JP5888219B2 - COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、通信機および通信方法に関する。 The present invention relates to a communication device and a communication method.
OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式の通信では、入力信号をサブキャリア変調し、IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation:逆高速フーリエ変換)を行い、ベースバンド信号を生成する。そのため、サブキャリアの数が増え、FFT(Fast Fourier Transformation:高速フーリエ変換)サイズが大きくなると、大きなピークを持つベースバンド信号が生成され、PAPR(Peak-to-Average Power Ratio:ピーク対平均電力比)が高くなるという性質を持っている。PAPRが高くなると、信号を歪みなく伝送するために広範囲において線形性を有する増幅器が必要となる。そこでPAPRを低減するための技術が開発されている。 In OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) communication, an input signal is subjected to subcarrier modulation, IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) is performed, and a baseband signal is generated. Therefore, when the number of subcarriers increases and the FFT (Fast Fourier Transformation) size increases, a baseband signal with a large peak is generated, and the PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) ) Is high. As the PAPR increases, an amplifier having linearity in a wide range is required to transmit a signal without distortion. Therefore, techniques for reducing PAPR have been developed.
特許文献1の直交周波数分割多重通信装置では、PAPRを低減するため、IFFTを行う前に逐次決定法により算出した最適位相に基づきサブキャリア変調信号の位相を制御する。
In the orthogonal frequency division multiplexing communication apparatus of
OFDM方式の通信では、PAPRを低減することが課題となっている。特許文献1の直交周波数分割多重通信装置では、PAPRを低減する最適位相を算出するために繰り返し計算処理を行い、サブキャリアごとに位相を制御する必要がある。
In OFDM communication, reducing PAPR is an issue. In the orthogonal frequency division multiplexing communication apparatus of
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、OFDM方式の通信において、PAPRを低減し、さらにPAPRを低減するための処理を簡易化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce PAPR and simplify processing for reducing PAPR in OFDM communication.
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る通信機は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成する変調手段と、
前記変調信号の各要素の直前または直後に前記変調信号の各要素が取り得る値と異なる所定の複素数を挿入し、要素数が高速フーリエ変換のサイズに一致する挿入後データを生成する挿入手段と、
前記挿入後データの逆高速フーリエ変換を行う第1のIFFT手段と、
前記挿入後データの要素の順序を逆にして生成した反転データを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトしてシフトデータを生成するシフト手段と、
前記挿入後データに前記シフトデータを加算したデータの逆高速フーリエ変換を行う第2のIFFT手段と、
前記第1のIFFT手段の演算結果および前記第2のIFFT手段の演算結果のそれぞれに基づくベースバンド信号のピーク対平均電力比を算出し、該ピーク対平均電力比が所定の基準に合致するか否かを判定する判定手段と、
前記ピーク対平均電力比が所定の基準に合致する前記第1のIFFT手段の演算結果または前記第2のIFFT手段の演算結果を検出するまで、前記反転データをシフトする前記所定の回数を変えて前記シフト手段の処理を行って前記シフトデータを生成し、該シフトデータについて、前記第2のIFFT手段および前記判定手段の処理を繰り返し行う繰り返し手段と、
前記所定の基準に合致する前記第1のIFFT手段の演算結果または前記第2のIFFT手段の演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、該ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a communication device according to the first aspect of the present invention provides:
A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Modulation means for modulating the input signal with a predetermined modulation method to generate a modulation signal;
Insertion means for inserting a predetermined complex number different from a value that can be taken by each element of the modulation signal immediately before or after each element of the modulation signal, and generating post-insertion data in which the number of elements matches the size of the fast Fourier transform ,
First IFFT means for performing inverse fast Fourier transform of the post-insertion data;
Shift means for generating inverted data by shifting the inverted data generated by reversing the order of the elements of the inserted data in a predetermined direction a predetermined number of times that is a multiple of 2;
A second IFFT means for performing an inverse fast Fourier transform on the data obtained by adding the shift data to the post-insertion data;
A peak-to-average power ratio of the baseband signal is calculated based on each of the calculation result of the first IFFT means and the calculation result of the second IFFT means, and whether the peak-to-average power ratio meets a predetermined standard Determining means for determining whether or not;
The predetermined number of shifts of the inverted data is changed until the calculation result of the first IFFT means or the calculation result of the second IFFT means whose peak-to-average power ratio meets a predetermined standard is detected. Repetitive means for performing the processing of the shift means to generate the shift data, and repeatedly performing the processing of the second IFFT means and the determination means for the shift data;
Transmission means for generating a baseband signal based on the calculation result of the first IFFT means or the calculation result of the second IFFT means that matches the predetermined standard, and generating and transmitting a transmission signal from the baseband signal When,
It is characterized by providing.
好ましくは、前記挿入手段は、前記所定の複素数を0とし、前記変調信号の各要素の直前または直後に0を挿入する。 Preferably, the insertion means sets the predetermined complex number to 0, and inserts 0 immediately before or after each element of the modulation signal.
好ましくは、前記挿入手段は、前記変調信号の各要素の直後に前記所定の複素数を挿入する。 Preferably, the inserting means inserts the predetermined complex number immediately after each element of the modulation signal.
本発明の第2の観点に係る通信機は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機であって、
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信手段と、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、高速フーリエ変換を行って変換後データを生成するFFT手段と、
前記変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび前記変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、前記第1のデータおよび前記第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する分解手段と、
前記基準データと所定の方向に所定の回数シフトした前記反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することを前記所定の回数を変えて繰り返し行い、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在する場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在しない場合には、前記基準データを復元データとする相関分析手段と、
前記復元データを所定の変調方式で復調する復調手段と、
を備えることを特徴とする。
The communication device according to the second aspect of the present invention is:
A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Receiving means for receiving a transmission signal and generating a baseband signal;
FFT means for performing serial-parallel conversion on the baseband signal and performing fast Fourier transform to generate converted data;
Based on the first data composed of odd-numbered elements of the converted data and the second data composed of even-numbered elements of the converted data, one of the first data and the second data is determined. Disassembling means for generating inverted reception data by reversing the order of the other element as reference data;
Determining whether or not there is a correlation between the reference data and the inverted reception data shifted a predetermined number of times in a predetermined direction, repeatedly performing the predetermined number of times, and shifting the correlation with the reference data When the inverted reception data exists, data having each element as a value obtained by subtracting a predetermined complex number from each element of the reference data and an average value of each element of the inverted reception data is used as the restoration data, and the reference data If there is no shifted inverted reception data having a correlation with the correlation analysis means using the reference data as restored data,
Demodulation means for demodulating the restored data by a predetermined modulation method;
It is characterized by providing.
