JP3793637B2 - Ｏｆｄｍ信号伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルデータ系列をＯＦＤＭ信号によって無線伝送するＯＦＤＭ信号伝送装置に関し、特にＯＦＤＭ信号の瞬時最大電力を低減するＯＦＤＭ信号伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、屋内あるいは屋外での高速無線データ通信システムが注目とされている。高速なデータ通信を実現する無線通信システムでは、送信された信号が建物などによる反射により様々な経路を通って受信されるマルチパス干渉の軽減が必要である。
【０００３】
マルチパス干渉が生じると受信特性が大きく劣化してしまう。一般に耐マルチパス受信方式として等化器が用いられるが、高速無線通信システムに適用するには装置規模が大きく、小型化、低消費電力の点で極めて不利で現実的でない。
【０００４】
そこで、マルチパス対策として、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthognal Frequency Division Multiplexing ）方式を用いた無線通信システムが検討されている。ＯＦＤＭ方式は、お互いに直交する最小の間隔でサブキャリアを立てて情報を伝送するマルチキャリア伝送方式であり、マルチパスによるシンボル間干渉の影響を大きく緩和することができることから、マルチパスが生じても受信特性の劣化を抑制することができる伝送方式である。
【０００５】
またＯＦＤＭ方式を用いると、各サブキャリアの伝送レートを大幅に低下させることができ、ディジタル信号処理による一括処理（高速逆フーリエ変換及び高速フーリエ変換）によってマルチキャリア信号の変復調が可能となる。
【０００６】
しかし、ＯＦＤＭ信号は、広帯域で互いに独立なデータ系列で変調されたサブキャリアで構成されるため、ＯＦＤＭ信号時間波形の振幅特性は、サブキャリア数が増えるほどガウス性（正規分布）となる。それゆえ、シングルキャリア伝送方式と異なり、振幅変動と最大振幅値が大きく、送受信装置に幅広いダイナミックレンジを必要とする。従って、送信電力増幅器のバックオフを小さく設定した場合には、電力増幅による非線形歪みが生じてしまう。ＯＦＤＭ信号は非線形歪みを受けると、サブキャリア間の直交性が崩れ、急激に伝送特性が劣化する。このため、特に送信電力増幅器のバックオフを大きく設定しなければならず、送信電力増幅器の低効率化を余儀なくされる。
【０００７】
バックオフを小さく動作させるためのリニアライザの適用も検討されるが、装置規模の増大によって小型化、低消費電力化、低コスト化には不向きである。
【０００８】
この問題の解決策として、ＯＦＤＭ伝送方式の単位時間波形（ＯＦＤＭシンボル）ごとに最大瞬時電力を検出し、検出した最大瞬時電力に応じて送信ＯＦＤＭシンボルの平均電力を制御する方法が検討されている。この方法では、ＯＦＤＭシンボルの時間波形を最大瞬時電力で正規化することによって、全シンボルの最大瞬時電力を一定にする。最大瞬時電力が全シンボルで一定となるので、送信電力増幅器のバックオフ量を低減することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、この方法は、送信電力増幅器を高効率動作させることができる反面、送信されるＯＦＤＭシンボルごとに伝送品質が変化するという欠点を有する。
【００１０】
そこで他の解決策として、ＯＦＤＭ信号を構成する情報ビット系列に冗長ビットを付加する方法が提案されている。この方法では、冗長ビットを付加することによって、１データ系列に対して複数のＯＦＤＭシンボルの時間波形を生成することができる。そして、ＯＦＤＭシンボルの時間波形の全ての組合せの中から、最大瞬時電力が小さい時間波形を選択して元の情報ビット系列に割り当てることにより、最大瞬時電力を低減することができる。
【００１１】
しかしながら、時間波形に情報ビット系列を割り当てるためには、送信側と受信側とにおいて送信情報と冗長情報との組み合わせテーブルを備えるか、又は、組み合わせを求めるための複雑な論理計算処理を必要とし、装置規模が増大してしまう。また、受信ＯＦＤＭシンボルに誤りが生じた場合には、受信ＯＦＤＭシンボルに対応する情報ビット系列がテーブルに存在しないことがあり、受信ＯＦＤＭシンボル全体が誤る可能性がある。
【００１２】
さらに、他の解決策として、ＯＦＤＭのサブキャリア信号を複数のグループに分割し、各グループ毎に時間波形を生成する方法がある。各グループ毎に生成したＯＦＤＭシンボルの時間波形を対応した複数のアンテナから同時に送信するのである。この方法によれば、１つのアンテナで送信するサブキャリア信号数が減少するので、１つのアンテナで送信する時間波形の最大瞬時電力を低減することができる。
【００１３】
しかしながら、送信機に、複数の時間波形生成手段、複数の電力増幅器及び複数のアンテナが必要となるので、装置規模が極めて大きくなってしまう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来、ＯＦＤＭ伝送においては、特別大規模な装置無しで送信電力増幅器を効率よく動作させるために、ＯＦＤＭシンボル毎に時間波形の最大振幅を正規化して送信する方法が採用されることがあるが、この方法では、送信ＯＦＤＭシンボル毎に伝送品質が変化するので、伝播誤りが生じ易く、更に再送制御が可能なデータ伝送には不向きであるという問題点があった。また、ＯＦＤＭシンボル毎の送信情報に冗長情報を付加して、ＯＦＤＭシンボルの時間波形の最大振幅値を抑圧する方法が採用されることもあるが、この方法では、送信情報と冗長情報との組合せテーブルを送受信装置が備える必要があり装置規模が増大してしまうと共に、テーブルに存在しない系列を受信すると受信データ系列全てを廃棄しなければならなくなるという問題点があった。更に、ＯＦＤＭサブキャリアを複数のグループに分けて処理する方法も考えられるが、この方法では、送信機が複数の時間波形生成手段、複数の電力増幅器及び複数のアンテナ等を必要とするので、装置規模が著しく増加するという問題がある。
【００１５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、装置規模を著しく増大させることなく、ＯＦＤＭ時間波形の最大瞬時電力を低減し、送信平均電力を向上させることによりデータ伝送時の伝送誤りを軽減することができるＯＦＤＭ信号伝送装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るＯＦＤＭ信号伝送装置は、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための１つ以上の相互に異なる周波数の複素ベースバンド連続波を発生して、前記ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する複素ベースバンド連続波付加手段とを具備したものであり、
本発明の請求項２に係るＯＦＤＭ信号伝送装置は、複数の複素サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための１本以上の複素冗長サブキャリア信号を発生して、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号に付加して前記変換手段に与える複素冗長サブキャリア付加手段とを具備し、前記複素冗長サブキャリア信号は、直流成分であり、直流成分のU前記複素冗長サブキャリア信号/Uは、位相が前記情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値の位相と逆相であることを特徴とし、
本発明の請求項４に係るＯＦＤＭ信号伝送装置は、複数の複素サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、前記変換手段からの前記複素ベースバンド時間波形の時間サンプルのうち最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルを検出して検出結果を出力する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための複素直流サブキャリア信号を発生して、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号に付加して前記変換手段に与える複素直流サブキャリア付加手段とを具備したものであり、
本発明の請求項１０に係るＯＦＤＭ信号伝送装置は、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、前記複素ベースバンド時間波形の時間サンプルのうち最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルを検出して検出結果を出力する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための複素ベースバンド直流信号を発生して、前記ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する複素ベースバンド直流信号付加手段とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項１においては、複数の複素情報サブキャリア信号に複素冗長サブキャリア信号が付加されて変換手段に供給される。変換手段は入力された複素サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する。複素冗長サブキャリア信号が複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するように設定されているので、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅は比較的小さい。
【００１９】
