SE522841C2 - Radio med effektiv modulering av toppeffekt och bandbredd - Google Patents

Radio med effektiv modulering av toppeffekt och bandbredd

Info

Publication number
SE522841C2
SE522841C2 SE9704633A SE9704633A SE522841C2 SE 522841 C2 SE522841 C2 SE 522841C2 SE 9704633 A SE9704633 A SE 9704633A SE 9704633 A SE9704633 A SE 9704633A SE 522841 C2 SE522841 C2 SE 522841C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
peak
symbol
baseband
data symbols
signal
Prior art date
Application number
SE9704633A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9704633D0 (sv
SE9704633L (sv
Inventor
Scott L Miller
Robert J O'dea
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of SE9704633D0 publication Critical patent/SE9704633D0/sv
Publication of SE9704633L publication Critical patent/SE9704633L/sv
Publication of SE522841C2 publication Critical patent/SE522841C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/366Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/32Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H04L27/36Modulator circuits; Transmitter circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

20 25 30 35 UT N) N) Q) .ßu -u-Ä 2 verkningsgrad är en teknik som designers använder för att förlänga funktionslivslängden hos en kommunikationsanord- ning. Ett annat sätt, på vilket batterienergi kan sparas är genom användning av en annan effekteffektiv module- ringsteknik. Olika moduleringstekniker har olika associe- rade topp-till-genomsnittseffektförhållanden. I allmänhet är det högst önskvärt att ha ett topp-till-genomsnitts- förhållande som ligger så nära noll dB som möjligt. Emel- lertid resulterar många existerande modulationsformat i relativt höga topp-till-genomsnittseffektförhållanden_ Två allmänt använda moduleringsformat är fasskiftsnyck- ling ("Phase Shift Keying") (PSK) och kvadraturamplitud- modulering ("Quadrature Amplitude Modulation") (QAM).
Den förra använder en signalkonstellation där alla data- symboler har samma magnitud, medan den senare varierar både fasen och magnituden hos de individuella datasymbo- lerna. Binär signalering är ett specialfall av PSK (dvs BPSK). I båda moduleringsformaten beror topp-till-genom- snittsförhållandet på den använda pulsformen.
Kvadraturamplitudmodulering (QAM) utnyttjar både fa- sen och amplituden hos en bärvåg för att sända informa- tion, och har således potential att alstra ett högre topp-till-genomsnittseffektförhållande. I själva verket har experiment visat att t ex en sexton symbolers PSK- -konstellation åtnjuter en 3-4 dB förbättring i topp- -till-genomsnittseffektförhållande jämfört med en 16 QAM- -signal. Emellertid åtföljs denna vinst i verkningsgrads- förbättring av en 4 dB förlust i känslighet. På grund av denna förlust av känslighet, föredrar många systemdesig- ners att använda QAM-moduleringsformatet trots dess de- graderade topp-till-genomsnittseffektförhållande.
Med hänvisning till fig l visas en kommunikations- anordning som är tillgänglig för närvarande. Fig 2 visar en fas- och magnitudbana för en komplex basband 8 PSK- -signal. Med andra ord representerar denna figur över- gången från en symbol till nästa då det alstrade datat ändrar tillstånd. Ett filter som används för att begränsa 10 15 20 25 30 Cfl PO PJ CO 45. _; no - v v ~ - n n | ø un 3 sidbandsbruset alstrar oönskad översvängning, såsom visas av hänvisningsbeteckning 202. Denna översvängning 202 bi- drar till en ökning av toppeffekten, vilket resulterar i en ökning av topp-till-genomsnittseffektförhållandet.
Denna ökning i topp-till-genomsnittseffektförhållandet tvingar en designer att designa en förstärkare som kan tolerera den maximala toppeffekten, vilket i sin tur ren- derar effektförstärkaren dyrare att tillverka. Dessutom minskar ökningen av topp-till-genomsnittsförhållandet effektförstärkarens effektverkningsgrad.
Vid design av bärbara kommunikationsanordningar är en designers ändamål att använda effektiva komponenter till lägsta möjliga pris. Effektförstärkare har tradi- tionellt sett varit några av de dyraste komponenterna hos en kommunikationsanordning och har ofta motstått försök som varit ämnade att sänka deras kostnader. En parameter som är direkt relaterad till kostnaden hos förstärkare är topp-till-genomsnittseffektförhållandet. Detta beror på att designern är tvingad att utnyttja en förstärkare som kan hantera toppeffekter som är väsentligen högre än ge- nomsnittseffekten. Det har därför varit designerns mål att minska topp-till-genomsnittseffektförhållandena så mycket som möjligt utan att degradera andra prestandapa- rametrar. Det finns därför ett behov av ett modulerings- sätt som skulle ha minimalt topp-till-genomsnittseffekt- förhållande utan att lida av annan prestandadegradering.
Beskrivning av ritningarna Fig 1 visar ett blockschema över relevanta element hos en kommunikationsanordning som är tillgänglig för närvarande.
Fig 2 visar magnitud- och fasbanan för en komplex basbandssignal hos kommunikationsanordningen i fig 1.
Fig 3 visar relevanta partier hos en kommunikations- anordning i enlighet med föreliggande uppfinning.
Fig 4 visar elementen hos en toppundertrycknings- algoritm i enlighet med föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 CH NJ hä OD .in _) n o o ~ ø u | n u v co 4 Fig 5 visar magnitud- och fasbanan för en komplex basbandssignal i enlighet med föreliggande uppfinning.
