを表す。ただし、特性Ｂは、各ＩＦ信号がクリッピングされていないときのＰＡＰＲを表している。特性Ｃは、各ＩＦ信号が所定の電力レベルでクリッピングされたときのＰＡＰＲを表している。特性Ｄは、各ＩＦ信号が所定の電力レベルでクリッピングされた後に、ＰＡＰＲ低減回路２０によりマルチチャネル信号に対して繰返し処理が実行されたときのＰＡＰＲを表している。繰返し処理は、１２回実行されている。このシミュレーションでは、特性Ｃと特性Ｄとを比較すると、ＰＡＰＲ低減回路２０により、例えばCCDF=10-6において、ＰＡＰＲが約0.5dB改善されている。
【００８７】
このように、本発明の実施形態の構成によれば、マルチチャネル信号のピーク対平均電力比が低減する。これに加えて、マルチチャネル信号の電力を削減するために使用されるトーン信号は、マルチチャネル信号に多重化されている各ＩＦ信号とは異なる周波数に配置されている。このため、トーン信号が各ＩＦ信号に影響を及ぼすことはなく、且つ、受信器において容易にトーン信号を除去される。したがって、トーン信号によって各ＩＦ信号の特性が劣化することはない。たとえば、マルチチャネル信号にトーン信号が付加されても、各ＩＦ信号のエラーベクトル振幅（ＥＶＭ：Error Vector Magnitude）および隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ：Adjacent Channel Leakage Ratio）が大きくなることはない。
【００８８】
図１２は、トーン信号の振幅の時間変化の一例を示す。この例では、５つのトーン信号が使用されている。トーン信号の振幅は、上述したように、入力マルチチャネル信号の電力と閾値レベルとの差分に応じて繰返し処理により調整される。例えば、入力マルチチャネル信号の電力が閾値レベルよりも高く、且つ、入力マルチチャネル信号の電力と閾値レベルとの差分が大きいときは、トーン信号の振幅が大きい。
【００８９】
＜ＩＦ信号およびトーン信号の配置＞
上述のように、複数のデータ信号が多重化されたマルチチャネル信号を伝送する通信システムにおいて、トーン信号を使用することにより、各データ信号の品質を劣化させることなく、ピーク対平均電力を抑制することができる。以下では、ピーク対平均電力を適切に抑制するためのトーン信号の配置について記載する。また、各データ信号の周波数配置によっては、トーン信号を使用してピーク対平均電力を適切に抑制できないことがある。よって、データ信号の配置についても検討する。
【００９０】
図１３は、マルチチャネル信号の相互位相変調歪みについて説明する図である。この例では、図１３（ａ）に示すＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２を含むマルチチャネル信号が伝送されるものとする。なお、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２のキャリア周波数は、それぞれｆ1、ｆ2である。
【００９１】
ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２が図２に示すデジタル処理ユニット５００から遠隔無線ユニットへ伝送されるものとする。この場合、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２は、コンバイナ３により合成され、Ｅ／Ｏ変換回路４により光信号に変換される。
【００９２】
Ｅ／Ｏ変換回路４の入力信号（合成されたＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２）の電力が所定の閾値よりも小さいときは、図１３（ｂ）に示すように、出力信号の電力は、入力信号の電力に比例する。この場合、相互変調歪み（ＩＭＤ：Inter Modulation Distortion）は、発生しないか、十分に小さい。
【００９３】
ところが、入力信号の電力が大きいときは、相互変調歪み成分が発生し得る。即ち、入力信号の電圧が非線形領域まで大きくなると、図１３（ａ）に示すように、相互変調歪み成分が発生する。以下の記載では、ｎ次の相互変調歪みを「ＩＭＤｎ」と表記する。例えば、ＩＭＤ３は、３次の相互変調歪みを表す。
【００９４】
ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２のキャリア周波数がそれぞれｆ1、ｆ2であるときは、ＩＭＤ３の周波数は、｜２ｆ1−ｆ2｜および｜２ｆ2−ｆ1｜である。ここで、受信局（例えば、遠隔無線ユニット）において信号を受信するときには、ＩＭＤ３が抑制または除去されていることが好ましい。そこで、デジタル処理ユニット５００は、図２に示すＰＡＰＲ低減回路２０を用いて、ＩＭＤ３が抑制されるように入力信号を処理する。ここで、ＰＡＰＲ低減回路２０は、入力信号からトーン信号の周波数成分を引き算する。したがって、ＩＭＤ３と同じ周波数にトーン信号を配置すれば、ＰＡＰＲ低減回路２０において、ＩＭＤ３が抑制される。すなわち、ＰＡＰＲ低減回路２０において周波数｜２ｆ1−ｆ2｜のトーン信号および周波数｜２ｆ2−ｆ1｜のトーン信号を用いて入力信号を処理すれば、ＩＭＤ３が抑制されたマルチチャネル信号が生成される。
【００９５】
なお、入力信号の電力が大きいときは、２次の歪み成分も発生し得る。２次の歪み成分は、図１３（ａ）に示すように、周波数｜ｆ1−ｆ2｜、２ｆ1、ｆ1＋ｆ2、２ｆ2において発生する。ただし、２次の歪み成分の周波数は、一般に、主信号（ここでは、ＩＦ信号ＣＨ１、ＣＨ２）のキャリア周波数から大きく離れている。すなわち、２次の歪み成分は、受信器において、バンドパスフィルタを用いて容易に除去することができる。したがって、デジタル処理ユニット５００は、２次の歪み成分を抑制するためのトーン信号を生成する必要はない。
【００９６】
また、入力信号の電力が大きいときは、４次以上の歪み成分も発生し得る。ここで、ＩＭＤ３と比較すると、４次以上の歪み成分は小さい。したがって、デジタル処理ユニット５００は、４次以上の歪み成分を抑制するためのトーン信号を生成してくてもよい。ただし、デジタル処理ユニット５００は、必要に応じて、４次以上の歪み成分を抑制するためのトーン信号を生成してもよい。
【００９７】
ところが、マルチチャネル信号内に多重化されるＩＦ信号の配置によっては、ＩＭＤ３と同じ周波数にトーン信号を配置できないことがある。たとえば、図１４（ａ）に示す主信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を含むマルチチャネル信号が伝送されるものとする。ここで、説明を簡単にするために、主信号Ｆ２の周波数は主信号Ｆ１の周波数の２倍であり、主信号Ｆ３の周波数は主信号Ｆ１の周波数の３倍であるものとする。すなわち、２Ｆ１＝Ｆ２および３Ｆ１＝Ｆ３である。この場合、６個のＩＭＤ３成分（ＩＭＤ３＿Ａ〜ＩＭＤ３＿Ｆ）が発生する。各ＩＭＤ３成分の周波数は、以下の通りである。
ＩＭＤ３＿Ａ：２Ｆ１−Ｆ３
ＩＭＤ３＿Ｂ：２Ｆ１−Ｆ２
ＩＭＤ３＿Ｃ：２Ｆ２−Ｆ３
ＩＭＤ３＿Ｄ：２Ｆ２−Ｆ１
ＩＭＤ３＿Ｅ：２Ｆ３−Ｆ２
ＩＭＤ３＿Ｆ：２Ｆ３−Ｆ１
【００９８】
これらのＩＭＤ３成分を抑制するためには、ＰＡＰＲ低減回路２０において各ＩＭＤ３成分に対してそれぞれトーン信号を配置すればよい。しかし、ＩＭＤ３＿Ｃの周波数は、主信号Ｆ１の周波数と同じであり、ＩＭＤ３＿Ｄの周波数は、主信号Ｆ３の周波数と同じである。このため、ＩＭＤ３＿Ｃを抑制するためのトーン信号を生成すると、ＩＭＤ３＿Ｃだけでなく、主信号Ｆ１も抑制されてしまう。同様に、ＩＭＤ３＿Ｄを抑制するためのトーン信号を生成すると、ＩＭＤ３＿Ｄだけでなく、主信号Ｆ３も抑制されてしまう。
【００９９】
そこで、デジタル処理ユニット５００は、図１５に示すように、発振器２−１〜２−ｎの発振周波数を制御する機能、およびトーン信号の周波数を制御する機能を備える。これらの機能は、コントローラ３０により実現される。また、発振器２−１〜２−ｎの発振周波数およびトーン信号の周波数は、例えば、データ通信が開始される前に決定される。
【０１００】
図１６は、ＩＦ信号およびトーン信号の配置を決定する処理の一例を示すフローチャートである。この例では、Ｎ個のＩＦ信号を含むマルチチャネル信号が伝送される。Ｎは、３以上の整数である。また、図１６に示すフローチャートの処理は、デジタル処理ユニット５００内で実行されてもよいし、デジタル処理ユニット５００に接続されるコンピュータにより実行されるようにしてもよい。以下の記載では、図１６に示すフローチャートの処理は、コントローラ３０により実行されるものとする。
