KR20020088083A - 피크 전력 억압 장치와 그 방법, 통신 단말 장치, 및기지국 장치 - Google Patents

피크 전력 억압 장치와 그 방법, 통신 단말 장치, 및기지국 장치 Download PDF

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KR20020088083A
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Abstract

기억 용량 및 연산량을 억제하면서 OFDM 신호의 피크 전력을 억압할 수 있는 피크 전력 억압 장치 및 피크 전력 억압 방법이 개시된다. 주파수 시프트부(103)는, IFFT부(102)에 생성된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 피크 억압 캐리어의 주파수가 0으로 되도록 주파수 시프트를 실시한다. 직류 설정부(105)는, 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 직류 신호를 산출한다. 가산부(106)는, 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호에, 직류 설정부(105)로부터의 직류 신호를 가산한다. 주파수 시프트부(111)는, 직류 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 피크 억압 캐리어의 주파수를 본래로 되돌리도록 주파수 시프트를 실시한다.

Description

피크 전력 억압 장치와 그 방법, 통신 단말 장치, 및 기지국 장치{PEAK POWER SUPPRESSING APPARATUS AND PEAK POWER SUPPRESSING METHOD}
최근, 주파수의 이용 효율을 높이는 변조 방식으로서, OFDM 변조 방식 등의 멀티 캐리어 변조 방식이 주목되어 있다. 멀티 캐리어 변조 방식에 있어서, 특히 OFDM 변조 방식은, 가장 주파수의 이용 효율이 높은 변조 방식이다. 이 OFDM 변조 방식에서는, 정보 신호가 중첩되는 수백 개의 반송파(서브 캐리어)가 서로 직교하고 있기 때문에, 주파수의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 OFDM 변조 방식에서는, 정보 신호 등을 복수의 반송파에 중첩시켜 OFDM 신호(멀티 캐리어 신호)를 생성하고, 이 멀티 캐리어 신호에 대해 소정의 송신 처리를 실시하여 송신 신호를 생성하며, 이 송신 신호를 전력 증폭기에 의해 증폭하여 송신하고 있다.
이 때문에, 생성되는 멀티 캐리어 신호의 피크 대 평균 전력비(평균 전력에 대한 피크 전력)가 반송파의 수에 비례하여 커진다고 하는 결점이 있다. 이 결과, 상기 전력 증폭기에 있어서의 비선형 왜곡의 영향이 커지기 때문에, 대역 외부로의 스펙트럼 방사가 증가하게 된다.
OFDM 변조 방식 이외의 멀티 캐리어 변조 방식에 있어서도, 정보 신호를 중첩하기 위해서 복수의 반송파가 이용된다. 따라서, 어떠한 멀티 캐리어 변조 방식에 있어서도, 상기한 바와 같은 문제가 마찬가지로 발생할 것이다. 그래서, 종래, 멀티 캐리어 신호에 있어서의 피크 전력을 억압하기 위해서, 정보 신호가 중첩되는 서브 캐리어중의 소정 수의 서브 캐리어를 피크 억압 캐리어로서 이용하는 피크 전력 억압 장치가 이용되고 있다.
우선 첫째로, 종래의 피크 전력 억압 장치의 제 1 예에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 종래의 피크 전력 억압 장치의 구성(제 1 예)을 나타내는 블럭도이다. 또, 도 1에는, 총 서브 캐리어 수를 6으로 하고, 피크 억압 캐리어의 수를 2(여기서는, 제 1 피크 억압 캐리어와 제 2 피크 억압 캐리어의 2개로 함)로 하며, 변조 방식으로서 BPSK 변조 방식을 이용한 경우의 예가 도시되어 있다.
도 1에 있어서, 1계열의 송신 데이터(정보 신호)는, 시리얼/패러랠(이하「S/P」라고 함) 변환기(11)에 의해, 복수 계열(여기서는 6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터로 변환된 후, IFFT(역퓨리에 변환)부(13), 기억부(12-1), 및 기억부(12-2)에 출력된다.
기억부(12-1)(기억부(12-2))에서는, S/P 변환기(11)로부터의 복수 계열의 송신 데이터에 따라서, 제 1 피크 억압 캐리어(제 2 피크 억압 캐리어)에 중첩해야 할 억압 신호(소정의 위상과 소정의 진폭을 갖는 신호)가 판독된다. 이 기억부(12-1)(기억부(12-2))에는, S/P 변환기(11)로부터의 복수 계열의 송신 데이터 패턴에 따른 억압 신호가 기억되어 있다. 기억부(12-1) 및 기억부(12-2)에 의해 판독된 억압 신호는, IFFT부(13)에 출력된다.
IFFT부(13)에서는, S/P 변환기(11)로부터의 복수 계열의 송신 데이터, 기억부(12-1)로부터의 억압 신호, 및 기억부(12-2)로부터의 억압 신호를 이용한 IFFT 처리(역퓨리에 변환 처리)가 이루어지는 것에 의해, 8 계열, 즉 8 샘플의 OFDM 신호(구체적으로는, 예컨대, 1.255 + j3.445 등과 같은 복소 신호가 8 샘플분만큼)가 생성된다. 즉, S/P 변환기(11)로부터의 복수 계열(6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터가 각각 계열 고유의 서브 캐리어에 중첩되고, 기억부(12-1)로부터의 억압 신호가 제 1 피크 억압 캐리어에 중첩되며, 기억부(12-2)로부터의 억압 신호가 제 2 피크 억압 캐리어에 중첩된, 8 계열, 즉 8 샘플의 OFDM 신호가 생성된다. 이것에 의해, IFFT부(13)에 의해 피크 전력이 억압된 OFDM 신호가 얻어진다.
IFFT부(13)에 의해 생성된 복수 계열(8 계열, 즉 8 샘플)의 OFDM 신호는, 패러랠/시리얼(이하「P/S」라고 함) 변환기(14)에 의해, 1 계열의 송신 신호로 변환된다. 이것에 의해 피크 전력이 억압된 송신 신호가 얻어진다.
다음에, 종래의 피크 전력 억압 장치의 제 2 예에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 종래의 피크 전력 억압 장치의 구성(제 2 예)을 나타내는 블럭도이다. 또, 도 2에는, 총 서브 캐리어 수를 6으로 하고, 피크 억압 캐리어의 수를 2(여기서는, 제 3 피크 억압 캐리어와 제 4 피크 억압 캐리어의 2개로 함)로 하며, 변조 방식으로서 BPSK 변조 방식을 이용한 경우의 예가 나타내어져 있다.
도 2에 있어서, 1 계열의 송신 데이터(정보 신호)는, S/P 변환기(21)에 의해, 복수 계열(여기서는 6 계열, 즉 샘플)의 송신 데이터로 변환된 후, IFFT부(22)에 출력된다. IFFT부(22)에서는, S/P 변환기(21)로부터의 복수 계열의 송신 데이터를 이용한 IFFT 처리가 이루어지는 것에 의해, 8 계열, 즉 8샘플의 제 1 OFDM 신호가 생성된다. 즉, S/P 변환기(21)로부터의 복수 계열(6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터가 각각 계열 고유의 서브 캐리어에 중첩되고, 진폭이 0인 신호가 제 3 피크 억압 캐리어 및 제 4 피크 억압 캐리어에 중첩된, 8 계열, 즉 8 샘플의 제 1 OFDM 신호가 생성된다. 생성된 제 1 OFDM 신호는, 기억부(23)에 기억된 후, 반복 연산부(24) 및 가산부(25)에 출력된다.
