(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＦＤＭ信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減する方法を提供する。【解決手段】第１の所定の閾値より上の信号ピークの数が実質的に最小にされるように中間信号が発生される部分送信シーケンス（ＰＴＳ）方法である、第１のＰＡＰＲ低減方法と、中間信号のＰＡＰＲが低減されるトーン予約（ＴＲ）方法であって、トーン予約方法におけるトーン予約信号が、中間信号において、第２の所定の閾値より上の振幅を有する信号ピークに関してのみ最適化される、第２のＰＡＰＲ低減方法と、を備え、アクティブコンステレーション拡張（ＡＣＥ）に基づくＰＡＰＲ低減方法は行わない。トーン予約方法において、トーン予約信号の平均電力が制限される。【選択図】図３
2018152900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減する方法であって、
第１の所定の閾値より上の信号ピークの数が実質的に最小にされるように中間信号が発生される部分送信シーケンス（ＰＴＳ）方法である、第１のＰＡＰＲ低減方法と、
前記中間信号のＰＡＰＲが低減されるトーン予約（ＴＲ）方法である第２のＰＡＰＲ低減方法であって、前記トーン予約方法におけるトーン予約信号が、前記中間信号において、第２の所定の閾値より上の振幅を有する信号ピークに関してのみ最適化される、第２のＰＡＰＲ低減方法と
を備え、アクティブコンステレーション拡張（ＡＣＥ）に基づくＰＡＰＲ低減方法は行わず、
前記トーン予約方法において、前記トーン予約信号の平均電力が制限される、方法。
【請求項２】
前記ＰＴＳ方法では、前記第１の所定の閾値より上の前記信号ピークの数を低減するかまたは実質的に最小にするコードワードが選ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コードワードがＤＦＴ行列である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ＯＦＤＭ信号を受信するための入力部と、プロセッサと、コードを記憶するためのメモリとを備えるデバイスであって、前記コードは、前記プロセッサによって実行されたとき、
第１の所定の閾値より上の信号ピークの数が実質的に最小にされるように中間信号が発生される部分送信シーケンス（ＰＴＳ）方法である、第１のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）低減方法と、
前記中間信号のＰＡＰＲが低減されるトーン予約（ＴＲ）方法である第２のＰＡＰＲ低減方法であって、前記トーン予約方法におけるトーン予約信号が、前記中間信号において、第２の所定の閾値より上の振幅を有する信号ピークに関してのみ最適化され、前記トーン予約方法において、前記トーン予約信号の平均電力が制限される、第２のＰＡＰＲ低減方法と、を実行し、アクティブコンステレーション拡張（ＡＣＥ）に基づくＰＡＰＲ低減方法は実行しないことによって、前記ＯＦＤＭ信号に基づく低減済みＰＡＰＲをもつ変更済み信号を前記プロセッサに発生させるように構成される、デバイス。
【請求項５】
前記ＰＴＳ方法では、前記第１の所定の閾値より上の前記信号ピークを低減するかまたは実質的に最小にするコードワードが選ばれる、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記コードワードがＤＦＴ行列である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項に記載のデバイスと、
ＰＡＰＲ低減済みＯＦＤＭ信号を受信し、それをワイヤレス送信チャネルに送信するように構成された送信ユニットと
を備えるＯＦＤＭ送信機。
【請求項８】