好ましくは、前記相関分析手段は、前記所定の複素数を0とし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データがある場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値を各要素とするデータを前記復元データとする。 Preferably, the correlation analysis unit sets the predetermined complex number to 0, and when there is the inverted inverted reception data having a correlation with the reference data, each element of the reference data and each of the inverted reception data Data having an element average value as each element is referred to as the restoration data.
好ましくは、前記分解手段は、前記第1のデータを前記基準データとし、前記第2のデータの要素の順序を逆にして前記反転受信データを生成する。 Preferably, the decomposing means generates the inverted reception data by using the first data as the reference data and reversing the order of the elements of the second data.
本発明の第3の観点に係る通信方法は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成する変調ステップと、
前記変調信号の各要素の直前または直後に前記変調信号の各要素が取り得る値と異なる所定の複素数を挿入し、要素数が高速フーリエ変換のサイズに一致する挿入後データを生成する挿入ステップと、
前記挿入後データの逆高速フーリエ変換を行う第1のIFFTステップと、
前記挿入後データの要素の順序を逆にして生成した反転データを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトしてシフトデータを生成するシフトステップと、
前記挿入後データに前記シフトデータを加算したデータの逆高速フーリエ変換を行う第2のIFFTステップと、
前記第1のIFFTステップの演算結果および前記第2のIFFTステップの演算結果のそれぞれに基づくベースバンド信号のピーク対平均電力比を算出し、該ピーク対平均電力比が所定の基準に合致するか否かを判定する判定ステップと、
前記ピーク対平均電力比が所定の基準に合致する前記第1のIFFTステップの演算結果または前記第2のIFFTステップの演算結果を検出するまで、前記反転データをシフトする前記所定の回数を変えて前記シフトステップの処理を行って前記シフトデータを生成し、該シフトデータについて、前記第2のIFFTステップおよび前記判定ステップの処理を繰り返し行う繰り返しステップと、
前記所定の基準に合致する前記第1のIFFTステップの演算結果または前記第2のIFFTステップの演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、該ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする。
The communication method according to the third aspect of the present invention is:
A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A modulation step of modulating the input signal with a predetermined modulation method to generate a modulated signal;
An insertion step of inserting a predetermined complex number different from a value that can be taken by each element of the modulation signal immediately before or after each element of the modulation signal, and generating post-insertion data in which the number of elements matches the size of the fast Fourier transform; ,
A first IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform on the post-insertion data;
A shift step of generating the shift data by shifting the inverted data generated by reversing the order of the elements of the post-insertion data in a predetermined direction a predetermined number of times that is a multiple of 2;
A second IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform of data obtained by adding the shift data to the post-insertion data;
A peak-to-average power ratio of the baseband signal is calculated based on each of the calculation result of the first IFFT step and the calculation result of the second IFFT step, and whether the peak-to-average power ratio meets a predetermined criterion A determination step for determining whether or not;
The predetermined number of shifts of the inverted data is changed until the calculation result of the first IFFT step or the calculation result of the second IFFT step in which the peak-to-average power ratio meets a predetermined criterion is detected. Performing the shift step to generate the shift data, and repeatedly performing the second IFFT step and the determination step for the shift data;
A transmission step of generating a baseband signal based on the calculation result of the first IFFT step or the calculation result of the second IFFT step that matches the predetermined criterion, and generating and transmitting a transmission signal from the baseband signal When,
It is characterized by providing.
好ましくは、前記挿入ステップにおいて、前記所定の複素数を0とし、前記変調信号の各要素の直前または直後に0を挿入する。 Preferably, in the inserting step, the predetermined complex number is set to 0, and 0 is inserted immediately before or after each element of the modulated signal.
好ましくは、前記挿入ステップにおいて、前記変調信号の各要素の直後に前記所定の複素数を挿入する。 Preferably, in the inserting step, the predetermined complex number is inserted immediately after each element of the modulated signal.
本発明の第4の観点に係る通信方法は、
直交周波数分割多重通信方式の無線通信により他の機器と通信を行う通信機が行う通信方法であって、
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信ステップと、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、高速フーリエ変換を行って変換後データを生成するFFTステップと、
前記変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび前記変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、前記第1のデータおよび前記第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する分解ステップと、
前記基準データと所定の方向に所定の回数シフトした前記反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することを前記所定の回数を変えて繰り返し行い、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在する場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在しない場合には、前記基準データを復元データとする相関分析ステップと、
前記復元データを所定の変調方式で復調する復調ステップと、
を備えることを特徴とする。
A communication method according to a fourth aspect of the present invention is:
A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A reception step of receiving a transmission signal and generating a baseband signal;
An FFT step of performing serial-parallel conversion of the baseband signal and performing fast Fourier transform to generate converted data;
Based on the first data composed of odd-numbered elements of the converted data and the second data composed of even-numbered elements of the converted data, one of the first data and the second data is determined. A decomposition step for generating inverted reception data by reversing the order of the other element as reference data;
Determining whether or not there is a correlation between the reference data and the inverted reception data shifted a predetermined number of times in a predetermined direction, repeatedly performing the predetermined number of times, and shifting the correlation with the reference data When the inverted reception data exists, data having each element as a value obtained by subtracting a predetermined complex number from each element of the reference data and an average value of each element of the inverted reception data is used as the restoration data, and the reference data A correlation analysis step using the reference data as restored data when there is no shifted inverted reception data having a correlation with
A demodulation step of demodulating the restored data with a predetermined modulation method;
It is characterized by providing.
好ましくは、前記相関分析ステップにおいて、前記所定の複素数を0とし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データがある場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値を各要素とするデータを前記復元データとする。 Preferably, in the correlation analyzing step, when the predetermined complex number is set to 0 and there is the inverted inverted reception data that has a correlation with the reference data, each element of the reference data and each of the inverted reception data Data having an element average value as each element is referred to as the restoration data.