Fig 6 visar ögondiagrammet för prestanda för kommu- nikationsanordningen i enlighet med föreliggande uppfin- ning.
Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen Med hänvisning till fig 3 visas relevanta komponenter hos en kommunikationsanordning 300 i enlighet med förelig- gande uppfinning. En mikrofon 302 alstrar en analog sig- nal, vilken är kopplad till en vokoder 304, där den omfor- mas till en digital signal. Vokodern 304 alstrar en digi- tal informationssignal och matar den till en digital sig- nalprocessor (DSP) 306. Kombinationen av vokodern 304 och DSPn 306 bildar en digital modulator 301. DSPn 306 behand- lar denna digitala informationssignal i enlighet med prin- ciperna för föreliggande uppfinning. Förutom att göra topp- och momentana effektmätningar, hålla reda på tid- punkten när sådana toppar inträffar och kombinera I- och Q-komponenterna; vilka metoder är kända inom teknikomrà- det, utför DSPn 306 signalskalning. Fler detaljer kring DSPns 306 funktion kommer att diskuteras i anslutning till fig 4. Den behandlade signalen vid utgången från DSPn 306 leds till en digital/analogomvandlare 308, där signalen omformas tillbaka till analog innan den matas till en RF- -blandare 310. Denna blandare 310, som kan vara en kvadra- turblandare, blandar den analoga signalen med en lokalt alstrad oscillatorsignal (LO). Utgången från blandaren är ansluten till en förstärkare 312, vilken förstärker den blandade signalen innan den sänds via en antenn 314.
Med hänvisning till fig 4 visas väsentliga element hos DSPn 306 i enlighet med föreliggande uppfinning. Spe- ciellt visas en generator 401 för slumpmässiga binära data, vilken är kopplad till en toppundertryckningsalgo- ritm 402. Generatorn 401 kan vara vilken källa som helst för digitala data, såsom vokodern 304. Toppundertryck- ningsalgoritmen inkluderar en symbolavbildningssektion 404 och en symbolskalningssektion 406. Den digitala in- 10 15 20 25 30 35 U1 B) Å) 03 .kn -Ä 5 formation som alstras vid 401 avbildas på ett konstella- tionsdiagram 404 för att alstra datasymboler, vilka var och en har ett symbolintervall och en ansats. Dessa data- symboler representeras via vektorer 405, vilka var och en har I- och Q-signalkomponenter. Med andra ord represente- ras datasymbolerna av vektorkomponenter med ortogonala förhållanden. Det noteras att toppundertryckningsalgorit- men också kan arbeta på endimensionella signaler (t ex BPSK). I- och Q-signalkomponenterna representerar kollek- tivt magnituden och fasen hos vektorn 405. Varje vektor representerar ett symbolintervall, vars innehåll fast- ställes av det antal bitar som behandlas vid varje tids- ögonblick. I själva verket behandlas datasymbolerna med en hastighet som separerar dem vid deras respektive an- sats via ett symbolintervall. T ex i ett trebitarssystem, representerar vektorn 405 tre bitar med åtta distinkta möjligheter. I ett fyrabitarssystem, representerar en vektor fyra bitar, och signalkonstellationen har sexton symbolplatser därpå. I den föredragna utföringsformen och för att underlätta förståelsen av principerna hos före- liggande uppfinning antas ett trebitars symbolintervall.
När väl symbolerna har avbildats inleds en symbol- skalningsprocess. Som del av denna process ändras magnitu- derna hos I- och Q-komponenterna enligt en algoritm som skulle minimera översvängningen vid det efterföljande filtreringssteget. Detta steg utförs via ett pulsform- ningsfilter 408. Ändamålet med detta filter är att reduce- ra högfrekventa komponenter hos symbolerna innan de sänds.
På grund av sina egenskaper tenderar emellertid detta fil- ter att alstra signaltoppar under övergångar från en sym- bol till en annan. Dessa signaltoppar får till följd att ytterligare toppeffekt krävs från förstärkaren 312. Magni- tuden hos dessa toppar beror på både sekvensen hos symbo- lerna och filteregenskaperna. Föreliggande uppfinning strävar efter att justera eller skala dessa vektorer (dvs 405) på sådant sätt att man kompenserar eller reducerar signaltopparna. Denna kompensation befriar förstärkaren 10 15 20 25 30 35 01 N) N) a) .Fn _-\ av one 6 från att vara tvungen att arbeta vid onödiga toppar under bibehållande av systemets integritet.
Skalningen av datasymbolerna kan implementeras en- dast i magnitud eller både i magnitud och fas. Med andra ord kan amplituden hos I- och Q-komponenterna ändras på sådant sätt att fasen hos vektorn 405 bibehålls konstant.
Alternativt kan amplituden hos I- och Q-komponenterna ändras oberoende därav, vilket resulterar i ändringar i både magnituden och fasen hos vektorn 405.
Magnituden hos de oskalade symbolerna i fig 5 visas med cirkeln 502 med streckad linje. Denna cirkel represen- terar magnituden hos symbolerna då de alstrats av genera- torn 401 för slumpmässiga binära data och symbolavbildaren 404. Idealt sett kommer förstärkaren 312 att behöva för- stärka dessa signaler med konstant magnitud. Men på grund av pulsformningsfiltret 408 ökas dessa signalmagnituder till den punkt där den koncentriska cirkeln 504 bildas vid utgången från pulsformningsfiltret. Denna yttre cirkel 504 visar utsträckningen av den ytterligare belastning som på- läggs förstärkaren 312. I själva verket representerar det diametrala avståndet mellan de två koncentriska cirklarna 502 och 504 magnitudskillnaden mellan ofiltrerade och filtrerade symboler. Denna skillnad översätts direkt i oönskad toppeffekt. Skalningen av symbolerna uppgår till en krympning av diametern hos denna cirkel och således ett lägre toppkrav på förstärkaren 312.
