JP6662062B2

JP6662062B2 - マルチキャリア変調信号のビット割り当て方法、装置及びシステム

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Publication number: JP6662062B2
Application number: JP2016013107A
Authority: JP
Inventors: チェヌ・ハオ; 磊李
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2020-03-11
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Description

本発明は、通信技術分野に関し、特にマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法、装置及びシステムに関する。

マルチキャリア変調は、複数のサブキャリア信号を採用する。データストリームをいくつかのサブデータストリームに分解し、サブデータストリームを遥かに低い伝送速度を持たせ、これらのデータを利用していくつかのサブキャリアを変調する。マルチキャリア変調信号は、サブキャリアデータの伝送速度が相対的に低く、コード要素の周期が長いという特徴を有する。マルチキャリア変調は、多種の技術、例えば離散マルチトーン（ＤＭＴ：ＤｉｓｃｒｅｔｅＭｕｌｔｉ−ｔｏｎｅ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等により実現されてもよい。高速フーリエ変換（ＦＦＴ：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）はマルチキャリア変調を実現するための有効な方法の１つである。

マルチキャリア変調信号は、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅＰｏｗｅｒＲａｔｉｏ）が高いという問題がある。実際の応用では、送信機の出力信号のピーク値は通常制限されている。よって、信号の平均電力を増大させるために、信号のＰＡＰＲを低下させる必要がある。最も頻繁に使用される方法の１つは、マルチキャリア変調信号を直接にクリッピングする（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）。クリッピング方法は、ＰＡＰＲを低下させ、信号平均電力を増大させるが、信号歪みをもたらしてしまう。一方、マルチキャリア変調信号は複数のサブキャリア信号を重畳することによって形成されるため、特殊のビットパターンに極めて高いＰＡＰＲが現れる場合がある。これらの極めて高いＰＡＰＲのシンボルに対してクリッピング操作を行うと、大きな信号歪みが生じ、該シンボルにバーストエラーが発生してしまう。このようなバーストエラーの発生確率が高くなく、平均ビット誤り率への影響が非常に小さいが、このようなバーストエラーが前方誤り訂正（ＦＥＣ：ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）復号の無効化に繋がり、通信障害になってしまう。

なお、上述した技術背景の説明は、本発明の技術案を明確、完全に理解させるための説明であり、当業者を理解させるために記述されているものである。これらの技術案は、単なる本発明の背景技術部分として説明されたものであり、当業者により公知されたものではない。

本願の実施例は、上記背景技術の問題点を鑑み、マルチキャリア変調信号のバーストエラーを低減させるマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法、装置及びシステムを提供する。

本願の実施例の第１の態様では、マルチキャリア通信システムにおけるビット割り当て方法であって、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）マージンを決定する決定ステップと、前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる割り当てステップと、を含む、ビット割り当て方法を提供する。

本願の実施例の第２の態様では、マルチキャリア通信システムにおけるビット割り当て装置であって、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、ＳＮＲマージンを決定する決定手段と、前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる割り当て手段と、を含む、ビット割り当て装置を提供する。

本願の実施例の第３の態様では、マルチキャリア通信システムにおける送信機であって、前記送信機は上記のビット割り当て装置を含む、送信機を提供する。

本願の実施例の第４の態様では、マルチキャリア通信システムにおける受信機であって、前記受信機は上記のビット割り当て装置を含む、受信機を提供する。

本願の実施例の第５の態様では、上記のビット割り当て装置を含むマルチキャリア通信システムを提供する。

本願の実施例の他の態様では、マルチキャリア変調信号のビット割り当て装置においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、前記ビット割り当て装置において上記の第１の態様に記載の方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムを提供する。

本発明の実施例の他の態様は、コンピュータに、マルチキャリア変調信号のビット割り当て装置において上記の第１の態様に記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体を提供する。

本発明の効果としては、クリッピングノイズのためにＳＮＲマージンを予め設定することで、信号のクリッピングノイズに対する許容度を増大させ、バーストエラーを低減させ、ＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）復号の成功を確保する。