【０１０１】
Ｓ１１において、コントローラ３０は、データ伝送のために使用するＮ個のＩＦキャリアの各周波数Ｆ(k)を決定する。Ｎ個のＩＦキャリアは、たとえば、一定の周波数間隔で配置される。この後、コントローラ３０は、変数ｋ（ｋ＝１〜Ｎ）、ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）、ｍ（ｍ＝１〜Ｎ）のすべての組合せに対してＳ１２〜Ｓ１６の処理を実行する。
【０１０２】
Ｓ１２において、コントローラ３０は、ＩＭＤ３(n,m)の周波数とＩＦキャリア周波数Ｆ(k)とを比較する。ＩＭＤ３(n,m)の周波数は、下式で表される。ただし、ｎおよびｍは、互いに異なっているものとする。
ＩＭＤ３(n,m)＝２Ｆ(n)−Ｆ(m)
【０１０３】
ＩＭＤ３(n,m)の周波数とＩＦキャリア周波数Ｆ(k)とが異なっていれば、コントローラ３０は、Ｓ１３において、変数ｋ、ｎ、ｍについてのすべての組合せに対してＳ１２〜Ｓ１６の処理が終了しているか判定する。Ｓ１２〜Ｓ１６の処理が終了していない組合せが残っていれば、コントローラ３０は、Ｓ１４において、次の組合せを選択する。この後、コントローラ３０の処理はＳ１２に戻る。
【０１０４】
ＩＭＤ３(n,m)の周波数とＩＦキャリア周波数Ｆ(k)とが一致するときは、コントローラ３０は、Ｓ１５において、ＩＦキャリア周波数Ｆ(k)をΔＦだけシフトさせる。ΔＦは、ＩＦ信号が配置される周波数間隔と比較して十分に小さいことが好ましい。また、受信器が備えるフィルタ（図８では、ＬＰＦ４４−１〜４４−ｎ）で周波数Ｆ(k)を通過させるときに、周波数Ｆ(k)＋ΔＦが十分に除去されるようにΔＦが決定されることが好ましい。Ｓ１６において、コントローラ３０は、次の組合せを選択する。この後、コントローラ３０の処理はＳ１２に戻る。
【０１０５】
すべての組合せに対してＳ１２〜Ｓ１６の処理が終了した後、コントローラ３０は、Ｓ１７において、トーン信号の配置を決定する。具体的には、各ＩＭＤ３の周波数に一致するようにトーン信号が配置される。
【０１０６】
図１４に示す実施例を参照しながら図１６に示すフローチャートの処理を説明する。この実施例では、Ｓ１１において、以下のようにＩＦキャリア周波数Ｆ(1)〜Ｆ(3)が設定されるものとする。
Ｆ(1)＝60MHz
Ｆ(2)＝120MHz
Ｆ(3)＝180MHz
【０１０７】
ｋ＝３、ｎ＝３、ｍ＝１が選択されるときには、Ｓ１２において以下の計算が実行される。
Ｆ(k=3)＝180MHz
ＩＭＤ３(3,1)＝360MHz−60MHz＝300MHz
すなわち、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)は、ＩＭＤ３(3,1)の周波数とは一致しない。この場合、コントローラ３０は、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)を変更しない。
【０１０８】
ｋ＝３、ｎ＝３、ｍ＝２が選択されるときには、Ｓ１２において以下の計算が実行される。
Ｆ(k=3)＝180MHz
ＩＭＤ３(3,2)＝360MHz−120MHz＝240MHz
すなわち、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)は、ＩＭＤ３(3,2)の周波数とは一致しない。この場合、コントローラ３０は、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)を変更しない。
【０１０９】
ｋ＝３、ｎ＝２、ｍ＝１が選択されるときには、Ｓ１２において以下の計算が実行される。
Ｆ(k=3)＝180MHz
ＩＭＤ３(2,1)＝240MHz−60MHz＝180MHz
すなわち、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)は、ＩＭＤ３(2,1)の周波数と一致する。この場合、コントローラ３０は、ＩＦキャリア周波数Ｆ(3)をΔＦだけシフトさせる。この実施例では、ΔＦは30MHzである。そうすると、ＩＦキャリア周波数Ｆ(1)〜Ｆ(3)は、以下のように再配置される。
Ｆ(1)＝60MHz
Ｆ(2)＝120MHz
Ｆ(3)＝210M
【０１１０】