本発明の請求項３において、複数の複素情報サブキャリア信号は変換手段に供給されて、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換される。複素ベースバンド連続波付加手段は、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素ベースバンド連続波を発生してＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する。こうして、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅が低減される。
【００２０】
本発明の請求項９においては、先ず、複素情報サブキャリア信号が変換手段に供給される。検出手段によって変換手段からの複素ベースバンド時間波形の時間サンプルの最大振幅又は最大電力が検出され、検出結果が出力される。この検出結果に基づいて複素直流サブキャリア信号が生成され、複素情報サブキャリア信号に付加されて変換手段に供給される。変換手段は複素直流サブキャリア信号が付加された複素情報サブキャリア信号からＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を生成する。これにより、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を小さくする。
【００２１】
本発明の請求項１５において、複数の複素情報サブキャリア信号は変換手段に供給されて、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換される。検出手段によって、複素ベースバンド時間波形の時間サンプルの最大振幅又は最大電力が検出され、検出結果が出力される。複素ベースバンド直流信号付加手段は、検出結果に基づく複素ベースバンド直流信号を発生して、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する。こうして、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅が低減される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係るＯＦＤＭ信号伝送装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【００２３】
入力された情報ビット系列は変調部１に供給される。変調部１は所定の変調方式で情報ビット系列を変調して直列／並列変換部２に出力する。直列／並列変換部２は、直列に入力された情報ビット系列を所定ビット数の並列データに変換する。直列／並列変換部２からは複数の変調信号が複素情報サブキャリア信号として同時に出力される。これらの複素情報サブキャリア信号は、高速逆フーリエ変換部３に供給される。
【００２４】
複素冗長サブキャリア信号生成部４は、後述する方法によって、高速逆フーリエ変換で得られるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号を生成する。複素冗長サブキャリア信号生成部４が発生した複素冗長サブキャリア信号（図１では２本）は、高速逆フーリエ変換部３に供給される。
【００２５】
高速逆フーリエ変換部３は、入力されたサブキャリア信号に対して高速逆フーリエ変換処理を施して、複素ベースバンド時間波形に変換して送信処理部５に出力するようになっている。
【００２６】
送信処理部５は、生成された複素ベースバンド時間波形に対して、Ｄ／Ａ変換処理、マルチパスによる遅延波成分を吸収するためのガードタイム付加処理、送信信号の増幅処理及び周波数変換処理等の送信処理を行うことによって送信信号を生成してアンテナ６に供給する。アンテナ６は送信信号を放射する。
【００２７】
高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形は、入力される各サブキャリア信号によって振幅変動及び最大振幅値が変化する。換言すると、高速逆フーリエ変換部３に入力される各サブキャリア信号の複素レベルを適宜設定することによって、ＯＦＤＭシンボルの時間波形の振幅変動幅を制御することができる。この場合において、複素情報サブキャリア信号のレベルを変更せずに、複素冗長サブキャリアの周波数及びレベルのみを適宜設定することによって、生成されるＯＦＤＭ信号に含まれる情報成分に影響を与えることなく、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅変動を制御することができる。
【００２８】
例えば、複素冗長サブキャリア信号生成部４は、高速逆フーリエ変換部３によって複素情報サブキャリア信号のみからＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を生成した後、この時間波形に基づいて付加する複素冗長サブキャリア信号を算出することによって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号を生成することができる。
【００２９】
また、例えば、複素冗長サブキャリア信号生成部４は、予め情報ビット系列毎にＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号を求め、情報ビット系列と複素冗長サブキャリア信号とのテーブルを設けて、入力された情報ビット系列に対応する複素冗長サブキャリア信号を出力するようにしてもよい。この場合には、複素冗長サブキャリア信号は、複素情報サブキャリア信号と同時に高速逆フーリエ変換部３に入力され、複素ベースバンド時間波形に変換される。
【００３０】
なお、図１では２本の複素冗長サブキャリア信号を発生する構成としたが、複素冗長サブキャリア信号数は、複素情報サブキャリア信号数との合計が高速逆フーリエ変換部３の入力ポイント数以下であれば、いくつであっても構わない。
【００３１】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図２及び図３の説明図を参照して説明する。図２（ａ）は実軸と虚軸とによる複素平面において複素情報サブキャリア信号の信号点配置を示し、図２（ｂ）は横軸に周波数をとって情報サブキャリア信号の周波数軸上の位置を示している。また、図３は横軸に実軸振幅レベルをとり縦軸に虚軸振幅レベルをとって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を複数のサンプル点ｉにおいてサンプリングした場合の各サンプル点における複素レベルを示している。
【００３２】
入力された情報ビット系列は変調部１で変調された後、直列／並列変換部２に供給されて、並列な複素情報サブキャリア信号に変換される。この複素情報サブキャリア信号は、高速逆フーリエ変換部３に供給される。
【００３３】
一方、複素冗長サブキャリア信号生成部４は、複素情報サブキャリア信号の高速逆フーリエ変換で得られるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号を生成する。
【００３４】
いま、高速逆フーリエ変換部３が１６入力ポイント及び１６出力ポイントで構成されているものとし、直列／並列変換部２から７本の複素情報サブキャリア信号が並列に出力されるものとして説明する。また、７本全ての複素情報サブキャリア信号の信号点が図２（ａ）に示すように、ｅのｊ乗で表される（但し、ｊは虚数単位を表す）ものとし、また、これらの複素情報サブキャリア信号の周波数が、ＯＦＤＭシンボル長をＴとして、図２（ｂ）に示すように、夫々±２π／Ｔ、±４π／Ｔ、±６π／Ｔ、−８π／Ｔであるものとする。
【００３５】
高速逆フーリエ変換部３は、並列に入力される７本の複素情報サブキャリア信号と２本の複素冗長サブキャリア信号について高速逆フーリエ変換を行って、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を得る。この複素ベースバンド時間波形は、高速逆フーリエ変換の１６出力ポイントから出力される１６個のサンプルで構成される。
【００３６】
いま、７本の複素情報サブキャリア信号のみに対する高速逆フーリエ変換処理によって生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を、ｉ＝１〜１６の１６個の各サンプル点における複素振幅レベルが図３の点によって表されるものとする。図３に示すように、高速逆フーリエ変換出力の離散時間波形のサンプル番号ｉが９の場合に、ＯＦＤＭシンボルの振幅が最大となることが分かる。
【００３７】
本実施の形態においては、振幅が最大となるサンプル番号ｉが９における離散時間波形の振幅を低減するように複素冗長サブキャリア信号を設定する。この場合には、複素冗長サブキャリア信号生成部４は、付加する複素冗長サブキャリア信号の周波数を既に複素情報サブキャリア信号が存在する周波数以外の周波数に設定する。即ち、複素冗長サブキャリア信号の周波数は、図２の例では、±２π／Ｔ、±４π／Ｔ、±６π／Ｔ、−８π／Ｔ以外の周波数に設定する。なお、複素冗長サブキャリア信号の周波数は、複素情報サブキャリア信号が存在しない周波数であれば、いずれの周波数に設定してもよく、また、一本であっても複数であっても構わない。
【００３８】
上述したように、複素冗長サブキャリア信号生成部４からの複素冗長サブキャリア信号は、直列／並列変換部２からの複素情報サブキャリア信号と共に高速逆フーリエ変換部３に与えられる。高速逆フーリエ変換部３では、複素情報サブキャリア信号に複素冗長サブキャリア信号が付加された状態で、高速逆フーリエ変換処理によってＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形への変換が行われる。
【００３９】
図３の破線に示す円は、ｉ＝９における離散時間波形の振幅と等しい振幅を表している。複素冗長サブキャリア信号を付加した結果、破線円内に全てのサンプル点ｉにおける複素ベースバンド時間波形のサンプルが配置されれば、振幅の最大値が低減されたことになる。
