JP2006115096A - マルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、受信品質の劣化を低減すること。
【解決手段】 品質情報復調部１１１は、受信信号に含まれるキャリアごとの品質情報を復調する。フィルタ係数決定部１１２は、図示しない通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの帯域のみを通過させるフィルタ係数を決定する。フィルタ１０７には、フィルタ係数決定部１１２によって決定されたフィルタ係数が設定されており、減算部１０６から出力されるピーク成分に対してフィルタリングによる帯域制限を施す。減算部１０８は、マルチキャリア信号からフィルタ後ピーク成分を減算し、ピーク電力を抑圧する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法に関し、特に、フィルタリングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法に関する。

近年、周波数選択性フェージングに対する耐性を高めて通信品質を向上させる技術として例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式やＭＣ−ＣＤＭＡ（Multi Carrier-Code Division Multiple Access）方式などのマルチキャリア通信方式が注目されている。マルチキャリア通信方式においては、周波数が異なる複数のキャリアを用いて信号が伝送されるが、このとき、送信側では複数のキャリアが加算されて送信されるため、それぞれのキャリアの位相によっては、一部だけ電力が突出してピークが発生することがある。そして、ピークが発生した信号を非線形増幅器に入力すると、この増幅器からの出力信号には非線形歪みが生じ、受信側における受信特性の劣化や帯域外輻射の原因となる。

そこで、マルチキャリア通信方式におけるピーク電力の抑圧方法として、従来からピーク成分を強制的にカットするクリッピングやフィルタリングを用いた処理が検討されている。例えば特許文献１には、マルチキャリア信号から閾値以上の電力を有するピーク成分を抽出し、このピーク成分に対してローパスフィルタやＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタなどによるフィルタリングを行って帯域制限し、帯域制限後のピーク成分を元のマルチキャリア信号から減算することが開示されている。この方法によれば、フィルタリング後にピークが再現することが無く、処理の繰り返しが不要となって処理量を軽減することができる。

また、例えば特許文献２には、複数のＦＩＲフィルタを用いてピーク電力を抑圧し、各ＦＩＲフィルタの出力のうちピーク電力抑圧後の信号の品質が良いものを選択することにより、ピーク電力抑圧による信号品質の劣化を低減することが記載されている。
特開２００４−１０４１６２号公報 特開２００４−１４６９７４号公報

しかしながら、上述した従来の技術においては、ピーク電力抑圧後のマルチキャリア信号が伝搬路の影響を受けて、受信側におけるマルチキャリア信号の復調特性が必ずしも良好ではないという問題がある。すなわち、マルチキャリア信号が伝送される伝搬路の特性は、時々刻々と変化しており一定ではない。このため、送信側においてピーク電力を抑圧し、受信側における受信特性の向上を図っても、伝搬路特性によってはマルチキャリア信号の受信品質が劣化してしまうことがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア信号のピーク電力を抑圧しつつ、受信品質の劣化を低減することができるマルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法を提供することを目的とする。

本発明に係るマルチキャリア通信装置は、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタと、前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得する取得手段と、取得された劣悪キャリアの情報に応じて前記フィルタのフィルタ係数を決定する決定手段と、決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算する減算手段と、ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。

本発明に係るピーク電力抑圧方法は、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタリングを行ってピーク電力を抑圧するピーク電力抑圧方法であって、前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得するステップと、取得された劣悪キャリアの情報に応じてフィルタのフィルタ係数を決定するステップと、決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算するステップと、ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信するステップと、を有するようにした。

これらによれば、劣悪キャリアの情報に応じて決定されたフィルタ係数が設定されたフィルタによってピーク成分を帯域制限し、帯域制限後のピーク成分をマルチキャリア信号から減算して送信するため、例えばピーク成分のうち劣悪キャリアに相当する周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算することができ、通信相手における受信品質が良好なキャリアは一切減衰されずに、重畳されるデータが欠損することがない。このため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。

本発明によれば、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。

本発明の骨子は、マルチキャリア信号のピーク成分に含まれる周波数成分のうち、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアに相当する周波数成分のみを除去するようにフィルタ係数を決定することである。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置は、Ｓ／Ｐ（Serial/Parallel：直／並列）変換部１０１、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０２、Ｐ／Ｓ（Parallel/Serial：並／直列）変換部１０３、遅延部１０４、リミッタ１０５、減算部１０６、フィルタ１０７、減算部１０８、送信部１０９、受信部１１０、品質情報復調部１１１、およびフィルタ係数決定部１１２を有している。

Ｓ／Ｐ変換部１０１は、送信データをＳ／Ｐ変換し、複数のキャリアそれぞれに重畳する並列なデータを出力する。

ＩＦＦＴ部１０２は、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力された並列データを逆高速フーリエ変換することで、複数のキャリアにそれぞれ並列データが重畳された時間領域の信号を出力する。

Ｐ／Ｓ変換部１０３は、ＩＦＦＴ部１０２から出力された時間領域の信号をＰ／Ｓ変換し、直列なマルチキャリア信号を出力する。このマルチキャリア信号にはピーク電力が生じている。