반복 연산부(24)에서는, 소정의 알고리즘을 이용한 반복 연산이 이루어지는 것에 의해, 기억부(23)에 기억된 제 1 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 것과 같은 억압 신호가 산출된다. 즉, 제 1 OFDM 신호의 피크 전력이 소정값 이하로 될 때까지, 순차적으로 억압 신호를 변화시켜 수속시켜 간다고 하는 반복 연산이 행해진다.
이 억압 신호는, 소정의 위상과 소정의 진폭을 갖는 정현파이다. 산출된 억압 신호는, 가산부(25)에 있어서, 기억부(23)에 기억된 제 1 OFDM 신호에 가산된다. 이것에 의해 피크 전력이 억압된 8 계열, 즉 8 샘플의 제 2 OFDM 신호가 생성된다.
이 제 2 OFDM 신호는, S/P 변환기(21)로부터의 복수 계열(6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터가 각각 계열 고유의 서브 캐리어에 중첩되고, 반복 연산부(24)에 의해 산출된 억압 신호가 제 3 피크 억압 캐리어에 중첩되며, 진폭이 0인 신호가 제 4 피크 억압 캐리어에 중첩된, 8 계열, 즉 8 샘플의 OFDM 신호와 등가이다. 생성된 제 2 OFDM 신호는, 기억부(26)에 기억된 후, 반복 연산부(27) 및 가산부(28)에 출력된다.
반복 연산부(27)에서는, 소정의 알고리즘을 이용한 반복 연산이 이루어지는 것에 의해, 기억부(26)에 기억된 제 2 OFDM 신호의 피크를 억압하도록 억압 신호가 산출된다. 즉, 제 2 OFDM 신호의 피크 전력이 소정값 이하로 될 때까지, 순차적으로 억압 신호를 변화시켜 수속시켜 간다고 하는 반복 연산이 행해진다.
이 억압 신호는, 상술한 바와 같이 소정의 위상과 소정의 진폭을 갖는 정현파이다. 산출된 억압 신호는, 가산부(28)에 있어서, 기억부(26)에 기억된 새로운 OFDM 신호에 가산된다. 이것에 의해 피크 전력이 억압된 8 계열, 즉 8 샘플의 제 3 OFDM 신호가 생성된다.
이 제 3 OFDM 신호는, S/P 변환기(21)로부터의 복수 계열(6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터가 각각 계열 고유의 서브 캐리어에 중첩되고, 반복 연산부(24)에 의해 산출된 억압 신호가 제 3 피크 억압 캐리어에 중첩되며, 반복 연산부(27)에 의해 산출된 억압 신호가 제 4 피크 억압캐리어에 중첩된, 8 계열, 즉 8 샘플의 OFDM 신호와 등가이다.
생성된 복수 계열(8 계열, 즉 8 샘플)의 제 3 OFDM 신호는, P/S 변환기(29)에 의해, 1 계열의 송신 신호로 변환된다. 이것에 의해 피크 전력이 억압된 송신 신호가 얻어진다.
그러나, 상기 종래의 피크 전력 억압 장치에 있어서는, 다음과 같은 문제가 있다. 우선 첫째로, 상기 종래의 제 1 예의 피크 전력 억압 장치에 있어서는, 총 서브 캐리어 수가 증가하면, 기억부(12-1) 및 기억부(12-2)에 입력되는 송신 데이터 패턴의 수가 방대하게 된다. 이것에 의해, 기억부(12-1) 및 기억부(12-2)가 기억해야 할 데이터의 용량이 방대하게 된다. 구체적으로는, 각 기억부(12-1, 12-2)가 기억해야 할 데이터의 용량은, 총 서브 캐리어 수에 대해 지수 함수적으로 증가한다. 또한, 각 기억부(12-1, 12-2)가 기억해야 할 데이터의 용량은, 피크 억압 캐리어의 수에도 비례하여 증가한다. 또한, 전체 서브 캐리어 중에서 피크 억압 캐리어가 고정적으로 설정되어 있지 않은 경우에는, 각 기억부(12-1, 12-2)가 기억해야 할 데이터의 수는 더 증가한다.
둘째로, 상기 종래의 제 2 예의 피크 전력 억압 장치에 있어서는, 반복 연산을 이용하여, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 억압 신호를 산출하고 있기 때문에, 방대한 연산량이 필요하게 된다. 또한, 피크 억압 캐리어의 수가 증가함에 따라서, 산출해야 할 억압 신호의 수가 증대하기 때문에, 더 많은 연산량이 필요하게 된다.
이상과 같이, 상기 종래의 피크 전력 억압 장치에 있어서는, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위해서는, 방대한 기억 용량 또는 방대한 연산량을 필요로 한다고 하는 문제가 있다.
발명의 개시
본 발명의 목적은, 기억 용량 및 연산량을 억제하면서 OFDM 신호의 피크 전력을 억압할 수 있는 피크 전력 억압 장치 및 피크 전력 억압 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 피크 전력 억압 장치는, 전체 반송파 중 특정의 반송파에 진폭이 0인 신호가 중첩된 멀티 캐리어 신호를 생성하는 생성 수단과, 생성된 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수가 0으로 되도록 주파수 시프트를 실행하는 제 1 주파수 시프트 수단과, 생성된 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호를 주파수 시프트 후의 멀티 캐리어 신호에 가산하는 가산 수단과, 가산하여 얻어진 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수를 본래로 되돌리도록 주파수 시프트를 실행하는 제 2 주파수 시프트 수단을 구비한다.
본 발명은, OFDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식 등의 멀티 캐리어 변조 방식을 이용한 통신에 있어서, 생성되는 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압하는 피크 전력 억압 장치 및 피크 전력 억압 방법에 관한 것이다.
도 1은, 종래의 피크 전력 억압 장치의 구성(제 1 예)을 나타내는 블록도,
도 2는, 종래의 피크 전력 억압 장치의 구성(제 2 예)을 나타내는 블록도,
도 3은, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 4의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 의해 생성되는 제 1 OFDM 신호에 있어서의 서브 캐리어의 모양을 나타내는 모식도,
도 4의 (b)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 의해 주파수 시프트된 제 1 OFDM 신호에 있어서의 서브 캐리어의 모양을 나타내는 모식도,
도 4의 (c)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 의해 주파수 시프트된 제 2 OFDM 신호에 있어서의 서브 캐리어의 모양을 나타내는 모식도,
도 5는, 본 발명의 실시예 2에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 6은, 본 발명의 실시예 2에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 모양을 나타내는 모식도,
도 7은, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 8의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 일례를 나타내는 모식도,
도 8의 (b)는, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 제 1 예를 나타내는 모식도,
도 8의 (c)는, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 제 2 예를 나타내는 모식도,
도 9의 (a)는, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 OFDM 신호의 실부 파형의 모양을 나타내는 모식도,
도 9의 (b)는, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 준최적의 피크 억압 신호가 가산된 OFDM 신호의 실부 파형의 모양을 나타내는 모식도,
도 10은, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 직류 설정부의 구성을 나타내는 블럭도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명자는, OFDM 신호에 있어서의 주파수가 0인 서브 캐리어에는, 직류 신호를 중첩할 수 있는 것에 주목하여, 우선, 생성된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 소정 서브 캐리어의 주파수를 0으로 하는 것과 같은 주파수 시프트를 실시하고, 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호에 직류 신호를 가산한 후, 직류 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 상기 소정 서브 캐리어의 주파수를 본래로 되돌리는 것과 같은 주파수 시프트를 실시하는 것에 의해, 상기 소정 서브 캐리어에 피크 전력을 억압하는 신호가 중첩된 OFDM 신호를 생성할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 하는 것에 일렀다.