Skalningsalgoritmen ser på sekvensen av symboler och fastställer den ändring som behövs på var och en av symbo- lerna då de alstras av datageneratorn 401. Algoritmen ut- nyttjar filteregenskaperna under detta fastställande. Fig 5 visar en fas- och magnitudbana för flera symboler efter det att de har skalats. Oskalade symboler representeras av 506, medan deras skalade motsvarigheter visas via 508. I detta exempel antar vi att fem symboler sänds. Den första symbolen 501 är oförändrad, eftersom ingen topp alstras.
Nästa symbol är skalad radiellt neråt för att förhindra den signaltopp som normalt skulle resultera på grund av 10 15 20 25 30 35 (N PJ hö CO J; ...à 7 samverkan mellan de tidsfördröjda, filtrerade symbolerna.
Den tredje symbolen är på liknande sätt skalad ner för att undvika en signaltoppmagnitud. Den fjärde är på liknande sätt skalad ner. Den femte symbolen är skalad upp på grund av den lilla signalmagnitud som inträffar under övergången från den fjärde symbolen därtill. Symbolskalningen utförs på ett sätt som bibehåller symbolintegriteten och som för- hindrar förlust av information.
Toppundertryckningsalgoritmen fastställer den momen- tana effekten hos basbandsignalen under varje symbolin- tervall. Skalningen av signalen kommer direkt att följa av fastställandet av toppeffekten och dess tidsplacering på symbolintervallet. Under dessa omständigheter fast- ställs också den genomsnittliga effekt som är associerad med basbandsignalen. Med den information om toppeffekten som är tillgänglig fastställer algoritmen den tidpunkt, vid vilken toppeffekten för den sammansatta basbandsigna- len inträffar. Därefter ändras I- och Q-komponenterna för den symbol som är associerad med intill varandra liggande symbolintervall. Amplituden hos dessa komponenter kan skalas radiellt på lika sätt, vid vilken tidpunkt endast magnituden hos den sammansatta signalen varieras. Obe- roende och olika skalning av I- och Q-signalen är också möjlig, vilket skulle resultera i skalning av fasen och magnituden för den sammansatta signalen.
Sammanfattningsvis behandlas digitala datasymboler som alstras av vokodern 304 och symbolavbildaren 404, av toppundertryckningsalgoritmen 402 för att dra nytta av principerna enligt föreliggande uppfinning. Datasymboler som alstras som resultat av denna avbildning represente- ras av sina I(i fas)- och Q(kvadratur)-komponenter. I- och Q-komponenterna skalas sedan på ett dynamiskt sätt via symbolskalningspartiet 406 hos blocket 402 för topp- undertryckningsalgoritmen. Skalningen av I- och Q-kompo- nenterna föregriper den filtreringsverkan som äger rum via pulsformningsfiltret 408. Symbolskalningen håller helt enkelt reda pà magnitud- och fasbanan för basband- no-v v u -u- u 10 15 20 25 30 35 CH BJ BJ 03 J; ...s u o ø u | u o | ~ n v. 8 signalen (som utgörs av I- och Q-komponenterna). Såsom diskuterades är problemet med teknikens ståndpunkt att pulsformningsfiltret alstrar signaltoppar under symbol- övergångar. Föreliggande uppfinning åstadkommer ett för- farande för minimering av detta toppsignalproblem. Genom skalning av I- och Q-komponenterna hos datasymbolerna har föreliggande uppfinning till ändamål att minimera magni- tuden hos signaltopparna, och således reducera det topp- effektkrav som ställs på förstärkaren 312.
Den algoritm som används i den föredragna utförings- formen accepterar datasymboler som har alstrats av kon- stellationsavbildaren 404, behandlar symbolerna och matar ut dem till pulsformningsfiltret 408. Speciellt laddar algoritmen datasymbolerna på ett sekventiellt sätt till ett indatablock för iterativ behandling. Följande på full- följandet av behandlingen, kopieras indatablocket till ett utdatablock, och de skalade symbolerna matas ut sekven- tiellt till pulsformningsfiltret 408. För att bibehålla en konstant symbolhastighet, skiftas nyligen använda datasym- boler till det tömda indatablocket, medan de skalade sym- bolerna skiftas ut från utmatningsblocket. Således, om be- handlingstiden antas vara insignifikant, är den övergångs- fördröjning som skapas av algoritmen ungefär lika med (blockstorlek)/(symbolhastighet) sekunder. Blockstorleken måste vara tillräckligt stor för att garantera att symbo- lerna inom blocket på ett korrekt sätt representerar de statistiska egenskaperna hos den totala, sända datasymbol- sekvensen.