好ましくは、前記分解ステップにおいて、前記第1のデータを前記基準データとし、前記第2のデータの要素の順序を逆にして前記反転受信データを生成する。 Preferably, in the disassembling step, the first received data is used as the reference data, and the inverted received data is generated by reversing the order of the elements of the second data.
本発明によれば、OFDM方式の通信において、PAPRを低減し、さらにPAPRを低減するための処理を簡易化することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce the PAPR and simplify the process for reducing the PAPR in the OFDM communication.
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。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。以下の説明において、IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation:逆高速フーリエ変換)は、IFFTとIDFT(Inverse Discrete Fourier Transformation:逆離散フーリエ変換)を含む概念とする。したがって本発明の実施の形態においては、IFFTの代わりに、IDFTを行うよう構成してもよい。同様にFFT(Fast Fourier Transformation:高速フーリエ変換)は、FFTとDFT(Discrete Fourier Transformation:離散フーリエ変換)を含む概念とする。またIDFTおよびDFTを行う場合は、以下の説明におけるFFTサイズとは、DFTサイズを意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals. In the following description, IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) is a concept including IFFT and IDFT (Inverse Discrete Fourier Transformation). Therefore, in the embodiment of the present invention, IDFT may be performed instead of IFFT. Similarly, FFT (Fast Fourier Transformation) is a concept including FFT and DFT (Discrete Fourier Transformation). When performing IDFT and DFT, the FFT size in the following description means the DFT size.
図1は、本発明の実施の形態に係る通信機の構成例を示すブロック図である。通信機1は、OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式の無線通信により他の機器と通信を行う。通信機1は、アンテナ10、変調部11、直並列変換部12、挿入部13、IFFT部14、反転部15、シフト部16、判定部17、送信部18およびコントローラ20を備える。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a communication device according to an embodiment of the present invention. The
コントローラ20は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)21、RAM(Random Access Memory)23、およびROM(Read-Only Memory)24を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ20から各部への信号線が省略されているが、コントローラ20は通信機1の各部にI/O(Input/Output)22を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。
The
RAM23には、例えば送信フレームを生成するためのデータが記憶されている。ROM24は、コントローラ20が通信機1の動作を制御するための制御プログラムを格納する。コントローラ20は、制御プログラムに基づいて、通信機1を制御する。
In the
図2は、実施の形態に係る通信機の異なる構成例を示すブロック図である。上述の通信機1に受信機能をもたせるため、図2に示す通信機1はさらに復調部31、並直列変換部32、相関部33、分解部34、FFT部35、受信部36、および送受信切替部37を備える。送信機能および受信機能を備える図2に示す通信機1を用いて、通信機1が行う通信方法について以下に説明する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a different configuration example of the communication device according to the embodiment. In order to provide the above-described
変調部11は、入力信号を所定の変調方式で変調し、変調信号を生成し、直並列変換部12に送る。所定の変調方式は、例えばQPSK(Quadrature Phase-Shift Keying:四位相偏移変調)である。直並列変換部12は、変調信号を直並列変換し、挿入部13に送る。挿入部13は、直並列変換された変調信号の各要素の直前または直後に、変調信号の各要素が取り得るいずれの値とも異なる所定の複素数を挿入し、要素数がFFTサイズに一致する挿入後データを生成する。変調方式がQPSKの場合に、変調信号の各要素の絶対値をAとすると、変調信号の各要素が取り得る値は、A・ei(π/4)、A・ei(3π/4)、A・ei(−π/4)、およびA・ei(−3π/4)である。したがって変調方式がQPSKの場合には、所定の複素数は前述のいずれの値とも異なる複素数である。挿入部13は、挿入後データをIFFT部14および反転部15に送る。
The
ここで一例として、挿入部13は、例えば所定の複素数を0とし、直並列変換された変調信号の各要素の直後に0を挿入するものとする。直並列変換された変調信号dは下記(1)式で表され、挿入後データfは下記(2)式で表される。FFTサイズをNとすると、式中のM=N/2である。また式中の添え字のTは、行列を転置表示していることを示す。これは以下の説明においても同様である。
Here, as an example, the
反転部15は、挿入後データの要素の順序を逆にして反転データを生成し、シフト部16に送る。上記(2)式で表される挿入後データfに基づき生成した反転データgは、下記(3)式で表される。
The
シフト部16は、反転データを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトして、シフトデータを生成し、IFFT部14に送る。上記(3)式で表される反転データgを例えば上方向にk回シフトして生成したシフトデータg(k)は、下記(4)式で表される。添え字の括弧内のkは、シフト回数を表し、k=2iが成り立つ。なおiは0以上、M未満の整数である。反転データgをシフトする方向は上方向に限られず、任意である。
The
挿入後データfにシフトデータg(k)を加算したデータである演算後データhは、下記(5)式で表される。IFFT部14は、挿入後データfおよび演算後データhについてそれぞれIFFTを行い、演算結果を判定部17に送る。
The post-computation data h, which is data obtained by adding the shift data g (k) to the post-insertion data f, is expressed by the following equation (5). The
図3は、実施の形態に係る通信機が行う送信側での演算処理の例を示す図である。変調信号の要素数を8とし、FFTサイズを16とした。横軸が要素であり、縦軸が要素の値である。説明を容易にするために、各要素の実部のみを表した。挿入部13は、図3(a)に示す変調信号dの各要素の直後に0を挿入して、図3(b)に示す挿入後データfを生成する。反転部15は挿入後データfの要素の順序を逆にして、図3(c)に示す反転データgを生成する。シフト部16は例えばk=6として、反転データを上方向に6回シフトして、図3(d)に示すシフトデータg(k)を生成する。図3(e)は、挿入後データfにシフトデータg(k)を加算して生成した演算後データhである。IFFT部14は、図3(b)に示す挿入後データfのIFFTを行い、また図3(e)に示す演算後データhのIFFTを行う。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing on the transmission side performed by the communication device according to the embodiment. The number of elements of the modulation signal was 8 and the FFT size was 16. The horizontal axis is the element, and the vertical axis is the value of the element. For ease of explanation, only the real part of each element is shown. The
