(57)【要約】【課題】ワイアレス通信システムにおけるパワー制御のためのシステム及び方法。【解決手段】送信パワーを制御するためのシステム及び方法が提供される。システム及び方法は、送信周波数帯域の範囲内で送信されようとしている周波数の位置又は信号の周波数、送信周波数帯域の範囲内ホップ領域の位置、送信されようとしている周波数の位置又は信号の周波数帯域、又はこれらのアプローチの組み合わせに基づいてパワー増幅器に与えられる信号のパワーを変える。【選択図】図２
2011188529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイアレス通信システムのための送信機、該送信機は下記を具備する：
アンテナ；
信号の少なくとも２つのシンボルに対する複数のキャリア周波数のうちの異なるキャリア周波数を備える信号を変調するモジュレータ；
該モジュレータと該アンテナとの間に接続されたパワー増幅器；及び
該異なるキャリア周波数と該複数のキャリア周波数との間の関係にしたがって該モジュレータによって与えられる該信号のパワーを変えるために該モジュレータを指示する該パワー増幅器に接続されたプロセッサ。
【請求項２】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該異なるキャリア周波数の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項３】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該異なるキャリア周波数のうち該最小周波数に最も近いものの近さ及び該異なるキャリア周波数のうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項４】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該異なるキャリア周波数の平均近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項５】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該異なるキャリア周波数が該最小周波数及び該最大周波数への予め決められた距離の範囲内であるかどうかに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項６】
請求項１の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該異なるキャリア周波数のうち該最小周波数に最も近いものの近さ又は該異なるキャリア周波数のうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項７】
請求項１の送信機であって、該モジュレータと該パワー増幅器との間に接続された非線形プロセッサをさらに具備する、ここにおいて、該プロセッサは、該異なるキャリア周波数の位置に基づいて該非線形プロセッサのクリッピング・レベルを設定する。
【請求項８】
請求項７の送信機であって、該非線形プロセッサと該パワー増幅器との間に接続されたローパス・フィルタをさらに具備する。
【請求項９】
請求項１の送信機であって、別の１つのアンテナ及び該別の１つのアンテナと該モジュレータとの間に接続された別の１つのパワー増幅器をさらに具備する、ここにおいて、該プロセッサは、該別の１つのアンテナから送信されようとしているキャリア周波数と該複数のキャリア周波数との間の関係にしたがって該別の１つのパワー増幅器に該モジュレータによって与えられる信号のパワー・レベルを独立して変化させる。
【請求項１０】
請求項１の送信機、ここにおいて、該プロセッサは、該異なるキャリア周波数の帯域幅に基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項１１】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そして該異なるキャリア周波数は、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項１２】
請求項１の送信機、ここにおいて、該複数の周波数は、最小周波数から最大周波数の範囲であり、そして該異なるキャリア周波数は、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数又は該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項１３】
下記を具備する送信機：
周波数範囲の周波数のグループを利用する複数のシンボルを変調するモジュレータ；    該モジュレータとアンテナとの間に接続されたパワー増幅器；及び
該周波数範囲内の該周波数のグループの位置に基づいて信号のパワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段。
【請求項１４】
