(57)【要約】マルチキャリア伝送においてスループットの低下および伝送効率の低下を招くことなくピーク電力を抑圧することができる無線送信装置。この装置では、符号化部（１１）が送信データを符号化し、変調部（１２）が符号化されたデータを変調してシンボルを作成し、割当部（１３）がマルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアのいずれかにシンボルを割り当て、変化部（１５）が複数のサブキャリアの各々の位相をＩ−Ｑ平面上の信号点の判定境界線を越えない範囲で変化させ、ＩＦＦＴ部（１６）が逆高速フーリエ変換によりマルチキャリア信号を作成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを符号化する符号化手段と、
符号化されたデータからシンボルを作成し、そのシンボルをＩ−Ｑ平面上の複数の信号点のいずれかに配置する変調手段と、
作成されたシンボルを、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアのいずれかに割り当てる割当手段と、
前記複数のサブキャリアの各々の位相を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置された信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させる変化手段と、
位相を変化させた前記複数のサブキャリアからマルチキャリア信号を作成する作成手段と、
前記マルチキャリア信号を無線受信装置へ送信する送信手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
前記変化手段は、さらに前記複数のサブキャリアの各々の振幅を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置された信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させる、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアの各々の振幅を減少させて前記送信電力を減少させる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記マルチキャリア信号のピーク電力を測定し、そのピーク電力がしきい値以上であるか否か判定する判定手段、をさらに具備し、
前記変化手段は、前記ピーク電力が前記しきい値以上である場合に変化量を増加させる、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記変調手段は、サブキャリア毎の適応変調を行い、
前記変化手段は、前記変調手段で使用された変調多値数が大きいほど変化量を小さくする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記変調手段は、サブキャリア毎の適応変調を行い、
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアのうち、前記無線受信装置における受信品質と前記変調手段で使用された変調方式の所要品質との差がしきい値以上のサブキャリアを変化対象とする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記変化手段は、前記受信品質と前記所要品質との差に応じて変化量を決定する、
請求項６記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記符号化手段は、前記データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを作成し、
前記変調手段は、前記符号化手段によって作成されたシステマチックビットおよびパリティビットを変調してシンボルを作成し、
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアのうち、パリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアだけを変化対象とする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項９】
請求項１記載の無線送信装置を具備する無線通信基地局装置。
【請求項１０】
請求項１記載の無線送信装置を具備する無線通信移動局装置。
【請求項１１】
マルチキャリア伝送において、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアの各々の位相を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置されたＩ−Ｑ平面上の信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させて、前記マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧する、
ピーク電力抑圧方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、マルチキャリア伝送における無線送信装置およびピーク電力抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  移動通信においては、音声、動画、データなど様々なメディアを高速に伝送する需要が高まっている。そのための高速パケット伝送として、移動通信特有のマルチパス伝搬路の影響を軽減できるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）やＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等のマルチキャリア伝送の使用が検討されている。【０００３】  しかしながら、多数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送では、各サブキャリアの位相が揃ってしまったときには平均電力に対してピーク電力が非常に大きな値になってしまう。ピーク電力が大きくなってしまうと、線形増幅器の制限によって信号が歪むため伝送特性（例えば、ＢＥＲ：Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）が劣化する。したがって、大きなピーク電力が生じないようにするための様々な検討がなされている。【０００４】  そのような検討の１つとして、受信品質が低いサブキャリアの送信を行わないように制御しているものがある。送信を行わないサブキャリアを作ることでピーク電力を抑圧している（例えば、非特許文献１参照）。【０００５】  また、別の検討として、各サブキャリアにサブキャリア毎に異なる位相回転を加えて送信するものがある。各サブキャリアの位相が揃わないようにすることでピーク電力を抑圧している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５９６０６号公報
【非特許文献１】前田，三瓶，森永：「ＯＦＤＭ／ＦＤＤシステムにおける遅延プロファイル情報チャネルを用いたサブキャリヤ送信電力制御方式の特性」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ，Ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｂ，Ｎｏ．２，ｐｐ．２０５−２１３（２００１年２月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、非特許文献１記載の技術では、送信を行わないサブキャリアが生じるため、送信できるビット数が減少してしまい、スループットが低下してしまうことがある。また、送信を行わないサブキャリアの位置に関する情報を受信機側に別途通知する必要があるため、伝送効率が低下してしまう。【０００７】  また、特許文献１記載の技術では、どれだけ位相回転させたかという位相回転に関する情報を受信機側に別途通知する必要があるため、伝送効率が低下してしまう。【０００８】  本発明の目的は、スループットの低下および伝送効率の低下を招くことなくピーク電力を抑圧することができる無線送信装置およびピーク電力抑圧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明では、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアの各々の位相を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置されたＩ−Ｑ平面上の信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させて、前記マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧するようにした。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、マルチキャリア伝送において、スループットの低下および伝送効率の低下を防ぎつつピーク電力を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】［図１］本発明の実施の形態１および実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
［図２］本発明の実施の形態１に係るピーク電力判定方法を示す図
［図３］本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（ＢＰＳＫ）
［図４］本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（ＱＰＳＫ）
［図５］本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（８ＰＳＫ）
［図６］本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（１６ＱＡＭ）
［図７］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１）
［図８］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例２）
［図９］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例３）
［図１０］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例４）
［図１１］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例５）
［図１２］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例６）
［図１３］本発明の実施の形態１に係るシミュレーション結果を示す図
［図１４］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例７）
［図１５］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例８）
［図１６］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例９）
［図１７］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１０）
［図１８］本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１１）
［図１９］本発明の実施の形態１に係る処理フロー図
［図２０］本発明の実施の形態１に係る処理タイミング図
［図２１］本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
［図２２］本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
［図２３］本発明の実施の形態４に係るＭＣＳ選択テーブル
［図２４］本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
［図２５］本発明の実施の形態５に係るＳＩＲマージンの説明図
