(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ通信システムにおいて尖頭電力対平均電力比（Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ；ＰＡＰＲ）を改善する方法及びその装置を提供する。【解決手段】ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムにおいて尖頭電力対平均電力比を改善させるための送信装置において、周波数領域から時間領域に変換された少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれに適用される循環移動情報によって、前記少なくとも一つ以上のデータ列を循環移動させて出力する循環移動モジュールと、前記循環移動モジュールから出力された各データ列を結合する結合モジュールと、前記結合モジュールにより結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比を算出するＰＡＰＲ算出モジュールと、備える構成とした。【選択図】図３
2009516945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムにおいて尖頭電力対平均電力比（ＰＡＰＲ：Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を改善する方法であって、
周波数領域から時間領域に変換された少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれに適用される循環移動情報によって、前記少なくとも一つ以上のデータ列を循環移動させて出力する第１の段階と、
前記第１の段階で出力された各データ列を結合する第２の段階と、
前記第２の段階で結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比を算出する第３の段階と、
前記循環移動情報を異にして前記第１の段階乃至第３の段階を少なくとも１回以上反復して得られた尖頭電力対平均電力比値の中から選択された特定の尖頭電力対平均電力比に該当する全体データ列を出力する第４の段階と、
を含む尖頭電力対平均電力比改善方法。
【請求項２】
前記第１の段階は、
前記少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれを保存する段階と、
前記保存された各データ列を前記循環移動情報によって出力する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の尖頭電力対平均電力比改善方法。
【請求項３】
前記第２の段階で前記各データ列を合算（ｓｕｍｍａｔｉｏｎ）して結合することを特徴とする、請求項１に記載の尖頭電力対平均電力比改善方法。
【請求項４】
前記選択された特定の尖頭電力対平均電力比は、前記尖頭電力対平均電力比値のうち、最も小さい値であることを特徴とする、請求項１に記載の尖頭電力対平均電力比改善方法。
【請求項５】
ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムにおいて尖頭電力対平均電力比を改善する装置であって、
周波数領域から時間領域に変換された少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれに適用される循環移動情報によって、前記少なくとも一つ以上のデータ列を循環移動させて出力する循環移動モジュールと、
前記循環移動モジュールから出力された各データ列を結合する結合モジュールと、
前記結合モジュールにより結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比を算出するＰＡＰＲ算出モジュールと、
を備えるＰＡＰＲ改善装置。
【請求項６】
前記循環移動モジュールに前記循環移動情報を提供する制御モジュールをさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載のＰＡＰＲ改善装置。
【請求項７】
相互に異なる少なくとも二つ以上の循環移動情報によって前記ＰＡＰＲ算出モジュールにより算出された尖頭電力対平均電力比値の中から選択された尖頭電力対平均電力比に該当する全体データ列を出力するデータ出力モジュールをさらに備えることを特徴とする、請求項５または６に記載のＰＡＰＲ改善装置。
【請求項８】
前記循環移動モジュールは、前記少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれを保存するメモリーモジュールを備えることを特徴とする、請求項５または６に記載のＰＡＰＲ改善装置。
【請求項９】
前記結合モジュールは、前記各データ列を合算して結合することを特徴とする、請求項５または６に記載のＰＡＰＲ改善装置。
【請求項１０】
前記選択された特定の尖頭電力対平均電力比は、前記尖頭電力対平均電力比値のうち、最も小さい値であることを特徴とする、請求項７に記載のＰＡＰＲ改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）またはＯＦＤＭＡ通信システムに関する。より具体的に、本発明は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ通信システムで尖頭電力対平均電力比（Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ；ＰＡＰＲ）を改善する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ方式は、有／無線通信分野で広く用いられている手法である。ＯＦＤＭは、コード分割多重接続（Ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ；ＣＤＭＡ）方式と共に通信分野で最も多く論議されている方式であり、ＯＦＤＭとＣＤＭＡとも、ＰＡＰＲが他の通信システムに比べてよくないという問題を持っている。ＰＡＰＲは、送信機の出力増幅器の性能を左右するが、ＰＡＰＲが増大すると、出力増幅器の線形区間がその分広くならなければならず、これは、効率的な通信となることを意味する。