Vid framgångsrik population av symbolblocket för in- data, fortsätter algoritmen att fastställa flera värden för varje symbolintervall som definieras av insymbol- blocket. signalen, (2) tidsplaceringen för toppen, och (3) topp- Dessa värden är: (1) toppmagnituden hos den sända skalfaktorn för toppmagnituden. Algoritmen fastställer dessa värden på ett symbolintervall genom att applicera pulsformningsfiltrets funktion på de lämpliga datasymbo- lerna. Antalet datasymboler som används för att beräkna 10 l5 20 25 30 35 UH 5) BJ 03 .Fn ...s v o a u | u o u u c u: 9 signalen över ett speciellt symbolintervall beror på puls- svaret för pulsformningsfiltrets funktion. Alla symboler som kombinerar med pulsformen till att alstra signifikant signalmagnitud inom symbolintervallet av intresse måste inkluderas i dessa beräkningar. Pulssvaret för pulsform- ningsfiltret 408 fastställer också hur många symbolöver- lappningar som måste finnas mellan efter varandra följande symbolblock.
Algoritmen utnyttjar toppmagnituden hos den sända signalen på ett speciellt symbolintervall för att fast- ställa toppskalfaktorn för detta intervall. En toppskal- funktion appliceras på toppsignalvärdet. Toppskalfunktio- nen definieras så att den alstrar en negativ toppskalfak- tor om toppmagnituden är större än något referensvärde och en positiv skalfaktor om den är mindre än referens- värdet. Magnituden hos denna skalfaktor ökar med skill- naden mellan toppmagnituden och referensvärdet. Referens- värdet sätts vanligtvis lika med den önskade toppmagnitu- den. Algoritmen lagrar toppskalfaktorn och motsvarande topptidsplacering för varje symbolintervall i två sepa- rata vektorer. Dessa värden kommer senare att användas för att fastställa symbolskalfaktorn för symbolerna i blocket.
Efter det framgångsrika fastställandet av toppskal- faktorerna och deras associerade tidsplaceringar, beräk- nar algoritmen symbolskalfaktorn för var och en av data- symbolerna. För att fastställa en speciell symbolskalfak- tor utnyttjar algoritmen toppinformationen från de två symbolintervall som är omedelbart intilliggande en spe- ciell symbol. Dessa två intervall kommer att benämnas vänster och höger intervall. Symbolskalfunktionen viktar den vänstra toppskalfaktorn med det relativa tidsavstånd på vilket toppen är belägen från den speciella symbolen.
Likaledes viktas den högra toppskalfaktorn med det rela- tiva avstånd som den har från den speciella symbolen. De två viktade skalfaktorerna summeras sedan med ett enhets- värde för att fastställa symbolskalfaktorn. På detta sätt 10 15 20 25 30 35 har signaltoppar som är belägna nära en speciell symbol större inverkan på skalfaktorn för denna symbol.
Efter det att var och en av symbolskalfaktorerna har fastställts, normaliserar algoritmen symbolskalfaktorerna för att bibehålla den önskade genomsnittseffekten. Under antagande att pulsformen har enhetlig genomsnittsenergi och att de individuella symbolerna är oberoende och för- delade på ett identiskt sätt, beräknas genomsnittseffek- ten (Ps), genom att helt enkelt medelvärdesbilda kvadra- ten på magnituderna hos de skalade symbolerna. Den önska- de genomsnittseffekten är vanligtvis lika med genom- snittseffekten hos den oskalade, sända signalen (Pu). Så- ledes är normaliseringsfaktorn lika med Sqrt(Pu/Ps). I fallet med en cirkulär PSK-konstellation hos enhetssym- bolmagnituden är Ps helt enkelt lika med genomsnittet av symbolskalfaktorerna.
Algoritmen upprepar de ovan beskrivna symbolbehand- lingsstegen för ett specifikt antal iterationer eller tills något uppsatt mål för topp-till-genomsnittseffekt- förhållande har uppnåtts. Efter det att ett av dessa villkor har uppfyllts, skalar algoritmen datasymbolerna med de lämpliga, slutliga symbolskalfaktorerna och kopierar de skalade symbolerna till utmatningsblocket.
Algoritmen fortsätter sedan att pà ett sekventiellt sätt mata ut de skalade symbolerna till pulsformningsfiltret under det att den samtidigt laddar inmatningsblocket med de nya, oskalade symbolerna från konstellationsavbildaren.
I en alternativ utföringsform alstrar toppundertryck- ningsalgoritmen en imaginär sfär kring varje datasymbol för att skapa en gräns för skalning av dem. Denna sfäriska gräns hjälper till att upprätta gränser för fas- och mag- nitudförflyttning och skalning. Än en gång hjälper denna skalning till att minimera den toppeffekt som erfordras hos förstärkaren 312.
Enkelt uttryckt tittar skalningsalgoritmen på fasen och magnituden hos symboler då de alstras av vokodern 304 10 15 20 25 30 35 CH BJ BJ OD .ha a-Å o o Q ø n a n . u o nu ll och symbolavbildaren 404 och uppskattar magnituden för de signaltoppar (grad av översvängning) som kommer att finnas vid utgången från filtret 408. Denna uppskattning av sig- naltopparna beaktas vid fastställande av nivån och rikt- ningen på skalning som måste implementeras på varje sym- bol. Vid utförande av detta presenteras I- och Q-komponen- terna för filtret 408 med tillräcklig kompensation för att minimera effekten av de oundvikliga signaltopparna. Denna kompensation minimerar toppeffektkravet på förstärkaren 312. Det bör noteras att utan fördelen från föreliggande uppfinning måste förstärkaren 312 kunna hantera de topp- effektkrav som representeras av cirkeln 504. Detta ytter- ligare krav ökar kraftigt kostnaden för förstärkaren 312. Ökningen av toppeffekten i förhållande till genomsnitts- effekten påverkar på ett negativt sätt verkningsgraden hos förstärkaren 312. Bärbara radioanordningar har speciellt en nackdel vad gäller denna ytterligare försämring av verkningsgraden.
