CN1703037A - 发送器和发送控制方法 - Google Patents

Abstract

发送器和发送控制方法。一种发送器，其包括：削峰部分，用于执行削峰处理；OFDM信号产生部分，用于根据所输入的信息信号来产生OFDM信号；循环移位部分，用于产生通过对所述OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及相加部分，用于将所述OFDM信号和经过循环移位的信号加在一起。

Description

发送器和发送控制方法

技术领域

本发明涉及用于无线通信的发送器，以及用于该发送器的发送控制方法。

背景技术

作为即使在多径传输环境中仍可避免码元间干扰的影响的系统，OFDM(正交频分复用)传输系统已经受到关注。图1示出了在该OFDM传输系统中采用的发送器的结构。

所示的发送器1包括：码元生成部分2，向该码元生成部分2输入信息位；与该码元生成部分2相连的S/P(串行/并行)转换部分3；与该S/P转换部分3相连的IFFT(快速傅立叶逆变换)部分4；与该IFFT部分4相连的P/S(并行/串行)转换部分5；与该P/S转换部分5相连的GI添加部分6；以及与该GI添加部分6相连的天线7。

当向码元生成部分2输入信息位时，与在单载波传输系统中相同，该码元生成部分2对所输入的信息位序列执行纠错编码、交织、符号映射等，以生成传输码元，这些传输码元随后被输入到S/P转换部分3中。S/P转换部分3将串行格式的所输入的传输码元转换为并行格式，并将由此获得的信号输入到IFFT部分4中。IFFT部分4将所输入的信号转换为正交多载波信号，并将由此获得的信号输入到P/S转换部分5中。P/S转换部分5将由此输入的并行格式的信号转换为串行格式，并将由此获得的信号输入到GI添加部分6中。GI添加部分6插入保护间隔，在该保护间隔中复制了所输入信号的一部分。然后，通过天线7来发送由此插入了保护间隔的信号。

在执行OFDM传输时，IFFT部分4的输出信号中出现了与平均幅值相比，具有很大幅值的信号。

该问题是多载波调制系统的特征。在多载波调制系统中，可以对分别经过调制的多个载波信号分量进行组合。于是所组合的信号中的某些变得具有很大的幅值，而另一些变得具有较小幅值。可能的最大峰值功率达到的值大于平均功率乘以载波数量因子。

特别地，PAPR(峰均功率比)可能由于发送放大器的特性而成为问题。在发送放大器中，放大器的输入/输出特性为线性的范围是有限的。当输入超过该线性范围的信号时，输出波形相应地失真。因此，可能出现诸如传输质量下降、到频带外部的功率辐射增大等的问题。此外，已经知道，当线性范围变宽时，放大效率会下降。优选地，发送信号的PAPR较低。

作为降低PAPR的方法，已经提出了削波(+滤波)(例如，参见以下列出的非专利文献#1)、PTS方法(例如，参见非专利文献#2)，以及循环移位方法(例如，参见非专利文献#3)：

非专利文献#1：X.Li and L.J.Cimini，“Effects of clippingand filtering on the performance of OFDM”，IEEE Commun.Lett.，vol.2，no.5，pp.131-133，May 1998；

非专利文献#2：L.J and N.R.Sollenberger，“Peak-to-Averagepower ratio reduction of an OFDM signal using partial transmitsequence”，IEEE Commun.Lett.，vol.4，no.3，pp.86-88，March2000；

非专利文献#3：G.R.Hill，M.Faulkner and J.Singh，“Reducingthe peak-to-average power ratio in OFDM by cyclically shiftingpartial transmit sequence”，Electronics Letters，vol.36，No.6，pp.560-561，March 2000；以及

非专利文献#4：Miyashita，Nishimura et al.，“Eigenbeam-SpaceDivision Multiplexing(E-SDM)in a MIMO Channel”，The Instituteof Electronics，Information and Communication Engineers，Technical Report of IEICE，RCS2002-53(2002-05)。

在削波过程中，由具有预定幅值以及与原始信号相同的相位的信号来代替峰值。

图2示出了在根据PTS方法或循环移位方法来执行削峰时所采用的发送器的结构。

在该发送器中，采用了低峰值IFFT部分8，而不是参照图1所描述的发送器1的结构中的IFFT部分4。

现参照图3来说明低峰值IFFT部分8的结构。

如图3所示，低峰值IFFT部分8包括独立的IFFT部分8-1、与该独立的IFFT部分8-1相连的组合部分8-2。组合部分8-2包括与独立的IFFT部分8-1相连的削峰部分8-21和8-22、与削峰部分8-21和8-22以及独立的IFFT部分8-1相连的削峰控制部分8-23，以及与削峰部分8-21和8-22相连的相加部分8-24。相加部分8-24包括与削峰部分8-21和8-22相连的多个加法器。相加部分8-24的输出信号被输入到P/S转换部分5。

在该方法中，独立的IFFT部分8-1将多个输入子载波分为多个组，例如，N_G个组(N_G是整数并且N_G＞1)，并对其执行IFFT。下面参照图4来说明该独立的IFFT部分8-1的结构，例如，其中将IFFT的8个点分为两组。

该独立的IFFT部分8-1包括第一IFFT部分8-11和第二IFFT部分8-12。例如，为了生成与f(0)至f(3)相对应的暂时信号，将待转换的信号输入到第一IFFT部分8-11的f(0)至f(3)，而将0输入到f(4)至f(7)。在这种结构中，由于使用了两个IFFT部分8-11和8-12，所以与不进行分组的情况相比，对于IFFT处理来说，需要两倍的计算量。