본 발명의 골자는, 전체 서브 캐리어 중 소정의 서브 캐리어에 진폭이 0인 신호를 중첩하여 생성된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 상기 소정 서브 캐리어의 주파수를 0으로 하도록 주파수 시프트를 실시하고, 주파수 시프트된 OFDM 신호에, 이 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호를 가산하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 3은, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또, 본 실시예에서는, 일례로서, 총 서브 캐리어 수를 6으로 하고, 피크 억압 캐리어의 수를 2(제 1 피크 억압 캐리어와 제 2 피크 억압 캐리어의 2개)로 한 경우에 대해 설명한다. 이하, 주파수의 단위를 모두 [Hz]로서 설명한다.
도 3에 있어서, S/P 변환기(101)는, 1 계열의 송신 데이터(정보 신호)를 복수 계열(여기서는 6 계열, 즉 6 샘플)의 송신 데이터로 변환한다. IFFT부(102)는, S/P 변환기(101)로부터의 복수 계열의 송신 데이터, 및, 진폭이 0인 신호를 이용하여, IFFT 처리를 행하는 것에 의해, 제 1 OFDM 신호를 생성한다. 주파수 시프트부(103)는, IFFT부(102)에 의해 생성된 제 1 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트(주파수 변환)를 실시한다. 기억부(104)는, 주파수 시프트부(103)에 의해 주파수 시프트가 실시된 제 1 OFDM 신호를 기억하여, 직류 설정부(105) 및 가산부(106)에 출력한다.
직류 설정부(105)는, 기억부(104)에 기억된 제 1 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 직류 신호(여기서는 제 1 억압 신호)를 가산부(106)에 출력한다. 가산부(106)는, 기억부(104)에 기억된 제 1 OFDM 신호와 직류 설정부(105)로부터의 제 1 억압 신호를 가산하는 것에 의해, 새로운 OFDM 신호(여기서는 제 2 OFDM 신호)를 생성한다.
주파수 시프트부(107)는, 가산부(106)에 의해 생성된 제 2 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트(주파수 변환)를 실시한다. 기억부(108)는, 주파수 시프트부(107)에 의해 주파수 시프트가 실시된 제 2 OFDM 신호를 기억하여, 직류 설정부(109) 및 가산부(110)에 출력한다.
직류 설정부(109)는, 기억부(108)에 기억된 제 2 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 직류 신호(여기서는 제 2 억압 신호)를 가산부(110)에 출력한다. 가산부(110)는, 기억부(108)에 기억된 제 2 OFDM 신호와 직류 설정부(109)로부터의 제 2 억압 신호를 가산하는 것에 의해, 새로운 OFDM 신호(여기서는 제 3 OFDM 신호)를 생성한다.
주파수 시프트부(111)는, 가산부(110)에 의해 생성된 제 3 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시한다. P/S 변환기(112)는, 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호를 1 계열의 송신 신호로 변환한다.
다음에, 상기 구성을 갖는 피크 전력 억압 장치의 동작에 대해, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 주파수 시프트부(103, 107, 111)에 의해 이루어지는 주파수 시프트의 모양을 나타내는 모식도이다.
1 계열의 송신 데이터(정보 신호)는, S/P 변환기(101)에 의해, 6 계열(제 1 계열 내지 제 6 계열), 즉 6 샘플의 송신 데이터로 변환된 후, IFFT부(102)에 출력된다. IFFT부(102)에서는, S/P 변환기(101)로부터의 6 계열, 즉 6 샘플의 송신 데이터를 이용한 IFFT 처리가 이루어지는 것에 의해, 8 계열, 즉 8 샘플의 제 1 OFDM신호가 생성된다. 즉, S/P 변환기(101)로부터의 6 계열의 송신 데이터가 각각 계열 고유의 서브 캐리어에 중첩되고, 진폭이 0인 신호가 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어에 중첩된, 8 계열, 즉 8 샘플의 제 1 OFDM 신호가 생성된다.
구체적으로는, 도 4의 (a)를 참조하면, 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터가 각각 서브 캐리어(데이터 캐리어)(202)로부터 서브 캐리어(데이터 캐리어)(207)에 중첩되고, 진폭이 0인 신호가 제 1 피크 억압 캐리어(208) 및 제 2 피크 억압 캐리어(201)에 중첩된, 8 계열의 제 1 OFDM 신호가 생성된다. 제 1 피크 억압 캐리어(208)는 주파수축상의 주파수 fA에 배치되고, 제 2 피크 억압 캐리어(201)는 주파수축상의 주파수 fB에 배치되어 있다. 즉, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는 fA이며, 제 2 피크 억압 캐리어의 주파수는 fB이다.
IFFT부(102)에 의해 생성된 제 1 OFDM 신호는, 주파수 시프트부(103)에 의해 주파수 시프트가 실시된다. 구체적으로는, 도 4의 (a)를 참조하면, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수가 0으로 되도록, 제 1 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트가 실시된다. 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 OFDM 신호에 있어서의 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는 fA이기 때문에, 제 1 OFDM 신호는 -fA만큼 주파수 시프트가 실시된다.
여기서, 주파수 시프트란, 주파수 시프트 대상으로 되는 신호(여기서는, 제 1 OFDM 신호)의 각 스펙트럼을 주파수축상에 있어서 평행 이동시키는 것에 상당한다. 구체적으로는, 주파수 시프트 대상으로 되는 신호를 Y[Hz]만큼 주파수 시프트시키면, 이 신호에 있어서의 X[Hz]의 성분은 X+Y[Hz]로 된다. X는, 이 신호에 있어서의 신호 대역에 적합하다. 예컨대, 소정의 신호에 대해 100[Hz]의 주파수 시프트를 실시하면, 이 신호에 있어서의 10[Hz]의 성분은, 110[Hz]로 이동하고, 이 신호에 있어서의 -10[Hz]의 성분은, 90[Hz]로 이동한다.
이러한 주파수 시프트에 의해, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는 0으로 되고, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는 fB-fA로 된다. 주파수 시프트가 실시된 제 1 OFDM 신호는, 기억부(104)에 기억된 후, 직류 설정부(105) 및 가산부(106)에 출력된다.
직류 설정부(105)에서는, 기억부(104)에 기억된 제 1 OFDM 신호를 이용하여, 이 제 1 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호, 즉 제 1 억압 신호가 산출된다. 이 제 1 억압 신호란, 구체적으로는, 제 1 OFDM 신호에 가산되는 것에 의해, 이 제 1 OFDM 신호의 실부와 허부와의 2승합을 최소로 하는 신호이다. 이 제 1 억압 신호는, 예컨대, 다음에 나타내는 2개의 방법에 의해 산출 가능하다.
우선 제 1 방법에 대해 설명한다. 여기서는, 제 1 OFDM 신호의 1 심볼의 샘플 수를 N으로 하고, N 점의 샘플을 a0, a1,...., aN-1로 한다. 구하고자 하는 제 1 억압 신호(DC값)를 b로 한다. a 및 b는 모두 복소수이다.