判定部17は、IFFT部14における挿入後データfの演算結果に基づくベースバンド信号およびIFFT部14における演算後データhの演算結果に基づくベースバンド信号のPAPRをそれぞれ算出し、PAPRが所定の基準に合致するか否かを判定する。挿入後データfおよび演算後データhのいずれについてもIFFT部14での演算結果に基づくPAPRが所定の基準に合致しない場合には、判定部17はその旨をシフト部16に通知する。そしてシフト部16は、反転データgのシフト回数を変えて、新たなシフトデータg(k’)を生成する。シフト部16が新たなシフトデータg(k’)を生成し、IFFT部14および判定部17が、新たなシフトデータg(k’)に基づき上述の処理を行うことを、PAPRが所定の基準に合致する演算結果を検出するまでシフト回数を変えて繰り返す。
The
PAPRが所定の基準に合致する演算結果を検出するまで上述の処理を繰り返すことで、ベースバンド信号のPAPRを低減することが可能になる。なお上述の繰り返し処理においては、IFFT部14、および判定部17は、新たなシフトデータg(k’)に基づく演算後データhについてのみ処理を行い、挿入後データfについての処理は繰り返し行わないように構成することができる。
It is possible to reduce the PAPR of the baseband signal by repeating the above processing until the PAPR detects a calculation result that matches a predetermined criterion. In the above iterative process, the
コントローラ20は、シフト部16、IFFT部14、および判定部17が上述の処理を繰り返すよう制御し、繰り返し手段としての動作を行う。
The
PAPRが所定の基準に合致する演算結果を検出した場合には、判定部17は、所定の基準に合致するIFFT部14での演算結果を送信部18に送る。判定部17は、シフト部16における反転データgのデータのシフトが一巡するまで上述の処理を繰り返し、最もPAPRが低いIFFT部14での演算結果を検出するように、またはPAPRが所定の値より小さいIFFT部14での演算結果を検出するように構成することができる。
When the PAPR detects a calculation result that matches a predetermined criterion, the
送信部18は、受け取った所定の基準に合致するIFFT部14での演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、該ベースバンド信号から送信信号を生成し、送受信切替部37およびアンテナ10を介して他の機器に送信信号を送る。
The
図4は、実施の形態に係る通信機が行う送信制御の動作の一例を示すフローチャートである。変調部11は、入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成し、直並列変換部12は、変調信号を直並列変換する(ステップS110)。挿入部13は、直並列変換された変調信号の各要素の直前または直後に所定の複素数を挿入し、要素数がFFTサイズに一致する挿入後データfを生成する(ステップS120)。IFFT部14は、挿入後データfのIFFTを行う(ステップS130)。反転部15は、挿入後データfの要素の順序を逆にして反転データgを生成する(ステップS140)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a transmission control operation performed by the communication device according to the embodiment. The
シフト部16は、反転データgを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトして、シフトデータg(k)を生成する(ステップS150)。例えばシフト回数を0とすると、シフトデータg(k)=gである。IFFT部14は、挿入後データfにシフトデータg(k)を加算したデータである演算後データhのIFFTを行う(ステップS160)。判定部17は、IFFT部14における挿入後データfの演算結果に基づくベースバンド信号およびIFFT部14における演算後データhの演算結果に基づくベースバンド信号のPAPRをそれぞれ算出し、PAPRが所定の基準に合致するか否かを判定する(ステップS170)。
The
PAPRが所定の基準に合致する演算結果を検出しなかった場合には(ステップS180;N)、シフト回数に1を加算して(ステップS190)、ステップS150に戻り、新たなシフト回数に基づき新たなシフトデータg(k’)を生成して、上述の処理を繰り返す。PAPRが所定の基準に合致する演算結果を検出した場合には(ステップS180;Y)、送信部18は、所定の基準に合致する演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、ベースバンド信号からから送信信号を生成し、送受信切替部37およびアンテナ10を介して他の機器に送信信号を送る(ステップS200)。ステップS200の送信処理が完了すると、処理を終了する。なお上述の繰り返し方法は一例であり、シフト回数の変更の方法は任意である。
If the PAPR does not detect a calculation result that matches a predetermined standard (step S180; N), 1 is added to the number of shifts (step S190), and the process returns to step S150, and a new one based on the new number of shifts. Shift data g (k ′) is generated, and the above-described processing is repeated. When the PAPR detects a calculation result that matches a predetermined criterion (step S180; Y), the
受信側での処理を以下に説明する。受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、直並列変換して、FFT部35に送る。FFT部35は、直並列変換されたベースバンド信号のFFTを行って変換後データを生成し、変換後データを分解部34に送る。
Processing on the receiving side will be described below. The receiving
分解部34は、変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、第1のデータおよび第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する。分解部34は基準データおよび反転受信データを相関部33に送る。例えば送信側の挿入部13において直並列変換された変調信号の各要素の直後に所定の複素数を挿入した場合には、分解部34は、第1のデータを基準データとし、第2のデータの順序を逆にして反転受信データを生成する。また例えば送信側の挿入部13において直並列変換された変調信号の各要素の直前に所定の複素数を挿入した場合には、分解部34は、第2のデータを基準データとし、第1のデータの順序を逆にして反転受信データを生成する。受信側では予め送信側での所定の複素数の挿入位置についての情報を保持しているものとする。
The
相関部33は、基準データと所定の方向に所定の回数シフトした反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することを所定の回数を変えて繰り返し行う。相関部33は、基準データとシフトした反転受信データとの相関値が閾値以上であれば、基準データとシフトした反転受信データとの間に相関関係があると判定する。閾値は、相関値が取り得る最大値に応じて決定され、例えば正規化された相関分析を行う場合には、閾値を3/4とする。
The
基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データが存在する場合には、相関部33は、基準データの各要素および基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとする。所定の複素数とは、送信側の挿入部13で用いた所定の複素数と同一であり、受信側では所定の複素数についての情報を予め保持しているものとする。基準データの各要素および基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データの各要素の平均値をとることで、データに含まれる雑音成分を小さくすることが可能となる。
When there is shifted inverted reception data having a correlation with the reference data, the
上記(2)式に表されるように、挿入部13は、例えば所定の複素数を0とし、直並列変換された変調信号の各要素の直後に0を挿入するものとする。基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データが存在する場合には、相関部33は、基準データの各要素および基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データの各要素の平均値を各要素とするデータを復元データとする。
As represented by the above expression (2), the
基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データが存在しない場合には、相関部33は、基準データを復元データとする。相関部33は、復元データを並直列変換部32に送る。