图1的结构中的IFFT输出与第一和第二IFFT部分8-11和8-12的输出的总和相等。

在根据循环移位方法或PTS方法来减小PAPR的系统中，削峰部分8-21和8-22对输入信号[F(0)、F(1)...F(N_FFT-1)]执行循环移位或相位旋转。此后，相加部分8-24对由此获得的信号分量进行相加。削峰控制部分8-23对循环移位量或相位旋转量进行控制，以减小输出信号中出现的峰值。因此，抑制了较大峰值的产生。

此外，应该注意，在发送器中执行这种处理时，应该将相位旋转的移位量通知给接收器。作为通知该信息的方法，例如可以采用利用控制信号的方法、对导频信号和数据信号施加相同的移位量或相位旋转等。

发明内容

然而，在上述背景技术中会产生以下问题：

即，在使用削波(+滤波)来降低PAPR的情况下，可能无法保持子载波之间的正交性，可能会出现子载波间干扰，因此，传输性能可能会降低。

在使用PTS方法或循环移位方法来降低PAPR的情况下，如上所述，需要控制信号，因此，应该为该控制信号提供单独的信道。

此外，在接收器接收发送信号时，必须执行与发送同一信号时的削峰操作相反的操作。

根据现有技术，发送器需要多个IFFT部分。

鉴于以上情况提出了本发明，并且本发明的目的是提供一种发送器和发送控制方法，通过该发送器和发送控制方法可以执行削峰，而不需要发送用于削峰处理的控制信号。

为此，根据本发明，一种发送器包括：削峰部分，用于执行削峰处理；OFDM信号产生部分，用于根据输入信息信号来产生OFDM信号；循环移位部分，用于产生通过对所述OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及相加部分，用于对所述OFDM信号和经过循环移位的信号进行相加。在这种结构中，可以执行峰值抑制。

此外，可以提供移位量确定部分，用于根据OFDM信号和所述相加部分的输出信号中的至少一个来确定移位量，其中：所述循环移位部分可以生成根据所述移位量确定部分确定的移位量，对OFDM信号进行循环位移而获得的信号。在这种结构中，可以对移位量进行控制，因此，可以更有效地实现PAPR的降低。

此外，可以提供权重生成部分和相乘部分，该权重生成部分根据所述OFDM信号来为所述OFDM信号和经循环移位的信号生成权重，以使得可以降低峰值功率；该相乘部分用于将所述OFDM信号或经循环移位的信号与所述权重生成部分生成的权重相乘，其中：所述相加部分可以将该相乘部分的输出信号加在一起。在这种结构中，可以对移位量进行控制，并且可以将经循环移位的信号与复系数相乘。因此，可以更有效地执行峰值功率的降低。

此外，权重生成部分可以如下确定权重w₁和w₂：

理想地，将权重确定为使得：

|s₁′|＝|s₂′|，

其中

s₁′＝w₁×s(tp)+w₂×s(mod(tp-t′+N_FFT，N_FFT))

s₂′＝w₂×s(mod(tp+t′，N_FFT))+w₁×s(tp)，

其中w₁、w₂表示权重，

mod表示余数运算符；而

N_FFT(N_FFT是整数并且N_FFT＞0)表示FFT点。

然而，实际上，无法直接计算出满足上述要求的权重。因此，尽管实际获得的权重不必是那些严格满足这些要求的权重，但是仍然通过以下方法来计算权重：

比较s(tp+t′)和s(tp-t′)的幅值，并且具有较小幅值的符号的相位可以变得与s(tp)的相位相反，

其中s(tp)表示导致OFDM信号的峰值的码元。

权重生成部分可以根据以下要求来确定相位旋转角，其中：

(iii)θ表示相位旋转角；而

s(tp)表示导致OFDM信号的峰值的码元，

θ₁＝π-[arg(s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT)))-arg(s(tp))]；

θ₂＝π-[arg(s(mod(tp+t，N_FFT))-arg(s(tp))]；并且

θ＝{|s(mod(tp+t，N_FFT))|×θ₁+|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|×θ₂}

/{|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|+|s(mod(tp+t，N_FFT))|}

其中mod表示余数运算符；而

N_FFT(N_FFT是整数并且N_FFT＞0)表示FFT点。

由此，可以获得相位旋转角。

此外，移位量确定部分可以确定移位量，以使得通过以下公式计算的值可以等于或大于一固定值：

Re{s(tp+t′)×s(tp-t′)/s(tp)²}

其中

s(tp)表示导致OFDM信号的峰值的码元，

t′表示移位量；并且

所述权重生成部分可以根据该移位量来生成权重。

由此，可以在不计算权重的情况下来估测移位量。

此外，可以提供多个循环移位部分，其中：所述移位量确定部分可以根据OFDM信号和经循环移位的信号中的至少一个，来为所述多个循环移位部分中的每一个确定移位量；并且所述权重生成部分可以根据OFDM信号和经循环移位的信号中的至少一个，来生成权重。由此，可以有效地确定移位量和复系数。

此外，在使用离散导频信号时，所述移位量确定部分可以根据输入脉冲和导频信号来确定最大移位量，以使得可以满足以下要求：

((FFT点的数量)/(导频信号插入间隔))≥(最大移位量)+(脉冲响应长度)，其中导频信号插入间隔是沿频率方向的间隔。在这种结构中，可以将移位量控制在固定量以内，并且还可以令人满意地对子载波的传输特性进行估测，对于该子载波，没有利用沿频率方向的插补来插入离散导频信号。

此外，可以提供串联或并联连接在一起的多个削峰部分；其中每一个削峰部分都可以包括：OFDM信号生成部分，用于根据输入信息信号生成OFDM信号；循环移位部分，用于生成对OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及相加部分，用于将OFDM信号和经循环移位的信号加在一起。由此，可以实现由该多个削峰部分中的相应削峰部分来执行不同类型的处理，因此，可以有效地执行峰值抑制。

