JP4359191B2 - 信号生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、振幅のピークを抑圧したマルチキャリア方式の信号を生成する信号生成装置に関する。

例えば、特許文献１〜４は、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)などのマルチキャリア方式の信号において生じうる振幅のピークを抑圧するための方法を開示する。
しかしながら、特許文献１〜４に開示された方法によると、消費電力が大きい大型の増幅器が必要になったり、ピーク抑圧後の信号の帯域が広がってしまったり、データ誤りが増えてしまったりする。
特願２００２−２８３４６０号公報 特願２００２−３０５４８９号公報 特開平８−３４０３６１号公報 特開平７−１４３０９８号公報

本発明は、上述のような背景からなされたものであり、信号の帯域を広げたり、スプリアス信号を生成させたり、データ誤りを増やしたりすることなしに、効果的にピークを抑圧してマルチキャリア方式の信号を生成することができる信号生成装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、装置を大型化したり、消費電力を増やしたりせずに、信号のピーク電圧を抑圧することができるマルチキャリア通信装置及びマルチキャリア通信装置におけるピーク電力抑圧方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる第１の信号生成装置は、それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、前記生成された第１のデータを、アナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、前記生成された第１のデータから前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、前記生成された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、前記生成された第１の信号と、前記生成された第２の信号とを合成する合成手段とを有する。

また、本発明にかかる第２の信号生成装置は、それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、前記生成された第１のデータをアナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、前記生成された第１のデータから前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、前記生成された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、前記生成された第１の信号と前記生成された第２の信号とを、これらの信号が空間において重ね合わされるようにそれぞれ放射する２つのアンテナ手段とを有する。

また、本発明にかかる第３の信号生成装置は、それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、前記生成された第１のデータに、ディジタル形式の制御用データを付加する第１の付加手段と、前記制御用データが付加された第１のデータを、アナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、前記生成された第２のデータに、逆位相の前記制御用データを付加する第２の付加手段と、前記制御用データが付加された第１のデータから、前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、前記逆位相の制御用データが付加された第２のデータを調整する調整手段と、前記調整された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、前記生成された第１の信号と、前記生成された第２の信号とを合成して、第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、前記生成された第３の信号に含まれ、前記制御用データに対応する制御用信号を検出する検出手段とを有し、前記調整手段は、前記検出された制御用信号に基づいて、前記逆位相の制御用データが付加された第２のデータの振幅および位相を調整する。

本発明にかかる信号生成装置によれば、信号の帯域を広げたり、データ誤りを増やしたりすることなしに、効果的にピークを抑圧してマルチキャリア方式の信号を生成することができる。
また、本発明にかかる信号生成装置によれば、装置を大型化したり、消費電力を増やしたりせずに、信号のピーク電圧を抑圧することができる。

［一般的なＯＦＤＭ送信装置］
本発明の実施形態の説明に先立ち、その理解を助けるために、まず、一般的なＯＦＤＭ送信装置８を説明する。
図１は、一般的なＯＦＤＭ送信装置８の構成を示す図である。
図１に示すように、ＯＦＤＭ送信装置８は、マッピング・ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部１４０、直交変調部１５０、ディジタル／アナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）１５６、周波数変換部（Ｃｏｎｖ．）１５８、ローカル信号生成部（ＯＳＣ）１００、高周波電力増幅部（ＲＦ−ＡＭＰ）１０２および送信アンテナ１０６から構成される。

マッピング・ＩＦＦＴ部１４０は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）１４２、Ｎ個（Ｎは整数）のマッピング部１４４−１〜１４４−ＮおよびＩＦＦＴ部１４６から構成される。
ＯＦＤＭ送信装置８は、これらの構成部分により、外部から入力される送信データを、ＯＦＤＭ方式の送信信号を生成し、無線通信回線に対して送信する。
なお、以下、マッピング部１４４−１〜１４４−Ｎなど、複数あり得る構成部分のいずれかを特定せずに示すときには、単にマッピング部１４４などと略記することがある。
また、以下、各図において、実質的に同じ構成部分には、同じ符号が付される。

マッピング・ＩＦＦＴ部１４０において、Ｓ／Ｐ変換部１４２は、シリアル形式で入力される送信データをパラレル形式に変換する。
さらに、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０は、パラレル形式に変換された送信データを、変調方式に応じた数を単位とするＮ個のディジタルシンボルに分け、Ｎ個のディジタルシンボルそれぞれを、マッピング部１４４−１〜１４４−Ｎそれぞれに対して出力する。
例えば、ＯＦＤＭ送信装置８において、変調方式として、ＢＰＳＫ(Binariphase Phase Sift Keying)が用いられるときには、ディジタルシンボルそれぞれに含まれる送信データのビット数は１ビットとなる。
また、例えば、ＯＦＤＭ送信装置８において、変調方式として、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)が用いられるときには、ディジタルシンボルそれぞれに含まれる送信データのビット数は４ビットとなる。