When there is no shifted inverted reception data having a correlation with the reference data, the
図5は、実施の形態に係る通信機が行う受信側での演算処理の例を示す図である。横軸が要素であり、縦軸が要素の値である。説明を容易にするために、各要素の実部のみを表した。送信側で図3に示す演算処理が行われ、図3(e)に示す演算後データhに基づくベースバンド信号が送信されたとする。図5(a)が変換後データである。図5(b)が第1のデータであり、図5(c)が第2のデータである。分解部34は、第1のデータを基準データとし、図5(d)に示すように、第2のデータの順序を逆にして反転受信データを生成する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing on the reception side performed by the communication device according to the embodiment. The horizontal axis is the element, and the vertical axis is the value of the element. For ease of explanation, only the real part of each element is shown. Assume that the calculation process shown in FIG. 3 is performed on the transmission side, and a baseband signal based on post-computation data h shown in FIG. FIG. 5A shows the converted data. FIG. 5B shows the first data, and FIG. 5C shows the second data. The decomposing
相関部33は、基準データと所定の方向に所定の回数シフトした反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することをシフトする所定の回数を変えて繰り返す。図5(d)に示す並列信号である反転受信データを上方向に3回シフトしたデータは、基準データに一致するため、相関値が閾値以上となる。相関部33は、基準データの各要素および上方向に3回シフトした反転受信データの各要素の平均値を各要素とするデータを復元データとする。
The
図6は、実施の形態に係る通信機が行う受信側での演算処理の例を示す図である。図の見方は、図5と同様である。送信側で図3に示す演算処理が行われ、図3(b)に示す挿入後データfに基づくベースバンド信号が送信されたとする。図6(a)が変換後データである。図6(b)が第1のデータであり、図6(c)が第2のデータおよび反転受信データである。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing on the reception side performed by the communication device according to the embodiment. The way of viewing the figure is the same as in FIG. Assume that the calculation process shown in FIG. 3 is performed on the transmission side, and a baseband signal based on the post-insertion data f shown in FIG. 3B is transmitted. FIG. 6A shows the converted data. FIG. 6B shows the first data, and FIG. 6C shows the second data and the inverted reception data.
相関部33は、基準データと所定の方向に所定の回数シフトした反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することをシフトする所定の回数を変えて繰り返す。いずれのシフトした反転受信データも基準データとは相関関係を有さない。基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データが存在しないため、相関部33は、基準データを復元データとする。
The
図5および図6のいずれの場合にも、復元データは図3(a)に示す変調信号に一致する。並直列変換部32は、復元データを並直列変換し、復調部31に送る。復調部31は、並直列変換された復元データを所定の変調方式で復調し、入力信号を復元する。
In either case of FIG. 5 and FIG. 6, the restored data matches the modulated signal shown in FIG. The parallel-
図7は、実施の形態に係る通信機が行う受信制御の動作の一例を示すフローチャートである。受信部36は、アンテナ10および送受信切替部37を介して送信信号を受信し、ベースバンド信号を生成し、直並列変換する(ステップS310)。FFT部35は、直並列変換されたベースバンド信号のFFTを行って変換後データを生成する(ステップS320)。分解部34は、変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、第1のデータおよび第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する(ステップS330)。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of reception control operation performed by the communication device according to the embodiment. The receiving
相関部33は、シフト回数を0で初期化する(ステップS340)。相関部33は、基準データと上方向に0回シフトした反転受信データとの間の相関関係の有無を判定する(ステップS350)。基準データとシフトした反転受信データとの間に相関関係がある場合には(ステップS360;Y)、相関部33は、基準データの各要素および該シフトした反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとする(ステップS370)。
The
基準データとシフトした反転受信データとの間に相関関係がない場合には(ステップS360;N)、ステップS380に進む。上述の例ではシフト回数は0であり、N−1ではないため(ステップS380;N)、シフト回数に1を加算して(ステップS390)、ステップS350に戻り、上述の処理を繰り返す。上述の処理を繰り返し、シフト回数がN−1に達した場合には(ステップS380;Y)、相関部33は基準データを復元データとする(ステップS400)。並直列変換部32は、復元データを並直列変換し、復調部31は、並直列変換された復元データを所定の変調方式で復調し、入力信号を復元する(ステップS410)。ステップS410の復元処理が完了すると、処理を終了する。なお上述の繰り返し方法は一例であり、シフト回数の変更の方法は任意である。
If there is no correlation between the reference data and the inverted inverted reception data (step S360; N), the process proceeds to step S380. In the above example, the number of shifts is 0 and not N−1 (step S380; N). Therefore, 1 is added to the number of shifts (step S390), the process returns to step S350, and the above process is repeated. When the above process is repeated and the number of shifts reaches N−1 (step S380; Y), the
以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る通信機1によれば、OFDM通信方式において、変調信号に所定の演算処理を施し、所定の基準を満たすIFFT部14での演算結果を検出するまで処理を繰り返すことで、PAPRを低減することが可能となる。また上述のようにシフト部16、IFFT部14、および判定部17の処理を繰り返すことは、逐次決定法による計算処理の繰り返しと比べてより簡易な方法であり、本発明の実施の形態に係る通信機1によれば、PAPRを低減する処理を簡易化することが可能となる。
As described above, according to the
また受信側で基準データの各要素および基準データと相関関係を有するシフトした反転受信データの各要素の平均値に基づき復元データを生成する場合には、データに含まれる雑音成分を小さくすることが可能となる。 In addition, when the restoration data is generated based on the average value of each element of the reference data and each element of the inverted inverted reception data having a correlation with the reference data on the receiving side, the noise component included in the data can be reduced. It becomes possible.