［図２６］本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。【００１３】  （実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す無線送信装置は、符号化部１１、変調部１２、割当部１３、サブキャリア選択部１４、変化部１５、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１６、判定部１７、ガードインターバル（ＧＩ）部１８、送信無線部１９、アンテナ２０を有する。【００１４】  符号化部１１は、送信データ（ビット列）を誤り訂正符号化する。【００１５】  変調部１２は、符号化されたデータからシンボルを作成し、その作成したシンボルをＩ−Ｑ平面上の複数の信号点のいずれかに配置することにより、データを変調する。Ｉ−Ｑ平面上の複数の信号点は、変調部１２が使用する変調方式に応じて定まっている。詳しくは後述する。【００１６】  割当部１３は、変調部１２から直列に入力される変調後のシンボルを並列に変換して変化部１５に入力する。割当部１３は、１ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリア数分のシンボルが直列に入力される度に、それらのシンボルを複数のサブキャリアの各々に割り当てて変化部１５に入力する。また、割当部１３は、どのシンボルをどのサブキャリアに割り当てたかを示す割当情報をサブキャリア選択部１４に入力する。ここでは、１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアはｆ１〜ｆＮのＮ本とする。【００１７】  サブキャリア選択部１４は、割当情報に基づいて、サブキャリアｆ１〜ｆＮうち、位相、振幅を変化させるサブキャリアを選択し、選択結果を変化部１５に入力する。サブキャリア選択部１４は、パイロットシンボルや制御データ等、比較的重要な情報が割り当てられたサブキャリア以外のサブキャリアを変化対象として選択する。【００１８】  変化部１５は、後述する判定部１７での判定結果に従って、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。変化方法については後述する。変化部１５は、位相、振幅を変化させたサブキャリアｆ１〜ｆＮをＩＦＦＴ部１６に入力する。【００１９】  ＩＦＦＴ部１６は、変化部１５から入力されるサブキャリアｆ１〜ｆＮを逆高速フーリエ変換して周波数領域から時間領域に変換してマルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを作成し、そのＯＦＤＭシンボルを判定部１７に入力する。【００２０】  判定部１７は、入力されたＯＦＤＭシンボルについて、図２に示すように、平均電力に対するピーク電力を測定し、そのピーク電力がしきい値以上であるか否か判定する。判定の結果、ピーク電力がしきい値未満であれば、判定部１７はＯＦＤＭシンボルをＧＩ部１８に入力する。一方、ピーク電力がしきい値以上であれば、判定部１７は変化部１５に対して変化指示を行い、この指示に従って変化部１５は割当部１３から入力されたサブキャリアｆ１〜ｆＮうちサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。【００２１】  そしてＯＦＤＭシンボルは、ＧＩ部１８でガードインターバルを付加された後、送信無線部１９でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ２０から無線受信装置に対して無線送信される。【００２２】  次いで、Ｉ−Ｑ平面上の信号点配置および変化部１５での変化方法について説明する。【００２３】  図３〜図６はそれぞれ変調���式がＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、８ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の場合の信号点配置を示す。【００２４】  ＢＰＳＫでは、１ビットで１シンボルであり、信号点配置は図３に示すようになる。つまり、無線送信装置において、ＢＰＳＫで変調されたシンボルは２点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＱ軸である。よって、無線受信装置では、受信シンボルがＩ≧０の領域に位置すれば‘１’と判定し、Ｉ＜０の領域に位置すれば‘０’と判定する。【００２５】  ＱＰＳＫでは、２ビットで１シンボルであり、信号点配置は図４に示すようになる。つまり、無線送信装置において、ＱＰＳＫで変調されたシンボルは４点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸とＱ軸である。よって、無線受信装置では、受信シンボルがＩ≧０，Ｑ≧０の領域（第１象限）に位置すれば‘１０’と判定し、Ｉ＜０，Ｑ≧０の領域（第２象限）に位置すれば‘００’と判定し、Ｉ＜０，Ｑ＜０の領域（第３象限）に位置すれば‘０１’と判定し、Ｉ≧０，Ｑ＜０の領域（第４象限）に位置すれば‘１１’と判定する。【００２６】  ８ＰＳＫでは、３ビットで１シンボルであり、信号点配置は図５に示すようになる。つまり、無線送信装置において、８ＰＳＫで変調されたシンボルは８点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ軸およびＱ軸からπ／４離れた線である。よって、無線受信装置では、受信シンボルが例えば０≦θ＜π／４の領域に位置すれば‘００１’と判定し、π／４≦θ＜π／２の領域に位置すれば‘０１０’と判定する。【００２７】  １６ＱＡＭでは、４ビットで１シンボルであり、信号点配置は図６に示すようになる。つまり、無線送信装置において、１６ＱＡＭで変調されたシンボルは１６点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ軸またはＱ軸に並行で各信号点から等距離にある線である。例えば、信号点配置をＩまたはＱ＝−３，−１，１，３とした場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ＝−２，２と、Ｑ＝−２，２である。よって、無線受信装置では、受信シンボルが例えば０≦Ｉ＜２，−２≦Ｑ＜０の領域に位置すれば‘０１１１’と判定し、−２≦Ｉ＜０，Ｑ≧２の領域に位置すれば‘１００１’と判定する。【００２８】  そして、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を、各信号点間の判定境界線を越えない範囲で変化させる。例えば、変調方式がＢＰＳＫで‘１’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１’の信号点に隣接する信号点‘０’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、Ｉ≧０の範囲）で変化させる。また、変調方式がＱＰＳＫで‘１０’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルシンボルが���り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１０’の信号点に隣接する信号点‘１１’および‘００’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、Ｉ≧０，Ｑ≧０の範囲）で変化させる。また、変調方式が８ＰＳＫで‘０１０’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘０１０’の信号点に隣接する信号点‘００１’および‘０１１’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、π／４≦θ＜π／２の範囲）で変化させる。また、変調方式が１６ＱＡＭで‘１１１１’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１１１１’の信号点に隣接する信号点‘０１１１’，‘１１１０’，１０１１’，‘１１０１’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、０≦Ｉ＜２，０≦Ｑ＜２の範囲）で変化させる。【００２９】  変化部１５でこのようにしてサブキャリアの位相、振幅を変化させるのは以下の理由による。すなわち、無線受信装置では受信シンボルを判定する際、上記のような領域判定を行う。よって、サブキャリアの位相、振幅を変化させることで、上記図３〜図６において示した信号点配置（理想的な信号点配置）から多少ずれた位置でシンボルが受信されたとしても、そのずれた位置が隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲にあれば、無線受信装置では受信シンボルを正しく判定できるからである。また、無線受信装置では上記のような領域判定で受信シンボルを判定するので、隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲でサブキャリアの位相、振幅を変化させる限り、無線受信装置では、変化量に関する情報を特に無線送信装置から別途通知されなくても従来通りの方法で受信シンボルを正しく判定でき、通知信号の送信による伝送効率の低下を防止できるからである。なお、変化部１５が信号点配置をずらすことで伝搬路におけるノイズ等の影響により判定境界線を越えてしまうシンボルが発生しシンボルの信頼度が低くなり誤りが発生する確率は高くなるが、符号化部１１で誤り訂正符号化を行っているため、無線受信装置の誤り訂正復号により誤りは訂正することができる。【００３０】  次いで、変化部１５での変化方法についてより具体的に説明する。【００３１】  変化例１〜６は変調方式がＱＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図４における‘１０’の信号点にシンボルを配置した場合、すなわち、信号点の振幅および電力（振幅の２乗）が１で、その座標が（１／√２，１／√２）の場合の変化例である。【００３２】  ＜変化例１＞
変化例１では、図７に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに以下の式（１）に示すａｋを乗算する。
2005055479.tif 000002
【００３３】  但し、ｐは振幅を変化させるための変数で０＜ｐ＜１であり、θは位相を変化させるための変数で−π／４＜θ＜π／４であり、共にサブキャリア毎にランダムな変数である。また、ｋは１，２，…，Ｎ（Ｎは１ＯＦＤＭシンボルに含まれる総サブキャリア数）である。このようにθをランダムに変化させて各サブキャリアの位相を変化させると、各サブキャリアの位相が揃わないようにすることができ、その結果ＯＦＤＭシンボルのピーク電力を抑圧することができる。また、ｐが０＜ｐ＜１であるため、変化範囲は振幅増減境界線（半径１の円の一部）の内側の範囲となり、変化後のサブキャリアは変化前のサブキャリアより振幅および電力が必ず減少する。ＯＦＤＭシンボルの送信電力は、そのＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアの平均電力として求められるので、変化例１によれば、変化対象のサブキャリアの数が多くなるほどＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させることができる。送信電力を減少させることにより、他の通信に与える干渉を減少させることができる。また、減少分の送信電力を他の通信に割り当てることができシステム全体としての伝送効率を高めることができる。つまり、変化例１では、各サブキャリアの位相をランダムに変化させてピーク電力を抑圧するとともに、各サブキャリアの振幅を減少させることでマルチキャリア信号の送信電力を減少させる。【００３４】  ＜変化例２＞
変化例２では、図８に示すような変化範囲（元の信号点を中心とする円の範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに上式（１）で示すａｋを加算する。但し、変化例２においてｐは０＜ｐ＜１／√２であり、θは０＜θ≦２πであり、共にサブキャリア毎にランダムな変数である。変化例２では、変化範囲は、振幅増減境界線の内側より外側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が増加する。このようにしてＯＦＤＭシンボルの送信電力を増加させることにより、変化例１に比べ無線受信装置での誤り率を低くすることができる。【００３５】  ＜変化例３＞