此外，可以提供多个天线，其中：所述移位量确定部分和权重确定部分至少可以确定移位量和权重，以使得移位量和权重对于各个天线不同。因此，可以避免下述情况：从发送天线到接收天线的信道变得彼此相关，并因此很难将各个信道分离。因此，可以容易地实现信号分离，并因此可以改善差错率特性。

此外，可以提供：系数生成部分，用于确定多个移位量和权重；发送权重生成部分，用于根据信道估测值、所述多个移位量和权重，来生成第二信道估测值，并生成多个发送权重；ESDM信号生成部分，用于根据所述多个发送权重，来生成多个ESDM信号；以及选择部分，用于从所述多个ESDM信号中选择具有低峰值的信号。因此，可以获得候选发送信号的数量，以及移位量和复系数的集合的数量。然后，可以从中选出具有降低的峰值的发送信号。

此外，根据本发明，一种用于发送器执行削峰处理的发送控制方法，包括以下步骤：a)根据输入信息信号来生成OFDM信号；b)生成对OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及c)将该OFDM信号和经循环移位的信号加在一起。因此，可以有效地执行峰值抑制。

因此，根据以下所述的本发明的实施例，可以提供所述发送器和发送控制方法，通过该发送器和发送控制方法可以实现削峰，而不需要发送与削峰处理相关的控制信号。

附图说明

当结合附图阅读以下详细说明时，本发明的其它目的和进一步的特征将根据以下详细说明而变得更加显而易见：

图1是表示OFDM发送器的方框图；

图2是表示执行削峰的OFDM发送器的方框图；

图3是表示低峰值IFFT部分的方框图；

图4是表示独立的IFFT部分的方框图；

图5是表示根据本发明第一实施例的发送器的方框图；

图6和7是表示根据本发明第二实施例的发送器的方框图；

图8是表示根据本发明第三实施例的发送器的方框图；

图9是表示根据本发明第四实施例的发送器的方框图；

图10是表示根据本发明第五实施例的发送器的方框图；

图11至13是表示根据本发明第六实施例的发送器的方框图；

图14是表示根据本发明第七实施例的发送器的方框图；

图15是表示根据本发明第九实施例的发送器的方框图；

图16是表示根据本发明第十实施例的发送器的方框图；

图17是表示抑制发送输出的峰值分量的发送器的方框图；以及

图18是表示根据本发明第十一实施例的发送器的方框图。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本发明的实施例。

在表示本发明实施例的所有附图中，对具有相同功能的部分/组件赋予相同的标号，并省略对其的重复说明。

参照图5来说明根据本发明第一实施例的发送器。

第一实施例中的发送器100包括：码元生成部分101，对该码元生成部分101输入信息位；与该码元生成部分101相连的S/P(串行/并行)转换部分102；与S/P转换部分102相连的IFFT(快速傅立叶逆变换)部分103；与该IFFT部分103相连的P/S(并行/串行)转换部分104；与该P/S转换部分104相连的削峰部分105；以及与削峰部分105相连的GI添加部分106。该削峰部分105包括循环移位部分105-1₁至105-1_k(k是整数并且k＞0)，以及与P/S转换部分104相连的相加部分105-2。循环移位部分105-1₁至105-1_k与该相加部分105-2相连，该相加部分105-2与该GI添加部分106相连。

码元生成部分101对输入信息位序列执行纠错编码、交织、符号映射等，以生成发送码元，这些发送码元随后被输入到S/P转换部分102中。S/P转换部分102将串行格式的输入发送码元转换为并行格式，并将由此获得的信号输入到IFFT部分103中。IFFT部分103将输入信号转换为正交多载波信号，并将由此获得的信号输入到P/S转换部分104中。P/S转换部分104将由此输入的并行格式的信号转换为串行格式，并将由此获得的信号输入到削峰部分105中。下面对削峰部分105中的处理进行说明。各个循环移位部分105-1₁至105-1_k都生成通过移位彼此不同的移位量而获得的信号，并将由此获得的信号输入到相加部分105-2。

相加部分105-2将来自P/S转换部分104的信号与来自各个循环移位部分105-1₁至105-1_k的信号相加在一起，并将由此获得的信号输入到GI添加部分106。GI添加部分插入保护间隔，该保护间隔包括给定信号的一部分的副本。随后通过天线来发送由此获得的信号。

在这种情况下，应该确定各个循环移位部分105-1₁至105-1_k的移位量。这些移位量可以是固定的。例如，第i循环移位部分的移位量可以是i点。

接下来，证明如果使用固定的移位量，则可以获得峰值电压抑制效果。

首先，将发送信号s(t)中的具有最大幅值的码元称为s_max。另外，将执行了峰值抑制之后获得的发送信号s′(t)中具有最大幅值的码元max(|s′(t)|)称为s_max′。

当s_max′＝0.5×(s(t1)+s(t2))，并且

s(t1)＝s_max时，

s_max′＝0.5×(s_max+s(t2))

如果|s_max|＜{s_max′|，则以下公式成立：

|s_max|＜|0.5×(s_max+s(t2))|，

|s_max|＜|s(t2)|。

该结果与|s_max|＞|s(t2)|相矛盾。

此外，当s(t1)≠s_max时，并且假定|s(t1)|≥|s(t2)|和|s_max|＜|s_max′|，则以下公式成立：

|s_max|＜|s_max′|＝|0.5×(s(t1)+s(t2))|，

|s_max|＜|0.5×(s(t1)+s(t2))|，

|s_max|＜|s(t1)|。

该结果与|s_max|＞|s(t1)|相矛盾。

因此，应该保证|s_max|＞|s_max′|成立。

在第一实施例中，由于在通过组合而获得的信号中，各个子载波的幅值不同，而使得这些子载波之间的通信质量不同。然而，通过沿频率方向执行编码或码扩展，可以避免各个子载波之间通信质量的这种差异。