【００４０】
例えば、ｉ＝９における複素ベースバンド時間波形のサンプルが、複素冗長サブキャリア信号の付加によって白丸の位置に移動した場合には、振幅の最大値が低減されたことになる。しかし、ｉ＝９の複素ベースバンド時間波形のサンプルの振幅が下がる一方で、他のサンプル点ｉの複素ベースバンド時間波形のサンプルが円外に移動してしまうと、振幅の最大値が逆に増加したことになってしまうので、全てのサンプル点における離散時間波形の振幅を考慮する必要がある。
【００４１】
複素ベースバンド時間波形のレベルが所定の範囲内に低減されたＯＦＤＭシンボルは送信処理部５に供給される。送信処理部５によって、生成された複素ベースバンド時間波形には、Ｄ／Ａ変換処理、マルチパスによる遅延波成分を吸収するためのガードタイム付加処理、送信信号の増幅処理及び周波数変換処理等の送信処理が施されて送信信号が生成される。この送信信号はアンテナ６から送出される。
【００４２】
なお、複素情報サブキャリア信号のみから生成される複素ベースバンド時間波形の振幅が比較的大きくない場合には、複素冗長サブキャリア信号を付加する必要がないことは当然である。
【００４３】
次に、図４及び図５を参照して付加する複素冗長サブキャリア信号とこれによるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の変化について詳細に説明する。図４は複素平面において冗長サブキャリア信号の信号点配置を示す説明図であり、図５は図３に対応した説明図である。
【００４４】
いま、複素冗長サブキャリア信号生成部４において直流成分の複素冗長サブキャリア信号を発生するものとする。図４は直流成分の複素冗長サブキャリア信号を示す信号点配置の一例である。図４に示すように、ｅの-j3π/4乗であるものとする。この複素冗長サブキャリア信号によって、図２の複素情報サブキャリア信号から生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形のサンプル点ｉ＝９における振幅の最大値を低減することができる。
【００４５】
複素冗長サブキャリア信号は、周波数０の信号として高速逆フーリエ変換部３に入力される。複素冗長サブキャリア信号は、周波数が０であるので、複素ベースバンド時間波形に変換されると複素ベースバンド直流信号となる。従って、図４に示す複素冗長サブキャリア信号を付加すると、複素情報サブキャリア信号のみから生成された複素ベースバンド時間波形の信号が一定量シフトすることになる。
【００４６】
図５は図３に示すＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に、図４の信号点に示す直流成分（周波数０）を複素冗長サブキャリア信号として付加した場合に、高速逆フーリエ変換部３から得られる複素ベースバンド時間波形を示している。
【００４７】
図５に示す複素ベースバンド時間波形は、７本の複素情報サブキャリア信号から生成された図３の複素ベースバンド時間波形をシフトした波形となる。図５に示すように、サンプル点ｉ＝９における振幅は、図３のサンプル点ｉ＝９における振幅よりも小さくなることが分かる。
【００４８】
また他のサンプル点ｉにおける振幅も図３のサンプル点ｉ＝９における最大振幅よりも小さいので、複素冗長サブキャリア信号として付加した直流成分によって、最大振幅が低減されることが分かる。これにより、最大瞬時電力が低減するので、送信電力増幅器のバックオフの低減が可能となる。しかも、複素冗長サブキャリア信号が直流成分であるので、複素冗長サブキャリア信号の位相及び振幅の設定が容易である。
【００４９】
このように本実施の形態においては、複素情報サブキャリア信号が存在する周波数以外の周波数において、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号を発生させ、複素情報サブキャリア信号に複素冗長サブキャリア信号を付加した後高速逆フーリエ変換を行ってＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を生成しており、情報サブキャリア信号に影響を与えることなく、複素情報サブキャリア信号のみから生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に比して最大振幅を低減させることができる。
【００５０】
即ち、ＯＦＤＭ信号の最大瞬時電力が低下するので、送信電力増幅器のバックオフ量の低減が可能となる。しかも、従来のＯＦＤＭ信号伝送装置に複素冗長サブキャリア信号生成部４を付加しただけの構成であるので、装置規模の増加は比較的小さい。また、付加する複素冗長サブキャリア信号は、変調部１の出力の固定の信号点配置に依存しないので、振幅及び位相を自由に設定することが可能であり、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅制御の制御範囲が広い。
【００５１】
なお、図４及び図５では付加する複素冗長サブキャリア信号を直流成分としたが、直流成分でなくてもよいことは明らかである。
【００５２】
図６は本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。図６において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は複素冗長サブキャリアを付加するのではなく、複素ベースバンド連続波を付加することによって、送信するＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅を低減するようにしたものである。
【００５３】
本実施の形態においては、複素冗長サブキャリア信号生成部４を削除し、連続波生成部７及び加算器８を設けた点が図１の実施の形態と異なる。即ち、高速逆フーリエ変換部３には直列／並列変換部２からの複素情報サブキャリア信号のみが供給される。
【００５４】
高速逆フーリエ変換部３は、複素情報サブキャリア信号のみをＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する。高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形は加算器８を介して送信処理部５に供給されるようになっている。
【００５５】
連続波生成部７は、複素情報サブキャリア信号が存在しない周波数の複素ベースバンド連続波を生成する。生成される複素ベースバンド連続波は、複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅（電力）の最大値を低減することができる振幅及び位相を有している。
【００５６】
図１の実施の形態と同様に、連続波生成部７は、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルから複素ベースバンド連続波の振幅及び位相を算出することによって複素ベースバンド連続波を生成してもよく、また、予め情報ビット系列又は複素情報サブキャリア信号に対応する複素ベースバンド連続波をテーブルとして備えて、このテーブルを利用して複素ベースバンド連続波を発生させるようにしてもよい。
【００５７】
加算器８は、高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に連続波生成部７からの複素ベースバンド連続波を付加して送信処理部５に出力するようになっている。
【００５８】
他の構成は図１の実施の形態と同様である。
【００５９】
次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。
【００６０】
情報ビット系列は、変調部１によって変調され、直列／並列変換部２で複素情報サブキャリア信号に変換される。複素情報サブキャリア信号は、高速逆フーリエ変換部３によって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換される。
【００６１】
一方、連続波生成部７は、複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅（電力）の最大値を低減可能な振幅及び位相を有し、複素情報サブキャリア信号が存在しない周波数の複素ベースバンド連続波を生成する。高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形と複素ベースバンド連続波とは加算器８において加算されて送信処理部５に供給される。
【００６２】
複素ベースバンド連続波は、複素情報サブキャリア信号が存在しない周波数に設定されているので、加算器８の出力は、複素情報サブキャリアによる情報成分に影響を与えることなく、高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値を低減できる。
【００６３】
送信処理部５は、加算器８の出力に対して所定の送信処理を施して、アンテナ６から送信させる。
【００６４】
他の作用は図１の実施の形態と同様である。
【００６５】
このように、本実施の形態においては、図１の形態において付加した複素冗長サブキャリア信号と同一の信号を、複素ベースバンド連続波として付加している。これにより、本実施の形態において図１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。即ち、複素ベースバンド連続波を付加することによって、複素情報サブキャリア信号のみから生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減することができる。最大瞬時電力が低下するので、送信電力増幅器のバックオフ量を低減することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施の形態においても、複素情報サブキャリア信号のみから生成される複素ベースバンド時間波形の振幅が比較的大きくない場合には、複素ベースバンド連続波を付加する必要がないことは明らかである。
