專利名稱：多載波通信中的無線發(fā)送裝置及峰值功率的抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多載波通信中的無線發(fā)送裝置及峰值功率抑制方法。
背景技術(shù)：
在移動通信方面，高速地傳輸語音，動畫，數(shù)據(jù)等各種各樣的媒體的需求正日益高漲。因此，作為高速分組傳輸，正在研討能夠減輕移動通信特有的多徑通路傳播路徑影響的OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用)和MC-CDMA(Multi Carrier-Code DivisionMultiple Access，多載波-碼分多址)等多載波通信的使用。
但是，使用多個副載波的多載波通信，當(dāng)各副載波的相位一致時，對于平均功率而言，峰值功率就變得非常大。峰值功率增大時，由于線性放大器的限制，使信號失真，從而使傳輸特性(譬如，BERBit Error Rate，比特誤碼率)惡化。因此，為了避免大的峰值功率的發(fā)生，而進(jìn)行著各種各樣的研討。
作為這些研討課題之一，有一種是為了不進(jìn)行接收質(zhì)量低的副載波的傳輸，而加以控制的方法。通過生成不進(jìn)行發(fā)送的副載波來抑制峰值功率(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
另外，作為其它的研討方向，還有各副載波中加上對每個副載波各異的相位旋轉(zhuǎn)，來進(jìn)行發(fā)送的方法。通過使各副載波的相位不同，來抑制峰值功率(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請第2002-359606號公開公報非專利文獻(xiàn)1Maeda，Sampei，Morinaga，“Characteristics of a system forcontrolling subcarrier transmission power usng a delay profile information channelin an OFDM/FDD system”，IEICE Transactions，B，Vol.J84-B，No.2，pp.205-213(February，2001)(前田，三瓶，森永“使用OFDM/FDD系統(tǒng)中的延遲分布信息信道的副載波發(fā)送功率控制方式的特性”，電子信息通信學(xué)會論文雜志，B，Vol.J84-B，No.2，pp.205-213(2001年2月))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在非專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，因為產(chǎn)生不進(jìn)行發(fā)送的副載波，所以使能夠發(fā)送的比特數(shù)減少，從而降低了吞吐量。另外，由于必須把關(guān)于不進(jìn)行發(fā)送的副載波位置的信息，另行通知給接收機(jī)方，從而降低了傳輸效率。
另外，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，由于必須把“相位旋轉(zhuǎn)了多少”的關(guān)于相位旋轉(zhuǎn)的信息，另行通知給接收機(jī)方，從而降低了傳輸效率。
本發(fā)明的目的在于提供一種不導(dǎo)致吞吐量下降及傳輸效率下降，而能夠抑制峰值功率的無線發(fā)送裝置及峰值功率抑制方法。
本發(fā)明在不超過配置被分配到構(gòu)成多載波信號的多個副載波的各個碼元的I-Q平面上的信號點(diǎn)和與其信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，改變上述多個副載波的各個相位，以抑制上述多載波信號的峰值功率。
根據(jù)本發(fā)明，在多載波通信中，既能夠防止吞吐量的下降及傳輸效率的下降，還能夠減少峰值功率。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1及實施例2的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的峰值功率的確定方法的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的判定分界線的說明圖(BPSK)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的判定分界線的說明圖(QPSK)；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的判定分界線的說明圖(8PSK)；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的判定分界線的說明圖(16QAM)；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例1)；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例2)；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例3)；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例4)；圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例5)；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例6)；
