JP4436410B2 - クリッピングおよび修正されたコンステレーションを使用するofdmにおけるピーク低減 - Google Patents
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Description
S.H.Muller,R.W.Bauml,R.F.H.Fischer and J.B.Huber,「OFDM with Reduced Peak−to−Average Power Ratio by Multiple Signal Representation」,Annals of Telecommunications,Vol.52,No.1−2,pp.1−9,(1997年2月) S.H.Muller and J.B.Huber,「A Comparison of Peak Power Reduction schemes for OFDM」,Proc.Of Globecom,pp.1−5,(1997年11月)
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B.S.Krongold and D.L.Jones,「PAR Reduction in OFDM via Active Constellation Extension」,Int.Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing,vol.4,pp.525−528,(2003年4月)
A.Saul,「Comparison between Recursive Clipping and Active Constellation Extension for Peak Reduction in OFDM Systems」,Proc.Int.Symp.on Wireless Personal Multimedia Communications,vol.1,pp.37−41,(2003年10月)
S=d+Δd
は、電力2N0fsを有する雑音NAWGNが重畳される等価ベースバンド周波数ドメインAWGNチャネル(equivalent baseband frequency domain AWGN channel)上で送信される。fsは、このシステムのサンプリング速度である。例えばHPAに起因する信号の、ある非線形歪みが存在すれば、これは、受信器によって近似的にAWGNと見られ、雑音電力N0に含まれることになる。それから受信されたサブキャリア
A.Saul,「Analysis of Peak Reduction in OFDM Systems Based on Recursive Clipping」,Proc.Int.OFDM−Workshop,vol.1,pp.103−107,(2003年9月) A.Saul,「Comparison between Recursive Clipping and Active Constellation Extension for Peak Reduction in OFDM Systems」,Proc.Int.Symp.On Wireless Personal Multimedia Communications,vol.1,pp.37−41,(2003年10月)
Claims (32)
- 入力信号から誤差信号を生成するための装置であって、ここで、前記入力信号は、信号ピークを含み、前記誤差信号は、低減された信号ピークを有する送信信号を生成するために前記入力信号に結合されるものであって、
制限された信号を得るために前記入力信号を制限する手段(103)と、
前記入力信号と前記制限された信号との差を表す、予備的誤差信号値の数を含む予備的誤差信号を計算する手段(105)と、
前記誤差信号を得るために前記予備的誤差信号を繰り返し操作する手段(107)とを備え、
前記繰り返し操作する手段(107)は、先に実行される繰り返し処理において前記予備的誤差信号値を変化させて、信号空間ドメイン内の所定のエリアと関連する所定の値の範囲の中であって、ゼロに等しくない誤差信号値を得るようになっており、
前記繰り返し操作する手段(107)は、前記予備的誤差信号値が特性要件を満たさない場合に、次に実行される繰り返し処理において前記予備的誤差信号値を後向き操作して、ある誤差信号値を得るようになっており、ここで、前記後向き操作は、前記信号空間ドメイン内の、前記所定のエリアの外側で前記所定のエリアよりも広い更なる所定のエリア内に在る信号空間コンステレーションポイントに関連する誤差信号値を得るような操作である、
装置。 - 前記入力信号は、振幅ピークを含んでおり、前記誤差信号は、低減された振幅ピークを有する送信信号を生成するために前記入力信号に結合されることになっており、
前記繰り返し操作する手段(107)は、振幅ピーク低減に寄与する所定の値の範囲内で誤差信号値の数を増加させ、且つ帯域外放射が減少するように、さまざまな予備的誤差信号値に前記予備的誤差信号値を変化させるように構成されている、請求項1に記載の装置。 - 前記繰り返し操作する手段(107)は、前記誤差信号値が前記所定のエリア内またはその境界上に配置された信号空間コンステレーションポイントを前記信号空間ドメイン内で定義する大きさまたは位相を有するように、前記予備的誤差信号値の大きさまたは位相を変化させるものである、請求項2に記載の装置。
- 前記信号空間ドメイン内の前記所定のエリアは、矩形、円形、直角、または円の扇形部分のいずれかの形となっている、請求項3に記載の装置。