【００６７】
また、本実施の形態においては、複素ベースバンド時間波形生成後に、付加すべき複素ベースバンド連続波の振幅及び位相を算出することができるので、図１の実施の形態に比して振幅及び位相の設定が簡単になるという利点がある。
【００６８】
図７は本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。図７において図６と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は複素ベースバンド連続波に代えて複素ベースバンド直流信号を付加するようにしたものである。
【００６９】
本実施の形態は連続波生成部７に代えて直流信号生成部９を設けた点が図６の実施の形態と異なる。直流信号生成部９は、複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅（電力）の最大値を低減することができる振幅及び位相を有した複素ベースバンド直流信号を生成して加算器８に出力するようになっている。直流信号生成部９における複素ベースバンド直流信号の生成方法は、連続波生成部７の複素ベースバンド連続波の生成方法と同様である。
【００７０】
他の構成は図６の実施の形態と同様である。
【００７１】
このように構成された実施の形態においては、直流信号生成部９によって、複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅（電力）の最大値を低減することができる振幅及び位相を有した複素ベースバンド直流信号が生成される。加算器８は、高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に直流信号生成部９からの複素ベースバンド直流信号を付加して送信処理部５に出力する。
【００７２】
この場合、加算器８から出力される複素ベースバンド時間波形は、高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅が低下する方向にシフトされたものとなる。
【００７３】
他の作用は図６の実施の形態と同様である。
【００７４】
このように、本実施の形態においても図６の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、複素ベースバンド直流成分を加算する構成となっているので、図６の実施の形態に比して複素ベースバンド直流信号の位相設定が容易であるという利点がある。
【００７５】
なお、上記各実施の形態においては、付加する複素冗長サブキャリア信号、複素ベースバンド連続波又は複素ベースバンド直流成分によって、情報ビット系列を伝送する複素情報サブキャリア信号に影響を与えておらず、単に生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大振幅を制御するのみである。従って、受信側において特別な装置は必要ではなく、通常の受信装置によって受信可能である。
【００７６】
ところで、図６の実施の形態だけでなく図１の実施の形態においても直流成分の複素冗長サブキャリア信号を付加することによって、位相設定が容易となる。図８乃至図１０を参照して、直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号を付加する例について説明する。図８は複素平面において冗長サブキャリア信号の信号点配置を示す説明図であり、図９は図３に対応した説明図である。また、図１０は横軸に時間サンプル点ｉをとり縦軸に電力レベルをとって直流成分の複素冗長サブキャリア信号付加前後における複素ベースバンド時間波形の電力レベルの変化を示すグラフである。
【００７７】
複素ベースバンド時間波形の最大振幅を大きく低減するためには、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルの位相と逆相にシフトするように設定すればよい。つまり、付加する直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号の位相が、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルの位相と逆相であればよい。
【００７８】
いま、図３に示す複素情報サブキャリア信号に対して最大振幅を大きく低減する直流成分の複素冗長サブキャリア信号を付加するものとする。この場合には、図３の複素ベースバンド時間波形における振幅が最大となるサンプル点（ｉ＝９）の位相と逆相に複素冗長サブキャリア信号の信号点を設定すればよい。即ち、直流成分の複素冗長サブキャリア信号の位相は−π／２に設定する。
【００７９】
また、直流成分の複素冗長サブキャリア信号の振幅は、シフト後の複素ベースバンド時間波形のサンプル点ｉ＝９以外の振幅が、シフト前の複素ベースバンド時間波形の最大振幅を越えないように設定する。ここでは、一例として振幅を２とする。従って、直流成分の複素冗長サブキャリア信号の信号点は図８のように設定される。
【００８０】
図８に示す直流成分の複素冗長サブキャリア信号を複素情報サブキャリア信号に付加した場合において、高速逆フーリエ変換処理によって生成した複素ベースバンド時間波形は図９に示すものとなる。図３と図９との比較から明らかなように、サンプル点ｉ＝９における振幅の最大値が著しく低減されている。
【００８１】
このように直流成分の複素冗長サブキャリア信号若しくは複素ベースバンド直流信号の信号点を、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルと逆位相に設定することによって、振幅の最大値を効率よく低減することができる。また、逆相に設定するためには、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルの位相を算出すればよいので、直流成分以外の成分を付加する場合に比して、直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号の位相設定は簡単である。
【００８２】
図１０は複素情報サブキャリア信号のみから生成したＯＦＤＭシンボルの電力と、図８の直流成分の複素冗長サブキャリア信号付加後に生成したＯＦＤＭシンボルの電力を示している。図１０に示すように、複素冗長サブキャリア信号を付加することによって、瞬時最大電力が約３ｄＢ低減されていることが分かる。このように、瞬時最大電力を低減することができるので、送信電力増幅器のバックオフ量を低減することが可能となる。
【００８３】
ところで、上述したように、複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド連続波の位相及び振幅を、複素情報サブキャリア信号から生成した複素ベースバンド時間波形に基づいて算出してもよいが、情報ビット系列又は複素情報サブキャリア信号に対応する複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド連続波との関係を示すテーブルを予め備えておくことによって、瞬時に複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド連続波を設定することが可能となる。
【００８４】
図１１はこのようなテーブルの一例を示す説明図であり、２本の複素冗長サブキャリア信号を付加する場合の例を示している。
【００８５】
図１１においては、７ビットの情報ビット系列に基づく複素情報サブキャリア信号が生成される場合において、２本の複素冗長サブキャリア信号を発生させる場合の例を示している。即ち、各情報ビット系列毎に、複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減するための複素冗長サブキャリア信号１及び複素冗長サブキャリア信号２の振幅及び位相を示している。
【００８６】
７ビットの情報ビットの組合せは１２８通りであるので、１２８通りの情報ビット系列に対して複素冗長サブキャリア信号１と複素冗長サブキャリア信号２との振幅及び位相を夫々予め算出し、設定しておく必要がある。複素冗長サブキャリア信号のテーブルを備えることによって、瞬時に複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド連続波等を設定することが可能となる。
【００８７】
なお、受信側ではテーブルを用意する必要はなく、通常のＯＦＤＭ信号の受信処理で複素情報サブキャリア信号を復調することができることは明らかである。
【００８８】
ところで、必ずしも、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を最小に設定する必要はなく、所定の閾値以下にすればよい。図１２はこの閾値を説明するための説明図である。図１２は図３に対応したものである。
【００８９】
送信するＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅又は電力に閾値を設定し、閾値を越えた分だけ複素ベースバンド時間波形全体をシフトするように直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号の振幅を設定するのである。
【００９０】
いま、情報サブキャリア信号から生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形が図３に示すものであるものとする。図１２においては破線によって振幅の閾値を示しており、図１２に示すように、図３の複素ベースバンド時間波形の最大振幅よりも小さい振幅が閾値として設定されている。
【００９１】
この場合には、設定された振幅の閾値よりも複素情報サブキャリアに基づく複素ベースバンド時間波形の最大振幅が大きいので、複素ベースバンド時間波形の最大値が閾値内に納まるように、複素ベースバンド時間波形をシフトする。シフトの方向は、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルの位相と逆相とし、シフト量は閾値を越えた分とする。