此外，在根据第一实施例的发送器100中，在削峰后获得的整个发送信号的发送功率发生了变化。然而，可以如下解决该问题。即，提供处理部分，用于在削峰后将发送功率归一化为固定电平，由此使发送功率固定。

下面将参照图6来说明根据本发明第二实施例的发送器。

在上述第一实施例中，循环移位部分中的移位量是固定的。然而，通过自适应地控制移位量，可以更有效地实现PAPR的降低。

第二实施例中的发送器100与以上参照图5所述的发送器的不同之处在于削峰部分的结构。

根据本发明第二实施例的削峰部分107包括：循环移位部分107-1和与P/S转换部分104相连的相加部分，以及与循环移位部分107-1和相加部分107-2相连的移位量控制部分107-3。循环移位部分107-1与相加部分107-2相连，并且相加部分107-2与GI添加部分106相连。下面对假定例如仅使用单个循环移位部分的情况进行说明。

移位量控制部分107-3确定移位量，以使得通过相加(利用相加部分107-2)而获得的峰值抑制信号的峰值可以最小。

然而，如果对通过相加而获得的所有发送码元都进行峰值检测，则需要大量的处理。为了解决这个问题，可以使用图7所示的削峰部分108，而不是上述图6的削峰部分107。

该削峰部分108包括与P/S转换部分104相连的循环移位部分108-1、相加部分108-2以及移位量控制部分108-3。循环移位部分108-1与相加部分108-2相连，并且相加部分108-2与GI添加部分106相连。移位量控制部分108-3与循环移位部分108-1相连。

在这种情况下，将插入GI之前的OFDM信号输入到移位量控制部分108-3。移位量控制部分108-3在相加部分108-2执行相加处理之前仅观测导致峰值的N个码元(N为不小于1的预定自然数)，并选择移位量，以使在将这些码元相加在一起时出现的峰值最小。另选地，可以提供与P/S转换部分104和相加部分108-2相连的移位量控制部分，由此可以根据通过相加而获得的峰值抑制信号的峰值以及导致该峰值的相加之前的N个任意码元，来确定移位量，以使通过相加而出现的峰值最小。

因此，在根据第二实施例的发送器100中，在将发送信号以及对该发送信号移位该移位量以有效地减小峰值而获得的信号加在一起之后，执行发送，并因此可以执行峰值抑制。此外，也可以对导频信号执行相同的处理，并且因此不必专门提供控制信号。

在根据第二实施例的发送器100中，可以提供多个循环移位部分108-1。在这种情况下，以稍后描述的顺序方式来确定移位量。由此，可以在不使用所有循环移位部分的所有移位量的情况下，有效地确定移位量。

下面参照图8来说明根据本发明第三实施例的发送器。

根据第三实施例的发送器100与参照图5所述的发送器的不同之处在于削峰部分的结构。

根据第三实施例的削峰部分109包括：循环移位部分109-1₁至109-1_k；与P/S转换部分104相连的移位量和系数确定部分109-2和乘法器109-4；分别与循环移位部分109-1₁至109-1_k相连的乘法器109-5₁至109-5_k；以及与乘法器109-5₁至109-5_k相连的相加部分109-3。移位量和系数确定部分109-2与循环移位部分109-1₁至109-1_k以及乘法器109-5₁至109-5_k相连，并且相加部分109-3与GI添加部分106相连。

在上述实施例中，仅对移位量进行控制。根据第三实施例，乘法器109-4、109-5₁至109-5_k将通过循环移位而获得的信号和P/S转换部分104的输出信号与复系数相乘，以进一步降低峰值功率。因此，可以有效地降低峰值功率。

这里，假定使用单个循环移位部分的情况，并且将削峰之前用作OFDM信号中的波峰的码元称为s(tp)。对于循环移位部分中的移位量为t′，并且乘法器109-4和109-5₁的系数为w₁和w₂的情况，相加部分对于s(tp)的输出变为以下两个信号：

s₁′＝w₁×s(tp)+w₂×s(mod(tp-t′+N_FFT，N_FFT))；

和

s₂′＝w₂×s(mod(tp+t′，N_FFT))+w₁×s(tp)。

由此可以看出，s(tp)对两个码元起作用。因此，可以看出，在仅使用s(tp)的情况下，应该使max(s₁′，s₂′)最小。

下面将说明确定权重的方法。

当确定移位量t′时，确定权重，以使得码元s(tp+t′)和s(tp-t′)中具有较小幅值的一个的相位可以与s(tp)的相位相反，并对权重的幅值进行调整，以使得|s₁′|和|s₂′|更加接近。

下面说明确定相位旋转角的方法。移位量和系数确定部分109-2通过执行以下计算来获得相位旋转量，其中θ表示要获得的相位旋转量：

θ₁＝π-[arg(s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT)))-arg(s(tp))]；

θ₂＝π-[arg(s(mod(tp+t，N_FFT)))-arg(s(tp))]；并且

θ＝{|s(mod(tp+t，N_FFT))|×θ₁+|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|×θ₂}/

{|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|+|s(mod(tp+t，N_FFT))|}

对于移位量t′，可以对所有移位量执行搜索。然而，可以确定待搜索的预定范围，以对移位量进行检测。

因此，根据第三实施例，在将经过循环移位的信号乘以复系数之后，将它们相加。结果，可以有效地降低峰值功率。

在上述方案中，对每一个移位量都执行了权重计算，并选择导致削峰的移位量和权重。然而，也可以估测实现较大削峰的移位量，而不计算权重。例如，可以搜索使Re{s(tp+t′)×s(tp-t′)/s(tp)²}最大或者大于一固定值的移位量，然后，针对由此获得的移位量计算权重。