前記ＯＦＤＭ送信機が基地局またはテレビ放送局である、請求項７に記載のＯＦＤＭ送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、一般に、ＰＡＰＲ低減に関し、計算的に安価な方法でのＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲの低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭは、広帯域信号を多くの狭帯域サブ信号に分割し、それにより、受信機での等価を簡単にする機能のため高データレート信号を送信する効率的な方法である。しかしながら、その主な欠点は、多くのサブ信号の加算によって引き起こされる大きいピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）である。ＴＶ放送およびＡＤＳＬなどの多くのサブキャリアをもつシステムでは、これは、電力増幅器（ＰＡ）に関する深刻な問題を引き起こし、厳しい電力損失をもたらすことがある。これは、送信機でのＰＡＰＲ低減技法の使用を必要とする。ＰＡＰＲ低減は長い間研究されており、いくつかの解決策が提案されている。これらは、信号のピークを低下させることになる符号化、位相回転、または信号の付加などの様々な技法を使用する。多くの場合、これらの技法は、複雑さおよび／またはオーバヘッドと性能をトレードオフすることができるいくつかのパラメータを有する。ＰＡＰＲ低減に関する主な問題は、良好な性能を達成することが非常に計算集約的であることである。
【発明の概要】
【０００３】
以下において、実施形態が、図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】部分送信シーケンス（ＰＴＳ）ＰＡＰＲ低減方法におけるサブキャリアの非重複グループへの分離を示す図。
【図２】トーン予約（ＴＲ）ＰＡＰＲ低減方法におけるトーン割振りを示す図。
【図３】一実施形態によるハイブリッドＰＡＰＲ低減方法を示す図。
【図４】一実施形態による変更されたＰＴＳ方法を示す図。
【図５】第２の／ＴＲ  ＰＡＰＲ低減ステップへの入力情報の有意なピークの数の関数としての実施形態の第２の／ＴＲ  ＰＡＰＲ低減の後に達成されたＰＡＰＲ低減のシミュレーションの結果を示す図。
【図６】ＴＲ−ＡＳの原理を示す図。
【図７】実施形態のハイブリッドＰＡＰＲ低減方式を実施するように構成された受信機を示す図。
【図８】一実施形態のハイブリッドＰＡＰＲ低減方式の性能のシミュレーション結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一実施形態では、ＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減する方法は、第１の所定の閾値より上の信号ピークの数が実質的に最小にされるように中間信号が発生される第１のＰＡＰＲ低減方法と、中間信号のＰＡＰＲが低減される第２のＰＡＰＲ低減方法とを備える。
【０００６】
一実施形態では、第１のＰＡＰＲ低減方法は、第１の所定の閾値より上のピークを低減するかまたは実質的に最小にするコードワードが選ばれる部分送信シーケンス（ＰＴＳ）方法である。
【０００７】
一実施形態では、コードワードはＤＦＴ行列である。
【０００８】
一実施形態では、第２のＰＡＰＲ低減方法はトーン予約（ＴＲ）方法である。
【０００９】
一実施形態では、第２のＰＡＰＲ低減方法において、トーン予約信号が、第２の所定の閾値より上の振幅を有する信号ピークに関してのみ最適化される。
【００１０】
ＴＲ方法の一実施形態では、ＴＲ信号の平均電力が制限される。
【００１１】
一実施形態では、ＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減する方法は、最初に、低いまたは中間の複雑さで中間または高いＰＡＰＲ低減領域においてＰＴＳを使用してＰＡＰＲを低減することと、その後、低いまたは中間の複雑さで中間または高いＰＡＰＲ低減領域においてＴＲをさらに使用してＰＡＰＲを低減することとを備える。
【００１２】
一実施形態では、所定の閾値より上にあるＯＦＤＭ信号のピークのみに基づいてトーン予約信号を最適化することによるトーン予約を使用してＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減する方法。
【００１３】
一実施形態では、デバイスは、ＯＦＤＭ信号を受信するための入力部と、プロセッサと、コードを記憶するためのメモリとを備える。コードは、プロセッサによって実行されたとき、所定の閾値より上の信号ピークの数が実質的に最小にされるように中間信号が発生される第１のＰＡＰＲ低減方法と、中間信号のＰＡＰＲが低減される第２のＰＡＰＲ低減方法とを実行することによって、ＯＦＤＭ信号に基づく低減済みＰＡＰＲをもつ変更済み信号をプロセッサに発生させるように構成される。
