JP2009099084A - 変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチキャリア信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する場合に、信号の値に応じてビット幅の位置を調節したい。
【解決手段】ビット変換部３４は、ＦＦＴ部３２から、周波数領域に変換されたマルチキャリア信号であって、かつ浮動小数点数として示されたマルチキャリア信号を入力する。ビット変換部３４は、マルチキャリア信号を形成している複数のサブキャリアのそれぞれに対して、最上位のビット位置を特定し、特定した最上位のビット位置をもとに、複数のサブキャリアのそれぞれに対して共通に使用すべきビット幅の位置を決定する。また、ビット変換部３４は、決定したビット幅の位置を使用しながら、浮動小数点数から固定小数点数へマルチキャリア信号を変換する。ビット変換部３４は、変換したマルチキャリア信号を、固定小数点数の演算を実行する受信処理部３８へ出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、変換技術に関し、特に浮動小数点数を固定小数点数へ変換する変換装置に関する。

デジタル信号処理における小数点数の表現方式として、固定小数点数と浮動小数点数とがある。固定小数点数は、整数部分に使用するビット数と、小数部分に使用するビット数を予め固定して表現する。また、固定小数点演算による四則演算において、加算や減算は、そのまま整数同士の加減算としてなされる。一方、浮動小数点数は、次の３つのデータで数値を表現する。ひとつ目は、１ビットの符号部であり、ふたつ目は、符号なし整数の仮数部であり、３つ目は、符号付き整数の指数部である。浮動小数点数では、数値の絶対値が（仮数部）×（基数）^{（指数部）}と示される。固定小数点数は、浮動小数点数に比べて表現できる値の範囲がはるかに狭いが、情報落ちが起こらず、高速に演算される。一方、浮動小数点数は、表現できる値の範囲が広くなるものの、固定小数点数の演算と比べて演算速度が遅い（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２８８１５１号公報

近年、無線通信システムでの伝送速度を高速にするために、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式が使用されている。また、ＯＦＤＭ変調方式を利用したアクセス方式であるＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式も使用されている。このようなＯＦＤＭ変調方式やＯＦＤＭＡ方式では、送信側にＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が使用され、受信側にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が使用される。使用できるビット数（以下、「ビット幅」ともいう）は有限であるので、表現できる値の範囲をなるべく広げるために、例えば、ＦＦＴでは、浮動小数点数の演算がなされる。一方、ＦＦＴがなされた信号に対する信号処理には、高速性が要求されるので、当該信号処理のために、固定小数点数の演算がなされる。このような状況下では、ＦＦＴ処理の後、信号処理がなされる前に、浮動小数点数から固定小数点数への変換がなされる。

ＯＦＤＭＡに対応した基地局装置が信号を送信する場合、端末装置へのチャネルの割当状況によって、使用されるサブキャリア数が大きく異なる。また、使用されるサブキャリア数が少なくなるほど、ＩＦＦＴ後の信号の振幅は小さくなり、使用されるサブキャリア数が多くなるほど、ＩＦＦＴ後の信号の振幅は大きくなる。ここでは、便宜上、前者を第１ケースといい、後者を第２ケースという。端末装置は、ＡＧＣにて受信レベルを調節した後に、ＦＦＴを実行する。受信した信号の振幅は、第１ケースおよび第２ケースにかかわらず、ＡＧＣによって同等になっている。そのため、ＦＦＴ後の各サブキャリア信号の振幅は、第１ケースの方が第２ケースよりも大きくなる。