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的模擬結(jié)果的圖；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例7)；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例8)；圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例9)；圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例10)；圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的變化范圍的圖(變化例11)；圖19是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的處理流程圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的實施例1的處理時序圖；圖21是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例3的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖22是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例4的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明的實施例4的MCS選擇表；圖24是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例5的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖25是根據(jù)本發(fā)明的實施例5的SIR余量(margin)的說明圖；以及圖26是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例6的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例1的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖1所示的無線發(fā)送裝置，包括編碼單元11、調(diào)制單元12、分配單元13、副載波選擇單元14、變化單元15、逆快速傅里葉變換(IFFT)單元16、判定單元17、保護(hù)間隔(GI)單元18、無線發(fā)送單元19以及天線20。
編碼單元11，對發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)，進(jìn)行糾錯編碼。
調(diào)制單元12，通過從編碼的數(shù)據(jù)中生成碼元，并將其生成的碼元配置在I-Q平面上的多個信號點(diǎn)的其中任意一個中，以調(diào)制數(shù)據(jù)。I-Q平面上的多個信號點(diǎn)，根據(jù)調(diào)制單元12使用的調(diào)制方式而定。詳情后述。
分配單元13，把從調(diào)制單元12串行輸入的調(diào)制后的碼元變換成并行形式后，輸入到變化單元15。分配單元13，每次串行輸入構(gòu)成一個OFDM碼元的多個副載波的若干個碼元時，均把這些碼元分別分配到多個副載波后，輸入到變化單元15。另外，分配單元13，把表示哪個碼元分配到哪個副載波的分配信息，輸入到副載波選擇單元14。在這里，把構(gòu)成一個OFDM碼元的副載波數(shù)設(shè)定為f1～fN的N根。
副載波選擇單元14，根據(jù)分配信息，從副載波f1～fN中，選擇變化相位、振幅的副載波，把選擇結(jié)果輸入到變化單元15。副載波選擇單元14，把分配到導(dǎo)頻碼元或控制數(shù)據(jù)等比較重要的信息的副載波以外的副載波，作為變化對象來選擇。
變化單元15，按照后述的判定單元17中的判斷結(jié)果，改變由副載波選擇單元14選擇的副載波的相位、振幅。變化方法后述。變化單元15，把改變相位、振幅的副載波f1～fN輸入到IFFT單元16。
IFFT單元16，對從變化單元15輸入的副載波f1～fN進(jìn)行逆快速傅里葉變換，從頻域轉(zhuǎn)換為時域后，生成是多載波信號的OFDM碼元，并把該OFDM碼元輸入到判定單元17。
如圖2所示，判定單元17，對輸入的OFDM碼元測定相對于平均功率的峰值功率，判定其峰值功率是否大于或等于閾值。判定的結(jié)果，如果峰值功率小于閾值，則判定單元17把OFDM碼元輸入到GI單元18。另外，如果峰值功率大于或等于閾值，則判定單元17對變化單元15發(fā)出變化指令，變化單元15按照該指令，改變從分配單元13輸入的副載波f1～fN中，由副載波選擇單元14選擇的副載波的相位、振幅。
然后，OFDM碼元，在GI單元18加保護(hù)間隔后，在無線發(fā)送單元19實施上變頻等預(yù)定的無線處理，由天線20對無線接收裝置進(jìn)行無線發(fā)送。
下面，對于I-Q平面上的信號點(diǎn)配置及在變化單元15的變化方法進(jìn)行說明。
圖3至圖6分別表示調(diào)制方式分別為BPSK(Binary Phase Shift Keying，二相相移鍵控)、QPSK(Quaternary Phase Shift Keying，四相相位鍵控)、8PSK(Phase Shift Keying，相移鍵控)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅調(diào)制)時的信號點(diǎn)配置。