【００９２】
つまり、付加する直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号の位相は、振幅が最大となる複素ベースバンド時間波形のサンプルの逆相に設定し、振幅は閾値との差分の振幅に設定する。図１２はこのようにして設定された直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号を付加して得られる複素ベースバンド時間波形を示している。
【００９３】
直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号を付加すると、複素ベースバンド時間波形の全てのサンプル点ｉにおける振幅が閾値内の値となるので、複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値は閾値内に制限され、最大瞬時電力の低減が可能となる。また、直流成分の複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号の振幅を簡単に算出することが可能である。
【００９４】
なお、この場合においても、複素情報サブキャリア信号のみから生成される複素ベースバンド時間波形が全てのサンプルｉにおいて振幅が閾値内に納まる場合には、複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド直流信号を付加する必要がないことは明らかである。
【００９５】
次に、複素冗長サブキャリア信号又は複素ベースバンド連続波の位相及び振幅を、複素情報サブキャリア信号から生成した複素ベースバンド時間波形に基づいて算出する方法について、具体的に説明する。
【００９６】
図１３は図７の実施の形態において、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を最小にするための複素ベースバンド直流信号の算出を可能にした具体的な実施の形態を示すブロック図である。図１３において図７と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００９７】
高速逆フーリエ変換部３は高速逆フーリエ変換回路（以下、ＩＦＦＴという）２１及び並列／直列変換部２２によって構成されている。ＩＦＦＴ２１は入力された複素情報サブキャリア信号を出力ポイント数の時間サンプルに変換して並列／直列変換部２２に出力する。並列／直列変換部２２は、入力された並列データを直列に並べ換えてＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を加算器８に出力する。加算器８は、高速逆フーリエ変換部３の出力に直流信号生成部２４からの複素ベースバンド直流信号を加算して送信処理部５に出力する。
【００９８】
本実施の形態においては、加算器８の出力は最大電力検出部２３にも供給されるようになっている。最大電力検出部２３は、入力された複素ベースバンド時間波形の電力(振幅)が最大となる時間サンプルを検出し、その時間サンプルの位相を直流信号生成部２４に出力する。
【００９９】
図１４は図１３中の最大電力検出部２３の具体的な構成を示すブロック図である。
【０１００】
最大電力検出部２３は極座標変換部２５及び選択部２６によって構成されている。極座標変換部２５はピタゴラスプロセッサ等によって構成されており、加算器８からの複素ベースバンド時間波形を極座標に変換して、その振幅及び位相を選択部２６に出力する。選択部２６は、入力された複素ベースバンド時間波形の各時間サンプルの振幅を比較し、振幅が最大となる時間サンプル、即ち電力が最大となる時間サンプルを選択する。選択部２６は、選択した時間サンプルの位相θを、直流信号生成部２４に出力するようになっている。
【０１０１】
直流信号生成部２４は、複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅（電力）の最大値を低減するように、最大電力検出部２３からの位相θの逆相の複素ベースバンド直流信号を生成して加算器８に出力するようになっている。
【０１０２】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図１５を参照して説明する。図１５は図１３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１０３】
図１５のステップＳ1 において、情報ビット系列から複素情報サブキャリア信号が生成される。即ち、情報ビット系列は変調部１によって変調された後、直列／並列変換部２によって並列データに変換される。次に、ステップＳ2 において、複素情報サブキャリア信号は高速逆フーリエ変換部３に与えられて、複素ベースバンド時間波形に変換される。
【０１０４】
高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形は加算器８を介して最大電力検出部２３に供給される。なお、この時点では、直流信号生成部２４は信号を加算器８に出力していなくてもよく、また、所定の初期値を出力するようにしていてもよい。ステップＳ3 において、最大電力検出部２３は、生成されたＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大電力(振幅)を有する時間サンプルを選択し、選択した時間サンプルの位相θを検出する。
【０１０５】
この位相θの情報は直流信号生成部２４に供給される。直流信号生成部２４は、最大振幅もしくは最大電力を有する時間サンプルの逆相の複素ベースバンド直流信号（Ａｅの−ｊθ乗）を生成する。なお、Ａは複素ベースバンド直流信号の振幅を示し、ｊは虚数単位である。
【０１０６】
直流信号生成部２４において生成された複素ベースバンド直流信号は加算器８に与えられて、高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形の各時間サンプルに加算される（ステップＳ4 ）。これにより、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力が低減される。
【０１０７】
次のステップＳ5 において、加算器８の出力は送信処理部５に供給されて、アンテナ６から送信される。
【０１０８】
このように、本実施の形態においては、複素情報サブキャリア信号のみから生成される複素ベースバンド時間波形の電力が最大となる時間サンプルを検出し、その時間サンプルの逆相の複素ベースバンド直流信号を複素情報サブキャリア信号に基づく複素ベースバンド時間波形に付加することによって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力を低減している。これにより、送信電力増幅器のバックオフを小さくすることができ、高効率な電力増幅が可能となり、伝送装置の低消費電力化を実現できる。
【０１０９】
しかも、図１３においては、最大電力検出部２３、直流信号生成部２４及び加算器８を付加しただけの構成であるので、装置規模の増加は比較的小さく、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時電力を低減できる。更に、付加する複素ベースバンド直流信号は、変調部１のマッピング方法に依存しないので、振幅及び位相を自由に設定することが可能である。
【０１１０】
なお、図１３においては、並列／直列変換部２２によって複素ベースバンド時間波形に変換した後に最大電力を検出する構成としたが、並列直列変換前の並列の時間サンプルを最大電力検出部２３に供給する構成にしてもよい。また、直流信号生成部２４から出力される複素ベースバンド直流信号を並列／直列変換後に加算器８で付加する構成としたが、直列変換前の並列の時間サンプル夫々に対して複素ベースバンド直流信号を付加する構成としてもよい。
【０１１１】
ところで、図１５においては、複素ベースバンド直流信号を１回だけ付加することによって複素ベースバンド信号の瞬時最大電力を低減させている。しかし、複数回付加を繰り返すことによって、瞬時最大電力を一層効率的に低減させることができる。
【０１１２】
図１６はこの場合の動作フローを示すフローチャートである。図１６において図１５と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１３】
情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形が生成されるまでの動作は図１５と同様である。図１６では、ステップＳ13において付加回数ｎを０に初期化する。次のステップＳ14において、ｎが設定回数Ｎに到達したか否かを判断する。次のステップＳ15において、ｎをインクリメントしてステップＳ3 の処理に移行する。
【０１１４】
ステップＳ3 では、最大電力検出部２３において、最大電力を有する時間サンプルの位相θが検出され、直流信号生成部２４において、この位相θの逆相の複素ベースバンド直流信号が生成される。次のステップＳ4 では、加算器８において、情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形に直流信号生成部２４からの複素ベースバンド直流信号が加算される。
【０１１５】
これにより、加算器８からの複素ベースバンド時間波形の最大振幅は低減される。次のステップＳ14において、ｎがＮに到達したか否かが判断される。Ｎが２以上である場合には、２回目の付加処理のために再度ステップＳ15，Ｓ3 ，Ｓ4 の処理が繰返される。
【０１１６】
これにより、加算器８からの複素ベースバンド時間波形の最大振幅は一層低減される。ステップＳ3 ，Ｓ4 の処理がＮ回繰返されると、処理がステップＳ18に移行して、加算器８からの複素ベースバンド時間波形は、送信処理部５によって送信される。
【０１１７】
なお、Ｎが０に設定されている場合には、複素ベースバンド直流信号の付加を行うことなく、情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形をそのまま送信処理部５から送信する。