請求項１３の送信機であって、該モジュレータの出力のパワーをクリッピングするための手段をさらに具備する、ここにおいて、該指示するための手段は、該周波数範囲内の該周波数のグループの位置に基づいてクリッピング・レベルを変えるために該クリッピングするための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項１５】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数グループの該周波数が該最小周波数及び該最大周波数への予め決められた距離の範囲内であるかどうかに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項１６】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項１７】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ及び該周波数のグループのうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項１８】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの平均近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項１９】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ又は該周波数のグループのうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項２０】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数のグループは、最小周波数と最大周波数との間の範囲であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループの帯域幅に基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項２１】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項２２】
請求項１３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数又は該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項２３】
ワイアレス通信システムのための送信機、該送信機は下記を具備する：
アンテナ；
周波数範囲の周波数のグループを利用する信号の複数のシンボルを変調するモジュレータ；
該アンテナに接続されたパワー増幅器；
該パワー増幅器と該モジュレータとの間に接続された非線形プロセッサ、該非線形プロセッサは該モジュレータによって与えられた該信号のパワー・レベルを減少させる；及び
該周波数範囲内の該周波数のグループの位置に基づいて該信号の該パワー・レベルの減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示するプロセッサ。
【請求項２４】
請求項２３の送信機であって、別の１つのアンテナにおいて、該アンテナに接続された別の１つのパワー増幅器、及び該別の１つのパワー増幅器と該モジュレータとの間に接続された別の１つの非線形プロセッサをさらに具備する、ここにおいて、該プロセッサは、該周波数範囲内で１フレームの間に該別の１つのアンテナから送信されようとしている別の１つの周波数のグループの位置に基づいて該信号の該パワー・レベルの減少量を変えるために該非線形プロセッサを独立して指示する。
【請求項２５】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該プロセッサは、該周波数範囲内の該周波数のグループの位置に基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該モジュレータを指示する。
【請求項２６】
請求項２３の送信機であって、該非線形プロセッサと該パワー増幅器との間に接続されたローパス・フィルタをさらに具備する。
【請求項２７】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項２８】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ及び該異なるキャリア周波数のうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項２９】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの平均近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３０】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該周波数のグループの周波数が該最小周波数及び該最大周波数への予め決められた距離の範囲内であるかどうかに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３１】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ又は該周波数のグループのうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３２】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数のグループは、最小周波数と最大周波数との間の範囲であり、そしてここにおいて、該プロセッサは、該周波数のグループの帯域幅に基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３３】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数及び該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３４】
請求項２３の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該プロセッサは、該最小周波数又は該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該パワー・レベルの該減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示する。
【請求項３５】
ワイアレス通信システムのための送信機、該送信機は下記を具備する：