マッピング部１４４−１〜１４４−Ｎそれぞれは、Ｓ／Ｐ変換部１４２から入力された１つのディジタルシンボルを信号点にマッピングし、マッピングの結果として得られた信号点を、ＩＦＦＴ部１４６に対して出力する。
ＩＦＦＴ部１４６は、マッピング部１４４−１〜１４４−Ｎから入力された信号点に対してＩＦＦＴ処理を行い、Ｎ個のディジタルシンボルによりＮ個のサブキャリア（搬送波信号）を変調し、ＩＦＦＴサンプル（ＯＦＤＭシンボルデータ）を生成し、直交変調部１５０に対して出力する。

直交変調部１５０は、ＩＦＦＴサンプルを直交変調し、Ｄ／Ａ変換部１５６に対して、変調データとして出力する。
Ｄ／Ａ変換部１５６は、入力されたディジタル形式のデータを、アナログ形式の送信信号に変換し、送信信号として、周波数変換部１５８に対して出力する。
この送信信号には、ＢＰＳＫあるいは１６ＱＡＭにより変調されたＮ個のサブキャリアが含まれている。
周波数変換部１５８は、入力された送信信号の周波数を、ローカル信号生成部１００から入力されるローカル信号を用いて変換し、ＲＦ−ＡＭＰ１０２に対して出力する。
ＲＦ−ＡＭＰ１０２は、周波数変換部１５８から入力される送信信号を電力増幅し、送信アンテナ１０６を介して無線通信回線に対して送信する。

図２は、ＯＦＤＭ送信装置において用いられうるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路１２の構成を例示する図である。
図２に示すように、ＤＳＰ回路１２は、入力インターフェース回路（入力ＩＦ）１２０、ＤＳＰ１２２、ＲＡＭ・ＲＯＭなどのメモリ１２４および出力ＩＦ１２６などから構成され、入力ＩＦ１２０を介して入力されるディジタルデータを高速処理して、出力ＩＦ１２６を介して出力する。
なお、ＯＦＤＭ送信装置８の各構成部分は、専用のハードウエアによって実現されても、図２に示したＤＳＰ回路１２を用いてソフトウエア的に実現されてもよく、ＯＦＤＭ送信装置８においては、例えば、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０および直交変調部１５０が、ＤＳＰ回路１２を用いたソフトウエア的な処理として実現されうる（以下の各図に示すＯＦＤＭ送信装置において同様）。

上述したように、ＯＦＤＭ送信装置８が生成する送信データには、送信データをパラレル形式に変換て得られるＮ個のディジタルシンボルにより変調されたＮ個のサブキャリアが含まれる。
しかしながら、ＯＦＤＭ方式の送信信号に含まれるサブキャリアの間には相関がないので、多くのサブキャリアの位相が同じになる可能性があり、同位相となった多くのサブキャリアが、送信信号において重ね合わされてると、送信信号の振幅に大きなピークが生じてしまう。

図３は、図１に示したＯＦＤＭ送信装置８により生成される送信信号およびそれに含まれるサブキャリアを例示する図である。
なお、図３においては、送信信号に直交する周波数（ＩＦＦＴフレームの整数分の１となる周波数は１フレーム積分で０となり、直交関係となる）の３２個のサブキャリアが含まれている場合が例示され、これらのサブキャリアそれぞれは、割り当てられたディジタルシンボルに応じた位相の正弦波として表されている。
１つ１つのサブキャリアの振幅は小さいが、上述したように、多くのサブキャリアの位相が一致すると、多くのサブキャリアが同相で重ね合わされて、送信信号の振幅に大きなピークが生成してしまう。

ＲＦ−ＡＭＰ１０２に入力される信号の振幅が適切であるときには、入力された送信信号は、ＲＦ−ＡＭＰ１０２の増幅特性の内、非線形領域で増幅されるので、出力信号に生じるひずみは小さい。
これに対して、上記ピークが、入力信号振幅の適切な範囲を超えると、ピーク部分は、ＲＦ−ＡＭＰ１０２の非線形領域おいて増幅され、この部分の出力信号には、大きな非線形ひずみが生成する。
このような非線形ひずみは、送信スプリアス信号の原因となる。