遅延部１０４は、後述の各処理ブロックによりピーク電力を抑圧するためのフィルタリングに要する時間だけ遅延させてマルチキャリア信号を出力する。

リミッタ１０５は、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されたマルチキャリア信号の振幅に対して所定の閾値比較を行い、振幅が所定の閾値未満であればマルチキャリア信号の振幅をそのまま出力する一方、振幅が所定の閾値以上であればこの所定の閾値を出力する。すなわち、リミッタ１０５は、マルチキャリア信号の所定の閾値以下の振幅を出力する。

減算部１０６は、マルチキャリア信号からリミッタ１０５の出力を減算して、マルチキャリア信号に含まれるピーク成分のみを出力する。

フィルタ１０７は、ピーク成分に対してフィルタリングによる帯域制限を施し、帯域制限されたピーク成分（以下、「フィルタ後ピーク成分」という）を出力する。なお、フィルタ１０７には、後述のようにフィルタ係数決定部１１２によって決定されたフィルタ係数が設定されている。

減算部１０８は、遅延部１０４から出力されたマルチキャリア信号からフィルタ後ピーク成分を減算し、ピーク電力を抑圧する。

送信部１０９は、ピーク電力抑圧後のマルチキャリア信号に対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して図示しない通信相手へ送信する。

受信部１１０は、アンテナを介して図示しない通信相手から送信された信号を受信し、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

品質情報復調部１１１は、受信信号に含まれるキャリアごとの品質情報を復調する。すなわち、本実施の形態においては、図示しない通信相手がマルチキャリア信号のキャリアごとの受信品質（例えばＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）またはＢＥＲ（Bit Error Ratio）など）を測定しており、この測定結果を品質情報としてフィードバックしている。そして、品質情報復調部１１１は、フィードバックされた品質情報を復調する。

フィルタ係数決定部１１２は、図示しない通信相手における受信品質が劣悪なキャリア（以下、単に「劣悪なキャリア」ともいう）の帯域のみを通過させるフィルタ係数を決定する。すなわち、本実施の形態においては、フィルタ係数決定部１１２は、品質情報復調部１１１によって復調されたキャリアごとの品質情報を参照して、図示しない通信相手における受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪なキャリアとして選択し、劣悪なキャリアのみを通過させるフィルタ係数を決定する。このように受信品質の閾値比較などではなく、受信品質が相対的に劣悪なキャリアを選択することにより、たとえすべてのキャリアの受信品質が比較的良好であっても所定数のキャリアが劣悪なキャリアとして選択されることになり、フィルタ１０７からは必ず劣悪なキャリアに相当する周波数成分が出力される。このため、後述するピーク成分の減算が常に可能となる。

なお、フィルタ係数決定部１１２は、複数の図示しない通信相手から品質情報の報告を受けている場合は、キャリアごとの品質情報の平均値を算出し、平均値が低い方から所定数のキャリアを選択しても良いし、各キャリアについて最も劣悪な品質情報を報告してきた通信相手の品質情報を参照して所定数のキャリアを選択しても良い。また、通信相手ごとに受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを選択し、最終的に半数以上の通信相手に関して選択されたキャリアを劣悪なキャリアとして選択しても良い。

さらに、フィルタ係数決定部１１２は、例えば劣悪なキャリアの品質情報を２つの異なる閾値Ａおよび閾値Ｂ（閾値Ａ＜閾値Ｂ）と比較し、品質情報が閾値Ａ未満の特に劣悪なキャリアと品質情報が閾値Ａ以上閾値Ｂ未満のやや劣悪なキャリアと品質情報が閾値Ｂ以上の少し劣悪なキャリアとに分類し、各キャリアの分類に重み付けを施してフィルタ係数を決定しても良い。すなわち、例えば特に劣悪なキャリアの帯域はフィルタ１０７を完全に通過させ、やや劣悪なキャリアの帯域は電力を半減させた上でフィルタ１０７を通過させるようなフィルタ係数を決定しても良い。このようにすれば、フィルタ係数を柔軟かつ細やかに決定することができ、キャリアごとの品質情報に応じたより精密な制御が可能となる。

図２および図３は、フィルタ１０７の内部構成の例を示すブロック図である。図２は、周波数領域の信号に対して帯域制限するフィルタの例であり、図３は、時間波形の畳み込み演算を行って帯域制限するフィルタの例である。

図２に示すフィルタ１０７は、ピーク成分を高速フーリエ変換して周波数領域の信号に変換するＦＦＴ部１０７１、ピーク成分に含まれる各周波数成分に対してフィルタ係数を乗算する乗算器１０７２、および各乗算器１０７２の出力を逆高速フーリエ変換して時間領域の信号に変換するＩＦＦＴ部１０７３を有している。

一方、図３に示すフィルタ１０７は、ピーク成分を構成する個々の単位信号を時系列に格納する遅延素子１０７４、各遅延素子１０７４の出力に対してフィルタ係数を乗算する乗算器１０７５、および各乗算器１０７５の出力を加算してフィルタ後ピーク成分を出力する加算器１０７６を有している。

