DE69726546T2 - Anordnung und Verfahren zur Multikanal-Übertragung mit einem verringerten Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur Multikanal-Übertragung mit einem verringerten Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung Download PDF

Info

Publication number
DE69726546T2
DE69726546T2 DE69726546T DE69726546T DE69726546T2 DE 69726546 T2 DE69726546 T2 DE 69726546T2 DE 69726546 T DE69726546 T DE 69726546T DE 69726546 T DE69726546 T DE 69726546T DE 69726546 T2 DE69726546 T2 DE 69726546T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
code word
complex
word vectors
modulator
envelope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69726546T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69726546D1 (de
Inventor
Alan Jones
Paul Golding
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions UK Ltd
Original Assignee
Motorola Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Ltd filed Critical Motorola Ltd
Publication of DE69726546D1 publication Critical patent/DE69726546D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69726546T2 publication Critical patent/DE69726546T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects
    • H04L27/2615Reduction thereof using coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627Modulators
    • H04L27/2634Inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators in combination with other circuits for modulation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Discrete Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme mit mehreren Trägern, wie etwa einem Kommunikationssystem mit orthogonaler Frequenzmultiplex-Technik (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexed), und ist insbesondere anwendbar auf einen Mechanismus zur Steuerung des Spitzen-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnisses einer Einhüllenden (PMEPR: peak-to-mean envelope power ratio) für Übertragungen in solchen Systemen.
  • Zusammenfassung des Standes der Technik
  • Übertragungsschemata mit mehreren Trägern, wie etwa OFDM, wurden für viele verschiedene Typen von Kommunikationssystemen vorgeschlagen, einschließlich digitaler Audioübertragung (DAB: Digital Audio Broadcasting) und kabelloser Local-Area-Breitbandnetzwerken (LANs). Der Vorteil sol cher Schemata ist, dass theoretisch unbegrenzte Übertragungsraten in hoch zeitdispersiven Kanälen, welche von einer Summierung mehrfach verzögerter, phasenverschobener Pfade für ein Signal herrühren und die daher eine verzerrte Charakteristik zeigen, möglich sind. Unglücklicherweise weist die mittels OFDM-Technik erzeugte zusammengesetzte Signaleinhüllende eine hohes PMEPR (ein Ausdruck für den üblicherweise auch "Scheitelfaktor" ("crest factor") verwendet wird) auf. Um die Effekte von Verzerrung und Spektralspreizung (z. B. Übersprechen benachbarter Kanäle) in Systemen mit mehreren Trägern abzumildern, ist außerdem ein linearer (und folglich ineffizienter) Sendeverstärker zur Verstärkung dieser zusammengesetzten Signaleinhüllenden erforderlich.
  • Zusätzlich zu den vorangehenden Nachteilen ist die Durchschnittsleistung eines Signals mit mehreren Trägern (für eine spezielle Grenze der Spitzenleistung der Einhüllenden (PEP: Peak Envelop Power)) wesentlich geringer als für ein Signal mit einem einzigen Träger und konstanter Einhüllender (wie etwa ein GMSK-Signal (Gaussian Minimum Shift-Keyed), das beispielsweise in zellularen Kommunikationssystemen verwendet wird). Folglich verwendet die Wahl eines Übertragungsschemas mit mehreren Trägern für ein System derzeit nicht den verfügbaren Leistungsbereich in maximalem Ausmaß.
  • Daher besteht ein Bedürfnis, das PMEPR von Übertragungsschemata mit mehreren Trägern zu reduzieren, um die inhärenten Vorteile zu erlangen, welche mit der Verwendung von Signalen mit mehreren Trägern in dem begrenzten, für Kommunikationssysteme verfügbaren Frequenzspektrum allgemein verbunden sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem zur simultanen Übertragung von Informationen auf mehreren Kanälen als eine zusammengesetzte Signaleinhüllende zur Verfügung gestellt, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: einen Modulator zum Erzeugen komplexer Signalformen infolge von an ihn angelegten Codewortvektoren, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei angepasste Filter umfasst, von denen jeder eine vorbestimmte Filtercharakteristik aufweist, welche eine zeitinvertierte komplex Konjugierte einer von dem Modulator infolge von an den Modulator angelegten, vorbestimmten Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalform ist, wobei die vorbestimmten Codewortvektoren ausgewählt sind als Codewortvektoren mit im Vergleich zu anderen Codewortvektoren relativ kleinem Hub in den komplexen Signalformen, wodurch ein kombinierter Effekt der vorbestimmten Filtercharakteristiken ein Spitzen-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis der Einhüllenden PMEPR (peak-to-mean envelope Power ratio) des zusammengesetzten Signals reduziert, indem er verursacht, dass relativ große Hübe in den von den Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen in den wenigstens zwei angepassten Filtern keine Anpassung finden, während relativ kleine Hübe in den komplexen Signalformen eine Anpassung finden und daher verstärkt werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt vorteilhafterweise einen Mechanismus zur Verfügung, der signifikante Verbesserungen bei dem PMPR erreichen kann, indem übermäßige PEPs vermieden werden, während kleine Hübe in den von dem Modulator erzeugten komplexen Signalformen verstärkt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur simultanen Übertragung von Informationen auf mehren Kanälen als eine zusammengesetzte Signaleinhüllende zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erzeugen von komplexen Signalformen in einem Modulator infolge von an den Modulator angelegten Codewortvektoren; dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Schritte umfasst: Filtern der komplexen Signalformen in wenigstens zwei Filtern mit vorbestimmten Filtercharakteristiken, welche zeitinvertierte, komplex Konjugierte von infolge von an den Modulator angelegten, vorbestimmten Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen sind, wobei die vorbestimmten Codewortvektoren ausgewählt sind als Codewortvektoren mit einem im Vergleich zu anderen Codewortvektoren relativ kleinen Hub in den komplexen Signalformen, wodurch ein kombinierter Effekt der vorbestimmten Filtercharakteristiken ein Spitzen-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis der Einhüllenden PMEPR (peak-to-mean envelope power ratio) des zusammengesetzten Signals reduziert, indem er verursacht, dass relativ große Hübe in den von den Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen in den wenigstens zwei angepassten Filtern keine Anpassung finden, während relativ kleine Hübe in den komplexen Signalformen eine Anpassung finden und daher verstärkt werden.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine physikalische Repräsentation des Mechanismus, mittels dessen ein zeitdispersiver Kanal gemäß dem Stand der Technik gebildet wird.
  • 2 ist ein Signalformdiagramm, welches die Ausbildung eines Zeitdomänen-Signals eines Systems mit mehreren Trägern gemäß dem Stand der Technik illustriert.
  • 3 zeigt eine Betriebscharakteristik und einen Arbeitspunkt ("quiescent point") eines typischen Linearverstärkers für das Zeitdomänen-Signal des Systems mit mehreren Trägern von 2.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Senders mit mehreren Trägern gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine graphische Repräsentation, welche das Format der Filterübertragungscharakteristik anzeigt, die in dem Sender für mehrere Träger nach 4 erforderlich ist.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers für mehrere Träger nach dem Stand der Technik, der verwendet werden kann, um eine von dem Sender gemäß 4 erzeugte, zusammengesetzte Signaleinhüllende zu empfangen.
  • 7 ist ein Blockdiagramm eines Empfängers für mehrere Träger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine graphische Repräsentation, welche eine Zeitdomänen-Darstellung einer von dem Sender für mehrere Träger gemäß 1 entwickelten Signalform dem Zeitdomänen-Signal des Systems für mehrere Träger nach 2 gegenüberstellt.
  • Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • Es wird Bezug genommen auf 1. Dort ist eine physikalische Repräsentation des Mechanismus gezeigt, mittels dessen ein zeitdispersiver Kanal nach dem Stand der Technik gebildet wird. Dies bedeutet, ein Datensignal r(t) wird einer Mehrzahl von Pfaden unterworfen (von denen lediglich zwei gezeigt sind), von denen einer eine Zeitverzögerung 10, einen Dämpfer 12 und einen Phasenversatz 13 enthält. Zu einem späteren Punkt wird die Mehrzahl verschiedener Pfade kombiniert (wie durch den Summierungsblock 14 dargestellt), um ein verzerrtes Signal R(t) zu erhalten. Man wird verstehen, dass, da die Bandbreite für das Datensignal r(t) wächst, die Zeitspanne der Zeitverzögerung das Signal in einem größeren Ausmaß beeinflusst und somit die Verwendung einer verfügbaren Bandbreite einschränkt.