BPSK以1比特為1個碼元，其信號點(diǎn)配置如圖3所示。也就是說，在無線發(fā)送裝置上，由BPSK調(diào)制的碼元，配置在2點(diǎn)的信號點(diǎn)的其中任意一個上。這時，相鄰的信號點(diǎn)間的判定分界線為Q軸。所以，無線接收裝置，在接收碼元位于I≥0的區(qū)域時，判定為“1”；在接收碼元位于I＜0的區(qū)域時，則判定為“0”。
QPSK以2比特為1個碼元，其信號點(diǎn)配置如圖4所示。也就是說，在無線發(fā)送裝置上，由QPSK調(diào)制的碼元，配置在4點(diǎn)的信號點(diǎn)的其中任意一個上。這時，相鄰的信號點(diǎn)間的判定分界線為I軸和Q軸。所以，無線接收裝置，在接收碼元位于I≥0，Q≥0的區(qū)域(第1象限)時，判定為“10”；位于I＜0，Q≥0的區(qū)域(第2象限)時，判定為“00”；位于I＜0，Q＜0的區(qū)域(第3象限)時，判定為“01”；位于I≥0，Q＜0的區(qū)域(第4象限)時，判定為“11”。
8PSK以3比特為1個碼元，其信號點(diǎn)配置如圖5所示。也就是說，在無線發(fā)送裝置上，由8PSK調(diào)制的碼元，配置在8點(diǎn)的信號點(diǎn)的其中任意一個上。這時，相鄰的信號點(diǎn)間的判定分界線為I軸和Q軸，以及和I軸及Q軸距離π/4的直線。所以，無線接收裝置，在接收碼元譬如位于0≤θ＜π/4的區(qū)域時，判定為“001”，如位于π/4≤θ＜π/2的區(qū)域時，判定為“010”。
16QAM以4比特為1個碼元，其信號點(diǎn)配置如圖6所示。也就是說，在無線發(fā)送裝置上，由16QAM調(diào)制的碼元，配置在16點(diǎn)的信號點(diǎn)的其中任意一個上。這時，相鄰的信號點(diǎn)間的判定分界線為I軸、Q軸和與I軸或Q軸平行且與各信號點(diǎn)有等距離的線。譬如，把信號點(diǎn)配置為I或Q＝-3，-1，1，3時，相鄰信號點(diǎn)間的判定分界線為I軸、Q軸、I＝-2，2和Q＝-2，2。所以，無線接收裝置，在接收碼元例如位于0≤I＜2，-2≤Q＜0的區(qū)域時，判定為“0111”；如果位于-2≤I＜0，Q≥2的區(qū)域時，判定為“1001”。
然后，變化單元15，在不超過各信號點(diǎn)間的判定分界線的范圍內(nèi)，改變由副載波選擇單元14選擇的副載波的相位、振幅。譬如，調(diào)制方式為BPSK，在“1”的信號點(diǎn)配置碼元時，在不超過與“1”信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)“0”的判定分界線的范圍(也就是說，I≥0的范圍)內(nèi)，改變分配該碼元的副載波的相位、振幅。另外，調(diào)制方式為QPSK，在“10”的信號點(diǎn)配置碼元時，在分別不超過與“10”信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)“11”及“00”的判定分界線的范圍(也就是說，I≥0，Q≥0的范圍)內(nèi)，改變分配該碼元的副載波的相位、振幅。另外，調(diào)制方式為8PSK，在“010”的信號點(diǎn)配置碼元時，在分別不超過與“010”信號點(diǎn)相鄰的“001”及“011”的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍(也就是說，π/4≤θ＜π/2的范圍)內(nèi)，改變分配該碼元的副載波的相位、振幅。再有，調(diào)制方式為16QAM，在“1111”的信號點(diǎn)配置碼元時，在不超過與“1111”信號點(diǎn)相鄰的“0111”、“1110”、“1011”、“1101”信號點(diǎn)的判定分界線的范圍(也就是說，0≤I＜2，0≤Q＜2的范圍)內(nèi)，改變分配該碼元的副載波的相位、振幅。
如上所述，變化單元15改變副載波的相位、振幅的理由如下也就是說，無線接收裝置判斷接收碼元時，進(jìn)行如上述的區(qū)域判斷。因此，即使由于改變副載波的相位、振幅，使之在多少偏移了上述圖3至圖6所示的信號點(diǎn)配置(理想的信號點(diǎn)配置)的位置接收碼元，如果該偏移位置在不超過與相鄰信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，無線接收裝置就能夠正確判斷接收碼元。另外，因為無線接收裝置用如上述的區(qū)域判斷來判斷接收碼元，所以只要在不超過與相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)改變副載波的相位、振幅，無線接收裝置即使不特別從無線發(fā)送裝置另行通知關(guān)于變化量的信息，也能夠用以往那樣的方法正確地判斷接收碼元，從而可以防止由于通知信號的發(fā)送而導(dǎo)致傳輸效率的降低。另外，變化單元15錯開信號點(diǎn)配置，受傳播路徑中的噪聲等的影響，而產(chǎn)生超過判定分界線的碼元，從而使碼元的可靠性下降，而使發(fā)生差錯的概率提高。但是，由于編碼單元11進(jìn)行糾錯編碼，所以可以通過無線接收裝置的糾錯解碼來糾錯。
下面，將對變化單元15的變化方法，進(jìn)行更具體的說明。
變化例1至6是調(diào)制方式為QPSK時的變化例。調(diào)制單元12在圖4中的“10”的信號點(diǎn)配置碼元時，也就是說，信號點(diǎn)的振幅及功率(振幅的平方)為1，其坐標(biāo)為(1/√2，1/√2)時的變化例。
(變化例1)變化例1，在如圖7所示的變化范圍內(nèi)改變副載波的相位及振幅。具體地說，變化單元15將下式(1)所示的ak乘上由副載波選擇單元14選擇的副載波。