【００１４】
一実施形態では、第１のＰＡＰＲ低減方法は、第１の所定の閾値より上のピークを低減するかまたは実質的に最小にするコードワードが選ばれる部分送信シーケンス（ＰＴＳ）方法である。
【００１５】
一実施形態では、コードワードはＤＦＴ行列である。
【００１６】
一実施形態では、第２のＰＡＰＲ低減方法はトーン予約（ＴＲ）方法である。
【００１７】
ＴＲ方法の一実施形態では、トーン予約信号は、所定の閾値より上の振幅を有する信号ピークに関してのみ最適化される。
【００１８】
ＴＲ方法の一実施形態では、ＴＲ信号の平均電力が制限される。
【００１９】
一実施形態では、デバイスは、ＯＦＤＭ信号を受信するための入力部と、プロセッサと、コードを記憶するためのメモリとを備える。プロセッサによって実行されたとき、最初に、低いまたは中間の複雑さで中間または高いＰＡＰＲ低減領域においてＰＴＳを使用してＰＡＰＲを低減し、その後、低いまたは中間の複雑さで中間または高いＰＡＰＲ低減領域においてＴＲをさらに使用してＰＡＰＲを低減することによって、ＯＦＤＭ信号に基づく低減済みＰＡＰＲをもつ変更済み信号をプロセッサに発生させるように構成されるコード。
【００２０】
一実施形態では、デバイスは、ＯＦＤＭ信号を受信するための入力部と、プロセッサと、コードを記憶するためのメモリとを備え、コードは、プロセッサによって実行されたとき、所定の閾値より上にあるＯＦＤＭ信号のピークを選択し、選択されたピークにのみに対してＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減することによって、ＯＦＤＭ信号に基づく低減済みＰＡＰＲをもつ変更済み信号をプロセッサに発生させるように構成される。
【００２１】
一実施形態では、ＯＦＤＭ送信機は、前述のデバイスと、ＰＡＰＲ低減済みＯＦＤＭ信号を受信し、それをワイヤレス送信チャネルに送信するように構成された送信ユニットとを備える。
【００２２】
一実施形態では、ＯＦＤＭ送信機は基地局またはテレビ放送局である。
【００２３】
ＰＡＰＲ低減のための１つの既知の技法は、Ｍｕｌｌｅｒ等（Ｍｕｌｌｅｒ，  Ｓ．およびＨｕｂｅｒ，  Ｊ．、（１９９７年、２月）、ＯＦＤＭ  ｗｉｔｈ  ｒｅｄｕｃｅｄ
ｐｅａｋ−ｔｏ−ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｏｐｔｉｍｕｍ
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐａｒｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ、ＩＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、３３（５）、３６８〜３６９）による部分送信シーケンス（ＰＴＳ）技法である。ＰＴＳが必要とする計算複雑さは低い。ＰＴＳの動作原理が図１に示される。送信されるべき信号のサブキャリアは、いくつかの非重複グループに分割され（図１ｂ）、ＩＤＦＴが、部分信号ごとに計算される（図１ｃ）。次いで、いくつかの単位大きさ重み（unit magnitude weight）
【００２４】
【数１】
2018152900.tif 000003
【００２５】
が、これらの重みを使用して部分時間ドメイン信号が組み合わされるときＰＡＰＲができるだけ低くなるように計算される。次いで、組合せ信号が、重みが使用されたという情報と一緒に送信される。一般に、これらの重みはコードブックから選ばれ、使用されたコードワードに対するインデクスのみが受信機（コードワードが選ばれたコードブックを同様に有する）に伝えられる必要がある。受信機において、ＦＦＴが計算され、周波数ドメイン信号が重み
【００２６】
【数２】
2018152900.tif 000004
【００２７】
を使用して回転戻しされる。この方法の主な欠点は、良好な性能を達成するには大きいコードブックが必要とされ、それが複雑さとオーバヘッドの両方を増加させることである。
【００２８】