  • 2 ist ein Signalform-Diagramm, welches die Bildung eines Zeitdomänen-Signals eines Systems für mehrere Träger gemäß dem Stand der Technik illustriert. Tatsächlich ist 2 repräsentativ für ein OFDM-Schema, bei welchem die Effekte der Zeitverzögerung abgeschwächt werden, indem Daten (nicht dargestellt) über eine Mehrzahl von Frequenzkanälen 2026 verteilt werden (im vorliegenden Fall vier Kanäle). Typischerweise besteht ein Frequenzverhältnis zwischen der Frequenz des ersten Kanals (Kanal 1) und anderen Kanälen in dem Schema, d. h. Kanal 2 hat die zweifache Frequenz von Kanal 1, während Kanal 3 die dreifach Frequenz von Kanal 1 hat (usw.). Die Verteilung von Daten auf diese Weise hat, wie man verstehen wird, den Effekt, dass jeder Kanal weniger anfällig ist für die inhärente Spreizung der Verzögerung. Überlagerungen individueller Signale von jedem Kanal (was im Summierungsblock 28 auftritt) erzeugen daher eine zusammengesetzte Einhüllende 30 mit Leistungsspitzen 32, die von einem relativ niedrigen (jedoch schwankenden) Signalprofil 33 getrennt sind. Die Leistungsspitzen 32 haben jedoch eine Spitzenleistung der Einhüllenden (PEP: peak envelope power) 34, die in ihrem Wert wesentlich größer ist als eine durchschnittliche Leistungsstufe 36 für die gesamte zusammengesetzte Einhüllende 30.
  • Wir wenden uns nunmehr 3 zu. Dargestellt ist eine Betriebscharakteristik 40 und ein Arbeitspunkt 42 eines typischen Linearverstärkers (nicht dargestellt) für das Zeitdomänen-Signals des Systems für mehrere Träger gemäß 2. Wie man einsehen wird, liefert ein Linearverstärker einen begrenzten, linearen Verstärkungsfaktor zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal. Bei einem bestimmten Schwellenwert 44 der Eingangsleistung (Pin) treten Nichtlinearitäten 46 bei der Verstärkung auf. Um die Verwendung des Linearverstärkers beispielsweise in Kommunikationssystemen zu optimieren, welche lineare Sender (oder dergleichen) erfordern, wird ein Eingangssignal (in diesem Fall die Zeitdomänen-Repräsentation der zusammengesetzten Einhüllenden 30) etwa in den Bereich des Arbeitspunktes 42 positioniert. Insbesondere wird die zusammengesetzte Einhüllende 30 derart eingerichtet, dass ihre durchschnittliche Leistungsstufe 36 eine erwünschte Ausgabestufe liefert (wenn der Verstärkungsfaktor des Verstärkers in Betracht gezogen wird) und dadurch liegt ein überwiegender Anteil der Signaleinhüllenden 30 innerhalb des linearen Bereichs 48 des Verstärkers. Unglücklicherweise überschreitet die PEP 34 der Leistungsspitzen 32 den linearen Betriebsbereich des Verstärkers mit dem Effekt, dass darin enthaltene Information durch die Nichtlinearität 46 des Verstärkers verzerrt wird. Wesentlicher ist jedoch, dass es sein kann, dass Standardisierungsbehörden, wie etwa das ETSI (European Technical Standards Institute), die Betriebsübereinstimmung mit einem spezifizierten maximalen Sendeleistungs-Ausgabelevel, z. B. 10 Watt, fordern. Um daher die relativ hohen (aber relativ seltenen) PEPs der Leistungsspitzen 32 anzupassen, muss das Eingangssignal (zusammengesetzte Einhüllende 30) von dem Arbeitspunkt 42 auf eine niedrigere Stufe gesetzt werden, wodurch die Verstärkung der durchschnittlichen Sendeleistung reduziert und der Bereich des Senders (in welchem der Linearverstärker verwendet wird) entsprechend verringert wird.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Senders 60 für mehrere Träger gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Sender für mehrere Träger umfasst eine Datenquelle 62 zum Erzeugen eines Datenstroms 63, einen Seriell-zu-Parallel-Wandler 64, welcher den Datenstrom 63 in parallele Datenwörter konvertiert, wenigstens einen Modulator 66 (der bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als inverser Fast Fourier Transform (FFT)-Block implementiert ist), einen Satz von N angepassten Filtern 6870, von denen jeder identische modulierte Ausgaben 72 von dem wenigstens einem Modulator 66 empfängt, einen Kombinierer 74, um die gefilterten Ausgaben 7678 von jedem des individuellen Satzes von N angepassten Filtern 6870 gemeinsam aufzusummieren, und einen Parallel-zu-Seriell-Wandler 80, der letztendlich ein Ausgangssignal liefert, welches eine zusammengesetzte Signaleinhüllende 82, die zur Versendung geeignet ist, aufweist. Jeder angepasste Filter des Satzes von N angepassten Filtern 6870 wird einem bestimmten Kanal zugeordnet.
  • Zum Zwecke der Klarheit wurde ein Kanalkodierer, welcher innerhalb solch einer Übertragungskette erforderlich ist, ausgelassen, obwohl man einsehen wird, dass solch ein Kanalkodierer üblicherweise zwischen dem Seriell-zu-Parallel-Wandler 64 und dem wenigstens einen Modulator 66 angeordnet würde. Typischerweise wird der Kanalkodierer eine Blockkodierung (oder dergleichen) auf den parallelen Datenwörtern durchführen, um Codewortvektoren (Datenfolgen) 75 zu erzeugen, während der wenigstens eine Modulator 66 eingerichtet ist, um bestimmte Kanalfrequenzen zu bedienen und sicherzustellen, dass ein Abstand zwischen den Kanälen orthogonal ist, d. h. dass dort keine Interferenz zwischen den Kanälen (Trägern) besteht. Die Betriebssteuerung des Senders für mehrere Träger wird von einem (nicht dargestellten) Mikroprozessor durchgeführt, wie man auf einfache Weise verstehen wird. Auch wird der Fachmann einsehen, dass die inverse FFT-Funktion typischerweise in einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC: Application Specific Integrates Cicuit), welcher eine Mikroprozessormaschine enthält, implementiert sein wird.
