CN1389035A - 多载波信号传输装置和多载波信号传输方法 - Google Patents
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Abstract
发送数据由IDFT部(103)进行OFDM调制而生成OFDM信号,判断是否需要抑制峰值检测电路(106)生成的多载波信号,由均衡抑制电路(107)对判断为需要抑制的多载波信号进行均衡抑制,通过削波电路(108)对峰值电压部分进行削波,来抑制峰值电压。
Description
技术领域
本发明涉及多载波信号传输装置和多载波信号传输方法。
背景技术
在传输速度高的无线通信的场合,随着码元周期的缩短,多路径延迟波的影响变大,接收信号质量劣化。对应于这种多路径延迟波引起的接收信号质量劣化,进行多载波调制是有效的。多载波调制是用IDFT(离散傅立叶逆变换)电路对多个有正交关系的副载波一起调制,然后进行复用的OFDM(正交频分复用)调制方式。
多载波调制,由于各副载波的相位重合,对多载波信号会产生峰值电压。一旦该峰值电压超过后级的模拟电路的动态范围,则对发送信号产生非线性失真,因该非线性失真而发生频带外的不需要的辐射,所以有对其他用户和其他***造成干涉的问题。此外,还有因非线性失真而在各个副载波间发生相互干涉,从而使差错率特性劣化的问题。对应于这些问题,抑制多载波信号的峰值电压发生部分的削波是公知的。
但是,由于削波是非线性信号的变换处理,所以发生频带外的不需要的辐射,引起各个副载波间的相互干涉,发生编码差错的问题。
作为解决这些问题的手段,在日本特开平11-74862号公报中公开了“多载波信号传输装置”。该特开平11-74862号公报公开的发明,对每个码元检测多载波信号的最大值,对与其大小相对应的多载波信号包括该码元最大振幅以外的地方进行均衡抑制,以使电压得到抑制。在该处理中,抑制处理通过将振幅放大固定倍数来进行,但是该固定倍数操作是线性的,所以不会产生用削波技术所看到的载波间的相互干涉,所以不会发生相互干涉引起的差错率特性劣化,也没有向频带外的不需要的辐射。
但是,在对该多载波信号进行均衡抑制的技术中,存在下述问题。
即,为了对多载波信号整体进行均衡抑制,多载波信号的功率电平整体降低,如果对该多载波信号按照规定的放大率进行放大发送,则在接收端信号对噪声的功率比(SN比:信噪比)下降,差错率特性劣化。此外,为防止SN比的下降而采用具有放大率大的放大器时,会导致设备大型化,价格升高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多载波传输装置,能够减轻由于对多载波信号进行削波时产生的非线性失真而引起的频带外的不需要的辐射和差错率特性劣化,而且能够减轻由于对多载波信号进行均衡抑制时产生的功率电平下降而引起的差错率特性劣化,能够抑制峰值电压。
该目的如下实现:对发送数据进行多载波调制生成的多载波信号进行判断,确认是否需要抑制该信号,对被判断为需要抑制的所有多载波信号进行均衡抑制,同时仅对上述多载波信号的峰值电压发生部分进行抑制。
附图说明
图1是本发明实施例1的多载波传输装置的构成方框图;
图2是说明本发明实施例1的对OFDM信号进行抑制处理的图;
图3是本发明实施例2的多载波传输装置的构成方框图;及
图4是说明本发明实施例2的对OFDM信号进行抑制处理的图。
具体实施方式
本发明者着眼于作为抑制发生于多载波信号的峰值电压技术的削波技术和对多载波信号整体进行均衡抑制技术双方,发现能够改善由于对多载波信号进行削波时产生的非线性失真而引起的频带外的不需要的辐射和差错率特性劣化以及由于对多载波信号进行均衡抑制时产生的SN比的劣化,从而完成了本发明。