- 前記所定のエリアは、前記信号空間ドメインの原点に対して円形であり、前記操作する手段(107)は、前記所定のエリアの半径を超えない大きさを有する前記誤差信号値を得るために前記予備的誤差信号値の大きさを制限するための大きさ制限器を含むものである、請求項3または4に記載の装置。
- 前記信号空間ドメイン内で前記所定のエリアを決定する手段を更に含む、請求項3ないし5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記入力信号は、前記振幅ピークを含んでおり、前記誤差信号は、前記低減された振幅ピークを有する前記送信信号を生成するために前記入力信号と結合されることになっており、前記所定のエリアを決定する手段は、前記所定のエリア内またはその境界上に在る前記信号空間コンステレーションポイントに関連する前記誤差信号値が前記振幅ピーク低減に寄与するように、且つ前記入力信号を前記誤差信号と結合することによる前記送信信号の受信可能バージョンの誤った検出に関連する誤り率が最小にされるように、前記所定のエリアを決定するものである、請求項6に記載の装置。
- 前記入力信号は、マルチキャリア信号であり、前記入力信号のスペクトル表現は、セットのサブキャリアに割り当てられたセットのスペクトル値を含んでおり、前記セットのスペクトル値内のスペクトル値は、或る変調方式にしたがって或る一定の前記信号空間コンステレーションポイントに情報値の数を割り当てた結果から得られ、前記所定のエリアを決定する手段は、前記変調方式に関連する誤り確率に依存して前記所定のエリアを決定するものである、請求項7に記載の装置。
- 前記セットのスペクトル値内の更なるスペクトル値は、更なる変調方式にしたがって更なる或る一定の前記信号空間コンステレーションポイントに更なる情報値の数を割り当てた結果から得られ、前記所定のエリアを決定する手段は、前記更なる変調方式に関連する更なるビット誤り確率に依存して別の所定のエリアを決定するものである、請求項8に記載の装置。
- 前記変調方式または前記更なる変調方式は、直交振幅変調(QAM)、位相偏移変調(PSK)、四位相偏移変調(QPSK)、または振幅偏移変調(ASK)のいずれかの変調方式である、請求項9に記載の装置。
- 前記スペクトル値が割り当てられたサブキャリアには前記予備的誤差信号が割り当てられ、前記更なるスペクトル値が割り当てられた更なるサブキャリアには更なる予備的誤差信号値が割り当てられ、前記繰り返し操作する手段(107)は、前記所定のエリア内またはその境界上に在る前記前記信号空間コンステレーションポイントに関連する誤差信号値を得るために前記予備的誤差信号値の大きさと位相とを操作するように構成され、または前記操作する手段(107)は、前記別の所定のエリア内またはその境界上に在る更なる信号空間コンステレーションポイントに関連する更なる誤差信号値を得るために前記更なる予備的誤差信号値の大きさまたは位相を操作するものである、請求項9または10に記載の装置。
- 前記変調方式は、情報値が割当て可能であるセットの信号空間コンステレーションポイントを含んでおり、前記セットの信号空間コンステレーションポイント内の第1のサブセットの信号空間コンステレーションポイントは、第1の大きさに関連しており、第2のサブセットの信号空間コンステレーションポイントは、前記第1の大きさより大きい第2の大きさに関連しており、前記予備的誤差信号値は、前記スペクトル値が割り当てられたサブキャリアに関連しており、前記操作する手段(107)は、前記第2のサブセットの信号空間コンステレーションポイントに属する信号空間コンステレーションポイントに関連する誤差信号値とは異なる前記第1のサブセットの信号空間コンステレーションポイントに属する信号空間コンステレーションポイントに関連する前記予備的誤差信号値を操作するものである、請求項8ないし11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記予備的誤差信号値は、実数部と虚数部とを含んでおり、前記操作する手段(107)は、前記実数部と前記虚数部とを別々に変化させるものである、請求項1ないし12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記操作する手段(107)は、前記予備的誤差信号値の大きさを制限するための大きさ制限器を含んでいるものである、請求項1ないし13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記入力信号は、サブキャリアに割り当てられたスペクトル値の周波数−時間変換の結果から得られるマルチキャリア信号であり、或る一定のサブキャリアに関連するスペクトル値は、或る変調方式にしたがって情報値の数を或る一定の信号空間コンステレーションポイントに割り当てた結果から得られ、前記予備的誤差信号値は、前記或る一定のサブキャリアに関連しており、前記大きさ制限器は、前記或る変調方式に依存して前記予備的誤差信号値の大きさを制限するものである、請求項14に記載の装置。
- 別のサブキャリアに関連する別のスペクトル値は、別の変調方式にしたがって別の情報値の数を別の信号空間コンステレーションポイントに割り当てた結果から得られ、別の予備的誤差信号値は、前記別のサブキャリアに関連しており、前記大きさ制限器は、前記変調方式に依存して前記予備的誤差信号値の大きさを個別に制限するように、且つ前記別の変調方式に依存して前記別の予備的誤差信号値の大きさを制限するものである、請求項15に記載の装置。