  • Der Satz von N angepassten Filtern (6870) muss wenigstens zwei angepasste Filter enthalten, von denen jeder eine einzigartige, vorbestimmte Charakteristik aufweist, welche von Ausgangssignaturen (72) abgeleitet wird, welche von dem wenigstens einen Modulator 66 (d. h. mittels der inversen FFT-Funktion) als Antwort darauf, dass der Kanalkodierer zuvor bekannte Codewortvektoren 75 an die Eingänge des wenigstens einen Modulators 66 geleitet hat, erzeugt werden. Insbesondere sind die Ausgabesignaturen 72 Einhül lendenformen, welche von dem Modulator 66 infolge dieser bekannten Codewortvektoren erzeugt wurden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die vorbestimmte Charakteristik jedes angepassten Filters eine zeitinvertierte komplex Konjugierte einer komplexen Ausgabesignalform (d. h. der Ausgabesignatur 72), die aus jedem Modulator 66 infolge des Anlegens dieser bekannten (und ausgewählten) Codewortvektoren 75 herrührt. Da die Anzahl angepasster Filter 6870 durch die Anzahl von Kanälen in dem OFDM-System bestimmt wird, ist die Anordnung der einzigartigen Filtercharakteristiken typischerweise so geordnet, dass sie einem regelmäßigen, schrittweisen Fortschritt zwischen den extremen Ausgabesignaturen entspricht, obwohl dies nicht der Fall sein muss.
  • 5 ist eine graphische Repräsentation, welche das Format der Filterübertragungscharakteristik anzeigt, die in einem Sender für mehrere Träger gemäß 4 erforderlich ist. Insbesondere illustriert eine vereinfachte dreieckige Zeitdomänen-Funktion die Zeitumkehr der komplex Konjugierten der komplexen Ausgabe des Modulators 66 für den Realteil (Re) und den Imaginärteil (Im) der Filtercharakteristik.
  • Das Ergebnis der Verwendung der angepassten Filtercharakteristiken und der Anordnung der vorliegenden Erfindung ist, dass große PEPs in den angepassten Filtern 6870 keine Anpassung finden, wohingegen die dazwischen liegenden, relativ kleinen Signalstörungen Anpassung finden und daher (hinsichtlich der Amplitude) verstärkt werden. Die vorliegende Erfindung liefert einen signifikanten Leistungsvorteil gegenüber bestehenden Systemen für mehrere Träger, wobei simulierte Ergebnisse eine Verbesserung in der Größenordnung von 3 dB oder größer zeigen.
  • In mathematischer Darstellung kann die zusammengesetzte Signaleinhüllende 82 des Signals für mehrere Träger ausgedrückt werden als:
    Figure 00110001
    und wobei r*(t) die komplex Konjugierte ist, si(t) die parallelen Daten des i-ten Trägers sind, fi die Frequenz des i-ten Trägers ist und ϕi(t) eine Phasenfunktion des i-ten Trägers ist (d. h. der Phasenversatz, welcher aus dem Frequenzerzeugungsprozess des i-ten Trägers entsteht). Weiter kann der lineare Kanal h(t), welcher durch die Aufsummierung der individuellen, gefilterten Ausgaben 7678 bereitgestellt wird, ausgedrückt werden als
    Figure 00110002
    die komplexe Impulsantwort (d. h. die zeitinvertierte, komplex Konjugierte der komplexen Ausgabe) anzeigt, welche an die zusammengesetzte Signalform r(t) für einen speziellen Codewortvektor, der mit dem tiefgestellten dec bezeichnet wird, im Bereich von 0 bis (2N – 1) angepasst ist. Hinter dem linearen Kanal ist die komplexe Signaleinhüllende r'(t) 82 welche von dem Sender 60 zur Versendung erstellt wird, gegeben durch den Ausdruck: r'(r) = r(t)⊗h(r)wobei ⊗ die Faltung in der Zeitdomäne bezeichnet.
  • Mit anderen Worten ist es der Effekt der Aufsummierung der gefilterten Ausgaben, einen Funkkanal zu replizieren, da jeder angepasste Filter ein verzögertes, phasenverschobenes und gedämpftes Signal einbringt, welches einem nicht korrelierten Pfad entspringt.
  • Um übermäßig hohe PEPs (und die mit ihrem periodischen Auftreten verbundenen Probleme) zu vermeiden, hat die Verwendung der angepassten Filteranordnung und der entsprechenden Filtercharakteristiken der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Effekt, große Hübe in der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 zu reduzieren (indem die Leistungsspitzen 32 der PEP gedämpft werden), während kleine Hübe des vorherigen, relativ niedrigen (jedoch schwankenden) Signalprofils 33 verstärkt werden. Folglich gibt es einen Anstieg der durchschnittlichen Leistung, der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 und eine Reduzierung des PMEPR in dem Ausgabesignal.
  • Vorteilhafterweise kann die zusammengesetzte Signaleinhüllende 82, welche von der angepassten Filteranordnung der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, von einem herkömmlichen Empfänger 88 für mehrere Träger, wie in 6 gezeigt, empfangen werden. Der Empfänger 88 ist eingerichtet, ein Signal mit mehreren Trägern zu empfangen, welches eine zusammengesetzte Signaleinhüllende 82 aufweist. Das empfangene Signal wird zunächst in einem Seriell-zu-Parallel-Wandler 90 in parallele Datenwörter 89 konvertiert. Diese Datenwörter 89 werden dann in einem geeigneten Demodulator 92 demoduliert (etwa durch Anwendung einer Fast Fourier Transform). Danach werden die decodierten Datenwörter 93 an Eingänge eines Parallel-zu-Seriell-Wandlers 94 angelegt, bevor sie letztendlich in eine Datensenke 96, wie etwa eine visuelle Anzeige oder einer Audioschaltung, ausgegeben werden. Auch hier wurde zum Zwecke der Klarheit und Kürze der Kanaldecodierungsblock weggelassen. Die Betriebssteuerung des Empfängers 88 für mehrere Träger wird typischerweise von einem (nicht dargestellten) Mikroprozessor durchgeführt, wie man leicht verstehen wird.
