JP5016035B2 - 通信システムにおけるピーク電力を低減する装置および方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、帯域幅の制限とスペクトルマスクの制限との下での入力信号の非線形の修正が記載され、ピーク対平均低減システムに適用できる。この先行技術では、非線形信号の調整は多くのステップの信号処理で提供され、各ステップに対して挿入ソース信号が提供され、挿入ソース信号は、帯域幅とスペクトルマスクとの所定の制限を満たし、特定の制限内のインバンド・エラー、いわゆるエラー・ベクトル振幅(EVM)特性を維持するように、非線形に扱われる。
予約トーンまたは予約周波数は任意の適切な方法で選択されてもよい。例として、出力シンボルのデータレートの減少が最小化されるので、雑音の多い周波数がピーク電力を低減するトーンとして利用されてもよい。周波数またはトーンは、ランダムに選択されてもよい。これに代えて、チャネルの特性に基づいてトーンが選択されてもよい。
別の実施形態では、予約周波数はチャネルの品質またはその他のいかなる理由に依存して再選択されてもよい。この場合には、受信機は予約周波数を知らされ、または発信する。
信号のピークを抽出するいかなるその他の方法が用いられてもよいことが留意されるべきである。
前述の第4のパラメータすなわちEVMの割合が0に等しくなるように選択される場合には、非トーン・リザベーション部分にエラーが起きることはないため、第2の再挿入係数jnも0に設定されることが留意されるべきである。
再挿入係数の上記集合は図3bに表される結果から推定され、これについては後述する。
図3aから推定できるように、20から4に指数関数的に減少する再挿入係数kn(+印)がTR部分のために用いられ、同時に、0.2から0.4に指数関数的に増加する再挿入係数jn(○印)がEVM部分に用いられる。EVM部分のための再挿入係数(○印)は見易さのために、10倍にされている。
さらに、入力主信号1が周波数領域にある場合に、IFFT手段20を代わりにフィルタ50の前に置くことができ、FFT手段をフィルタ50の後に置くことができる。他の並び替えもまた可能であり、従って、本発明は上述の組合せにも使用されるFFT手段とIFFT手段との数にも制限されない。
ここでは、段10への入力として用いられる入力主信号1は、2048サンプルを有するOFDMマルチキャリア信号であるとみなす。この例示的な実施形態で用いられるパラメータは以下のものである。
− 非予約周波数の平均電力に対して6.17dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの2%のEVM。
exp(−j*2π*[周波数サンプル数]*[1/2]*√N)
が乗算される。ここで、NはOFDMブロックのサンプル数であり、この場合は2048個のサンプルである。続いて、この例の2番目の段10に対して、出力信号2の周波数領域のサンプルには、
exp(−j*2π*[周波数サンプル数]*[1/4]*√N)
が乗算され、以下も同様である。
6.7dBのPARを達成するために、以下のパラメータが使用される。
− 非予約周波数の平均電力に対して6.67dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの7.5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの0%のEVM、すなわちEVM部分で起きないエラー。
34から16に指数関数的に減少する再挿入係数knが取得され、16個の段で使用される。
6.0dBのPARを達成するために、以下のパラメータが使用される。
− 非予約周波数の平均電力に対して5.97dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)10%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの10%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの0%のEVM、すなわちEVM部分で起きないエラー。
21から7に指数関数的に減少する再挿入係数knが取得され、16個の段で使用される。
− 非予約周波数の平均電力に対して3.85dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの13%のEVM。
exp(−j*2π*[周波数サンプル数]*[1/2]*√N)
が乗算される。ここで、Nは2048個のサンプルに等しい。続いて、この例示的な実施形態の2番目の段10に対して、出力信号2の周波数領域のサンプルには、
exp(−j*2π*[周波数サンプル数]*[1/4]*√N)
が乗算され、以下も同様である。
− 非予約周波数の平均電力に対して6.17dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの2%のEVM。
6.8dBのPARを達成するために、以下のパラメータが使用される。
− 非予約周波数の平均電力に対して6.57dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの7.5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの0%のEVM。