非線形ひずみの防止のためには、ＲＦ−ＡＭＰ１０２を大型化し、大きな入力信号振幅に耐えられるようにするという対策が考えられるが、この対策をとると、消費電力および発熱量の増大が招かれる。
また、非線形ひずみの防止のためには、ＲＦ−ＡＭＰ１０２に入力される送信信号の振幅を、一定の上限値で制限する対策が考えられるが、この対策は、振幅制限に伴う大きな非線形ひずみの生成を招いてしまう。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
図４は、本発明にかかる第１のＯＦＤＭ送信装置１０の構成を示す図である。
図４に示すように、第１のＯＦＤＭ送信装置１０は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０、ローカル信号生成部１００、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２、合成部１０４、送信アンテナ１０６、第１の送信信号生成部１４および第１のピーク抑圧部４０から構成される。
送信信号生成部１４は、直交変調部１５０−１、バッファ部１５２、減算部１５４、Ｄ／Ａ変換部１５６−１および周波数変換部１５８−１から構成される。
また、ピーク抑圧部４０は、ピーク値・ピーク位置（ＰＶ／ＰＬ）検出部４００、ピークキャリア（ＰＣ）抽出部４１０、ピークキャリア生成部４１２、直交変調部１５０−２、Ｄ／Ａ変換部１５６−２および周波数変換部１５８−２から構成される。
ＯＦＤＭ送信装置１０は、これらの構成部分により、送信データから得られるディジタルシンボルにより変調されたＮ個のサブキャリアを含む送信信号のピークを抑圧して送信する。

ＯＦＤＭ送信装置１０の送信信号生成部１４において、直交変調部１５０−１は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０から入力されるＩＦＦＴサンプルを用いて中間周波数に直交変調し、変調データとしてバッファ部１５２に対して出力する。
バッファ部１５２は、直交変調部１５０−１から入力された変調データをバッファリングし、減算部１５４およびピーク抑圧部４０のピーク値・ピーク位置検出部４００の処理の用に供する。

減算部１５４は、バッファ部１５２から入力される変調データから、ピーク抑圧部４０のピークキャリア生成部４１２から入力されるピーク抑圧用データを減算し、Ｄ／Ａ変換部１５６−１に対して出力する。
Ｄ／Ａ変換部１５６−１は、減算部１５４から入力されたディジタル形式の変調データを、アナログ形式の送信信号に変換し、周波数変換部１５８−１に対して出力する。
周波数変換部１５８−１は、ローカル信号生成部１００から入力され、ピーク抑圧部４０の周波数変換部１５８−２に対して入力されるローカル信号と絶対位相が同相に保たれているローカル信号を用いて、Ｄ／Ａ変換部１５６−１から入力された送信信号の周波数を変換し、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１に対して出力する。
ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１は、Ｄ／Ａ変換部１５６−１から入力された送信信号を電力増幅し、合成部１０４に対して出力する。

ピーク抑圧部４０において、ピーク値・ピーク位置検出部４００は、バッファ部１５２にバッファリングされた変調データを処理して、変調データの振幅に生成するピーク（図３を参照）の値と、その生成位置とを検出する。
ピーク値・ピーク位置検出部４００は、この検出結果を、ピークキャリア抽出部４１０に対して出力する。

変調データ（送信データ）の振幅に生成するピーク（図３）は、ほぼ同相になった複数のサブキャリアが重ね合わされて生成する。
従って、ピーク位置で同相のサブキャリアを、変調データ（送信データ）から削除すると、ピークの値は小さくなる。
また、ピーク位置に同相のサブキャリアの内、ピーク位置における振幅が大きいサブキャリアを削除したときには、ピークの値は大きく減衰し、ピークにおける振幅が小さいサブキャリアを削除したときには、ピークの値は少なく減衰する。
ピークキャリア抽出部４１０は、ピーク値・ピーク位置検出部４００により検出されたピークと同相のサブキャリアから、ピークにおける振幅が大きい順にＬ個（例えば、ＬはＮ／４程度）のサブキャリアを抽出し、そのサブキャリアの周波数情報および対応するディジタルシンボルを出力する。

ピークキャリア生成部４１２は、ピークキャリア抽出部４１０により抽出されたＬ個のサブキャリアからなるピーク抑圧用データを生成する。
また、ピークキャリア生成部４１２は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０と同様に、バタフライ演算のような逆高速フーリエ変換処理を行ってもよいが、ここでは、Ｌ個のサブキャリアの波形データそれぞれを、対応するディジタルシンボルで変調（複素乗算）して得られるデータの全てを足し合わせることにより、ピーク抑圧用データを作成し、直交変調部１５０−２に対して出力する。
なお、サブキャリアの波形データは、例えば、予めＲＯＭに記憶されたサイン波形を、対応するサブキャリアの周波数に応じて読み出すことにより生成される。

直交変調部１５０−２は、ピークキャリア生成部４１２から入力されるピーク抑圧用データを用いて中間周波数を直交変調し、抑圧用変調データとして、減算部１５４およびＤ／Ａ変換部１５６−２に対して出力する。
なお、ピークキャリア生成部４１２が直接、中間周波に変換後のサブキャリアを用いて実数波形のピーク抑圧用データを生成するときには、直交変調部１５０−２は不要である。
Ｄ／Ａ変換部１５６−２は、直交変調部１５０−２から入力されたディジタル形式の抑圧用変調データをアナログ形式のピーク抑圧用信号に変換し、Ｄ／Ａ変換部１５６−１と同期したタイミングで、周波数変換部１５８−２に対して出力する。
周波数変換部１５８−２は、ローカル信号生成部１００から入力され、周波数変換部１５８−１においてと絶対位相が同相に保たれたローカル信号を用いて、ピーク抑圧用信号の周波数を変換し、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−２に対して出力する。