浮動小数点数から固定小数点数への変換は、固定のビット位置に配置したビット幅によって、浮動小数点数にて示された値を切り出すことに相当する。ビット幅の位置が適切でなければ、オーバフローやアンダーフローが発生する。ここで、第１ケースに適したビット幅の位置と、第２ケースに適したビット幅の位置とは、大きく異なる。そのため、両者に適するように、ビット幅の位置を調節することが必要になる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチキャリア信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する場合に、信号の値に応じてビット幅の位置を調節する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の変換装置は、周波数領域に変換されたマルチキャリア信号であって、かつ浮動小数点数として示されたマルチキャリア信号を入力する入力部と、入力部において入力したマルチキャリア信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する変換部と、変換部において変換したマルチキャリア信号を、固定小数点数の演算を実行する信号処理装置へ出力する出力部とを備える。変換部は、マルチキャリア信号を形成している複数のサブキャリアのそれぞれに対して、最上位のビット位置を特定する特定部と、特定部において特定した最上位のビット位置をもとに、複数のサブキャリアのそれぞれに対して共通に使用すべきビット幅の位置を決定する決定部と、決定部において決定したビット幅の位置を使用しながら、マルチキャリア信号を変換する処理部とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、マルチキャリア信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する場合に、信号の値に応じてビット幅の位置を調節できる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムでは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって、各フレームが形成され、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって、各タイムスロットが形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。ここで、マルチキャリア信号としてＯＦＤＭ信号が使用されており、周波数分割多重としてＯＦＤＭＡが使用されている。基地局装置は、各タイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのそれぞれを端末装置に割り当てることによって、複数の端末装置との通信を実行する（以下、タイムスロットとサブチャネルによって特定される単位を「バースト」という）。

以下では、説明を明瞭にするために、基地局装置から端末装置へ向かう下り回線を説明の対象とする。そのため、基地局装置が送信装置に相当し、端末装置が受信装置に相当する。基地局装置が送信時に少しのサブチャネルしか使用しないこともあれば、多くのサブチャネルを使用することもある。つまり、前述の第１ケースと第２ケースとが、本実施例においても存在する。また、端末装置の受信機能が前述のように構成されていれば、第１ケースと第２ケースのそれぞれに適するように、ビット幅の位置を調節することが必要になる。これに対応するため、本実施例に係る端末装置は、次の処理を実行する。

端末装置は、ＦＦＴを浮動小数点演算にて実行する。そのため、各サブキャリアに対応した信号は、浮動小数点数にて示される。ここで、浮動小数点数のビット数は、変換後に生成される固定小数点数のビット数よりも多いものとする。例えば、前者が４８ビットであり、後者が１６ビットである。つまり、処理の精度を向上させるために、処理の前方でのビット数は、後方でのビット数よりも大きくなるように設計される。端末装置は、４８ビットにて示された信号のうち、有効な値が示されている最上位のビットの位置を特定し、特定したビットを先頭として、１６ビットの値を抽出する。一般的に、サブキャリア毎に信号の値は異なるので、抽出された１６ビットの位置も異なる。後段では、固定小数点数の値に対する受信処理が実行されるが、その際、すべてのサブキャリアにわたって、ビット幅の位置は共通である方が好ましい。そのため、端末装置は、各サブキャリアでの最上位ビットのうち、最も大きいビット位置を特定し、特定したビット位置を先頭とした１６ビットをビット幅の位置として特定する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置２０を含む。基地局装置１０は、変調部１２、ＩＦＦＴ部１４、ＲＦ部１６、基地局用アンテナ１８を含み、端末装置２０は、端末用アンテナ２２、周波数変換部２４、ＡＧＣ２６、Ａ／Ｄ部２８、フィルタ部３０、ＦＦＴ部３２、ビット変換部３４、ＩＱシフト部３６、受信処理部３８、制御部４０を含む。

基地局装置１０は、一端に無線ネットワークを介して端末装置２０を接続し、他端に図示しない有線ネットワークを接続する。また、端末装置２０は、無線ネットワークを介して基地局装置１０に接続する。基地局装置１０は、複数のタイムスロットと、複数のサブチャネルを有しているので、複数のタイムスロットによってＴＤＭＡを実行しつつ、複数のサブチャネルによってＯＦＤＭＡを実行する。前述のごとく、タイムスロットとサブチャネルとを組み合わせた単位がバーストとして規定されており、基地局装置１０は、複数の端末装置２０のそれぞれに対してバーストを割り当てることによって、複数の端末装置２０との通信を実行する。具体的には、基地局装置１０は、複数のサブチャネルのうちのいずれかを制御チャネルに規定する。基地局装置１０は、制御チャネルにおいて、ＢＣＣＨのような報知信号を定期的に送信する。