(具体例)
次に、シミュレーションにより本実施の形態に係る発明の効果を説明する。入力信号にランダム信号を用いて、従来技術と本実施の形態に係る発明について、ベースバンド信号を生成し、PAPRの算出を繰り返すシミュレーションを行った。変調方式をQPSKとし、FFTサイズを2048として、従来技術と本実施の形態に係る発明のPAPRのCCDF(Complementary Cumulative Distribution Function:相補累積分布関数)、すなわちPAPRの発生確率の特性を比較した。従来技術とは、上述のような演算処理を行わずに、入力信号を所定の変調方式で変調した信号を直並列変換し、IFFTを行ってベースバンド信号を生成する方法である。
(Concrete example)
Next, the effect of the invention according to the present embodiment will be described by simulation. Using a random signal as an input signal, a simulation was performed for generating the baseband signal and repeatedly calculating the PAPR for the related art and the invention according to the present embodiment. The modulation method is QPSK, the FFT size is 2048, and the PAPR CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) of the invention according to the present embodiment, that is, the characteristics of PAPR occurrence probability are compared. The prior art is a method of generating a baseband signal by performing serial-parallel conversion on a signal obtained by modulating an input signal by a predetermined modulation method without performing the above-described arithmetic processing and performing IFFT.
ここで一例として、挿入部13が、要素数が1024である直並列変換された変調信号の各要素の直後に0を挿入して生成した挿入後データfを用いてシミュレーションを行う。図8は、実施の形態に係る通信機におけるベースバンド信号のPAPRのCCDF特性を示す図である。横軸はPAPR(単位:dB)、縦軸はPAPRのCCDFである。従来技術のPAPRのCCDF特性が細い実線のグラフであり、本実施の形態に係る発明のPAPRのCCDF特性が太い実線のグラフである。本実施の形態に係る発明のPAPRは従来技術と比べて低減されている。
Here, as an example, the
所定の変調方式で変調した信号の各要素の位相が一致する、例えば要素の値が全て0である同一信号を入力信号としてシミュレーションを行った。従来技術のPAPRが33.11dBであるのに対し、本実施の形態に係る発明のPAPRは30.10dBであった。入力信号が同一信号である場合についても、本実施の形態に係る発明のPAPRは、従来技術と比べて低減されている。 The simulation was performed using the same signal in which the phase of each element of the signal modulated by a predetermined modulation method is matched, for example, the element values are all 0, as an input signal. The PAPR of the prior art is 33.11 dB, while the PAPR of the invention according to the present embodiment is 30.10 dB. Even when the input signals are the same signal, the PAPR of the invention according to the present embodiment is reduced as compared with the prior art.
BER(Bit Error Rate:符号誤り率)について同様にシミュレーションを行った。図9は、実施の形態に係る通信機におけるBER特性を示す図である。横軸はEb/No(Energy per Bit to NOise power spectral density ratio:ビットエネルギー対雑音電力密度比)、縦軸はBERである。Eb/Noの単位はdBである。従来技術のBERはプロット点を四角で表したグラフであり、本実施の形態に係る発明のBERはプロット点を三角で表したグラフである。図9に示すように、特に雑音レベルが高い範囲において、本実施の形態に係る発明のBERは従来技術と比べて改善している。 A simulation was similarly performed for BER (Bit Error Rate). FIG. 9 is a diagram illustrating BER characteristics in the communication device according to the embodiment. The horizontal axis represents Eb / No (Energy per Bit to NOise power spectral density ratio), and the vertical axis represents BER. The unit of Eb / No is dB. The BER of the prior art is a graph in which plot points are represented by squares, and the BER of the invention according to the present embodiment is a graph in which plot points are represented by triangles. As shown in FIG. 9, the BER of the invention according to the present embodiment is improved compared to the prior art, particularly in the range where the noise level is high.
次に伝送路中におけるフェージングの影響についてシミュレーションを行った。マルチパスの数を6とし、受信側のアンテナに到来する素波の数を32とした。また素波により構成される遅延波の遅延時間とアンテナでの所定の数の波長を含む所定の区間での受信電力の平均である平均電力との関係を示す遅延プロファイルとして表1に示す値を用いた。図10は、シミュレーションに用いた伝送路の遅延プロファイルの概略図である。 Next, the effect of fading in the transmission path was simulated. The number of multipaths was 6, and the number of elementary waves arriving at the receiving antenna was 32. Further, the values shown in Table 1 are shown as a delay profile indicating the relationship between the delay time of the delayed wave composed of elementary waves and the average power that is the average of received power in a predetermined section including a predetermined number of wavelengths at the antenna. Using. FIG. 10 is a schematic diagram of the delay profile of the transmission path used in the simulation.
ドップラーシフトに関しては、基準となるサブキャリアの周波数を5.6GHzとし、送信側の通信機の移動速度を可変とした。シミュレーションで用いたOFDM通信方式においては、インターリーブを用いず、誤り訂正を行わなかった。またパイロット信号として要素の値が全て1の信号を用い、受信側では0次補間をし、ゼロフォーシングを用いて等化を行った。 Regarding Doppler shift, the frequency of the reference subcarrier was set to 5.6 GHz, and the moving speed of the communication device on the transmission side was made variable. The OFDM communication system used in the simulation did not use interleaving and did not perform error correction. Further, a signal having all element values of 1 was used as a pilot signal, zero-order interpolation was performed on the receiving side, and equalization was performed using zero forcing.
シミュレーションしたBERの変化について説明する。図11は、実施の形態に係る通信機におけるBERと移動速度の関係を示す図である。横軸はEb/No、縦軸はBERである。Eb/Noの単位はdBである。従来技術のBERはプロット点を四角で表したグラフであり、本実施の形態に係る発明のBERはプロット点を三角で表したグラフである。移動速度を変えてBERのシミュレーションを行った。図11(a)が移動速度が0km/hである場合、図11(b)が移動速度が50km/hである場合、図11(c)が移動速度が100km/hである場合のBERである。移動速度が速くなるにつれて、BERが劣化しており、また移動速度が遅い方が本実施の形態に係る発明によるBERの改善の程度が大きいことがわかる。 A change in the simulated BER will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between the BER and the moving speed in the communication device according to the embodiment. The horizontal axis is Eb / No, and the vertical axis is BER. The unit of Eb / No is dB. The BER of the prior art is a graph in which plot points are represented by squares, and the BER of the invention according to the present embodiment is a graph in which plot points are represented by triangles. The BER was simulated by changing the moving speed. FIG. 11A shows the BER when the moving speed is 0 km / h, FIG. 11B shows the BER when the moving speed is 50 km / h, and FIG. 11C shows the BER when the moving speed is 100 km / h. is there. It can be seen that as the moving speed increases, the BER deteriorates, and the slower the moving speed, the greater the degree of improvement of the BER according to the invention according to the present embodiment.