ＲＦ−ＡＭＰ１０２−２は、周波数変換部１５８−２から入力されたピーク抑圧用信号を増幅し、合成部１０４に対して出力する。
合成部１０４は、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１から入力された送信信号と、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−２から入力されるピーク抑圧用信号とを加算して合成し、無線通信回線に対して送出されるべき最終的な送信信号として、送信アンテナ１０６を介して送出する。
なお、Ｄ／Ａ変換部１５６−１，１５６−２からの遅延時間（位相）が等しくなるように、各経路の遅延は、適宜、調整される。

［ＯＦＤＭ送信装置１０におけるピーク抑圧動作］
以下、第１のＯＦＤＭ送信装置１０におけるピーク抑圧のための動作を全体的に説明する。
図５は、図４に示した第１のＯＦＤＭ送信装置１０の動作を示すフローチャートである。
図５に示すように、第１段階のピーク抑圧（Ｓ１２）のステップ１２０（Ｓ１２０）において、直交変調部１５０−１から変調データが入力されると、ピーク値・ピーク位置検出部４００は、変調データを処理し、ピーク（例えば図３）の値と位置とを検出する。

ステップ１２２（Ｓ１２２）において、ピークキャリア抽出部４１０は、全てのサブキャリアの内、検出されたピークを最も小さくするＬ個のサブキャリアを抽出する。
ステップ１２４（Ｓ１２４）において、ピークキャリア生成部４１２は、抽出されたサブキャリアおよび送信データを用いて、ピーク抑圧用データを生成する。
ステップ１２６（Ｓ１２６）において、送信信号生成部１４の減算部１５４は、変調データから、ピーク抑圧用データを減算する。

図６は、図５に示した第１段階のピーク抑圧（Ｓ１２）により得られた変調データの振幅を例示する図である。
なお、以下に示す図６，図７には、２個のサブキャリアについて、ピークの抑圧が行われた（Ｌ＝２の）場合が例示されている。
以上説明したように、送信信号生成部１４のバッファ部１５２にバッファリングされた変調データから、ピーク抑圧部４０のピークキャリア生成部４１２により生成されたピーク抑圧用データを減算すると、図６に示すように、ピークキャリア抽出部４１０により検出されたピーク（図３）の値は減少する。
一方、変調データからピーク抑圧用データを減算することにより、第１段階のピーク抑圧前には、その振幅の値が最大でなかったピークの値が、却って大きくなり、図６に示すように、別の位置に最大のピークが生じてしまうことがある。
このような不具合を解消するために、以下に示す第２段階のピーク抑圧が行われる。

第２段階のピーク抑圧（Ｓ１３）において、Ｓ１２６の処理の後に、Ｓ１２２〜Ｓ１２６の処理が、もう一度、行われる。
図４で言うと、バッファ部１５２、減算部１５４、ＰＶ／ＰＬ検出部４００、ＰＣ生成部４１２および直交変調部１５０−２を、減算部１５４，直交変調部１５２−２の後に、もう一段、設けた構成となる。
そして、２段の各直交変調部１５０−２の出力の環が、ピーク抑圧用信号となる。

図７は、図５に示した第２段階のピーク抑圧（Ｓ１４）により得られた送信信号の振幅を例示する図である。
以上説明した第２段階のピーク抑圧を行うことにより、図７に示すように、ピークキャリア抽出部４１０により検出されたピーク（図３）の振幅、および、第１段階のピーク抑圧により却って振幅が大きくなったピーク（図６）の振幅の両方が小さくなる。

図８は、第１のＯＦＤＭ送信装置１０によるピーク抑圧の効果を例示する図である。
例えば、ＯＦＤＭ送信装置１０において、Ｎ＝３２，Ｌ＝５（≒全サブキャリア数の１５％）とすると、図８に示すように、３．５ｄＢ程度のピーク抑圧効果が得られる。
従って、送信信号増幅用のＲＦ−ＡＭＰ１０２−１のバックオフが３．５ｄＢ程度、改善され、その消費電力は１／２となる。
また、ピーク抑圧信号増幅用のＲＦ−ＡＭＰ１０２−２は、扱うキャリア数Ｌが、全キャリア数Ｎの１５％なので、その出力電力もさらに６ｄＢ程度低い。
従って、２つのＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２を用いても、ＯＦＤＭ送信装置１０の消費電力は、トータルとして、一般的なＯＦＤＭ送信装置８（図１）の消費電力よりも小さい。
なお、本発明にかかるピーク抑圧方法は、ＯＦＤＭの他、多数のサブキャリアを含み、これらのサブキャリアの位相関係によって、振幅にピークを生じうる様々な方式のピーク抑圧に応用されうる。