式1ak＝p·ejθ...(1)其中，p是用于改變振幅的變量0＜p＜1，θ是用于改變相位的變量π/4＜θ＜π/4，它們都是用于每個副載波的隨機(jī)變量。另外，k是1，2...，N(N是包含在一個OFDM碼元里的總副載波數(shù))。這樣，隨機(jī)改變θ來改變各副載波的相位時，可以使各副載波的相位不同步，其結(jié)果可以抑制OFDM碼元的峰值功率。另外，由于p是0＜p＜1，所以變化范圍為振幅增減分界線(半徑1的圓的一部分)的內(nèi)側(cè)的范圍，變化后的副載波與變化前的副載波相比較，其振幅及功率必然減少。OFDM碼元的發(fā)送功率，是作為包含在該OFDM碼元里的多個副載波的平均功率求出的，所以如果根據(jù)變化例1，作為變化對象的副載波的數(shù)目越多就越能夠減少OFDM碼元的發(fā)送功率?？梢酝ㄟ^減少發(fā)送功率來減少對其它通信的干擾。另外，可以把減少部分的發(fā)送功率分配給其它通信，從而可以提高整個系統(tǒng)的傳輸效率。也就是說，變化例1通過隨機(jī)變化各副載波的相位來抑制峰值功率，同時通過減少各副載波的振幅來減少多載波信號的發(fā)送功率。
(變化例2)變化例2，在如圖8所示的變化范圍內(nèi)(以原來的信號點(diǎn)為中心的圓的范圍內(nèi))改變副載波的相位及振幅。具體地說，變化單元15把上式(1)所示的ak加到由副載波選擇單元14選擇的副載波上。其中，在變化例2中，p為0＜p＜1/√2，θ為0＜θ≤2π，它們都是每個副載波的隨機(jī)變量。在變化例2中，變化范圍由于振幅增減分界線的外側(cè)比內(nèi)側(cè)大，所以就概率而言，OFDM碼元的發(fā)送功率增加了。這樣，可以通過增加OFDM碼元的發(fā)送功率，使無線接收裝置的差錯率與變化例1相比得以降低。
(變化例3)變化例3，在如圖9所示的變化范圍內(nèi)(使變化例2中的圓的中心向I軸側(cè)及Q軸側(cè)錯動的范圍內(nèi))改變副載波的相位及振幅。具體地說，變化單元15，把常數(shù)sk(0＜Sk≤1)乘上由副載波選擇單元14選擇的副載波后，再加上上式(1)所示的ak。但是，在變化例3中，p為0＜p≤sk/√2的常數(shù)，θ為0＜θ≤2π的每個副載波的隨機(jī)變量。變化例3中的變化范圍，由于振幅增減分界線的內(nèi)側(cè)比外側(cè)大，所以就概率而言，OFDM碼元的發(fā)送功率減少了。
(變化例4)變化例4，在如圖10所示的變化范圍內(nèi)(把變化例3中的圓變成橢圓的范圍內(nèi))改變副載波的相位及振幅。變化例4與變化例3一樣，變化范圍由于振幅增減分界線的內(nèi)側(cè)比外側(cè)大，所以就概率而言，OFDM碼元的發(fā)送功率減少了。
(變化例5)變化例5，在圖11所示的變化范圍內(nèi)(振幅增減分界線上)改變副載波的相位。也就是說，不改變振幅，而只改變相位。具體地說，變化單元15把下式(2)所示的ak乘上由副載波選擇單元14選擇的副載波。
式2ak＝ejθ...(2)其中，θ是π/4＜θ＜π/4，是每個副載波的隨機(jī)變量。在該變化例5中，可以在維持OFDM碼元的發(fā)送功率的狀態(tài)下，來抑制峰值功率。
(變化例6)變化例6，在圖12所示的變化范圍內(nèi)改變副載波的相位及振幅。在變化例6中，關(guān)于上述變化例1，也有設(shè)定P＞0，增加振幅的情形。但是，增加振幅時，不改變原來的信號點(diǎn)和相位，而只增加振幅。這樣做是為了防止當(dāng)增加振幅時，如果改變相位，雖然增加了OFDM碼元的發(fā)送功率，但是由于SNR(Signal to Noise Ratio，信號對噪聲比)發(fā)生惡化，會造成效率差的情況的發(fā)生。
在這里，用圖13來表示作為變化方法使用變化例2及變化例5時的模擬結(jié)果(峰值功率發(fā)生概率分布評價PAPR分布評價)。可得知，當(dāng)峰值功率發(fā)生概率＝1％時，與不進(jìn)行峰值功率對策時相比，在變化例2峰值功率減少2dB，在變化例5峰值功率減少1.6dB。
下述的變化例7至11是調(diào)制方式為BPSK，8PSK，16QAM時的變化例，是與QPSK時的上述變化例1相對應(yīng)的情形。也就是說，下述的變化例7至11的無論哪一個都可以通過隨機(jī)改變各副載波的相位來抑制峰值功率，同時，通過減少各副載波的振幅來減少多載波信號的發(fā)送功率。因此，下述的變化例7至11的無論哪一個都與上述變化例1一樣，即，變化范圍被與相鄰的碼元的判定分界線圍起來，且是其中不增加振幅的范圍。
(變化例7)圖14所示的變化例7是調(diào)制方式為BPSK時的變化例，是調(diào)制單元12把碼元配置在圖3中的“1”信號點(diǎn)時的變化例。變化例7在圖14所示的變化范圍內(nèi)，改變副載波的相位及振幅。
(變化例8)圖15所示的變化例8是調(diào)制方式為8PSK時的變化例，是調(diào)制單元12把碼元配置在圖5中的“010”的信號點(diǎn)時的變化例。變化例8在圖15所示的變化范圍內(nèi)，改變副載波的相位及振幅。
(變化例9)圖16所示的變化例9是調(diào)制方式為16QAM時的變化例，是調(diào)制單元12把碼元配置在圖6中的“1111”的信號點(diǎn)時的變化例。變化例9在圖16所示的變化范圍內(nèi)，改變副載波的相位及振幅。
(變化例10)圖17所示的變化例10是調(diào)制方式為16QAM時的變化例，是調(diào)制單元12把碼元配置在圖6中的“1110”信號點(diǎn)時的變化例。變化例10在圖17所示的變化范圍內(nèi)，改變副載波的相位及振幅。
(變化例11)圖18所示的變化例11是調(diào)制方式為16QAM時的變化例，是調(diào)制單元12把碼元配置在圖6中的“1010”信號點(diǎn)時的變化例。變化例11在圖18所示的變化范圍內(nèi)，改變副載波的相位及振幅。