トーン予約（ＴＲ）として知られている別の手法（Ｒａｈｍａｔａｌｌａｈ，  Ｙ．およびＭｏｈａｎ，  Ｓ．（２０１３，Ｆｏｕｒｔ  Ｑｕａｒｔｅｒ）．  Ｐｅａｋ−Ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ＯＦＤＭ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：  Ａ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ａｎｄ  Ｔａｘｏｎｏｍｙ．  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｕｒｖｅｙｓ  ＆  Ｔｕｔｏｒｉａｌｓ，４（１５）、１５６７〜１５９３）に記されているような）は、ＰＡＰＲ低減の使用のためにＯＦＤＭ信号にいくつかのトーンを割り当て、したがって、いくつかのトーンではデータを送信しないことである。これが図２に示される。非データ搬送トーンが時間ドメインデータ信号と組み合わされるときそれが低いＰＡＰＲをもつ信号を生成するように、非データ搬送トーンが構築され得る。次いで、この組合せ信号が送信され、受信機において、ＴＲトーンのシンボルは、データ信号に関する情報を含んでいないので単に無視される。この方法の主な欠点は、ＰＡＰＲを最小にするためにＴＲトーンでどの値を送信しているかを見いだすことの高い複雑さである。
【００２９】
トーン予約技法の修正版は、Ｋｒｏｎｇｏｌｄ等（Ｋｒｏｎｇｏｌｄ，  Ｂ．およびＪｏｎｅｓ，  Ｄ．（２００４年２月）、Ａｎ  Ａｃｔｉｖｅ−Ｓｅｔ  Ａｐｐｒｏａｃｈ
ｆｏｒ  ＯＦＤＭ  ＰＡＲ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｖｉａ  Ｔｏｎｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ．  ＩＥＥＥ  ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、５２（２）、４９５〜５０９）による、本開示ではＴＲ−ＡＳと呼ぶ、アクティブ集合を使用するトーン予約である。この技法は良好な性能を提供するが、多くの処理ステップを必要とする。このために、この技法の使用が非実用的になることがある。ＴＲ−ＡＳは、ＴＲ−ＡＳ信号の電力への制約がない場合、有限数のステップで収束することが示された。実際には、ＴＲ−ＡＳ信号が受信機において無視され、データ検出で使用されないとすれば、ＴＲ−ＡＳ信号の電力は、データ送信の観点から見て電力損失であるので制限されなければならない。
【００３０】
他方、ＰＴＳは、簡単な方法であるが、ＴＲ−ＡＳほど良好な性能を与えない。発明者等は、両方の方法に共通することは、それらが複雑さの増加に対して収穫逓減を呈することであることを理解した。性能の最大の改善は、複雑さが低から中間に行くときであり、しかし、それを超えると、改善は緩やかでしかない。実施形態はこれらの２つの方法を組み合わせており、各々は「低い複雑さ領域」で動作する。それによって、性能−複雑さトレードオフが改善される。
【００３１】
ＰＴＳとＴＲ−ＡＳ方法の両方、ならびにほとんどのまたはさらにすべての既知のＰＡＰＲ低減方法を用いて、性能の最大の改善が低い複雑さ領域で得られる。ＰＴＳでは、ＰＡＰＲ改善は、コードブックのサイズ（したがって、複雑さ）が増加するにつれて減少する。ＴＲ−ＡＳでは、ＰＡＰＲ改善は、最初のわずかの反復の後減少する。何故ならば、新しい降下方向ベクトルが反復中に発生されるとき考慮される必要があるピークの数と共に、計算複雑さがそれと共に増加するからであることを発明者等は理解した。
【００３２】
発明者等は、計算的にそれほど面倒でなく、さらにＰＡＰＲ低減性能に関してより効率的な、それぞれの方法の初期動作段階の使用を可能にするように２つのＰＡＰＲ低減方法を組み合わせる方法を発明した。これは、所定の閾値より上のピークの数が既に実質的に最小にされている信号にのみ第２の方法が処理する必要があることを保証する、２つの方法の間のインタフェースを備えることによって達成される。２つのＰＡＰＲ低減方法のうちの第２のものは、第１の方法によって達成されたものを超えるＰＡＰＲ低減を行うのに利用できるので、２つの方法のうちの第１のものは、計算的により苛酷で、さらにＰＡＰＲ低減性能に関してそれほど価値がない動作領域で動作する必要がない。その上、第２の方法が処理しなければならない所定の閾値より上のピークの数は既に減少しているので、第２の方法の動作はより効率的であり、その結果、満足なＰＡＰＲ低減が、第２の方法の初期の計算的にあまり複雑でない動作段階内に得られ得る。