− 非予約周波数の平均電力に対して3.85dBのクリッピング閾値T。
− TR部分のための(ランダムな分布を有する)5%の予約周波数または予約トーン。
− 予約トーンの5%の電力オーバヘッド。
− 非予約トーンの13%のEVM。
図3bを用いて、4段目の周波数マスクまたはフィルタ50の一部を生成でき、これは図4に説明される。図3bと図4とから見て取れるように、TR部分のための再挿入係数はkn=5.3であり、EVM部分のための再挿入係数はjn=0.63である(図3bでは10倍されている)。
ステップS2で、入力主信号のオーバーシュート部分またはピークは、所定のクリッピング・レベルに基づいて抽出される。
ステップS3で、フィルタされたオーバーシュート部分の信号は、周波数応答を有するフィルタまたは周波数マスクを通される。ここで、少なくとも一つの段における少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答は、前の段における少なくとも一つの予約周波数の周波数応答より小さい。
ステップS4で、入力主信号の遅延バージョンとフィルタされたオーバーシュート部分の信号とを結合することによって、出力主信号が生成される。
ステップS2で、所定のクリッピング・レベルに基づいて、入力主信号のオーバーシュート部分またはピークが抽出される。
さらに、ステップF3で、ステップS2において生成されたフィルタされたオーバーシュート部分の信号がまず高速フーリエ変換器に通され、続いて、ステップS3で、周波数応答を有するフィルタまたは周波数マスクを用いて、フィルタされたオーバーシュート部分の信号が生成される。ここで、少なくとも一つの段における少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答は、前の段における少なくとも一つの予約周波数の周波数応答より小さい。
その後、ステップS4で、ある単一の段からの出力主信号を生成するために、フィルタされたオーバーシュート部分またはピークの信号は、入力主信号の遅延バージョンに結合される。
Claims (13)
- 通信システムで用いる送信機のピーク電力を低減する装置(100)であって、
前記装置(100)は、連続する相互接続されたn個の段(10)であって、nは2以上であり、前記n個の段の各段(10)は入力主信号(1)と出力主信号(2)とを有する段(10)を備え、
前記n個の段の各段(10)は、
所定のクリッピング・レベルに基づいて前記入力主信号のオーバーシュート部分又はピーク(31)を抽出する抽出器(30)と、
フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を生成するための周波数応答を有するフィルタ(50)であって、前記n個の段(10)の少なくとも1段における少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答は、前の段における前記少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答より小さいフィルタ(50)と、
前記フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を前記入力主信号(1)の遅延バージョン(61)から減算することにより前記出力主信号(2)を生成するように構成される合成器(70)と
を備え、
前記フィルタ(50)は、前記n個の段(10)の少なくとも1段における少なくとも一つの非予約周波数に対する周波数応答を有し、該周波数応答は前の段における前記少なくとも一つの非予約周波数に対する周波数応答より大きいように構成され、
前記フィルタ(50)は、前記少なくとも一つの予約周波数に第1の再挿入係数(k 1 …k n )を適用するように構成され、前記n個の段(10)の少なくとも1段における該再挿入係数(k 2 …k n )は前の段における該再挿入係数(k 1 …k n−1 )より小さく、前記フィルタ(50)の前記少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答は、前記第1の再挿入係数(k 1 …k n )で表され、
前記フィルタ(50)は、前記少なくとも一つの非予約周波数に第2の再挿入係数(j 1 …j n )を適用するように構成され、前記n個の段(10)の少なくとも1段における該再挿入係数(j 2 …j n )は前の段における該再挿入係数(j 1 …j n−1 )より大きく、前記フィルタ(50)の前記少なくとも一つの非予約周波数に対する周波数応答は、前記第2の再挿入係数(j 1 …j n )で表される
ことを特徴とする装置(100)。 - 前記n個の段(10)の間に置かれ、前記出力主信号(2)の非整数サンプルの遅延バージョンとして出力信号(3)を生成するように構成される非整数遅延フィルタ(80)をさらに含み、前記出力信号(3)は前記段(10)に後続する段の前記入力主信号(1)であることを特徴とする請求項1に記載の装置(100)。
- 前記少なくとも一つの予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(k1…kn)は、前記n個の段にわたって減少する傾向を示し、同時に、前記少なくとも一つの非予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(j1…jn)は、前記n個の段にわたって増加する傾向を示すことを特徴とする請求項1又は2に記載の装置(100)。