端末装置２０は、ＢＣＣＨを受信することによって基地局装置１０の存在を認識するとともに、基地局装置１０に対してレンジングを要求する。また、基地局装置１０は、当該レンジングに応答する。レンジングとは、端末装置２０の周波数オフセットおよびタイミングオフセットを補正するための処理であるが、レンジングには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。その後、端末装置２０は、基地局装置１０に対してバースト割当の要求信号を送信し、基地局装置１０は、受信した要求信号に応答して、端末装置２０にバーストを割り当てる。

また、基地局装置１０は、端末装置２０に割り当てたバーストに関する情報を送信し、端末装置２０は、割り当てられたバーストを使用しながら、基地局装置１０との通信を実行する。その結果、端末装置２０から送信されたデータは、基地局装置１０を介して、有線ネットワークに出力され、最終的に有線ネットワークに接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置２０への方向にもデータは伝送される。前述のごとく、ここでは、基地局装置１０から端末装置２０への下り回線のデータ伝送を中心に説明する。なお、基地局装置１０および変調部１２の構成を説明する前に、基地局装置１０と端末装置２０との間の信号フォーマットを説明する。

図２（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００におけるフレーム構成を示す。図の横方向が時間軸に相当する。フレームは、８つのタイムスロットの時間多重によって形成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの下りタイムスロットと４つの上りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示し、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムスロット」から「第４上りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図２（ａ）に限定されず、例えば、４つのタイムスロットや１６個のタイムスロットによって構成されてもよいが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図２（ａ）として説明する。

また、説明を簡潔にするために、下りのタイムスロットと上りのタイムスロットの構成は、同一であるとする。そのため、下りタイムスロットと上りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。さらに、図２（ａ）に示されたフレームが複数連続することによって、スーパーフレームが形成される。ここでは、一例として、「２０」個のフレームによって、スーパーフレームが形成されているものとする。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のうちのひとつのタイムスロットの構成を示す。図の縦方向が周波数軸に相当する。図示のごとく、ひとつのタイムスロットは、「第１サブチャネル」から「第１６サブチャネル」までの「１６」個のサブチャネルの周波数多重によって形成される。各タイムスロットが図２（ｂ）のように構成されているので、タイムスロットとサブチャネルとの組合せによって、前述の通信チャネルが特定される。また、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルに対応したフレーム構成が図２（ａ）であるとしてもよい。なお、ひとつのタイムスロットに配置されるサブチャネルの数は、「１６」個でなくてもよい。ここで、上りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当と、下りタイムスロットにおけるサブチャネルの割当とは、同一であるものとする。また、スーパーフレームを単位にして、少なくともひとつの制御信号が割り当てられるものとする。例えば、スーパーフレームに含まれた複数の下りタイムスロットのうち、ひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルに制御信号が割り当てられる。ここで、制御信号が割り当てられるサブチャネルは、第１サブチャネルのごとく予め規定されているものとする。

図２（ｃ）は、図２（ｂ）のうちのひとつのサブチャネルの構成を示す。図２（ａ）や図２（ｂ）と同様に、図の横方向が時間軸に相当し、図の縦方向が周波数軸に相当する。また、周波数軸に対して、「１」から「２９」の番号を付与しているが、これらは、サブキャリアの番号を示す。このように、サブチャネルは、マルチキャリア信号によって構成されており、特にＯＦＤＭ信号によって構成されている。図中の「ＴＳ」は、トレーニングシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＧＳ」は、ガードシンボルに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。「ＰＳ」は、パイロットシンボルに相当し、既知の値によって構成される。「ＤＳ」は、データシンボルに相当し、送信すべきデータである。「ＧＴ」は、ガードタイムに相当し、ここに実質的な信号は配置されない。図示のごとく、サブチャネルは、パケット信号を構成している。

図３は、通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図３では、横軸に周波数軸が示されており、図２（ｂ）に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、前述のごとく、第１サブチャネルから第１６サブチャネルの１６個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。

図１に戻る。変調部１２は、送信対象の信号を変調する。ここで、送信対象の信号とは、図２（ａ）の下りタイムスロットに相当し、図２（ｂ）および（ｃ）のように構成されている。なお、図２（ｂ）に示された複数のサブチャネルのうちの少しが使用されていることもあれば、多くが使用されていることもある。例えば、前者として、ひとつのサブチャネルが使用され、後者として、１６個のサブチャネルが使用される。また、前者が第１ケースに相当し、後者が第２ケースに相当する。使用されるサブチャネルには、複数のサブキャリアが含まれており、変調部１２は、使用されるサブチャネルに含まれた複数のサブチャネルに対して、並列に変調処理を実行する。変調部１２において変調された信号は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に相当する。変調部１２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号をＩＦＦＴ部１４に出力する。