アンテナ；
周波数範囲の周波数のグループを利用する信号の複数のシンボルを変調するモジュレータ；
該アンテナに接続されたパワー増幅器；
該パワー増幅器と該モジュレータとの間に接続され、該モジュレータによって与えられた該信号のパワー・レベルを減少させるための手段；及び
該周波数範囲内の該周波数グループの位置に基づいて該信号の該パワー・レベルの減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段。
【請求項３６】
請求項３５の送信機であって、別の１つのアンテナにおいて、該アンテナに接続された別の１つのパワー増幅器、及び該別の１つのパワー増幅器と該モジュレータとの間に接続され１フレームの間に該別の１つのアンテナから送信されようとしている該信号の該パワー・レベルの減少させるための別の１つの手段をさらに具備する、ここにおいて、該指示するための手段は、該周波数範囲内で該別の１つのアンテナから送信されようとしている複数の周波数の位置に基づいて該信号の該パワー・レベルの減少量を変えるために該別の１つの手段を指示するための手段を含む。
【請求項３７】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループの該周波数が該最小周波数及び該最大周波数への予め決められた距離の範囲内であるかどうかに基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項３８】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの近さに基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項３９】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ及び該周波数のグループのうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項４０】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該周波数のグループの平均近さに基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項４１】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループのうち該最小周波数に最も近いものの近さ又は該周波数のグループのうち該最大周波数に最も近いものの近さに基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項４２】
請求項３５の送信機であって、該非線形プロセッサと該パワー増幅器との間に接続されたローパス・フィルタをさらに具備する。  
【請求項４３】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数のグループは、最小周波数と最大周波数との間の範囲であり、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該周波数のグループの帯域幅に基づいて該信号の該パワー・レベルの該減少量を変えるために該減少させるための手段を指示するための手段を具備する。
【請求項４４】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数及び該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項４５】
請求項３５の送信機、ここにおいて、該周波数範囲は、最小周波数と最大周波数との間であり、そして該周波数のグループは、ホップ領域を具備する、そしてここにおいて、該指示するための手段は、該最小周波数又は該最大周波数への該ホップ領域の近さに基づいて該信号の該パワーを変えるために該モジュレータを指示するための手段を具備する。
【請求項４６】
ワイアレス通信デバイスのパワー・レベルを変える方法、該方法は下記を具備する；    時間の１ピリオドの間に送信機から送信されようとしている周波数の系列を決定すること；
周波数帯域の範囲内で送信されようとしている少なくとも複数の周波数の位置を決定すること；及び
該少なくとも複数の周波数の該位置に基づいてパワー増幅器に与えられる信号のパワーを変えること。
【請求項４７】
請求項４６の方法、ここにおいて、該位置を決定することは、該周波数帯域のエッジの１つに最も近い周波数の周波数の位置を決定することを具備する。
【請求項４８】
請求項４６の方法、ここにおいて、該位置を決定することは、該周波数帯域のエッジへの該周波数の系列の各々の距離の平均値を決定することを具備する。
【請求項４９】
請求項４６の方法、ここにおいて、該パワーを変えることは、該パワー増幅器にモジュレータによって与えられる信号の該パワーを変えることを具備する。
【請求項５０】
請求項４６の方法、ここにおいて、該パワーを変えることは、該パワー増幅器に与えられる信号の最大レベルを変えることを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許仮出願第６０／５５０，６１６号、２００４年３月５日出願、名称 “ワイアレスＯＦＤＭＡ逆方向リンクにおけるＰＡ非直線性の効果を低減させるための方式（A Scheme for Reducing the Effects of PA Non-Linearity in Wireless OFDMA Links）”、に優先権を主張し、そして本出願の譲受人に譲渡されている。
【０００２】
本明細書は、通信システムに係り、そして他のものの中で、ワイアレス通信システムにおいて送信される信号のパワーを制御するためのシステム及び技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