【００３３】
以下で説明される実施形態は、例示のＰＡＰＲ低減方法としてＰＴＳとＴＲまたはＴＲ−ＡＳとを使用する例証を提供する。しかしながら、実施形態は、これらの例示の方法の使用にも互いの組合せにも限定されない。以下で説明される実施形態では、ＰＴＳが、最初に、送信されるべき信号に、小さいコードブックのみを使用して適用される。その後、ＴＲまたはＴＲ−ＡＳが少数の反復で適用される。小さいコードブックの使用により、ＰＴＳの複雑さが低減される。ＴＲまたはＴＲ−ＡＳが少数の反復しか必要としないことを保証することにより、この第２の方法の複雑さが低減される。
【００３４】
ＰＴＳ：
１つの実施形態では、ＰＴＳの低い複雑さの動作は、周波数ドメインにおいて、送信されるべき信号を少数のサブブロックＶに分割することによって活かされる。サブブロックは、例えば図１ｂに示されるようなサブセットに含まれるトーンのインデクスのセットである。その上、直交コードブックＶ×Ｖが使用される。直交性基準は、２つセットのセットの位相回転
【００３５】
【数３】
2018152900.tif 000005
【００３６】
および
【００３７】
【数４】
2018152900.tif 000006
【００３８】
が以下の性質の
【００３９】
【数５】
2018152900.tif 000007
【００４０】
を有することを意味する。
【００４１】
２つのコードワードが互いに直交している場合、これらのコードワードを使用した組合せ信号が同じＰＡＰＲを有することはありそうもない。したがって、利用可能な組合せ信号から最善のものを選ぶことによって、低いＰＡＰＲをもつ信号を見いだす機会が最大化される。さらなるコードワードがコードブックに加えられた場合、それらはすべてが必ずしも直交し得るとは限らず、その結果、コードブックのサイズの増加から利用可能な性能改善は制限されることがさらに分かった。
【００４２】
ＰＴＳ方法は実施形態のＰＡＰＲ低減方法の第一段階にすぎないので、ＰＡＰＲを最適化する必要はない。代わりに、組合せ信号は、第２段階への最善の入力信号として働くように選ばれる。
【００４３】
ＴＲ−ＡＳ：
既知のＴＲ方法の各ステップにおいて、図２を参照しながら上述で論じられた予約トーンから発生されたデータ信号および時間ドメイン信号（以下、それぞれ、ＴＲ信号または降下方向ベクトルと呼ぶ）が加えられる。ＴＲ信号は位相シフトされ、その結果、時間ドメインにおいて、その主ピークは、最大振幅をもつデータピークを少なくとも部分的に消去する。時間ドメインデータ信号の１つの部分のこの消去はほとんど必然的に時間ドメインデータ信号の別の部分のピーク振幅の増加をもたらすので、このように変更された信号に対して同じ考慮が繰り返されなければならない。第２の反復において、ＴＲ信号のうちの２つが、時間ドメインにおいて、時間ドメインのデータ信号の信号ピークのうちの１つに個別に影響を及ぼす（減少させるかまたは消去する）ように個別に位相シフトされ、その結果、ＰＡＰＲは、個別に位相シフトされたＴＲ信号の加重和が時間ドメインデータ信号に加えられるときに処理されたピークの振幅の低下のおかげで低減される。これは、再びほとんど必然的に他のピークの振幅の増加を引き起こすので、各々が時間ドメインデータ信号の異なるピークに影響を及ぼすように個別に位相シフトされる増加した数のＴＲ信号を用いて次第に増加する数のピークを処理するこの方法のさらなる反復が、実行される。そのような反復の繰り返される動作は計算上複雑である。手短に言えば、個別に位相シフトされ、次いで重み付け加算で加えられるいくつかのサブ信号のとき、送信されるべき信号のＰＡＰＲを低減する信号を形成するために、ＴＲ手法は送信トーンを予約する。
【００４４】
発明者等は、この方法の終盤の反復に由来する利益が減少することを理解した。発明者等は、ＴＲ−ＡＳ信号がどのように見えるかに関係なく、データ信号のいくつかの時間ドメインサンプルが常にピークになることは全くありそうになく、結果として、ＴＲ信号を決定するときに実行される反復のためにデータのこれらの部分は無視されてもよく／含まれなくてもよいことをさらに理解した。これに基づいて、発明者等は、ＰＡＰＲ低減を適用することができ、所定の閾値よりも高い信号のそれらのピークのみを、ＴＲ−ＡＳアルゴリズムのための入力として使用し、それによって、計算複雑さの低減を達成することにより、計算上それほど複雑でない方法でＴＲ−ＡＳが首尾よく利用され得ることを理解した。