変化例３では、図９に示すような変化範囲（変化例２における円の中心をＩ軸側およびＱ軸側にずらした範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに定数ｓｋ（０＜ｓｋ≦１）を乗算した後で上式（１）で示すａｋを加算する。但し、変化例３において、ｐは０＜ｐ≦ｓｋ／√２の定数であり、θは０＜θ≦２πのサブキャリア毎にランダムな変数である。変化例３では、変化範囲は、振幅増減境界線の外側より内側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が減少する。【００３６】  ＜変化例４＞
変化例４では、図１０に示すような変化範囲（変化例３における円を楕円にした範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。変化例４では、変化例３同様、変化範囲は、振幅増減境界線の外側より内側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が減少する。【００３７】  ＜変化例５＞
変化例５では、図１１に示すような変化範囲（振幅増減境界線上）でサブキャリアの位相を変化させる。つまり、振幅を変化させずに位相のみを変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに以下の式（２）に示すａｋを乗算する。
2005055479.tif 000003
【００３８】  但し、θは−π／４＜θ＜π／４であり、サブキャリア毎にランダムな変数である。この変化例５では、ＯＦＤＭシンボルの送信電力を維持したまま、ピーク電力を抑圧することができる。【００３９】  ＜変化例６＞
変化例６では、図１２に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。変化例６では、上記変化例１においてｐ＞０とし、振幅を増加させることもある。但し、振幅を増加させる場合には、元の信号点と位相を変えずに振幅だけを増加させる。このようにするのは、振幅を増加させる場合に位相を変えると、ＯＦＤＭシンボルの送信電力は増加するが、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は劣化することになってしまい、非効率になることを防ぐためである。【００４０】  ここで、変化方法として変化例２および変化例５を用いた場合のシミュレーション結果（ピーク電力発生確率分布評価：ＰＡＰＲ分布評価）を図１３に示す。ピーク電力発生確率＝１％に着目すると、ピーク電力対策を行わないときに比べ、変化例２では２ｄＢ、変化例５では１．６ｄＢピーク電力が減少していることが分かる。【００４１】  以下の変化例７〜１１は、変調方式がＢＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭの場合の変化例であり、ＱＰＳＫの場合の上記変化例１に対応するものである。つまり、以下の変化例７〜１１のいずれも、各サブキャリアの位相をランダムに変化させてピーク電力を抑圧するとともに、各サブキャリアの振幅を減少させることでマルチキャリア信号の送信電力を減少させるものである。よって、以下の変化例７〜１１のいずれも、上記変化例１同様、変化範囲は、隣接するシンボルとの判定境界線に囲まれ、かつ、振幅が増加しない範囲となっている。【００４２】  ＜変化例７＞
図１４に示す変化例７は変調方式がＢＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図３における‘１’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例７では、図１４に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。【００４３】  ＜変化例８＞
図１５に示す変化例８は変調方式が８ＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図５における‘０１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例８では、図１５に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。【００４４】  ＜変化例９＞
図１６に示す変化例９は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１１１１’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例９では、図１６に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。【００４５】  ＜変化例１０＞
図１７に示す変化例１０は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１１１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例１０では、図１７に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。【００４６】  ＜変化例１１＞
図１８に示す変化例１１は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１０１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例１１では、図１８に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。【００４７】  次いで、無線送信装置の処理フローについて図１９を用いて説明する。ステップ（ＳＴ）２１で符号化部１１が送信データ（ビット列）を符号化し（符号化処理）、ＳＴ２２で変調部１２が符号化後のデータを変調し（変調処理）、ＳＴ２３で割当部１３が変調後のシンボルを各サブキャリアに割り当て（割当処理）、ＳＴ２４でサブキャリア選択部１４が位相、振幅を変化させるサブキャリアを選択し（選択処理）、ＳＴ２５で変化部１５が選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させ（変化処理）、ＳＴ２６でＩＦＦＴ部１６がＩＦＦＴ処理を行ってＯＦＤＭシンボルを作成し（ＩＦＦＴ処理）、ＳＴ２７およびＳＴ２８で判定部１７がＯＦＤＭシンボルのピーク電力がしきい値以上か否か判定し（ピーク判定処理）、しきい値以上の場合はＳＴ２５の変化処理に戻り、しきい値未満の場合はＳＴ２９でＧＩ部１８がガードインターバルを付加し、送信無線部１９がＯＦＤＭシンボルを送信する（送信処理）。【００４８】  この処理フローを見ても分かるように、変化処理からピーク判定処理までは、ピーク電力がしきい値未満になるまで繰り返される。ピーク電力がしきい値以上の場合は、その都度、変化部１５は、変化量を異ならせて各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。つまり、ピーク電力がしきい値未満になるまで変化処理を繰り返す。このため、変化部１５はバッファを有し、割当部１３から入力されるサブキャリアを所定時間保持する。但し、図２０の処理タイミングに示すように、符号化部１１に送信データ（ビット列）が入力されてからＯＦＤＭシンボルを送信するまでの間でピーク電力抑圧処理（変化処理、ＩＦＦＴ処理、ピーク判定処理の繰り返し：ＳＴ２５〜ＳＴ２８の繰り返し）に許される時間は限られている。よって、ピーク電力抑圧のための上記繰り返し処理は最大でもＳＴ２９の送信処理が始まる時に打ち切られる。この時においても未だピーク電力がしきい値以上であれば、無線送信装置は、それまでの繰り返し処理においてピーク電力が最小であるＯＦＤＭシンボルを選択して送信する。この送信の際に、ＯＦＤＭシンボルの電力をしきい値のレベルに制限してもよい。【００４９】  なお、当初からピーク電力がしきい値未満のＯＦＤＭシンボルについては変化部１５での変化処理はそもそも不要なため、図１９に示す処理フローにおいて、１回目のＳＴ２５を行わずにＳＴ２６〜ＳＴ２８をまず行い、ピーク電力がしきい値以上の場合にはじめてＳＴ２５を行うようにしてもよい。【００５０】  このように本実施の形態によれば、サブキャリアの位相を変化させてピーク電力の抑圧を行っても無線受信装置に対してその位相に関する情報を別途送信する必要がないため、伝送効率の低下を防ぐことができる。また、送信しないサブキャリアが存在しないためスループットを低下させることなくピーク電力を抑圧することができる。【００５１】  （実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１と変化部１５の動作のみ異なるため、再び図１を用いて本実施の形態に係る変化部１５の動作について説明する。【００５２】  上記図１９を用いて説明したＳＴ２５〜ＳＴ２８の繰り返しにおいて、変化部１５は、ピーク電力がしきい値以上の場合は、上式（１）において変化量を徐々に大きくして各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、上式（１）において、以下の変化量レベルの中から１つを選ぶ。なお、以下の変化量レベルの例は、変調方式としてＱＰＳＫが用いられる場合の例である。
レベル１：０．７５＜ｐ≦１．０，｜θ｜＜π／１６
レベル２：０．５＜ｐ≦０．７５，π／１６≦｜θ｜＜π／１２
レベル３：０．２５＜ｐ≦０．５，π／１２≦｜θ｜＜π／８
レベル４：０＜ｐ≦０．２５，π／８≦｜θ｜＜π／４【００５３】  この際、変化部１５は、１回目の変化処理ではレベル１、２回目の変化処理ではレベル２、３回目の変化処理ではレベル３…というように、繰り返し回数に応じて変化量のレベルを徐々に上げていく。変化量レベルが大きいほどサブキャリアの位相、振幅をより大きく変化させることができる。そして、判定部１７によってピーク電力がしきい値未満になったと判定されると、送信処理が行われる。【００５４】  このように本実施の形態によれば、ピーク電力がしきい値以上の場合は位相、振幅の変化量を徐々に大きくしていき、ピーク電力がしきい値未満になった時点でＯＦＤＭシンボルを送信するため、ピーク電力がしきい値未満になる必要最小限の変化量でサブキャリアの位相、振幅を変化させることができる。よって、位相、振幅の変化による誤り率の劣化を必要最小限に抑えつつ、ピーク電力を抑圧することができる。【００５５】  （実施の形態３）
本実施の形態は、変化部１５およびＩＦＦＴ部１６での処理を複数並列に行いピーク電力が最も小さいＯＦＤＭシンボルを選択する点において上記実施の形態１と異なる。【００５６】  図２１は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２１において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。【００５７】  本実施の形態に係る無線送信装置では、変化部１５およびＩＦＦＴ部１６から構成されるピーク抑圧部３１が１〜Ｍの複数個備えられる。ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々の変化部１５は並列的に、割当部１３から入力されるサブキャリアｆ１〜ｆＮのうちサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。この際、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々の変化部１５は、同一のサブキャリアに対して変化量をそれぞれ異ならせて位相、振幅を変化させる。よって、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々のＩＦＦＴ部１６で作成されるＯＦＤＭシンボルのピーク電力はそれぞれ異なるものとなる。このようにして作成されたＯＦＤＭシンボルはＭ個並列にＯＦＤＭシンボル選択部３２に入力される。そして、ＯＦＤＭシンボル選択部３２では、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルのうちピーク電力が最小のＯＦＤＭシンボルを選択してＧＩ部１８に入力する。【００５８】  このように本実施の形態によれば、上記実施の形態１で行っていた繰り返しの変化処理に代えて複数並列に変化処理を行うため、ピーク電力の抑圧を上記実施の形態１に比べて短時間で行うことができる。【００５９】  なお、複数Ｍ個の変化部１５においてそれぞれ異なるサブキャリアに対して位相、振幅を変化させるようにしても良い。このようにすることにより、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々からは、よりランダムなＰＡＰＲを有するＭ個のＯＦＤＭシンボルが出力されることが期待できる。【００６０】  （実施の形態４）