最新の通信システムは、複数のユーザが共通の通信媒体をアクセスすることを可能にするように設計されている。複数のユーザが通信媒体へのアクセスを可能にする多元アクセス技術の複数の例は、時間分割多元アクセス（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）、空間分割多元アクセス、偏波分割（polarization division）多元アクセス、コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）、直交周波数分割多元アクセス（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）及びその他の類似の多元アクセス技術を含む。多元アクセスの概念は、共通の通信リンクへの複数のユーザのアクセスを可能にするチャネル割り当て方法体系である。チャネル割り当ては、具体的な多元アクセス技術に応じて種々の形式を取ることができる。例として、ＦＤＭＡシステムでは、全周波数スペクトルは、多数の小さなサブバンドに分割され、そして各ユーザは、通信リンクをアクセスするために自分自身のサブバンドを与えられる。あるいは、ＴＤＭＡシステムでは、各ユーザは、定期的に繰り返される複数のタイム・スロットのあいだ全体の周波数スペクトルを与えられる。ＣＤＭＡシステムでは、各ユーザは、全ての時間にわたり全体の周波数スペクトルを与えられるが、コードの使用を通して自身の送信を識別する。ＯＦＤＭＡシステムでは、複数のユーザは、各送信フレーム又は各バースト・ピリオド（burst period）において１又はそれより多くのタイム・スロット及び１又はそれより多くのサブバンドを指定される。
【０００４】
無線を介して送信される前に、ワイアレス・チャネルを介した送信のために十分なパワーを与えるために、送信信号はパワー増幅器を通過する。パワー増幅器は、通常は非線形のデバイスであり、これは、変調された周波数帯域の信号及び変調された周波数帯域の外の信号、これはノイズである、を発生させる。一般に、ワイアレス通信システムにおいて、全ての送信は、固有のエミッション・マスク（emission mask）を満足させなければならない、これはどんな送信機でも生じさせることがある許容可能な帯域外干渉の最大量を制限する。パワー増幅器の非線形性に起因する帯域外干渉の量を最小にするために、入力信号の平均パワーは、パワー増幅器が供給できる最大の可能なパワーから減少される又は “バック・オフ（backed off）”される。その上又はバック・オフの代わりに、信号は、変調の後であるがパワー増幅器による増幅の前に最大レベルでクリップ（clip）される。
【０００５】
パワー増幅器によって消費される平均電力が一般に動作のあいだ一定であるので、エミッション・マスクを満足させるために、バック・オフを増加させること又はクリッピング・レベルを低下させることは、パワー増幅器の効率を低下させる、すなわち、送信された信号のパワーが、パワー増幅器に対して利用可能なものよりも低くなる。パワー増幅器の効率を最大にしないことに関係する問題の１つは、電力を供給するための有用なバッテリー寿命の低下である。
【０００６】
したがって、効率を維持しつつ、エミッション・マスクを満足させるために可能な限りバック・オフを減少させそしてクリッピング・レベルを増加させることが、望まれている。
【発明の概要】
【０００７】
１つの態様では、ワイアレス通信システムのための送信機は、アンテナ、信号の少なくとも２つのシンボルに対する複数のキャリア周波数のうち異なるキャリア周波数を備える信号を変調するモジュレータ、該モジュレータと該アンテナとの間に接続されたパワー増幅器、及び該パワー増幅器に接続されたプロセッサ、とを具備する。該プロセッサは、該異なるキャリア周波数と該複数のキャリア周波数との間の関係にしたがって該モジュレータによって与えられる該信号のパワーを変えるために該モジュレータを指示する。
【０００８】
さらなる１つの態様では、ワイアレス通信システムのための送信機は、アンテナ、周波数範囲の周波数のグループを利用する信号の複数のシンボルを変調するモジュレータ、該アンテナに接続されたパワー増幅器、該パワー増幅器と該モジュレータとの間に接続された非線形プロセッサ、及び該周波数範囲内の該周波数のグループの位置に基づいて該信号の該パワー・レベルの減少量を変えるために該非線形プロセッサを指示するプロセッサ、を具備する。
【０００９】
別の１つの態様では、ワイアレス通信デバイスのパワー・レベルを変化させる方法は、送信されようとしている周波数の系列を決定すること、周波数帯域の範囲内で送信されようとしている少なくとも複数の周波数の位置を決定すること、及び該少なくとも複数の周波数の該位置に基づいてパワー増幅器に与えられる信号のパワーを変えること、を具備する。
【００１０】
本発明の他の態様が、以下の詳細な説明からこの分野に知識のあるものにとって容易に実現されるであろうことが、理解される。詳細な説明では、単に実例として、本発明の具体的な複数の実施形態だけが示されそして説明される。理解されるように、本発明は、他の実施形態及び異なる実施形態に可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明の精神及び範囲から全てが逸脱しないで、種々の他の関連する変形を可能にする。したがって、図面及び明細書は、本質的に実例として見なされるべきであり、制限するものとして見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ＭＩＭＯシステムにおける送信機システム及び受信機システムの１実施形態のブロック図を図示する。
【図２】図２は、周波数に基づいてバック・オフ及び／又はクリッピング制御を提供する送信機の１実施形態のブロック図を図示する。