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。

図９は、本発明にかかる第２のＯＦＤＭ送信装置１８の構成を示す図である。
図９に示すように、第２のＯＦＤＭ送信装置１８は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０、ローカル信号生成部１００、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２、合成部１０４、送信アンテナ１０６、第２の送信信号生成部１６および第１のピーク抑圧部４０から構成される。

第２の送信信号生成部１６は、第１の送信信号生成部１４（図４）と同じ構成部分を含むが、これらの構成には差異がある。
つまり、直交変調部１５０−１は、第１の送信信号生成部１４において、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０とバッファ部１５２との間にあるが、第２の送信信号生成部１６においては、減算部１５４とＤ／Ａ変換部１５６−１との間にある。
第２のＯＦＤＭ送信装置２８は、これらの構成部分により、第１のＯＦＤＭ送信装置１０と同様に、送信データから得られるディジタルシンボルにより変調されたＮ個のサブキャリアを含む送信信号のピークを抑圧して送信する。

第２のＯＦＤＭ送信装置１８の送信信号生成部１６において、バッファ部１５２は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０から入力されるＩＦＦＴサンプルをバッファリングし、ピーク値・ピーク位置検出部４００およびピークキャリア抽出部４１０に対して出力する。
減算部１５４は、バッファ部１５２から入力されるＩＦＦＴサンプルから、ピークキャリア生成部４１２から入力されるピーク抑圧用データを減算し、直交変調部１５０−１に対して出力する。
直交変調部１５０−１は、減算部１５４から入力されるＩＦＦＴサンプルを直交変換して変調データとし、Ｄ／Ａ変換部１５６−１に対して出力する。

ピーク抑圧部４０において、ピーク値・ピーク位置検出部４００は、バッファ部１５２にバッファリングされたＩＦＦＴサンプルを処理して、送信信号に生成するピーク（図３を参照）の値と、その生成位置とを検出し、ピークキャリア抽出部４１０に対して出力する。
ピークキャリア抽出部４１０は、ピーク値・ピーク位置検出部４００により検出されたピークと同相のサブキャリアから、ピークにおける振幅が大きい順にＬ個（例えば、ＬはＮ／４程度）のサブキャリアを抽出する。

ピークキャリア生成部４１２は、ピークキャリア抽出部４１０の抽出結果および送信データから、ピーク抑圧用データを作成し、減算部１５４および直交変調部１５０−２に対して出力する。
なお、第２のＯＦＤＭ送信装置１８においては、バッファ部１５２、減算部１５４およびピーク値・ピーク位置検出部４００は、変調データではなく、複素形式のＩＦＦＴサンプルを扱う点、および、これに伴って回路あるいは演算内容が変更される点で、第１のＯＦＤＭ送信装置１０においてとは異なっている。

［ＯＦＤＭ送信装置１８におけるピーク抑圧動作］
以下、第２のＯＦＤＭ送信装置１８におけるピーク抑圧のための動作を全体的に説明する。
図１０は、図９に示した第２のＯＦＤＭ送信装置１８の動作を示すフローチャートである。
図１０に示すように、第１段階のピーク抑圧（Ｓ２０）のステップ２２０（Ｓ２２０）において、バッファ部１５２を介してマッピング・ＩＦＦＴ部１４０からＩＦＦＴサンプルが入力されると、ピーク値・ピーク位置検出部４００は、変調データを処理し、ピーク（例えば図３）の値と位置とを検出する。

ステップ２２２（Ｓ２２２）において、ピークキャリア抽出部４１０は、全てのサブキャリアの内、検出されたピークを最も小さくするＬ個のサブキャリアを抽出する。
ステップ２２４（Ｓ２２４）において、ピークキャリア生成部４１２は、抽出されたサブキャリアおよび送信データを用いて、ピーク抑圧用データを生成する。
ステップ２２６（Ｓ２２６）において、送信信号生成部１６の減算部１５４は、変調データから、ピーク抑圧用データを減算する。

以下、第２のＯＦＤＭ送信装置１８においても、第１のＯＦＤＭ送信装置１０においてと同様な第２段階のピーク抑圧（Ｓ１４）が行われる。
第２のＯＦＤＭ送信装置１８は、第１のＯＦＤＭ送信装置１０と同様の動作を行い、同様の効果（図３，図６〜図８を参照）を奏する。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態を説明する。

図１１は、本発明にかかる第３のＯＦＤＭ送信装置２０の構成を示す図である。
図１１に示すように、第３のＯＦＤＭ送信装置２０は、図４に示した第１のＯＦＤＭ送信装置１０の合成部１０４および送信アンテナ１０６を取り除き、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２それぞれの出力側に、指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２を接続した構成を採る。
つまり、第３のＯＦＤＭ送信装置２０は、送信信号を指向性送信アンテナ１１０−１から送出し、ピーク抑圧用信号を指向性送信アンテナ１１０−２から送出し、合成部１０４を用いずに、無線通信回線において、送信信号とピーク抑圧用信号とを合成する構成を採る。