ＩＦＦＴ部１４は、変調部１２から周波数領域のＯＦＤＭ信号を受けつける。また、ＩＦＦＴ部１４は、ＯＦＤＭ信号に対してＩＦＦＴを実行することによって、周波数領域から時間領域へＯＦＤＭ信号を変換する。ここで、ＯＦＤＭ信号の振幅の大きさは、使用されているサブチャネル数、つまりサブキャリア数に依存する。つまり、使用されているサブチャネル数が多くなるほど、ＯＦＤＭ信号の振幅が大きくなる。そのため、第１ケースよりも第２ケースの方が、ＯＦＤＭ信号の振幅は大きい。ＩＦＦＴ部１４は、時間領域のＯＦＤＭ信号をＲＦ部１６に出力する。

ＲＦ部１６は、ＩＦＦＴ部１４から時間領域のＯＦＤＭ信号を受けつける。ＲＦ部１６は、ＯＦＤＭ信号に対して直交変調を実行することによって、中間周波数帯のＯＦＤＭ信号を生成し、さらに中間周波数帯から無線周波数帯へＯＦＤＭ信号を周波数変換する。また、ＲＦ部１６は、図示しない増幅器を備えており、増幅器によって、無線周波数のＯＦＤＭ信号を増幅する。ＲＦ部１６は、基地局用アンテナ１８から、無線周波数帯のＯＦＤＭ信号を送信する。

端末用アンテナ２２は、基地局用アンテナ１８からのＯＦＤＭ信号を受信し、周波数変換部２４へ出力する。周波数変換部２４は、端末用アンテナ２２から、無線周波数帯のＯＦＤＭ信号を受けつけ、無線周波数帯から中間周波数帯へＯＦＤＭ信号を周波数変換する。また、周波数変換部２４は、直交検波によって、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成する。ＡＧＣ２６は、端末用アンテナ２２からのＯＦＤＭ信号を受けつけ、後段のＡ／Ｄ部２８のダイナミックレンジにおさまるように、ＯＦＤＭ信号の振幅を増幅する。ＡＧＣ２６の動作が理想的になされれば、第１ケースおよび第２ケースにかかわらず、ＡＧＣ２６から出力されるＯＦＤＭ信号の振幅は、ほぼ一定になる。

Ａ／Ｄ部２８は、ＡＧＣ２６において増幅されたＯＦＤＭ信号に対して、アナログ−デジタル変換を実行することによって、デジタル信号としてのＯＦＤＭ信号を生成する。フィルタ部３０は、Ａ／Ｄ部２８からのＯＦＤＭ信号に含まれた雑音成分を低減する。ＦＦＴ部３２は、フィルタ部３０からＯＦＤＭ信号を受けつける。また、ＦＦＴ部３２は、ＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴを実行することによって、時間領域から周波数領域へＯＦＤＭ信号を変換する。ここで、ＦＦＴ部３２は、浮動小数点数の演算によって、ＦＦＴを実行する。そのため、周波数領域のＯＦＤＭ信号は、浮動小数点数として示される。なお、時間領域のＯＦＤＭ信号の振幅の大きさはほぼ一定であるので、使用されているサブチャネル数、つまりサブキャリア数が多くなるほど、ＯＦＤＭ信号の振幅が小さくなる。そのため、第１ケースよりも第２ケースの方が、ＯＦＤＭ信号の振幅は小さい。ＦＦＴ部３２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号をビット変換部３４に出力する。

ビット変換部３４は、ＦＦＴ部３２から、周波数領域のＯＦＤＭ信号を受けつける。ビット変換部３４は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行することによって、固定小数点数のＯＦＤＭ信号を生成する。浮動小数点数から固定小数点数へ変更する際、固定小数点数として抽出する部分に相当したビット幅が所定のビット位置に設定されるが、当該設定については、後述する。ビット変換部３４は、変換したＯＦＤＭ信号を出力する。ＩＱシフト部３６は、ビット変換部３４からのＯＦＤＭ信号に対してビットシフトを実行する。ビットシフトの説明は、後述する。

