JP5739553B2 - 信号圧縮および圧縮解除のための方法および装置 - Google Patents
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Description
図2は、圧縮の実施形態を示す流れ図である。示されているように、圧縮は、スペクトル領域の冗長性の除去S500、ブロック変倍S510、および量子化S520という、3つの主要プロセスを伴う。各プロセスは、以下で詳細に説明される。
従来、ADC、DACおよびBBU処理のサンプリング・レートは、ナイキスト標本化定理による最小要件よりも高い。たとえば、10MHz LTEにおいて、サンプリング・レートは(BBU処理およびCPRI非圧縮伝送の場合の両方について)15.36MHzである。加えて、UMTS/HSPAおよびcdma2000/EV−DOの場合、2倍および4倍のオーバーサンプリングが通例である。これは結果として、スペクトルまたは周波数領域の冗長性をもたらす。すなわち、非圧縮の形態では、スペクトル的に広範な信号が、必要となりうる以上に伝送される。
ブロック変倍はまた、ブロック浮動小数点と称されてもよい。ここで、デシメーション操作S504から出力されたK個のI/Qサンプルのブロックは、ステップS512において収集される。K個のI/Qサンプルのブロックは、次いでステップS514において倍率により分割される。
ブロック変倍S510の後、I/Qサンプルは、各複合成分あたりNbビット分解能で量子化器を使用して量子化される。1つの実施形態において、サンプルを表すビット数は、Nbの最上位ビットに切り捨てられてもよい。この操作は、サンプル単位で行なわれる。
図3は、圧縮解除の実施形態を示す流れ図である。示されているように、圧縮解除は、逆量子化S600、変倍解除S610、および冗長性の挿入S620、すなわちアップ・サンプリング、という、3つの主要プロセスを伴う。各プロセスは、後段において詳細に説明される。逆量子化S600中に、量子化操作の逆が実行される。つまり、サンプルを表すために使用されたビットの数が、ステップS520における量子化以前と同じ分解能まで増加される。1つの実施形態において、これは、最下位ビットとしてゼロを加算することによって実行されてもよい。あるいは、ステップS520において実施された量子化プロセスの逆が実行されてもよい。たとえば、ステップS520における量子化が擬似コード(A)に示されるように進行する場合、後段に示される擬似コード(A)の逆が実行されてもよい。
オプションで、上記の基本技術の適応バージョンが実施されてもよく、ブロック・サイズKおよび分解能Nbのようなパラメータは、固定されるのではなく、一部の基準に基づいて時間の経過に伴って動的に適応されてもよい。適応に使用されうる1つのそのような基準は、最小平均二乗誤差(MSE:mean squared error)であり、これは信号忠実度の一次関数であるので良好なメトリックである。
特定のトランスポート・ネットワークにおいて、各RRHとBBUとの間の複数の論理トランスポート・リンクがあってもよい。それらのリンクは、異なるサービス品質(QoS)属性を割り当てられてもよい。たとえば、最新のパケットベースのネットワークは、パケットが関連付けられているQoSクラスに従って保証された最大待ち時間および最大データ転送速度を各パケットが割り当てられうるように、QoSメカニズムを有する。以下の実施形態は、I/Qトランスポートを改善するために上記のネットワーク・アーキテクチャを利用する。
1つの実施形態として、10MHz LTE信号を圧縮して転送するための上記のソリューションの実施態様を提示する。
S=2Nb−1/Am (3)
for(k=1:N_sample)
[n_dif n_q]=min(abs(quan_lev-abs(Y(k))));
quan_lev(n_q)=quan_lev(n_q)-mu*(quan_lev(n_q)-abs(Y(k)));
end
例示の実施形態は、必要なトランスポート・データ転送速度を低下させる圧縮方式を提供する。たとえば、Long Term Evolution(LTE)において、実施形態は、圧縮されていないI/Q伝送の場合と比較して約3.5倍低いデータ転送速度をもたらす。
Claims (5)
- デジタル信号を圧縮する方法であって、
前記デジタル信号の冗長性を低減するステップ(S500)と、
倍率によって前記低減するステップから出力されたサンプルのブロックを変倍するステップ(S510)であって、前記変倍するステップは、サンプルのブロックを形成するために複数のサンプルを収集するステップ、および前記ブロックを形成するために前記複数のサンプルを適応的に決定するステップを含む、変倍するステップと、
