DE69936604T2

DE69936604T2 - Verringerung der momentanen Maximalleistung eines Mehrträgersignals

Info

Publication number: DE69936604T2
Application number: DE69936604T
Authority: DE
Inventors: Kazumi Yokohama-shi Kanagawa-ken Sato; Minoru Kawasaki-shi Kanagawa-ken Namekata
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: JPH11275044A; EP0932285A2; EP0932285B1; EP0932285A3; JP3793637B2; DE69936604D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden von OFDM-Signalen für die Funkübertragung einer Digitaldatensequenz durch OFDM-Signale. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Senden von OFDM-Signalen zum Verringern der maximalen Augenblicksleistung von OFDM-Signalen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Seit kurzem liegt das Hauptaugenmerk auf einem schnellen Funkdatenkommunikationssytem für drinnen und draußen. Um eine schnelle Datenkommunikation zu realisieren, benötigt ein Funkkommunikationssystem eine Verringerung der Mehrweginterferenz, die dadurch entsteht, dass Sendesignale durch Gebäude reflektiert und über verschiedene Kanäle empfangen werden.
Das Auftreten von Mehrweginterferenz verschlechtert schwerwiegend die Empfangscharakteristik. In der Regel werden Entzerrer als mehrwegkompensierte Empfangssysteme verwendet. Doch die Anwendung eines Entzerrers auf ein schnelles Funkkommunikationssystem ist nicht realistisch, weil sein großer Gerätemaßstab in Berg auf die Miniaturisierung und die Wirtschaftlichkeit des Stromverbrauchs definitiv nachteilig ist.
Daraufhin wurde ein Funkkommunikationssystem besprochen, das mit einem orthogonalen Frequenzmultiplexsystem (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM) als Gegenmaßnahme gegen Mehrweg arbeitet. Das OFDM-System ist ein Mehrträgersendesystem zum Senden von Daten durch Setzen eines Hilfsträgers mit minimalen Intervallen, die einander orthogonal kreuzen. Da dieses Sendesystem den Einfluss von Intersymbolinterferenz, die durch Mehrweg verursacht wird, im Wesentlichen beheben kann, kann es eine Verschlechterung seiner Empfangscharakteristik selbst bei Eintreten von Mehrweg unterdrücken.
Da des Weiteren das OFDM-System die Übertragungsrate jedes Hilfsträgers deutlich verringern kann, werden Modulation und Demodulation von Mehrträgersignalen durch Stapelverarbeitung (schnelle umgekehrte Fourier-Transformation und schnelle Fourier-Transformation) durch digitale Signalverarbeitung möglich.
Da jedoch OFDM-Signale aus Hilfsträgern zusammengesetzt sind, die in Datensequenzen moduliert werden, die in einem breiten Frequenzband unabhängig voneinander sind, wird die Amplitudencharakteristik der OFDM-Signalzeitwellenform zu einer zunehmend Gaußschen Verteilung (Normalverteilung), je stärker die Anzahl der Hilfsträger zunimmt. Darum sind, im Gegensatz zu einem Einzelträgersendesystem, Amplitudenvariation und maximaler Amplitudenwert groß, und es erfordert einen breiteren Dynamikbereich in einer Sende- und Empfangsvorrichtung. Wenn die Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers auf klein eingestellt wird, so ist folglich das Auftreten einer nicht-linearen Verzerrung durch Leistungsverstärkung unvermeidlich. Wenn OFDM-Signale eine nicht-lineare Verzerrung empfangen, so bricht die Orthogonalität unter Hilfsträgern zusammen, und die Sendecharakteristik verschlechtert sich radikal. Das erzwingt insbesondere das Einstellen der Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers auf einen großen Wert, und das Verringern der Effizienz eines Sendeleistungsverstärkers ist unvermeidlich.
Zwar wird die Anwendung eines Linearisierers besprochen, um die Verzichtsdauer zu verkürzen, doch aufgrund der Vergrößerung des Gerätemaßstabs ist es aus Sicht der Miniaturisierung, der Senkung des Stromverbrauchs und der Kosten ungeeignet.
Als eine Maßnahme zur Lösung dieses Problems wird ein Verfahren besprochen, bei dem die maximale Augenblicksleistung für jede der Einheitszeitwellenformen des OFDM-Sendesystems (OFDM-Symbol) detektiert wird und entsprechend der detektierten maximalen Augenblicksleistung die Durchschnittsleistung des Sendens von OFDM-Symbolen gesteuert wird. Bei diesem Verfahren wird die maximale Augenblicksleistung aller Symbole durch Normalisieren der Zeitwellenformen von OFDM-Symbolen mit maximaler Augenblicksleistung auf einen konstanten Wert gebracht. Eine konstante maximale Augenblicksleistung aller Symbole ermöglicht die Verringerung des Verzichtsdauerbetrages eines Sendeleistungsverstärkers.
Obgleich jedoch bei diesem Verfahren ein Sendeleistungsverstärker hoch-effizient betrieben werden kann, schwankt die Sendequalität mit jedem zu sendenden OFDM-Symbol. Das ist ein Nachteil dieses Verfahrens.
Als eine andere Lösung ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem redundante Bits zu der Informationsbitsequenz, aus der OFDM-Signale zusammengesetzt sind, hinzugefügt werden. Bei diesem Verfahren können durch Hinzufügen redundanter Bits Zeitwellenformen mehrerer OFDM-Symbole für eine einzelne Datensequenz erzeugt werden. Und die maximale Augenblicksleistung kann verringert werden, indem man aus allen Kombinationen von Zeitwellenformen von OFDM-Symbolen eine Zeitwellenform mit geringer maximaler Augenblicksleistung auswählt und sie der ursprünglichen Informationsbitsequenz zuordnet.
Um eine Informationsbitsequenz zu einer Zeitwellenform zuzuordnen, ist es jedoch notwendig, entweder eine Kombinationstabelle mit Sendeinformationen und redundanten Informationen auf der Sendeseite und der Empfangsseite zu erstellen oder einen komplizierten logischen Berechnungsprozess auszuführen, um eine Kombination zu finden, wodurch der Gerätemaßstab vergrößert wird. Wenn darüber hinaus in einem empfangenen OFDM-Symbol ein Fehler auftritt, so kann es sein, dass es keine Informationsbitsequenz, die dem empfangenen OFDM-Symbol entspricht, in der Tabelle gibt. In diesem Fall kann die Gesamtheit der empfangenen OFDM-Symbole fehlerhaft sein.
Als eine weitere Lösung gibt es ein Verfahren, bei dem OFDM-Hilfsträgersignale in mehrere Gruppen unterteilt werden und eine Zeitwellenform für jede Gruppe erzeugt wird. Zeitwellenformen, die für jede Gruppe erzeugt werden, werden von mehreren entsprechenden Antennen gleichzeitig gesendet. Weil bei diesem Verfahren die Anzahl von Hilfsträgern, die durch eine einzelne Antenne zu senden sind, abnimmt, kann die maximale Augenblicksleistung von Zeitwellenformen, die durch eine einzelne Antenne zu senden sind, verringert werden.
Jedoch benötigt ein Sender mehrere Zeitwellenformerzeugungsmittel, mehrere Leistungsverstärker und mehrere Antennen, wodurch der Gerätemaßstab extrem vergrößert wird.
Darum wird bei der OFDM-Übertragung mitunter ein Verfahren des Sendens einer normalisierten maximalen Amplitude einer Zeitwellenform für jedes OFDM-Symbol angewendet, damit ein Sendeleistungsverstärker ohne eine besonders großformatige Vorrichtung effizient arbeiten kann. Weil jedoch bei diesem Verfahren die Sendequalität mit jedem gesendeten OFDM-Symbol schwankt, sind Ausbreitungsfehler wahrscheinlich. Darüber hinaus ist das Verfahren für eine Datenübertragung ungeeignet, die zur Neusendungssteuerung befähigt ist. Es gibt ein weiteres mitunter angewendetes Verfahren zum Unterdrücken des maximalen Amplitudenwertes einer Zeitwellenform von OFDM-Symbolen durch Hinzufügen redundanter Informationen zu Sendeinformationen jedes OFDM-Symbols. Jedoch erfordert dieses Verfahren eine Sende- und Empfangsvorrichtung, die mit einer Kombinationstabelle mit Sendeinformationen und redundanten Informationen ausgestattet ist, wodurch der Gerätemaßstab vergrößert wird. Darüber hinaus gibt es hier das Problem, dass die gesamte empfangene Datensequenz verworfen werden muss, wenn eine Sequenz empfangen wird, die in der Tabelle nicht vorkommt. Ein weiteres mögliches Verfahren ist, OFDM-Hilfsträger zu verarbeiten, indem man sie in mehrere Gruppen unterteilt. Bei diesem Verfahren erfordert ein Sender mehrere Zeitwellenformerzeugungsmittel, mehrere Leistungsverstärker und mehrere Antennen, wodurch das Problem eines signifikant großen Gerätemaßstabs entsteht.
EP 0725510 offenbart eine Vorrichtung zum Verringern der Spitze-Durchschnitt-Anforderungen in Mehrtonkommunikationsschaltungen, wobei dem diskreten Zeitbereichsmehrtonsymbol, das durch einen Signalgenerator erzeugt wird, ein Größenordnungsjustiersymbol hinzugefügt wird, um die Größenordnung des Mehrtonsymbols zu verringern und die Spitze-Durchschnitt-Anforderungen zu verringern.
AUFGABE UND KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Senden von OFDM-Signalen, die in der Lage sind, die maximale Augenblicksleistung einer OFDM-Zeitwellenform zu verringern, ohne den Gerätemaßstab signifikant zu vergrößern, und Übertragungsfehler zum Zeitpunkt der Datenübertragung zu mindern, indem die durchschnittliche Sendeleistung verbessert wird.
Eine Vorrichtung zum Senden von OFDM-Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst:
ein Umwandlungsmittel zum Umwandeln mehrerer komplexer Frequenzbereichs-Hilfsträgersignale in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen; und
ein Mittel zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträger zum Erzeugen wenigstens eines komplexen redundanten Frequenzbereichs-Hilfsträgersignals zum Verringern einer maximalen Amplitude der komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die von dem Umwandlungsmittel ausgegeben werden, wobei das wenigstens eine komplexe redundante Frequenzbereichs-Hilfsträgersignal mit mehreren komplexen Frequenzbereichs-Informationshilfsträgersignalen in das Umwandlungsmittel eingespeist wird, um Informationen zu übermitteln,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Tabelle umfasst, um die Beziehung von Informationen, die durch die mehreren komplexen Frequenzbereichs-Informationshilfsträgersignale zu übermitteln sind, zu dem wenigstens einen komplexen redundanten Frequenzbereichs-Hilfsträgersignal zu zeigen, um die maximale Amplitude der komplexen Basisbandzeitwellenform der OFDM-Symbole zu verringern.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen hinreichend aus dem Studium der folgenden Beschreibung hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaubild, das eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Senden von OFDM-Signalen zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
2A und 2B sind erläuternde Zeichnungen, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulichen.
3 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Blockschaubild, das ein Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der vorliegenden Erfindung eignet.
7 ist ein Blockschaubild, das ein Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der vorliegenden Erfindung eignet.
8 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist eine erläuternde Zeichnung, die den Betrieb einer Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Blockschaubild, das ein weiteres Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der vorliegenden Erfindung eignet.
14 ist ein Blockschaubild, das eine konkrete Konfiguration eines Maximalleistungsdetektionsabschnitts 23, der in 13 gezeigt ist, zeigt.
15 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 13 gezeigten Beispiels veranschaulicht.
16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des in 13 gezeigten Beispiels veranschaulicht.
17 ist ein Blockschaubild, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
18 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in 17 gezeigten Ausführungsform veranschaulicht.
19 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der in 17 gezeigten Ausführungsform veranschaulicht.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation von 13 zeigt.
21 ist ein Diagramm, das 20 veranschaulicht.
22 ist ein Schaubild, das 20 veranschaulicht.
23 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation von 13 zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingehend unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen besprochen. 1 ist ein Blockschaubild, das eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Senden von OFDM-Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine eingegebene Informationsbitsequenz wird in einen Modulationsabschnitt 1 eingespeist. Der Modulationsabschnitt 1 moduliert die Informationsbitsequenz in einer zuvor festgelegten Modulationstechnik und gibt sie an einen Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 aus. Der Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 konvertiert eine komplexe Informationshilfsträgersignalsequenz, die seriell eingegeben und moduliert wurde, in eine zuvor festgelegte Anzahl paralleler Hilfsträgersignale. Aus dem Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 werden mehrere Modulationssignale gleichzeitig als komplexe Informationshilfsträgersignale ausgegeben. Diese komplexen Informationshilfsträgersignale werden in einen Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist.
Ein Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale erzeugt – in einem später zu beschreibenden Verfahren – komplexe redundante Hilfsträgersignale zum Verringern der maximalen Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die durch eine schnelle inverse Fouriertransformation erhalten wurden. Komplexe redundante Hilfsträgersignale, die durch den Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale erzeugt wurden (zwei Signale in 1), werden in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist.
Der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation ist dafür ausgelegt, eingegebene Hilfsträgersignale dem Prozess einer schnellen inversen Fouriertransformation zu unterziehen, sie in komplexe Basisbandzeitwellenformen zu konvertieren und sie an einen Sendeabschnitt 5 auszugeben.
Der Sendeabschnitt 5 erzeugt Sendesignale und speist sie in eine Antenne 6 ein, indem er die erzeugten komplexen Basisbandzeitwellenformen Sendeprozessen, Prozessen wie zum Beispiel einem Schutzzeithinzufügungsprozess zum Absorbieren von Verzögerungswellenkomponenten, die durch Mehrweg hervorgerufen werden, einem D/A-Wandlungsprozess, einem Verstärkungsprozess an Sendesignalen und einem Frequenzumwandlungsprozess, unterzieht. Die Antenne 6 strahlt Sendesignale ab.
Der Amplituden- und der maximale Amplitudenwert einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation werden durch jedes der eingegebenen Hilfsträgersignale verändert. Oder anders ausgedrückt: Die Schwankungsbandbreite der Amplitude einer Zeitwellenform von OFDM-Symbolen kann durch richtiges Einstellen einer komplexen Ebene jedes Hilfsträgersignals, das in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist wird, gesteuert werden. In diesem Fall kann die Amplitudenschwankung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen gesteuert werden, ohne die Ebene von komplexen Informationshilfsträgersignalen zu ändern, indem nur Frequenzen und Ebenen komplexer redundanter Hilfsträger richtig eingestellt werden, die keinen Einfluss auf Informationskomponenten ausüben, die in zu erzeugenden OFDM-Signalen enthalten sind.
Zum Beispiel kann der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale komplexe redundante Hilfsträgersignale erzeugen, um die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu verringern, indem eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen durch den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation erzeugt wird und dann auf der Basis dieser Zeitwellenform komplexe redundante Hilfsträgersignale berechnet werden.
Des Weiteren kann der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale zum Beispiel so konfiguriert sein, dass er zuvor komplexe redundante Hilfsträgersignale findet, um die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen für jede Informationsbitsequenz zu verringern, eine Tabelle mit Informationsbitsequenzen und komplexen redundanten Hilfsträgersignalen erstellt und komplexe redundante Hilfsträgersignale ausgibt, die der eingegebenen Informationsbitsequenz entspricht. In diesem Fall werden komplexe redundante Hilfsträgersignale mit komplexen Informationshilfsträgersignalen in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingegeben und in eine komplexe Basisbandzeitwellenform umgewandelt.
Obgleich 1 eine Konfiguration zum Erzeugen von zwei komplexen redundanten Hilfsträgersignalen zeigt, kann es sich bei der Anzahl komplexer redundanter Hilfsträgersignale um jede beliebige Anzahl handeln, solange die Summe aus ihnen und der Anzahl komplexer Informationshilfsträgersignale kleiner ist als die Anzahl der Eingabepunkte des Abschnitts 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation.
Es wird nun der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Ausführungsform mit Berg auf die erläuternden 2A, 2B und 3 beschrieben. 2A zeigt eine Signalpunktanordnung komplexer Informationshilfsträgersignale auf einer komplexen Ebene, die aus einer realen Achse und einer imaginären Achse besteht. 2B zeigt Positionen von Informationshilfsträgersignalen auf der Frequenzachse, wenn die Abszissenachse Frequenzen ausdrückt. 3 zeigt komplexe Ebenen an jedem Abtastpunkt, wenn eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen an mehreren Abtastpunkten i abgetastet wird, wenn die Abszissenachse einen Amplitudenpegel einer realen Achse ausdrückt und die Ordinatenachse einen Amplitudenpegel einer imaginären Achse ausdrückt.
Eine eingegebene Informationsbitsequenz wird, nachdem sie in dem Modulationsabschnitt 1 moduliert wurde, in den Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 eingespeist, um in parallele komplexe Informationshilfsträgersignale umgewandelt zu werden. Die komplexen Informationshilfsträgersignale werden in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist.
Der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale erzeugt komplexe redundante Hilfsträgersignale, um die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu verringern, die durch schnelle inverse Fouriertransformation komplexer Informationshilfsträgersignale erzeugt wird.
Es folgt nun eine Beschreibung auf der Grundlage der Annahme, dass der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation aus 16 Eingabepunkten und 16 Ausgabepunkten besteht und sieben komplexe Informationshilfsträgersignale aus dem Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 parallel ausgegeben werden. Und es wird angenommen, dass die Signalpunkte aller sieben komplexen Informationshilfsträgersignale mit einem "e" ausgedrückt werden, das zur j-ten Potenz erhoben ist, wie in 2A gezeigt (wobei "j" imaginäre Einheiten ausdrückt). Es wird angenommen, dass die Frequenzen dieser komplexen Informationshilfsträgersignale ±2 π/T, ±4 π/T, +6 π/T bzw. –8 π/T sind, wie in 2B gezeigt, wenn die Länge eines OFDM-Symbols "T" ist.
Der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation unterzieht sieben komplexe Informationshilfsträgersignale, die parallel eingegeben wurden, und zwei komplexe redundante Hilfsträgersignale einer schnellen inversen Fouriertransformation, um eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu erhalten. Diese komplexe Basisbandzeitwellenform besteht aus 16 Abtastungen, die von 16 Ausgabepunkten der schnellen inversen Fouriertransformation ausgegeben werden.
Nehmen wir nun an, dass eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die durch einen schnellen inversen Fouriertransformationsprozess erzeugt werden, dem lediglich sieben komplexe Informationshilfsträgersignale unterzogen werden, mit Punkten ausgedrückt wird, wie in 3 gezeigt, die komplexe Amplitudenpegel an jedem der 16 Abtastpunkte i = 1 bis 16 ausdrücken. 3 zeigt, dass die Amplitude von OFDM-Symbolen am größten wird, wenn die Abtastzahl i einer Diskretzeitwellenform einer schnellen inversen Fouriertransformations-Ausgabe 9 ist.
In dieser Ausführungsform werden komplexe redundante Hilfsträgersignale so eingestellt, dass die Amplitude der Diskretzeitwellenform mit einer Abtastzahl (i = 9) kleiner wird, wo die Amplitude ihr Maximum einnimmt. In diesem Fall stellt der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale Frequenzen komplexer redundanter Hilfsträgersignale ein, die anderen Frequenzen hinzuzufügen sind als denen, in denen bereits komplexe Informationshilfsträgersignale vorhanden sind. Das heißt, Frequenzen komplexer redundanter Hilfsträgersignale werden in dem Beispiel von 2B auf andere Frequenzen eingestellt als ±2 π/T, ±4 π/T, ±6 π/T und –8 π/T. Frequenzen komplexer redundanter Hilfsträgersignale können auf jede Frequenz eingestellt werden, wenn angenommen wird, dass ein komplexes Informationshilfsträgersignal nicht existiert. Die einzustellende Zahl kann 1 oder mehr sein.
Wie oben beschrieben, werden komplexe redundante Hilfsträgersignale aus dem Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale zusammen mit komplexen Informationshilfsträgersignalen aus dem Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist. In dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation werden komplexe Informationshilfsträgersignale, denen komplexe redundante Hilfsträgersignale hinzugefügt wurden, einem schnellen inversen Fouriertransformationsprozess unterzogen, um sie in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu konvertieren.
Der mit einer Strichlinie gezogene Kreis in 3 drückt eine Amplitude gleich der der Diskretzeitwellenform bei i = 9 aus. Im Ergebnis der Hinzufügung komplexer redundanter Hilfsträgersignale wird der Maximalwert der Amplitude verringert, wenn eine Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform so angeordnet wird, dass sie sich innerhalb des Strichlinienkreises an allen Abtastpunkten i befindet.
Wenn zum Beispiel eine Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform bei i = 9 infolge der Hinzufügung komplexer redundanter Hilfsträgersignale zu dem weißen Punkt bewegt wird, so bedeutet das, dass der Maximalwert der Amplitude verringert wird. Wenn jedoch die Amplitude einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform bei i = 9 weiter abnimmt und eine Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform an anderen Abtastpunkten i sich nach außerhalb des Kreises bewegt, so ist zu sehen, dass der Maximalwert der Amplitude im Gegensatz dazu zu einer Erhöhung führt. Folglich muss die Amplitude der Diskretzeitwellenform an allen Abtastpunkten berücksichtigt werden.
Das OFDM-Symbol, dessen komplexe Basisbandzeitwellenform innerhalb eines zuvor festgelegten Bereichs im Pegel verringert wird, wird in den Sendeabschnitt 5 eingespeist. Der Sendeabschnitt 5 unterzieht eine erzeugte komplexe Basisbandzeitwellenform Sendeprozessen, Prozessen wie zum Beispiel einem Schutzzeithinzufügungsprozess zum Absorbieren von Verzögerungswellenkomponenten, die durch Mehrweg hervorgerufen werden, einem D/A-Wandlungsprozess, einem Verstärkungsprozess an Sendesignalen und einem Frequenzumwandlungsprozess, um Sendesignale zu erzeugen. Die Sendesignale werden von der Antenne 6 gesendet.
Es ist natürlich überflüssig, komplexe redundante Hilfsträgersignale hinzuzufügen, wenn eine Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wird, relativ nicht groß ist.
Als nächstes werden unter Bezug auf die 4 und 5 hinzuzufügende komplexe redundante Hilfsträgersignale sowie Änderungen, die durch die Hinzufügung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen verursacht werden, näher beschrieben. 4 ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Signalpunktanordnung redundanter Hilfsträgersignale auf einer komplexen Ebene, und 5 ist eine erläuternde Zeichnung, die 3 entspricht.
Nehmen wir nun an, dass komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten in dem Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale erzeugt werden. 4 ist ein Beispiel einer Signalpunktanordnung zum Darstellen komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten. Wie in 4 gezeigt, wird angenommen, dass der Wert von "e" zur –3π/4-ten Potenz erhoben ist. Mit diesem komplexen redundanten Hilfsträgersignal kann der Maximalwert der Amplitude am Abtastpunkt i = 9 einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen in 3 verringert werden, die anhand komplexer Informationshilfsträgersignale, die in 2B gezeigt sind, erzeugt werden.
Ein komplexes redundantes Hilfsträgersignal wird in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation als ein Signal mit der Frequenz 0 eingespeist. Ein komplexes redundantes Hilfsträgersignal wird, da seine Frequenz 0 ist, zu einem komplexen Basisband-Gleichstromsignal, wenn es in eine komplexe Basisbandzeitwellenform umgewandelt wird. Wenn komplexe redundante Hilfsträgersignale, die in 4 gezeigt sind, hinzugefügt werden, so wird folglich eine bestimmte Menge an Signalen einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, verschoben.
5 zeigt eine komplexe Basisbandzeitwellenform, die aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation erhalten wird, wenn Gleichstromkomponenten, die an dem Signalpunkt in 4 gezeigt sind (Frequenz ist 0), als komplexe redundante Hilfsträgersignale zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, wie in 3 gezeigt, hinzugefügt werden.
Die in 5 gezeigte komplexe Basisbandzeitwellenform bildet eine Wellenform einer verschobenen komplexen Basisbandzeitwellenform, die in 3 gezeigt ist, die aus sieben komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde. Wie in 5 gezeigt, ist festzustellen, dass die Amplitude am Abtastpunkt i = 9 kleiner wird als die Amplitude am Abtastpunkt i = 9 in 3.
Da die Amplitude an anderen Abtastpunkten i ebenfalls kleiner ist als die maximale Amplitude am Abtastpunkt i = 9 in 3, ist festzustellen, dass die maximale Amplitude durch die Gleichstromkomponente verringert wird, die als komplexe redundante Hilfsträgersignale hinzugefügt wurde. Dies verringert die maximale Augenblicksleistung, und es wird eine Verkürzung der Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers möglich. Weil außerdem komplexe redundante Hilfsträgersignale Gleichstromkomponenten sind, lassen sich Phase und Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale auf einfache Weise einstellen.
Somit kann gemäß dieser Ausführungsform die maximale Amplitude im Vergleich zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt werden, erfolgreich verringert werden, indem man komplexe redundante Hilfsträgersignale in anderen Frequenzen erzeugt als denen, wo komplexe Informationshilfsträgersignale vorhanden sind, so dass die Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen verringert wird, und indem man eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen durch schnelle inverse Fouriertransformation erzeugt, nachdem komplexe redundante Hilfsträgersignale zu komplexen Informationshilfsträgersignalen hinzugefügt wurden, ohne Informationshilfsträgersignale zu beeinflussen.
Das heißt da die maximale Augenblicksleistung von OFDM-Signalen verringert wird, wird eine Verringerung des Verzichtsdauerbetrages eines Sendeleistungsverstärkers möglich. Da außerdem die Konfiguration einfach in der Weise erfolgt, dass der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale zu einer OFDM-Signalsendevorrichtung hinzugefügt wird, eine verwandte Technik, ist die Zunahme des Gerätemaßstabs relativ gering. Da überdies hinzuzufügende komplexe redundante Hilfsträgersignale nicht von einer festen Signalpunktanordnung des Ausgangs des Modulationsabschnitts 1 abhängen, lassen sich Amplitude und Phase nach Belieben einstellen, wodurch man einen breiten Steuerungsbereich zur Amplitudensteuerung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen erhält.
Obgleich komplexe redundante Hilfsträgersignale in den 4 und 5 als Gleichstromkomponenten angenommen werden, versteht es sich, dass sie keine Gleichstromkomponenten zu sein brauchen.
6 ist ein Blockschaubild, das ein Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der vorliegenden Erfindung eignet. In 6 haben die gleichen Komponenten wie jene von 1 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Dieses Beispiel ist dafür ausgelegt, die Amplitude einer zu sendenden komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen nicht durch Hinzufügen komplexer redundanter Hilfsträger, sondern durch Hinzufügen komplexer ungedämpfter Basisbandwellen zu verringern.
Dieses Beispiel unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform insofern, als der Abschnitt 4 zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträgersignale weggelassen wird und ein Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen und ein Addierer 8 hinzugefügt werden. Das heißt, in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation werden nur komplexe Informationshilfsträgersignale aus dem Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 eingespeist.
Der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation transformiert nur komplexe Informationshilfsträgersignale in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen. Die komplexe Basisbandzeitwellenform von dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation ist dafür vorgesehen, durch den Addierer 8 in den Sendeabschnitt 5 eingespeist zu werden.
Der Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen erzeugt komplexe ungedämpfte Basisbandwellen in Frequenzen, wo es keine komplexen Informationshilfsträgersignale gibt. Eine zu erzeugende komplexe ungedämpfte Basisbandwelle hat eine Amplitude und eine Phase, die den Maximalwert der Amplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, verringern kann.
Ähnlich wie in der in 1 gezeigten Ausführungsform kann der Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle durch Berechnen von Amplitude und Phase einer komplexen ungedämpften Basisbandwelle aus einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform erzeugen, wenn die Amplitude ihr Maximum erreicht. Oder der Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen kann auch so konfiguriert sein, dass ihm komplexe ungedämpfte Basisbandwellen, die Informationsbitsequenz- oder komplexen Informationshilfsträgersignalen entsprechen, zuvor in Tabellenform zur Verfügung stehen und er eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle unter Verwendung dieser Tabelle erzeugt.
Der Addierer 8 ist dafür konfiguriert, eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle von dem Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen von dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation hinzuzufügen, bevor er sie an den Sendeabschnitt 5 ausgibt.
Eine weitere Konfiguration ist die gleiche wie die der in 1 gezeigten Ausführungsform.
Als nächstes wird die Funktionsweise des auf diese Weise konfigurierten Beispiels beschrieben.
Eine Informationsbitsequenz wird durch den Modulationsabschnitt 1 moduliert und im Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 in parallele komplexe Informationshilfsträgersignale umgewandelt. Komplexe Informationshilfsträgersignale werden durch den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen umgewandelt.
Der Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen hingegen erzeugt eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle mit einer solchen Amplitude und einer solchen Phase, dass der Maximalwert der Amplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, verringert wird, und ist in Frequenzen, wo es keine komplexen Informationshilfsträgersignale gibt. Eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen am dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation und eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle werden im Addierer 8 hinzugefügt und in den Sendeabschnitt 5 eingespeist.
Da die komplexe ungedämpfte Basisbandwelle auf Frequenzen eingestellt wurde, auf denen es keine komplexen Informationshilfsträgersignale gibt, kann der Ausgang des Addieren 8 den Maximalwert der Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation verringern, ohne Informationskomponenten durch komplexe Informationshilfsträger zu beeinflussen.
Der Sendeabschnitt 5 unterzieht die Ausgabe des Addierers 8 zuvor festgelegten Sendeprozessen und veranlasst, dass sie von der Antenne 6 gesendet wird.
Der übrige Betrieb ähnelt dem der in 1 gezeigten Ausführungsform.
Somit werden in diesem Beispiel die gleichen Signale wie komplexe redundante Hilfsträgersignale, die in der Konfiguration von 1 hinzugefügt wurden, als eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle hinzugefügt. Damit können Effekte ähnlich denen wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform in dieser Ausführungsform erhalten werden. Das heißt, durch Hinzufügen einer komplexen ungedämpften Basisbandwelle ist es möglich, die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurden, zu verringern. Ein Rückgang der maximalen Augenblicksleistung ermöglicht die Verringerung des Verzichtsdauerbetrages eines Sendeleistungsverstärkers.
In diesem Beispiel ist es ebenfalls offensichtlich, dass es nicht notwendig ist, eine komplexe ungedämpfte Basisbandwelle hinzuzufügen, wenn die Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, relativ klein ist.
Ein weiterer Vorteil dieses Beispiels ist, dass es im Vergleich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform das Einstellen der Amplitude und der Phase vereinfacht, weil es die Amplitude und die Phase einer komplexen ungedämpften Basisbandwelle berechnen kann, die hinzuzufügen ist, nachdem eine komplexe Basisbandzeitwellenform erzeugt wurde.
7 ist ein Blockschaubild, das ein weiteres Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der vorliegenden Erfindung eignet. In 7 haben die gleichen Komponenten wie jene von 6 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Dieses Beispiel ist dafür ausgelegt, komplexe Basisband-Gleichstromsignale anstelle einer komplexen ungedämpften Basisbandwelle hinzuzufügen.
Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem in 6 gezeigten Beispiel insofern, als ein Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 9 anstelle des Abschnitts 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen bereitgestellt ist. Der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 9 ist dafür ausgelegt, komplexe Basisband-Gleichstromsignale mit einer Amplitude und einer Phase zu erzeugen, die in der Lage sind, den Maximalwert der Amplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, zu verringern und sie an den Addierer 8 auszugeben. Das Verfahren zum Erzeugen komplexer Basisband-Gleichstromsignale in dem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 9 ähnelt dem Verfahren zum Erzeugen einer komplexen ungedämpften Basisbandwelle in dem Abschnitt 7 zum Erzeugen ungedämpfter Wellen.
Eine weitere Konfiguration ist die gleiche wie die des in 6 gezeigten Beispiels.
In einem in einer solchen Weise konfigurierten Beispiel erzeugt der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 9 komplexe Basisband-Gleichstromsignale mit einer Amplitude und einer Phase, die in der Lage sind, den Maximalwert der Amplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, zu verringern. Der Addierer 8 fügt komplexe Basisband-Gleichstromsignale aus dem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 9 zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation hinzu und gibt sie an den Sendeabschnitt 5 aus.
In diesem Fall wird eine komplexe Basisbandzeitwellenform, die am dem Addierer 8 ausgegeben wird, als diejenige festgestellt, wo die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation in der Verringerungsrichtung verschoben wird.
Ein weiterer Betrieb ähnelt dem des in 6 gezeigten Beispiels.
Somit kann der gleiche Effekt wie der des in 6 gezeigten Beispiels erhalten werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Konfiguration, bei der komplexe Basisband-Gleichstromkomponenten hinzugefügt werden, die Phaseneinstellung komplexer Basisband-Gleichstromsignale einfacher ist als im Vergleich zu der in 6 gezeigten Ausführungsform.
In jeder der Ausführungsformen und in jedem der Beispiele haben komplexe redundante Hilfsträgersignale, komplexe ungedämpfte Basisbandwellen oder komplexe Basisband-Gleichstromkomponenten keinerlei Einfluss auf komplexe Informationshilfsträgersignale zum Senden einer Informationsbitsequenz, und nur die maximale Augenblicksamplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die zu erzeugen sind, wird gesteuert. Folglich benötigt die Empfangsseite keine besondere Vorrichtung, sondern kann mittels einer gewöhnlichen Empfangsvorichtung empfangen.
Nebenbei bemerkt, wird die Phaseneinstellung nicht nur in dem Beispiel von 6 einfach, sondern auch in dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, indem komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten hinzugefügt werden. Anhand der 8 bis 10 wird ein Beispiel beschrieben, wo komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexe Basisband-Gleichstromsignale hinzugefügt werden. 8 ist eine erläuternde Zeichnung zum Darstellen einer Signalpunktanordnung redundanter Hilfsträgersignale auf einer komplexen Ebene, und 9 ist eine erläuternde Zeichnung, die 3 entspricht. 10 ist ein Diagramm zum Darstellen von Änderungen des Leistungspegels einer komplexen Basisbandzeitwellenform vor und nach dem Hinzufügen komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten, wenn die Abszissenachse Zeitabtastpunkte i ausdrückt und die Ordinatenachse einen Leistungspegel ausdrückt.
Um die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform drastisch zu verringern, ist nichts weiter erforderlich, als dass die Phase auf eine solche Verschiebung eingestellt ist, dass sie der Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform entgegengesetzt ist, wenn die Amplitude ihr Maximum erreicht. Das heißt, es genügt, wenn die Phase der hinzuzufügenden Gleichstromkomponente, wie zum Beispiel komplexe redundante Hilfsträgersignale oder komplexe Basisband-Gleichstromsignale, der Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform entgegengesetzt ist, wenn die Amplitude ihr Maximum erreicht.
Nehmen wir nun an, dass komplexe redundante Hilfsträgersignale, die Gleichstromkomponenten sind, um die maximale Amplitude drastisch zu verringern, zu komplexen Informationshilfsträgersignalen, wie in 3 gezeigt, hinzugefügt werden. In diesem Fall ist nichts weiter erforderlich, als Signalpunkte komplexer redundanter Hilfsträgersignale so einzustellen, dass ihre Phase der Phase eines Abtastpunktes entgegengesetzt ist, wo die Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, wie in 3 gezeigt, ein Maximum einnimmt (i = 9). Das heißt, die Phase komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten wird auf –π/2 eingestellt.
Die Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten wird so eingestellt, dass die Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform nach dem Verschieben an Abtastpunkten, mit Ausnahme des Abtastpunktes i = 9, nicht die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform vor dem Verschieben übersteigt. Hier wird als ein Beispiel die Amplitude mit 2 angenommen. Folglich wird ein Signalpunkt komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten so eingestellt, wie in 8 gezeigt.
In einem Fall, wo komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten, wie in 8 gezeigt, zu komplexen Informationshilfsträgersignalen hinzugefügt werden, stellt sich eine komplexe Basisbandzeitwellenform, die mittels schneller inverser Fouriertransformation erzeugt wurde, als diejenige heraus, die in 9 gezeigt ist. Wie aus dem Vergleich zwischen den 3 und 9 hervorgeht, ist der Maximalwert der Amplitude am Abtastpunkt i = 9 signifikant verringert.
Indem man also einen Signalpunkt komplexer redundanter Hilfsträgersignale oder komplexer Basisband-Gleichstromsignale, Gleichstrom-Kompounds, so einstellt, dass ihre Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform entgegengesetzt ist, wenn die Amplitude ihren Maximalwert erreicht, kann der Maximalwert der Amplitude verringert werden. Um einen Phasengegensatz einzustellen, ist nichts weiter nötig, als die Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform zu berechnen, wenn die Amplitude ihren Maximalwert erreicht. Im Vergleich zu einem Fall, wo andere Komponenten anstelle von Gleichstromkomponenten hinzugefügt werden, ist die Phaseneinstellung komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexer Basisband-Gleichstromsignale einfacher.
10 zeigt die Leistung von OFDM-Symbolen, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurden, und die Leistung von OFDM-Symbolen, die nach dem Hinzufügen komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten in 8 erzeugt wurden. Wie in 10 gezeigt, wird festgestellt, dass die maximale Augenblicksleistung durch Hinzufügen komplexer redundanter Hilfsträgersignale auf die Hälfte verringert wird. Weil also die maximale Augenblicksleistung verringerbar ist, wird eine Verringerung des Verzichtsdauerbetrages eines Sendeleistungsverstärkers möglich.
Wie oben angemerkt, ist es zwar effektiv, Phase und Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale oder komplexer ungedämpfter Basisbandwellen auf der Basis einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, zu berechnen, doch wird das augenblickliche Einstellen komplexer redundanter Hilfsträgersignale oder komplexer Basisbandzeitwellenformen auch möglich, indem man zuvor eine Tabelle erstellt, welche die Beziehung zu komplexen redundanten Hilfsträgersignalen, die einer Informationsbitsequenz oder komplexen Informationshilfsträgersignalen entsprechen, oder zu komplexen ungedämpften Basisbandwellen zeigt.
11 ist eine erläuternde Zeichnung, die ein Beispiel einer solchen Tabelle zeigt, wo zwei komplexe redundante Hilfsträgersignale hinzugefügt sind.
In 11 zeigt das Beispiel einen Fall, wo zwei komplexe redundante Hilfsträgersignale erzeugt werden, wenn komplexe Informationshilfsträgersignale auf der Basis einer 7-Bit-Informationsbitsequenz erzeugt werden. Das heißt, für jede Informationsbitsequenz sind die Amplitude und die Phase des komplexen redundanten Hilfsträgersignals 1 und des komplexen redundanten Hilfsträgersignals 2 zum Verringern der maximalen Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform gezeigt.
Da für 7-Bit-Informationsbits 128 Kombinationen möglich sind, ist es erforderlich, vorher die Amplitude und die Phase des komplexen redundanten Hilfsträgersignals 1 bzw. des komplexen redundanten Hilfsträgersignals 2 zu berechnen und sie für 128 Arten von Informationsbitsequenzen einzustellen. Durch Erstellen einer Tabelle komplexer redundanter Hilfsträgersignale wird es möglich, komplexe redundante Hilfsträgersignale oder komplexe ungedämpfte Basisbandwellen augenblicklich einzustellen.
Es ist zu erkennen, dass die Empfangsseite nicht die Tabelle zu erstellen braucht und komplexe Informationshilfsträgersignale durch gewöhnliche Prozesse demodulieren kann, um OFDM-Signale zu empfangen.
Es ist nicht immer erforderlich, die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen auf ein Minimum einzustellen, solange sie unter einem zuvor festgelegten Schwellenwert liegt. 12 ist eine erläuternde Zeichnung, die einen Schwellenwert veranschaulicht. 12 entspricht 3.
Ein Schwellenwert wird für die Amplitude oder die Leistung einer zu sendenden komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen eingestellt. Dann wird die Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexen Basisband-Gleichstromsignalen so eingestellt, dass eine ganze komplexe Basisbandzeitwellenform um den Betrag verschoben wird, der den Schwellenwert überstieg.
Nehmen wir nun an, dass eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die aus Informationshilfsträgersignalen erzeugt wird, wie in 3 gezeigt aussieht. In 12 ist der Schwellenwert der Amplitude mit einer Strichlinie ausgedrückt. Wie in 12 gezeigt, wird eine Amplitude, die kleiner ist als die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die in 3 gezeigt ist, als der Schwellenwert eingestellt.
Da die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die auf komplexen Informationshilfsträgersignalen basiert, größer ist als der Schwellenwert der eingestellten Amplitude, wird in diesem Fall eine komplexe Basisbandzeitwellenform so verschoben, dass der maximale Wert der komplexen Basisbandzeitwellenform innerhalb des Schwellenwertes bleibt. Die Verschieberichtung ist der Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform entgegengesetzt, wenn die Amplitude ihren Maximalwert erreicht. Der Verschiebungsbetrag ist derjenige, der den Schwellenwert überstieg.
Das heißt, eine Phase komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexen Basisband-Gleichstromsignalen, die hinzugefügt werden sollen, wird so eingestellt, dass sie der Phase einer Abtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform entgegengesetzt, wenn die Amplitude ihren Maximalwert erreicht, und die Amplitude wird auf die Amplitude der Differenz von dem Schwellenwert eingestellt. 12 zeigt eine komplexe Basisbandzeitwellenform, die durch Hinzufügen komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexen Basisband-Gleichstromsignalen, die in einer solchen Weise eingestellt wurden, erhalten wurde.
Wenn komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexen Basisband-Gleichstromsignalen hinzugefügt werden, so wird die Amplitude an allen Abtastpunkten i einer komplexen Basisbandzeitwellenform zu einem Wert innerhalb des Schwellenwertes. Folglich ist ein Maximalwert der Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform auf den Bereich innerhalb des Schwellenwertes begrenzt, und es wird eine Verringerung der maximalen Augenblicksleistung möglich. Die Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten oder komplexen Basisband-Gleichstromsignalen lässt sich ebenfalls auf einfache Weise berechnen.
Auch in diesem Fall ist zu erkennen, dass die Hinzufügung komplexer redundanter Hilfsträgersignale oder komplexer Basisband-Gleichstromsignale nicht erforderlich ist, wenn die Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform an aller Abtastpunkten i innerhalb des Schwellenwertes bleibt.
Als nächstes folgt eine konkrete Beschreibung eines Verfahrens zum Berechnen der Phase und der Amplitude komplexer redundanter Hilfsträgersignale oder komplexer ungedämpfter Basisbandwellen auf der Grundlage einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen errechnet wurde.
13 ist ein Blockschaubild, das ein konkretes Beispiel zeigt, das sich zum Verstehen der Erfindung eignet, wie sie in 7 gezeigt ist, wo es möglich geworden ist, komplexe Basisband-Gleichstromsignale so zu berechnen, dass die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen minimiert wird. In 13 haben die gleichen Komponenten wie in 7 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation besteht aus einem Schaltkreis zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation (im Weiteren als ein SIFT bezeichnet) 21 und einen Parallel-Seriell-Konvertierungsabschnitt 22. Der SIFT 21 konvertiert eingegebene komplexe Informationshilfsträgersignale in eine Zeitabtastung und gibt sie an den Parallel-Seriell-Konvertierungsabschnitt 22 aus. Der Parallel-Seriell-Konvertierungsabschnitt 22 sequenziert eingegebene parallele Daten in Reihe und gibt eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen an den Addierer 8 aus. Der Addierer 8 fügt komplexe Basisband-Gleichstromsignale aus einem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 zur Ausgabe des Abschnitts 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation hinzu, bevor er sie an den Sendeabschnitt 5 ausgibt.
In diesem Beispiel ist die Ausgabe aus dem Addierer 8 dafür vorgesehen, ebenfalls an einen Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 ausgegeben zu werden. Der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 detektiert eine Zeitabtastung, wenn die Leistung(-amplitude) einer eingegebenen komplexen Basisbandzeitwellenform ein Maximum erreicht, und gibt die Phase der Zeitabtastung an den Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 aus.
14 ist ein Blockschaubild, das eine konkrete Konfiguration des in 13 gezeigten Maximalleistungsdetektionsabschnitts 23 zeigt.
Der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 besteht aus einem Polarkoordinatenkonvertierungsabschnitt 25 und einem Auswahlabschnitt 26. Der Polarkoordinatenkonvertierungsabschnitt 25 ist mit einem pythagoreischen Prozessor und Weiterem konfiguriert, konvertiert eine komplexe Basisbandzeitwellenform von dem Addierer 8 in eine Polarkoordinate und gibt ihre Amplitude und Phase an den Auswahlabschnitt 26 aus. Der Auswahlabschnitt 26 vergleicht die Amplitude jeder Zeitabtastung der eingegebenen komplexen Basisbandzeitwellenform und wählt eine Zeitabtastung aus, wenn die Amplitude ihr Maximum erreicht, das heißt, wenn die Leistung ihr Maximum erreicht. Der Auswahlabschnitt 26 ist dafür ausgelegt, die Phase θ der ausgewählten Zeitabtastung an den Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 auszugeben.
Der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 ist dafür ausgelegt, komplexe Basisband-Gleichstromsignale zu erzeugen, deren Phase der Phase θ von dem Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 entgegengesetzt ist, um den Maximalwert der Amplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurden, zu verringern und sie an den Addierer 8 auszugeben.
Als nächstes wird die Funktionsweise des in dieser Weise konfigurierten Beispiels anhand von 15 beschrieben. 15 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Funktionsweise des in 13 gezeigten Beispiels.
In Schritt S1 in 15 werden komplexe Informationshilfsträgersignale aus einer Informationsbitsequenz erzeugt. Das heißt, eine Informationsbitsequenz wird durch den Modulationsabschnitt 1 moduliert und dann durch den Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitt 2 zu parallelen Daten konvertiert. Im nächsten Schritt S2 werden komplexe Informationshilfsträgersignale in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist, um in eine komplexe Basisbandzeitwellenform umgewandelt zu werden.
Die komplexe Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation wird durch den Addierer 8 in den Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 eingespeist. Zu diesem Zeitpunkt braucht der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 keine Signale an den Addierer 8 auszugeben. Er kann auch so gestaltet sein, dass er einen zuvor festgelegten Anfangswert ausgibt. Im Schritt S3 wählt der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 eine Zeitabtastung aus, welche die maximale Leistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform von erzeugten OFDM-Symbolen aufweist, und detektiert die Phase θ der gewählten Zeitabtastung.
Informationen zu dieser Phase θ werden in den Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 eingespeist. Der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 erzeugt komplexe Basisband-Gleichstromsignale (Ae^–jθ), deren Phase der Phase einer Zeitabtastung entgegengesetzt ist, die eine maximale Amplitude oder eine maximale Leistung hat. "A" steht für die Amplitude komplexer Basisband-Gleichstromsignale, und "j" ist eine imaginäre Einheit.
Komplexe Basisband-Gleichstromsignale, die in dem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 erzeugt wurden, werden in den Addierer 8 eingespeist, um zu jeder Zeitabtastung einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation hinzugefügt zu werden (Schritt 4). Dies verringert die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen.
Im nächsten Schritt S5 wird die Ausgabe aus dem Addierer 8 in den Sendeabschnitt 5 eingespeist und von der Antenne 6 gesendet.
Somit wird in diesem Beispiel die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen verringert, indem eine Zeitabtastung detektiert wird, wenn die Leistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, ein Maximum erreicht, und indem komplexe Basisband-Gleichstromsignale, deren Phase der Phase der Zeitabtastung entgegengesetzt ist, zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform auf der Basis komplexer Informationshilfsträgersignale hinzugefügt werden. Dies verringert die Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers, ermöglicht eine effiziente Leistungsverstärkung und realisiert einen Stromspareffekt in einer Sendevorrichtung.
Weil in 13 einfach nur der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23, der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 und der Addierer 8 zu der Konfiguration hinzugefügt werden, ist außerdem die Vergrößerung des Gerätemaßstabs relativ gering, und die Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen kann verringert werden. Weil überdies hinzuzufügende komplexe Basisband-Gleichstromsignale nicht von dem Abbildungsverfahren des Modulationsabschnitts 1 abhängen, können Amplitude und Phase nach Belieben eingestellt werden.
Obgleich 13 so konfiguriert ist, dass die maximale Leistung nach der Umwandlung in eine komplexe Basisbandzeitwellenform durch den Parallel-Seriell-Konvertierungsabschnitt 22 detektiert wird, kann sie auch so konfiguriert sein, dass eine parallele Zeitabtastung vor der Parallel-Seriell-Konvertierung in den Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 einspeist wird. Gleichermaßen kann die Konfiguration, wo komplexe Basisband-Gleichstromsignale, die aus dem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 ausgegeben werden, nach der Parallel-Seriell-Konvertierung im Addierer 8 hinzugefügt werden, auch so aussehen, dass komplexe Basisband-Gleichstromsignale zu jeder parallelen Zeitabtastung vor der seriellen Umwandlung hinzugefügt werden.
In 15 wird die maximale Augenblicksleistung komplexer Basisbandsignale verringert, indem komplexe Basisband-Gleichstromsignale nur ein einziges Mal hinzugefügt werden. Jedoch kann die maximale Augenblicksleistung effizienter verringert werden, indem man die Hinzufügung mehrere Male wiederholt.
16 ist ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf in diesem Fall zeigt. In 16 haben die gleichen Prozesse wie in 15 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Der Betrieb bis zur Erzeugung einer komplexen Basisbandzeitwellenform auf der Grundlage einer Informationsbitsequenz ähnelt 15. In Schritt S13 in 16 wird die Anzahl der hinzuzufügenden Male, "n", auf 0 initialisiert. Im nächsten Schritt S14 wird entschieden, ob "n" eine Sollzahl an Malen "N" erreicht hat. Im darauffolgenden Schritt S15 wird "n" inkrementiert und schreitet zum Prozess in Schritt S3 weiter.
Im Schritt S3 wird die Phase θ einer Zeitabtastung mit maximaler Leistung im Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 detektiert, und es werden komplexe Basisband-Gleichstromsignale, deren Phase dieser Phase θ entgegengesetzt ist, im Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 erzeugt. Im nächsten Schritt S4 werden im Addierer 8 komplexe Basisband-Gleichstromsignale aus dem Gleichstromsignalerzeugungsabschnitt 24 zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform auf der Basis einer Informationsbitsequenz hinzugefügt.
Dies verringert die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Addierer 8. Im nächsten Schritt S14 wird entschieden, ob "n" "N" erreicht hat. Wenn "N" zwei oder mehr ist, werden Prozesse in den Schritten S15, S3 und S4 noch einmal für den zweiten Hinzufügungsprozess wiederholt.
Dies verringert die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Addierer 8 noch weiter. Nachdem die Prozesse in den Schritten S3, S4 "N" Male wiederholt wurden, schreitet der Prozess zu Schritt 18 voran, wo eine komplexe Basisbandzeitwellenform aus dem Addierer 8 durch den Sendeabschnitt 5 gesendet wird.
Wenn "N" auf 0 gesetzt ist, wird eine komplexe Basisbandzeitwellenform auf der Basis einer Informationsbitsequenz im unveränderten Zustand aus dem Sendeabschnitt 5 ohne Hinzufügung komplexer Basisband-Gleichstromsignale gesendet.
Somit kann durch mehrmaliges Wiederholen des Prozesses zum Detektieren einer Zeitabtastung mit maximaler Leistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen und des Prozesses zum Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale, deren Phase der Phase der Zeitabtastung entgegengesetzt ist, der Verringerungseffekt auf die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen stärker erhöht werden als in einem Fall, wo komplexe Basisband-Gleichstromsignale nur ein einziges Mal hinzugefügt werden. Folglich kann die Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers starker verringert werden als in dem in 15 gezeigten Fall. Somit wird eine hoch-effiziente Leistungsverstärkung möglich, um eine Sendevorrichtung zu realisieren, die den Stromverbrauch senkt.
17 ist ein Blockschaubild, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 17 haben die gleichen Komponenten wie jene von 13 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel, wo es möglich gemacht wird, komplexe redundante Hilfsträgersignale von Gleichstromkomponenten zur Minimierung der maximalen Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen (im Weiteren als komplexe Gleichstromhilfsträgersignale bezeichnet) zu berechnen.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von dem Beispiel in 13 dadurch, dass der Addierer 8 weggelassen wird und ein Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale anstelle des Gleichstromsignalerzeugungsabschnitts 24 bereitgestellt ist. In dieser Ausführungsform ist der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 dafür ausgelegt, eine Zeitabtastung zu detektieren, wenn die Leistung(-amplitude) einer Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation ein Maximum erreicht, und Informationen zur Phase θ in den Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale einzuspeisen.
Der Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale ist dafür ausgelegt, komplexe Gleichstromhilfsträgersignale zu erzeugen, deren Phase der Phase einer Zeitabtastung entgegengesetzt ist, wenn die Leistung(-amplitude) ein Maximum erreicht, und sie an den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation auszugeben. Die erzeugten komplexen Gleichstromhilfsträgersignale werden als Gleichstromkomponenten (Frequenz ist 0) in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist und zusammen mit komplexen Informationshilfsträgersignalen durch den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation in mehrere Zeitabtastungen umgewandelt.
Eine andere Konfiguration ähnelt der des Beispiels in 13.
Als nächstes wird die Funktionsweise einer in einer solchen Weise konfigurierten Ausführungsform anhand von 18 beschrieben. 18 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Ausführungsform in 17 veranschaulicht. In 18 haben die gleichen Ablaufe wie in 15 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Im Schritt S1 in 18 werden komplexe Informationshilfsträgersignale aus einer Informationsbitsequenz erzeugt. Das heißt, die Informationsbitsequenz wird nach ihrer Modulierung durch den Modulationsabschnitt 1 mittels des Seriell-Parallel-Konvertierungsabschnitts 2 in parallele Daten umgewandelt.
Als nächstes werden im Schritt S2 komplexe Informationshilfsträgersignale in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist, um in eine komplexe Basisbandzeitwellenform umgewandelt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM unter Verwendung lediglich komplexer Informationshilfsträgersignale erhalten.
Eine komplexe Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation wird in den Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 eingespeist. Im Schritt S3 wird eine Zeitabtastung mit maximaler Leistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform detektiert, und Informationen zur Phase θ dieser Zeitabtastung werden in den Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale eingespeist.
Der Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale erzeugt komplexe Gleichstromhilfsträgersignale (A'e^–jθ) mit entgegengesetzter Phase zur Phase einer Zeitabtastung mit maximaler Amplitude oder maximaler Leistung. "A" bezeichnet die Amplitude komplexer Gleichstromhilfsträgersignale.
Komplexe Gleichstromhilfsträgersignale, die im Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale erzeugt wurden, werden komplexen Informationshilfsträgersignalen als Gleichstromkomponenten (Frequenz ist 0) hinzugefügt und dann in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist (der Schritt S21).
Der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation erzeugt im Schritt S22 wieder eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aus komplexen Informationshilfsträgersignalen und komplexen Gleichstromhilfsträgersignalen, redundanten Komponenten. Dies verringert die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen.
Im nächsten Schritt S5 wird die Ausgabe des Abschnitts 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation in den Sendeabschnitt 5 eingespeist und von der Antenne 6 gesendet.
Somit wird in dieser Ausführungsform die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen verringert, indem eine Zeitabtastung detektiert wird, wenn die Leistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die nur aus komplexen Informationshilfsträgersignalen erzeugt wurde, ein Maximum erreicht, und indem komplexe Gleichstromhilfsträgersignale, deren Phase der Phase der Zeitabtastung entgegengesetzt ist, zu komplexen Informationshilfsträgersignalen hinzugefügt werden. Da die Verringerung der maximalen Augenblicksleistung die Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers verringert, wird eine hocheffiziente Leistungsverstärkung möglich, um eine Sendevorrichtung zu realisieren, die den Stromverbrauch senken kann.
Da außerdem diese Ausführungsform durch Hinzufügen lediglich des Maximalleistungsdetektionsabschnitts 23 und des Abschnitts 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale konfiguriert ist, ist es möglich, die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu verringern, ohne den Gerätemaßstab extrem zu vergrößern. Weil darüber hinaus hinzuzufüngende komplexe Gleichstromhilfsträgersignale nicht von dem Abbildungsverfahren des Modulationsabschnitts 1 abhängen, können Amplitude und Phase nach Belieben eingestellt werden.
Obgleich diese Ausführungsform ähnlich dem Beispiel von 18 so konfiguriert ist, dass die Ausgabe des Abschnitts 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation mittels des Parallel-Seriell-Konvertierungsabschnitts 22 in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen konvertiert wird, bevor die maximale Leistung detektiert wird, kann sie auch so konfiguriert sein, dass eine parallele Zeitabtastung vor der Parallel-Seriell-Konvertierung in den Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 eingespeist wird. Der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 kann zusätzlich zur Ausgabe von Informationen zur Phase θ an den Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale mit der gleichen Konfiguration wie der, die in 14 gezeigt ist, realisiert werden.
In 18 wird die maximale Augenblicksleistung komplexer Basisbandsignale verringert, indem komplexe Gleichstromhilfsträgersignale nur ein einziges Mal hinzugefügt werden. Jedoch kann die maximale Augenblicksleistung effizienter verringert werden, wenn man die Hinzufügung mehrere Male wiederholt.
19 ist ein Flussdiagramm, das den Arbeitsablauf in diesem Fall zeigt. In 19 haben die gleichen Abläufe wie in 18 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
In 19 wird zuerst in Schritt S25 die Anzahl der Male "n" zum Hinzufügen auf 0 initialisiert. In den folgenden Schritten S1 und S2 ist die Funktionsweise, wo eine komplexe Basisbandzeitwellenform auf der Basis einer Informationsbitsequenz erzeugt wird, ähnlich der von 18.
In Schritt S26 wird entschieden, ob "n" eine zuvor festgelegte Anzahl von Malen "N" erreicht hat. In Schritt S27 wird "n" inkrementiert und schreitet zum Prozess von Schritt S21 weiter.
Im Schritt S21 wird die Phase θ einer Zeitabtastung mit maximaler Leistung in dem Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 detektiert, und komplexe Gleichstromhilfsträgersignale, die der Phase dieser Phase θ entgegengesetzt sind, werden in dem Abschnitt 31 zum Erzeugen komplexer Gleichstromhilfsträgersignale erzeugt. Im nächsten Schritt S22 werden komplexe Gleichstromhilfsträgersignale zu einer komplexen Basisbandzeitwellenform auf der Basis einer Informationsbitsequenz hinzugefügt und in den Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation eingespeist.
Im Schritt S2 wird ein zweiter schneller inverser Fouriertransformationsprozess ausgeführt. Die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation wird starker verringert als die nach einer ersten schnellen inversen Fouriertransformation. Im nächsten Schritt S26 wird entschieden, ob "n" "H" erreicht hat. Wenn "N" zwei oder mehr ist, werden Prozesse in den Schritten S27, S21 und S22 noch einmal wiederholt, um einen zweiten Hinzufügungsprozess auszuführen.
Dies verringert die maximale Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation weiter. Wenn die Prozesse in den Schritten S21, S22 "N"-mal wiederholt wurden, schreitet der Prozess zu Schritt S18 weiter, und eine komplexe Basisbandzeitwellenform aus dem Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation wird durch den Sendeabschnitt 5 gesendet.
Wenn "N" auf 0 gesetzt ist, wird eine komplexe Basisbandzeitwellenform auf der Basis einer Informationsbitsequenz im unveränderten Zustand aus dem Sendeabschnitt 5 ohne Hinzufügung komplexer Basisband-Gleichstromsignale gesendet.
Somit werden die Auswirkungen auf die Verringerung der maximalen Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen im Vergleich zu einem Fall verstärkt, wo komplexe Gleichstromhilfsträgersignale nur ein einziges Mal hinzugefügt werden, indem eine Zeitabtastung detektiert wird, die eine maximale Leistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen aufweist, und indem mehrere Male ein Prozess ausgeführt wird, mit dem komplexe Gleichstromhilfsträgersignale hinzugefügt werden, deren Phase der Phase der Zeitabtastung entgegengesetzt ist. Folglich kann die Verzichtsdauer eines Sendeleistungsverstärkers starker verringert werden als in dem in 18 gezeigten Fall. Somit wird eine hoch-effiziente Leistungsverstärkung möglich, und es wird eine Sendevorrichtung realisiert, die den Stromverbrauch wirtschaftlicher macht.
In den 16 und 19 wurde ein Beispiel beschrieben, wo die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen hinreichend verringert wird, indem komplexe Basisband-Gleichstromsignale oder komplexe Gleichstromhilfsträgersignale hinzugefügt werden. Wenn man jedoch die Amplitude hinzuzufügender komplexer Basisband-Gleichstromsignale oder komplexer Gleichstromhilfsträgersignale entsprechend den Malen "n", die hinzugefügt werden sollen, schwanken lässt, so kann die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen selbst dann weiter verringert werden, wenn die Sollanzahl von malen "N" klein ist.
Das heißt, wenn die Amplitude komplexer Basisband-Gleichstromsignale, die zum "n"-ten Mal hinzugefügt werden sollen, "An" ist, insbesondere, wenn man die Amplitude so schwanken lässt, dass An < An-1 gilt, so wird verhindert, dass die maximale Augenblicksleistung divergiert oder schwankt, und es wird ermöglicht, dass die maximale Augenblicksleistung effizient auf einen optimalen Wert konvergiert.
20 ist ein Flussdiagramm, das den Funktionsablauf in diesem Fall veranschaulicht. In 20 haben die gleichen Abläufe wie in 16 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
20 zeigt einen Fall, wo man die Amplitude komplexer Basisband-Gleichstromsignale entsprechend "n" schwanken lässt. Es ist zu erkennen, dass ein ähnlicher Arbeitsablauf möglich ist, wenn man die Amplitude komplexer Gleichstromhilfsträgersignale entsprechend "n" schwanken lässt.
20 unterscheidet sich von 16 dadurch, dass ein Schritt S31 an die Stelle von Schritt S4 tritt.
Im Schritt S31 ist der Gleichstromsignalerzeugungsabschnitts 24 dafür ausgelegt, komplexe Basisband-Gleichstromsignale mit einer Amplitude "An" zu erzeugen und diese komplexen Basisband-Gleichstromsignale mittels des Addierers 8 zu der Ausgabe des Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation hinzuzufügen.
Die weiteren Abläufe ähneln denen in 16.
Es werden nun die Auswirkungen auf die Verringerung der Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform, wenn der Ablauf in 20 angewendet wird, anhand der 21 und 22 beschrieben. 21 ist ein Diagramm zum Ausdrücken der Auswirkungen auf die Verringerung der Amplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform mit einem Spitzenfaktor R auf der Abszissenachse und einer kumulativen Verteilungsfunktion (KVF) (F(R)) auf der Ordinatenachse. 22 ist ein Schaubild zum Darstellen des Maximalwertes, Rmax, des Spitzenfaktors, wenn die kumulative Verteilungsfunktion F(R) 0,99 ist.
Nehmen wir nun an, dass der Abschnitt 3 zum Durchführen einer schnellen inversen Fouriertransformation aus 16 Eingangspunkten besteht und sieben komplexe Informationshilfsträgersignale eingespeist werden sollen. Die Frequenzen der sieben komplexen Informationshilfsträgersignale wollen wir als ±2 π/T, ±4 π/T, ±6 π/T bzw. –8 π/T annehmen, wenn die OFDM-Symbollänge "T" ist.
21 zeigt eine Verteilung der maximalen Amplitude einer in diesem Fall erzeugten komplexen Basisbandzeitwellenform. Das heißt, 21 stellt Auswirkungen auf die Amplitudenverringerung mit der kumulativen Verteilungsfunktion (KVF) der maximalen Augenblicksamplitude einer komplexen Basisbandzeitwellenform dar, wenn die Amplitude "An" eingestellt ist. Die Abszissenachse drückt die maximale Augenblicksamplitude (Spitzenfaktor R) aus, die durch √P_Durchschnitt normalisiert ist, und die Ordinatenachse drückt die kumulative Verteilungsfunktion F(R) des Spitzenfaktors R aus.