本発明の特定の実施形態は、後述の説明及び図面に示すように、詳細に開示され、本発明の原理を採用されることが可能な方式を示している。なお、本発明の実施形態は、範囲上には限定されるものではない。本発明の実施形態は、添付されている特許請求の範囲の主旨及び内容の範囲内、各種の改変、修正、及び同等的なものが含まれる。

ある一つの実施形態に説明及び又は示されている特徴は、同一又は類似の方式で一つ又は多くの他の実施形態に使用されてもよく、他の実施形態における特徴と組み合わせてもよく、他の実施形態における特徴を代替してもよい。

なお、用語「包括／含む」は、本文に使用される際に、特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在を意味し、一つ又は複数の他の特徴、要素、ステップ又は構成要件の存在又は追加を排除するものではない。

ここで含まれる図面は、本発明の実施例を理解させるためのものであり、本明細書の一部を構成し、本発明の実施例を例示するためのものであり、文言の記載と合わせて本発明の原理を説明する。なお、ここに説明される図面は、単なる本発明の実施例を説明するためのものであり、当業者にとって、これらの図面に基づいて他の図面を容易に得ることができる。
実施例１の１つの態様のマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法のフローチャートである。実施例１のもう１つの態様のマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法のフローチャートである。実施例１に係る異なるノイズ電力のＣＣＤＦ分布を示す図である。実施例１に係る各サブキャリアにおける原ＳＮＲと新ＳＮＲとの対比を示す図である。実施例１に係る原ＳＮＲと新ＳＮＲを用いてビット割り当てを行った後のビット誤り率の対比を示す図である。実施例２の１つの態様のマルチキャリア変調信号のビット割り当て装置の構成を示す図である。実施例２の１つの態様のビット割り当て装置の決定部の構成を示す図である。実施例２の１つの態様のビット割り当て装置の割り当て部の構成を示す図である。実施例３の送信機の構成を示す図である。実施例４の受信機の構成を示す図である。実施例５のマルチキャリア通信システムの構成を示す図である。

本発明の上記及びその他の特徴は、図面及び下記の説明により理解できるものである。明細書及び図面では、本発明の特定の実施形態、即ち本発明の原則に従う一部の実施形態を表すものを公開している。なお、本発明は説明される実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内の全ての修正、変更されたもの、及び均等なものを含む。

本願の実施例はマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法を提供する。従来のビット割り当てアルゴリズムによると、特別なビット及び電力の割り当てパターンでは、バーストエラーが生じ、ＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）復号の失敗をもたらす可能性がある。本願は、クリッピングノイズのためにＳＮＲマージンを予め設定することで、ビット及び電力の割り当てパターンを変更し、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

以下は、図面及び具体的な実施形態を参照しながら本発明の実施例の方法、装置及びシステムを説明する。

＜実施例１＞
本発明の実施例はマルチキャリア変調信号のビット割り当て方法を提供し、図１は該方法のフローチャートであり、図１に示すように、該方法は下記のステップを含む。

ステップＳ１０１：予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定する。

ステップＳ１０２：ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる。

ステップＳ１０１において、システムが許容できる最大クリッピングノイズの確率は、システムで現れることが許容できる最大クリッピングノイズ（クリッピング歪み）に対応する発生確率を指す。該確率の値は、予め設定されてもよいが、本実施例はこれに限定されない。

１つの態様では、ステップＳ１０１は図２に示す方法により実現されてもよく、図２に示すように、該方法は下記のステップを含む。

ステップＳ２０１：マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行う。

ステップＳ２０２：予め設定された時間ウィンドウ内に、時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数する。

ステップＳ２０３：予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、確率分布から、最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、ＳＮＲマージンとする。

図２の方法により、ＳＮＲマージンを決定できる。従って、ステップＳ１０２において、ＳＮＲマージン（読み取られたクリッピングノイズの電力）及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当ててもよい。

本実施例では、クリッピングノイズの確率分布を算出し、ある確率のクリッピングノイズの影響を考慮した上で、ＳＮＲマージンを設定し、チャネルにより直接に測定されたオリジナルのＳＮＲを調整し、調整後のＳＮＲに基づいてビット割り当てを行うことで、サブキャリアのビット及び電力の割り当てパターンを変更し、マルチキャリア変調信号のクリッピング歪みに対する許容度を増大させる。このように、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることない。このため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