  • Es ist klar, dass die Empfangsfähigkeit bestehender Empfänger eine graduelle Systemmigration in vorteilhafter Weise gestattet. Da weiter jeder angepasste Filter als ein bestimmtes ODFM-Symbol liefernd angesehen werden kann, weist ein Kommunikationssystem, welches die vorliegende Erfindung verwendet, keine Intersymbol-Interferenz auf und gestattet Empfang ohne Signalverschlechterung.
  • Als eine Alternative zu einem herkömmlichen Empfänger, ist 7 ein Blockdiagramm eines Empfängers 100 für mehrere Träger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 100 für mehrere Träger ist im Wesentlichen identisch mit dem herkömmlichen Empfänger 88 für mehrere Träger, der zuvor unter Bezugnahme auf 6 beschrieben wurde, er enthält jedoch auch einen Frequenzdomänen-Filter (G(ω)) 102, welcher zwischen dem Seriell-zu-Parallel-Wandler 90 und dem Demodulator 92 angeordnet ist. Die Filtercharakteristiken für diesen Frequenz domänen-Filter müssen notwendigerweise die Inversen derjenigen Filtercharakteristiken sein, welche in den angepassten Filtern 6870 des Senders 60 verwendet werden. In mathematischer Form hat der Frequenzdomänden-Filter die Gesamtcharakteristik:
    Figure 00140001
    wobei F die Fouriertransformierte der n-ten angepassten Filterimpulsantwort ist und ω der Winkelversatz im Bogenmaß ist.
  • 8 ist eine graphische Darstellung, welche eine Zeitdomänen-Repräsentation einer mittels des Senders für mehrere Träger von 4 erzeugten Signalform einem Zeitdomänen-Signal des Systems für mehrere Träger von 2 gegenüberstellt. Im Gegensatz zu der Zeitdomänen-Einhüllenden 30 nach dem Stand der Technik hat die Dämpfung durch die individuellen Filtercharakteristiken für jeden Kanal den Effekt, das PMEPR (wie illustriert) zu reduzieren und die durchschnittlich gesendete Leistung in der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 zu erhöhen. Weiter weist die zusammengesetzte Einhüllende 82 der vorliegenden Erfindung reduzierte PEP-Spitzen auf, welche durch eine Region mit einem neuen Signalprofil 110 getrennt sind, das weniger wild schwankt als dasjenige der zusammengesetzten Einhüllenden 30 nach dem Stand der Technik.
  • Die Verwendung der angepassten Filteranordnung der vorliegenden Erfindung gestattet in vorteilhafter Weise die Verwendung linearer Verstärker in einer effizienteren Weise, da der PEP-Wert der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 reduziert wird und die Spitze-Spitze-Variation in der Leistung der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 entsprechend reduziert wird. Diese Reduktionen im Leistungsprofil der Einhüllenden bieten die Möglichkeit, den Verstärker am Arbeitspunkt auf seinen nichtlinearen Bereich hin zu betreiben und erfordern keine Begrenzung des Verstärkers. Weiter gibt es eine Vergrößerung der Sendereichweite für einen Verstärker, welcher die vorliegende Erfindung verwendet, da die durchschnittliche Leistung in der zusammengesetzten Signaleinhüllenden 82 gesteigert wird. Auch verschlechtert die Verwendung der angepassten Filteranordnung der vorliegenden Erfindung nicht die spektrale Effizienz, und es werden keine zusätzlichen Informationen, welche Unterträgerkanäle tragen, erforderlich.
  • Außerdem eliminiert die Einteilung der Breitbanddaten und ihre Übertragung über mehrere schmalbandige Träger (Kanäle) das Bedürfnis nach Hochgeschwindigkeits-Equalizern in Kommunikationssystemen.
  • Obgleich 4 ein Blockdiagramm eines Senders 60 für mehrere Träger ist, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde, wird man erkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf unidirektionale Kommunikationsvorrichtungen beschränkt ist und dass ein Sende-/Empfangs-Gerät für mehrere Träger ebenso gut aus einer Kombination eines Senders 60 für mehrere Träger und einem der in 6 und 7 gezeigten Empfänger für mehrere Träger konstruiert werden kann, wie man verstehen wird.
  • Man wird selbstverständlich verstehen, dass die obige Beschreibung lediglich beispielhaft gegeben wurde und dass innerhalb des Erfindungsbereichs Modifikationen im Detail durchgeführt werden können. Beispielsweise wird man, obgleich die obige Beschreibung die Erfindung im allgemeinen Kontext einer Funkübertragung diskutiert, einsehen, dass das System für mehrere Träger Faseroptik-Technologie als eine Kommunikationsresource für die mehreren Informationsträger verwenden kann.