Principerna hos föreliggande uppfinning åstadkommer ett generellt förfarande för undertryckning av toppar i den sända vågformen innan den förstärks. Magnituden hos en datasymbol justeras något enligt värdena hos de in- tilliggande symbolerna och pulsformningsfiltrets svar.
Resultatet är en sänd vågform som bibehåller en mycket mer konstant magnitudnivå. Algoritmen arbetar på ett datablock (vanligtvis ca 50 till 500 symboler åt gången fungerar bäst). Toppundertryckningsalgoritmen kan kort- fattat beskrivas enligt följande: Steg l: Baserat på datasymbolerna för blocket, och den pulsform som skall användas, konstruera den sända vågformen.
Steg 2: För varje symbolintervall i den sända våg- formen, beräkna toppvärdet hos vågformen i detta inter- vall, läget för toppen och toppskalfaktorn.
Steg 3: Baserat på toppskalfaktorerna och deras po- sitioner, omskala höjderna för varje datasymbol.
Steg 4: Upprepa stegen 1-3 med användning av de ska- w- ... vvs.. 10 15 20 25 30 CH BJ NJ OD .ha ...S oo o ø ~ o u ø | n - nu 12 lade datasymbolerna. Fortsätt upprepningen av denna pro- cedur tills ingen mer (eller mycket lite) ytterligare toppundertryckning kan uppnås. Användning av denna topp- undertryckningsalgoritm kan i vissa fall dubblera verk- ningsgraden hos effektförstärkaren eller på ekvivalent sätt dubblera batterilivslängden i en bärbar radio.
Med hänvisning återigen till fig 5 representerar prickar 506 på den inre cirkeln magnituden hos de ofiltre- rade symbolerna. För att undvika att dessa symboler svänger över hela vägen till de gränser som visas av den yttre cirkeln 504 skalas de såsom visas av 508. Såsom framgår skalas vissa av symbolerna ner, medan andra ska- las upp för att minimera fel och toppsignalamplitud.
De skalade symbolerna reducerar toppeffektkravet, och förbättrar således förstärkarens verkningsgrad. Dess- utom minskas topp-till-genomsnittseffektkravet på effektförstärkaren. Denna minskning översätts direkt till lägre kostnad för förstärkaren 312.
Förbättringen av prestanda hos systemet uppnås med minimal inverkan på moduleringens noggrannhet. Fig 6 vi- sar ett ögondiagram för en demodulerad signal som har sina toppar undertryckta. Ögonöppningen 602 visar sig ha tillräckligt stor öppning för att bibehålla felprestanda.
Detta är i högsta grad signifikant, eftersom en module- ringsteknik endast är önskvärd då demoduleringstekniker som är tillgängliga därför är ytterst noggranna. Förutom moduleringar som använder fas eller amplitud, är princi- perna enligt föreliggande uppfinning tillämpbara på QAM- -system som utnyttjar både fasen och amplituden hos en signal för att bära information.

Claims (17)

10 15 20 25 30 U1 NÜ' N) Û) JBL -I Patentkrav
1. I. Förfarande för modulering av digital information, innefat- tande: alstring av den digitala informationen; avbildning av den digitala informationen på ett konstel- lationsdiagram för att alstra datasymboler, vilka var och har en ansats; behandling av datasymbolerna vid en hastighet som separe- rar dem vid deras respektive ansats via ett symbolintervall; representering av datasymbolerna i I- och Q- signalkomponenter; och skalning av I- och Q-signalkomponenterna för att reducera toppeffekten under bibehållande av genomsnittlig effekt.
2. Förfarande enligt krav l, varvid behandlingssteget inklude- rar steget att filtrera I- och Q-signalkomponenterna för att maximera spektraleffektiviteten och för att alstra basbands I- och Q-signaler.
3. Förfarande enligt krav 2, vidare inkluderande steget att fastställa den genomsnittliga effekten för basbands I- och Q- signalen.
4. Förfarande enligt krav 2, vidare inkluderande steget att fastställa den momentana toppeffekten för basbands I- och Q- signalen över varje symbolintervall.
5. Förfarande enligt krav 4, vidare inkluderande steget att fastställa den tidpunkt, vid vilken den momentana toppeffekten för basbands I- och Q-signalen inträffar pà varje symbolinter- vall.
6. Förfarande enligt krav 2, vidare inkluderande steget att kombinera basbands I- och Q-signalerna för att alstra en sam- mansatt basbandssignal. 70541 nyapatentkrav.doc; 2003-09-05 l0 15 20 25 30 01 NJ NJ G3 .à- _; 14
7. Förfarande enligt krav 6, vidare inkluderande steget att fastställa den genomsnittliga effekten för den sammansatta basbandssignalen.
8. Förfarande enligt krav 6, vidare inkluderande steget att fastställa toppeffekten för den sammansatta basbandssignalen vid varje symbolintervall.
9. Digital modulator innefattande: en digital informationsgenerator; organ för avbildning av den digitala informationen på ett konstellationsdiagram för att alstra datasymboler, vilka var och en har ett symbolintervall; organ för representering av datasymbolerna i I- och Q- signalkomponenter; och organ för dynamisk ändring av amplituden hos I- och Q- signalkomponenterna för att reducera topp-ti1l- genomsnittseffektförhållandet under bibehållande av genom- snittlig effekt.