これらのフィルタ１０７においては、それぞれ乗算器１０７２または乗算器１０７５にて乗算するフィルタ係数を調整することにより、入力されるピーク成分において所望の帯域のみを通過させる帯域制限を行うことができる。そして、本実施の形態においては、上述したように、フィルタ係数決定部１１２がフィルタ係数を決定しており、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの帯域のみがフィルタ１０７を通過するようになっている。

次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について、図４から図７を参照して具体的に説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示すマルチキャリア通信装置からキャリアＣ１およびキャリアＣ２の２つのキャリアのみを含むマルチキャリア信号が送信されているものとする。

まず、送信データは、Ｓ／Ｐ変換部１０１によってＳ／Ｐ変換され、キャリア数に応じた２系列の並列データに変換される。この２系列の並列データは、ＩＦＦＴ部１０２によって逆高速フーリエ変換され、それぞれの系列のデータがキャリアＣ１およびキャリアＣ２に重畳される。そして、各キャリアに重畳されたデータは、Ｐ／Ｓ変換部１０３によってＰ／Ｓ変換され、キャリアＣ１およびキャリアＣ２にそれぞれデータが重畳されたマルチキャリア信号が生成される。

ここで生成されたマルチキャリア信号は、キャリアＣ１およびキャリアＣ２の電力を加算した信号であり、例えば図４（ａ）に示すように、ピーク成分２０１を含んでいる。また、マルチキャリア信号の帯域は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ電力が等しいキャリアＣ１およびキャリアＣ２の帯域となっている。

そして、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されるマルチキャリア信号は、リミッタ１０５および減算部１０６に入力され、リミッタ１０５によって所定の閾値以下の振幅のみが出力され、出力された振幅が減算部１０６によってマルチキャリア信号から減算される。すなわち、減算部１０６からは、図５（ａ）に示すように、ピーク成分２０１のみがフィルタ１０７へ出力される。このピーク成分２０１の帯域は、図５（ｂ）に示すように、ほぼマルチキャリア信号の帯域と重なっている。

一方、受信部１１０によって通信相手からの信号が受信され、受信信号に含まれるキャリアごとの品質情報が品質情報復調部１１１によって復調される。上述したように、本実施の形態においては、図１に示すマルチキャリア通信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信する図示しない通信相手が、キャリアごとの受信品質を測定しており、この測定結果が品質情報として図１に示すマルチキャリア通信装置へ報告されている。したがって、品質情報復調部１１１によって品質情報が復調されることにより、通信相手におけるキャリアごとの受信品質が取得される。キャリアごとの品質情報は、フィルタ係数決定部１１２へ出力される。

そして、フィルタ係数決定部１１２によって、品質情報が劣悪なキャリアが選択され、選択されたキャリアの帯域のみを通過させるフィルタ１０７のフィルタ係数が決定される。劣悪なキャリアの選択においては、例えば、品質情報が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪なキャリアとして選択するようにすれば良い。ここでは、キャリアＣ１が劣悪なキャリアとして選択されたものとして説明を続ける。すなわち、フィルタ係数決定部１１２によって、キャリアＣ１の帯域のみがフィルタ１０７を通過するようにフィルタ係数が決定される。決定されたフィルタ係数は、フィルタ１０７に設定される。

そして、上述したようにフィルタ１０７には、ピーク成分２０１が出力されているため、このピーク成分２０１がフィルタ１０７によって帯域制限され、キャリアＣ１の帯域のみがフィルタ後ピーク成分としてフィルタ１０７から出力される。すなわち、図５（ｂ）に示したピーク成分の帯域のうち、図６（ｂ）中に斜線で示すキャリアＣ１の帯域のみがフィルタ１０７から出力される。このフィルタ１０７からの出力は、時間領域では図６（ａ）のフィルタ後ピーク成分２０２として示されている。このフィルタ後ピーク成分２０２は、ピーク成分２０１中の品質情報が劣悪なキャリアＣ１の周波数成分に相当する。

以上のようなフィルタリング処理が施されたフィルタ後ピーク成分２０２は、減算部１０８によって、マルチキャリア信号から減算される。このとき、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されたマルチキャリア信号は、遅延部１０４によって、上記のフィルタリング処理に要する時間だけ遅延されているため、マルチキャリア信号とフィルタ後ピーク成分２０２とのタイミングは適切に調整されている。

これにより、減算部１０８から出力されるマルチキャリア信号は、図７（ａ）に示すようにピーク電力が抑圧されたものとなっており、周波数領域では、図７（ｂ）に示すように、劣悪なキャリアＣ１に相当する周波数の電力のみが低くなっている。つまり、劣悪なキャリアＣ１のみの電力が抑圧されているため、通信相手における受信品質が良好なキャリアＣ２については、一切減衰されることなく、キャリアＣ２に重畳されるデータが欠損することがない。したがって、そもそも伝搬路上における品質の維持が期待できないキャリアＣ１のみをピーク電力抑圧のために減衰し、反対に通信相手における受信品質が良好なキャリアＣ２については減衰せず、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を最低限に抑制することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、マルチキャリア信号に含まれるピーク成分のうち、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算するため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、通信相手から送信されたキャリアごとの品質情報を受信する代わりに、通信相手から送信されたキャリアの番号を受信して、このキャリアの周波数成分をピーク成分から除去する点である。