本実施の形態では、サブキャリア毎に適応変調が行われる場合について説明する。【００６１】  図２２は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２２において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。【００６２】  アンテナ２０から送信されたＯＦＤＭシンボルを受信した無線受信装置では、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ（受信品質）を測定し、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値を通知信号で図２２の無線送信装置へ報告する。アンテナ２０を介して受信された通知信号は受信処理部４１で受信処理（無線処理や復調等）がなされ、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値がＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）選択部４２に入力される。【００６３】  ＭＣＳ選択部４２は、図２３に示すテーブルを参照して変調方式と符号化率を選択する。ＭＣＳ選択部４２は、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が所要ＳＩＲ値を満たすような変調方式と符号化率を選択する。例えば、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が７ｄＢであれば、ＭＣＳ番号２（変調方式：ＱＰＳＫ，符号化率Ｒ＝１／２）が選択される。無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が１４ｄＢであれば、ＭＣＳ番号３（変調方式：８ＰＳＫ，符号化率Ｒ＝３／４）が選択される。ＭＣＳ選択部４２は、このような選択をサブキャリア毎に行う。そして、このようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳ番号を符号化部１１、変調部１２、変化部１５に入力する。【００６４】  符号化部１１は、入力されたＭＣＳ番号に従った符号化率で符号化を行い、変調部１２は、入力されたＭＣＳ番号に従った変調方式でサブキャリア毎に適応変調を行う。【００６５】  そして、変化部１５は、ＭＣＳ番号の大きいサブキャリアほど位相、振幅の変化量を小さくする。つまり、変化部１５は、サブキャリア毎の位相、振幅の変化において、変調部１２で使用された変調多値数が大きいほど変化量を小さくする。より具体的には、変化部１５は、上記実施の形態２で示したレベル１〜４を用い、変調方式がＢＰＳＫの場合はレベル４、ＱＰＳＫの場合はレベル３、８ＰＳＫの場合はレベル２、１６ＱＡＭの場合はレベル１として各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。【００６６】  上記図３〜６を見ても分かるとおり変調多値数が大きくなるほど隣接する信号点間の距離が短くなるので、許容される変化量が小さくなる。よって、サブキャリア毎に適応変調が行われる無線通信システムでは、本実施の形態のようにすることで、変調方式に応じた適切な変化量（隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲の変化量）で各サブキャリアの位相、振幅を変化させることができ、誤り率を低くすることができる。【００６７】  （実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態４同様、サブキャリア毎に適応変調が行われる場合について説明する。【００６８】  図２４は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２４において図１（実施の形態１）および図２２（実施の形態４）と同一の動作となる部の説明は省略する。【００６９】  無線受信装置から送信されアンテナ２０を介して受信された通知信号は受信処理部４１で受信処理がなされ、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値がＭＣＳ選択部４２およびマージン算出部５１に入力される。【００７０】  ＭＣＳ選択部４２は、上記実施の形態４のようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳ番号を符号化部１１および変調部１２に入力する。また、ＭＣＳ選択部４２は、上記実施の形態４のようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳの所要ＳＩＲ値をマージン算出部５１に入力する。【００７１】  マージン算出部５１は、図２５に示すように、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値とＭＣＳ選択部４２で選択されたＭＣＳの所要ＳＩＲ値との差（受信ＳＩＲ値−所要ＳＩＲ値）、すなわち、ＳＩＲマージンをサブキャリア毎に算出する。そして、算出したＳＩＲマージンをサブキャリア選択部１４および変化部１５に入力する。例えば、図２５においてサブキャリアｆ３については、ＭＣＳ番号２（変調方式：ＱＰＳＫ，符号化率Ｒ＝１／２）のＭＣＳが選択されているため、上記図２３より所要ＳＩＲ値は５ｄＢである。また、無線受信装置から報告されたサブキャリアｆ３の受信ＳＩＲ値は図２５より８．３ｄＢである。よって、マージン算出部５１は、サブキャリアｆ３のＳＩＲマージンを３．３ｄＢと算出する。【００７２】  サブキャリア選択部１４は、ＳＩＲマージンがしきい値以上のサブキャリアを選択し、選択結果を変化部１５に入力する。よって、変化部１５では、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアのうち、無線受信装置における受信ＳＩＲと変調部１２で使用される変調方式の所要ＳＩＲとの差がしきい値以上のサブキャリアだけが変化対象となる。例えば、図２５に示すＳＩＲマージンに対してしきい値を２．５ｄＢとした場合、サブキャリアｆ１〜ｆ８のうち、ｆ３，ｆ４，ｆ７が変化対象となる。【００７３】  また、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアについて、ＳＩＲマージンの大きさに応じて変化量を決定する。例えば、上記実施の形態１の変化例２において、ＳＩＲマージンが３ｄＢであれば、ｐを０＜ｐ＜√０．５のランダムな変数とする。このようなｐを設定すれば、振幅の変化によるＳＮＲの劣化は３ｄＢ以下となるため、無線受信装置では所要ＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）以下で受信できることになる。より一般的に書くと、ＳＩＲマージンをＭ［ｄＢ］とすると、上式（１）において、ｐを０＜ｐ＜１０Ｍ／２０とする。そしてこのようにして上式（１）によって求められるａｋをサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに加算することにより、ピーク電力の抑圧に加えて、さらに無線受信装置では所要ＰＥＲ以下での受信が可能となる。【００７４】  なお、ＳＩＲマージンのしきい値の設定には、次の送信フレームにおいて予測されるＳＩＲの変動が考慮される。つまり、フェージングの時間変動が早く、次の送信フレームでＳＩＲが３ｄＢ変動することが予測される場合、しきい値は３ｄＢに設定される。なお、ＳＩＲの変動の予測アルゴリズムは過去の変動を平均する方法や線形フィルタを用いる方法等がある。また、無線受信装置での誤り状況に応じてしきい値を変化させることも可能である。例えば、パケットに誤りが有ればしきい値を０．５ｄＢ上げ、パケットに誤りが無ければ０．５ｄＢ下げる。ここで、無線受信装置では、受信したパケットの誤りの有無をＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号により無線送信装置へ通知するため、パケット誤りの有無は無線送信装置で把握することができる。この場合、受信処理部４１で受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がマージン算出部５１へ出力されることになる。【００７５】  このように本実施の形態によれば、ＳＩＲマージンがしきい値以上のサブキャリアを変化対象とするため、位相および振幅を変化させても誤りが生じないサブキャリアだけを変化対象とすることができる。また、ＳＩＲマージンの大きさに応じて変化量を決定するため、誤りが生じない範囲で位相および振幅を変化させることができる。このように位相および振幅の変化による誤りの発生を防ぐことができるため、再送による伝送効率の低下を防ぐことができる。【００７６】  （実施の形態６）
本実施の形態では、誤り訂正符号として、送信データ（ビット列）が組織符号を用いて符号化されるターボ符号等が用いられる場合について説明する。【００７７】  図２６は、本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２６において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。【００７８】  符号化部６１は、ターボ符号等の組織符号を用いて送信データ（ビット列）を誤り訂正符号化する。符号化部６１は、送信ビット列を組織符号を用いて符号化することによって、送信ビットそのものであるシステマチックビットＳと、冗長ビットであるパリティビットＰとを作成する。ここでは符号化率Ｒ＝１／３とするため、１つの送信ビットに対して、１つのシステマチックビットＳと２つのパリティビットＰ１、Ｐ２とが作成される。作成されたシステマチックビットＳとパリティビットＰ１、Ｐ２は、３つ並列にＰ／Ｓ部６２に入力される。【００７９】  Ｐ／Ｓ部６２は、並列に入力されたビット列を直列に変換して、Ｓ，Ｐ１，Ｐ２の順で変調部１２に入力する。【００８０】  変調部１２は、入力されたシステマチックビットＳ、およびパリティビットＰ１，Ｐ２を変調してシンボルを作成する。ここで作成されるシンボルには、システマチックビットのみからなるシンボルと、システマチックビットとパリティビットとからなるシンボルと、パリティビットのみからなるシンボルの３種のシンボルがある。変調後のシンボルは割当部１３に入力される。【００８１】  割当部１３の動作は上記実施の形態１と同一である。【００８２】  ここで、システマチックビットは送信ビットそのものであり、パリティビットは冗長ビットであるため、無線受信装置では、パリティビットのみからなるシンボルの判定を誤ってもＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の劣化に与える影響は小さく、システマチックビットを含むシンボルの判定を誤るとＢＥＲの劣化に与える影響が大きい。【００８３】  そこで、サブキャリア選択部１４は、割当情報に基づいて、サブキャリアｆ１〜ｆＮのうち、位相、振幅を変化させるサブキャリアして、上記３種のシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアを選択する。そして、選択結果を変化部１５に入力する。よって、変化部１５では、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアのうち、パリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアだけが変化対象となる。【００８４】  このように本実施の形態によれば、誤り訂正符号においてより重要なシステマチックビットの品質を劣化させることがないため、ＢＥＲの劣化を防ぎつつピーク電力を抑圧することができる。【００８５】  なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。【００８６】  ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【００８７】  また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い���ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。【００８８】  さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。【００８９】  本明細書は、２００３年１２月２日出願の特願２００３−４０３４１５に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００９０】  本発明は、移動体通信システムにおいて使用される無線通信基地局装置や無線通信移動局装置等に好適である。