【図３Ａ】図３Ａは、個々の周波数位置に基づいてパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図を図示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、個々の周波数位置に基づいてパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図を図示する。
【図３Ｃ】図３Ｃは、個々の周波数位置に基づいてパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図を図示する。
【図４】図４は、バック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムの１実施形態を説明するフローチャートを図示する。
【図５】図５は、バック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムの別の１つの実施形態を説明するフローチャートを図示する。
【図６】図６は、１実施形態にしたがってホップ・ピリオドにおけるホップ領域位置に基づいたバック・オフ及び／又はクリッピング制御のアプリケーションのブロック図を図示する。
【図７】図７は、バック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムの追加の実施形態を説明するフローチャートを図示する。
【図８】図８は、信号帯域幅に基づいたパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図を図示する。
【図９】図９は、バック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムのさらに１つの実施形態を説明するフローチャートを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の特徴、本質、及び利点は、図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面では、類似の参照符号は、一貫して対応するものを識別する。
【００１３】
添付された図面とともに以下に記載される詳細な説明は、本発明の具体例の複数の実施形態の説明として意図されており、そしてその実施形態の中で本発明が実行されることができる実施形態だけを表すように意図されていない。本明細書を通して使用される用語“具体例の”は、“例、事例、又は実例として取り扱うこと”を意味し、そしてその他の実施形態に対して好ましい又は優位であるとして解釈される必要はない。詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供する目的のために具体的な詳細な記載を含む。しかしながら、本発明が、これらの具体的な詳細な記載なしに実行されることができることは、当業者に明らかであろう。ある複数の事例では、周知の構造及びデバイスが、本発明の概念を不明瞭にすることを避けるためにブロック図の形式で示される。
【００１４】
マルチ・チャネル通信システムは、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ：multi-input multi- output）通信システム、直交周波数分割マルチプレキシング（ＯＦＤＭ：orthogonal frequency division multiplexing）通信システム、ＯＦＤＭを採用するＭＩＭＯシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）、及びその他のタイプの送信を含む。明確化のために、各種の態様及び実施形態が、ＭＩＭＯシステムに関して具体的に説明される。
【００１５】
ＭＩＭＯシステムは、データ通信のために複数の（ＮＴ個の）送信アンテナ及び複数の（ＮＲ個の）受信アンテナを採用する。ＮＴ個の送信アンテナ及びＮＲ個の受信アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、ＮＳ≦ｍｉｎ｛ＮＴ，ＮＲ｝であるＮＳ個の空間チャネルに分解されることができる。ＮＳ個の独立したチャネルの各々は、しかも、ＭＩＭＯチャネルの空間サブチャネル（又は送信チャネル）とも呼ばれることがある。複数の空間サブチャネルは、ＭＩＭＯチャネルに関する複数の固有モードによって決定され、これは順番にチャネル応答行列、Ｈに依存する。チャネル応答行列は、ＮＴ個の送信アンテナとＮＲ個の受信アンテナとの間の応答を説明する。チャネル応答推定値、Ｈの複数の要素は、ｉ＝１，２，．．．，ＮＲ及びｊ＝１，２，．．．ＮＴに対する独立したガウシアン・ランダム変数｛ｈｉ，ｊ｝から構成される、ここで、ｈｉ，ｊは、ｊ番目の送信アンテナとｉ番目の受信アンテナとの間のカップリング（すなわち、複素ゲイン）である。単純化のために、チャネル応答行列、Ｈは、フル・ランク（full-rank）である（すなわち、ＮＳ＝ＮＴ≦ＮＲ）になると仮定され、そして１つの独立したデータ・ストリームは、ＮＴ個の送信アンテナの各々から送信されることができる。
【００１６】
図１は、ＭＩＭＯシステム１００における送信機システム１１０及び受信機システム１５０の１実施形態のブロック図である。送信機システム１１０において、複数のデータ・ストリームに関するトラフィック・データは、データ・ソース１１２から送信（ＴＸ）データ・プロセッサ１１４に与えられる。１つの実施形態では、各データ・ストリームは、それぞれの送信アンテナを介して送信される。ＴＸデータ・プロセッサ１１４は、そのデータ・ストリームに対して選択された特定のコーディング方式に基づいて各データ・ストリームに関するトラフィック・データをフォーマット化し、コード化し、そしてインターリーブして、コード化されたデータを与える。
【００１７】