【０１１８】
このように、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大電力(振幅)を有する時間サンプルを検出し、その時間サンプルと逆相の複素ベースバンド直流信号を付加する処理を複数回行うことによって、複素ベースバンド直流信号の付加を一回のみ行う場合よりもＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力の低減効果を大きくすることができる。従って、送信電力増幅器のバックオフを図１５の場合よりも一層低減することができ、高効率な電力増幅が可能となり、伝送装置の低消費電力化を実現できる。
【０１１９】
図１７は本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。図１７において図１３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を最小にするための直流成分の複素冗長サブキャリア信号（以下、複素直流サブキャリア信号という）の算出を可能にした例である。
【０１２０】
本実施の形態は加算器８を省略すると共に、直流信号生成部２４に代えて複素直流サブキャリア信号生成部３１を設けた点が図１３の実施の形態と異なる。本実施の形態においては、最大電力検出部２３は、高速逆フーリエ変換部３からのＯＦＤＭシンボルのベースバンド時間波形の電力(振幅)が最大となる時間サンプルを検出し、その位相θの情報を複素直流サブキャリア信号生成部３１に供給するようになっている。
【０１２１】
複素直流サブキャリア信号生成部３１は、電力(振幅)が最大となる時間サンプルの位相の逆相の複素直流サブキャリア信号を生成し、高速逆フーリエ変換部３に出力するようになっている。この生成された複素直流サブキャリア信号は、高速逆フーリエ変換部３に直流成分（周波数が０）として入力され、高速逆フーリエ変換部３によって、複素情報サブキャリア信号と共に複数の時間サンプルに変換される。
【０１２２】
他の構成は図１３の実施の形態と同様である。
【０１２３】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図１８を参照して説明する。図１８は図１７の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。図１８において図１５と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
図１８のステップＳ1 において、情報ビット系列から複素情報サブキャリア信号が生成される。即ち、情報ビット系列は変調部１によって変調された後、直列／並列変換部２によって並列データに変換される。
【０１２５】
次に、ステップＳ2 において、複素情報サブキャリア信号は高速逆フーリエ変換部３に与えられて、複素ベースバンド時間波形に変換される。この時点では、複素情報サブキャリア信号のみを用いてＯＦＤＭの複素ベースバンド時間波形を得ている。
【０１２６】
高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形は最大電力検出部２３に供給され、ステップＳ3 において、複素ベースバンド時間波形の最大電力(振幅)を有する時間サンプルが検出され、この時間サンプルの位相θの情報が複素直流サブキャリア信号生成部３１に供給される。
【０１２７】
複素直流サブキャリア信号生成部３１は、最大振幅もしくは最大電力を有する時間サンプルの逆相の複素直流サブキャリア信号（Ａ′ｅの−ｊθ乗）を生成する。なお、Ａは複素直流サブキャリア信号の振幅である。
【０１２８】
複素直流サブキャリア信号生成部３１において生成された複素直流サブキャリア信号は、直流成分（周波数が０）として複素情報サブキャリア信号に付加されて高速逆フーリエ変換部３に与えられる（ステップＳ21）。
【０１２９】
高速逆フーリエ変換部３は、ステップＳ22において、複素情報サブキャリア信号及び冗長成分である複素直流サブキャリア信号から再度ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形を生成する。これにより、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力が低減される。
【０１３０】
次のステップＳ5 において、高速逆フーリエ変換部３の出力は送信処理部５に供給されて、アンテナ６から送信される。
【０１３１】
このように、本実施の形態においては、複素情報サブキャリア信号のみから生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の電力（振幅）が最大となる時間サンプルを検出し、その時間サンプルの逆相の複素直流サブキャリア信号を複素情報サブキャリア信号に付加することによって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力を低減する。瞬時最大電力の低減によって、送信電力増幅器のバックオフが低減されるため、高効率な電力増幅が可能となり、伝送装置の低消費電力化を実現できる。
【０１３２】
しかも、本実施の形態においては、最大電力検出部２３、複素直流サブキャリア生成部３１を付加しただけの構成であるので、装置規模を極端に増大させずにＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力を低減することができる。更に、付加する複素直流サブキャリア信号は、変調部１のマッピング方法に依存しないので、振幅及び位相を自由に設定することが可能である。
【０１３３】
また、本実施の形態においては、図１３の実施の形態と同様に、高速逆フーリエ変換部３の出力を並列／直列変換部２２によってＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換した後に最大電力を検出する構成としたが、並列／直列変換前の並列の時間サンプルを最大電力検出部２３に入力する構成としてもよい。また、最大電力検出部２３は、位相θの情報を複素直流サブキャリア信号生成部３１に対して出力する以外には図１４と同一構成で実現することができる。
【０１３４】
ところで、図１８においては、複素直流サブキャリア信号を１回だけ付加することによって複素ベースバンド信号の瞬時最大電力を低減させている。しかし、複数回付加を繰り返すことによって、瞬時最大電力を一層効率的に低減させることができる。
【０１３５】
図１９はこの場合の動作フローを示すフローチャートである。図１９において図１８と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【０１３６】
図１９においては、先ず、ステップＳ25において付加回数ｎを０に初期化する。次のステップＳ1 ，Ｓ2 において、情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形が生成される動作は図１８と同様である。
【０１３７】
次のステップＳ26では、ｎが所定の回数Ｎに到達したか否かを判断する。次のステップＳ27において、ｎをインクリメントしてステップＳ21の処理に移行する。
【０１３８】
ステップＳ21では、最大電力検出部２３において、最大電力を有する時間サンプルの位相θが検出され、複素直流サブキャリア信号生成部３１において、この位相θの逆相の複素直流サブキャリア信号が生成される。次のステップＳ22では、情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形に複素直流サブキャリア信号が加算されて、高速逆フーリエ変換部３に供給される。
【０１３９】
ステップＳ2 では、２回目の高速逆フーリエ変換処理が行われる。高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形の最大振幅は１回目よりも低減される。次のステップＳ26において、ｎがＮに到達したか否かが判断される。Ｎが２以上である場合には、２回目の付加処理を行うために再度ステップＳ27，Ｓ21，Ｓ22の処理が繰返される。
【０１４０】
これにより、高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形の最大振幅は一層低減される。ステップＳ21，Ｓ22の処理がＮ回繰返されると、処理がステップＳ18に移行して、高速逆フーリエ変換部３からの複素ベースバンド時間波形は、送信処理部５によって送信される。
【０１４１】
なお、Ｎが０に設定されている場合には、複素ベースバンド直流信号の付加を行うことなく、情報ビット系列に基づく複素ベースバンド時間波形をそのまま送信処理部５から送信する。
【０１４２】
このように、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大電力(振幅)を有する時間サンプルを検出し、その時間サンプルと逆相の複素直流サブキャリア信号を付加する処理を複数回行うことによって、複素直流サブキャリア信号の付加を一回のみ行う場合よりもＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力の低減効果を大きくすることができる。従って、送信電力増幅器のバックオフを図１８の場合よりも一層低減することができ、高効率な電力増幅が可能となり、伝送装置の低消費電力化を実現できる。
【０１４３】
ところで、図１６及び図１９においては、複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号を複数回付加することによって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力を十分に低減する例を説明したが、更に、付加する複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号の振幅を付加回数ｎに応じて変動させると、少ない設定回数ＮでもＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力をより大きく低減することができる。