【図１】
2005055479.tif 000004
【図２】
2005055479.tif 000005
【図３】
2005055479.tif 000006
【図４】
2005055479.tif 000007
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2005055479.tif 000028
【図２６】
2005055479.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月25日(2005.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを符号化する符号化手段と、
符号化されたデータからシンボルを作成し、そのシンボルをＩ−Ｑ平面上の複数の信号点のいずれかに配置する変調手段と、
作成されたシンボルを、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアのいずれかに割り当てる割当手段と、
前記複数のサブキャリアの各々の位相を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置された信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させる変化手段と、
位相を変化させた前記複数のサブキャリアからマルチキャリア信号を作成する作成手段と、
前記マルチキャリア信号を無線受信装置へ送信する送信手段と、
を具備する無線送信装置。
【請求項２】
前記変化手段は、さらに前記複数のサブキャリアの各々の振幅を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置された信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させる、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアの各々の振幅を減少させて前記送信電力を減少させる、
請求項２記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記マルチキャリア信号のピーク電力を測定し、そのピーク電力がしきい値以上であるか否か判定する判定手段、をさらに具備し、
前記変化手段は、前記ピーク電力が前記しきい値以上である場合に変化量を増加させる、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記変調手段は、サブキャリア毎の適応変調を行い、
前記変化手段は、前記変調手段で使用された変調多値数が大きいほど変化量を小さくする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記変調手段は、サブキャリア毎の適応変調を行い、
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアのうち、前記無線受信装置における受信品質と前記変調手段で使用された変調方式の所要品質との差がしきい値以上のサブキャリアを変化対象とする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記変化手段は、前記受信品質と前記所要品質との差に応じて変化量を決定する、
請求項６記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記符号化手段は、前記データを符号化してシステマチックビットおよびパリティビットを作成し、
前記変調手段は、前記符号化手段によって作成されたシステマチックビットおよびパリティビットを変調してシンボルを作成し、
前記変化手段は、前記複数のサブキャリアのうち、パリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアだけを変化対象とする、
請求項１記載の無線送信装置。
【請求項９】
請求項１記載の無線送信装置を具備する無線通信基地局装置。
【請求項１０】
請求項１記載の無線送信装置を具備する無線通信移動局装置。
【請求項１１】
マルチキャリア伝送において、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアの各々の位相を、前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置されたＩ−Ｑ平面上の信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させて、前記マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧する、
ピーク電力抑圧方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア伝送における無線送信装置およびピーク電力抑圧方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信においては、音声、動画、データなど様々なメディアを高速に伝送する需要が高まっている。そのための高速パケット伝送として、移動通信特有のマルチパス伝搬路の影響を軽減できるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）やＭＣ−ＣＤＭＡ(Multi Carrier-Code Division Multiple Access)等のマルチキャリア伝送の使用が検討されている。
【０００３】
しかしながら、多数のサブキャリアを用いるマルチキャリア伝送では、各サブキャリアの位相が揃ってしまったときには平均電力に対してピーク電力が非常に大きな値になってしまう。ピーク電力が大きくなってしまうと、線形増幅器の制限によって信号が歪むため伝送特性（例えば、ＢＥＲ：Bit Error Rate）が劣化する。したがって、大きなピーク電力が生じないようにするための様々な検討がなされている。
【０００４】
そのような検討の１つとして、受信品質が低いサブキャリアの送信を行わないように制御しているものがある。送信を行わないサブキャリアを作ることでピーク電力を抑圧している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、別の検討として、各サブキャリアにサブキャリア毎に異なる位相回転を加えて送信するものがある。各サブキャリアの位相が揃わないようにすることでピーク電力を抑圧している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５９６０６号公報
【非特許文献１】前田，三瓶，森永:「ＯＦＤＭ／ＦＤＤシステムにおける遅延プロファイル情報チャネルを用いたサブキャリヤ送信電力制御方式の特性」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ，Vol. J84-B, No.2, pp.205-213（2001年2月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１記載の技術では、送信を行わないサブキャリアが生じるため、送信できるビット数が減少してしまい、スループットが低下してしまうことがある。また、送信を行わないサブキャリアの位置に関する情報を受信機側に別途通知する必要があるため、伝送効率が低下してしまう。
【０００７】
また、特許文献１記載の技術では、どれだけ位相回転させたかという位相回転に関する情報を受信機側に別途通知する必要があるため、伝送効率が低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、スループットの低下および伝送効率の低下を招くことなくピーク電力を抑圧することができる無線送信装置およびピーク電力抑圧方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、マルチキャリア信号を構成する複数のサブキャリアの各々の位相を、前記
複数のサブキャリアの各々に割り当てられたシンボルが配置されたＩ−Ｑ平面上の信号点とその信号点に隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲で変化させて、前記マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧するようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マルチキャリア伝送において、スループットの低下および伝送効率の低下を防ぎつつピーク電力を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示す無線送信装置は、符号化部１１、変調部１２、割当部１３、サブキャリア選択部１４、変化部１５、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１６、判定部１７、ガードインターバル（ＧＩ）部１８、送信無線部１９、アンテナ２０を有する。
【００１３】
符号化部１１は、送信データ（ビット列）を誤り訂正符号化する。
【００１４】
変調部１２は、符号化されたデータからシンボルを作成し、その作成したシンボルをＩ−Ｑ平面上の複数の信号点のいずれかに配置することにより、データを変調する。Ｉ−Ｑ
平面上の複数の信号点は、変調部１２が使用する変調方式に応じて定まっている。詳しくは後述する。
【００１５】
割当部１３は、変調部１２から直列に入力される変調後のシンボルを並列に変換して変化部１５に入力する。割当部１３は、１ＯＦＤＭシンボルを構成する複数のサブキャリア数分のシンボルが直列に入力される度に、それらのシンボルを複数のサブキャリアの各々に割り当てて変化部１５に入力する。また、割当部１３は、どのシンボルをどのサブキャリアに割り当てたかを示す割当情報をサブキャリア選択部１４に入力する。ここでは、１ＯＦＤＭシンボルを構成するサブキャリアはｆ１〜ｆＮのＮ本とする。
【００１６】
サブキャリア選択部１４は、割当情報に基づいて、サブキャリアｆ１〜ｆＮのうち、位相、振幅を変化させるサブキャリアを選択し、選択結果を変化部１５に入力する。サブキャリア選択部１４は、パイロットシンボルや制御データ等、比較的重要な情報が割り当てられたサブキャリア以外のサブキャリアを変化対象として選択する。
【００１７】
変化部１５は、後述する判定部１７での判定結果に従って、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。変化方法については後述する。変化部１５は、位相、振幅を変化させたサブキャリアｆ１〜ｆＮをＩＦＦＴ部１６に入力する。
【００１８】
ＩＦＦＴ部１６は、変化部１５から入力されるサブキャリアｆ１〜ｆＮを逆高速フーリエ変換して周波数領域から時間領域に変換してマルチキャリア信号であるＯＦＤＭシンボルを作成し、そのＯＦＤＭシンボルを判定部１７に入力する。
【００１９】