【０００３】
ＰＡＰＲは、ＣＤＭＡシステムよりもＯＦＤＭシステムにおいてより重要となってくる。
【０００４】
その理由は次のようである。ＣＤＭＡシステムの場合、単に各使用者信号を時間領域で合算して送るので、各使用者の信号を時間領域で簡単に操作することによって伝達可能である。これに対し、ＯＦＤＭシステムの場合は、使用者のデータが周波数領域に存在するので、時間領域におけるＰＡＰＲを求めるには周波数領域と時間領域間の変換作業を行わねばならないという不具合がある。すなわち、ＯＦＤＭシステムにおいて、ＰＡＰＲ改善方式として様々な候補コードや候補方式を適用してＰＡＰＲが最小となるものを選択する過程で、適用回数に比例して領域変換作業が行われなければならず、システム複雑度が非常に増加することができる。
【０００５】
従来技術において、ＰＡＰＲの改善方式は、周波数領域における改善方式と時間領域における改善方式とに分類することができる。周波数領域における改善方式には、位相無作為化（ｐｈａｓｅ  ｒａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎ）方式及びＳＬＭ(ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｍａｐｐｉｎｇ)方式などがあり、時間領域における改善方式の代表には、ＰＴＳ（ｐａｒｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）方式がある。
【０００６】
図１は、従来技術による周波数領域でＰＡＰＲを改善する方法を説明するための図である。ＯＦＤＭシステムにおいて転送されるべきデータベクトルを
【０００７】
【数１】
2009516945.tif 000003
とすれば、時間領域で転送される信号は、数学式１のように逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって得ることができる。
［数学式１］
【０００８】
【数２】
2009516945.tif 000004
数学式１で、
【０００９】
【数３】
2009516945.tif 000005
はフーリエ変換行列を表す。ベクトル
【００１０】
【数４】
2009516945.tif 000006
は、搬送周波数に変調されてアンテナから転送される信号を表す。この送信信号ベクトル
【００１１】
【数５】
2009516945.tif 000007
の絶対値の変化がＰＡＰＲで表される。ＰＡＰＲは、次の数学式２のように定義される。
［数学式２］
【００１２】
【数６】
2009516945.tif 000008
数学式２からわかるように、ベクトルの成分のいずれか一つでも異常的に大きい値を持つと、ＰＡＰＲが大きくなり、信号の特性が劣化する。これを改善するために周波数領域で用いる方法は、次の数学式３のように表されることができる。
［数学式３］
【００１３】
【数７】
2009516945.tif 000009
数学式３で、
【００１４】
【数８】
2009516945.tif 000010
は、
【００１５】
【数９−１】
2009516945.tif 000011
の各データ成分の位相成分を変化させる（位相遷移）行列を表し、
【００１６】
【数９−２】
2009516945.tif 000012
は、データ成分の順序を変える（位置パーミュテーション）役割を果たす行列である。（図１の位相遷移及び位置パーミュテーションブロック）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来技術による周波数領域におけるＰＡＰＲ改善方式では、数学式３によってＰＡＰＲを減殺させるために様々な組合の
【００１８】
【数１０】
2009516945.tif 000013
を用いて時間領域の信号を全部求め、その中で最も性能の良いものを探す。したがって、ＰＡＰＲ改善を周波数領域で行うには、様々な組合の
【００１９】
【数１１−１】
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に対するＰＡＰＲを求めるために常にＮ−大きさＩＦＦＴを行わねばならず、その時ごとに
【００２０】
【数１１−２】
2009516945.tif 000015
の複雑度が追加される問題点があった。
【００２１】
上記のように、周波数領域でデータを変更させた後、時間領域変換を通じて性能を改善する方法と違い、時間領域で直接ＰＡＰＲを改善できる方法がＰＴＳ方式である。ＰＴＳ方式では、周波数領域でデータシンボルを変更せず、データシンボルを一定のグループにグルーピングした後、グループ別に時間領域に変換する。その後、変換された時間領域のシンボルを一つとする前に、各シンボルに相互に異なる位相パターンを乗じてから再び合算する方法を取る。ＰＴＳ方式は、各シンボルに相互に異なる位相パターンを乗じる過程が必要なため、システムの具現上の複雑度を増加させる恐れがあった。
【００２２】