ＩＦキャリアＦ１〜Ｆ３が再配置されると、図１４（ｂ）に示すように、各ＩＦキャリアの周波数は、いずれのＩＭＤ３成分とも一致しない。よって、コントローラ３０の処理はＳ１７へ進む。Ｓ１７では、各ＩＭＤ３成分に対して、それぞれトーン信号が割り当てられる。
【０１１１】
この後、コントローラ３０は、発振器２−１〜２−ｎに対して周波数指示を与える。この周波数指示は、発振器２−１〜２−ｎの発振周波数を制御する。上述の例では、発振器２−１〜２−ｎの中の３個の発振器の周波数がそれぞれ60MHz、120MHz、210MHzに制御される。
【０１１２】
また、コントローラ３０は、トーン信号生成器２５に対して配置情報を与える。この配置情報は、トーン信号の配置を表す。上述の例では、図１４（ｂ）に示すＩＭＤ３＿Ａ〜ＩＭＤ３＿Ｆに対応する６個のトーン信号を表す配置情報がトーン信号生成器２５に与えられる。
【０１１３】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、上述の設定に従って入力信号を処理する。具体的には、入力信号の電力がクリッピング回路２３の閾値レベルよりも大きいときに、入力信号からトーン信号成分が引き算される。この結果、入力信号のピーク対平均電力比を低減する処理の中で、各ＩＭＤ３成分が抑制される。
【０１１４】
図１７〜図１８は、ＩＦ信号およびトーン信号を配置する他の方法の一例を示す。この例では、２つのＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２を含むマルチチャネル信号が伝送される。ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のキャリア周波数の差は、図１７（ａ）に示すように、Ｆs／２である。周波数Ｆsは、デジタル処理ユニット５００のサンプリング周波数を表す。なお、破線の矢印は、トーン信号を表す。
【０１１５】
マルチチャネル信号の入力電力が閾値レベルよりも大きいときには、上述したように、ＩＭＤ３が生成される。ここで、ＩＭＤ３成分は、図１７（ｂ）に示すように、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２と重複するものとする。この場合、ＰＡＰＲ低減回路２０は、トーン信号を使用してＩＭＤ３成分を抑制することはできない。そこで、ＰＡＰＲ低減回路２０は、トーン信号を使用してＩＭＤ３成分を抑制できるように、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のキャリア周波数をシフトさせる。
【０１１６】
なお、サンプリング周波数Ｆsは、30.72MHzである。すなわち、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のキャリア周波数の差分は、61.44MHzである。また、トーン信号は、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のほぼ中間に配置されている。
【０１１７】
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）に示すように、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２間の周波数間隔を広くすると、ＩＭＤ３成分の周波数は、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２の中間周波数に近づく。すなわち、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２間の周波数間隔を広くすると、ＩＭＤ３成分の周波数は、トーン信号の周波数に近づく。ここで、ＩＭＤ３成分の周波数がトーン信号の周波数と一致すると、ＰＡＰＲ低減回路２０によりＩＭＤ３成分が抑制される。そこで、ＰＡＰＲ低減回路２０は、ＩＭＤ３成分の周波数がトーン信号の周波数とほぼ一致するように、各ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のキャリア周波数を決定する。この例では、図１８（ｃ）に示すように、ＩＦ信号Ｃｈ１のキャリア周波数を約19MHzだけ低くなるようにシフトさせ、ＩＦ信号Ｃｈ２のキャリア周波数を約19MHzだけ高くなるようにシフトさせている。