Claims (4)

  1. Kommunikationsvorrichtung zum simultanen Übertragen von Information auf mehreren Kanälen (20, 22, 24, 26) als eine zusammengesetzte Signaleinhüllende, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: einen Modulator (66) zum Erzeugen komplexer Signalformen infolge von an ihn angelegten Codewortvektoren; dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst: wenigstens zwei angepasste Filter (68, 69, 70), von denen jeder eine vorbestimmte Filtercharakteristik aufweist, welche eine zeitinvertierte komplex Konjugierte einer von dem Modulator (66) infolge von an den Modulator (66) angelegten, vorbestimmten Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalform ist, wobei die vorbestimmten Codewortvektoren ausgewählt sind als Codewortvektoren mit im Vergleich zu anderen Codewortvektoren relativ kleinem Hub in den komplexen Signalformen; wodurch ein kombinierter Effekt der vorbestimmten Filtercharakteristiken ein Spitzen-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis der Einhüllenden PMEPR (peak-to-mean envelope Power ratio) des zusammengesetzten Signals reduziert, indem er verursacht, dass relativ große Hübe in den von den Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen in den wenigstens zwei angepassten Filtern (68, 69, 70) keine Anpassung finden, während relativ kleine Hübe in den komplexen Signalformen eine Anpassung finden und daher verstärkt werden.
  2. Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Kombinierer zum Kombinieren von Ausgangssignalen von den wenigstens zwei angepassten Filtern.
  3. Kommunikationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kommunikationsvorrichtung ein Sende/Empfangsgerät ist.
  4. Verfahren zum simultanen Übertragen von Information auf mehreren Kanälen (20, 22, 24, 26) als eine zusammengesetzte Signaleinhüllende, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erzeugen von komplexen Signalformen in einem Modulator (66) infolge von an den Modulator (66) angelegten Codewortvektoren; dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die Schritte umfasst: Filtern der komplexen Signalformen in wenigstens zwei Filtern (68, 69, 70) mit vorbestimmten Filtercharakteristiken, welche zeitinvertierte, komplex Konjugierte von infolge von an den Modulator (66) angelegten, vorbestimmten Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen sind, wobei die vorbestimmten Codewortvektoren ausgewählt sind als Codewortvektoren mit einem im Vergleich zu anderen Codewortvektoren relativ kleinen Hub in den komplexen Signalformen; wodurch ein kombinierter Effekt der vorbestimmten Filtercharakteristiken ein Spitze-zu-Mittelwert-Leistungsverhältnis der Einhüllenden PMEPR (peak-to-mean envelope Power ratio) des zusammengesetzten Signals reduziert, indem er verursacht, dass relativ große Hübe in den von den Codewortvektoren erzeugten komplexen Signalformen in den wenigstens zwei angepassten Filtern (68, 69, 70) keine Anpassung finden, während relativ kleine Hübe in den komplexen Signalformen eine Anpassung finden und daher verstärkt werden.
DE69726546T 1996-05-24 1997-05-15 Anordnung und Verfahren zur Multikanal-Übertragung mit einem verringerten Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung Expired - Lifetime DE69726546T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9610941 1996-05-24
GB9610941A GB2313525B (en) 1996-05-24 1996-05-24 Filter for multicarrier communication system and method for peak power control therein
PCT/EP1997/002486 WO1997045987A1 (en) 1996-05-24 1997-05-15 Filter for multicarrier communication system and method for peak power control therein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69726546D1 DE69726546D1 (de) 2004-01-15
DE69726546T2 true DE69726546T2 (de) 2004-06-09

Family

ID=10794281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69726546T Expired - Lifetime DE69726546T2 (de) 1996-05-24 1997-05-15 Anordnung und Verfahren zur Multikanal-Übertragung mit einem verringerten Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6128351A (de)
EP (1) EP0840972B1 (de)
JP (1) JP3957323B2 (de)
CN (1) CN1125553C (de)
DE (1) DE69726546T2 (de)
GB (1) GB2313525B (de)
HK (1) HK1005401A1 (de)
WO (1) WO1997045987A1 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2309363B (en) * 1996-01-17 2000-07-12 Motorola Ltd Multicarrier communication system and method for peak power control
US6781968B1 (en) 1997-09-08 2004-08-24 Marc Arnold Wireless communication system, apparatus and method using an atmospheric platform having a wideband trunkline
GB2339514A (en) * 1998-07-11 2000-01-26 Motorola Ltd Cellular communication system with reduced power variation
US6396817B2 (en) * 1998-08-31 2002-05-28 Qualcomm Incorporated Signal splitting method for limiting peak power in a CDMA system
FR2784821B1 (fr) * 1998-10-16 2000-12-15 Cit Alcatel Systeme de transmission a etalement de spectre a modulation multiporteuse filtree
DE19850642C2 (de) * 1998-11-03 2003-08-07 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Reduzierung des Crest-Faktors eines Signals
SE513863C2 (sv) * 1999-01-29 2000-11-20 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för klippning i ett CDMA-system
US7272192B2 (en) * 2000-04-14 2007-09-18 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Time-reversal block transmit diversity system for channels with intersymbol interference and method
US6449302B2 (en) 2000-04-19 2002-09-10 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in spread spectrum communications systems
US6449303B2 (en) * 2000-06-20 2002-09-10 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in multiple carrier communications systems
US6990153B1 (en) * 2001-02-06 2006-01-24 Agency For Science, Technology And Research Method and apparatus for semi-blind communication channel estimation
US7170952B2 (en) 2001-07-02 2007-01-30 Powerwave Technologies, Inc. System and method for post filtering peak power reduction in communications systems
US7095798B2 (en) 2001-08-02 2006-08-22 Powerwave Technologies, Inc. System and method for post filtering peak power reduction in multi-carrier communications systems
US20070211829A1 (en) * 2001-10-22 2007-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for pulse optimization for non-linear filtering
US8331490B2 (en) * 2001-10-22 2012-12-11 Panasonic Corporation Methods and apparatus for conditioning communications signals based on detection of high-frequency events in polar domain
US7054385B2 (en) * 2001-10-22 2006-05-30 Tropian, Inc. Reduction of average-to-minimum power ratio in communications signals
US7012970B2 (en) * 2002-03-19 2006-03-14 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing transmitter peak power requirements
US6983026B2 (en) * 2002-03-19 2006-01-03 Motorola, Inc. Method and apparatus using base band transformation to improve transmitter performance
US7020215B2 (en) * 2002-03-19 2006-03-28 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing transmitter peak power requirements using dual matrices
US7463690B2 (en) 2002-11-06 2008-12-09 Lawrence Livermore National Security, Llc Multi-channel time-reversal receivers for multi and 1-bit implementations
US7450539B1 (en) 2003-02-11 2008-11-11 Analog Devices, Inc. Power regulation for a multi-carrier communication system
FR2925798A1 (fr) * 2007-12-21 2009-06-26 France Telecom Procede de pre-egalisation d'un signal de donnees par retournement temporel
FR2925797A1 (fr) * 2007-12-21 2009-06-26 France Telecom Procede de pre-egalisation par retournement temporel
US8411765B2 (en) * 2008-10-10 2013-04-02 Ziva Corporation Techniques and systems for wireless communications
EP2474102A4 (de) 2009-09-03 2016-06-22 Ziva Corp Verfahren und systeme für auf zeitumkehrungsvorkodierungen beruhende kommunikationen
US9219505B2 (en) * 2012-10-01 2015-12-22 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) AAS transmitter distortion improvement
EP2830055A1 (de) 2013-07-22 2015-01-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kontextbasierte Entropiecodierung von Probenwerten einer spektralen Hüllkurve
CN107221266A (zh) * 2017-07-05 2017-09-29 佛山杰致信息科技有限公司 一种新型led广告灯箱