【００４５】
ハイブリッド方法は、それ自体のオーバヘッドをもつ２つの別個の方式で構成されるので、ハイブリッド方法のオーバヘッドは、個々の方式よりも高くなることがある。しかしながら、ＴＲ−ＡＳは、多数の割り振られたトーンを使用することができる。ＤＶＢ−Ｔ２では、例えば、３２７６８サブキャリアシステムには２８８個のＴＲ−ＡＳトーンが存在する。この実施形態では、ＰＴＳ方式は、低い複雑さ領域で動作するために非常に小さいコードブックを使用するので、ＰＴＳ情報を信号で送るためにＴＲ−ＡＳトーンの一部を使用することが容易である。例えば、コードブックサイズが４である場合、２ビットしか信号で送る必要がなく、多分、これらのビットが保護のために符号化される場合、３〜４トーンしか必要とされない。これにより、ＴＲ−ＡＳ方法の性能は大きくは低減されないことになる。
【００４６】
図１に略述された従来のＰＴＳアルゴリズムでは、入力データシンボルＸkは、非重複サブキャリア、Ｓν、ν＝１，…，ＶのＶグループに分割され、個々のサブグループのすべてのＩＤＦＴが計算され、
【００４７】
【数６】
2018152900.tif 000008
【００４８】
ここで、Ｎはサブキャリアの数であり、Ｌはオーバーサンプリング係数である。次いで、部分ＩＤＦＴが、コードブックからの各コードワードｃ(d)を使用して組み合わされる。
【００４９】
【数７】
2018152900.tif 000009
【００５０】
次いで、最も低いＰＡＰＲを生成するコードワード
【００５１】
【数８】
2018152900.tif 000010
【００５２】
が使用される。
【００５３】
実施形態の変更されたＰＴＳアルゴリズムでは、別の選択基準が使用される。最も低いＰＡＰＲをもつ組合せ信号を決定する代わりに、ある閾値より上のピークが最も少ない組合せ信号が選択される。発明者等は、ＴＲ−ＡＳ方法へのこの入力を選ぶことによって、ＴＲ−ＡＳの後の残りのＰＡＰＲが低減され得ることを理解した。これが図５に示されており、図５は、第２のステップ（ＴＲ−ＡＳ）の後のＰＡＰＲを、実施形態のＴＲ−ＡＳ部分に供給される入力信号の有意なピークの数の関数として示す。その結果、最適なコードワードは、実施形態では、
【００５４】
【数９】
2018152900.tif 000011
【００５５】
として選ばれ、ここで、Ｉ（Ｘ）は特性関数であり、すなわち、Ｉ（Ｘ）は、ステートメントＸが真である場合、１であり、そうでない場合、０であり、Ａは閾値である。次いで、生成された時間ドメイン信号
【００５６】
【数１０】
2018152900.tif 000012
【００５７】
は、ＴＲ−ＡＳアルゴリズムに渡される。小さいコードブックを用いてできる限りＰＡＰＲを低減するために、コードブックは、すべてのコードワードを直交させるためにＤ＝ＶでのＤＦＴ行列
【００５８】
【数１１】
2018152900.tif 000013
【００５９】
として選ばれる。実施形態はこのやり方に限定されず、代わりに、他の直交ベクトルを使用することが可能であることに留意されたい。
【００６０】
図６に略述される実施形態によるＴＲ−ＡＳは、以下のように機能する。ＴＲ−ＡＳトーンが、カーネルｐnを形成するために使用される。これは、ＴＲ−ＡＳ値を１に設定することによって行うことができ、
【００６１】
【数１２】
2018152900.tif 000014
【００６２】
ここで、Ｒは、Ｒ  ＴＲ−ＡＳトーンの集合である。ｐ0＝１であること、および他のカーネルが使用され得ることに留意されたい。複雑さを低減するために、ある閾値Ａより上の入力信号のサンプルのみが考慮される、すなわち、Ｂ＝｛ｎ：｜ｘn｜＞Ａ｝である。同時に、これらのサンプルが見いだされたとき、信号のピーク
【００６３】
【数１３】
2018152900.tif 000015
【００６４】
が、さらに計算され、ピークの集合
【００６５】
【数１４】
2018152900.tif 000016
【００６６】
に加えられる。次いで、降下方向ベクトル
【００６７】
【数１５】
2018152900.tif 000017
【００６８】
が、降下方向ベクトルをピークの入力信号と位相整合させる、重み
【００６９】
【数１６】
2018152900.tif 000018
【００７０】