구해야 할 제 1 억압 신호는, MAX(｜a0-b｜2, ｜a1-b｜2,....｜aN-1-b｜2)를 최소로 하는 b이다.
b의 실부를 bR로 하고, b의 허부를 bI로 하면, ｜a0-b｜2, ｜a1-b｜2,....｜aN-1-b｜2는, 각각, bR과 bI의 2개의 축상에 면으로서 표시된다(3차원 그래프로 됨). N개의 면에서의 가장 큰 부분을 덮는 면이 MAX(｜a0-b｜2, ｜a1-b｜2,....｜aN-1-b｜2)이다. 따라서, 이 면의 최저점을 찾아내면, 최적의 b를 구할 수 있다. 구체적으로는, bR과 bI를 파라미터로 하면, 최적의 제 1 억압 신호 b를 구할 수 있다. 단, MAX라는 비선형 연산이 들어가기 때문에, 최적의 제 1 억압 신호 b를 해석적으로 구하는 것은 불가능하다.
다음에, 제 2 방법에 대해 설명한다. 상술한 제 1 방법을 이용한 경우에는, 파라미터(bR과 bI)가 정하는 방법에 의해서, 제 1 억압 신호의 정밀도와 제 1 억압 신호의 연산량이 트레이드 오프(trade off)의 관계로 된다. 따라서, 제 1 억압 신호를 보다 간단히 구하는 것이 요구된다.
그래서, 우선, 모든 샘플점을 복소 평면상에 벡터 표시시킨다. 다음에, 이들 모든 점이 포함되는 최소의 원(여기서는 편의적으로「최소 원」이라고 함)을 구한다. 이 최소의 원의 중심과 상기 복소 평면의 중심과의 차이(벡터)가 b이다.
모든 벡터(구체적으로는, 모든 샘플점과 원점을 맺는 선) 중, 상호 거리가 가장 떨어진 2개의 벡터 세트(여기서는 A 및 B로 함)를 찾으면, A와 B를 맺는 선에 있어서의 중점을 중심으로 하고, 또한, A 및 B를 원주 상에 포함하는 원(여기서는편의적으로「기준 원」으로 함)보다도 작은 최소 원은 존재하지 않는 것이 명백하다. 이 기준 원내에 모든 샘플점이 포함되어 있으면, 이 기준 원의 중심과 상기 복소 평면의 중심과의 차이(벡터)가 최적의 b로 된다.
이 제 2 방법에서는, 모든 기준 원내에, 반드시 모든 샘플점이 포함되는 것에 한정하지 않으나, 이 기준 원보다 작은 원의 중심과 상기 복소 평면의 중심과의 차이는 해(解)가 될 수 없다. 이것에 의해, 상술한 제 1 방법에서 설명한 bR 및 bI의 탐색 범위를 좁힐 수 있다. 이 후, 상술한 제 1 방법을 이용하는 것에 의해, 최적의 제 1 억압 신호를 구할 수 있다. 이상, 제 1 억압 신호의 산출 방법에 대해 설명하였다.
직류 설정부(105)에 의해 산출된 제 1 억압 신호는, 가산부(106)에 있어서, 기억부(104)로부터의 제 1 OFDM 신호와 가산된다. 이것에 의해, 피크 전력이 억압된 제 2 OFDM 신호가 생성된다. 즉, 기억부(104)로부터의 제 1 OFDM 신호에, 제 1 억압 신호에 대응하는 직류 성분이 가산된다.
가산부(106)에 의해 생성된 제 2 OFDM 신호는, 주파수 시프트부(107)에 의해 주파수 시프트가 실시된다. 구체적으로는, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수가 0으로 되도록, 제 2 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트가 실시된다. 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 OFDM 신호에 있어서의 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는 fB-fA이기 때문에, 제 2 OFDM 신호는 fA-fB만큼 주파수 시프트가 실시된다. 이 주파수 시프트에 의해, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는 0으로 되고, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는fA+fB로 된다. 주파수 시프트가 실시된 제 2 OFDM 신호는, 기억부(108)에 기억된 후, 직류 설정부(109) 및 가산부(110)에 출력된다.
직류 설정부(109)에서는, 기억부(108)에 기억된 제 2 OFDM 신호를 이용하여, 이 제 2 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호, 즉 제 2 억압 신호가 산출된다. 이 제 2 억압 신호란, 구체적으로는, 제 2 OFDM 신호에 가산되는 것에 의해, 이 제 2 OFDM 신호의 실부와 허부와의 2승합을 최소로 하는 신호이다. 이 제 2 억압 신호의 산출은, 상술한 직류 설정부(105)에 의해 이용되는 것과 마찬가지의 방법을 이용하여 실행된다.
직류 설정부(109)에 의해 산출된 제 2 억압 신호는, 가산부(110)에 있어서, 기억부(108)로부터의 제 2 OFDM 신호와 가산된다. 이것에 의해, 피크 전력이 억압된 제 3 OFDM 신호가 생성된다. 즉, 기억부(108)로부터의 제 2 OFDM 신호에, 제 2 억압 신호에 대응하는 직류 성분이 가산된다.
가산부(110)에 의해 생성된 제 3 OFDM 신호는, 주파수 시프트부(111)에 의해 주파수 시프트가 실시된다. 구체적으로는, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수가 fA로 되고, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수가 fB로 되도록, 제 3 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트가 실시된다. 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는 fA+fB이며, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는 0이기 때문에, 제 3 OFDM 신호는 -fB만큼 주파수 시프트가 실시된다. 이 주파수 시프트에 의해, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는, fA, 즉 주파수 시프트 전의 제 1 OFDM 신호에 있어서의 제 1 피크 억압 캐리어(208)와 동일한 주파수로 되고, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는, fB, 즉 주파수 시프트 전의 제 1 OFDM 신호에 있어서의 제 2 피크 억압 캐리어(201)와 동일한 주파수로 된다.
여기서, 주파수 시프트부(111)에 의해 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호에 대해 고찰한다. 기억부(104)에 기억된 제 1 OFDM 신호에 대해 가산부(106)에 의해 가산된 제 1 억압 신호는, 제 2 OFDM 신호가 fA-fB만큼 주파수 시프트되고, 제 3 OFDM 신호가 -fB만큼 주파수 시프트되는 처리가 이루어지는 것에 의해, 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호에 있어서의 제 1 피크 억압 캐리어(208)에 중첩되어 있는 신호와 실질적으로 동일하게 된다. 마찬가지로, 기억부(108)에 기억된 제 2 OFDM 신호에 대해 가산부(110)에 의해 가산된 제 2 억압 신호는, 제 3 OFDM 신호가 -fB만큼 주파수 시프트되는 처리가 이루어지는 것에 의해, 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호에 있어서의 제 2 피크 억압 캐리어(201)에 중첩되어 있는 신호와 실질적으로 동일하게 된다.
이 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호에 있어서의 제 1 피크 억압 캐리어(208) 및 제 2 피크 억압 캐리어(201)에 중첩되어 있는 신호는, 종래 방식에서는, 상술한 바와 같은 방대한 연산량을 필요로 하는 반복 연산에 의해 산출되고 있다. 그런데, 본 실시예에서는, 피크 억압 캐리어의 주파수가 0으로 되도록 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시하는 것에 의해, 이 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하는 억압 신호로 하여, 단지 직류 신호를 산출하면 된다. 이 후, 산출된 직류 신호를 상기 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호에 가산한 후, 상기 직류 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 상기 피크 억압 캐리어의 주파수를 본래로 되돌리는 것과 같은 주파수 시프트를 실시하고 있다. 이 결과, 방대한 연산량을 필요로 하는 반복 처리를 행하지 않고, 상기 피크 억압 캐리어에 중첩해야 할 신호를 산출하여, 피크 전력이 확실하게 억압된 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 주파수 시프트부(111)에 의해 주파수 시프트가 실시된 제 3 OFDM 신호는, P/S 변환기(112)에 의해, 8 계열의 신호로부터 1 계열의 신호로 변환된다. 이것에 의해, 피크 전력이 억압된 송신 신호가 생성된다.