即,本发明的实质是通过对发生峰值电压的多载波信号进行均衡抑制,同时对峰值电压发生部分进行削波,从而将峰值电压抑制在期望值以下,并且防止SN比的减小。由此,能够同时实现减轻频带外的不需要的辐射和差错率特性的提升。
以下,参照附图来详细说明用于实施本发明的优选实施例。
(实施例1)
在实施例1中,说明用OFDM调制作为多载波调制的一个例子。
本实施例的多载波传输装置具有以下功能:首先均衡抑制OFDM信号,接着对峰值电压发生部分进行削波。
图1是本发明实施例1的多载波传输装置的构成方框图。该图所示的多载波传输装置将发送数据由数字调制部101进行数字调制,由S/P(串行/并行)变换部102变换为并行信号,由IDFT部103进行IDFT(离散傅立叶逆变换)处理,由P/S(并行/串行)变换部104变换为串行信号(OFDM信号),由峰值抑制部105进行抑制处理,生成发送信号。
峰值抑制部105包括:峰值检测电路106、均衡抑制电路107和削波电路108。峰值抑制部105具有如下功能:判断从P/S变换部104输入的OFDM信号是否需要抑制,在需要抑制时,将该信号进行均衡抑制,接着进行削波,抑制峰值电压。
该峰值抑制部105中,峰值检测电路106检测从P/S变换部104输入的OFDM信号的功率的最大值,并进行阈值判断,以判断是否需要抑制该最大值。即,在OFDM信号的功率的最大值(以下,简称为“信号最大值”)大于后级的发送放大器(图示略)的最大容许功率、对其他站引起干涉时需要进行抑制,相反,在信号最大值小于最大容许功率、对其他站不引起干涉时不需要进行抑制,所以按照考虑上述发送放大器的最大容许功率或对其他站引起干涉的功率值所定的阈值进行阈值判断,判断是否需要抑制。在本说明书中,将判断为需要进行抑制时的OFDM信号的功率的最大值称为峰值电压。
均衡抑制电路107参照峰值检测电路106的阈值判断结果,只对OFDM信号按均衡抑制幅度进行均衡抑制。即,在峰值检测电路106判断为需要抑制OFDM信号时,均衡抑制电路107对OFDM信号只按规定比例的线性处理进行均衡抑制,将抑制后的OFDM信号输出到削波电路108。反之,在峰值检测电路106判断为不需要抑制OFDM信号时,将OFDM信号原封不动地输出到削波电路108。所谓均衡抑制,不是只对峰值电压发生部分,而是通过将OFDM信号整体的振幅放大固定的倍数,对OFDM信号进行均衡抑制。削波电路108进行削波处理,来抑制均衡抑制电路107输出的OFDM信号的峰值电压发生部分,然后输出。
下面,对如上述所构成的多载波传输装置的工作情况进行说明。
输入的数据由数字调制部101进行数字调制后,由S/P变换部102变换为并行信号。然后,在IDFT部103中进行IDFT处理后,由P/S变换部104变换为串行信号(OFDM信号)。接着,由抑制部105抑制处理后作为发送数据输出。输出的发送信号被正交调制后由未图示的天线发送。
接着,对峰值抑制部105的工作情况进行说明。
峰值检测电路106检测从P/S变换部104输入的OFDM信号的功率的最大值,并进行阈值判断,以判断是否需要抑制该OFDM信号。均衡抑制电路107在峰值检测电路106判定为OFDM信号需要进行抑制时,对该OFDM信号进行均衡抑制,并输入到削波电路108。由于该均衡抑制处理是线性处理,所以对应时间的功率波形的形状和抑制前的功率波形的形状相同,不会对OFDM信号产生非线性失真。削波电路108对从均衡抑制电路107输出的OFDM信号中大于阈值的部分(峰值电压发生部分)进行削波。该削波按照非线性失真导致的频带外的不需要的辐射在容许值以下的程度进行。该阈值考虑后级的发送放大器(图示略)的最大容许功率和对其他站引起干涉的功率值来确定,在将OFDM信号抑制到该阈值以下时,能够抑制上述发送放大器的信号失真,而且还能够防止对其他站的干涉。