ステップＳ２０１において、各サブキャリアの変調ビット数及び電力は、従来のビット割り当てアルゴリズム、例えばＣｈｏｗのビット割り当てアルゴリズム［P. S. Chow et. al., 「A Practical Discrete
Multitone Transceiver Loading Algorithm for Data Transmission over Spectrally
Shaped Channels」, Trans. Comm., vol. 43, no 2, pp 773
(1995)］に基づいて割り当てられてもよいし、他のビット割り当て方法であってもよい。

ビット割り当てアルゴリズムは、各サブキャリアチャネルのＳＮＲ（各サブキャリアチャネルの原ＳＮＲ）をパラメータとして用いる必要がある。現在の各サブキャリアチャネルにおいて直接に測定して得られたＳＮＲを用いて割り当ててもよいし、例えば各サブキャリアチャネルのＳＮＲの過去の平均値を用いて割り当ててもよい。ＳＮＲの測定は、サウンディング信号の送信などの方式により実現されてもよい。なお、本実施例は上記の具体的な実現方法に限定されない。

ビット数及び電力を割り当てた後に、時間領域信号の波形を取得でき、この際に、時間領域信号の波形に対して、ピーク値をクリッピングするクリッピング操作を行う。

ステップ２０２において、時間ウィンドウは、所定の原則又はルールに基づいて設定されてもよく、通常、取得された結果が統計的な意義を有するように、十分に長い時間ウィンドウを設定する必要がある。時間ウィンドウを設定した後に、時間ウィンドウ内に、時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、算出されたクリッピングノイズの電力についてクリッピングノイズの電力の確率分布の統計を取ってもよい。

計数された確率分布は、具体的にＣＣＤＦ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ：相補累積分布関数）、例えば図３に示すＣＣＤＦの分布図であってもよく、ここで、信号電力は１であり、横軸はノイズ電力の二乗平均平方根値を表し、縦軸は計数された対応するＣＣＤＦの値を表す。

ステップＳ２０３において、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率値に基づいて、確率分布から対応するノイズ電力を読み取って、ＳＮＲマージンとする。具体的には、図３の例で、例えば予め設定された確率値が１Ｅ−３であり、この場合は、ＣＣＤＦ値１Ｅ−３に対応するノイズ電力の二乗平均平方根値は０．０７であるため、Ｐｃｌｉｐ＝０．０７^２をＳＮＲマージンとする。

ＳＮＲマージンを決定した後に、該ＳＮＲマージンに基づいて各サブキャリアの原ＳＮＲを調整し、調整後の新ＳＮＲを取得してもよい。ここで、各サブキャリアチャネルの原ＳＮＲはステップＳ２０１に記載された方法により取得されてもよい。

各サブキャリアの新しいＳＮＲは、下記の式（１）により取得されてもよい。

（１）

ここで、ｉはサブキャリアの番号であり、マルチキャリア通信システムに合計ｋ個のサブキャリアがあると仮定し、ｉ＝１，２，…，ｋ、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉ及びＳＮＲ_ｍ，ｉの単位は共に線形単位（非ｄＢ）であり、αはＳＮＲマージンの補正係数である。ＳＮＲマージンの補正係数αはシステムの実際の需要に応じて設定されてもよい。

図４は各サブキャリアにおける原ＳＮＲと新ＳＮＲの分布を示し、横軸はサブキャリア番号を表し、縦軸はＳＮＲ値（単位はｄＢである）を表し、図中の２つの曲線は、クリッピングノイズの確率が１ｅ−３の場合の各サブキャリアにおける原ＳＮＲと調整後の新ＳＮＲをそれぞれ表す。これから分かるように、ＳＮＲマージンを用いて原ＳＮＲを調整して、新ＳＮＲを取得する。

図５は、原ＳＮＲと新ＳＮＲに対してビット割り当てを行った後のＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ：ビット誤り率）の対比を示す図である。図５から分かるように、新ＳＮＲを用いてビット割り当てを行った後のＢＥＲは、原ＳＮＲを用いてビット割り当てを行った後のＢＥＲよりも遥かに低い。