量子化されたサンプルを生成するために前記変倍されたサンプルを量子化するステップ(S520)であって、前記量子化されたサンプルは、第1の複数ビットの分解能を有する、量子化するステップと、
逆量子化されたサンプルを形成するために前記量子化されたサンプルを逆量子化し、
サンプルの再構築されたブロックを形成するために前記逆量子化されたサンプルを変倍解除し、
メモリにサンプルの前記再構築されたブロックを格納し、
サンプルの前記再構築されたブロックとサンプルの前記ブロックとの間の変量を決定し、
前記変量に基づいて、前記ブロックを形成するサンプル数および前記分解能の1つまたは複数を調整することによって、
前記変倍されたサンプルを量子化するために使用される前記分解能を適応的に決定するステップ(S700)とを備える、方法。 - 前記低減するステップは、
前記デジタル信号をフィルタリングするステップ(S502)と、
前記フィルタリングするステップからの出力をデシメートするステップ(S504)とを備える、請求項1に記載の方法。 - 前記デジタル信号は無線信号の複合ベースバンド表現(I/Q)である、請求項1に記載の方法。
- デコンプレッサにおいて、圧縮されたデジタル信号を圧縮解除する方法であって、
受信したサンプルの分解能を適応的に決定するステップであって、前記受信したサンプルは、複数ビットの分解能を有する、ステップと、
前記受信したサンプルを逆量子化するステップ(S600)と、
前記逆量子化されたサンプルのブロックを変倍解除するステップ(S610)であって、前記変倍解除するステップは、逆量子化されたサンプルの前記ブロックを形成するために複数の前記逆量子化されたサンプルを収集すること、および前記ブロックを形成するために前記複数のサンプルを適応的に決定することを含む、変倍解除するステップと、
望ましいスペクトルを有するデジタル信号を生成するために、前記変倍解除されたサンプルに冗長性を挿入するステップ(S620)とを備え、
前記デコンプレッサは、コンプレッサから前記分解能を指示する圧縮解除パラメータを受信することによって前記分解能を適応的に決定し、
前記コンプレッサは、
前記デコンプレッサに前に送信されたサンプルを再構築することによって形成された再構築されたサンプルのブロックと、前記デコンプレッサに送信された最新のサンプルとの間の変量を決定し、
前記変量に基づいて、前記ブロックを形成するサンプル数および前記分解能の1つまたは複数を調整することによって、
前記分解能を決定するように構成された、方法。 - 第1のデジタル信号を生成する回路(110、210)と、
中間の圧縮されたサンプルを生成するために前記第1のデジタル信号の冗長性を低減し、
倍率により前記中間の圧縮されたサンプルのブロックを変倍し、前記変倍することは、サンプルの前記ブロックを形成するために複数のサンプルを収集すること、および前記ブロックを形成するために前記複数のサンプルを適応的に決定することを含み、
量子化されたサンプルを生成するために前記変倍されたサンプルを量子化し、前記量子化されたサンプルは、第1のビット数の分解能を有し、
検査された逆量子化されたサンプルを形成するために前記量子化されたサンプルを逆量子化すること、
中間の圧縮されたサンプルの再構築されたブロックを形成するために前記検査された逆量子化されたサンプルを変倍解除すること、
メモリに中間の圧縮されたサンプルの前記再構築されたブロックを格納すること、
中間の圧縮されたサンプルの前記再構築されたブロックと前記中間の圧縮されたサンプルの前記ブロックとの間の変量を決定すること、および
前記変量に基づいて、前記ブロックを形成するサンプル数および前記分解能の1つまたは複数を調整することによって、
前記変倍されたサンプルを量子化するために使用される前記分解能を適応的に決定し、
前記量子化されたサンプルを第1の圧縮された信号としてトランスポート・リンクを介して送信するように構成されたコンプレッサ(114、214)と、
第2の圧縮された信号を前記トランスポート・リンクを介して受信し、
前記第2の圧縮された信号のサンプルの分解能を適応的に決定し、前記サンプルは、第3のビット数の分解能を有し、
前記第3のビット数をnビット、ただしnは自然数、に増やすために、前記第2の圧縮された信号のサンプルを逆量子化し、
前記逆量子化されたサンプルのブロックを変倍解除し、
望ましいスペクトルを有する第2のデジタル信号を生成するために、前記変倍解除されたサンプルに冗長性を挿入するように構成されたデコンプレッサ(112、212)とを備えるネットワーク要素。
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