下面参照图9来说明根据本发明第四实施例的发送器。

根据第四实施例的发送器100与参照图5所述的发送器的不同之处在于削峰部分的结构。

根据第四实施例的削峰部分110包括：循环移位部分110-1₁至110-1_k；与P/S转换部分104相连的乘法器110-4以及移位量和系数确定部分110-2；分别与循环移位部分110-1₁至110-1_k相连的乘法器110-5₁至110-5_k；以及与乘法器110-5₁至110-5_k相连的相加部分110-3。移位量和系数确定部分110-2与循环移位部分110-1₁至110-1_k以及乘法器110-1和110-5₁至110-5_k相连。此外，相加部分110-3的输出信号被输入到移位量和系数确定部分110-2。此外，相加部分110-3与GI添加部分106相连。

对于上述实施例，已对使用单个循环移位部分的情况进行了说明。在使用多个循环移位部分的第四实施例中，对于多个预先准备的移位量和权重的所有情况生成发送数据，并且从中选择要进行发送的具有最低峰值的信号。对于第四实施例，使用了在多个循环移位部分的情况下有效确定移位量和权重的方法。

下面说明重复计算移位量和复系数的情况。

首先，移位量和系数确定部分110-2仅使用第一循环移位部分110-1₁的输出信号来生成经峰值抑制的信号。

接下来，使第一循环移位部分110-1₁的移位量和复系数固定，同时将发送信号与第一循环移位部分110-1₁的输出信号加在一起，然后确定第二循环移位部分110-1₂的移位量和复系数，以抑制由此获得的信号的峰值。

此时，可以确定第二循环移位部分110-1₂的移位量和复系数，以使得通过组合循环移位部分110-4、110-5₁和110-5₂的输出而获得的信号的峰值可以变得更小。对第k循环移位部分110-1_k重复执行相同的处理。

因此，可以有效地确定移位量和复系数，而不用考虑所有循环移位部分110-1₁至110-1_k的所有移位量以及由乘法器110-5₁至110-5_k使用的权重。

此外，在顺序确定复系数的上述方案中，在削峰后获得的所有发送信号的平均发送功率根据给定的权重而改变。可以通过提供处理部分来解决该问题，该处理部分用于对已削峰信号的平均发送功率进行归一化。

下面将参照图10来说明根据本发明第五实施例的发送器。

在第五实施例中，串联连接了多个削峰部分。

根据第五实施例的发送器100中的削峰部分包括：与P/S转换部分104相连的削峰部分111；以及与削峰部分111相连的削峰部分112。削峰部分112与GI添加部分106相连。

根据第五实施例，两个削峰部分111和112相连。然而，也可以连接多于两个的削峰部分。每一个削峰部分的结构都可以与上述实施例中的相同。用于确定各个削峰部分的移位量和复系数的方法可以与上述实施例的相同。

由此，可以执行峰值抑制。

下面参照图11来说明根据第六实施例的发送器100。

在根据第六实施例的发送器100中，提供了多个削峰部分，其中该多个削峰部分中的某些并联设置，然后，将这些削峰部分的输出连接在一起，作为另一个削峰部分的输入。

根据第六实施例的发送器100的削峰部分包括：与P/S转换部分104相连的削峰部分113和114；以及与削峰部分113和114相连的削峰部分115。削峰部分115与GI添加部分106相连。在这种情况下，如图11所示，削峰部分113和114的输出信号被输入到削峰部分115。在这种情况下，例如图12所示，削峰部分113的输出信号被输入到相加部分115-2和移位量控制部分115-3，而削峰部分114的输出信号被输入到循环移位部分115-1和移位量控制部分115-3。

并联设置在第一级中的削峰部分113和114执行相同的处理不是优选的。相反，例如其中的第一削峰部分113对最大峰值进行削峰处理，而第二削峰部分114对第二大峰值进行削峰处理。由此，该多个削峰部分执行不同的处理，并因此可以有效地执行峰值抑制。

此外，并联设置在第一级中的削峰部分的数量可以增大为超过两个。同样，在这种情况下，削峰部分的结构(对其输出多个削峰部分的信号)可以与具有两个输入的上述情况的结构相似。由此，并联设置的两个以上的削峰部分可以执行彼此不同的处理，因此，可以有效地执行峰值抑制。

在本实施例中，削峰部分具有两级结构。然而，这些削峰部分可以具有多于两级的结构。因此可以更有效地执行峰值抑制。图13示出了削峰部分具有三级结构的情况的示例。

图13中所示的其中削峰部分具有三级结构的发送器100包括：与P/S转换部分104相连的削峰部分116至119；与削峰部分116和117相连的削峰部分120；与削峰部分118和119相连的削峰部分121；以及与削峰部分120和121相连的削峰部分122。削峰部分122与GI添加部分106相连。

下面将说明根据本发明第七实施例的发送器。

根据第七实施例的发送器的结构可以是参照图5至13所述的结构之一，并且省略对其的重复说明。

可以为每一个OFDM码元执行上述发送器100中的循环移位部分中的循环移位。然而，根据第七实施例，对包含在块或帧中的OFDM码元应用相同的移位量、相同的相位旋转量，或者相同的移位量和相位旋转量。

在这种情况下，作为对还包括导频信号在内的OFDM码元执行上述削峰处理的结果，信道估测值包括与移位量和权重相关的信息。由此，可以执行接收处理，而无需专门发送控制信号。

下面说明根据本发明第八实施例的发送器。

根据第八实施例的发送器的结构可以是参照图5至13所述的结构之一，并且省略对其的重复说明。

在上述实施例中，没有对待使用的移位量进行特别的限制。然而，考虑到信道估测，将移位量控制在固定量以内是很重要的。

在根据第八实施例的发送器100中，将信道脉冲响应的长度输入到移位量和系数确定部分。不能通过发送器100来直接测量信道脉冲响应的长度。然而，例如，可以从接收器对其进行反馈。