또, 본 실시예에서는, 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어로서, 각각 서브 캐리어(208) 및 서브 캐리어(201)를 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어로서는, 전체 서브 캐리어 중 임의의 서브 캐리어를 이용하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 우선, 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어에 진폭이 0인 신호를 중첩하고, 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어를 제외한 서브 캐리어에 정보 신호를 중첩하여, OFDM 신호를 생성한다. 다음에, 생성된 OFDM 신호에 대해, 제 1 피크 억압 캐리어(제 2 피크 억압 신호)의 주파수가 0으로 되는 것과 같은 주파수 시프트를 실시한 후, 주파수 시프트 후의 OFDM 신호에 피크 억압 신호(직류 신호)를 가산한다. 이 후, 피크 억압 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 제 1 피크 억압 캐리어(제 2 피크 억압 캐리어)의 주파수를 본래로 되돌리는 것과 같은 주파수 시프트를 실시하는 것에 의해, 피크 전력이 억압된 새로운 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 피크 억압 캐리어로서 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어의 2개의 서브 캐리어를 이용한 경우를 예로 들어 설명했지만, 피크 억압 캐리어의 수에 한정은 없다. 이 경우에는, 각 피크 억압 캐리어에 대해, OFDM 신호에 대한 주파수 시프트 및 피크 억압 신호(직류 신호)의 가산을 행하면 된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 우선, 피크 억압 캐리어 이외의 서브 캐리어에 정보 신호를 중첩한 OFDM 신호를 생성하고, 생성된 OFDM 신호에 대해, 피크 억압 캐리어의 주파수를 0으로 하도록 주파수 시프트를 실시한다. 다음에, 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호에 대해, 직류 신호인 피크 억압 신호를 가산한다. 이 후, 피크 억압 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 피크 억압 캐리어의 주파수를 본래로 되돌리도록 주파수 시프트를 실시하는 것에 의해, 피크 전력이 억압된 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 피크 억압 캐리어의 주파수가 0으로 되는 것과 같은 주파수 시프트가 실시된 OFDM 신호에 대해, 직류 신호의 피크 억압 신호를 가산한 후, 피크 억압 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 피크 억압 캐리어의 주파수를 본래로 되돌리는 것과 같은 주파수 시프트를 실시하여, 피크 전력이 억압된 OFDM 신호를 생성하고 있다. 이 결과, 가산된 직류 신호는, 생성된 OFDM 신호에 있어서는, 피크 억압 캐리어와 대략 동일한 주파수를 갖고, 또한, 소정의 진폭을 갖는 교류 신호(정현파)로 변환되고 있다.
종래 방식에서는, 피크 억압 신호로서, 교류 신호(정현파)를 산출하고 있기때문에, 방대한 기억 용량 또는 방대한 연산량을 필요로 하고 있었으나, 본 실시예에서는, 생성된 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시하는 것에 의해, 피크 억압 신호로서, 직류 신호를 산출하고 있기 때문에, 방대한 기억 용량 및 방대한 연산량을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 실시예에서는, 전체 서브 캐리어 중에서 피크 억압 캐리어가 고정적으로 설정되어 있지 않은 경우, 즉, 전체 서브 캐리어 중에서 적절히 피크 억압 캐리어를 선택하는 경우에도, 연산량을 거의 증가시키지 않는다. 이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 기억 용량 및 연산량을 억제하면서, OFDM 신호의 피크 전력을 억압할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 실시예 1에 있어서, 연산량을 삭감하는 경우에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는, 본 발명의 실시예 2에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또, 도 5에 있어서의 실시예 1(도 3)과 마찬가지의 구성에 관해서는, 도 3에 있어서의 것과 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서도, 실시예 1과 마찬가지로, 총 서브 캐리어 수를 6으로 하고, 피크 억압 캐리어의 수를 2(제 1 피크 억압 캐리어(208)와 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 2개 : 도 4의 (a) 참조)로 한 경우에 대해 설명한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치는, 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서, 재배열부(301)를 부가하고, 주파수 시프트부(103)를 제거하며, IFFT부(102) 대신에 IFFT부(302)를 이용한 구성을 갖는다.
재배열부(301)는, S/P 변환기(101)로부터의 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터, 및, 진폭이 0인 신호를, 재배열한 후, IFFT부(302)에 출력한다. 재배열부(301)에 의해 이루어지는 재배열의 상세에 대해, 도 6을 더 참조하여 설명한다. 도 6은, 본 발명의 실시예 2에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 모양을 나타내는 모식도이다.
우선, 도 4의 (a)를 참조하면, 실시예 1과 마찬가지로, 제 1 피크 억압 캐리어(208)의 주파수는 fA이며, 제 2 피크 억압 캐리어(201)의 주파수는 fB이다.
본 실시예에서는, OFDM 신호를 생성할 때에는, 실시예 1에서 제 1 피크 억압 캐리어(208)에 중첩되어 있던 진폭이 0인 신호를, 제 1 피크 억압 캐리어(208) 대신에 주파수가 0인 서브 캐리어에 중첩한다. 구체적으로는, 도 4의 (a) 및 도 6을 참조하면, IFFT부(302)는, 실시예 1에서 제 1 피크 캐리어(208)에 중첩되어 있던 진폭이 0인 신호를, 주파수가 0인 서브 캐리어(408)에 중첩하고, 실시예 1에서 서브 캐리어(202)로부터 서브 캐리어(207)에 중첩되어 있던 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터를, 각각, 서브 캐리어(402)로부터 서브 캐리어(407)에 중첩하고, 실시예 1에서 제 2 피크 억압 캐리어(201)에 중첩되어 있던 진폭이 0인 신호를, 서브 캐리어(401)에 중첩한다.
이와 같이 IFFT부(302)가 OFDM 신호를 생성할 수 있도록, 재배열부(301)는, 진폭이 0인 신호 및 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터를, 재배열한 후, IFFT부(302)에 출력한다. 또, 가령 이 재배열부(301)를 마련하지 않는 경우에는,IFFT부(302)는, 실시예 1(도 4의 (a) 참조)과 같이, 진폭이 0인 신호를 서브 캐리어(208) 및 서브 캐리어(201)에 중첩하고, 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터를 각각 서브 캐리어(202)로부터 서브 캐리어(207)에 중첩하여, OFDM 신호를 생성하게 된다.
여기서, 도 6과 도 4의 (b)를 비교하면, 도 4의 (b)에 있어서의 서브 캐리어(208)(서브 캐리어(201))의 주파수는, 도 6에 있어서의 서브 캐리어(408)(서브 캐리어(401))의 주파수와 동일하며, 도 4의 (b)에 있어서의 서브 캐리어(202) 내지 서브 캐리어(207)의 주파수는, 각각, 도 6에 있어서의 서브 캐리어(402) 내지 서브 캐리어(407)의 주파수와 동일하다. 또한, 도 4의 (b)에 있어서의 서브 캐리어(202) 내지 서브 캐리어(206)에 중첩되는 정보 신호는, 각각, 도 6에 있어서의 서브 캐리어(402) 내지 서브 캐리어(407)에 중첩되는 정보 신호와 동일하며, 도 4의 (b)에 있어서의 서브 캐리어(208)(서브 캐리어(201))에 중첩되는 신호와, 도 6에 있어서의 서브 캐리어(408)(서브 캐리어(401))에 중첩되는 신호와 동일하다. 따라서, IFFT부(302)에 의해 생성된 OFDM 신호는, 실시예 1에 있어서의 주파수 시프트부(103)에 의해 주파수 시프트가 실시된 제 1 OFDM 신호와 등가로 된다.