下面，用圖19說明無線發(fā)送裝置的處理流程。在步驟(ST)21，編碼單元11對發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)進(jìn)行編碼(編碼處理)；在ST22，調(diào)制單元12調(diào)制編碼后的數(shù)據(jù)(調(diào)制處理)；在ST23，分配單元13把調(diào)制后的碼元分配到各副載波(分配處理)；在ST24，副載波選擇單元14選擇改變相位、振幅的副載波(選擇處理)；在ST25，變化單元15改變選擇的副載波的相位、振幅(變化處理)；在ST26，IFFT單元16進(jìn)行IFFT處理，生成OFDM碼元(IFFT處理)；在ST27及ST28，判定單元17判定OFDM碼元的峰值功率是否大于或等于閾值(峰值判定處理)，大于或等于閾值時，返回ST25的變化處理，小于閾值時，在ST29，GI單元18附加保護(hù)間隔，并由無線發(fā)送單元19發(fā)送OFDM碼元(發(fā)送處理)。
從這個處理流程就可得知，重復(fù)進(jìn)行變化處理到峰值判斷處理的步驟，直到峰值功率小于閾值為止。每逢峰值功率大于或等于閾值時，變化單元15使變化量不同，以之來改變各副載波的相位、振幅。也就是說，重復(fù)進(jìn)行變化處理，直到峰值功率小于閾值為止。因此，變化單元15具有緩沖作用，能把從分配單元13輸入的副載波保持到規(guī)定的時間。但是，如圖20的處理時序所示，從發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)輸入到編碼單元11后，再到發(fā)送OFDM碼元期間，允許重復(fù)進(jìn)行峰值功率的抑制處理(變化處理，IFFT處理，峰值判斷處理的重復(fù)ST25～ST28的重復(fù))的時間受到限制。因此，為了抑制峰值的上述重復(fù)處理，最多也要在ST29的發(fā)送處理開始時停止。這時，如果峰值功率還大于或等于閾值時，則無線發(fā)送裝置，在到此為止的重復(fù)處理中，選擇峰值功率最小的OFDM碼元進(jìn)行發(fā)送。在進(jìn)行該發(fā)送時，也可以把OFDM碼元的功率限制在閾值的水平以內(nèi)。
另外，關(guān)于最初的峰值功率小于閾值的OFDM碼元，變化單元15的變動處理本來是不需要的，所以在圖19所示的處理流程中，也可以使之不進(jìn)行第1次的ST25，而首先進(jìn)行ST26至ST28，當(dāng)峰值功率大于或等于閾值時再開始進(jìn)行初次ST25。
這樣，根據(jù)本實施例，即使改變副載波的相位進(jìn)行峰值功率的抑制，對于無線接收裝置來說，由于不需要另行發(fā)送關(guān)于該相位的信息，所以能夠防止傳輸功率的降低。另外，由于不存在不發(fā)送的副載波，所以能夠不用降低吞吐量而抑制峰值功率。
(實施例2)本實施例與上述實施例1相比較，只有變化單元15的操作不同。所以再次使用圖1來說明根據(jù)本實施例的變化單元15的操作。
使用上述圖19說明的ST25至ST28的重復(fù)處理中，變化單元15，在峰值功率大于或等于閾值時，慢慢增大上式(1)中的變化量來改變各副載波的相位、振幅。具體而言，變化單元15，在上式(1)中，從下述變化量等級中選擇一個。另外，下述變化量等級的例子是使用作為調(diào)制方式的QPSK時的例子。
等級10.75＜P≤1.0，|θ|＜π/16等級20.5＜P≤0.75，π/16≤|θ|＜π/12等級30.25＜P≤0.5，π/12≤|θ|＜π/8等級40＜P≤0.25，π/8≤|θ|＜π/4這時，變化單元15在第1次的變化處理中選擇等級1，在第2次的變化處理中選擇等級2，在第3次的變化處理中選擇等級3......以此類推，按照重復(fù)次數(shù)慢慢提高變化量的等級。變化量等級越大越能夠使副載波的相位、振幅變大。然后，當(dāng)判定單元17判斷峰值功率小于閾值時，便進(jìn)行發(fā)送處理。
這樣，根據(jù)本實施例，峰值功率大于或等于閾值時，慢慢增大相位、振幅的變化量，在峰值功率小于閾值的時刻，發(fā)送OFDM碼元，所以，能夠用峰值功率小于閾值所需要的最小限的變化量來改變副載波的相位、振幅。因此，能夠把由相位、振幅的變化引起的差錯率的惡化抑制在必要的最小限度內(nèi)，同時還能夠抑制峰值功率。
(實施例3)
本實施例與上述實施例1的區(qū)別在于，并行進(jìn)行多個在變化單元15及IFFT單元16中的處理，并選擇峰值功率最小的OFDM碼元。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例3的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。另外，在圖21中省略了與圖1(實施例1)相同的操作部分的說明。
根據(jù)本實施例的無線發(fā)送裝置，具有1至M的多個由變化單元15及IFFT單元16構(gòu)成的峰值抑制單元31。峰值抑制單元31-1至M的各個變化單元15，并行地改變由選擇單元14從分配單元13輸入的副載波f1至fN中選擇的副載波的相位、振幅。這時，峰值抑制單元31-1至M的各個變化單元15，對相同的副載波分別以不同的變化量改變相位、振幅。因此，由峰值抑制單元31-1至M的各個IFFT單元16生成的OFDM碼元的峰值功率各自不同。這樣，生成的M個OFDM碼元并行輸入到OFDM碼元選擇單元32。然后，OFDM碼元選擇單元32，從M個OFDM碼元中選擇峰值功率最小的OFDM碼元，輸入到GI單元18。