受信処理部３８は、ＩＱシフト部３６からのＯＦＤＭ信号を受けつけ、復調などの受信処理を実行する。ここで、受信処理には、デインタリーブ、復号処理も含まれており、それらは、基地局装置１０においてなされるインタリーブ、誤り訂正符号化に対応するように規定されている。なお、誤り訂正符号化として、例えば、畳み込み符号化が使用される。ＩＱシフト部３６からのＯＦＤＭ信号は、固定小数点数であるので、受信処理部３８は、固定小数点数の演算を実行する。また、ＯＦＤＭ信号は、複数のサブキャリアによって構成されているが、複数のサブキャリアにわたって共通の固定小数点数が規定されている。制御部４０は、端末装置２０全体のタイミング等を制御する。

図４は、ＦＦＴ部３２、ビット変換部３４、ＩＱシフト部３６の構成を示す。ＦＦＴ部３２は、係数保持部５０、乗算部５２、積算部５４、１６ビット切り出し部５６を含む。係数保持部５０は、ＦＦＴのための係数を記憶し、乗算部５２は、時間領域のＯＦＤＭ信号と係数との乗算を実行し、積算部５４は、乗算結果を積算する。つまり、係数保持部５０、乗算部５２、積算部５４は、ＦＦＴを実行する。ここで、ＦＦＴは、浮動小数点数の演算によってなされている。例えば、積算部５４は、ＦＦＴの結果として、サブキャリア毎に４８ビットの浮動小数点数の値を出力する。

１６ビット切り出し部５６は、積算部５４からのＦＦＴの結果を受けつける。前述のごとく、ＦＦＴの結果は、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した値を含んでいる。１６ビット切り出し部５６は、ひとつのサブキャリアに対して、４８ビットの浮動小数点数のうち、有効な値が含まれる最上位のビット位置を特定する。有効な値とは、例えば、４８ビットの値のうち、最初の２０ビットが「０」の値であり、２１ビット目以降に「１」の値が含まれる場合の２１ビット目以降に相当する。つまり、有効な値とは、小数点数として実質的な値を有する部分である。また、１６ビット切り出し部５６は、最上位のビット位置を先頭として、それに続く１６ビットの値を抽出する。１６ビット切り出し部５６は、他のサブキャリアに対しても同様の処理を実行し、すべてのサブキャリアに対する１６ビットの浮動小数点数と、すべてのサブキャリアに対する最上位のビット位置の情報とをビット変換部３４に出力する。

図５は、ＦＦＴ部３２、ビット変換部３４の処理の概要を示す。最上段は、積算部５４から出力される４８ビットの値を示す。図の左側から右側に向かって、「４８」個目のビット値から「１」個目のビット値までが並べられる。ここで、「４８」と示されたビット値がＭＳＢに相当し、「１」と示されたビット値がＬＳＢに相当する。その下段には、１６ビット切り出し部５６において抽出された１６ビットの値を示す。また、上から下に向かって、「１」、「２」、「３」のように示された数字は、サブキャリア番号である。例えば、サブキャリア番号「１」において、有効な値が含まれる最上位のビット位置は、「２７」ビット目に相当する。ここでは、最上位のビット位置を丸印にて示す。また、１６ビット切り出し部５６は、「２７」ビット目から「１２」ビット目までを抽出する。また、他のサブキャリアに対しても同様の処理がなされるが、サブキャリア毎に最上位のビット位置は、異なっている。

図４に戻る。ビット変換部３４は、周波数領域に変換されたＯＦＤＭ信号であって、かつ浮動小数点数として示されたマルチキャリア信号を受けつける。つまり、ビット変換部３４は、１６ビット切り出し部５６から、各サブキャリアに対する１６ビットの浮動小数点数を受けつけるとともに、各サブキャリアに対する最上位のビット位置の情報も受けつける。ビット変換部３４は、最上位のビット位置の情報をもとに、複数のサブキャリアのそれぞれに対して、最上位のビット位置を特定する。図５の場合、ビット変換部３４は、サブキャリア番号「１」に対して「２７」ビット目を特定し、サブキャリア番号「２」に対して「２４」ビット目を特定する。また、ビット変換部３４は、特定した最上位のビット位置をもとに、複数のサブキャリアのそれぞれに対して共通に使用すべきビット幅の位置を決定する。具体的には、ビット変換部３４は、複数のサブキャリアのそれぞれに対する最上位のビット位置のうち、最大の値を特定し、特定した値からの１６ビットに対してビット幅を設定する。