- 前記少なくとも一つの予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(k1…kn)は、段数(10)に対して指数関数的に又は線形に減少することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置(100)。
- 前記少なくとも一つの非予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(j1…jn)は、段数(10)に対して指数関数的に又は線形に増加することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置(100)。
- 前記抽出器(30)は、前記所定のクリッピング・レベルを超過する前記入力主信号(1)の前記オーバーシュート部分又はピーク(31)を抽出するように構成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置(100)。
- nは2以上であるn個の連続する段(10)を備える通信システムで用いる送信機のピーク電力を低減する方法であって、
前記n個の段の各段に対して、前記方法は、
入力主信号(1)を提供するステップ(S1)と、
所定のクリッピング・レベルに基づいて前記入力主信号のオーバーシュート部分又はピーク(31)を抽出するステップ(S2)と、
周波数応答を有するフィルタ(50)を用いてフィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を生成するステップ(S3)であって、前記n個の段の少なくとも1段における少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答は、前の段における前記少なくとも一つの予約周波数に対する周波数応答より小さいステップ(S3)と、
合成器(70)を用いて前記フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を前記入力主信号(1)の遅延バージョン(61)から減算することによって、前記段(10)からの出力主信号(2)を生成するステップ(S4)と
を備え、
前記フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を生成するステップ(S3)において、前記n個の段(10)の少なくとも1段における少なくとも一つの非予約周波数に対する周波数応答は前の段における前記少なくとも一つの非予約周波数に対する周波数応答より大きく、
前記フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を生成するステップ(S3)は、前記少なくとも一つの予約周波数に第1の再挿入係数(k 1 …k n )を適用するステップを備え、前記n個の段(10)の少なくとも1段における該再挿入係数(k 2 …k n )は前の段における該再挿入係数(k 1 …k n−1 )より小さく、
前記フィルタされたオーバーシュート部分の信号(51)を生成するステップ(S3)は、前記少なくとも一つの非予約周波数に第2の再挿入係数(j 1 …j n )を適用する工程を備え、前記n個の段(10)の少なくとも1段における該再挿入係数(j 2 …j n )は前の段における該再挿入係数(j 1 …j n−1 )より大きい
ことを特徴とする方法。 - 前記出力主信号(2)の非整数サンプルの遅延バージョンとして出力信号(3)を生成するステップをさらに備え、前記出力信号(3)は前記段(10)に後続する段の前記入力主信号(1)として提供されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(k1…kn)は、前記n個の段にわたって減少する傾向を示し、同時に、前記少なくとも一つの非予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(j1…jn)は、前記n個の段にわたって増加する傾向を示すことを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(k1…kn)は、段数(10)に対して指数関数的に又は線形に減少することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの非予約周波数に適用される前記フィルタ(50)の前記再挿入係数(j1…jn)は、段数(10)に対して指数関数的に又は線形に増加することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記抽出するステップ(S2)において、前記所定のクリッピング・レベルを超過する前記入力主信号(1)の前記オーバーシュート部分又はピーク(31)を抽出することを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1乃至6のいずれか1項によるピーク電力を低減する装置を備える通信システムの基地局(200)。
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