図８は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示すマルチキャリア通信装置は、図１に示すマルチキャリア通信装置の品質情報復調部１１１の代わりにキャリア番号復調部３０１を有している。

キャリア番号復調部３０１は、受信信号に含まれる劣悪なキャリアのキャリア番号を復調する。すなわち、本実施の形態においては、図示しない通信相手がマルチキャリア信号のキャリアごとの受信品質を測定し、この測定結果から劣悪なキャリアを選択し、選択されたキャリアのキャリア番号をフィードバックしている。そして、キャリア番号復調部３０１は、フィードバックされたキャリア番号を復調する。なお、図示しない通信相手における劣悪なキャリアの選択については、実施の形態１のマルチキャリア通信装置のフィルタ係数決定部１１２における劣悪なキャリアの選択と同様に行われれば良い。すなわち、図示しない通信相手は、キャリアごとの受信品質を測定し、受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪なキャリアとして選択する。

このように、本実施の形態においては、通信相手からマルチキャリア通信装置へフィードバックされる情報が、キャリアごとの品質情報ではなく劣悪なキャリアのキャリア番号のみであるため、サイド情報量が減って回線容量への負担を低減することができる。

また、本実施の形態においては、フィルタ係数決定部１１２は、キャリア番号復調部３０１によって復調されて得られたキャリア番号のキャリアのみを通過させるフィルタ係数を決定する。

なお、フィルタ係数決定部１１２は、複数の図示しない通信相手から劣悪なキャリアのキャリア番号の報告を受けている場合は、すべての劣悪なキャリアを通過させるフィルタ係数を決定しても良いし、半数以上の通信相手から報告されたキャリア番号のキャリアを通過させるフィルタ係数を決定しても良い。

次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。

まず、送信データは、実施の形態１と同様に、Ｓ／Ｐ変換部１０１によってＳ／Ｐ変換され、キャリア数に応じた並列データに変換される。この並列データは、ＩＦＦＴ部１０２によって逆高速フーリエ変換され、それぞれの系列のデータが複数のキャリアに重畳される。そして、各キャリアに重畳されたデータは、Ｐ／Ｓ変換部１０３によってＰ／Ｓ変換され、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号が生成される。

そして、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されるマルチキャリア信号は、リミッタ１０５および減算部１０６に入力され、リミッタ１０５によって所定の閾値以下の振幅のみが出力され、出力された振幅が減算部１０６によってマルチキャリア信号から減算され、ピーク成分がフィルタ１０７へ出力される。

一方、受信部１１０によって通信相手からの信号が受信され、受信信号に含まれる劣悪なキャリアのキャリア番号がキャリア番号復調部３０１によって復調される。上述したように、本実施の形態においては、図８に示すマルチキャリア通信装置から送信されたマルチキャリア信号を受信する図示しない通信相手が、キャリアごとの受信品質を測定し、劣悪なキャリアを選択し、選択されたキャリアのキャリア番号が図８に示すマルチキャリア通信装置へ報告されている。したがって、キャリア番号復調部３０１によって受信信号に含まれるキャリア番号が復調されることにより、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアが判別される。劣悪なキャリアのキャリア番号は、フィルタ係数決定部１１２へ出力される。

そして、フィルタ係数決定部１１２によって、劣悪なキャリアの帯域のみを通過させるフィルタ１０７のフィルタ係数が決定される。そして、上述したようにフィルタ１０７には、ピーク成分が出力されているため、このピーク成分がフィルタ１０７によって帯域制限され、劣悪なキャリアの帯域のみがフィルタ後ピーク成分としてフィルタ１０７から出力される。

以上のようなフィルタリング処理が施されたフィルタ後ピーク成分は、減算部１０８によって、マルチキャリア信号から減算される。このとき、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されたマルチキャリア信号は、遅延部１０４によって、上記のフィルタリング処理に要する時間だけ遅延されているため、マルチキャリア信号とフィルタ後ピーク成分とのタイミングは適切に調整されている。

これにより、減算部１０８から出力されるマルチキャリア信号は、ピーク電力が抑圧されたものとなっており、周波数領域では、劣悪なキャリアに相当する周波数の電力のみが低くなっている。つまり、劣悪なキャリアのみの電力が抑圧されているため、通信相手における受信品質が良好なキャリアについては、一切減衰されることなく、データが欠損することがない。したがって、そもそも伝搬路上における品質の維持が期待できない劣悪なキャリアのみをピーク電力抑圧のために減衰し、反対に通信相手における受信品質が良好なキャリアについては減衰せず、ピーク電力抑圧による受信品質への影響を最低限に抑制することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、マルチキャリア信号に含まれるピーク成分のうち、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算するため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。また、通信相手が劣悪なキャリアを選択し、選択されたキャリアのキャリア番号をマルチキャリア通信装置へフィードバックするため、サイド情報量が減って回線容量への負担を低減することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の特徴は、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの送信自体を停止する点である。