下面,参照图2说明对OFDM信号进行的抑制处理。
在从P/S变换部输出的OFDM信号S1中,发生峰值电压。该OFDM信号S1在均衡抑制电路107中只按均衡抑制幅度被均衡抑制而成为OFDM信号S2。考虑到信号在均衡抑制时功率电平下降、差错率特性劣化,***内预设该均衡抑制幅度,以便使差错率特性的劣化处于***或服务容许的范围内。
OFDM信号S2由削波电路108将峰值电压发生部分抑制削波幅度(被削波)而成为OFDM信号S3。考虑到由于削波使OFDM信号产生非线性失真发生的向频带外的辐射和相互干涉引起的差错率特性的劣化,将该削波幅度进行预设,以便使差错率特性的劣化收敛于***或服务容许的范围内。
由此,OFDM信号S3取得处于阈值以下的值,所以OFDM信号S3的功率变得小于发送放大器的最大容许功率。此外,即使OFDM信号变频到无线频率来发送,也不会引起对其他站的干涉。
均衡抑制幅度与削波幅度的和,等于峰值电压和阈值的差分。由此,在规定的峰值电压下,均衡抑制幅度和削波幅度有以下关系:如果一方增大另一方就减小、如果一方减小另一方就增大。由此,上述均衡抑制幅度和削波幅度除了均衡抑制幅度和削波幅度各自的主要因素外,还要考虑到相互的关系,将均衡抑制幅度和削波幅度设定为对***或服务适当的值就可以。
于是,根据本实施例,对OFDM信号首先进行抑制以后,去除峰值电压的高出阈值的削波幅度大小的值,接着,对超出阈值的部分根据削波,可以减轻削波时产生的OFDM信号失真而引起的差错率特性的劣化,而且,也可以减轻对OFDM信号进行均衡抑制时产生的功率下降而引起的差错率特性的劣化。
此外,通过削波来抑制峰值电压发生部分,所以与现有的只施加均衡抑制的情况相比较,能够减小峰值功率与平均功率比(PAPR:峰值功率与平均功率比)。由此,能够用动态范围的小的放大器进行高效率的发送放大。而且,由于能够用动态范围的小的放大器进行发送放大,可以实现放大器的小型化,将价格抑制得低。
(实施例2)
本实施例是实施例1的变例,对OFDM信号进行削波后,对削波后的OFDM信号进行均衡抑制处理。即,在对OFDM信号实施削波后进行均衡抑制处理这一点上与实施例1不同。下面,参照图3,对本实施例的多载波传输装置进行说明。图3是本实施例2的多载波传输装置的峰值抑制部的构成方框图。图3中,由于峰值抑制部以外的构成和实施例1的多载波传输装置相同,所以省略说明。
峰值抑制部201由峰值检测电路202和削波电路203、以及均衡抑制电路204构成。峰值抑制部201对OFDM信号进行抑制,以便减轻发送放大器中发生的非线性失真,减轻对其他站的干涉。
峰值检测电路202检测从P/S变换部104输出的OFDM信号的最大功率值,并进行阈值判断,来判断是否需要对该最大值进行抑制。削波电路203参照峰值检测电路202的阈值判断结果,对由P/S变换部104输入的OFDM信号的峰值电压发生部分进行预设的削波幅度抑制的削波处理,将削波处理后的OFDM信号输出到均衡抑制电路204。均衡抑制电路204对由削波电路203输入的OFDM信号只进行均衡抑制幅度的均衡抑制。
接着,对如上所述构成的峰值抑制部201的工作情况进行说明。
峰值检测电路202检测从P/S变换部104输出的OFDM信号的最大功率值,并进行阈值判断,来判断是否需要对该最大值进行抑制。削波电路203在峰值检测电路202判断为需要对OFDM信号进行抑制的情况下,对OFDM信号的峰值电压发生部分进行削波幅度的抑制。均衡抑制电路204对由削波电路203输出的OFDM信号进行均衡抑制。该抑制处理是对每一定区间OFDM信号整体进行线性处理,所以不会对OFDM信号产生非线性失真。