指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２は、送信指向方向が同一になるように、例えば、指向方向に対して垂直な同一の平面内に設けられる。
また、指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２には、指向方向において、位相関係が同一になるように送信信号およびピーク抑圧用信号が供給される。
このように指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２を配置し、送信信号およびピーク抑圧用信号を供給することにより、指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２から充分に離れた位置（一般的には、指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２間の間隔の１０倍以上離れた位置）からは、送信信号およびピーク抑圧用信号は、あたかも単一の送信アンテナから送信されたかのように受信される。

第３のＯＦＤＭ送信装置２０は、第１のＯＦＤＭ送信装置１０（図４）と同様に、第１段階のピーク抑圧（Ｓ１２；図５）を行ってもよいが、第一段階のピーク抑圧で、最大および２番目のピークを検出し、最大ピークを減衰させ、かつ、２番目のピークを少なくとも増大させないキャリアを選択するようにし、第２段階のピーク抑圧を省略してもよい。
第３のＯＦＤＭ送信装置２０によれば、合成部１０４における合成損失をなくすことができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態を説明する。

図１２は、本発明にかかる第４のＯＦＤＭ送信装置２２の構成を示す図である。
図１２に示すように、第４のＯＦＤＭ送信装置２２は、図９に示した第２のＯＦＤＭ送信装置１８の合成部１０４および送信アンテナ１０６を取り除き、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２それぞれの出力側に、指向性送信アンテナ１１０−１，１１０−２を接続した構成を採る。
つまり、第４のＯＦＤＭ送信装置２２は、第３のＯＦＤＭ送信装置２０（図１１）と同様に、送信信号を指向性送信アンテナ１１０−１から送出し、ピーク抑圧用信号を指向性送信アンテナ１１０−２から送出し、合成部１０４を用いずに、無線通信回線において、送信信号とピーク抑圧用信号とを合成する構成を採る。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５の実施形態を説明する。

図１３は、本発明にかかる第５のＯＦＤＭ送信装置２４の構成を示す図である。
図１３に示すように、第５のＯＦＤＭ送信装置２４は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０、パイロットキャリア生成部１４８、第１の送信信号生成部１４、第３のピーク抑圧部４４、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２、合成部１０４、分配部１０８および送信アンテナ１０６から構成される。

ピーク抑圧部４４は、第１のピーク抑圧部４０（図４）に、逆相パイロットキャリア生成部４４０、パイロットキャリア検出部４４２、ベクトル制御部４４４およびベクトル調整部４４６を付加した構成を採る。
ＯＦＤＭ送信装置２４は、送信信号とピーク抑圧用信号との間に生じる位相および振幅の誤差を、これらの誤差を検出するためのパイロットキャリアを用いて検出し、補正することにより、さらに精密に、送信信号の振幅のピークを抑圧可能に構成されている。

ここまでに示した第１〜第４のＯＦＤＭ送信装置１０〜２２においては、送信信号に、第１〜第Ｎのサブキャリアが含まれる場合が示されていたが、第５のＯＦＤＭ送信装置２４においては、例えば、さらに１つのサブキャリア（例えば、送信データの伝送に用いられない第０のサブキャリア）が、送信信号とピーク抑圧用信号の誤差の検出のためのパイロットキャリアとして用いられる。
パイロットキャリア生成部１４８は、第０のキャリアをマッピングするマッピング部１４４（図４など）として動作し、パイロットキャリアに所定のデータをマッピングし、ＩＦＦＴ部１４６に対して出力する。

送信信号生成部１４は、パイロットキャリアが付されたＩＦＦＴサンプルに対して、第１，第３のＯＦＤＭ送信装置１０，２０（図４，図１１）においてど同様な処理を行い、送信信号を生成する。
分配部１０８は、合成部１０４から入力された送信信号の一部を、パイロットキャリア検出部４４２に対して分配する。

ピーク抑圧部４４において、逆相パイロットキャリア生成部４４０は、パイロットキャリアとは位相が逆の逆相パイロットキャリアを生成し、ピークキャリア生成部４１２に対して出力する。
ピークキャリア生成部４１２は、ピークキャリア抽出部４１０により抽出されたＬ個のサブキャリア、および、逆相パイロットキャリア生成部４４０から入力された逆相パイロットキャリアを含むピーク抑圧用データを生成する。

直交変調部１５０−２は、ピークキャリア生成部４１２から入力されたピーク抑圧用データを直交変調してピーク抑圧用変調データとし、ベクトル調整部４４６に対して出力する。
パイロットキャリア検出部４４２は、分配部１０８により分配された送信信号から、パイロットキャリアに対応する信号を抽出する。
ベクトル調整部４４６は、ベクトル制御部４４４の制御に従って、直交変調部１５０−２から入力される抑圧用変調データの振幅および位相を調整する。
ベクトル制御部４４４は、ベクトル調整部４４６を制御して、パイロットキャリア検出部４４２から入力されるパイロットキャリアに対応する信号の強度が最小（好ましくは０）になるように、直交変調部１５０−２から入力されるピーク抑圧用変調データの振幅および位相を制御する。
ベクトル制御部４４４によるピーク抑圧用変調データの振幅および位相の制御は、例えば、ベクトル調整部４４６における演算に用いられる係数の値を変更することにより実現される。