- 前記大きさ制限器は、前記予備的誤差信号値の大きさをクリップするものである、請求項14ないし16のいずれか一項に記載の装置。
- チャネル状態情報に依存して前記所定の値の範囲を決定する手段を更に含む、請求項1ないし17のいずれか一項に記載の装置。
- 前記所定の値の範囲を決定する手段は、変化するチャネル状態に依存して前記所定の値の範囲を適応的に決定するものである、請求項18に記載の装置。
- 前記制限する手段(103)は、予備的な制限された信号を得るために前記入力信号の振幅を制限する振幅制限要素と、増加したエネルギーを有する制限された信号を得るように前記予備的な制限された信号のエネルギーを増加させるために重み付け係数で前記予備的な制限された信号を重み付けするための重み付け要素とを含むものである、請求項1ないし19のいずれか一項に記載の装置。
- 前記予備的誤差信号を計算する手段(105)は、前記入力信号と前記制限された信号との差を計算するための減算器を含むものである、請求項1ないし20のいずれか一項に記載の装置。
- 前記計算する手段(105)は、周波数ドメインにおいて前記予備的誤差信号を得るために前記差を時間−周波数変換する時間−周波数変換器を含むものである、請求項21に記載の装置。
- 前記計算する手段(105)は、変換された制限された信号を得るために前記制限された信号を時間−周波数変換する時間−周波数変換器と、変換された入力信号を得るために前記入力信号を時間−周波数変換する第2の時間−周波数変換器と、周波数ドメインにおいて前記予備的誤差信号を得るために前記変換された入力信号と前記変換された制限された信号との差を計算する減算器とを含むものである、請求項1ないし21のいずれか一項に記載の装置。
- 前記予備的誤差信号を計算する手段(105)は、フィルタを含むものである、請求項1ないし23のいずれか一項に記載の装置。
- 前記繰り返し操作する手段(107)は、前記予備的誤差信号値が前記特性要件を満たす場合に、前記誤差信号値として前記予備的誤差信号値を与えるものである、請求項1ないし24のいずれか一項に記載の装置。
- 前記特性要件に関して前記予備的誤差信号値を分析するための分析器を更に含んでいる、請求項1ないし25のいずれか一項に記載の装置。
- 前記分析器は、前記先に実行される繰り返し処理で生成された前記誤差信号値を、前記特性要件に関して分析するものであり、
前記繰り返し操作する手段は、前記特性要件を満たさない前記誤差信号値に対応して動作して、前記後向き操作を実行するものである、請求項26に記載の装置。 - 前記特性要件は、チャネル状態情報と、信号品質度と、異なる信号品質度の組合せと、送信信号を送信することに関連する或る一定の電力スペクトル密度または或る一定のビット誤り率と、電力スペクトル密度に関連する或る一定のビット対雑音エネルギー比または或る一定の信号対雑音エネルギー比と、ビット対雑音エネルギー比または信号対雑音エネルギー比に関連する或る一定の電力スペクトル密度とにおけるいずれかであり、前記特性要件は更に、前記送信信号を送信することに関連する伝送パラメータに依存するものである、請求項25ないし27のいずれか一項に記載の装置。
- 入力信号から送信信号を生成するための装置であって、ここで、前記入力信号は、マルチキャリア変調方式のために複数の周波数信号の重畳の結果から生じる振幅ピークを含むものであり、
請求項1ないし25のいずれか一項に記載の入力信号から誤差信号を生成するための装置と、
処理された誤差信号を得るために前記誤差信号を処理するためのプロセッサと、
低減された振幅ピークを有する前記送信信号を得るために前記処理された誤差信号を前記入力信号に結合する結合器と
を含む装置。 - 入力信号から誤差信号を生成するための方法であって、ここで、前記入力信号は、送信信号を生成するために使用されるものであって、
制限された信号を得るために前記入力信号を制限するステップと、
前記入力信号と前記制限された信号との差を表すような予備的誤差信号を計算するステップと、
先に実行される繰り返し処理において予備的誤差信号値を変化させて、信号空間ドメイン内の所定のエリアと関連する所定の値の範囲の中であって、ゼロに等しくない誤差信号値を得るステップと、
前記予備的誤差信号値が特性要件を満たさない場合に、次に実行される繰り返し処理において前記予備的誤差信号値を後向き操作して、ある誤差信号値を得るステップであって、ここで、前記後向き操作は、前記信号空間ドメイン内の、前記所定のエリアの外側で前記所定のエリアよりも広い更なる所定のエリア内に在る信号空間コンステレーションポイントに関連する誤差信号値を得るような操作である、ステップと
を含む方法。 - 入力信号から送信信号を生成するための方法であって、ここで、前記入力信号は、マルチキャリア変調方式のために複数の周波数信号の重畳の結果から生じる振幅ピークを含むものであり、
請求項30に記載の入力信号から誤差信号を生成するステップと、
処理された誤差信号を得るために前記誤差信号を処理するステップと、
低減された振幅ピークを有する前記送信信号を得るために前記処理された誤差信号を前記入力信号に結合するステップと
を含む方法。 - プログラムがコンピュータ上で実行される際に請求項30または31に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
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