這樣，根據(jù)本實施例，由于以并行進(jìn)行多個變化處理來代替在上述實施例1進(jìn)行的重復(fù)變化處理，所以與上述實施例1相比，能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行峰值功率的抑制。
另外，在多個即M個變化單元15中，也可以對各自不同的副載波改變其相位、振幅。這樣，可以期待，從峰值抑制單元31-1至M，輸出具有更隨機(jī)的PAPR的M個OFDM碼元。
(實施例4)本實施例，就對于每個副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的情況進(jìn)行說明。
圖22是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例4的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。另外，在圖22中省略了作為與圖1(實施例1)相同的操作部分的說明。
接收從天線20發(fā)送的OFDM信號的無線接收裝置，測定每個副載波的接收SIR(接收質(zhì)量)，使用通知信號向圖22的無線發(fā)送裝置報告每個副載波的接收SIR值。通過天線20接收的通知信號，由接收處理單元41進(jìn)行接收處理(無線處理和解調(diào)等)，每個副載波的接收SIR值被輸入到MCS(Modulation and Coding Scheme，調(diào)制編碼方式)選擇單元42。
MCS選擇單元42，參照圖23所示的表來選擇調(diào)制方式和編碼率。MCS選擇單元42選擇調(diào)制方式和編碼率，以便從無線接收裝置報告的接收SIR值滿足所需SIR值。例如，如果從無線接收裝置報告的接收SIR值是7dB，就選擇MCS號2(調(diào)制方式QPSK，編碼率R＝1/2)。如果從無線接收裝置報告的接收SIR值是14dB，就選擇MCS號3(調(diào)制方式8PSK，編碼率R＝3/4)。MCS選擇單元42對每個副載波進(jìn)行這樣的選擇。然后，把這樣選擇的每個副載波的MCS號輸入到編碼單元11、調(diào)制單元12以及變化單元15。
編碼單元11使用根據(jù)所輸入的MCS號的編碼率進(jìn)行編碼，調(diào)制單元12使用根據(jù)所輸入的MCS號的調(diào)制方式，對每個副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制。
然后，變化單元15對MCS編號越大的副載波，就使其相位、振幅的變化量越小。也就是說，變化單元15在每個副載波的相位、振幅的變化上，由調(diào)制單元12使用的調(diào)制多值數(shù)越大，就使其變化量越小。更具體地說，變化單元15使用在上述實施例2所示的等級1至4來改變各副載波的相位、振幅，即，調(diào)制方式是BPSK時，作為等級4；調(diào)制方式是QPSK時，作為等級3；調(diào)制方式是8PSK時，作為等級2；調(diào)制方式是16QAM時，作為等級1。
由上述圖3至6也可得知，因為調(diào)制多值數(shù)越大，相鄰的信號點(diǎn)之間的距離就越近，所以，允許的變化量變得越小。因此，對每個副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的無線通信系統(tǒng)，根據(jù)本實施例，能夠以根據(jù)調(diào)制方式的適當(dāng)?shù)淖兓?不超過與相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍的變化量)來改變各副載波的相位、振幅，并且降低差錯率。
(實施例5)本實施例，與上述實施例4同樣，就對每個副載波進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的情況進(jìn)行說明。
圖24是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例5的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。另外，在圖24中省略了作為與圖1(實施例1)及圖22(實施例4)相同的操作部分的說明。
由無線接收裝置發(fā)送后通過天線20接收的通知信號，由接收處理單元41進(jìn)行接收處理，每個副載波的接收SIR值，被輸入到MCS選擇單元42及余量算出單元51。
MCS選擇單元42，把根據(jù)上述實施例4選擇的每個副載波的MCS號輸入到編碼單元11及調(diào)制單元12。另外，MCS選擇單元42，根據(jù)上述實施例4選擇的每個副載波的MCS所需的SIR值輸入到余量算出單元51。
如圖25所示，余量算出單元51，對每個副載波算出從無線接收裝置報告的接收SIR值和由MCS選擇單元42選擇的MCS的需要SIR值的差(接收SIR值-所需SIR值)，即對每個副載波算出SIR余量。然后，把已算出的SIR余量輸入到副載波選擇單元14及變化單元15。例如，在圖25中，關(guān)于副載波f3，因為選擇了MCS號2(調(diào)制方式QPSK，編碼率R＝1/2)的MCS，所以從上述圖23來看，所需SIR值是5dB。另外，從無線接收裝置報告的副載波f3的接收SIR值，從圖25來看，是8.3dB。因此，余量算出單元51計算出的副載波f3的SIR余量為3.3dB。
副載波選擇單元14，選擇SIR余量大于或等于閾值的副載波，把選擇結(jié)果輸入到變化單元15。因此，變化單元15在包含在一個OFDM碼元里的多個副載波中，以無線接收裝置中的接收SIR和由調(diào)制單元12使用的調(diào)制方式所需的SIR的差大于或等于閾值的副載波為變化對象。例如，對于圖25所示的SIR余量，把閾值設(shè)定為2.5dB時，在副載波f1至f8之中，f3，f4，f7為變化對象。