上述のシミュレーションにより、本実施の形態においては、変調信号に所定の演算処理を施し、所定の基準を満たすベースバンド信号を検出するまで処理を繰り返すことで、PAPRを低減でき、またBERを向上させることができることがわかった。 According to the above-described simulation, in the present embodiment, predetermined arithmetic processing is performed on the modulation signal, and the processing is repeated until a baseband signal satisfying a predetermined criterion is detected, thereby reducing PAPR and improving BER. I found out that I could do it.
本発明の実施の形態は上述の実施の形態に限られない。変調部11の変調方式は、QPSKに限られず、QPSK以外のPSK(Phase Shift Keying:位相偏移変調)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation:直角位相振幅変調)などを用いることができる。上述の実施の形態においては、直並列変換部12で直並列変換した変調信号の各要素の直前または直後に、所定の複素数を挿入したが、直並列変換部12と挿入部13との順序を変えてもよい。すなわち、入力信号を所定の変調方式で変調して生成した変調信号の各要素の直前または直後に、所定の複素数を挿入して挿入後データを生成し、直並列変換部12で挿入後データを直並列変換するように構成してもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The modulation method of the
上述の実施の形態においては、挿入部13は所定の複素数として0を用いたが、所定の複素数は0に限られない。挿入部13が所定の複素数αを用いる場合には、上記(2)、(3)、(4)式の0をαに置き換えたデータがそれぞれ挿入後データf、反転データg、シフトデータg(k)である。また演算後データhは、下記(6)式で表される。
In the above-described embodiment, the
上記(6)式で表される演算後データhに基づくベースバンド信号が送信された場合には、受信側の相関部33は、基準データの各要素および反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとする。また相関部33は、基準データの各要素から所定の複素数を減算したデータと、反転受信データの各要素から該所定の複素数を減算したデータの、各要素の平均値を各要素とするデータを復元データとしてもよい。
When the baseband signal based on the post-computation data h represented by the above equation (6) is transmitted, the receiving-
IFFT部14は、IFFTの代わりにIDFTを行うよう構成してもよいし、FFT部35は、FFTの代わりにDFTを行うよう構成してもよい。
The
1 通信機
10 アンテナ
11 変調部
12 直並列変換部
13 挿入部
14 IFFT部
15 反転部
16 シフト部
17 判定部
18 送信部
20 コントローラ
21 CPU
22 I/O
23 RAM
24 ROM
31 復調部
32 並直列変換部
33 相関部
34 分解部
35 FFT部
36 受信部
37 送受信切替部
1 communication equipment
10 Antenna
11 Modulator
12 Series-parallel converter
13 Insertion part
14 IFFT section
15 Reverse part
16 Shift section
17 Judgment part
18 Transmitter
20 controller
21 CPU
22 I / O
23 RAM
24 ROM
31 Demodulator
32 Parallel to serial converter
33 Correlator
34 Disassembly part
35 FFT section
36 Receiver
37 Transmission / reception switching unit
Claims (12)
入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成する変調手段と、
前記変調信号の各要素の直前または直後に前記変調信号の各要素が取り得る値と異なる所定の複素数を挿入し、要素数が高速フーリエ変換のサイズに一致する挿入後データを生成する挿入手段と、
前記挿入後データの逆高速フーリエ変換を行う第1のIFFT手段と、
前記挿入後データの要素の順序を逆にして生成した反転データを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトしてシフトデータを生成するシフト手段と、
前記挿入後データに前記シフトデータを加算したデータの逆高速フーリエ変換を行う第2のIFFT手段と、
前記第1のIFFT手段の演算結果および前記第2のIFFT手段の演算結果のそれぞれに基づくベースバンド信号のピーク対平均電力比を算出し、該ピーク対平均電力比が所定の基準に合致するか否かを判定する判定手段と、
前記ピーク対平均電力比が所定の基準に合致する前記第1のIFFT手段の演算結果または前記第2のIFFT手段の演算結果を検出するまで、前記反転データをシフトする前記所定の回数を変えて前記シフト手段の処理を行って前記シフトデータを生成し、該シフトデータについて、前記第2のIFFT手段および前記判定手段の処理を繰り返し行う繰り返し手段と、
前記所定の基準に合致する前記第1のIFFT手段の演算結果または前記第2のIFFT手段の演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、該ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信機。 A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Modulation means for modulating the input signal with a predetermined modulation method to generate a modulation signal;
Insertion means for inserting a predetermined complex number different from a value that can be taken by each element of the modulation signal immediately before or after each element of the modulation signal, and generating post-insertion data in which the number of elements matches the size of the fast Fourier transform ,
First IFFT means for performing inverse fast Fourier transform of the post-insertion data;
Shift means for generating inverted data by shifting the inverted data generated by reversing the order of the elements of the inserted data in a predetermined direction a predetermined number of times that is a multiple of 2;
A second IFFT means for performing an inverse fast Fourier transform on the data obtained by adding the shift data to the post-insertion data;
A peak-to-average power ratio of the baseband signal is calculated based on each of the calculation result of the first IFFT means and the calculation result of the second IFFT means, and whether the peak-to-average power ratio meets a predetermined standard Determining means for determining whether or not;
The predetermined number of shifts of the inverted data is changed until the calculation result of the first IFFT means or the calculation result of the second IFFT means whose peak-to-average power ratio meets a predetermined standard is detected. Repetitive means for performing the processing of the shift means to generate the shift data, and repeatedly performing the processing of the second IFFT means and the determination means for the shift data;
Transmission means for generating a baseband signal based on the calculation result of the first IFFT means or the calculation result of the second IFFT means that matches the predetermined standard, and generating and transmitting a transmission signal from the baseband signal When,
A communication device comprising:
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信手段と、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、高速フーリエ変換を行って変換後データを生成するFFT手段と、
前記変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび前記変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、前記第1のデータおよび前記第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する分解手段と、
前記基準データと所定の方向に所定の回数シフトした前記反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することを前記所定の回数を変えて繰り返し行い、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在する場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在しない場合には、前記基準データを復元データとする相関分析手段と、
前記復元データを所定の変調方式で復調する復調手段と、
を備えることを特徴とする通信機。 A communication device that communicates with other devices by orthogonal frequency division multiplex communication wireless communication,
Receiving means for receiving a transmission signal and generating a baseband signal;
FFT means for performing serial-parallel conversion on the baseband signal and performing fast Fourier transform to generate converted data;