本実施例のビット割り当て方法によれば、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

＜実施例２＞
本発明の実施例はマルチキャリア変調信号のビット割り当て装置をさらに提供し、該装置の問題解決の原理は実施例１の方法と類似するため、その具体的な実施は実施例１の方法の実施を参照してもよく、重複する内容の説明が省略される。

図６は本実施例のマルチキャリア変調信号のビット割り当て装置の構成を示す図である。図６に示すように、該装置６００は、決定部６０１及び割り当て部６０２を含む。決定部６０１は、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定する。割り当て部６０２は、ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる。

１つの態様では、図７に示すように、決定部６０１は、波形処理モジュール７０１、計数モジュール７０２及び読み取りモジュール７０３を含む。

波形処理モジュール７０１は、マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行う。計数モジュール７０２は、予め設定された時間ウィンドウ内に、時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数する。読み取りモジュール７０３は、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、確率分布から最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、ＳＮＲマージンとする。

１つの態様では、図８に示すように、割り当て部６０２は、決定モジュール８０１及び割り当てモジュール８０２を含む。

決定モジュール８０１は、読み取られたクリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定する。割り当てモジュール８０２は、各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる。

各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

であってもよい。

ここで、ｉはサブキャリアの番号であり、マルチキャリア通信システムに合計ｋ個のサブキャリアがあると仮定し、ｉ＝１，２，…，ｋ、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉ及びＳＮＲ_ｍ，ｉの単位は共に線形単位（非ｄＢ）であり、αはＳＮＲマージンの補正係数である。

本実施例のビット割り当て装置によれば、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

＜実施例３＞
本願の実施例は送信機、例えばマルチキャリア通信システムにおける基地局をさらに提供し、該送信機は、実施例２に記載のマルチキャリア変調信号のビット割り当て装置を含んでもよい。

図９は本実施例の送信機の構成を示す図である。図９に示すように、送信機９００は、中央処理装置（ＣＰＵ）９０１及びメモリ９０２を含んでもよく、メモリ９０２は中央処理装置９０１に接続される。メモリ９０２は、各種のデータを記憶し、情報処理のプログラムをさらに記憶し、中央処理装置９０１の制御により該プログラムを実行してもよい。

１つの態様では、実施例２に記載のビット割り当て装置の機能は中央処理装置９０１に統合されてもよい。ここで、中央処理装置９０１は、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当ててもよい。

好ましくは、中央処理装置９０１は、マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、予め設定された時間ウィンドウ内に、時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数し、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、確率分布から最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、ＳＮＲマージンとし、読み取られたクリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当ててもよい。

ここで、各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

であってもよい。

もう１つの態様では、実施例２に記載のビット割り当て装置は中央処理装置９０１とそれぞれ構成されてもよく、例えばビット割り当て装置は中央処理装置９０１に接続されたチップであり、中央処理装置９０１の制御によりビット割り当て装置の機能を実現してもよい。

また、図９に示すように、送信機９００は送受信機９０３及びアンテナ９０４等をさらに含んでもよく、上記ユニットの機能は従来技術と類似し、ここでその説明が省略される。なお、送信機９００は図９に示す全てのユニットを含む必要がない。また、送信機９００は、図９に示されていないユニットをさらに含んでもよく、従来技術を参照してもよい。

本願の実施例の送信機は、本願の実施例のビット割り当て装置を採用し、ＳＮＲマージンを設定することで、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

＜実施例４＞
本願の実施例は受信機、例えばマルチキャリア通信システムにおけるユーザ装置をさらに提供し、該受信機は、実施例２に記載のマルチキャリア変調信号のビット割り当て装置を含んでもよい。

図１０は本実施例の受信機の構成を示す図である。図１０に示すように、受信機１０００は、中央処理装置（ＣＰＵ）１００１及びメモリ１００２を含んでもよく、メモリ１００２は中央処理装置１００１に接続される。なお、該図は単なる例示的なものであり、電気通信機能又は他の機能を実現するように、他の種類の構成を用いて、該構成を補充又は代替してもよい。