另外，變化單元15對由副載波選擇單元14選擇的副載波，根據(jù)SIR余量的大小決定變化量。例如，在上述實施例1的變化例2中，如果SIR余量是3dB，就把p設(shè)定為0＜p＜√0.5的隨機(jī)變量。因為，如果設(shè)定這樣的p，由振幅的變化導(dǎo)致的SNR的惡化為3dB以下，所以，無線接收裝置能在所需的PER(Packet Error Rate，分組差錯率)以下進(jìn)行接收。說的更通俗一些，如果把SIR余量設(shè)定為M[dB]，那么，在上式(1)中，把p設(shè)定為0＜p＜10M/20。然后，通過把這樣由上式(1)求出的ak加在由副載波選擇單元14選擇的副載波上，可以增加峰值功率的抑制，而且，無線接收裝置還可以在所需的PER以下進(jìn)行接收。
另外，在SIR余量的閾值的設(shè)定上，考慮在下一個發(fā)送幀上預(yù)測的SIR的波動。也就是說，衰減的時間波動快，而且，由下一個發(fā)送幀預(yù)測到SIR波動3dB時，把閾值設(shè)定為3dB。還有，SIR的波動的預(yù)測算法，有平均過去的波動的方法和使用線性濾波器的方法等。另外，也可以根據(jù)無線接收裝置上的差錯狀況來改變閾值。例如，如果在分組上有差錯，就把閾值提高0.5dB；如果在分組上沒有差錯，就降低0.5dB。在這里，因為無線接收裝置通過ACK/NACK信號，把接收的有無分組的差錯通知給無線發(fā)送裝置，所以無線發(fā)送裝置能夠掌握有無分組差錯。這時，由接收處理單元41接收的ACK/NACK信號，被輸出到余量算出單元51。
這樣，根據(jù)本實施例，由于把SIR余量大于或等于閾值的副載波作為變化對象，所以，能夠只把即使改變相位及振幅也不會發(fā)生差錯的副載波作為變化對象。另外，由于根據(jù)SIR余量的大小決定變化量，所以能夠在不發(fā)生差錯的范圍內(nèi)改變相位及振幅。因為這樣能夠防止由相位及振幅的變化導(dǎo)致的差錯的發(fā)生，所以能夠防止由重發(fā)導(dǎo)致的傳送效果的降低。
(實施例6)本實施例，就將發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)使用系統(tǒng)碼進(jìn)行編碼的turbo碼等用作糾錯碼的情況進(jìn)行說明。
圖26是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例6的無線發(fā)送裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。另外，在圖26中省略了作為與圖1(實施例1)相同的操作部分的說明。
編碼單元61使用turbo碼等系統(tǒng)碼對發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)進(jìn)行糾錯編碼。編碼單元61，通過使用系統(tǒng)碼對發(fā)送比特串進(jìn)行編碼，以生成發(fā)送比特其本身的系統(tǒng)位S和冗余位的奇偶校驗位P。在這里，由于設(shè)定編碼率R＝1/3，所以對于1個發(fā)送比特，編制1個系統(tǒng)位S和2個奇偶校驗位P1、P2。已生成的系統(tǒng)位S和奇偶校驗位P1、P2，這3個被并行輸入到P/S單元62。
P/S單元62，將已被并行輸入的比特串轉(zhuǎn)換為串行，按S，P1、P2的順序輸入到調(diào)制單元12。
調(diào)制單元12，調(diào)制已被輸入的系統(tǒng)位S及奇偶校驗位P1、P2，以編制碼元。在這里編制的碼元具有3種碼元，包括僅由系統(tǒng)位組成的碼元、系統(tǒng)位與奇偶校驗位組成的碼元以及僅由奇偶校驗位組成的碼元。調(diào)制后的碼元被輸入到分配單元13。
分配單元13的操作與上述實施例1相同。
在這里，因為系統(tǒng)位是發(fā)送比特本身，而奇偶校驗位是冗余位，所以，無線接收裝置即使錯誤地判定僅由奇偶校驗位組成的碼元，給BER(Bit ErrorRate，比特誤碼率)的惡化帶來的影響也很小。但如果錯誤地判定包含系統(tǒng)位的碼元，那么，給BER的惡化帶來的影響就會很大。
因此，副載波選擇單元14根據(jù)分配信息在副載波f1至fN當(dāng)中選擇副載波，該副載波作為改變相位、振幅的副載波，是被分配到在上述3種碼元當(dāng)中僅由奇偶校驗位組成的碼元副載波。然后，把選擇結(jié)果輸入到變化單元15。因此，變化單元15在包含在一個0FDM碼元里的多個副載波之中，只分配僅由奇偶校驗位組成的碼元的副載波為變化對象。
這樣根據(jù)本實施例，因為在糾錯碼上，沒有使較重要的系統(tǒng)位的質(zhì)量惡化的情況，所以能夠防止BER的惡化，同時抑制峰值功率。
另外，說明上述各實施例中所采用的各功能塊，其典型是以集成電路LSI來實現(xiàn)的。其中，可以個別地制成單片，也可以包括部分或者全部地進(jìn)行單片化。
這里，雖然稱做LSI，但根據(jù)集成度的不同也可稱為IC(集成電路)、系統(tǒng)LSI(系統(tǒng)大規(guī)模集成電路)、超LSI(超大規(guī)模集成電路)、極大LSI(極大規(guī)模集成電路)。
另外，集成電路化的技術(shù)不限于LSI，也可以使用專用電路或者通用處理器來實現(xiàn)。制造LSI后，也可以利用能夠編程序的FPGA(Field ProgrammableGate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)，或可以利用將LSI內(nèi)部的電路塊連接或設(shè)定重新配置的可重配置處理器(Reconfigurable Processor)。