【０１４４】
即ち、ｎ回目に付加する複素ベースバンド直流信号の振幅をＡn とすると、特にＡn ＜Ａn-1 となるように振幅を変動させると、瞬時最大電力の発散又は振動を防いで、効率良く瞬時最大電力を最適値に収束させることが可能となる。
【０１４５】
図２０はこの場合の動作フローを説明するためのフローチャートである。図２０において図１６と同一の手順に同一符号を付して説明を省略する。
【０１４６】
図２０は複素ベースバンド直流信号の振幅をｎに応じて変動させる場合について示している。なお、複素直流サブキャリア信号の振幅をｎに応じて変動させる場合も同様の動作フローが考えられることは明らかである。
【０１４７】
図２０においては、ステップＳ4 に代えてステップＳ31を設けた点が図１６と異なる。
【０１４８】
ステップＳ31においては、直流信号生成部２４が、振幅がＡn の複素ベースバンド直流信号を発生し、加算器８がこの複素ベースバンド直流信号を高速逆フーリエ変換部３の出力に加算するようになっている。
【０１４９】
他の手順は図１６と同様である。
【０１５０】
次に、図２０のフローを採用した場合における複素ベースバンド時間波形の振幅低減効果について図２１及び図２２を参照して説明する。図２１は横軸にピークファクタＲをとり縦軸に累積分布関数（ｃｄｆ）（Ｆ（Ｒ））をとって、複素ベースバンド時間波形の振幅低減効果を示すグラフである。また、図２２は累積分布関数Ｆ（Ｒ）が０．９９となる場合のピークファクタの最大値Ｒmax を示す図表である。
【０１５１】
いま、高速逆フーリエ変換部３が１６入力ポイントで構成されており、７本の複素情報サブキャリア信号を入力するものとする。７本の複素情報サブキャリア信号の周波数は、ＯＦＤＭシンボル長をＴとして、夫々±２π／Ｔ，±４π／Ｔ，±６π／Ｔ，−８π／Ｔとする。
【０１５２】
図２１は、この場合において生成された複素ベースバンド時間波形の最大振幅の分布を示している。即ち、図２１は、振幅Ａn を設定した場合の複素ベースバンド時間波形の瞬時最大振幅の累積分布関数（cdf）によって振幅低減効果を示している。なお、横軸は（Ｐave の平方根）で正規化した瞬時最大振幅(ピークファクタＲ)であり、縦軸はピークファクタＲの累積分布関数Ｆ（Ｒ）を表している。
【０１５３】
図２１中、実線は複素ベースバンド直流信号を付加しない例を示している。また、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の平均電力をＰave として、図２１中の実線に黒丸はＡn がＡn ＝（１／４）（Ｐave の平方根）の場合の例であり、実線に三角はＡn がＡn ＝（１／２）（Ｐave の平方根）の場合の例であり、実線に四角はＡn がＡn ＝（Ｐave の平方根）の場合の例である。即ち、これらの例は、付加する複素ベースバンド直流信号の振幅Ａn がｎに依らず一定の場合の例である。
【０１５４】
一方、図２１中の実線に×印は、複素ベースバンド直流信号の振幅Ａn が変動する場合の例であり、Ａn がＡn ＝（１／２）Ａn-1 であって、初期値Ａ1 がＡ1 ＝（Ｐave の平方根）の場合を示している。
【０１５５】
なお、複素ベースバンド直流信号付加の設定回数ＮはＮ＝５とする。
【０１５６】
図２１に示すように、Ａn が一定の場合及びＡn がｎに応じて変動する場合の両者とも、複素ベースバンド直流信号の付加によって、複素ベースバンド直流信号付加前の元のＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形よりもピークファクタＲ、即ち瞬時最大振幅が低減されることが分かる。
【０１５７】
また、複素ベースバンド直流信号の振幅Ａn がｎに依らず一定の場合と、Ａn がｎに応じて変動する場合とを比較すると、Ａn がｎに応じて変動する場合の方が、Ａn が一定のどの場合よりもピークファクタＲ(瞬時最大振幅)が大きく低減されることが分かる。
【０１５８】
図２２は、図２１の各場合について、累積分布関数Ｆ（Ｒ）の値が０．９９となるときのピークファクタＲの値をＲmax として求めたものである。即ち、Ｒmax は、９９％の複素ベースバンド時間波形のピークファクタＲがＲmax 以下となる値を表す。
【０１５９】
図２２に示すように、複素ベースバンド直流信号を付加することによって、複素ベースバンド直流信号付加前の元の複素ベースバンド時間波形に比べて瞬時最大振幅が０．９２〜０．８３倍に低減されることが分かる。つまり電力は０．８５〜０．６９倍に低減されており、複素ベースバンド直流信号の付加によって瞬時最大電力が大きく低減されることが確認できる。特に、複素ベースバンド直流信号の振幅Ａn がｎに応じて変動する場合が、最も最大瞬時振幅(電力)を低減できることが分かる。
【０１６０】
このように、図２１及び図２２によって、同一振幅の複素ベースバンド直流信号を付加するよりも、振幅Ａn をｎに応じて変動させて付加した方が瞬時最大振幅(電力)を大きく低減できることが分かる。換言すると、振幅Ａn をｎに応じて変動させることによって、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大振幅（電力）を少ない回数で効率良く低減することができることになる。
【０１６１】
なお、図２０乃至図２２においては、複素ベースバンド直流信号を付加する例について説明したが、複素直流サブキャリア信号を付加する場合にも適用することができることは明らかである。
【０１６２】
ところで、図２０に示すように、複素ベースバンド直流信号を複数回付加することによって、複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力(振幅)が大きく低減されるが、最大瞬時電力が比較的小さい場合には、複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号の付加を予め定めた設定回数Ｎ回行うことなく、Ｎ回よりも少ない回数の付加で複素ベースバンド時間波形を送信処理部５に出力してもよい。また複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号が付加される前に十分に瞬時最大電力が小さいならば、複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号を付加しなくてもよい。
【０１６３】
図２３は複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力が予め設定した閾値よりも小さくなったことを検出することにより、設定回数Ｎ回よりも少ない回数だけ複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号を付加するようにした例を示すフローチャートである。図２３において図２０と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１６４】
図２３においては、ステップＳ41の手順を付加した点が図２０と異なる。ステップＳ3 において複素ベースバンド時間波形の最大電力を有する時間サンプルを検出すると、次にステップＳ41に処理を移行する。ステップＳ41は最大電力が閾値以下であるか否かを判断する。最大電力が閾値以下でなければ、次のステップＳ31に処理を移行して、図２０と同様に複素ベースバンド直流信号の付加を行う。
【０１６５】
最大電力が閾値以下である場合には、処理をステップＳ18に移行して、複素ベースバンド直流信号の付加処理を中止して、加算器８の出力を送信処理部５から送信させる。
【０１６６】
即ち、複素ベースバンド直流信号の付加回数ｎが予め設定した設定回数Ｎに達するか、又は複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力が予め設定した閾値以下となるまで、ステップＳ3 ，Ｓ31による複素ベースバンド直流信号の付加処理は繰返される。
【０１６７】
ステップＳ41の処理は、図１４の最大電力検出部２３によって実現することができる。最大電力検出部２３は、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の電力が最大となる時間サンプルを選択する。このとき選択した時間サンプルの位相θを検出してもよいし、位相θは後のステップで検出してもよい。また、振幅Ａn はｎに依らず一定であってもよいし、ｎに応じて変動させてもよい。
【０１６８】
このように、十分に最大瞬時電力が小さい場合、複素ベースバンド直流信号又は複素直流サブキャリア信号をＮ回付加する前に途中で複素ベースバンド直流信号の付加処理を打ち切ることが可能となり、効率的な処理が可能となる。
【０１６９】
なお、図２３ではＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の瞬時最大電力低減のために、複素ベースバンド直流信号を付加する例について説明したが、複素直流サブキャリア信号を付加するようにしても同様の効果が得られることは明らかである。
【０１７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅を低減するための複素冗長サブキャリア又は複素ベースバンド連続波を付加するようになっているので、装置規模を著しく増大させることなく、ＯＦＤＭ時間波形の最大瞬時電力を低減し、送信平均電力を向上させることによりデータ伝送時の伝送誤りを軽減することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号伝送装置の一実施の形態を示すブロック図。