10. Digital modulator enligt krav 9, vidare inkluderande ett filter för alstring av basbands I- och Q-signaler med maximal spektraleffektivitet.
11. Digital modulator enligt krav 10, vidare inkluderande or- gan för fastställande av den genomsnittliga effekten hos bas- bands I- och Q-signaler.
12. Digital modulator enligt krav 10, vidare inkluderande or- gan för fastställande av den momentana toppeffekten för bas- bands I- och Q-signalen över varje symbolintervall.
13. Digital modulator enligt krav 12, vidare inkluderande en timer för fastställande av den tidpunkt, vid vilken toppeffek- ten för basbands I- och Q-signalerna inträffar på varje sym- bolintervall. 70541 nyapatentkramdoc; 2003-09-05 lO 15 20 25 30 A I 522 84 15
14. Digital modulator enligt krav 10, vidare inkluderande ett kombinationsorgan för kombination av basbands I- och Q- signalerna för att alstra en sammansatt basbandssignal.
15. Digital modulator innefattande: en digital informationsgenerator; organ för omvandling av den digitala informationen till en multidimensionell signalkonstellation för att alstra data- symboler, vilka var och en har en magnitud och en fas; och organ för bildande av en sfär kring varje datasymbol, inom vilken sfär magnituden och fasen för datasymbolen skulle kunna ändras för att minimera topp-till- genomsnittseffektförhållandet_
16. Digital modulator, innefattande: en digital informationsgenerator; organ för omvandling av den digitala informationen till en signalkonstellation som har åtminstone en dimension för att alstra datasymboler, vilka var och en har en magnitud; och organ för dynamisk skalning av magnituden hos datasymbo- lerna för att undvika oönskade förekomster av toppeffekt vid symbolövergángar och därför minimera topp-till- genomsnittseffektförhàllandet under bibehållande av genom- snittlig effekt.
17. Kommunikationsanordning innefattande: en digital modulator innefattande: en digital informationsgenerator; organ för omvandling av den digitala informationen till en signalkonstellation som har åtminstone en dimension för att alstra datasymboler, vilka var och en har en magnitud; och organ för dynamisk skalning av magnituden hos datasymbo- lerna för att undvika oönskade förekomster av toppeffekt vid symbolövergångar och därför minimera topp-till- 7054l nyapatentkrav.doc; 2003-09-05 genomsnittseffektförhållandet under bibehållande av genom- snittlig effekt, en förstärkare för förstärkning av datasymbolerna; och en antenn för sändning av datasymbolerna. 70541 nyapatentkrawdoc; 2003-09-05
SE9704633A 1995-06-12 1997-12-12 Radio med effektiv modulering av toppeffekt och bandbredd SE522841C2 (sv)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/489,630 US5621762A (en) 1995-06-12 1995-06-12 Radio with peak power and bandwidth efficient modulation
PCT/US1996/007608 WO1996042161A1 (en) 1995-06-12 1996-05-23 Radio with peak power and bandwidth efficient modulation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9704633D0 SE9704633D0 (sv) 1997-12-12
SE9704633L SE9704633L (sv) 1998-02-05
SE522841C2 true SE522841C2 (sv) 2004-03-09

Family

ID=23944636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9704633A SE522841C2 (sv) 1995-06-12 1997-12-12 Radio med effektiv modulering av toppeffekt och bandbredd

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5621762A (sv)
EP (1) EP0883953A4 (sv)
JP (1) JPH11507791A (sv)
KR (1) KR100264025B1 (sv)
CN (1) CN1106103C (sv)
AU (1) AU702758B2 (sv)
BR (1) BR9609362A (sv)
CA (1) CA2224572C (sv)
CZ (1) CZ402197A3 (sv)
DE (1) DE19681454T1 (sv)
GB (1) GB2317795B (sv)
NZ (1) NZ309293A (sv)
SE (1) SE522841C2 (sv)
WO (1) WO1996042161A1 (sv)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5727026A (en) * 1995-11-15 1998-03-10 Motorola, Inc. Method and apparatus for peak suppression using complex scaling values
US5796784A (en) * 1996-03-27 1998-08-18 Motorola, Inc. Method and apparatus for modifying amplitude of at least one symbol
US5696794A (en) * 1996-04-04 1997-12-09 Motorola, Inc. Method and apparatus for conditioning digitally modulated signals using channel symbol adjustment
US6373901B1 (en) * 1996-04-04 2002-04-16 Motorola, Inc. Method and apparatus for conditioning modulated signals using window expansion
JP3311950B2 (ja) * 1996-12-19 2002-08-05 富士通株式会社 符号多重無線装置
US6157679A (en) * 1997-10-17 2000-12-05 Motorola, Inc. Method of adding encryption/encoding element to the modulation/demodulation process
US6130918A (en) * 1997-12-01 2000-10-10 Nortel Networks Limited Method and apparatus for reducing the peak-to-average ratio in a multicarrier communication system
US6005897A (en) * 1997-12-16 1999-12-21 Mccallister; Ronald D. Data communication system and method therefor
DE19808993C2 (de) * 1998-03-03 2003-12-18 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Spitzenwertreduktion bei Einträger-modulierten oder Mehrträger-modulierten, digitalen Sendesignalen
EP0940925A1 (en) * 1998-03-05 1999-09-08 Lucent Technologies Inc. System and method to reduce the peak-to-average power ratio in a DS-CMDA transmitter