再有，如果隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步或者其他技術(shù)的派生，出現(xiàn)了替換LSI集成電路的技術(shù)，當(dāng)然也可以利用該技術(shù)來實現(xiàn)功能塊的集成化。也有應(yīng)用生物工程技術(shù)等的可能性。
本說明書是根據(jù)2003年12月2日提交的第2003-403415號日本專利。其全部內(nèi)容通過引用并入本文。
工業(yè)實用性本發(fā)明適用于在移動通信系統(tǒng)中使用的無線通信基站裝置和無線通信移動臺裝置等。
權(quán)利要求
1.一種無線發(fā)送裝置，包括對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的編碼單元；從已編碼的數(shù)據(jù)中生成碼元，并把該碼元配置在I-Q平面上的多個信號點(diǎn)的其中之一中的調(diào)制單元；把已生成的碼元分配在構(gòu)成多載波信號的多個副載波的其中之一中的分配單元；在不超過配置已分配到上述多個副載波的各個碼元的信號點(diǎn)和與其信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，改變上述多個副載波的各個相位的變化單元；從已改變相位的上述多個副載波中生成多載波信號的生成單元；以及把上述多載波信號發(fā)送到無線接收裝置的發(fā)送單元。
2.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述變化單元，還在不超過配置已分配到上述多個副載波的各個碼元的信號點(diǎn)和與其信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，改變上述多個副載波的各個振幅。
3.如權(quán)利要求2所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述變化單元，減少上述多個副載波的各個振幅來減少上述發(fā)送功率。
4.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，還包括測定上述多載波信號的峰值功率，判定其峰值功率是否大于或等于閾值的判定單元；其中，上述變化單元，在上述峰值功率大于或等于上述閾值時，增加變化量。
5.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述調(diào)制單元，進(jìn)行每個副載波的自適應(yīng)調(diào)制；上述變化單元，在上述調(diào)制單元中使用的調(diào)制多值數(shù)越大，就使變化量變得越小。
6.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述調(diào)制單元，進(jìn)行每個副載波的自適應(yīng)調(diào)制；上述變化單元，在上述多個副載波中，把在上述無線接收裝置中的接收質(zhì)量和在上述調(diào)制單元中使用的調(diào)制方式的所需質(zhì)量的差大于或等于閾值的副載波作為變化對象。
7.如權(quán)利要求6所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述變化單元，根據(jù)上述接收質(zhì)量和上述所需質(zhì)量的差來決定變化量。
8.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置，其中，上述編碼單元，對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以生成系統(tǒng)位及奇偶校驗位；上述調(diào)制單元，調(diào)制已由上述編碼單元生成的系統(tǒng)位及奇偶校驗位來生成碼元；上述變化單元，在上述多個副載波中，只把分配到僅由奇偶校驗位組成的碼元的副載波作為變化對象。
9.一種無線通信基站裝置，包括權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置。
10.一種無線通信移動臺裝置，包括權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送裝置。
11.一種峰值功率抑制方法，包括在多載波通信中，在不超過配置被分配到構(gòu)成多載波信號的多個副載波的碼元的I-Q平面上的信號點(diǎn)和與其信號點(diǎn)相鄰的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，改變上述多個副載波的各個相位，以抑制上述多載波信號的峰值功率的步驟。
全文摘要
提供一種在多載波通信中，不導(dǎo)致吞吐量下降及傳輸效率下降，而能夠抑制峰值功率的無線發(fā)送裝置。該裝置包括，編碼單元(11)對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；調(diào)制單元(12)調(diào)制已編碼的數(shù)據(jù)生成碼元；分配單元(13)把碼元分配給構(gòu)成多載波信號的多個副載波的其中之一；變化單元(15)在不超過I－Q平面的信號點(diǎn)的判定分界線的范圍內(nèi)，改變多個副載波的各個相位；IFFT單元(16)通過逆快速傅里葉變換生成多載波信號。
文檔編號H04J11/00GK1886923SQ200480035009
公開日2006年12月27日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者西尾昭彥, 三好憲一, 吉井勇, 松元淳志 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社