この係数の変更のためのアルゴリズムとしては、例えば、摂動法などが用いられる。
つまり、抑圧用変調データの振幅および位相が、個別に微少量ずつ変更され、それにより、パイロットキャリアに対応する信号が小さくなる方向を見つけて、その方向に位相・振幅が少しずつ修正される。
また、パイロットキャリア数は１に限らず、例えば、帯域の両側に２つ設けられてもよく、あるいは、それ以上の数が設けられてもよい。
第５のＯＦＤＭ送信装置２４によれば、第１〜第４のＯＦＤＭ送信装置１０，１８，２０，２２よりもより精密で効果的なピーク抑圧が実現できる。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６の実施形態を説明する。

図１４は、本発明にかかる第６のＯＦＤＭ送信装置２６の構成を示す図である。
図１４に示すように、第５のＯＦＤＭ送信装置２６は、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０、加算部１６０−１，１６０−２、第２の送信信号生成部１６、パイロットキャリア生成部２６０、第３のピーク抑圧部４４、ＲＦ−ＡＭＰ１０２−１，１０２−２、合成部１０４、分配部１０８および送信アンテナ１０６から構成される。
第６のＯＦＤＭ送信装置２６は、第５のＯＦＤＭ送信装置２４（図１３）と同様に、パイロットキャリアを用いて、さらに精密に、送信信号の振幅のピークを抑圧するように構成されている。

パイロットキャリア生成部２６０は、パイロットキャリアに対応するデータを生成し、加算部１６０−１に対して出力する。
加算部１６０−１は、パイロットキャリア生成部２６０から入力されるパイロットキャリアのデータと、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０から入力されるＩＦＦＴサンプルとを加算し、送信信号部１６に対して出力する。
送信信号生成部１６は、加算部１６０−１から入力された加算値に対して、第２，第４のＯＦＤＭ送信装置１８，２２（図９，図１２）においてど同様な処理を行い、送信信号を生成する。

ピーク抑圧部４４において、逆相パイロットキャリア生成部４４０は、パイロットキャリアとは位相が逆の逆相パイロットキャリアに対応するピーク抑圧用変調データを生成し、加算部１６０−２に対して出力する。
加算部１６０−２は、逆相パイロットキャリア生成部４４０から入力された逆相パイロットキャリアに対応するピーク抑圧用変調データと、ピークキャリア生成部４１２から入力されたピーク抑圧用データとを加算し、ベクトル調整部４４６に対して出力する。

パイロットキャリア検出部４４２は、分配部１０８により分配された送信信号から、パイロットキャリアに対応する信号を抽出する。
ベクトル調整部４４６は、ベクトル制御部４４４の制御に従って、加算部１６０−２から入力される加算値（ピーク抑圧用データ）の振幅および位相を調整する。
ベクトル制御部４４４は、ベクトル調整部４４６を制御して、パイロットキャリア検出部４４２から入力されるパイロットキャリアに対応する信号の強度が最小（好ましくは０）になるように、直交変調部１５０−２から入力されるピーク抑圧用変調データの振幅および位相を制御する。

ベクトル制御部４４４によるピーク抑圧用変調データの振幅および位相の制御は、例えば、ベクトル調整部４４６における演算に用いられる係数の値を変更することにより実現され、この係数の変更のためのアルゴリズムとしては、摂動法などが用いられる。
直交変調部１５０−２は、ベクトル調整部４４６により調整されたピーク抑圧用変調データを直交変調する。
第６のＯＦＤＭ送信装置２６によれば、第５のＯＦＤＭ送信装置２４と同様に、第１〜第４のＯＦＤＭ送信装置１０，１８，２０，２２よりもより精密で効果的なピーク抑圧が実現できる。

［第７実施形態］
以下、本発明の第７の実施形態を説明する。

図１５は、本発明にかかる第７のＯＦＤＭ送信装置２８の構成を示す図である。
ＯＦＤＭ送信装置２８は、図１３に示した第５のＯＦＤＭ送信装置２４から、パイロットキャリア生成部１４８および逆相パイロットキャリア生成部４４０を削除し、パイロットキャリア抽出部４４２を、ＯＦＤＭ復調部４４６に置換した構成を採る。