１つの態様では、実施例２に記載のビット割り当て装置の機能は中央処理装置１００１に統合されてもよい。ここで、中央処理装置１００１は、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当ててもよい。

好ましくは、中央処理装置１００１は、マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、予め設定された時間ウィンドウ内に、時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数し、予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、確率分布から最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、ＳＮＲマージンとし、読み取られたクリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当ててもよい。

ここで、各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

であってもよい。

もう１つの態様では、該ビット割り当て装置は中央処理装置１００１とそれぞれ構成されてもよく、例えばビット割り当て装置は中央処理装置１００１に接続されたチップであり、中央処理装置１００１の制御によりビット割り当て装置の機能を実現してもよい。

図１０に示すように、受信機１０００は、通信モジュール１００３、入力部１００４、音声処理部１００５、ディスプレイ１００６、電源１００７をさらに含んでもよい。なお、受信機１０００は図１０に示す全てのユニットを含む必要がない。また、受信機１０００は、図１０に示されていないユニットをさらに含んでもよく、従来技術を参照してもよい。

図１０に示すように、中央処理装置１００１は、コントローラ又は操作制御部とも称され、マイクロプロセッサ又は他の処理装置及び／又は論理装置を含んでもよく、中央処理装置１００１は入力を受信し、受信機１０００の各部の操作を制御する。

ここで、メモリ１００２は、例えばバッファ、フラッシュメモリ、ハードディスク、移動可能な媒体、発揮性メモリ、不発揮性メモリ、又は他の適切な装置の１つ又は複数であってもよい。予め定義され、或いは予め設定された情報を記憶してもよいし、関連情報を実行するためのプログラムをさらに記憶してもよい。また、中央処理装置１００１は、メモリ１００２に記憶されたプログラムを実行し、情報の記憶又は処理などを実現してもよい。他の部材は従来技術に類似するため、ここでその説明が省略される。受信機１０００の各部は、本発明の範囲から逸脱することなく、特定のハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその組み合わせによって実現されてもよい。

本願の実施例の受信機は、本願の実施例のビット割り当て装置を採用し、ＳＮＲマージンを設定することで、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

＜実施例５＞
本願の実施例はマルチキャリア通信システムをさらに提供し、図１１は該システムの構成を示す図である。図１１に示すように、該通信システム１１００は、送信機１１０１、受信機１１０２及びビット割り当て装置１１０３を含む。ビット割り当て装置１１０３は実施例２のビット割り当て装置により実現されてもよく、ここにその内容を援用し、その説明が省略される。

本願の実施例のマルチキャリア通信システムは、本願の実施例のビット割り当て装置を採用し、ＳＮＲマージンを設定することで、強いクリッピングノイズが発生しても、大量のバーストエラーが生じることないため、マルチキャリア通信システムにおけるバーストエラーを低減させることができ、ＦＥＣ復号の成功を確保できる。

本発明の実施例は、ビット割り当て装置においてプログラムを実行する際に、コンピュータに、該ビット割り当て装置において実施例１に記載の方法を実行させる、コンピュータ読み取り可能なプログラムをさらに提供する。

本発明の実施例は、コンピュータに、ビット割り当て装置において実施例１に記載の方法を実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する、記憶媒体をさらに提供する。

本発明の以上の装置及び方法は、ハードウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアを結合して実現されてもよい。本発明はコンピュータが読み取り可能なプログラムに関し、該プログラムは論理部により実行される時に、該ロジック部に上述した装置又は構成要件を実現させる、或いは該ロジック部に上述した各種の方法又はステップを実現させることができる。本発明は上記のプログラムを記憶するための記憶媒体、例えばハードディスク、ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等に関する。

以上、具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び修正を行ってもよく、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。