本発明は上記の従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムで複雑度を減少させることができる尖頭電力対平均電力比改善方法及びその装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムにおいて具現上の便宜性を向上させることができる尖頭電力対平均電力比改善方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一様相として、本発明による尖頭電力対平均電力比改善方法は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムで尖頭電力対平均電力比（ＰＡＰＲ:Ｐｅａｋ  Ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を改善する方法であって、周波数領域から時間領域に変換された少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれに適用される循環移動情報によって、前記少なくとも一つ以上のデータ列を循環移動させて出力する第１の段階と、前記第１の段階で出力された各データ列を結合する第２の段階と、前記第２の段階で結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比を算出する第３の段階と、前記循環移動情報を異にして前記第１の段階乃至第３の段階を少なくとも１回以上反復して得られた尖頭電力対平均電力比値の中から選択された特定の尖頭電力対平均電力比に該当する全体データ列を出力する第４の段階と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の様相として、本発明による尖頭電力対平均電力比改善装置は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムで尖頭電力対平均電力比を改善させるための送信装置において、周波数領域から時間領域に変換された少なくとも一つ以上のデータ列のそれぞれに適用される循環移動情報によって、前記少なくとも一つ以上のデータ列を循環移動させて出力する循環移動モジュールと、前記循環移動モジュールから出力された各データ列を結合する結合モジュールと、前記結合モジュールにより結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比を算出するＰＡＰＲ算出モジュールと、を備えて構成されることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付の図面に基づいて説明される本発明の好適な一実施例によって本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解されることができる。
【００２７】
図２は、本発明の好ましい一実施例によるＰＡＰＲ改善のための送信装置のブロック構成図である。
【００２８】
図２を参照すると、送信装置は、Ｓ／Ｐ変換モジュール３０と、ＩＦＦＴ変換モジュール４０と、Ｐ／Ｓ変換モジュール５０と、最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュール６０とを備えてなる。
【００２９】
Ｓ／Ｐ変換モジュール３０は、直列入力データベクトルである
【００３０】
【数１２】
2009516945.tif 000016
を複数のグループに分割された並列データにした後、各グループに冗長ビット（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  ｂｉｔｓ）を必要な位置に追加し、グループ別に出力する。グループ別に分割されたデータシンボルは、数学式４のようにＧ個のベクトルを構成する。
［数学式４］
【００３１】
【数１３】
2009516945.tif 000017
（ここで、Ｇはグループの個数）
前記Ｓ／Ｐ変換モジュール３０により冗長ビットが追加された各グループ別データベクトル
【００３２】
【数１４】
2009516945.tif 000018
は、次の数学式５のように与えられることができる。
［数学式５］
【００３３】
【数１５】
2009516945.tif 000019
他の方法として、Ｓ／Ｐ変換モジュール３０は、冗長ビットが追加されていない数学式４における各グループ別並列データ列をそのまま出力しても良い。
【００３４】
ＩＦＦＴ変換モジュール４０は、Ｓ／Ｐ変換モジュール４０により出力される各グループ別データベクトルを逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により時間領域に変換し、それぞれ
【００３５】
【数１６】
2009516945.tif 000020
信号を生成する。Ｐ／Ｓ変換モジュール５０は、ＩＦＦＴ変換モジュール４０によりＩＦＦＴ変換された各グループ別並列データ列を直列に変換して出力する。
【００３６】
最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュール６０は、Ｐ／Ｓ変換モジュール５０により直列データ列に変換された各グループ別データ列を用いて、最適のＰＡＰＲに対応する全体データ列を出力する。図３は、最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュール６０の詳細構成図である。
【００３７】
図３を参照すると、最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュール６０は、循環移動モジュール６１と、合算モジュール６２と、ＰＡＰＲ算出モジュール６３と、データ出力モジュール７４と、制御モジュール６５とを備えて構成される。
【００３８】
循環移動モジュール６１は、制御モジュール６５から受信した循環移動情報
【００３９】
【数１７】
2009516945.tif 000021
によって、Ｐ／Ｓ変換モジュール５０により直列データ列に変換された各グループ別データ列を循環移動させて出力する。この循環移動情報
【００４０】
【数１８】
2009516945.tif 000022