这里,参照图4对本实施例的OFDM信号的抑制处理进行说明。
在P/S变换部104输出的OFDM信号S1’中,发生峰值电压。该OFDM信号S1’在削波电路203中,峰值电压发生部分只按削波幅度大小被抑制而成为OFDM信号S2’。OFDM信号S2’在均衡抑制电路204中,只按均衡抑制幅度被抑制而成为OFDM信号S3’。这时的均衡抑制,是按照将振幅放大固定倍数进行的线性处理。进行削波幅度预设,以便使频带外的不需要的辐射或相互干涉量处于规定的值以下。另一方面,进行均衡抑制幅度设定,以便使削波以后的信号的最大值处于峰值检测电路202设定的阈值以下。
于是,根据本实施例,通过对OFDM信号首先只进行削波幅度的削波处理,接着,进行抑制,来使最大值变得比阈值小,从而能够减轻由削波时产生的OFDM信号失真而引起的差错率特性的劣化,并且,还能够减轻由对OFDM信号进行均衡抑制时产生的功率下降而引起的差错率特性的劣化。
预设削波幅度,以便使频带外的不需要的辐射或相互干涉量处于所定的值以下,将均衡抑制幅进行设定,以便使削波后的信号的最大值处于阈值以下,所以能够简单地进行处理。
此外,通过削波,峰值电压发生部分受到抑制,与现有的只施加均衡抑制的情况相比较,能够减小峰值功率与平均功率比。由此,能够用动态范围的小的放大器进行高效的发送放大。而且,由于能够用动态范围的小的放大器进行发送放大,可以实现放大器的小型化,将价格抑制得低。
作为峰值电压发生部分的抑制方法,除了削波以外,还有仅对峰值电压发生部分及其周边进行加权函数的乘法运算的方法。通过使用适当的加权函数,与削波相比更能够减轻频带外的不需要的辐射和相互干涉,所以均衡抑制幅度可以更小,可以进行高效率的传输。
在上述各实施例中,以多载波调制方式为例子来说明OFDM调制方式,但是本发明并不仅限于此,也可以使用任何的多载波调制方式。
如上面的说明,根据本发明,能够减轻只对多载波信号的峰值电压发生部分进行抑制时产生的非线性失真而引起的频带外的不需要的辐射和差错率特性的劣化,并且,还能够减轻对OFDM信号进行均衡抑制时产生的功率电平下降而引起的差错率特性的劣化。
本说明书基于2000年8月31日申请的(日本)特愿2000-264195。其内容包含于此。
产业上的可利用性
本发明,适用于用多载波调制方式的移动数据通信***的基站装置或通信终端装置。
Claims (6)
1、一种多载波传输装置,具有以下特征,包括:生成部件,对发送数据进行多载波调制而生成多载波信号;以及抑制部件,对发生峰值的多载波信号整体进行均衡抑制,同时只对所述多载波信号的峰值电压发生部分进行抑制。
2、如权利要求1所述的多载波传输装置,其特征在于:所述抑制部件只对多载波信号的峰值电压部分进行抑制,然后,对多载波信号整体进行均衡抑制。
3、如权利要求1所述的多载波传输装置,其特征在于:所述抑制部件对多载波信号整体进行均衡抑制,然后,只对多载波信号的峰值电压部分进行抑制。
4、一种基站装置,其特征在于,包括权利要求1到3中任一项所述的多载波传输装置。
5、一种通信终端装置,其特征在于,包括权利要求1到3中任一项所述的多载波传输装置。
6、一种多载波传输方法,其特征在于:将发送数据进行多载波调制而生成多载波信号,判断是否需要抑制生成的多载波信号,对判断为需要进行抑制的多载波信号整体进行均衡抑制,同时通过只对所述多载波信号的峰值电压发生部分进行抑制来抑制峰值电压。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |