JP2002525950A - マルチ−キャリア伝送装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 マルチ−キャリア伝送装置及び方法が記載され、そこでは、複数のキャリア信号がデジタルドメインで合成され、そして、合成されたデジタルキャリア信号を伝送されるべきアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換手段（３）に供給される。前記複数のキャリア信号のそれぞれを、合成されてＤ／Ａ変換手段（３）に供給される前に、プリ−スケーリングするためのスケーリング手段（５１から５４）によって、Ｄ／Ａ変換手段（３）の周波数特性は補償される。キャリア信号を表すデジタルデータを対応する周波数−従属デジタルスケーリングワードで乗算することによって、プリ−スケーリングを実施することができる。それによって、信号処理集中デジタルフィルタ又は理想的でないアナログフィルタの必要性を排除することができる。デジタル電力制御が提供される場合には、スケーリングワードを電力制御ワードと組み合わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野 本発明は、複数のキャリア信号がデジタルドメインで合成されるような、無線
ネットワークのためのマルチ−キャリア伝送装置及び方法に関する。発明の背景 近年では、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ又はＣＤＭＡシステムへのマルチ−キャリア広
帯域の利用の分野において、研究及び開発が盛んに行われている。このようなマ
ルチ−キャリアの利用によって、コスト及びサイズの利益の可能性が提供される
。図３は、既知のマルチ−キャリア送信器を示し、この送信器では、複数キャリ
アの信号合成が、後続のＤ／Ａ−変換の前にデジタルドメインで実施される。

【０００２】 図３では、参照番号１１から１４は、異なるキャリア周波数で伝送されるべき
デジタル基本帯域信号を処理するための基本帯域処理手段を示す。そこでは、異
なる入力信号は、容易に変調することができるキャリア信号をデジタル方式で生
成するための手段としての１列のパラレルＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer
s−ダイレクトデジタルシンセサイザー）２１から２４によって異なるキャリア
周波数に配置される。代替で、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を入力信号について
実施することができる。もし、ＤＤＳ２１から２４が使用されるならば、変調を
デジタル周波数合成に合体することができる。ＦＦＴの場合には、変調は周波数
変換に先立って実施される。

【０００３】 続いて、ＤＤＳｓ２１から２４から出力され、変調されたデジタル信号を表す
パラレルワードは、デジタル加算によって合成され、Ｄ／Ａ変換手段３へ供給さ
れる。ＦＦＴ処理の場合には、信号ビットストリームが生成され、加算は必要で
なくなる。

【０００４】 Ｄ／Ａ変換手段３は、デジタル合成されたマルチ−キャリア信号のＤ／Ａ−変
換を実施して、アナログマルチ−キャリア信号を生成し、その信号は伝送手段４
に供給される。伝送手段４では、Ｄ／Ａ変換手段３から受信されるアナログマル
チ−キャリア信号は、最終伝送周波数に周波数変換され、対応する無線チャネル
を介して伝送される。

【０００５】 しかしながら、Ｄ／Ａ変換手段３の出力振幅応答は、図４に示されるようなｓ
ｉｎｃ（ｘ）特性を示す。このようなｓｉｎｃ（ｘ）特性は、以下の公式によっ
て定義される。 Ａ（ｆ₀）＝ｓｉｎ（πｆ₀/ｆ_c）/（πｆ₀/ｆ_c） ここで、ｆ₀は出力周波数を示し、ｆ_cはＤ／Ａ変換手段３のクロック周波数を示
す。

【０００６】 マルチ−キャリア送信器の上記の場合には、複数のキャリア信号は、Ｄ／Ａ変
換の前にデジタルドメインで合成され、異なる周波数に配置される。そして、異
なるキャリアの出力振幅は、Ｄ／Ａ変換手段３の上記の出力振幅応答すなわち変
換関数によって重み付けられる。

【０００７】 図５ａは、Ｄ／Ａ変換の前のデジタルマルチ−キャリア信号の周波数スペクト
ルを示す。図示されている例では、合成された４つのキャリア信号は、振幅の絶
対値｜Ａ｜が同一である。

【０００８】 もし、このような周波数スペクトルを有するデジタルマルチ−キャリア信号が
、Ｄ／Ａ変換手段３に入力されるならば、図５ｂに示されるような周波数スペク
トルを有する、Ｄ／Ａ変換された出力信号が取得される。図５ｂによると、個々
のキャリア信号の振幅の絶対値｜Ａ｜は、Ｄ／Ａ変換手段３の変換関数によって
重み付けられている。ここでは、絶対値｜Ａ｜は、キャリア周波数が増大するに
つれて減少する。

【０００９】 Ｄ／Ａ変換手段３の重み付け問題に対する既知の解決策によると、１/ｓｉｎ
ｃ（ｘ）周波数応答を有するアナログフィルタが、Ｄ／Ａ変換手段３の後に提供
される。このような１/ｓｉｎｃ（ｘ）周波数応答は図６に示される。

【００１０】 従って、アナログフィルタは、Ｄ／Ａ変換手段３によって実施される重み付け
を補償するように機能する。

【００１１】 しかしながら、このようなアナログフィルタは理想的な性質を示さず、従って
、アナログハードウェアの量を付加すると共に、信号を劣化する。

【００１２】 別の既知の解決策によると、１/ｓｉｎｃ（ｘ）周波数応答を有するデジタル
フィルタが、個々のキャリアの合成の後であってＤ／Ａ変換手段３の前に挿入さ
れる。図７は、このようなデジタルフィルタの周波数応答を示す。

【００１３】 デジタルフィルタリングすなわちプリエンファシスは、アナログフィルタより
も高い性能を提供するが、信号処理のコストを増大する。更に、処理は、一般的
にＤ／Ａ変換のクロック速度に等しい高データ速度で行われなければならない。発明の概要 本発明の目的は、マルチ−キャリア信号の上記の振幅ひずみを簡便な方法で補
償することができるような、マルチ−キャリア伝送装置及び方法を提供すること
である。

【００１４】 この目的は、複数のキャリア信号のそれぞれをプリ−スケーリングするための
スケーリング手段と、前記複数のキャリア信号をデジタルドメインで合成するた
めの合成手段と、合成されたデジタルキャリア信号を伝送されるべきアナログ信
号に変換するためのＤ／Ａ変換手段とを備えるマルチ−キャリア伝送装置によっ
て達成され、この装置においては、前記スケーリング手段のスケーリング因子は
、前記Ｄ／Ａ変換手段の周波数特性を補償するように選定される。

【００１５】 更に、この目的は、複数のキャリア信号のそれぞれをプリ−スケーリングする
段階と、前記複数のキャリア信号をデジタルドメインで合成する段階と、合成さ
れたキャリア信号を伝送されるべきアナログ信号にＤ／Ａ変換する段階とを備え
るマルチ−キャリア伝送方法によって達成され、この方法においては、プリ−ス
ケーリング段階で使用されるスケーリング因子は、前記Ｄ／Ａ変換段階の周波数
特性を補償するように選定される。

【００１６】 同様に、不都合なデジタルもしくはアナログフィルタを、各キャリアの簡便な
スケーリングによって置き換えることができる。これは、キャリアを合成する前
に行われる。それによって、信号処理集中デジタルフィルタもしくは理想的でな
いアナログフィルタは必要でなくなる。

【００１７】 更に、プリ−スケーリングを、データ補間の前に、一般的にシンボル速度に等
しい低データ速度で実施することができる。例えば、１０ＭＨｚの帯域幅を有す
るマルチキャリア信号を有するＧＳＭシステムでは、クロック速度は２０ＭＨｚ
、好ましくは３０ＭＨｚよりも高速でなければならず、一方、シンボル速度はわ
ずか２７１ｋＨｚである。

【００１８】 スケーリングは、デジタルキャリアデータをスケーリング因子で乗算すること
によって実施されるのが好ましい。その場合には、複数の周波数−従属スケーリ
ング因子を、伝送装置を制御するために使用される制御手段の記憶手段に記憶す
ることができる。制御手段はスケーリング因子を選定して、スケーリング手段に
供給することができる。記憶手段は、複数の周波数従属スケーリング因子を含む
探索テーブルを備えるのが好ましい。

【００１９】 デジタル電力制御が提供される場合には、電力制御ワードもまたプリ−スケー
リングを実施するために使用することができる。このような場合には、制御手段
は、複数のキャリア信号の電力を制御するために使用されるべき電力制御ワード
を供給するための電力制御手段と、周波数−従属スケーリング制御ワードをスケ
ーリング手段に供給するためのスケーリング制御手段とを備え、そこでは、制御
手段は、複数の電力制御ワードの各々を複数のスケーリング制御ワードのうちの
対応するものと乗算して、結果をスケーリング手段に供給するようにされるのが
良い。

【００２０】 それによって、スケーリングも実施するように電力制御手段を拡張することが
できるので、ハードウェア要件は最小化される。

【００２１】 更に、本発明の好ましい態様は、従属請求項に記載されている。

【００２２】 以下では、本発明を、より詳細に、好ましい実施例に基づいて、添付図面を参
照して説明する。好ましい実施例の説明 本発明の好ましい実施例のブロック図が図１に示され、そこには、伝送手段４
は図示されておらず、また、そこでは、図３に示される構成要素と同一の構成要
素は、同一の参照番号によって示されている。図１では、更なる乗算手段５１か
ら５４が、変調及びＤＤＳ手段２１から２４から取得される個々のデジタルキャ
リアデータを、マイクロコントローラ６又は別の適切な制御手段から供給される
スケーリングワードで乗算するために提供される。供給されたスケーリングワー
ドは、乗算されるべき対応するキャリアデータのキャリア周波数に応じて、マイ
クロコントローラ６によって選定される。

【００２３】 スケーリングワードは、Ｄ／Ａ変換手段３の周波数特性の反転であるのが好ま
しい周波数関数に従って選定され、Ｄ／Ａ変換手段３によって実施される重み付
けを補償する。しかしながら、十分な補償を達成することができる限りにおいて
は、いずれか他の周波数従属性を選定することができる。

【００２４】 スケーリングワードを、探索テーブル又はそれに類似するようなマイクロコン
トローラ６のメモリに記憶することができる。１０ＭＨｚの帯域幅で、２００ｋ
Ｈｚ毎に間隔が空いている５０の可能なキャリア周波数を有するＧＳＭシステム
の場合には、５０のスケーリングワードが必要とされる。デジタルデータ及びス
ケーリング因子について１ワードの長さを１６ビットと仮定すると、探索テーブ
ルのために必要とされるメモリ容量は、５０×１６／８＝１００バイトに等しい
。同様に、変調及びＤＤＳ手段２１から２４から出力される各デジタルキャリア
データは、マイクロコントローラ６から供給される各スケーリングワードで乗算
されて、Ｄ／Ａ変換手段３の周波数特性による重み付け関数が補償され、Ｄ／Ａ
変換手段３との組み合わせで乗算手段５１から５４の全周波数応答が、当周波数
レンジのほぼ固定値を有する周波数特性を示す。

【００２５】 デジタル電力制御関数が、マルチ−キャリア伝送装置で実施される場合には、
電力制御のために使用される制御手段を、プリ−スケーリングも共に実施するよ
うにすることができる。図２は、デジタル電力制御のためにも使用されるマイク
ロコントローラ６のブロック図を示す。図２によると、マイクロコントローラ６
は、対応する各キャリアデータチャネルに供給されるべきデジタル電力制御ワー
ドを生成するために使用される電力制御手段６１から６ｎを備える。電力制御ワ
ードは、結果生じるキャリア信号の電力を対応する無線チャネルの伝送特性に調
整するために、対応するキャリアデータと乗算される。

【００２６】 このようなデジタル電力制御システムを、容易に、Ｄ／Ａ変換手段３の周波数
特性を補償するためにプリ−スケーリングを実施するようにすることができる。
この場合には、マイクロコントローラ６は、対応するキャリア信号の電力制御ワ
ードと乗算されるべき周波数−従属デジタルスケーリングワードを生成するため
の周波数−従属スケーリング手段７１から７ｎを備えるのが良い。このように、
マイクロコントローラ６は、電力制御ワードを周波数−従属スケーリングワード
で乗算することによって取得される各組み合わせデータを供給する。同様に、電
力制御ワードは、Ｄ／Ａ変換手段３の周波数特性を補償するためにスケーリング
される。

【００２７】 電力制御手段６１から６ｎによって供給される電力制御ワードと共に周波数−
従属スケーリング手段７１から７ｎによって供給されるスケーリングワードを、
マイクロコントローラ６に提供される、対応する探索テーブルを読み出すことに
よって取得することができる。

【００２８】 更に、周波数−従属スケーリング手段７１から７ｎ及び電力制御手段６１から
６ｎは、必ずしもハードウェア手段として提供される必要はなく、マイクロコン
ピュータ６のメモリに記憶される、対応する制御プログラムによっても実現する
ことができる。

【００２９】 電力制御及びスケーリングワードは個々に探索されて、続いて乗算される必要
はない。代替で、組み合わせデータが、電力レベル及び周波数によって索引付け
された単一の探索テーブルに含まれても良い。

【００３０】 ９電力レベル及び５０周波数において制御ワードの長さが１６ビットの場合に
は、以下のメモリ容量が制御ワードのために必要とされる。すなわち、 ｉ） 組み合わされた制御ワード（すなわち、９×５０ワード）を有する単一の
探索テーブル： ９×５０×１６／８＝９００バイト ii） ２つの別個の探索テーブル（すなわち、９＋５０ワード）： （９＋５０）×１６／８＝１１８バイト 上記の説明及び添付図面は、本発明を例示することのみを意図していることは
理解されるべきである。従って、本発明に従う装置及び方法は、添付の請求の範
囲内で様々に変更可能である。