図９は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図９に示すマルチキャリア通信装置は、図１に示すマルチキャリア通信装置に送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１を追加した構成を有している。

送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１は、図示しない通信相手における受信品質が低いキャリアに重畳される系列のデータの送信を停止する。すなわち、送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１は、品質情報復調部１１１によって復調されたキャリアごとの品質情報を参照して、例えば品質情報が所定の閾値未満のキャリアを選択し、Ｓ／Ｐ変換部１０１から出力される並列データのうち選択されたキャリアに重畳される系列のデータの送信を停止する。

このように、本実施の形態においては、通信相手から報告される品質情報が低いキャリアに重畳されるデータの送信を停止するため、たとえこのキャリアの電力をピーク電力抑圧のために減衰してもデータの伝送品質に影響を与えることがない。

次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について、図１０を参照して具体的に説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図９に示すマルチキャリア通信装置からキャリアＣ１〜Ｃ８の８つのキャリアを含むマルチキャリア信号が送信されているものとする。

本実施の形態においては、まず、受信部１１０によって通信相手からの信号が受信され、受信信号に含まれるキャリアごとの品質情報が品質情報復調部１１１によって復調される。復調されて得られたキャリアごとの品質情報は、フィルタ係数決定部１１２および送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１へ出力される。

また、送信データは、実施の形態１と同様に、Ｓ／Ｐ変換部１０１によってＳ／Ｐ変換され、キャリア数に応じた並列データに変換される。この並列データは送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１へ出力され、送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１によって、一部のキャリアに重畳されるデータの送信が停止される。具体的には、品質情報復調部１１１によって得られたキャリアＣ１〜Ｃ８の品質情報のうち、所定の閾値より低いものに対応するキャリアに重畳されるデータの送信が停止される。ここでは、キャリアＣ７の品質情報が所定の閾値未満であったものとして説明を続ける。すなわち、送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１によって、キャリアＣ７に重畳されるデータの送信が停止され、図１０（ａ）に示すように、キャリアＣ７の電力が０となる。

キャリアＣ７に重畳されるデータ以外の並列データは、ＩＦＦＴ部１０２によって逆高速フーリエ変換され、それぞれの系列のデータがキャリアＣ１〜Ｃ６、Ｃ８に重畳される。そして、各キャリアに重畳されたデータは、Ｐ／Ｓ変換部１０３によってＰ／Ｓ変換され、キャリアＣ１〜Ｃ６、Ｃ８にそれぞれデータが重畳されたマルチキャリア信号が生成される。ただし、このとき、各キャリアＣ１〜Ｃ６、Ｃ８の信号が畳み込まれて歪み成分が発生するため、生成されたマルチキャリア信号のキャリアＣ７の電力は正確には０とならない。

そして、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されるマルチキャリア信号は、リミッタ１０５および減算部１０６に入力され、リミッタ１０５によって所定の閾値以下の振幅のみが出力され、出力された振幅が減算部１０６によってマルチキャリア信号から減算され、ピーク成分がフィルタ１０７へ出力される。

ここで出力されるピーク成分は、周波数領域で図１０（ｂ）に示すような周波数成分を有するピーク成分を含んでいる。なお、図１０（ｂ）においては、上述した畳み込みによる歪み成分により、キャリアＣ７およびキャリアＣ１〜Ｃ８の外側の帯域においても電力が０となっていない。

そして、実施の形態１と同様に、フィルタ係数決定部１１２によって、劣悪なキャリアの帯域のみを通過させるフィルタ１０７のフィルタ係数が決定される。ここでは、キャリアＣ７が劣悪なキャリアとして選択されたものとして説明を続ける。すなわち、フィルタ係数決定部１１２によって、キャリアＣ７の帯域のみがフィルタ１０７を通過するようにフィルタ係数が決定される。決定されたフィルタ係数は、フィルタ１０７に設定される。

そして、上述しようにフィルタ１０７には、ピーク成分が出力されているため、このピーク成分がフィルタ１０７によって帯域制限され、キャリアＣ７の帯域のみがフィルタ後ピーク成分としてフィルタ１０７から出力される。すなわち、図１０（ｂ）に示したピーク成分のうち、図１０（ｃ）中に斜線で示すキャリアＣ７の帯域のみがフィルタ１０７から出力される。

以上のようにフィルタリング処理が施されたフィルタ後ピーク成分は、減算部１０８によって、マルチキャリア信号から減算される。このとき、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されたマルチキャリア信号は、遅延部１０４によって、上記のフィルタリング処理に要する時間だけ遅延されているため、マルチキャリア信号とフィルタ後ピーク成分とのタイミングは適切に調整されている。