In 21 zeigt eine durchgezogene Linie ein Beispiel, wo keine komplexen Basisband-Gleichstromsignale hinzugefügt sind. Wenn wir die mittlere Leistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen als P_Durchschnitt annehmen, so ist ein schwarzer Punkt in einer durchgezogenen Linie in 21 ein Beispiel, wo An = (1/4) √P_Durchschnitt, ein Dreieck in einer durchgezogenen Linie ein Beispiel ist, wo An = (1/2) √P_Durchschnitt, und ein Quadrat in einer durchgezogenen Linie ein Beispiel ist, wo An = √P_Durchschnitt. Das heißt, in diesen Beispielen hängt die Amplitude "An" von hinzuzufügenden komplexen Basisband-Gleichstromsignalen nicht von "n" ab, sondern ist konstant.
Des Weiteren ist ein "x" in einer durchgezogenen Linie in 21 ein Beispiel, wo die Amplitude "An" der komplexen Basisband-Gleichstromsignale schwankt, An = (1/2)An-1, und ein Anfangswert A1 = √P_Durchschnitt.
Eine Sollzahl "N" zum Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale wird als N = 5 angenommen.
Wie in 21 gezeigt, wird festgestellt, dass sowohl, wenn "An" konstant ist, als auch, wenn "An" entsprechend "n" schwankt, der Spitzenfaktor R, das heißt die maximale Augenblicksamplitude, durch Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale stärker verringert wird als eine komplexe Basisbandzeitwellenform ursprünglicher OFDM-Symbole vor dem Hinzuzfügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale.
Es wird des Weiteren festgestellt, dass, wenn zwei Fälle verglichen werden – ein Fall, wo die Amplitude "An" komplexer Basisband-Gleichstromsignale nicht von "n" abhängt, sondern konstant ist, und ein Fall, wo "An" entsprechend "n" schwankt – der Spitzenfaktor R (die maximale Augenblicksamplitude) weitgehend verringert wird, wenn "An" entsprechend "n" schwankt, als in einem Fall, wo "An" konstant ist.
In 22 wird ein Wert des Spitzenfaktors R als Rmax für jeden Fall in 21 befunden, wenn ein Wert der kumulativen Verteilungsfunktion F(R) 0,99 wird. Das heißt, Rmax drückt einen Wert aus, wenn der Spitzenfaktor R von 99 % einer komplexen Basisbandzeitwellenform gleich Rmax oder kleiner als Rmax wird.
Wie in 22 gezeigt, wird festgestellt, dass durch Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale die maximale Augenblicksamplitude auf das 0,92- bis 0,83-fache im Vergleich zur ursprünglichen komplexen Basisbandzeitwellenform vor dem Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale verringert wird. Das heißt, die Leistung wird auf das 0,85- bis 0,69-fache verringert, und das bestätigt, dass das Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale weitgehend die maximale Augenblicksleistung verringert. Es wird festgestellt, dass insbesondere, wenn die Amplitude "An" komplexer Basisband-Gleichstromsignale entsprechend "n" schwankt, die Verringerung der maximalen Augenblicksamplitude(-leistung) am größten ist.
Somit zeigen die 21 und 22, dass die maximale Augenblicksamplitude(-leistung) stärker verringert werden kann, wenn die Hinzufügung erfolgt, während die Amplitude "An" entsprechend "n" schwankt, als wenn komplexe Basisband-Gleichstromsignale der gleichen Amplitude hinzugefügt werden. Oder anders ausgedrückt: Indem man die Amplitude "An" entsprechend "n" schwanken lässt, kann die maximale Augenblicksamplitude(-leistung) einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen effizient mit einer kleineren Anzahl von Malen verringert werden.
Obgleich die Beschreibung in den 20 bis 22 anhand von Beispielen erfolgte, wo komplexe Basisband-Gleichstromsignale hinzugefügt werden, ist zu erkennen, dass die Beschreibung auch auf Fälle angewendet werden kann, wo komplexe Gleichstromhilfsträgersignale hinzugefügt werden.
Obgleich die maximale Augenblicksleistung(-amplitude) einer komplexen Basisbandzeitwellenform weitgehend verringert wird, indem man komplexe Basisband-Gleichstromsignale mehrere Male hinzufügt, wie in 20 gezeigt, wenn die maximale Augenblicksleistung relativ klein ist, kann eine komplexe Basisbandzeitwellenform auch an den Sendeabschnitt 5, ohne die Hinzufügung komplexer Basisband-Gleichstromsignale oder komplexer Gleichstromhilfsträgersignale für eine zuvor festgelegte Sollzahl "N" von Malen zu wiederholen, nach einer Hinzufügung für eine Anzahl von Malen kleiner als "N" ausgegeben werden. Wenn die maximale Augenblicksleistung vor dem Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale oder komplexer Gleichstromhilfsträgersignale klein genug ist, brauchen keine komplexen Basisband-Gleichstromsignale oder komplexen Gleichstromhilfsträgersignale hinzugefügt zu werden.
23 ist ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Beispiels, wo die Hinzufügung komplexer Basisband-Gleichstromsignale oder komplexer Gleichstromhilfsträgersignale dafür vorgesehen ist, eine Anzahl von Malen weniger als "N", einer Sollzahl, ausgeführt zu werden, indem detektiert wird, dass die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform kleiner geworden ist als ein Schwellenwert, der zuvor eingestellt wird. In 23 haben die gleichen Komponenten wie in 20 die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
23 unterscheidet sich von 20 dadurch, dass ein Ablauf in Schritt S41 hinzugefügt wird. Nachdem eine Zeitabtastung mit maximaler Leistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform detektiert wurde, schreitet der Prozess zu Schritt S41 voran. Der Schritt S41 entscheidet, ob die maximale Leistung unter einem Schwellenwert liegt oder nicht. Wenn er nicht unter einem Schwellenwert liegt, so schreitet der Prozess zum nächsten Schritt S31 weiter, um die Hinzufügung komplexer Basisband-Gleichstromsignale auszuführen, ähnlich wie in 20.
Wenn die maximale Leistung unter einem Schwellenwert liegt, so schreitet der Prozess zu Schritt S18 weiter, um den Prozess des Hinzufügen komplexer Basisband-Gleichstromsignale zu stoppen und zu veranlassen, dass die Ausgabe des Addieres 8 vom Sendeabschnitt 5 gesendet wird.
Das heißt, der Prozess des Hinzufügens komplexer Basisband-Gleichstromsignale durch die Schritte S3, S31 wird wiederholt, bis entweder die Anzahl von Malen "n" des Hinzufügens komplexer Basisband-Gleichstromsignale die Anzahl "N", eine vorher festgelegte Sollzahl an Malen, erreicht oder die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform unter einen zuvor eingestellten Schwellenwert fällt.
Der Prozess in Schritt S41 kann durch den Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 in 14 realisiert werden. Der Maximalleistungsdetektionsabschnitt 23 wählt eine Zeitabtastung aus, wenn die Leistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen ein Maximum erreicht Die Phase θ der gewählten Zeitabtastung kann zu diesem Zeitpunkt oder in einem späteren Schritt detektiert werden. Die Amplitude "An" kann konstant sein, ohne von "n" abzuhängen, oder man kann sie entsprechend "n" schwanken lassen.
Wenn also die maximale Augenblicksleistung klein genug ist, so kann der Prozess des Hinzufügens komplexer Basisband-Gleichstromsignale gestoppt werden, bevor komplexe Basisband-Gleichstromsignale oder komplexe Gleichstromhilfsträgersignale "N"-mal hinzugefügt sind, wodurch ein effizienter Prozess realisiert wird.
Obgleich in 23 ein Beispiel beschrieben wurde, wo komplexe Basisband-Gleichstromsignale hinzugefügt werden, um die maximale Augenblicksleistung einer komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen zu verringern, versteht es sich, dass der gleiche Effekt erhalten wird, wenn komplexe Gleichstromhilfsträgersignale hinzugefügt werden.

Claims

Vorrichtung zum Senden von OFDM-Signalen, umfassend: ein Umwandlungsmittel (3) zum Umwandeln mehrerer komplexer Frequenzbereichs-Hilfsträgersignale in eine komplexe Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen; und ein Mittel (4) zum Erzeugen komplexer redundanter Hilfsträger zum Erzeugen wenigstens eines komplexen redundanten Frequenzbereichs-Hilfsträgersignals zum Verringern einer maximalen Amplitude der komplexen Basisbandzeitwellenform von OFDM-Symbolen, die von dem Umwandlungsmittel (3) ausgegeben werden, wobei das wenigstens eine komplexe redundante Frequenzbereichs-Hilfsträgersignal mit mehreren komplexen Frequenzbereichs-Informationshilfsträgersignalen in das Umwandlungsmittel (3) eingespeist wird, um Informationen zu übermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Tabelle (4) umfasst, um die Beziehung von Informationen, die durch die mehreren komplexen Frequenzbereichs-Informationshilfsträgersignale zu übermitteln sind, zu dem wenigstens einen komplexen redundanten Frequenzbereichs-Hilfsträgersignals zu zeigen, um die maximale Amplitude der komplexen Basisbandzeitwellenform der OFDM-Symbole zu verringern.