図５の場合、ビット変換部３４は、最大の値として、「３４」ビット目を特定し、「３４」ビット目から「１９」ビット目までにビット幅を設定する。ここで、マージンを考慮するために、最大の値ではなく、最大の値よりも数ビット大きい値を特定してもよい。なお、使用されるサブチャネル数は、一般的に、タイムスロット毎に異なっているので、ビット変換部３４は、タイムスロット毎にビット幅の位置を決定する。図２（ｃ）のごとく、ひとつのバーストの先頭部分には、「ＴＳ」が配置され、それに続いて「ＤＳ」が配置される。以上のビット幅の位置を決定するための処理は、「ＴＳ」の期間においてなされる。また、その間、「ＴＳ」から開始されるバーストは、ビット変換部３４に別途記憶される。ビッド幅の位置の決定後、ビット変換部３４は、決定したビット幅の位置を使用しながら、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する。変換には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。変換された固定小数点数も、１６ビットの値である。さらに、ビット変換部３４は、変換した固定小数点数の値をＩＱシフト部３６へ出力する。

ＩＱシフト部３６は、ビット変換部３４において、最大の値よりも数ビット大きい値を特定した場合、複数のサブキャリアのそれぞれに対する最上位のビット位置に応じて、固定小数点数に対してビットシフトを実行する。複数のサブキャリアに対する最上位のビット位置のそれぞれと、第１しきい値とを比較し、第１しきい値よりも小さいビット位置の数が、第２しきい値よりも大きい場合に、このような条件が解消されるように、ＩＱシフト部３６は、ビットシフトを実行する。つまり、ＩＱシフト部３６は、ＬＳＢ側に「０」を挿入していく。なお、ＩＱシフト部３６は、同相成分と直交成分のそれぞれに対して、上記の条件との一致を判定し、それぞれが満足されるときに、ビットシフトを実行する。そのため、同相成分と直交成分のそれぞれに対して、ビットシフト量は同一の値とされる。このようなビットシフトを行っても、有効なビット精度は変わらないが、有効なビット数が増加されるので、後段の受信処理部３８でのアンダーフローの発生が抑制される。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。基地局装置１０は、端末装置２０に割り当てたサブチャネルにデータを格納し、少なくともひとつのサブチャネルに対してＩＦＦＴを実行することによって、時間領域のＯＦＤＭ信号を生成する。基地局装置１０は、時間領域のＯＦＤＭ信号を送信する。端末装置２０は、時間領域のＯＦＤＭ信号を受信し、係数保持部５０から積算部５４は、ＦＦＴを実行することによって、時間領域のＯＦＤＭ信号を周波数領域のＯＦＤＭ信号に変換する。その結果、周波数領域のＯＦＤＭ信号が４８ビットの浮動小数点数として生成される。１６ビット切り出し部５６は、各サブキャリアのそれぞれに対して、４８ビットの浮動小数点数のうち、有効な値が含まれる最上位のビット位置を特定する。

また、１６ビット切り出し部５６は、特定したビット位置から下位ビットにわたる１６ビットの値を抽出する。その結果、１６ビット切り出し部５６は、４８ビットの浮動小数点数を１６ビットの浮動小数点数に変換する。ビット変換部３４は、ＴＳの期間において、複数のサブキャリアのそれぞれに対する最上位のビット位置のうち、最大の値を特定し、特定した値をもとに、ビット幅の位置を決定する。また、ビット変換部３４は、決定したビット幅の位置をバーストにわたって使用しながら、１６ビットの浮動小数点数を１６ビットの固定小数点数へ変換する。ＩＱシフト部３６は、必要に応じて、１６ビットの固定小数点数にビットシフトを実行する。受信処理部３８は、１６ビットの固定小数点数によって示された周波数領域のＯＦＤＭ信号を受信処理する。