これにより、減算部１０８から出力されるマルチキャリア信号は、図１０（ｄ）に示すように、劣悪なキャリアＣ７に相当する周波数の電力のみが低くなっている。つまり、データが重畳されない劣悪なキャリアＣ７のみの電力が抑圧されているため、通信相手における受信品質が良好なキャリアＣ１〜Ｃ６、Ｃ８については、一切減衰されることなく、送信が停止されないデータ（すなわち、すべての送信されるデータ）が欠損することがない。また、同時に、ピーク成分中のキャリアＣ７に相当する周波数成分の電力が減衰されることにより、マルチキャリア信号全体のピーク電力が抑圧されている。

以上のように、本実施の形態によれば、マルチキャリア信号に含まれるピーク成分のうち、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算するため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。また、通信相手における受信品質が所定の閾値未満のキャリアに重畳されるデータの送信を停止するため、ピーク電力抑圧によるデータの伝送品質への影響をさらに削減することができる。

なお、本実施の形態においては、フィルタ係数決定部１１２によって選択される劣悪なキャリアと送信ＯＮ／ＯＦＦ部４０１によって重畳されるデータの送信が停止されたキャリアとがいずれもキャリアＣ７である場合について説明したが、必ずしもこれらの処理ブロックにおいて選択されるキャリアが一致しなくても良い。

また、上記実施の形態１〜３においては、通信相手からキャリアごとの品質情報またはキャリア番号が報告されるものとして説明したが、複数のキャリアをグループ化し、グループごとの品質情報またはグループ番号が報告されるようにしても良い。この場合には、マルチキャリア通信装置が劣悪なキャリアを判別するためのサイド情報量が減って回線容量への負担を低減することができ、また、マルチキャリア通信装置における演算量を軽減することができる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の特徴は、上下回線で同一の周波数帯域を用いるＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割多重）方式において、自装置において各キャリアの受信品質を測定し、ピーク成分から除去する周波数成分に対応するキャリアを決定する点である。

図１１は、本実施の形態に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１１に示すマルチキャリア通信装置は、図１に示すマルチキャリア通信装置の品質情報復調部１１１の代わりに受信品質測定部５０１を有している。

受信品質測定部５０１は、受信信号を用いてキャリアごとの受信品質を測定する。本実施の形態においては、図１１に示すマルチキャリア通信装置がＴＤＤ方式の移動体通信システムで用いられることを前提としており、マルチキャリア通信装置が信号を送受信する回線の周波数が同一であるため、一方の回線のキャリアごとの受信品質と他方の回線のキャリアごとの受信品質はほぼ等しい。そこで、本実施の形態においては、受信品質測定部５０１は、受信信号が伝送される回線のキャリアごとの受信品質を測定することにより、間接的に通信相手におけるキャリアごとの受信品質を取得している。

このように、本実施の形態においては、マルチキャリア通信装置が通信相手におけるキャリアごとの受信品質を取得するため、サイド情報が不要となり、回線容量への負担をさらに低減することができる。

次いで、上記のように構成されたマルチキャリア通信装置の動作について説明する。

まず、送信データは、実施の形態１と同様に、Ｓ／Ｐ変換部１０１によってＳ／Ｐ変換され、キャリア数に応じた並列データに変換される。この並列データは、ＩＦＦＴ部１０２によって逆高速フーリエ変換され、それぞれの系列のデータが複数のキャリアに重畳される。そして、各キャリアに重畳されたデータは、Ｐ／Ｓ変換部１０３によってＰ／Ｓ変換され、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号が生成される。

そして、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されるマルチキャリア信号は、リミッタ１０５および減算部１０６に入力され、リミッタ１０５によって所定の閾値以下の振幅のみが出力され、出力された振幅が減算部１０６によってマルチキャリア信号から減算され、ピーク成分がフィルタ１０７へ出力される。

一方、受信部１１０によって通信相手からの信号が受信され、受信品質測定部５０１によって、受信信号が用いられてキャリアごとの受信品質が測定される。上述したように、本実施の形態においては、図１１に示すマルチキャリア通信装置がＴＤＤ方式の移動体通信システムで用いられることを前提としているため、受信品質測定部５０１によって、通信相手におけるキャリアごとの受信品質が取得されたことになる。キャリアごとの受信品質は、フィルタ係数決定部１１２へ出力される。

そして、フィルタ係数決定部１１２によって、受信品質が劣悪なキャリアが選択され、選択されたキャリアの帯域のみを通過させるフィルタ１０７のフィルタ係数が決定される。劣悪なキャリアの選択においては、例えば、受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪なキャリアとして選択するようにすれば良い。決定されたフィルタ係数は、フィルタ１０７に設定される。

そして、上述したようにフィルタ１０７には、ピーク成分が出力されているため、このピーク成分がフィルタ１０７によって帯域制限され、劣悪なキャリアの帯域のみがフィルタ後ピーク成分としてフィルタ１０７から出力される。

以上のようなフィルタリング処理が施されたフィルタ後ピーク成分は、減算部１０８によって、マルチキャリア信号から減算される。このとき、Ｐ／Ｓ変換部１０３から出力されたマルチキャリア信号は、遅延部１０４によって、上記のフィルタリング処理に要する時間だけ遅延されているため、マルチキャリア信号とフィルタ後ピーク成分とのタイミングは適切に調整されている。