【０１１８】
図１９は、ＩＦ信号の配置に対するＰＡＰＲを計算したシミュレーション結果の一例を示す。このシミュレーションでは、図１７〜図１８に示すように、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２のほぼ中間周波数に複数のトーン信号が配置されている。図１９に示すグラフの横軸は、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２間の周波数間隔を表す。縦軸は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を表す。特性Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ、CCDF=10-4、CCDF=10-6、CCDF=10-7に対して得られるピーク対平均電力比を表す。ＣＣＤＦは、相補累積分布関数を表す。
【０１１９】
このシミュレーションでは、ＩＦ信号Ｃｈ１、Ｃｈ２間の周波数間隔が約100MHzに設定されるときに、ピーク対平均電力比が最小化される。このとき、図１８（ｃ）に示すように、ＩＭＤ３成分の周波数がトーン信号の周波数とほぼ一致している。すなわち、トーン信号によりＩＭＤ３成分が抑制されることにより、ピーク対平均電力比が低減していると考えられる。
【０１２０】
なお、上述の実施例では、ＩＭＤ３成分が抑制されるが、ＰＡＰＲ低減回路２０は、４次以上の相互変調歪み成分を抑制してもよい。例えば、マルチチャネル信号に含まれるＮ個のＩＦ信号のキャリア周波数がｆ１〜ｆＮであるものとする。この場合、以下の周波数において相互変調歪み成分が発生し得る。
｜Ｋ×ｆｎ−Ｌ×ｆｍ｜
Ｋ＝２，４，６，．．．
Ｌ＝１，３，５，．．．
ｎ＝１〜Ｎ
ｍ＝１〜Ｎ
なお、Ｋ＝２およびＬ＝１が与えられたときは、ＩＭＤ３成分の周波数が得られる。
【０１２１】
ＰＡＰＲ低減回路２０は、相互変調歪み成分が発生する周波数にそれぞれトーン信号を配置する。これにより、各相互変調歪み成分が抑制され、ピーク対平均電力比も抑制される。このとき、ＰＡＰＲ低減回路２０は、ＩＦ信号のキャリア周波数にはトーン信号を配置しない。したがって、ＩＦ信号のキャリア周波数と相互変調歪み成分が発生する周波数とが一致するときは、ＩＦ信号のキャリア周波数がシフトされる。また、トーン信号の周波数が予め固定的に決められているときは、ＰＡＰＲ低減回路２０は、各ＩＦ信号のキャリア周波数が相互変調歪み成分が発生する周波数と一致せず、且つ、各ＩＦ信号のキャリア周波数がトーン信号の周波数と一致しないように、各ＩＦ信号のキャリア周波数を調整してもよい。さらに、ＰＡＰＲ低減回路２０は、相互変調歪み成分が発生する周波数のみにトーン信号を配置してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１−１〜１−ｎ  変調器
２−１〜２−ｎ  発振器
３  コンバイナ
４  Ｅ／Ｏ変換回路
２０  ＰＡＰＲ低減回路
２１  スイッチ
２２  引き算器
２３  クリッピング回路
２４  引き算器
２５  トーン信号生成器
２６、２７  乗算器
３０  コントローラ
４４−１〜４４−ｎ  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
２００  遠隔無線ユニット
５００  デジタル処理ユニット
【図１】
2017118483.tif 000003
【図２】
2017118483.tif 000004
【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】
2017118483.tif 000009
【図８】
2017118483.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017118483.tif 000017
【図１６】
2017118483.tif 000018
【図１７】
2017118483.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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