また、上述の各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
マルチキャリア通信システムにおけるビット割り当て装置であって、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定する決定手段と、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる割り当て手段と、を含む、ビット割り当て装置。
（付記２）
前記決定手段は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行う波形処理モジュールと、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数する計数モジュールと、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、前記確率分布から前記最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする読み取りモジュールと、を含む、付記１に記載のビット割り当て装置。
（付記３）
前記割り当て手段は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定する決定モジュールと、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる割り当てモジュールと、を含む、付記２に記載のビット割り当て装置。
（付記４）
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、付記３に記載のビット割り当て装置。
（付記５）
マルチキャリア通信システムにおける送信機であって、前記送信機はビット割り当て装置を含み、
前記ビット割り当て装置は、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる、送信機。
（付記６）
前記ビット割り当て装置は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数し、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、前記確率分布から前記最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする、付記５に記載の送信機。
（付記７）
前記ビット割り当て装置は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる、付記６に記載の送信機。
（付記８）
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、付記７に記載の送信機。
（付記９）
マルチキャリア通信システムにおける受信機であって、前記受信機はビット割り当て装置を含み、
前記ビット割り当て装置は、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる、受信機。
（付記１０）
前記ビット割り当て装置は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の確率分布を計数し、
予め設定されたシステムが許容できる最大クリッピングノイズの確率に基づいて、前記確率分布から前記最大クリッピングノイズの確率に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする、付記９に記載の受信機。
（付記１１）
前記ビット割り当て装置は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる、付記１０に記載の受信機。
（付記１２）
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、付記１１に記載の受信機。

Claims

マルチキャリア通信システムにおけるビット割り当て装置であって、
予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定する決定手段と、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当てる割り当て手段と、を含み、
前記決定手段は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行う波形処理モジュールと、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の相補累積分布関数の統計を計数する計数モジュールと、
前記相補累積分布関数の統計から前記予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする読み取りモジュールと、を含む、ビット割り当て装置。
前記割り当て手段は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定する決定モジュールと、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる割り当てモジュールと、を含む、請求項１に記載のビット割り当て装置。
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、請求項２に記載のビット割り当て装置。
マルチキャリア通信システムにおける送信機であって、前記送信機はビット割り当て装置を含み、
前記ビット割り当て装置は、
予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当て、
前記ビット割り当て装置は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の相補累積分布関数の統計を計数し、
前記相補累積分布関数の統計から前記予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする、送信機。
前記ビット割り当て装置は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる、請求項４に記載の送信機。
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、請求項５に記載の送信機。
送信機と受信機とを含むマルチキャリア通信システムであって、前記送信機はビット割り当て装置を含み、
前記ビット割り当て装置は、
予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に基づいて、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージンを決定し、
前記ＳＮＲマージンに基づいて、マルチキャリア変調信号のために各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力を割り当て、
前記ビット割り当て装置は、
前記マルチキャリア変調信号のために割り当てられた各サブキャリアにおける変調ビット数及び電力に基づいて時間領域信号の波形を取得し、前記時間領域信号の波形に対してクリッピング操作を行い、
予め設定された時間ウィンドウ内に、前記時間領域信号の波形のクリッピングノイズの電力を算出し、クリッピングノイズの電力の相補累積分布関数の統計を計数し、
前記相補累積分布関数の統計から前記予め設定されたクリッピングノイズの相補累積分布関数の値に対応するクリッピングノイズの電力を読み取って、前記ＳＮＲマージンとする、マルチキャリア通信システム。
前記ビット割り当て装置は、
読み取られた前記クリッピングノイズの電力及び各サブキャリアの原ＳＮＲに基づいて、各サブキャリアの新しいＳＮＲを決定し、
各サブキャリアの新しいＳＮＲ及び通信システムの速度に対応するビット数に基づいて、各サブキャリアのために新しいビット数及び電力を割り当てる、請求項７に記載のマルチキャリア通信システム。
前記各サブキャリアの新しいＳＮＲは、

となり、ｉはサブキャリアの番号であり、ｉ＝１，２，…，ｋ、ｋはサブキャリアの数であり、Ｐ_ｃｌｉｐは前記ＳＮＲマージンであり、ＳＮＲ_ｏ，ｉはｉ番目のサブキャリアの原ＳＮＲであり、ＳＮＲ_ｍ，ｉはｉ番目のサブキャリアの新しいＳＮＲであり、αはＳＮＲマージンの補正係数である、請求項８に記載のマルチキャリア通信システム。