これにより、減算部１０８から出力されるマルチキャリア信号は、ピーク電力が抑圧されたものとなっており、周波数領域では、劣悪なキャリアに相当する周波数の電力のみが低くなっている。つまり、劣悪なキャリアのみの電力が抑圧されているため、通信相手における受信品質が良好なキャリアについては、一切減衰されることなく、データが欠損することがない。

以上のように、本実施の形態によれば、マルチキャリア信号に含まれるピーク成分のうち、通信相手における受信品質が劣悪なキャリアの周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算するため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。また、マルチキャリア通信装置における受信信号から間接的に通信相手におけるキャリアごとの受信品質を取得するため、サイド情報が不要となり、回線容量への負担をさらに低減することができる。

本発明の第１の態様に係るマルチキャリア通信装置は、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタと、前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得する取得手段と、取得された劣悪キャリアの情報に応じて前記フィルタのフィルタ係数を決定する決定手段と、決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算する減算手段と、ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、劣悪キャリアの情報に応じて決定されたフィルタ係数が設定されたフィルタによってピーク成分を帯域制限し、帯域制限後のピーク成分をマルチキャリア信号から減算して送信するため、例えばピーク成分のうち劣悪キャリアに相当する周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算することができ、通信相手における受信品質が良好なキャリアは一切減衰されずに、重畳されるデータが欠損することがない。このため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。

本発明の第２の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記決定手段は、前記フィルタが前記ピーク成分の全帯域のうち前記劣悪キャリアの帯域のみを通過させるフィルタ係数を決定する構成を採る。

この構成によれば、劣悪キャリアの帯域のみを通過させるフィルタ係数を決定するため、ピーク成分のうち劣悪キャリアに相当する周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算することができる。

本発明の第３の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、通信相手において測定されたキャリアごとの受信品質に関するサイド情報を受信する受信手段、を含む構成を採る。

この構成によれば、通信相手におけるキャリアごとの受信品質に関するサイド情報を受信するため、サイド情報を用いて正確に劣悪キャリアを判別することができる。

本発明の第４の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第３の態様において、前記受信手段は、複数のキャリアをグループ化して得られるグループごとの受信品質に関するサイド情報を受信する構成を採る。

この構成によれば、複数のキャリアからなるグループごとのサイド情報を受信するため、サイド情報量が減って回線容量への負担を低減することができるとともに、フィルタ係数決定のための演算量を軽減することができる。

本発明の第５の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、通信相手において測定されたキャリアごとの受信品質を示す品質情報を受信する受信手段、を含み、品質情報によって示される受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとする構成を採る。

この構成によれば、キャリアごとの受信品質を示す品質情報を受信し、受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとするため、必ず劣悪キャリアが選択されることになり、たとえすべてのキャリアの受信品質が比較的良好でもピーク電力を抑圧することができる。

本発明の第６の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、通信相手において決定された劣悪キャリアのキャリア番号を含む信号を受信する受信手段、を含み、受信されたキャリア番号に対応するキャリアを劣悪キャリアとする構成を採る。

この構成によれば、受信したキャリア番号に対応するキャリアを劣悪キャリアとするため、通信相手からすべてのキャリアの品質情報が送信される場合に比べてサイド情報量を削減することができ、回線容量への負担を低減することができる。

本発明の第７の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記取得手段は、通信相手から送信された信号を受信する受信手段と、受信信号を用いてキャリアごとの受信品質を測定する測定手段と、を含み、測定された受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとする構成を採る。

この構成によれば、通信相手からの受信信号を用いて測定した受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとするため、通信相手からサイド情報を受信する必要がなく、回線容量への負担をさらに低減することができる。

本発明の第８の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、通信相手における受信品質が所定の閾値未満のキャリアに重畳されるデータの送信を停止する停止手段、をさらに有する構成を採る。

この構成によれば、受信品質が所定の閾値未満のキャリアに重畳されるデータの送信を停止するため、ピーク電力抑圧のためにマルチキャリア信号から減算される周波数帯域にはデータが重畳されていない可能性が高く、ピーク電力抑圧によるデータの伝送品質への影響をさらに削減することができる。

本発明の第９の態様に係るマルチキャリア通信装置は、上記第１の態様において、前記決定手段は、通信相手における受信品質に応じて、劣悪キャリアそれぞれに重み付けを施したフィルタ係数を決定する構成を採る。

この構成によれば、劣悪キャリアそれぞれに受信品質に応じた重み付けを施してフィルタ係数を決定するため、フィルタ係数を柔軟かつ細やかに決定することができ、キャリアごとの品質情報に応じたより精密な制御が可能となる。