を見いだすことによって計算され、すなわち、
【００７１】
【数１７】
2018152900.tif 000019
【００７２】
である。次に、低減されたピークが別のピークと同じくらいの大きさになるようなステップサイズが見いだされる。これは、サンプルごとに、必要とされるステップサイズを計算し、
【００７３】
【数１８】
2018152900.tif 000020
【００７４】
最も小さいものｍｉｎn∈Bμ（ｎ）を取ることによってなされる。
【００７５】
その上、ＴＲ−ＡＳ信号の電力限界が超えられないことが保証される必要がある。発明者等は、各ＴＲトーンが電力限界を有する場合、これは、すべてのＴＲトーンが限界に達するとは限らないはずであるのでＴＲ信号の低い平均電力をもたらすことができることを理解した。これは、制限しすぎているとして理解された。それゆえに、実施形態では、限界は、実施形態のＴＲトーンの平均電力Ｐに課される。時間ドメインＴＲ−ＡＳ信号を
【００７６】
【数１９】
2018152900.tif 000021
【００７７】
で、およびその周波数ドメイン表示を
【００７８】
【数２０】
2018152900.tif 000022
【００７９】
で表示すると、
【００８０】
【数２１】
2018152900.tif 000023
【００８１】
であることが必要であり、それは、
【００８２】
【数２２】
2018152900.tif 000024
【００８３】
を意味し、ここで、
【００８４】
【数２３】
2018152900.tif 000025
【００８５】
およびＰkは、それぞれ、
【００８６】
【数２４】
2018152900.tif 000026
【００８７】
およびｐnの周波数ドメインバージョンである。次いで、ステップサイズは、
【００８８】
【数２５】
2018152900.tif 000027
【００８９】
として選ばれる。
【００９０】
次いで、新しいピーク
【００９１】
【数２６】
2018152900.tif 000028
【００９２】
がピーク場所の集合に加えられ、
【００９３】
【数２７】
2018152900.tif 000029
【００９４】
新しい最大値が更新され、Ｅ(1)＝Ｅ(0)−μである。
【００９５】
アルゴリズムのｊ番目の反復において、降下方向ベクトル
【００９６】
【数２８】
2018152900.tif 000030
【００９７】
が、ピーク場所でデータ信号と位相整合される、すなわち、
【００９８】
【数２９】
2018152900.tif 000031
【００９９】
，∀ｎ∈Ｌであるような重み
【０１００】
【数３０】
2018152900.tif 000032
【０１０１】
が見いだされる。これは、ｉ×ｉ連立一次方程式
【０１０２】
【数３１】
2018152900.tif 000033
【０１０３】
を解くことによって行われ得る。
【０１０４】
次いで、新しいピークを低減済みのものと等しくするステップサイズが見いだされ、
【０１０５】
【数３２】
2018152900.tif 000034
【０１０６】
である。
【０１０７】
電力制約も満たされなければならず、
【０１０８】
【数３３】
2018152900.tif 000035
【０１０９】
であり、これは、二次方程式を解くことによって確認することができ、
【０１１０】
【数３４】
2018152900.tif 000036
【０１１１】
である。
【０１１２】
次いで、ステップサイズが、すべての制約を満たすように選ばれ、
【０１１３】
【数３５】
2018152900.tif 000037
【０１１４】
である。
【０１１５】
次いで、ＴＲ−ＡＳ信号が更新され、
【０１１６】
【数３６】
2018152900.tif 000038
【０１１７】
および
【０１１８】
【数３７】
2018152900.tif 000039
【０１１９】
であり、ならびにデータ信号は
【０１２０】
【数３８】
2018152900.tif 000040
【０１２１】
である。最大値がＥ(i)＝Ｅ(i-1)−μとして更新され、新しいピーク
【０１２２】
【数３９】
2018152900.tif 000041
【０１２３】
がピークの集合
【０１２４】
【数４０】
2018152900.tif 000042
【０１２５】
に加えられる。
【０１２６】