이 결과, 본 실시예에서는, 실시예 1에서 이루어지고 있던 주파수 시프트를 실행하지 않고, IFFT부(302)에 있어서, 실시예 1에 있어서의 주파수 시프트부(103)에 의해 주파수 시프트된 제 1 OFDM 신호를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시예에서는, 실시예 1과 비교하여, 1회분의 주파수 시프트를 삭감하면서, 주파수 시프트된 제 1 OFDM 신호를 얻을 수 있다.
이렇게 하여 IFFT부(302)에 의해 생성된 OFDM 신호는, 기억부(1O4)에 기억된 후, 실시예 1에서 설명한 것과 마찬가지의 처리가 행해진다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 우선, 피크 억압 캐리어에 중첩되는 진폭이 O인 신호를, 이 피크 억압 캐리어 대신에 주파수가 O인 서브 캐리어에 중첩하여, OFDM 신호를 생성한다. 다음에, 생성된 OFDM 신호에 대해 직류 신호를 가산한 후, 직류 신호가 가산된 OFDM 신호에 대해, 진폭이 0인 신호가 중첩된 서브 캐리어의 주파수가 피크 억압 캐리어의 주파수로 되도록, 주파수 시프트를 실시하고 있다. 이것에 의해, 실시예 1에서 설명한 IFFT 처리 및 주파수 시프트를 행하여 얻어지는 OFDM 신호를, 주파수 시프트를 이용하지 않고 생성할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 실시예 1과 비교하여, 연산량을 더욱 억제할 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예에서는, 실시예 1에 있어서, 회선 품질, 즉 수신측 장치에 있어서의 수신 품질에 따라서, 전체 서브 캐리어 중에서 피크 억압 캐리어를 선택하는 경우에 대해, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8의 (a)는, 본 발명의 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 8의 (b)는, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 제 1 예를 나타내는 모식도이다. 도 8의 (c)는, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 서브 캐리어 배치의 제 2 예를 나타내는 모식도이다.
상기 실시예 1에서는, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 피크 전력 억압 장치에 의해 생성된 송신 신호를 수신하는 수신측 장치에 있어서의 수신 품질과는 무관하게, 전체 서브 캐리어 중의 어느 하나의 캐리어(여기서는 서브 캐리어(601) 및 서브 캐리어(608))를, 피크 억압 신호를 중첩하기 위한 피크 억압 캐리어로서 이용하고, 전체 서브 캐리어 중 피크 억압 캐리어 이외의 서브 캐리어(여기서는 서브 캐리어(602) 내지 서브 캐리어(607))를, 송신 데이터를 중첩하기 위한 데이터 캐리어로서 이용하고 있다.
여기서, 실시예 1에 따른 피크 전력 억압 장치에 의해 생성된 송신 신호를 수신하는 수신측 장치에서는, 실제로는, 서브 캐리어에 중첩된 신호에 관한 품질(이하 간단히「서브 캐리어의 품질」이라고 함)은, 서브 캐리어마다 상이하다. 구체적으로는, 예컨대, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 수신측 장치에 있어서, 서브 캐리어(601) 내지 서브 캐리어(603) 및 서브 캐리어(606) 내지 서브 캐리어(608)의 품질이 양호하게 되고, 서브 캐리어(604) 및 서브 캐리어(605)의 품질이 열화하는 경우가 있다. 또한, 도 8의 (c)에 도시하는 바와 같이, 수신측 장치에 있어서, 서브 캐리어(601), 서브 캐리어(603) 내지 서브 캐리어(605), 서브 캐리어(607), 및 서브 캐리어(608)의 품질이 양호하게 되고, 서브 캐리어(602) 및 서브 캐리어(606)의 품질이 열화하는 경우가 있다.
이러한 경우에, 도 8의 (a)와 마찬가지로, 서브 캐리어(601) 및 서브 캐리어(608)를 피크 억압 캐리어로서 이용하면, 송신 데이터(정보 신호)에 관한 전송 효율이 저하한다. 구체적으로는, 도 8의 (b)의 경우(도 8의 (c)의 경우)에는,수신측 장치에 있어서는, 서브 캐리어(601) 및 서브 캐리어(608)에 중첩된 피크 억압 신호의 수신 품질은 양호하게 되지만, 서브 캐리어(604) 및 서브 캐리어(605)(서브 캐리어(602) 및 서브 캐리어(606))에 중첩된 송신 데이터의 수신 품질은 열화한다. 여기서, 피크 억압 신호는, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위해서 이용되는 신호이며, 수신측 장치에 있어서는 복조되지 않는 무효인 신호이다. 따라서, 무효인 신호의 수신품질이 양호함에도 불구하고 유효한 신호(송신 데이터)의 품질이 열화하기 때문에, 송신 데이터에 관한 전송 효율이 저하한다.
그래서, 이러한 송신 데이터에 관한 전송 효율의 저하를 방지하기 위해서, 본 실시예에서는, 수신측 장치에 있어서의 품질이 불량한 서브 캐리어를, 피크 억압 캐리어로서 이용하고, 수신측 장치에 있어서의 품질이 양호한 서브 캐리어를, 데이터 캐리어로서 이용한다. 즉, 본 실시예에서는, 회선 품질에 따라서, 전체 서브 캐리어 중에서 피크 억압 캐리어를 선택한다. 이것에 의해, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하면서, 유효한 신호의 수신측 장치에 있어서의 품질을 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치의 구체적인 구성에 대해, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은, 본 발명의 실시예 3에 따른 피크 전력 억압 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또, 도 7에 있어서의 실시예 1(도 3)과 마찬가지의 구성에 관해서는, 도 3에 있어서의 것과 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치는, 실시예 1에 따른 피크 전력 억압장치에 있어서, FFT부(501), 품질 추출부(502), 할당부(503), 및 가산부(506)를 부가하고, 주파수 시프트부(103), 주파수 시프트부(107), 및 주파수 시프트부(111) 대신에, 각각, 주파수 시프트부(505), 주파수 시프트부(507), 및 주파수 시프트부(504)를 마련한 구성을 갖는다.
또, 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치와 통신을 실행하는 수신측 장치는, 우선, 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 의해 생성된 송신 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대해 FFT(퓨리에 변환) 처리를 행하여, 각 서브 캐리어에 중첩된 신호를 추출한다. 다음에, 이 수신측 장치는, 추출된 신호를 이용하여, 각 서브 캐리어의 품질을 검출한다. 이 후, 이 수신측 장치는, 검출 결과를 이용하여 각 서브 캐리어의 품질을 나타내는 품질 정보를 생성하고, 이 품질 정보를 소정 서브 캐리어에 중첩하여 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 대해 송신한다. 이하, 수신측 장치가, 품질 정보를 OFDM 방식의 통신에 의해 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 대해 송신하는 경우에 대해 설명하지만, 수신측 장치가, 품질 정보를 OFDM 방식 이외의 통신(예컨대, TDMA 방식이나 CDMA 방식 등의 통신)에 의해 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 대해 송신하더라도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
FFT부(501)는, 수신측 장치에 의해 송신된 서브 캐리어의 품질을 나타내는 수신 신호에 대해, FFT(퓨리에 변환) 처리를 행하는 것에 의해, 각 서브 캐리어에 중첩된 신호를 추출한다. 이것에 의해, 상기 소정 서브 캐리어에 중첩된 품질 정보가 추출된다. 추출된 품질 정보는 품질 추출부(502)에 출력된다.