本発明の実施例によれば、最上位のビット位置をもとに、ビット幅の位置を決定するので、ＯＦＤＭ信号に対して浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する場合に、信号の値に応じてビット幅の位置を調節できる。また、信号の値に応じてビット幅の位置を調節するので、後段の固定小数点数の演算におけるアンダーフローやオーバフローの発生確率を低減できる。また、アンダーフローやオーバフローの発生確率が低減されるので、受信特性を向上できる。また、後段では固定小数点数の演算がなされるので、処理量を低減できる。

また、最上位のビット位置のうちの最大の値を特定し、特定した値をもとに、ビット幅の位置を決定するので、複数のサブキャリアのうち、信頼性の高い値を基準にビット幅の位置を決定できる。また、信頼性の高い値を基準にビット幅の位置が決定されるので、受信特性を向上できる。また、信頼性の低い値がビット幅から除外される場合も存在するが、インタリーブおよび誤り訂正によって、受信品質の悪化を抑制できる。また、マージンを考慮しながら、ビット幅の位置を決定するので、オーバフローの発生確率を低減できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例によれば、ビット変換部３４は、複数のサブキャリアのそれぞれに対する最上位ビットのうち、最大の値を特定し、特定した値をもとにビット幅の位置を決定している。また、特定した値に予め定めたマージンを加えることもある。しかしながらこれに限らず例えば、ビット変換部３４は、特定した最大の値が配置されたサブキャリア以外のサブキャリアも考慮しながら、ビット幅の位置を決定してもよい。つまり、ビット変換部３４は、特定した最上位のビット位置のうちのひとつをもとに、ビット幅の位置を仮決定する。また、ビット変換部３４は、仮決定したビット幅の位置において、残りの最上位のビット位置を反映しながら、ビット幅の位置をシフトさせる。残りの最上位のビット位置のうち、ビット幅に含まれないものの数が、第３しきい値よりも大きければ、ビット変換部３４は、第３しきい値以下になるように、ビット幅をＬＳＢの方向へシフトさせる。本変形例によれば、ビット幅に含まれるサブキャリア数が増加するので、受信特性を向上できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。 図１の通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。 図１のＦＦＴ部、ビット変換部、ＩＱシフト部の構成を示す図である。 図４のＦＦＴ部、ビット変換部の処理の概要を示す図である。

符号の説明

１０ 基地局装置、 １２ 変調部、 １４ ＩＦＦＴ部、 １６ ＲＦ部、 １８ 基地局用アンテナ、 ２０ 端末装置、 ２２ 端末用アンテナ、 ２４ 周波数変換部、 ２６ ＡＧＣ、 ２８ Ａ／Ｄ部、 ３０ フィルタ部、 ３２ ＦＦＴ部、 ３４ ビット変換部、 ３６ ＩＱシフト部、 ３８ 受信処理部、 ４０ 制御部、 ５０ 係数保持部、 ５２ 乗算部、 ５４ 積算部、 ５６ １６ビット切り出し部、 １００ 通信システム。

Claims (2)

1. 周波数領域に変換されたマルチキャリア信号であって、かつ浮動小数点数として示されたマルチキャリア信号を入力する入力部と、
   前記入力部において入力したマルチキャリア信号に対して、浮動小数点数から固定小数点数への変換を実行する変換部と、
   前記変換部において変換したマルチキャリア信号を、固定小数点数の演算を実行する信号処理装置へ出力する出力部とを備え、
   前記変換部は、
   マルチキャリア信号を形成している複数のサブキャリアのそれぞれに対して、最上位のビット位置を特定する特定部と、
   前記特定部において特定した最上位のビット位置をもとに、複数のサブキャリアのそれぞれに対して共通に使用すべきビット幅の位置を決定する決定部と、
   前記決定部において決定したビット幅の位置を使用しながら、マルチキャリア信号を変換する処理部とを備えることを特徴とする変換装置。
2. 前記決定部は、前記特定部において特定した最上位のビット位置のうちのひとつをもとに、ビット幅の位置を仮決定する手段と、仮決定したビッド幅の位置において、残りの最上位のビット位置を反映しながら、ビット幅の位置をシフトさせる手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の変換装置。

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