は、各グループ別データ列が循環移動されるべき間隔に関する情報で、次の数学式６のように表示されることができる。
［数学式６］
【００４１】
【数１９】
2009516945.tif 000023
例えば、ｋ番目グループのデータ列
【００４２】
【数２０】
2009516945.tif 000024
を循環移動情報
【００４３】
【数２１】
2009516945.tif 000025
だけ循環移動させると、
【００４４】
【数２２】
2009516945.tif 000026
になる。
【００４５】
循環移動モジュール６１は、Ｐ／Ｓ変換モジュール５０により直列データ列に変換された各グループ別データ列をメモリーに保存しておき、制御モジュール６５から入力される循環移動情報によって順序を変えて出力する簡単な構造により具現されることができる。
【００４６】
結合モジュール６２は、循環移動モジュール６１から出力された各グループ別データ列を合算して結合する。合算された全体データ列は、次の数学式７のように表されることができる。
［数学式７］
【００４７】
【数２３】
2009516945.tif 000027
ＰＡＰＲ算出モジュール６３は、結合モジュール６２により結合された全体データ列の尖頭電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）を算出する。ＰＡＰＲは、数学式２を含めた公知の様々な方法により算出されることができる。
【００４８】
制御モジュール６５は、上記のように、循環移動モジュール６１に循環移動情報
【００４９】
【数２４】
2009516945.tif 000028
を提供する。制御モジュール６５が循環移動モジュール６１に循環移動情報を提供する時、ＰＡＰＲ算出モジュール６３により算出されたＰＡＰＲを参照してより良いＰＡＰＲが算出できるような循環移動情報を提供し、最適のＰＡＰＲが選択されたと判断されるまで複数回にわたって相互に異なる循環移動情報を提供することが好ましい。また、制御モジュール６５は、複数のＰＡＰＲ算出値の中から最適のＰＡＰＲを選択したり、データ出力モジュール６４が最適のＰＡＰＲに対応する全体データ列を出力するようにするなど、最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュール６０の全体動作を制御できる。
【００５０】
データ出力モジュール６０は、相互に異なる少なくとも二つ以上の循環移動情報によってＰＡＰＲ算出モジュール６３により算出されたＰＡＰＲ値から選択された特定のＰＡＰＲに該当する全体データ列
【００５１】
【数２５】
2009516945.tif 000029
を出力する。この特定ＰＡＰＲには、ＰＡＰＲ算出モジュール６３により算出されたＰＡＰＲ値のうち、最も小さい値を選択することが好ましい。
【００５２】
本発明によれば、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＰＡＰＲの改善のためにデータ列に位相成分を乗じなくて済むので具現上容易であり、時間領域における動作によるＰＡＰＲの改善ができ、領域間変換が要らないので、複雑度を低減できるという効果が得られる。シミュレーションの結果、ＰＡＰＲ改善効果は、同じ程度のオーバーヘッドを持つ他の方式と略同様な性能が得られることが立証された。図４は、従来技術と本発明の効果を比較するためのシミュレーション結果を示すグラフである。図４で、従来技術１は、データ処理過程を行わずに位相成分を乗じる方法によるＰＡＰＲ方式であり、従来技術２は、周波数領域でＣＡＺＡＣ（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｚｅｒｏ  ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）シーケンスを用いて位相変化を与える方法によるＰＡＰＲ方式である。ＯＦＤＭのシンボル大きさはＮ＝１２８，２５６，５１２，１０２４の場合とした。図４からわかるように、従来技術と本発明には性能差が殆どない。したがって、本発明は、領域変換や位相成分乗算などの計算を行わずにも同じ性能が得られる方式であるということが立証された。
【００５３】
本発明は、本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者に自明である。したがって、上記の詳細な説明は、全ての面において制約的に解析されてはいけず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲の合理的解析によって定められるべきであり、したがって、特許請求の範囲と同等範囲内のいずれの変更も本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明による技術的特徴は、ＯＦＤＭまたはＯＦＤＭＡ方式通信システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来技術による周波数領域でＰＡＰＲを改善させる方法を説明するための図である。
【図２】本発明の好ましい一実施例によるＰＡＰＲ改善のための送信装置のブロック構成図である。
【図３】図２の最適ＰＡＰＲ選択及びデータ出力モジュールの詳細構成図である。
【図４】従来技術と本発明の効果を比較するためのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図５】記載なし
【図１】
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【図２】
2009516945.tif 000031
【図３】
2009516945.tif 000032
【図４】
2009516945.tif 000033
【図５】
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