US6266320B1 (en) * 1998-04-08 2001-07-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Amplitude limitation in CDMA system
US6314146B1 (en) 1998-06-05 2001-11-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Peak to average power ratio reduction
US6512797B1 (en) 1998-04-20 2003-01-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Peak to average power ratio reduction
US6424681B1 (en) * 1998-04-20 2002-07-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Peak to average power ratio reduction
US6137841A (en) * 1998-05-01 2000-10-24 Nortel Networks Corporation Signal power adjustment for QAM communication systems
GB2339514A (en) * 1998-07-11 2000-01-26 Motorola Ltd Cellular communication system with reduced power variation
US6104761A (en) 1998-08-28 2000-08-15 Sicom, Inc. Constrained-envelope digital-communications transmission system and method therefor
US6366619B1 (en) 1998-08-28 2002-04-02 Sicom, Inc. Constrained-envelope transmitter and method therefor
SE513863C2 (sv) * 1999-01-29 2000-11-20 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för klippning i ett CDMA-system
US6242975B1 (en) 1999-05-25 2001-06-05 Conexant Systems, Inc. Envelope peak and trough limiting to improve amplifier efficiency and distortion characteristics
US6128350A (en) * 1999-08-24 2000-10-03 Usa Digital Radio, Inc. Method and apparatus for reducing peak to average power ratio in digital broadcasting systems
JP2001069184A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd リミッタ方法およびリミッタ装置
US6449302B2 (en) * 2000-04-19 2002-09-10 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in spread spectrum communications systems
US6449303B2 (en) * 2000-06-20 2002-09-10 Powerwave Technologies, Inc. System and method for peak power reduction in multiple carrier communications systems
EP1302045A2 (en) * 2000-07-21 2003-04-16 PMC-Sierra Ltd. Reduction of peak to average power ratio
US6535073B1 (en) * 2000-08-08 2003-03-18 Advanced Micro Devices, Inc. Device and method for I/Q modulation, frequency translation and upsampling
US6377635B1 (en) * 2000-10-26 2002-04-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for viterbi detection of generalized partial response signals using partial matched filter and matched filter metrics
US20040097202A1 (en) * 2001-03-06 2004-05-20 Akihiko Matsuoka Signal processing apparatus and signal processing method
US7046973B2 (en) * 2001-06-01 2006-05-16 Nokia Corporation Method and circuitry for high power amplifiers with voltage conversion to avoid performance degradation, system shutdown and permanent damage in case of worst case data pattern
GB2377141B (en) * 2001-06-29 2005-03-23 Nokia Corp A transmitter
US7170952B2 (en) 2001-07-02 2007-01-30 Powerwave Technologies, Inc. System and method for post filtering peak power reduction in communications systems
US7095798B2 (en) 2001-08-02 2006-08-22 Powerwave Technologies, Inc. System and method for post filtering peak power reduction in multi-carrier communications systems
US6999522B2 (en) 2001-09-28 2006-02-14 Intersil Americas, Inc. Constrained-envelope digital communications transmitter and method therefor
US6928121B2 (en) 2001-09-28 2005-08-09 Intersil Americas, Inc. Digital transmitter with constrained envelope and spectral regrowth over a plurality of carriers
US20070211829A1 (en) * 2001-10-22 2007-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for pulse optimization for non-linear filtering
US8331490B2 (en) * 2001-10-22 2012-12-11 Panasonic Corporation Methods and apparatus for conditioning communications signals based on detection of high-frequency events in polar domain
US7054385B2 (en) * 2001-10-22 2006-05-30 Tropian, Inc. Reduction of average-to-minimum power ratio in communications signals
EP1331743A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-30 Alcatel A method and an electronic circuit for clipping of signals, especially CDMA or OFDM signals, with multiple inputs and outputs
US7697591B2 (en) * 2002-08-26 2010-04-13 Texas Instruments Incorporated Crest factor reduction processor for wireless communications
ATE264584T1 (de) 2002-08-30 2004-04-15 Cit Alcatel Verfahren zur signalspitzenskalierung und entsprechender sender
US7450539B1 (en) 2003-02-11 2008-11-11 Analog Devices, Inc. Power regulation for a multi-carrier communication system
US7239674B2 (en) * 2003-06-04 2007-07-03 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Method of differential-phase/absolute-amplitude QAM
US7277494B2 (en) * 2003-06-04 2007-10-02 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Method of differential-phase/absolute-amplitude QAM
US7239676B2 (en) * 2003-06-04 2007-07-03 Honeywell Federal Manufacturing & Technologies, Llc Method of differential-phase/absolute-amplitude QAM
US7729410B2 (en) * 2003-06-30 2010-06-01 Nxp B.V. Procedure for BPSK demodulation corresponding to BPSK modulation with reduced envelope peaking