次いで、これらの反復は、停止基準が満たされるまで繰り返され、停止基準は、反復の数、μのサイズなどとすることができる。
【０１２７】
図７は、実施形態のハイブリッドＰＡＰＲ低減方法が実施され得るデバイス１００を示す。デバイスは、未変更のＯＦＤＭ信号を受け取る入力ポート１００と、プロセッサ１２０と、メモリ１３０と、出力ポート１４０とを備える。メモリ１３０は、プロセッサ１２０に通信可能に接続され、プロセッサ１２０による実行のためのコードを記憶する。プロセッサ１２０が、メモリ１３０に記憶されたコードを実行すると、実施形態のステップが、入力ポート１１０を通して受信されたＯＦＤＭ信号に適用される。このようにＰＡＰＲ低減を受けた信号は、出力ポート１４０を通してデバイス１００の下流にある構成要素に送信される。そのような下流の構成要素は、ＯＦＤＭ送信機の送信チェーンの一部を形成する構成要素とすることができ、デバイス１００は、この送信機の一部である。送信機は、基地局またはテレビ放送局などの任意のＯＦＤＭ送信機とすることができる。
【０１２８】
実施例
従来の方法は、ＴＲ−ＡＳトーンごとに電力限界をもつＴＲ−ＡＳ（「ＴＲ−ＡＳ、トーン当たりの制約」）であると考えることができる。これは、ＴＲ−ＡＳトーンの代わりに平均電力制約（「ＴＲ−ＡＳ、平均の制約」）を適用することによる好ましい実施形態によって改善される。実施形態では、上述の「ピーク数選択基準」によるＰＴＳ技法がＴＲ−ＡＳ技法と組み合わされ、ＴＲ−ＡＳでは、絶対電力制約の代わりに平均電力制約が適用される。
【０１２９】
実施形態の組合せ方法（本明細書ではＰＴＲ＋ＴＲと呼ぶ）の性能が、シミュレーションを使用して、Ｎ＝３２７６８サブキャリアおよびＬ＝８のオーバーサンプリング係数をもつシステムに対して評価された。比較として使用されたＴＲ−ＡＳ方式は、Ｒ＝２５６サブキャリアを有する。ハイブリッド方式は、ＴＲ−ＡＳ段階では２５３サブキャリアを使用し、ＰＴＳ情報を伝えるために３サブキャリアを割り振る。ＰＴＳコードブック情報を伝えるために、ｌｏｇ2Ｖ＝２ビットが送信される必要がある。これらは、
【０１３０】
【数４１】
2018152900.tif 000043
【０１３１】
として符号化され得る。
【０１３２】
これらの６ビットは、３ＱＰＳＫシンボルに変調され得る。したがって、実施形態のオーバヘッドは同様に２５６サブキャリアである。
【０１３３】
すべての方式の性能が、複雑さ（浮動小数点演算「フロップ」の数）の関数として図７に示されている。縦軸は、送信信号の瞬間（正規化）電力が、
【０１３４】
【数４２】
2018152900.tif 000044
【０１３５】
を超える１０-6の確率が存在するレベルγである。
【０１３６】
見て分かるように、提案されたハイブリッド方法は、ＴＲ−ＡＳ単独よりも低いＰＡＰＲを達成している。非常に低い複雑さでは、それらの方式の性能は、ＰＡＰＲ低減なしのものと等しいが、その理由は、ＰＡＰＲを低減するために利用可能な十分なフロップがないからである。しかしながら、ＰＡＰＲの有意な低減は、中間の／高い複雑さ領域で達成される。
【０１３７】
大部分のＰＡＰＲ低減技法は収獲逓減を有する、すなわち、より多くの複雑さが許容される場合、性能改善は規模が減少する。２つの異なる技法を組み合わせることによって、ＰＡＰＲの大きい改善が達成され得る領域が、中程度のコストのみで、複雑さの増加の際に拡大される。一緒に働くように個々の方法を調整することによって、良好な性能−複雑さトレードオフを提供する効率的なハイブリッド方法が構築される。
【０１３８】
いくつかの実施形態が説明されたが、これらの実施形態は、例としてのみ提示されており、本発明の範囲を限定するように意図されていない。確かに、本明細書で説明された新規のデバイスと方法とは、様々な他の形態で具現することができ、それに加えて、本明細書で説明されたデバイス、方法、および製品の形態における様々な省略、置換、および改変が、本発明の趣旨から逸脱することなくなされ得る。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、本発明の範囲および趣旨内にあるそのような形態または変更を包含するように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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