各データ・ストリームに対するコード化されたデータは、例えば、時間分割マルチプレキシング（ＴＤＭ：time division multiplexing）又はコード分割マルチプレキシング（ＣＤＭ：code division multiplexing）を使用してパイロット・データを用いてマルチプレックスされることができる。パイロット・データは、一般的に、（もしあったとしても）公知の方法で処理される公知のデータ・パターンであり、そして受信機システムにおいてチャネル応答を推定するために使用されることができる。各データ・ストリームに対するマルチプレックスされたパイロット・データ及びコード化されたデータは、その後、そのデータ・ストリームに対して選択された固有の変調方式（例えば、ＢＰＳＫ，ＱＳＰＫ，Ｍ−ＰＳＫ，又はＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調されて（すなわち、シンボル・マッピングされて）、変調シンボルを与える。各データ・ストリームに対するデータ・レート、コーディング、及び変調は、プロセッサ１３０によって与えられる制御によって決定されることができる。
【００１８】
全てのデータ・ストリームに対する変調シンボルは、その後、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ１２０に与えられる、これは、（たとえば、ＯＦＤＭに対する）変調シンボルをさらに処理できる。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ１２０は、その後、ＮＴ個の送信機１２２ａから１２２ｔへＮＴ個の変調シンボル・ストリームを与える。各送信機１２２は、それぞれのシンボル・ストリームを受け取り、そして処理して、１又はそれより多くのアナログ信号を与え、そしてアナログ信号をさらに調整して（例えば、増幅し、フィルタし、そしてアップコンバートして）、ＭＩＭＯチャネルを介した送信のために好適な変調された信号を与える。送信機１２２ａから１２２ｔからのＮＴ個の変調された信号は、その後、それぞれＮＴ個のアンテナ１２４ａから１２４ｔ送信される。
【００１９】
受信機システム１５０において、送信された変調された信号は、ＮＲ個のアンテナ１５２ａから１５２ｒによって受信され、そして各アンテナ１５２からの受信された信号は、それぞれの受信機（ＲＣＶＲ）１５４に与えられる。各受信機１５４は、それぞれの受信された信号を調整し（例えば、フィルタし、増幅し、そしてダウンコンバートし）、調整された信号をディジタル化してサンプルを与え、そしてサンプルをさらに処理して対応する“受信された”シンボル・ストリームを与える。
【００２０】
ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０は、その後、特定の受信機処理技術に基づいてＮＲ個の受信機１５４からＮＲ個の受信されたシンボル・ストリームを受け取りそして処理して、ＮＴ個の“検出された”シンボル・ストリームを与える。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０による処理は、下記にさらに詳細に説明される。各検出されたシンボル・ストリームは、対応するデータ・ストリームに対して送信された変調シンボルの推定値であるシンボルを含む。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０は、その後、各検出されたシンボル・ストリームを復調し、逆インターリーブし、そしてデコードして、データ・ストリームに関するトラフィック・データを再生する。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０による処理は、送信機システム１１０においてＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ１２０及びＴＸデータ・プロセッサ１１４によって実行されたものと相補的である。
【００２１】
ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０は、例えば、トラフィック・データを用いてマルチプレックスされたパイロットに基づいて、ＮＴ個の送信アンテナとＮＲ個の受信アンテナとの間のチャネル応答の推定値を導出できる。チャネル応答推定値は、受信機において空間処理又は空間／時間処理を実行するために使用されることができる。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０は、検出されたシンボル・ストリームの信号−対−ノイズ−及び−干渉比（ＳＮＲ：signal-to-noise-and-interference ratio）及びおそらくその他のチャネル特性をさらに推定でき、そしてプロセッサ１７０にこれらの量を与える。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データ・プロセッサ１６０又はプロセッサ１７０は、システムに対する“動作時”ＳＮＲの推定値、これは通信リンクの状態の指標である、をさらに導出できる。プロセッサ１７０は、その後、チャネル状態情報（ＣＳＩ：channel state information）を与える、これは、通信リンク及び／又は受信されたデータ・シンボルに関する種々のタイプの情報を備えることができる。例えば、ＣＳＩは、動作時ＳＮＲだけを備えることができる。ＣＳＩは、その後、ＴＸデータ・プロセッサ１７８によって処理され、モジュレータ１８０によって変調され、送信機１５４ａから１５４ｒによって調整され、そして送信機システム１１０に送信して戻される。
【００２２】