US7352797B2 (en) * 2003-06-30 2008-04-01 Conexant Systems, Inc. Procedure for BPSK modulation with reduced envelope peaking
US20070047431A1 (en) * 2003-12-02 2007-03-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio transmission apparatus and peak power suppression method in multicarrier communication
US7542517B2 (en) 2004-02-02 2009-06-02 Ibiquity Digital Corporation Peak-to-average power reduction for FM OFDM transmission
GB2432981B (en) * 2005-11-30 2007-12-27 Motorola Inc Apparatus and method for amplitude variation reduction of a signal
JP4750592B2 (ja) * 2006-03-17 2011-08-17 富士通株式会社 ピーク抑圧方法、ピーク抑圧装置、無線送信装置
US7889800B2 (en) * 2007-05-31 2011-02-15 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Memory-saving method for generating soft bit values from an OFDM signal
GB2483290B (en) * 2010-09-03 2015-07-22 Nvidia Technology Uk Ltd Transmitting a signal from a power amplifier
KR101512543B1 (ko) 2012-04-27 2015-04-15 삼성전기주식회사 피크 억제 기능을 갖는 베이스 밴드 처리기, 송신 장치 및 송신 방법
US9077327B2 (en) * 2013-11-04 2015-07-07 Texas Instruments Incorporated Optimized peak detector for the AGC loop in a digital radio receiver
US9768889B2 (en) * 2015-12-14 2017-09-19 Maxlinear Asia Singapore PTE LTD Adaptive symbol mapping modulation
US10084631B2 (en) * 2016-06-06 2018-09-25 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Technique for PAPR reduction in communication channel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6177452A (ja) * 1984-09-25 1986-04-21 Nec Corp 多値直交振幅変調方法および装置
CA1301864C (en) * 1987-02-19 1992-05-26 Sadao Takenaka Multilevel amplitude modulation and demodulation communication system
JPH02217045A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Fujitsu Ltd 信号点配置方式
US5159610A (en) * 1989-05-12 1992-10-27 Codex Corporation Trellis precoding for modulation systems
US5381449A (en) * 1990-06-12 1995-01-10 Motorola, Inc. Peak to average power ratio reduction methodology for QAM communications systems
US5164963A (en) * 1990-11-07 1992-11-17 At&T Bell Laboratories Coding for digital transmission
US5394440A (en) * 1991-02-06 1995-02-28 General Datacomm, Inc. High speed modem systems incorporating distribution preserving Tomlinson encoding and decoding for secondary channels
US5282226A (en) * 1992-04-27 1994-01-25 Hughes Aircraft Company System and method for transmission of bursts of digital information
IT1259012B (it) * 1992-07-27 1996-03-11 Alcatel Italia Metodo e circuiti per la riduzione della potenza di picco del segnale filtrato trasmesso in un collegamento di tipo numerico
US5406588A (en) * 1993-05-28 1995-04-11 Motorola, Inc. Method and apparatus for mitigating distortion effects in the determination of signal usability

Also Published As

Publication number Publication date
CN1191647A (zh) 1998-08-26
CZ402197A3 (cs) 1998-05-13
GB2317795A (en) 1998-04-01
GB2317795B (en) 1999-10-20
JPH11507791A (ja) 1999-07-06
WO1996042161A1 (en) 1996-12-27
NZ309293A (en) 1999-04-29
SE9704633D0 (sv) 1997-12-12
SE9704633L (sv) 1998-02-05
AU5929496A (en) 1997-01-09
EP0883953A4 (en) 2001-09-19
CA2224572A1 (en) 1996-12-27
GB2317795A8 (en) 1998-04-16
US5621762A (en) 1997-04-15
KR19990022879A (ko) 1999-03-25
AU702758B2 (en) 1999-03-04
CN1106103C (zh) 2003-04-16
GB9726272D0 (en) 1998-02-11
KR100264025B1 (ko) 2000-08-16
DE19681454T1 (de) 1998-08-20
EP0883953A1 (en) 1998-12-16
CA2224572C (en) 2000-09-12
BR9609362A (pt) 2004-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE522841C2 (sv) Radio med effektiv modulering av toppeffekt och bandbredd
JP3887022B2 (ja) 直交振幅変調データ用送信機
EP1276233B1 (en) Apparatus and method for controlling transmission power in a mobile communication system
US7113551B2 (en) Transmitter with limited spectral regrowth and method therefor
KR100310812B1 (ko) 채널 심볼 조절을 이용하여 디지탈 변조 신호를 조절하는 방법및 장치
US5805640A (en) Method and apparatus for conditioning modulated signals for digital communications
CN101247379B (zh) 发送机
US6737918B2 (en) Distortion compensation apparatus
JP4202604B2 (ja) 送信信号の振幅を制限する方法及び装置
US5606578A (en) Radio with peak power and bandwidth efficient modulation using asymmetric symbol constellations
KR100605440B1 (ko) 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 진폭 제한
US20030002593A1 (en) M-ary signal constellations suitable for non-linear amplification
KR100963213B1 (ko) 전력 제어를 갖는 rf 송수신기들에 대한 불연속 위상을갖는 극 변조 방법 및 시스템
US9077605B2 (en) Apparatus and method for supporting time-quadrature amplitude modulation in a wireless communication system
CN109246044A (zh) 用于32进制正交振幅调制信号的频偏估计方法及系统
US20030021358A1 (en) 128-Ary signal constellations suitable for non-linear amplification
CN102571013A (zh) 用于通信接收机中的自动增益控制装置及其方法
MXPA97010065A (es) Radio con modulacion eficiente de potencia pico yamplitud de banda
JPH098766A (ja) 直交周波数分割多重受信装置
EP1253757A1 (en) Phase shift keying (PSK) modulator capable of reducing the peak to average power ratio
CN118659952A (zh) 频移键控射频信号调制方法及装置
JP2005072959A (ja) 送信機
CN118200098A (zh) 射频信号隐身方法及系统、发送端
JP2004320735A (ja) 送信回路
JPH0918535A (ja) ディジタル送信装置