在应用离散导频信号的情况下，最大移位量应该满足以下要求：

(FFT点的数量)/(导频信号插入间隔(频率方向))≤(脉冲响应长度)+(最大移位量)。

然后，执行峰值抑制操作，以使各个循环移位部分中的移位量可以落入由此获得的最大移位量之内。

因此，可以将移位量控制在固定量以内，并且对于没有插入离散导频信号的子载波，还可以通过沿频率方向的插补，对发送特性进行满意的估测。

下面参照图15来说明根据本发明第九实施例的发送器。

根据第九实施例的发送器200是将上述削峰部分中的峰值抑制操作应用于空分复用(SDM)发送系统的实施例。如图15所示，该发送器200包括多个发送部分202(202-1到202-N)，每一个发送部分202都包括与参照图3至13所述的发送器相同的码元生成部分101、S/P转换部分102、IFFT部分103、P/S转换部分104、削峰部分105和GI添加部分106。另外，该发送器200包括与发送部分202(202-2至202-N)相连的天线201。将各个信息位输入到发送器202(202-1至202-N)的各个码元生成部分101。

在空分复用发送系统中，从多个天线发送不同的发送信号序列。因此，独立地执行削峰部分105中的峰值抑制操作。此外，在使用固定复系数和移位量的情况下，发送器202-1至202-N中使用的复系数和移位量应该不同。

此外，该空分复用发送系统存在以下问题：由于接收信号点的重叠，而使得难以进行信号分离。然而，通过对各个发送天线应用不同的幅值/相位，可以避免来自某些发送器的信道变得相似，并由此使信号分离变得困难的情况。结果，可以容易地进行信号分离，并且可以实现低的差错率。

下面将参照图16来说明根据本发明第十实施例的发送器。

根据第十实施例的发送器300是将上述削峰部分中的峰值抑制操作应用于本征束(eignbeam)SDM(ESDM)系统的实施例(例如，参见上述非专利文献#4)。

第十实施例的发送器300包括：S/P转换部分301，对该S/P转换部分301输入数据码元；S/P转换部分302₁至302_i；与S/P转换部分302₁至302_i相连的导频插入部分311₁至311₁；分别与各个导频插入部分311₁至311₁相连的ESDM信号生成部分303₁至303₁；与ESDM信号生成部分303₁至303₁相连的低峰值OFDM调制部分304₁至304_n；与低峰值OFDM调制部分304₁至304_n相连的导频插入部分305₁至305_n；分别与导频插入部分305₁至305_n相连的天线306(#1至#n)；与各个低峰值OFDM调制部分304₁至304_n相连的系数生成部分307；反馈部分308，向该反馈部分308输入反馈信号；与反馈部分308相连的分离部分309；以及分别与系数生成部分307、分离部分309以及各个ESDM信号生成部分303₁至303₁相连的发送权重生成部分310₁至310₁。在图16的发送器300中，低峰值OFDM调制部分304₁至304_n包括上述IFFT部分、削峰部分、P/S转换部分和GI添加部分。

首先，在系数生成部分307中预先确定多个移位量和复系数。在卷积序列生成过程中，以随机的方式来确定移位量和复系数。作为卷积系数与移位量/权重之间关系，卷积序列为[1 w₁ w₂ ... w_x]，其中w_x表示应用x点循环移位的情况下的权重系数。这里，x与最大移位量相对应。可以对所有发送天线共同应用该卷积系数，或者可以对各个发送天线应用不同的卷积系数。

将输入到反馈部分308的反馈信号输入到分离部分309。分离部分309对反馈信号进行分离，并将由此分离的信号输入到发送权重生成部分310₁至310₁。

各个发送权重生成部分310₁至310₁根据削峰部分的输入获得对接收器的传送函数，即，系数生成部分307生成与所生成的系数相对应的频域信号，并将其输出给发送权重生成部分310₁至310₁，发送权重生成部分310₁至310₁将由此获得的信号乘以发送和接收天线之间的频域信道值。使用由此获得的传送函数作为信道，来计算ESDM权重。

ESDM信号生成部分301₁至301₁根据作为下述操作的结果而获得的信号来生成ESDM信号：通过S/P转换部分301对输入码元进行S/P转换，通过S/P转换部分302₁至302_i对由此获得的各个码元进一步进行S/P转换，然后，通过导频插入部分311₁至311₁将导频信号和ESDM权重插入其中。

低峰值OFDM调制部分304₁至304_n对其中插入了导频信号的ESDM信号进行OFDM调制。在这种情况下，各个低峰值OFDM调制部分304₁至304_n执行与上述IFFT部分、削峰部分、P/S转换部分和GI部分相同的处理。

通过导频信号插入部分305₁至305_n将导频信号插入OFDM信号，并对其进行发送。在此插入的导频信号既没有与ESDM权重相乘，也没有进行削峰处理，因此，应该预先将具有低峰值的信号选择为导频信号。

在导频信号插入部分305₁至305_n中插入的导频信号没有经过削峰处理，也没有与ESDM权重相乘，因此，根据这些导频信号估测的值是纯信道估测值。将这些值反馈给发送器，并用来生成发送权重。然而，这些信道估测值并不是反映发送器中所执行的削峰处理的信道估测值。因此，不能使用这些信道估测值来直接对信号进行检测。

另一方面，在导频信号插入部分311₁至311₁中插入的导频信号经过了削峰处理，因此，可以将通过这些导频信号检测到的信道估测值用作信道估测值，以对所接收的信号进行检测。

通过使用上述结构，获得了多个候选发送信号。然后，可以从其中选择具有最低峰值的发送信号，并对其进行发送。所获得的候选发送信号的数量与移位量和复系数集合组的数量相同。