判定部１７は、入力されたＯＦＤＭシンボルについて、図２に示すように、平均電力に対するピーク電力を測定し、そのピーク電力がしきい値以上であるか否か判定する。判定の結果、ピーク電力がしきい値未満であれば、判定部１７はＯＦＤＭシンボルをＧＩ部１８に入力する。一方、ピーク電力がしきい値以上であれば、判定部１７は変化部１５に対して変化指示を行い、この指示に従って変化部１５は割当部１３から入力されたサブキャリアｆ１〜ｆＮのうちサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。
【００２０】
そしてＯＦＤＭシンボルは、ＧＩ部１８でガードインターバルを付加された後、送信無線部１９でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ２０から無線受信装置に対して無線送信される。
【００２１】
次いで、Ｉ−Ｑ平面上の信号点配置および変化部１５での変化方法について説明する。
【００２２】
図３〜図６はそれぞれ変調方式がＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）、８ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の場合の信号点配置を示す。
【００２３】
ＢＰＳＫでは、１ビットで１シンボルであり、信号点配置は図３に示すようになる。つまり、無線送信装置において、ＢＰＳＫで変調されたシンボルは２点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＱ軸である。よって、無線受信装置では、受信シンボルがＩ≧０の領域に位置すれば‘１’と判定し、Ｉ＜０の領域に位置すれば‘０’と判定する。
【００２４】
ＱＰＳＫでは、２ビットで１シンボルであり、信号点配置は図４に示すようになる。つまり、無線送信装置において、ＱＰＳＫで変調されたシンボルは４点の信号点のいずれか
に配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸とＱ軸である。よって、無線受信装置では、受信シンボルがＩ≧０，Ｑ≧０の領域（第１象限）に位置すれば‘１０’と判定し、Ｉ＜０，Ｑ≧０の領域（第２象限）に位置すれば‘００’と判定し、Ｉ＜０，Ｑ＜０の領域（第３象限）に位置すれば‘０１’と判定し、Ｉ≧０，Ｑ＜０の領域（第４象限）に位置すれば‘１１’と判定する。
【００２５】
８ＰＳＫでは、３ビットで１シンボルであり、信号点配置は図５に示すようになる。つまり、無線送信装置において、８ＰＳＫで変調されたシンボルは８点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ軸およびＱ軸からπ／４離れた線である。よって、無線受信装置では、受信シンボルが例えば０≦θ＜π／４の領域に位置すれば‘００１’と判定し、π／４≦θ＜π／２の領域に位置すれば‘０１０’と判定する。
【００２６】
１６ＱＡＭでは、４ビットで１シンボルであり、信号点配置は図６に示すようになる。つまり、無線送信装置において、１６ＱＡＭで変調されたシンボルは１６点の信号点のいずれかに配置される。この場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ軸またはＱ軸に並行で各信号点から等距離にある線である。例えば、信号点配置をＩまたはＱ＝−３，−１，１，３とした場合、隣接する信号点間における判定境界線はＩ軸と、Ｑ軸と、Ｉ＝−２,２と、Ｑ＝−２,２である。よって、無線受信装置では、受信シンボルが例えば０≦Ｉ＜２，−２≦Ｑ＜０の領域に位置すれば‘０１１１’と判定し、−２≦Ｉ＜０，Ｑ≧２の領域に位置すれば‘１００１’と判定する。
【００２７】
そして、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を、各信号点間の判定境界線を越えない範囲で変化させる。例えば、変調方式がＢＰＳＫで‘１’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１’の信号点に隣接する信号点‘０’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、Ｉ≧０の範囲）で変化させる。また、変調方式がＱＰＳＫで‘１０’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１０’の信号点に隣接する信号点‘１１’および‘００’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、Ｉ≧０，Ｑ≧０の範囲）で変化させる。また、変調方式が８ＰＳＫで‘０１０’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘０１０’の信号点に隣接する信号点‘００１’および‘０１１’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、π／４≦θ＜π／２の範囲）で変化させる。また、変調方式が１６ＱＡＭで‘１１１１’の信号点にシンボルが配置された場合、そのシンボルシンボルが割り当てられたサブキャリアの位相、振幅を‘１１１１’の信号点に隣接する信号点‘０１１１’，‘１１１０’，１０１１’，‘１１０１’との判定境界線を越えない範囲（すなわち、０≦Ｉ＜２，０≦Ｑ＜２の範囲）で変化させる。
【００２８】
変化部１５でこのようにしてサブキャリアの位相、振幅を変化させるのは以下の理由による。すなわち、無線受信装置では受信シンボルを判定する際、上記のような領域判定を行う。よって、サブキャリアの位相、振幅を変化させることで、上記図３〜図６において示した信号点配置（理想的な信号点配置）から多少ずれた位置でシンボルが受信されたとしても、そのずれた位置が隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲にあれば、無線受信装置では受信シンボルを正しく判定できるからである。また、無線受信装置では上記のような領域判定で受信シンボルを判定するので、隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲でサブキャリアの位相、振幅を変化させる限り、無線受信装置では、変化量に関する情報を特に無線送信装置から別途通知されなくても従来通りの方法で受信シンボルを正しく判定でき、通知信号の送信による伝送効率の低下を防止できるからである。なお、変化部１５が信号点配置をずらすことで伝搬路におけるノイズ等の影響により判定境界線
を越えてしまうシンボルが発生しシンボルの信頼度が低くなり誤りが発生する確率は高くなるが、符号化部１１で誤り訂正符号化を行っているため、無線受信装置の誤り訂正復号により誤りは訂正することができる。
【００２９】
次いで、変化部１５での変化方法についてより具体的に説明する。
【００３０】
変化例１〜６は変調方式がＱＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図４における‘１０’の信号点にシンボルを配置した場合、すなわち、信号点の振幅および電力（振幅の２乗）が１で、その座標が（１／√２，１／√２）の場合の変化例である。
【００３１】
＜変化例１＞
変化例１では、図７に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに以下の式（１）に示すａkを乗算する。
【数１】
2005055479.tif 000030
【００３２】
但し、ｐは振幅を変化させるための変数で０＜ｐ＜１であり、θは位相を変化させるための変数で−π／４＜θ＜π／４であり、共にサブキャリア毎にランダムな変数である。また、ｋは１,２，…,Ｎ（Ｎは１ＯＦＤＭシンボルに含まれる総サブキャリア数）である。このようにθをランダムに変化させて各サブキャリアの位相を変化させると、各サブキャリアの位相が揃わないようにすることができ、その結果ＯＦＤＭシンボルのピーク電力を抑圧することができる。また、ｐが０＜ｐ＜１であるため、変化範囲は振幅増減境界線（半径１の円の一部）の内側の範囲となり、変化後のサブキャリアは変化前のサブキャリアより振幅および電力が必ず減少する。ＯＦＤＭシンボルの送信電力は、そのＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアの平均電力として求められるので、変化例１によれば、変化対象のサブキャリアの数が多くなるほどＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させることができる。送信電力を減少させることにより、他の通信に与える干渉を減少させることができる。また、減少分の送信電力を他の通信に割り当てることができシステム全体としての伝送効率を高めることができる。つまり、変化例１では、各サブキャリアの位相をランダムに変化させてピーク電力を抑圧するとともに、各サブキャリアの振幅を減少させることでマルチキャリア信号の送信電力を減少させる。
【００３３】
＜変化例２＞
変化例２では、図８に示すような変化範囲（元の信号点を中心とする円の範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに上式（１）で示すａkを加算する。但し、変化例２においてｐは０＜ｐ＜１／√２であり、θは０＜θ≦２πであり、共にサブキャリア毎にランダムな変数である。変化例２では、変化範囲は、振幅増減境界線の内側より外側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が増加する。このようにしてＯＦＤＭシンボルの送信電力を増加させることにより、変化例１に比べ無線受信装置での誤り率を低くすることができる。
【００３４】
＜変化例３＞
変化例３では、図９に示すような変化範囲（変化例２における円の中心をＩ軸側およびＱ軸側にずらした範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに定数ｓｋ（０＜ｓｋ≦１）を乗算した後で上式（１）で示すａkを加算する。但し、変化例３において、ｐは０＜ｐ≦ｓｋ／√２の定数であり、θは０＜θ≦２πのサブキャリア毎にランダムな変数
である。変化例３では、変化範囲は、振幅増減境界線の外側より内側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が減少する。
【００３５】
＜変化例４＞
変化例４では、図１０に示すような変化範囲（変化例３における円を楕円にした範囲内）でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。変化例４では、変化例３同様、変化範囲は、振幅増減境界線の外側より内側の方が大きいため、確率的にＯＦＤＭシンボルの送信電力が減少する。
【００３６】
＜変化例５＞
変化例５では、図１１に示すような変化範囲（振幅増減境界線上）でサブキャリアの位相を変化させる。つまり、振幅を変化させずに位相のみを変化させる。具体的には、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに以下の式（２）に示すａkを乗算する。
【数２】
2005055479.tif 000031
【００３７】
但し、θは−π／４＜θ＜π／４であり、サブキャリア毎にランダムな変数である。この変化例５では、ＯＦＤＭシンボルの送信電力を維持したまま、ピーク電力を抑圧することができる。
【００３８】
＜変化例６＞
変化例６では、図１２に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。変化例６では、上記変化例１においてｐ＞０とし、振幅を増加させることもある。但し、振幅を増加させる場合には、元の信号点と位相を変えずに振幅だけを増加させる。このようにするのは、振幅を増加させる場合に位相を変えると、ＯＦＤＭシンボルの送信電力は増加するが、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は劣化することになってしまい、非効率になることを防ぐためである。
【００３９】
ここで、変化方法として変化例２および変化例５を用いた場合のシミュレーション結果（ピーク電力発生確率分布評価：ＰＡＰＲ分布評価）を図１３に示す。ピーク電力発生確率＝１％に着目すると、ピーク電力対策を行わないときに比べ、変化例２では２dB、変化例５では１.６dBピーク電力が減少していることが分かる。
【００４０】