本発明の第１０の態様に係るピーク電力抑圧方法は、複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタリングを行ってピーク電力を抑圧するピーク電力抑圧方法であって、前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得するステップと、取得された劣悪キャリアの情報に応じてフィルタのフィルタ係数を決定するステップと、決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算するステップと、ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、劣悪キャリアの情報に応じて決定されたフィルタ係数が設定されたフィルタによってピーク成分を帯域制限し、帯域制限後のピーク成分をマルチキャリア信号から減算して送信するため、ピーク成分のうち劣悪キャリアに相当する周波数成分のみをマルチキャリア信号から減算することができ、通信相手における受信品質が良好なキャリアは一切減衰されずに、重畳されるデータが欠損することがない。このため、フィルタリングを用いたピーク電力抑圧による受信品質への影響を抑制することができ、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができる。

本発明のマルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法は、マルチキャリア信号の受信品質の劣化を低減することができ、例えばフィルタリングを行ってピーク電力を抑圧するマルチキャリア通信装置およびピーク電力抑圧方法などとして有用である。

本発明の実施の形態１に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図 実施の形態１に係るフィルタの内部構成の一例を示すブロック図 実施の形態１に係るフィルタの内部構成の他の一例を示すブロック図 （ａ）実施の形態１に係るマルチキャリア信号の時間領域波形の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係るマルチキャリア信号の周波数領域波形の一例を示す図 （ａ）実施の形態１に係るピーク成分の時間領域波形の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係るピーク成分の周波数領域波形の一例を示す図 （ａ）実施の形態１に係る帯域制限後のピーク成分の時間領域波形の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係る帯域制限後のピーク成分の周波数領域波形の一例を示す図 （ａ）実施の形態１に係るピーク電力抑圧後のマルチキャリア信号の時間領域波形の一例を示す図（ｂ）実施の形態１に係るピーク電力抑圧後のマルチキャリア信号の周波数領域波形の一例を示す図 本発明の実施の形態２に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図 （ａ）実施の形態３に係るマルチキャリア信号の一例を示す図（ｂ）実施の形態３に係るピーク成分の一例を示す図（ｃ）実施の形態３に係る帯域制限後のピーク成分の一例を示す図（ｄ）実施の形態３に係るピーク電力抑圧後のマルチキャリア信号の一例を示す図 本発明の実施の形態４に係るマルチキャリア通信装置の要部構成を示すブロック図

符号の説明

１０１ Ｓ／Ｐ変換部
１０２ ＩＦＦＴ部
１０３ Ｐ／Ｓ変換部
１０４ 遅延部
１０５ リミッタ
１０６、１０８ 減算部
１０７ フィルタ
１０９ 送信部
１１０ 受信部
１１１ 品質情報復調部
１１２ フィルタ係数決定部
３０１ キャリア番号復調部
４０１ 送信ＯＮ／ＯＦＦ部
５０１ 受信品質測定部

Claims (10)

1. 複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタと、
   前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得する取得手段と、
   取得された劣悪キャリアの情報に応じて前記フィルタのフィルタ係数を決定する決定手段と、
   決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算する減算手段と、
   ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信する送信手段と、
   を有することを特徴とするマルチキャリア通信装置。
2. 前記決定手段は、
   前記フィルタが前記ピーク成分の全帯域のうち前記劣悪キャリアの帯域のみを通過させるフィルタ係数を決定することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
3. 前記取得手段は、
   通信相手において測定されたキャリアごとの受信品質に関するサイド情報を受信する受信手段、を含むことを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
4. 前記受信手段は、
   複数のキャリアをグループ化して得られるグループごとの受信品質に関するサイド情報を受信することを特徴とする請求項３記載のマルチキャリア通信装置。
5. 前記取得手段は、
   通信相手において測定されたキャリアごとの受信品質を示す品質情報を受信する受信手段、を含み、
   品質情報によって示される受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとすることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
6. 前記取得手段は、
   通信相手において決定された劣悪キャリアのキャリア番号を含む信号を受信する受信手段、を含み、
   受信されたキャリア番号に対応するキャリアを劣悪キャリアとすることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
7. 前記取得手段は、
   通信相手から送信された信号を受信する受信手段と、
   受信信号を用いてキャリアごとの受信品質を測定する測定手段と、を含み、
   測定された受信品質が劣悪な方から所定数のキャリアを劣悪キャリアとすることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
8. 通信相手における受信品質が所定の閾値未満のキャリアに重畳されるデータの送信を停止する停止手段、をさらに有することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
9. 前記決定手段は、
   通信相手における受信品質に応じて、劣悪キャリアそれぞれに重み付けを施したフィルタ係数を決定することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア通信装置。
10. 複数のキャリアにデータが重畳されたマルチキャリア信号に含まれるピーク成分を帯域制限するフィルタリングを行ってピーク電力を抑圧するピーク電力抑圧方法であって、
    前記複数のキャリアのうち通信相手における受信品質が所定の基準に満たない劣悪キャリアの情報を取得するステップと、
    取得された劣悪キャリアの情報に応じてフィルタのフィルタ係数を決定するステップと、
    決定されたフィルタ係数が設定された前記フィルタ通過後のピーク成分を前記マルチキャリア信号から減算するステップと、
    ピーク成分減算後のマルチキャリア信号を送信するステップと、
    を有することを特徴とするピーク電力抑圧方法。
    

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