下面将参照图17和18来说明根据本发明第十一实施例的发送器。

第十一实施例中的发送器400采用了应用削峰方法的削峰部分中的上述峰值抑制处理，其中将由此获得的多个时域信号分量中的每一个都与预定的容许峰值电平进行比较，由此检测超过该容许峰值电平的峰值分量，对该峰值分量执行傅立叶变换，从该多个子载波信号分量中减去由此获得的频域分量，并由此对发送输出的峰值分量进行抑制。

首先，参照图17来说明采用了不包括削峰部分中的上述峰值抑制操作的发送器的结构。该发送器包括：S/P转换部分12，其中输入信息位；与S/P转换部分12相连的加法器24₀至24_1-1；与加法器24₀至24_1-1相连的傅立叶逆变换(IFFT)部分13；与傅立叶逆变换部分13相连的P/S转换部分14；与P/S转换部分14相连的GI插入部分15；用于设定容许峰值电平Cth的容许峰值电平设定部分21；与容许峰值电平设定部分21以及S/P转换部分24相连的峰值分量检测部分22，用于从S/P转换部分24的输出中检测超过该容许峰值电平Cth的峰值分量；与峰值分量检测部分22相连的傅立叶变换部分23，用于对该峰值分量进行傅立叶变换(在本示例中是指FFT)；以及与傅立叶变换部分23相连的滤波器部分25。加法器24₀至24_1-1从傅立叶逆变换部分13的输入信号中减去滤波器部分25的输出。

峰值分离检测部分22具有由容许峰值电平设定部分21给出的容许峰值电平Cth，从由S/P转换部分24输出的各个时域信号分量的电平中减去容许峰值电平Cth，由此生成了峰值分量。然而，当该时域信号分量的电平等于或低于容许峰值电平Cth时，峰值分量检测部分22将峰值分量设定为0。在如上所述构造的发送器中，可以实现峰值功率的降低。

此外，通过重复这种削峰处理，直到所有时域信号分量的电平都变得等于或小于上述容许峰值电平为止，可以将峰值功率抑制为低于预定值，而不降低发送性能。在该发送器中，可以通过对各个子载波分量的每一个可能的组合预先存储通过执行峰值抑制处理(包括上述的傅立叶逆变换、峰值分量检测、傅立叶变换以及减法处理)而获得的时域信号分量，然后读取由此存储的与相关子载波信号分量相对应的时域信号分量，可以简化结构并提高处理速度。

下面将参照图18来说明根据本实施例的发送器，其中对上述的发送器实际应用了对发送输出的上述峰值抑制处理。

根据本实施例的发送器400是对以上参照图17所述的发送器应用了上述实施例中的削峰部分的峰值抑制操作的实施例。

该发送器400包括：码元生成部分101，对其输入信息位；与码元生成部分101相连的S/P(串行/并行)转换部分102；与S/P转换部分102相连的IFFT(快速傅立叶逆变换)部分103；与IFFT部分103相连的减法器127₀至127_1-1；与减法器127₀至127_1-1相连的P/S(并行/串行)转换部分104；与P/S转换部分104相连的削峰部分123；以及与削峰部分123相连的GI添加部分106和P/S转换部分124；用于设定容许峰值电平Cth的容许峰值电平设定部分121；与容许峰值电平设定部分121相连的峰值分量检测部分122，用于从S/P转换部分124的输出中检测超过该容许峰值电平Cth的峰值分量；与峰值分量检测部分122相连的傅立叶变换部分125，用于对该峰值分量进行傅立叶变换(在本示例中指FFT)；以及与傅立叶变换部分125相连的滤波器部分126。将滤波器部分126的输出信号输入到减法器127₀至127_1-1。减法器127₀至127_1-1从输入到P/S转换部分104中的信号中减去滤波器部分126的输出。

码元生成部分101对所输入的信息位序列执行纠错编码、交织、符号映射等，以生成发送码元，随后将这些发送码元输入到S/P转换部分102。S/P转换部分102将所输入的串行格式的发送码元转换为并行格式，并将由此获得的信号输入到IFFT部分103中。IFFT部分103将所输入的信号转换为正交多载波信号，并将由此获得的信号输入到减法器127₀至127_1-1。

峰值分量检测部分122具有由容许峰值电平设定部分121给出的容许峰值电平Cth，从由S/P转换部分124输出的各个时域信号分量的电平中减去容许峰值电平Cth，由此生成峰值分量。然而，当该时域信号分量的电平等于或低于容许峰值电平时，峰值分量检测部分122将峰值成分设定为0。由峰值分量检测部分122由此生成的峰值分量经过FFT处理和滤波，然后被输入到减法器127₀至127_1-1。

减法器127₀至127_1-1从IFFT部分103的输出信号中减去峰值分量，并将由此获得的信号输入到P/S转换部分104。P/S转换部分104将由此输入的并行格式的信号转换为串行格式，并将由此获得的信号输入到削峰部分123中。削峰部分123中的处理执行与上述实施例中相同的削峰处理。例如以上参照图5所述，各个循环移位部分105-1₁至105-1_n生成通过移位彼此不同的移位量而获得的信号，并将由此获得的信号输入到相加部分105-2。相加部分105-2将来自P/S转换部分104的信号与来自各个循环移位部分105-1₁至105-1_n的信号加在一起，并将由此获得的信号输入到GI添加部分106和S/P转换部分124。GI添加部分插入保护间隔，该保护间隔包括给定信号的一部分的副本。随后通过天线来发送由此获得的插入了保护间隔的信号。另一方面，S/P转换部分124将串行格式的给定信号转换为并行格式，并将由此获得的信号输入到峰值分量检测部分122。