以下の変化例７〜１１は、変調方式がＢＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭの場合の変化例であり、ＱＰＳＫの場合の上記変化例１に対応するものである。つまり、以下の変化例７〜１１のいずれも、各サブキャリアの位相をランダムに変化させてピーク電力を抑圧するとともに、各サブキャリアの振幅を減少させることでマルチキャリア信号の送信電力を減少させるものである。よって、以下の変化例７〜１１のいずれも、上記変化例１同様、変化範囲は、隣接するシンボルとの判定境界線に囲まれ、かつ、振幅が増加しない範囲となっている。
【００４１】
＜変化例７＞
図１４に示す変化例７は変調方式がＢＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図３における‘１’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例７では、図１４に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。
【００４２】
＜変化例８＞
図１５に示す変化例８は変調方式が８ＰＳＫの場合の変化例であり、変調部１２が図５
における‘０１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例８では、図１５に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。
【００４３】
＜変化例９＞
図１６に示す変化例９は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１１１１’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例９では、図１６に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。
【００４４】
＜変化例１０＞
図１７に示す変化例１０は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１１１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例１０では、図１７に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。
【００４５】
＜変化例１１＞
図１８に示す変化例１１は変調方式が１６ＱＡＭの場合の変化例であり、変調部１２が図６における‘１０１０’の信号点にシンボルを配置した場合の変化例である。変化例１１では、図１８に示すような変化範囲でサブキャリアの位相および振幅を変化させる。
【００４６】
次いで、無線送信装置の処理フローについて図１９を用いて説明する。ステップ（ＳＴ）２１で符号化部１１が送信データ（ビット列）を符号化し（符号化処理）、ＳＴ２２で変調部１２が符号化後のデータを変調し（変調処理）、ＳＴ２３で割当部１３が変調後のシンボルを各サブキャリアに割り当て（割当処理）、ＳＴ２４でサブキャリア選択部１４が位相、振幅を変化させるサブキャリアを選択し（選択処理）、ＳＴ２５で変化部１５が選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させ（変化処理）、ＳＴ２６でＩＦＦＴ部１６がＩＦＦＴ処理を行ってＯＦＤＭシンボルを作成し（ＩＦＦＴ処理）、ＳＴ２７およびＳＴ２８で判定部１７がＯＦＤＭシンボルのピーク電力がしきい値以上か否か判定し（ピーク判定処理）、しきい値以上の場合はＳＴ２５の変化処理に戻り、しきい値未満の場合はＳＴ２９でＧＩ部１８がガードインターバルを付加し、送信無線部１９がＯＦＤＭシンボルを送信する（送信処理）。
【００４７】
この処理フローを見ても分かるように、変化処理からピーク判定処理までは、ピーク電力がしきい値未満になるまで繰り返される。ピーク電力がしきい値以上の場合は、その都度、変化部１５は、変化量を異ならせて各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。つまり、ピーク電力がしきい値未満になるまで変化処理を繰り返す。このため、変化部１５はバッファを有し、割当部１３から入力されるサブキャリアを所定時間保持する。但し、図２０の処理タイミングに示すように、符号化部１１に送信データ（ビット列）が入力されてからＯＦＤＭシンボルを送信するまでの間でピーク電力抑圧処理（変化処理、ＩＦＦＴ処理、ピーク判定処理の繰り返し：ＳＴ２５〜ＳＴ２８の繰り返し）に許される時間は限られている。よって、ピーク電力抑圧のための上記繰り返し処理は最大でもＳＴ２９の送信処理が始まる時に打ち切られる。この時においても未だピーク電力がしきい値以上であれば、無線送信装置は、それまでの繰り返し処理においてピーク電力が最小であるＯＦＤＭシンボルを選択して送信する。この送信の際に、ＯＦＤＭシンボルの電力をしきい値のレベルに制限してもよい。
【００４８】
なお、当初からピーク電力がしきい値未満のＯＦＤＭシンボルについては変化部１５での変化処理はそもそも不要なため、図１９に示す処理フローにおいて、１回目のＳＴ２５を行わずにＳＴ２６〜ＳＴ２８をまず行い、ピーク電力がしきい値以上の場合にはじめてＳＴ２５を行うようにしてもよい。
【００４９】
このように本実施の形態によれば、サブキャリアの位相を変化させてピーク電力の抑圧
を行っても無線受信装置に対してその位相に関する情報を別途送信する必要がないため、伝送効率の低下を防ぐことができる。また、送信しないサブキャリアが存在しないためスループットを低下させることなくピーク電力を抑圧することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記実施の形態１と変化部１５の動作のみ異なるため、再び図１を用いて本実施の形態に係る変化部１５の動作について説明する。
【００５１】
上記図１９を用いて説明したＳＴ２５〜ＳＴ２８の繰り返しにおいて、変化部１５は、ピーク電力がしきい値以上の場合は、上式（１）において変化量を徐々に大きくして各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。具体的には、変化部１５は、上式（１）において、以下の変化量レベルの中から１つを選ぶ。なお、以下の変化量レベルの例は、変調方式としてＱＰＳＫが用いられる場合の例である。
レベル１：０.７５＜ｐ≦１.０，｜θ｜＜π／１６
レベル２：０.５＜ｐ≦０.７５，π／１６≦｜θ｜＜π／１２  
レベル３：０.２５＜ｐ≦０.５，π／１２≦｜θ｜＜π／８
レベル４：０＜ｐ≦０.２５，π／８≦｜θ｜＜π／４
【００５２】
この際、変化部１５は、１回目の変化処理ではレベル１、２回目の変化処理ではレベル２、３回目の変化処理ではレベル３…というように、繰り返し回数に応じて変化量のレベルを徐々に上げていく。変化量レベルが大きいほどサブキャリアの位相、振幅をより大きく変化させることができる。そして、判定部１７によってピーク電力がしきい値未満になったと判定されると、送信処理が行われる。
【００５３】
このように本実施の形態によれば、ピーク電力がしきい値以上の場合は位相、振幅の変化量を徐々に大きくしていき、ピーク電力がしきい値未満になった時点でＯＦＤＭシンボルを送信するため、ピーク電力がしきい値未満になる必要最小限の変化量でサブキャリアの位相、振幅を変化させることができる。よって、位相、振幅の変化による誤り率の劣化を必要最小限に抑えつつ、ピーク電力を抑圧することができる。
【００５４】
（実施の形態３）
本実施の形態は、変化部１５およびＩＦＦＴ部１６での処理を複数並列に行いピーク電力が最も小さいＯＦＤＭシンボルを選択する点において上記実施の形態１と異なる。
【００５５】
図２１は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２１において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。
【００５６】
本実施の形態に係る無線送信装置では、変化部１５およびＩＦＦＴ部１６から構成されるピーク抑圧部３１が１〜Ｍの複数個備えられる。ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々の変化部１５は並列的に、割当部１３から入力されるサブキャリアｆ１〜ｆＮのうちサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアの位相、振幅を変化させる。この際、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々の変化部１５は、同一のサブキャリアに対して変化量をそれぞれ異ならせて位相、振幅を変化させる。よって、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々のＩＦＦＴ部１６で作成されるＯＦＤＭシンボルのピーク電力はそれぞれ異なるものとなる。このようにして作成されたＯＦＤＭシンボルはＭ個並列にＯＦＤＭシンボル選択部３２に入力される。そして、ＯＦＤＭシンボル選択部３２では、Ｍ個のＯＦＤＭシンボルのうちピーク電力が最小のＯＦＤＭシンボルを選択してＧＩ部１８に入力する。
【００５７】
このように本実施の形態によれば、上記実施の形態１で行っていた繰り返しの変化処理に代えて複数並列に変化処理を行うため、ピーク電力の抑圧を上記実施の形態１に比べて
短時間で行うことができる。
【００５８】
なお、複数Ｍ個の変化部１５においてそれぞれ異なるサブキャリアに対して位相、振幅を変化させるようにしても良い。このようにすることにより、ピーク抑圧部３１−１〜Ｍの各々からは、よりランダムなＰＡＰＲを有するＭ個のＯＦＤＭシンボルが出力されることが期待できる。
【００５９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、サブキャリア毎に適応変調が行われる場合について説明する。
【００６０】
図２２は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２２において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。
【００６１】
アンテナ２０から送信されたＯＦＤＭシンボルを受信した無線受信装置では、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ（受信品質）を測定し、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値を通知信号で図２２の無線送信装置へ報告する。アンテナ２０を介して受信された通知信号は受信処理部４１で受信処理（無線処理や復調等）がなされ、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値がＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）選択部４２に入力される。
【００６２】
ＭＣＳ選択部４２は、図２３に示すテーブルを参照して変調方式と符号化率を選択する。ＭＣＳ選択部４２は、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が所要ＳＩＲ値を満たすような変調方式と符号化率を選択する。例えば、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が７dBであれば、ＭＣＳ番号２（変調方式：ＱＰＳＫ，符号化率Ｒ＝１／２）が選択される。無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値が１４dBであれば、ＭＣＳ番号３（変調方式：８ＰＳＫ，符号化率Ｒ＝３／４）が選択される。ＭＣＳ選択部４２は、このような選択をサブキャリア毎に行う。そして、このようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳ番号を符号化部１１、変調部１２、変化部１５に入力する。
【００６３】
符号化部１１は、入力されたＭＣＳ番号に従った符号化率で符号化を行い、変調部１２は、入力されたＭＣＳ番号に従った変調方式でサブキャリア毎に適応変調を行う。
【００６４】
そして、変化部１５は、ＭＣＳ番号の大きいサブキャリアほど位相、振幅の変化量を小さくする。つまり、変化部１５は、サブキャリア毎の位相、振幅の変化において、変調部１２で使用された変調多値数が大きいほど変化量を小さくする。より具体的には、変化部１５は、上記実施の形態２で示したレベル１〜４を用い、変調方式がＢＰＳＫの場合はレベル４、ＱＰＳＫの場合はレベル３、８ＰＳＫの場合はレベル２、１６ＱＡＭの場合はレベル１として各サブキャリアの位相、振幅を変化させる。