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3898566A (en) * 1972-10-02 1975-08-05 Phasecom Corp Method and apparatus for reducing distortion in multicarrier communication systems
US5381449A (en) * 1990-06-12 1995-01-10 Motorola, Inc. Peak to average power ratio reduction methodology for QAM communications systems
GB9122446D0 (en) * 1991-10-23 1991-12-04 Secr Defence A method for correlation processing
US5302914A (en) * 1992-10-20 1994-04-12 At&T Bell Laboratories Method and apparatus for reducing the peak-to-average power in multi-carrier RF communication systems
US5490172A (en) * 1994-07-05 1996-02-06 Airnet Communications Corporation Reducing peak-to-average variance of a composite transmitted signal via out-of-band artifact signaling
GB9418514D0 (en) * 1994-09-14 1994-11-02 At & T Global Inf Solution Information transmission system
US5838732A (en) * 1994-10-31 1998-11-17 Airnet Communications Corp. Reducing peak-to-average variance of a composite transmitted signal generated by a digital combiner via carrier phase offset

Also Published As

Publication number Publication date
DE69726546D1 (de) 2004-01-15
EP0840972A1 (de) 1998-05-13
WO1997045987A1 (en) 1997-12-04
CN1125553C (zh) 2003-10-22
GB2313525B (en) 2000-06-07
EP0840972B1 (de) 2003-12-03
CN1194749A (zh) 1998-09-30
US6128351A (en) 2000-10-03
JPH11510028A (ja) 1999-08-31
GB2313525A (en) 1997-11-26
JP3957323B2 (ja) 2007-08-15
GB9610941D0 (en) 1996-07-31
HK1005401A1 (en) 1999-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69726546T2 (de) Anordnung und Verfahren zur Multikanal-Übertragung mit einem verringerten Verhältnis von Spitzen- zu Durchschnittsleistung
DE69719278T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Verhältnisses von Spitzen-zu Durchschnittsleistung
DE69322785T2 (de) Ubertragungssystem fur digitalsignale mit frequenzmultiplex
DE60129845T2 (de) Digitales punkt-zu-mehrpunkt-datenübertragungssystem auf einem elektrischen netzwerk
DE69535033T2 (de) Zuweisung von Kapazität bei OFDM
DE602005003103T2 (de) Reduktion von spitzen- zu mittlerer leistung für die fm-ofdm-übertragung
DE60027123T2 (de) Schaltung zur Komprimierung des dynamischen Bereich eines Signals
DE602004001266T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Verhältnisses von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung
DE69732741T2 (de) Mehrträger-vermittlungssystem und verfahren zur spitzenleistungsregelung
DE602005006218T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Verringerung des Verhältnisses von Spitzen zur Durchschnittsleistung in Mehrträgerkommunikationssystemen
EP1108317B1 (de) Kanalzuweisungsverfahren und vorrichtung für kodierte und kombinierte informationssätze
EP2103070B1 (de) Verfahren bzw. ofdm-vorrichtung zur sc-fdma-datenübertragung
DE19716011A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Informationsübertragung über Stromversorgungsleitungen
DE60036245T2 (de) Blockkode für Mehrträgerübertragung
EP2439870B1 (de) Verfahren zum Erzeugen von Sendesignalen bzw. OFDM-Symbolen in einem Komminikationssystem und Kommunikationssystemvorrichtung
DE60223873T2 (de) Verschachtelung bei Mehrträgerübertragung
WO2000036769A1 (de) Verfahren und kommunikationsanordnung zur übermittlung von informationen mit hilfe eines multiträgerverfahrens
DE69934872T2 (de) Reduktion des crest-faktors in einem ofdm-signal
EP0848877A1 (de) Verfahren zum übertragen von digitalen daten über störbehaftete rundfunkkanäle und vorrichtung zum empfang von über störbehaftete rundfunkkanäle übermittelten digitale daten
DE69836099T2 (de) Bitzuweisung in einem übertragungssystem
WO2003026240A2 (de) Verfahren zum übertragen von daten durch mehrträger-modulation
EP1060602B1 (de) Verfahren zur spitzenwertreduktion bei einträger-modulierten oder mehrträger-modulierten, digitalen sendesignalen
DE69637193T2 (de) Sender oder Empfänger mit Phasendreher für Mehrträgersignale
DE602004006187T2 (de) Selectives Mapping in einem Mehrträgersystem
DE19838295A1 (de) Adaptive Subträgerselektion zur Verringerung der Spitzenwerte eines Multiträger-Signals

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Ref document number: 840972

Country of ref document: EP

Representative=s name: SCHUMACHER & WILLSAU PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH

R082 Change of representative

Ref document number: 840972

Country of ref document: EP

Representative=s name: SCHUMACHER & WILLSAU PATENTANWALTSGESELLSCHAFT, DE