품질 추출부(502)는, 품질 정보를 이용하여, 전체 서브 캐리어 중에서 품질이 양호하지 않은 서브 캐리어(본 실시예에서는 2개의 서브 캐리어)를 인식하여, 이들 서브 캐리어를 각각 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어에 설정한다. 이 후, 품질 추출부(5O2)는, 설정된 제 1 피크 억압 캐리어의 주파수(fA)를, 할당부(503), 주파수 시프트부(505), 및 가산부(506)에 출력하고, 제 2 피크 억압 캐리어의 주파수(fB)를, 할당부(503), 가산부(506), 주파수 시프트부(504)에 출력한다.
할당부(503)는, 품질 추출부(502)로부터의 제 1 피크 억압 캐리어 및 제 2 피크 억압 캐리어의 주파수를 이용하여, 진폭이 0인 신호 및 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터를 재배열한 후, IFFT부(102)에 출력한다. 구체적으로는, 할당부(503)는, IFFT부(102)에 의해, 주파수가 fA인 서브 캐리어(즉, 제 1 피크 억압 캐리어) 및 주파수가 fB인 서브 캐리어(즉, 제 2 피크 억압 캐리어)에, 진폭이 0인 신호가 중첩되도록, 진폭이 0인 신호 및 제 1 계열 내지 제 6 계열의 송신 데이터를 재배열한 후, IFFT부(102)에 출력한다.
주파수 시프트부(505)는, 이하의 점을 제외하고, 실시예 1에 있어서의 주파수 시프트부(103)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 주파수 시프트부(505)는, 품질 추출부(502)로부터의 제 1 피크 억압 캐리어의 주파수(fA)만큼, 제 1 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시한다.
가산부(506)는, 품질 추출부(502)로부터의 제 1 피크 억압 캐리어의 주파수(fA)로부터 제 2 피크 억압 캐리어의 주파수(fB)를 감산하여, 감산 결과(fA-fB)를 주파수 시프트부(507)에 출력한다.
주파수 시프트부(507)는, 이하의 점을 제외하고, 실시예 1에 있어서의 주파수 시프트부(107)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 주파수 시프트부(507)는, 가산부(506)로부터의 주파수(fA-fB)만큼, 제 2 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시한다.
주파수 시프트부(504)는, 이하의 점을 제외하고, 실시예 1에 있어서의 주파수 시프트부(111)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 즉, 주파수 시프트부(504)는, 품질 추출부(502)로부터의 제 2 피크 억압 캐리어의 주파수(fB)만큼, 제 3 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시한다.
이상, 수신측 장치가 각 서브 캐리어의 품질을 나타내는 품질 정보를, 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 대해 송신하고, 이 피크 전력 억압 장치가 이 품질 정보를 이용하여 피크 억압 캐리어를 선택하는 경우에 대해 설명했지만, 수신측 장치가, 각 서브 캐리어의 품질을 이용하여 피크 억압 캐리어를 선택하고, 선택 결과를 본 실시예에 따른 피크 전력 억압 장치에 대해 송신하며, 이 피크 전력 억압 장치가, 수신측 장치의 선택 결과에 따라서 피크 억압 캐리어를 선택하도록 하더라도, 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 회선 품질, 즉 각 서브 캐리어의 품질에 따라서, 전체 서브 캐리어 중에서 피크 억압 캐리어를 선택하기 때문에, 송신 데이터에 관한 전송 효율을 향상시킬 수 있다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 실시예 1 내지 실시예 3에 있어서, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 피크 억압 신호를 더욱 용이하게 산출하는 경우에 대해 설명한다.
실시예 1 내지 실시예 3에서는, OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 피크 억압 신호로서, 이 OFDM 신호의 실부와 허부와의 2승합을 최소로 하는 값(즉, 최적의 피크 억압 신호)을 이용하고 있다. 이것에 의해, 이 OFDM 신호의 피크 전력은 확실하게 억압된다. 그런데, 필요로 하는 연산량을 삭감하기 위해서, 피크 억압 신호를 더욱 용이하게 산출하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 실시예에서는, 피크 억압 신호로서, OFDM 신호의 실부 및 허부 각각의 피크를 작게 하는 값(즉, 준최적의 피크 억압 신호)을 이용한다. 이 경우에는, OFDM 신호에 가산되었을 때에, 이 OFDM 신호의 실부 및 허부의 각각에 있어서의 최대값과 최소값의 절대값이 동등하게 되는 값을, 준최적의 피크 억압 신호로서 이용하면 된다.
준최적의 피크 억압 신호의 구체적인 산출 방법에 대해, 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9의 (a)는, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 OFDM 신호의 실부 파형의 모양을 나타내는 모식도이다. 도 9의 (b)는, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 준최적의 피크 억압 신호가 가산된 OFDM 신호의 실부 파형의 모양을 나타내는 모식도이다.
여기서는, 기억부(104)(도 3 참조)에 기억된 제 1 OFDM 신호의 실부가, 도 9의 (a)에 나타내는 파형을 갖는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 OFDM 신호의 실부의 각 샘플점의 진폭은, 1, -2, 4, 2, -1, 2, 0, -2로 되어 있다. 이 제 1 OFDM 신호의 실부에서의 피크는, 4로 되어 있다.
우선, 최대값과 부호를 포함한 최소값을 검출한다. 여기서는, 최대값은 4이고, 최소값은 -2로 된다. 다음에, 최대값과 최소값과의 합에 (-1/2)를 승산하여 얻어지는 값이, 피크 억압 신호의 실부의 값으로 된다. 여기서는, 피크 억압 신호의 실부는 (4-2)×(-1/2)=-1로 된다.
이와 같이 산출된 피크 억압 신호의 실부를 도 9의 (a)에 나타내는 제 1 OFDM 신호의 실부에 가산하는 것에 의해, 도 9의 (b)에 나타내는 제 2 OFDM 신호의 실부가 얻어진다. 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 OFDM 신호의 실부에 있어서의 피크는, 4로부터 3으로 억압되어 있다. 이상, 피크 억압 신호의 구체적인 산출 방법에 대해, 실부에만 주목하여 설명하였지만, 허부에 관해서도 실부와 마찬가지로 산출된다.
다음에, 이상과 같은 준최적의 피크 억압 신호를 산출하기 위한 직류 설정부의 구성에 대해, 도 1O을 참조하여 설명한다. 도 10은, 본 발명의 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치에 있어서의 직류 설정부의 구성을 나타내는 블럭도이다. 또, 상기 실시예에 있어서의 직류 설정부(105) 및 직류 설정부(109)(도 3 참조)는, 이 도 10에 나타내는 구성에 의해 실현 가능하다. 여기서는, 일례로서, 직류 설정부(105)에 주목하지만, 이하의 설명은, 직류 설정부(109)에도 마찬가지로 적용 가능하다.
도 10에 있어서, 기억부(104)(도 3 참조)에 기억된 제 1 OFDM 신호의 실부(허부)는, 최대값 검출부(801) 및 최소값 검출부(802)(최대값 검출부(805) 및 최소값 검출부(806))에 출력된다.