【００３１】 マルチ−キャリア伝送装置及び方法が説明され、そこでは、複数のキャリア信
号がデジタルドメインで合成され、そして、合成されたデジタルキャリア信号を
伝送されるべきアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換手段に供給される。Ｄ
／Ａ変換手段の周波数特性は、合成されて、Ｄ／Ａ変換手段に供給される前に、
前記複数のキャリア信号のそれぞれをプリ−スケーリングするためのスケーリン
グ手段によって補償される。キャリア信号を表すデジタルデータを、対応する周
波数従属デジタルスケーリングワードで乗算することによって、プリ−スケーリ
ングを実施することができる。それによって、信号処理集中デジタルフィルタ又
は理想的でないアナログフィルタの必要を排除することができる。デジタル電力
制御が提供される場合には、スケーリングワードを電力制御ワードと組み合わせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好ましい実施例に従うマルチ−キャリア伝送装置のブロック図を示す
。

【図２】 本発明の好ましい実施例で使用される制御手段のブロック図を示す。

【図３】 従来技術に従うマルチ−キャリア伝送装置のブロック図を示す。

【図４】 Ｄ／Ａ変換手段の周波数特性を示す。

【図５ａ】 Ｄ／Ａ−変換前のマルチ−キャリア信号の周波数スペクトルを示す。

【図５ｂ】 Ｄ／Ａ−変換後のマルチ−キャリア信号の周波数スペクトルを示す。

【図６】 Ｄ／Ａ変換手段の周波数特性を補償するために使用されるアナログ又はデジタ
ルフィルタの周波数特性を示す。

【図７】 プリエンファシスされたマルチ−キャリア信号の周波数スペクトルを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ） 複数のキャリア信号のそれぞれをプリ−スケーリング
   するためのスケーリング手段（５１から５４）と、 ｂ） 前記複数のキャリア信号をデジタルドメインで合成するための合成手段
   と、 ｃ） 合成されたデジタルキャリア信号を伝送されるべきアナログ信号に変換
   するためのＤ／Ａ変換手段（３）とを備え、 ｄ） 前記スケーリング手段（５１から５４）によって使用されるスケーリン
   グ因子が、前記Ｄ／Ａ変換手段（３）の周波数特性を補償するために選定される
   マルチ−キャリア伝送装置。
2. 【請求項２】 前記スケーリング手段は、キャリア信号を表すデジタルデー
   タを前記スケーリング因子で乗算するための乗算手段（５１から５４）を備える
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記スケーリング因子を選定して、それを前記スケーリング
   手段（５１から５４）に供給するための制御手段（６）を更に備える請求項１又
   は請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段（６）は、複数の周波数−従属スケーリング因
   子を記憶するための記憶手段を備える請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記記憶手段は、前記複数の周波数−従属スケーリング因子
   を記憶するための探索テーブルを備える請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段（６）は、前記複数のキャリア信号の電力を制
   御するために使用されるべき電力制御ワードを供給するための電力制御手段（６
   １から６ｎ）と、前記スケーリング手段（５１から５４）に供給されるべき周波
   数−従属スケーリング制御ワードを供給するためのスケーリング制御手段（７１
   から７ｎ）とを備え、制御手段（６）は、複数の電力制御ワードの各々を複数の
   スケーリング制御ワードのうちの対応するものと乗算して、結果をスケーリング
   手段（５１から５４）に供給するようにされる請求項３から請求項５のいずれか
   １項に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段（６）は、前記複数のキャリア信号の電力制御
   と共にプリ−スケーリングを実施するために前記スケーリング手段（５１から５
   ４）に供給される複数の組み合わされた制御ワードを記憶するための記憶手段を
   備える請求項３に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記記憶手段は、前記複数の組み合わされた制御ワードを記
   憶するための探索テーブルを備え、該探索テーブルは、電力レベル及び周波数に
   よって索引付けされる請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 ａ） 複数のキャリア信号のそれぞれをプリ−スケーリング
   するステップと、 ｂ） 前記複数のキャリア信号をデジタルドメインで合成するステップと、 ｃ） 合成されたデジタルキャリア信号を伝送されるべきアナログ信号にＤ／
   Ａ変換するステップとを備え、 ｄ） 前記プリ−スケーリングのステップにおいて使用されるスケーリング因
   子が、前記Ｄ／Ａ変換のステップの周波数特性を補償するために選定されるマル
   チ−キャリア伝送方法。
10. 【請求項１０】 前記プリ−スケーリングのステップは、個々のキャリア信
    号を前記スケーリング因子で乗算することによって実施される請求項９に記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 前記スケーリング因子は、電力制御ワードと周波数−従属
    スケーリング制御ワードとの組み合わせである請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記スケーリング因子は、前記周波数−従属スケーリング
    制御ワードを前記電力制御ワードで乗算することによって取得される請求項１１
    に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記スケーリング因子は、探索テーブルに記憶される請求
    項１１に記載の方法。