Based on the first data composed of odd-numbered elements of the converted data and the second data composed of even-numbered elements of the converted data, one of the first data and the second data is determined. Disassembling means for generating inverted reception data by reversing the order of the other element as reference data;
Determining whether or not there is a correlation between the reference data and the inverted reception data shifted a predetermined number of times in a predetermined direction, repeatedly performing the predetermined number of times, and shifting the correlation with the reference data When the inverted reception data exists, data having each element as a value obtained by subtracting a predetermined complex number from each element of the reference data and an average value of each element of the inverted reception data is used as the restoration data, and the reference data If there is no shifted inverted reception data having a correlation with the correlation analysis means using the reference data as restored data,
Demodulation means for demodulating the restored data by a predetermined modulation method;
A communication device comprising:
入力信号を所定の変調方式で変調して変調信号を生成する変調ステップと、
前記変調信号の各要素の直前または直後に前記変調信号の各要素が取り得る値と異なる所定の複素数を挿入し、要素数が高速フーリエ変換のサイズに一致する挿入後データを生成する挿入ステップと、
前記挿入後データの逆高速フーリエ変換を行う第1のIFFTステップと、
前記挿入後データの要素の順序を逆にして生成した反転データを所定の方向に、2の倍数である所定の回数シフトしてシフトデータを生成するシフトステップと、
前記挿入後データに前記シフトデータを加算したデータの逆高速フーリエ変換を行う第2のIFFTステップと、
前記第1のIFFTステップの演算結果および前記第2のIFFTステップの演算結果のそれぞれに基づくベースバンド信号のピーク対平均電力比を算出し、該ピーク対平均電力比が所定の基準に合致するか否かを判定する判定ステップと、
前記ピーク対平均電力比が所定の基準に合致する前記第1のIFFTステップの演算結果または前記第2のIFFTステップの演算結果を検出するまで、前記反転データをシフトする前記所定の回数を変えて前記シフトステップの処理を行って前記シフトデータを生成し、該シフトデータについて、前記第2のIFFTステップおよび前記判定ステップの処理を繰り返し行う繰り返しステップと、
前記所定の基準に合致する前記第1のIFFTステップの演算結果または前記第2のIFFTステップの演算結果に基づきベースバンド信号を生成し、該ベースバンド信号から送信信号を生成して送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。 A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A modulation step of modulating the input signal with a predetermined modulation method to generate a modulated signal;
An insertion step of inserting a predetermined complex number different from a value that can be taken by each element of the modulation signal immediately before or after each element of the modulation signal, and generating post-insertion data in which the number of elements matches the size of the fast Fourier transform; ,
A first IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform on the post-insertion data;
A shift step of generating the shift data by shifting the inverted data generated by reversing the order of the elements of the post-insertion data in a predetermined direction a predetermined number of times that is a multiple of 2;
A second IFFT step for performing an inverse fast Fourier transform of data obtained by adding the shift data to the post-insertion data;
A peak-to-average power ratio of the baseband signal is calculated based on each of the calculation result of the first IFFT step and the calculation result of the second IFFT step, and whether the peak-to-average power ratio meets a predetermined criterion A determination step for determining whether or not;
The predetermined number of shifts of the inverted data is changed until the calculation result of the first IFFT step or the calculation result of the second IFFT step in which the peak-to-average power ratio meets a predetermined criterion is detected. Performing the shift step to generate the shift data, and repeatedly performing the second IFFT step and the determination step for the shift data;
A transmission step of generating a baseband signal based on the calculation result of the first IFFT step or the calculation result of the second IFFT step that matches the predetermined criterion, and generating and transmitting a transmission signal from the baseband signal When,
A communication method comprising:
送信信号を受信してベースバンド信号を生成する受信ステップと、
前記ベースバンド信号を直並列変換し、高速フーリエ変換を行って変換後データを生成するFFTステップと、
前記変換後データの奇数番目の要素から成る第1のデータおよび前記変換後データの偶数番目の要素から成る第2のデータに基づき、前記第1のデータおよび前記第2のデータの定めた一方を基準データとし、他方の要素の順序を逆にして反転受信データを生成する分解ステップと、
前記基準データと所定の方向に所定の回数シフトした前記反転受信データとの間の相関関係の有無を判定することを前記所定の回数を変えて繰り返し行い、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在する場合には、前記基準データの各要素および該反転受信データの各要素の平均値から所定の複素数を減算した値を各要素とするデータを復元データとし、前記基準データと相関関係を有するシフトした前記反転受信データが存在しない場合には、前記基準データを復元データとする相関分析ステップと、
前記復元データを所定の変調方式で復調する復調ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。 A communication method performed by a communication device that communicates with other devices by wireless communication of an orthogonal frequency division multiplex communication method,
A reception step of receiving a transmission signal and generating a baseband signal;
An FFT step of performing serial-parallel conversion of the baseband signal and performing fast Fourier transform to generate converted data;
Based on the first data composed of odd-numbered elements of the converted data and the second data composed of even-numbered elements of the converted data, one of the first data and the second data is determined. A decomposition step for generating inverted reception data by reversing the order of the other element as reference data;
Determining whether or not there is a correlation between the reference data and the inverted reception data shifted a predetermined number of times in a predetermined direction, repeatedly performing the predetermined number of times, and shifting the correlation with the reference data When the inverted reception data exists, data having each element as a value obtained by subtracting a predetermined complex number from each element of the reference data and an average value of each element of the inverted reception data is used as the restoration data, and the reference data A correlation analysis step using the reference data as restored data when there is no shifted inverted reception data having a correlation with
A demodulation step of demodulating the restored data with a predetermined modulation method;
A communication method comprising:
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