【図２】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図３】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図４】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図５】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。
【図７】本発明の他の実施の形態を示すブロック図。
【図８】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図９】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図１０】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図１１】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図１２】実施の形態の動作を説明するための説明図。
【図１３】実施の他の実施の形態を示すブロック図。
【図１４】図１３中の最大電力検出部２３の具体的な構成を示すブロック図。
【図１５】図１３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】図１３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１７】実施の他の実施の形態を示すブロック図。
【図１８】図１７の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１９】図１７の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図２０】変形例を示すフローチャート。
【図２１】図２０を説明するためのグラフ。
【図２２】図２０を説明するための図表。
【図２３】変形例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…変調部、２…直列／並列変換部、３…高速逆フーリエ変換部、４…複素冗長サブキャリア信号生成部、５…送信処理部、７…連続波生成部、９…直流信号生成部

Claims (15)

1. 情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、
   前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための１つ以上の相互に異なる周波数の複素ベースバンド連続波を発生して、前記ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する複素ベースバンド連続波付加手段とを具備したことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送装置。
2. 複数の複素サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、
   前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための１本以上の複素冗長サブキャリア信号を発生して、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号に付加して前記変換手段に与える複素冗長サブキャリア付加手段とを具備し、
   前記複素冗長サブキャリア信号は、直流成分であり、
   直流成分の前記複素冗長サブキャリア信号は、位相が前記情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号から生成される複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値の位相と逆相であることを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送装置。
3. 前記直流成分の複素冗長サブキャリア信号は、前記情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号から生成されるＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値が予め設定した閾値を越えた場合には、前記複素ベースバンド時間波形の振幅の最大値と前記閾値との差分の振幅に設定することを特徴とする請求項２に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
4. 複数の複素サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、
   前記変換手段からの前記複素ベースバンド時間波形の時間サンプルのうち最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルを検出して検出結果を出力する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための複素直流サブキャリア信号を発生して、情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号に付加して前記変換手段に与える複素直流サブキャリア付加手段とを具備したことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送装置。
5. 前記検出手段は、検出結果として、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの位相の情報を出力することを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
6. 複素直流サブキャリア付加手段による前記複素直流サブキャリア信号の付加処理は、１回以上繰返されることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
7. 前記検出手段の検出結果は、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの振幅及び位相の情報を出力し、
   前記複素直流サブキャリア付加手段は、前記振幅の情報に基づいて付加する前記複素直流サブキャリア信号の振幅を変化させることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
8. 前記検出手段の検出結果は、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの振幅及び位相の情報を出力し、
   前記複素直流サブキャリア付加手段は、付加回数に基づいて付加する前記複素直流サブキャリア信号の振幅を変化させることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
9. 複素直流サブキャリア付加手段は、前記検出手段の検出結果によって前記時間サンプルの最大振幅又は最大電力が所定の閾値以下になった場合には、前記複素直流サブキャリア信号の付加処理を終了させることを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
10. 情報を伝送する複数の複素情報サブキャリア信号をＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に変換する変換手段と、
    前記複素ベースバンド時間波形の時間サンプルのうち最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルを検出して検出結果を出力する検出手段と、
    前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変換手段からのＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形の最大振幅を低減させるための複素ベースバンド直流信号を発生して、前記ＯＦＤＭシンボルの複素ベースバンド時間波形に付加する複素ベースバンド直流信号付加手段とを具備したことを特徴とするＯＦＤＭ信号伝送装置。
11. 前記検出手段は、検出結果として、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの位相の情報を出力することを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
12. 複素ベースバンド直流信号付加手段による前記複素ベースバンド直流信号の付加処理は、１回以上繰返されることを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
13. 前記検出手段の検出結果は、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの振幅及び位相の情報を出力し、
    前記複素ベースバンド直流信号付加手段は、前記振幅の情報に基づいて付加する前記複素ベースバンド直流信号の振幅を変化させることを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
14. 前記検出手段の検出結果は、最大振幅又は最大電力を有する時間サンプルの振幅及び位相の情報を出力し、
    前記複素ベースバンド直流信号付加手段は、付加回数に基づいて付加する前記複素ベースバンド直流信号の振幅を変化させることを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。
15. 複素ベースバンド直流信号付加手段は、前記検出手段の検出結果によって前記時間サンプルの最大振幅又は最大電力が所定の閾値以下になった場合には、前記複素ベースバンド直流信号の付加処理を終了させることを特徴とする請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号伝送装置。

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