【００６５】
上記図３〜６を見ても分かるとおり変調多値数が大きくなるほど隣接する信号点間の距離が短くなるので、許容される変化量が小さくなる。よって、サブキャリア毎に適応変調が行われる無線通信システムでは、本実施の形態のようにすることで、変調方式に応じた適切な変化量（隣接する信号点との判定境界線を越えない範囲の変化量）で各サブキャリアの位相、振幅を変化させることができ、誤り率を低くすることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態４同様、サブキャリア毎に適応変調が行われる場合について説明する。
【００６７】
図２４は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２４において図１（実施の形態１）および図２２（実施の形態４）と同一の動作
となる部の説明は省略する。
【００６８】
無線受信装置から送信されアンテナ２０を介して受信された通知信号は受信処理部４１で受信処理がなされ、サブキャリア毎の受信ＳＩＲ値がＭＣＳ選択部４２およびマージン算出部５１に入力される。
【００６９】
ＭＣＳ選択部４２は、上記実施の形態４のようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳ番号を符号化部１１および変調部１２に入力する。また、ＭＣＳ選択部４２は、上記実施の形態４のようにして選択したサブキャリア毎のＭＣＳの所要ＳＩＲ値をマージン算出部５１に入力する。
【００７０】
マージン算出部５１は、図２５に示すように、無線受信装置から報告された受信ＳＩＲ値とＭＣＳ選択部４２で選択されたＭＣＳの所要ＳＩＲ値との差（受信ＳＩＲ値−所要ＳＩＲ値）、すなわち、ＳＩＲマージンをサブキャリア毎に算出する。そして、算出したＳＩＲマージンをサブキャリア選択部１４および変化部１５に入力する。例えば、図２５においてサブキャリアｆ３については、ＭＣＳ番号２（変調方式：ＱＰＳＫ，符号化率Ｒ＝１／２）のＭＣＳが選択されているため、上記図２３より所要ＳＩＲ値は５dBである。また、無線受信装置から報告されたサブキャリアｆ３の受信ＳＩＲ値は図２５より８.３dBである。よって、マージン算出部５１は、サブキャリアｆ３のＳＩＲマージンを３.３dBと算出する。
【００７１】
サブキャリア選択部１４は、ＳＩＲマージンがしきい値以上のサブキャリアを選択し、選択結果を変化部１５に入力する。よって、変化部１５では、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアのうち、無線受信装置における受信ＳＩＲと変調部１２で使用される変調方式の所要ＳＩＲとの差がしきい値以上のサブキャリアだけが変化対象となる。例えば、図２５に示すＳＩＲマージンに対してしきい値を２.５dBとした場合、サブキャリアｆ１〜ｆ８のうち、ｆ３，ｆ４，ｆ７が変化対象となる。
【００７２】
また、変化部１５は、サブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアについて、ＳＩＲマージンの大きさに応じて変化量を決定する。例えば、上記実施の形態１の変化例２において、ＳＩＲマージンが３dBであれば、ｐを０＜ｐ＜√０.５のランダムな変数とする。このようなｐを設定すれば、振幅の変化によるＳＮＲの劣化は３dB以下となるため、無線受信装置では所要ＰＥＲ（Packet Error Rate）以下で受信できることになる。より一般的に書くと、ＳＩＲマージンをＭ［dB］とすると、上式（１）において、ｐを０＜ｐ＜１０M/20とする。そしてこのようにして上式（１）によって求められるａkをサブキャリア選択部１４で選択されたサブキャリアに加算することにより、ピーク電力の抑圧に加えて、さらに無線受信装置では所要ＰＥＲ以下での受信が可能となる。
【００７３】
なお、ＳＩＲマージンのしきい値の設定には、次の送信フレームにおいて予測されるＳＩＲの変動が考慮される。つまり、フェージングの時間変動が早く、次の送信フレームでＳＩＲが３dB変動することが予測される場合、しきい値は３dBに設定される。なお、ＳＩＲの変動の予測アルゴリズムは過去の変動を平均する方法や線形フィルタを用いる方法等がある。また、無線受信装置での誤り状況に応じてしきい値を変化させることも可能である。例えば、パケットに誤りが有ればしきい値を０.５dB上げ、パケットに誤りが無ければ０.５dB下げる。ここで、無線受信装置では、受信したパケットの誤りの有無をＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号により無線送信装置へ通知するため、パケット誤りの有無は無線送信装置で把握することができる。この場合、受信処理部４１で受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号がマージン算出部５１へ出力されることになる。
【００７４】
このように本実施の形態によれば、ＳＩＲマージンがしきい値以上のサブキャリアを変
化対象とするため、位相および振幅を変化させても誤りが生じないサブキャリアだけを変化対象とすることができる。また、ＳＩＲマージンの大きさに応じて変化量を決定するため、誤りが生じない範囲で位相および振幅を変化させることができる。このように位相および振幅の変化による誤りの発生を防ぐことができるため、再送による伝送効率の低下を防ぐことができる。
【００７５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、誤り訂正符号として、送信データ（ビット列）が組織符号を用いて符号化されるターボ符号等が用いられる場合について説明する。
【００７６】
図２６は、本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図２６において図１（実施の形態１）と同一の動作となる部の説明は省略する。
【００７７】
符号化部６１は、ターボ符号等の組織符号を用いて送信データ（ビット列）を誤り訂正符号化する。符号化部６１は、送信ビット列を組織符号を用いて符号化することによって、送信ビットそのものであるシステマチックビットＳと、冗長ビットであるパリティビットＰとを作成する。ここでは符号化率Ｒ＝１／３とするため、１つの送信ビットに対して、１つのシステマチックビットＳと２つのパリティビットＰ１、Ｐ２とが作成される。作成されたシステマチックビットＳとパリティビットＰ１、Ｐ２は、３つ並列にＰ／Ｓ部６２に入力される。
【００７８】
Ｐ／Ｓ部６２は、並列に入力されたビット列を直列に変換して、Ｓ，Ｐ１，Ｐ２の順で変調部１２に入力する。
【００７９】
変調部１２は、入力されたシステマチックビットＳ、およびパリティビットＰ１,Ｐ２を変調してシンボルを作成する。ここで作成されるシンボルには、システマチックビットのみからなるシンボルと、システマチックビットとパリティビットとからなるシンボルと、パリティビットのみからなるシンボルの３種のシンボルがある。変調後のシンボルは割当部１３に入力される。
【００８０】
割当部１３の動作は上記実施の形態１と同一である。
【００８１】
ここで、システマチックビットは送信ビットそのものであり、パリティビットは冗長ビットであるため、無線受信装置では、パリティビットのみからなるシンボルの判定を誤ってもＢＥＲ（Bit Error Rate）の劣化に与える影響は小さく、システマチックビットを含むシンボルの判定を誤るとＢＥＲの劣化に与える影響が大きい。
【００８２】
そこで、サブキャリア選択部１４は、割当情報に基づいて、サブキャリアｆ１〜ｆＮのうち、位相、振幅を変化させるサブキャリアして、上記３種のシンボルのうちパリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアを選択する。そして、選択結果を変化部１５に入力する。よって、変化部１５では、１ＯＦＤＭシンボルに含まれる複数のサブキャリアのうち、パリティビットのみからなるシンボルが割り当てられたサブキャリアだけが変化対象となる。
【００８３】
このように本実施の形態によれば、誤り訂正符号においてより重要なシステマチックビットの品質を劣化させることがないため、ＢＥＲの劣化を防ぎつつピーク電力を抑圧することができる。
【００８４】
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含
むように１チップ化されても良い。
【００８５】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【００８７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【００８８】
本明細書は、２００３年１２月２日出願の特願２００３−４０３４１５に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、移動体通信システムにおいて使用される無線通信基地局装置や無線通信移動局装置等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態２に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るピーク電力判定方法を示す図
【図３】本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（ＢＰＳＫ）
【図４】本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（ＱＰＳＫ）
【図５】本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（８ＰＳＫ）
【図６】本発明の実施の形態１に係る判定境界線の説明図（１６ＱＡＭ）
【図７】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１）
【図８】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例２）
【図９】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例３）
【図１０】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例４）
【図１１】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例５）
【図１２】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例６）
【図１３】本発明の実施の形態１に係るシミュレーション結果を示す図
【図１４】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例７）
【図１５】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例８）
【図１６】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例９）
【図１７】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１０）
【図１８】本発明の実施の形態１に係る変化範囲を示す図（変化例１１）
【図１９】本発明の実施の形態１に係る処理フロー図
【図２０】本発明の実施の形態１に係る処理タイミング図
【図２１】本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２３】本発明の実施の形態４に係るＭＣＳ選択テーブル
【図２４】本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の実施の形態５に係るＳＩＲマージンの説明図
【図２６】本発明の実施の形態６に係る無線送信装置の構成を示すブロック図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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2005055479.tif 000059
2005055479.tif 000060
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