최대값 검출부(801)(최소값 검출부(802))는, 제 1 OFDM 신호의 실부에서의 최대값(최소값)을 검출하여 가산부(803)에 출력한다. 가산부(803)는, 제 1 OFDM 신호의 실부에서의 최대값과 최소값을 가산하여, 가산 결과를 승산부(804)에 출력한다. 승산부(804)는, 가산부(803)에 있어서의 가산 결과에 대해 (-1/2)을 승산하여, 승산 결과를 피크 억압 신호의 실부로서 설정한다. 이 피크 억압 신호(직류 신호)의 실부는, 직류 설정부(105)(도 3 참조)에 의해, 제 1 OFDM 신호의 실부에 가산된다.
최대값 검출부(805)(최소값 검출부(806))는, 제 1 OFDM 신호의 허부에서의 최대값(최소값)을 검출하여 가산부(807)에 출력한다. 가산부(807)는, 제 1 OFDM 신호의 허부에서의 최대값과 최소값을 가산하여, 가산 결과를 승산부(808)에 출력한다. 승산부(808)는, 가산부(807)에 있어서의 가산 결과에 대해 (-1/2)를 승산하여, 승산 결과를 피크 억압 신호의 허부로서 설정한다. 이 피크 억압 신호(직류 신호)의 허부는, 직류 설정부(105)(도 3 참조)에 의해, 제 1 OFDM 신호의 허부에 가산된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, OFDM 신호에 가산되는 피크 억압 신호로서,이 OFDM 신호의 최대값과 최소값의 절대값이 동등하게 되는 값을, 실부 및 허부의 각각에 대해 산출하여 이용하고 있다. 이것에 의해, 실시예 1 내지 실시예 3과 비교하여, 더욱 용이하게 피크 억압 신호를 산출할 수 있다. 이러한 피크 억압 신호의 산출은, 피크 억압 캐리어의 주파수가 0으로 되도록 OFDM 신호에 대해 주파수 시프트를 실시하고 있는 것에 의해 실현 가능해지고 있다. 즉, 피크 억압 신호로서 직류 신호를 이용할 수 있기 때문에, 준최적의 피크 억압 신호를 용이하게 산출할 수 있다. 반대로, 피크 억압 신호로서 직류 신호 이외의 신호를 이용하는 경우에는, 준최적의 피크 억압 신호를 용이하게 산출하는 것은 곤란하다.
실시예 1 내지 실시예 4에서는, 가장 효과적이고 또한 간단하게 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압할 수 있다고 하는 점에 근거하여, 멀티 캐리어 변조 방식의 통신의 일례로서 OFDM 방식의 통신을 이용한 경우에 대해 설명했다. 본 발명은, OFDM 방식 이외의 멀티 캐리어 변조 방식의 통신에도 적용 가능한 것이다.
예컨대, 복수의 주파수 대역(캐리어)을 이용하는 W-CDMA 방식의 통신에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. W-CDMA 방식의 통신에서는, 통상, 정보 신호를 복수의 주파수 대역 중의 어느 하나에 확산시킨다. 이 W-CDMA 방식의 통신에 본 발명을 적용하는 경우에는, 복수의 주파수 대역(캐리어)의 어느 하나를 피크 억압 캐리어로서 이용하고, 나머지의 주파수 대역(캐리어)을 데이터 캐리어로서 이용하면 된다. 피크 억압 캐리어에 피크 억압 신호를 중첩하고, 데이터 캐리어에 송신 데이터를 중첩하며, 각 캐리어에 중첩된 신호를 가산하는 것에 의해, 피크 전력이 억압된 멀티 캐리어 신호를 생성할 수 있다.
상술한 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 피크 전력 억압 장치는, 디지털 이동체 통신 시스템에 있어서의 통신 단말 장치나 기지국 장치에 탑재하는 것이 가능한것이다. 상기 피크 전력 억압 장치를 탑재한 통신 단말 장치나 기지국 장치는, 기억 용량 및 연산량을 억제하면서 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 전체 서브 캐리어 중 소정의 서브 캐리어에 진폭이 0인 신호를 중첩하여 생성된 OFDM 신호에 대해, 이 OFDM 신호에 있어서의 상기 소정 서브 캐리어의 주파수를 0으로 하도록 주파수 시프트를 실시하고, 주파수 시프트된 OFDM 신호에, 이 OFDM 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호를 가산하기 때문에, 기억 용량 및 연산량을 억제하면서 OFDM 신호의 피크 전력을 억압할 수 있는 피크 전력 억압 장치 및 피크 전력 억압 방법을 제공할 수 있다.
본 명세서는, 2001년 1월 18일 출원의 특허 공개 평성 제 2001-010835 호에 근거한다. 이 내용을 모두 여기에 포함시켜 놓는다.
본 발명은, OFDM 변조 방식 등의 멀티 캐리어 변조 방식을 이용한 통신에 있어서, 생성되는 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압하는 피크 전력 억압 장치 및 피크 전력 억압 방법에 적용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 전체 반송파 중 특정한 반송파에 진폭이 0인 신호가 중첩된 멀티 캐리어 신호를 생성하는 생성 수단과,
    생성된 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수가 O으로 되도록 주파수 시프트를 실행하는 제 1 주파수 시프트 수단과,
    생성된 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호를 주파수 시프트 후의 멀티 캐리어 신호에 가산하는 가산 수단과,
    가산하여 얻어진 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수를 본래로 되돌리도록 주파수 시프트를 실행하는 제 2 주파수 시프트 수단
    을 구비하는 피크 전력 억압 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    반송파의 전송 품질 정보를 수신하는 수신 수단을 더 갖고,
    상기 생성 수단은,
    상기 전송 품질 정보에 근거하여 선택한 반송파에 진폭이 0인 신호가 중첩된 멀티 캐리어 신호를 생성하는 피크 전력 억압 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가산 수단은,
    생성된 멀티 캐리어 신호의 실부와 허부와의 2승합을 최소로 하기 위한 직류 신호를 산출하는 산출 수단을 포함하며,
    산출된 직류 신호를 주파수 시프트 후의 멀티 캐리어 신호에 가산하는 피크 전력 억압 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가산 수단은,
    생성된 멀티 캐리어 신호의 실부에서의 최대값과 최소값의 절대값을 동등하게 하는 제 1 직류 신호 및 생성된 멀티 캐리어 신호의 허부에서의 최대값과 최소값의 절대값을 동등하게 하는 제 2 직류 신호를 산출하는 산출 수단을 포함하며,
    산출된 제 1 직류 신호 및 제 2 직류 신호를 각각 주파수 시프트 후의 멀티 캐리어 신호의 실부 및 허부에 가산하는 피크 전력 억압 장치.
  5. 제 1 항에 기재된 피크 전력 억압 장치를 구비한 통신 단말 장치.
  6. 제 1 항에 기재된 피크 전력 억압 장치를 구비한 기지국 장치.
  7. 전체 반송파 중 특정한 반송파에 진폭이 0인 신호가 중첩된 멀티 캐리어 신호를 생성하는 공정과,
    생성한 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수가 0으로 되도록 주파수 시프트를 실행하는 공정과,
    생성한 멀티 캐리어 신호의 피크 전력을 억압하기 위한 직류 신호를 주파수 시프트 후의 멀티 캐리어 신호에 가산하는 공정과,
    가산하여 얻어진 멀티 캐리어 신호에 대해, 상기 특정한 반송파의 주파수를 본래로 되돌리도록 주파수 시프트를 실행하는 공정
    을 구비하는 피크 전력 억압 방법.
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