第７のＯＦＤＭ送信装置２８において、ＯＦＤＭ復調部４４６は、分配部１０８により分配された送信信号を、中間周波数に変換し、全てのサブキャリアについてＯＦＤＭ復調を行い、各サブキャリアの復調シンボルを、ベクトル制御部４４４に対して出力する。
ベクトル制御部４４４は、入力された各サブキャリアのシンボルの中から、ＰＣ抽出部４１０において抽出された抽出キャリアと、抽出されなかった非抽出キャリアとをそれぞれ１つ以上、任意に選択する。
ベクトル制御部４４４は、選択された抽出キャリアおよび非抽出キャリアそれぞれについて、マッピング・ＩＦＦＴ部１４０において用いられた変調前のシンボルと、復調シンボルとの比（複素数）を算出し、平均化する。
さらに、ベクトル制御部４４４は、算出された比が１：１となるように、ベクトル調整部４４６の制御量（位相・振幅）を更新する。
この更新方法の例として、例えば、現在の制御量に、前記比を重み付きで乗算した値を、次の制御量とする方法を挙げることができる。

本発明は、マルチキャリア方式の送信信号の生成のために利用可能である。

一般的なＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 ＯＦＤＭ送信装置において用いられうるＤＳＰ(Digital Signal Processor)回路の構成を例示する図である。 図１に示したＯＦＤＭ送信装置により生成される送信信号およびそれに含まれるサブキャリアを例示する図である。 本発明にかかる第１のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 図４に示した第１のＯＦＤＭ送信装置の動作を示すフローチャートである。 図５に示した第１段階のピーク抑圧（Ｓ１２）により得られた変調データの振幅を例示する図である。 図５に示した第２段階のピーク抑圧（Ｓ１４）により得られた送信信号の振幅を例示する図である。 第１のＯＦＤＭ送信装置によるピーク抑圧の効果を例示する図である。 本発明にかかる第２のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 図９に示した第２のＯＦＤＭ送信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明にかかる第３のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 本発明にかかる第４のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 本発明にかかる第５のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 本発明にかかる第６のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。 本発明にかかる第７のＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。

符号の説明

８，１０，１８，２０，２２，２４，２６・・・ＯＦＤＭ送信装置、
１２・・・ＤＳＰ回路、
１２０・・・入力ＩＦ、
１２２・・・ＤＳＰ、
１２４・・・メモリ、
１２６・・・出力ＩＦ、
１００・・・ローカル信号発生部、
１０２・・・ＲＦ−ＡＭＰ、
１０４・・・合成部、
１０６・・・送信アンテナ、
１０８・・・分配部、
１１０・・・指向性送信アンテナ、
１４０・・・マッピング・ＩＦＦＴ部、
１４２・・・Ｓ／Ｐ変換部、
１４４・・・マッピング部、
１４６・・・ＩＦＦＴ部、
１４８・・・パイロットキャリア生成部、
１４，１６・・・送信信号生成部、
１５０・・・直交変調部、
１５２・・・バッファ部、
１５４・・・減算部、
１５６・・・Ｄ／Ａ変換部、
１５８・・・周波数変換部、
４０，４２，４４・・・ピーク抑圧部、
４００・・・ピーク値・ピーク位置検出部、
４１０・・・ピークキャリア抽出部、
４１２・・・ピークキャリア発生部、
４４２・・・パイロットキャリア検出部、
４４４・・・ベクトル制御部、
４４６・・・ベクトル調整部、
４４０・・・逆相パイロットキャリア生成部、

Claims (3)

1. それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、
   前記生成された第１のデータを、アナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、
   前記生成された第１のデータから前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、
   前記生成された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
   前記生成された第１の信号と、前記生成された第２の信号とを合成する合成手段と
   を有する信号生成装置。
2. それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、
   前記生成された第１のデータをアナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、
   前記生成された第１のデータから前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、
   前記生成された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
   前記生成された第１の信号と前記生成された第２の信号とを、これらの信号が空間において重ね合わされるようにそれぞれ放射する２つのアンテナ手段と
   を有する信号生成装置。
3. それぞれ変調された複数の送信されるべき副搬送波を含むディジタル形式の第１のデータを生成する第１のデータ生成手段と、
   前記生成された第１のデータに、ディジタル形式の制御用データを付加する第１の付加手段と、
   前記制御用データが付加された第１のデータを、アナログ形式に変換したときに得られる信号の振幅にピークを生じさせる前記副搬送波信号に対応するディジタル形式の第２のデータを生成する第２のデータ生成手段と、
   前記生成された第２のデータに、逆位相の前記制御用データを付加する第２の付加手段と、
   前記制御用データが付加された第１のデータから、前記生成された第２のデータを減算して、第３のデータを生成する第３のデータ生成手段と、
   前記逆位相の制御用データが付加された第２のデータを調整する調整手段と、
   前記調整された第２のデータをアナログ形式の信号に変換して、第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記生成された第３のデータをアナログ形式の信号に変換して、第２の信号を生成する第２の信号生成手段と、
   前記生成された第１の信号と、前記生成された第２の信号とを合成して、第３の信号を生成する第３の信号生成手段と、
   前記生成された第３の信号に含まれ、前記制御用データに対応する制御用信号を検出する検出手段と
   を有し、
   前記調整手段は、前記検出された制御用信号に基づいて、前記逆位相の制御用データが付加された第２のデータの振幅および位相を調整する
   信号生成装置。

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