通过这样的结构，可以预期更好的PAPR降低效果。此外，可以解决下述问题：如果仅为了获得好的削峰效果而对发送信号执行削峰处理，则发送信号中会包含大的噪声功率。

本实施例中的处理的流程如下：

步骤1)首先，由削峰部分123来执行削峰处理。

步骤2)然后，通过部分124至127来执行削峰处理。

步骤3)然后，由削峰部分123来执行与步骤1)中相同的削峰处理。

可以重复步骤2)和3)，其中步骤3)中执行的处理与步骤1)执行的处理相同。

在上述实施例中，可以将削峰处理作为接收器的信道的一部分。因此，可以执行削峰处理，而不需要专门使用与削峰处理相关的控制信号。因此，可以将接收器构造为通用接收器，而无需考虑削峰处理。

可以将根据本发明的发送器和发送控制方法应用于无线通信。

此外，本发明并不限于上述实施例，而是可以在不脱离以下要求保护的本发明的基本概念的情况下，进行多种变化和修改。

本发明基于2004年5月25日提交的日本在先申请No.2004-155032，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (13)

1、一种发送器，其包括：

削峰部分，用于执行削峰处理；

OFDM信号产生部分，用于根据所输入的信息信号产生OFDM信号；

循环移位部分，用于产生通过对所述OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及

相加部分，用于将所述OFDM信号和经过循环移位的信号加在一起。

2、根据权利要求1所述的发送器，还包括：

移位量确定部分，用于根据所述OFDM信号和所述相加部分的输出信号中的至少一个，来确定移位量，其中：

所述循环移位部分生成根据由所述移位量确定部分确定的移位量，对所述OFDM信号进行循环位移而获得的信号。

3、根据权利要求2所述的发送器，还包括：

权重生成部分，用于根据所述OFDM信号为所述OFDM信号和经循环移位的信号生成权重，以使得可以降低峰值功率；以及

相乘部分，用于将所述OFDM信号和经循环移位的信号与由所述权重生成部分生成的权重相乘，其中：

所述相加部分将所述相乘部分的输出信号加在一起。

4、根据权利要求3所述的发送器，其中

所述权重生成部分确定权重w₁和w₂，以使得：

s(tp+t′)和s(tp-t′)的相位可以与s(tp)的相位相反，

其中s(tp)表示导致所述OFDM信号的峰值的码元；

$\left|s_1^{\′}\right|=\left|s_2^{\′}\right|,$

其中：

s₁′＝w₁×s(tp)+w₂×s(mod(tp-t′+N_FFT，N_FFT))

s₂′＝w₂×s(mod(tp+t′，N_FFT))+w₁×s(tp)，

其中w₁、w₂表示所述权重，

mod表示余数运算符；而

N_FFT表示FFT点，该N_FFT是整数并且N_FFT＞O。

5、根据权利要求4所述的发送器，其中：

将所述权重确定为使得：

对s(tp+t′)和s(tp-t′)的幅值进行比较，并且幅值较小的一个可以与s(tp)的相位相反。

6、根据权利要求5所述的发送器，其中：

所述权重生成部分根据以下要求来确定相位旋转角：

θ表示所述相位旋转角；而

s(tp)表示导致所述OFDM信号的峰值的码元，

θ₁＝π-[arg(s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT)))-arg(s(tp))]；

θ₂＝π-[arg(s(mod(tp+t，N_FFT)))-arg(s(tp))]；并且

θ＝{|s(mod(tp+t，N_FFT))|×θ1+|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|×θ₂}/

    {|s(mod(tp-t+N_FFT，N_FFT))|+|s(mod(tp+t，N_FFT))|}

其中mod表示余数运算符；而

N_FFT表示FFT点，该N_FFT是整数并且N_FFT＞0。

7、根据权利要求3所述的发送器，其中：

所述移位量确定部分确定所述移位量，以使得通过以下公式计算出的值可以等于或大于一固定值：

Re{s(tp+t′)×s(tp-t′)/s(tp)²}

其中：

s(tp)表示导致所述OFDM信号的峰值的符号，

t′表示所述移位量；并且

所述权重生成部分根据所述移位量来生成权重。

8、根据权利要求3所述的发送器，其包括多个循环移位部分，其中：

所述移位量确定部分根据所述OFDM信号和经过循环移位的信号中的至少一个，来为所述多个循环移位部分中的每一个确定所述移位量；并且

所述权重生成部分根据所述OFDM信号和经过循环移位的信号中的至少一个，来生成所述权重。

9、根据权利要求2所述的发送器，其中：

在使用离散导频信号时，所述移位量确定部分基于输入信道脉冲响应和沿频率方向的导频信号间隔，根据以下要求来确定最大移位量：

((FFT点的数量)/(导频信号插入间隔))≥(最大移位量)+(脉冲响应长度)。

10、根据权利要求1所述的发送器，还包括：

串联或并联连接在一起的多个削峰部分；其中：

每一个削峰部分都包括：

OFDM信号生成部分，用于根据所输入的信息信号生成OFDM信号；

循环移位部分，用于生成对所述OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及

相加部分，用于将所述OFDM信号和经过循环移位的信号加在一起。

11、根据权利要求3所述的发送器，还包括：

多个天线，其中：

所述移位量确定部分和所述权重确定部分确定所述移位量或所述权重，以使得不同天线的移位量和权重可以对于各个天线不同。

12、根据权利要求3所述的发送器，其包括：

系数生成部分，用于确定多个移位量和权重；

发送权重生成部分，用于根据信道估测值、所述多个移位量和权重，来生成第二信道估测值，并生成多个发送权重；

ESDM信号生成部分，用于根据所述多个发送权重，生成多个ESDM信号；以及

选择部分，用于从所述多个ESDM信号中选择具有低峰值的信号。

13、一种用于发送器执行削峰处理的发送控制方法，包括以下步骤：

a)根据输入信息信号来生成OFDM信号；

b)生成对所述OFDM信号进行循环移位而获得的信号；以及

c)将所述OFDM信号和经过循环移位的信号加在一起。

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