送信機システム１１０において、受信機システム１５０からの変調された信号は、アンテナ１２４によって受信され、送信機１２２によって調整され、デモジュレータ１４０によって復調され、そしてＲＸデータ・プロセッサ１４２によって処理されて、受信機システムによって通知されるＣＳＩを再生する。通知されたＣＳＩは、その後、プロセッサ１３０に与えられ、そして（１）データ・ストリームに対して使用されるべきデータ・レート及びコーディング方式と変調方式を決定するため、そして（２）ＴＸデータ・プロセッサ１１４及びＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ１２０に対する各種の制御を発生させるために使用される。
【００２３】
プロセッサ１３０及び１７０は、それぞれ送信機システム及び受信機システムにおける動作を管理する。メモリ１３２及び１７２は、それぞれプロセッサ１３０及び１７０によって使用されるプログラム・コード及びデータの記憶を与える。
【００２４】
ＯＦＤＭ  ＭＩＭＯシステムに関するモデルは、次のように表されることができる：      ｙ＝Ｈｘ＋ｎ                                                  式（１）
ここで、ｙは、受信されたベクトル、すなわち、ｙ＝［ｙ１ ｙ２．．．ｙＮＲ］Ｔであり、ここで、｛ｙｉ｝は、ｉ番目の受信アンテナで受信されたエントリ（entry）であり、そしてｉ∈｛１，．．．，ＮＲ｝である；
ｘは、受信されたベクトル、すなわち、ｘ＝［ｘ１ ｘ２．．．ｘＮＴ］Ｔであり、ここで、｛ｘｊ｝は、ｊ番目の送信アンテナから送信されたエントリであり、そしてｊ∈｛１，．．．，ＮＴ｝である；
Ｈは、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル応答行列であり；
ｎは、０の平均ベクトル及びΛｎ＝σ２Ｉの共分散行列を有する付加的な白色ガウス・ノイズ（ＡＷＧＮ：additive white Gaussian noise）であり、ここで、０はゼロのベクトルであり、Ｉは対角線に沿って１でその他ではゼロの単位行列であり、そしてσ２はノイズの分散である；そして
［．］Ｔは、［．］の転置行列を示す。
【００２５】
伝播環境における散乱に起因して、ＮＴ個の送信アンテナから送信されたＮＴ個のシンボル・ストリームは、受信機において互いに干渉する。特に、１つの送信アンテナから送信された所定のシンボル・ストリームは、異なる強度および異なる位相で全てのＮＲ個の受信アンテナによって受信されることがある。各受信された信号は、そのようなわけで、ＮＴ個の送信されたシンボル・ストリームの各々の成分を含むことがある。ＮＲ個の受信された信号は、全てのＮＴ個の送信されたシンボル・ストリームを包括的に含むはずである。しかしながら、これらのＮＴ個のシンボル・ストリームは、ＮＲ個の受信された信号の間に分散される。
【００２６】
受信機において、各種の処理技術が、ＮＲ個の受信された信号を処理するために使用されることができて、ＮＴ個の送信されたシンボル・ストリームを検出する。これらの受信機処理技術は、２つの基本的なカテゴリーに分類されることができる：
・空間及び空間−時間受信機処理技術（これは、同様に、イコライゼーション技術とも呼ばれる）、及び
・“連続的ヌリング／イコライゼーション及び干渉除去”受信機処理技術（これは、同様に、“連続的干渉除去”又は“連続的除去”受信機処理技術とも呼ばれる）。
【００２７】
図２は、送信機ユニット２００の一部分のブロック図であり、これは、例えば、図１の送信機システム１１０のような、送信機システムの送信機部分の１実施形態であり得る。１つの実施形態では、別々のデータ・レート及びコーディング方式と変調方式が、ＮＴ個の送信アンテナ上に送信されようとしているＮＴ個のデータ・ストリームの各々に対して使用されることができる（すなわち、アンテナ当りのベースでコーディング及び変調を分ける）。各送信アンテナに対して使用されようとしている具体的なのデータ・レート及びコーディング方式と変調方式は、プロセッサ１３０によって与えられる制御に基づいて決定されることができ、そしてデータ・レートは、上に説明されたように決定されることができる。
【００２８】
１つの実施形態では、送信機ユニット２００は、送信データ・プロセッサ２０２を含み、これは別々のコーディング方式及び変調方式にしたがって各データ・ストリームを受信し、コード化し、そして変調して、変調シンボルを与える、そして送信ＭＩＭＯ送信データ・プロセッサ２０２及び送信データ・プロセッサ２０４は、図１の、それぞれ送信データ・プロセッサ１１４及び送信ＭＩＭＯプロセッサ１２０の１実施形態である。
【００２９】
１つの実施形態では、図２に示されたように、送信データ・プロセッサ２０２は、デマルチプレクサ２１０、ＮＴ個のエンコーダ２１２ａから２１２ｔ、ＮＴ個のチャネル・インターリーバ２１４ａから２１４ｔ、及びＮＴ個のシンボル・マッピング素子２１６ａから２１６ｔ（すなわち、各送信アンテナに対して１組のエンコーダ、チャネル・インターリーバ、及びシンボル・マッピング素子）を含む。デマルチプレクサ２１０は、データ（すなわち、情報ビット）をデータ送信のために使用されようとしているＮＴ個の送信アンテナに対するＮＴ個のデータ・ストリームにデマルチプレックスする。ＮＴ個のデータ・ストリームは、レート制御機能によって決定されるように、異なるデータ・レートに関係付けられる、これは１つの実施形態では、プロセッサ１３０又は１７０（図１）によって提供されることができる。各データ・ストリームは、それぞれのエンコーダ２１２ａから２１２ｔに与えられる。
【００３０】
各エンコーダ２１２ａから２１２ｔは、そのデータ・ストリームに対して選択された特有のコーディング方式に基づいてそれぞれのデータ・ストリームを受信しそしてコード化して、コード化されたビットを与える。１つの実施形態では、コーディングは、データ送信の信頼性を高めるために使用されることができる。コーディング方式は、１つの実施形態では周期的な冗長性チェック（ＣＲＣ：cyclic redundancy check）コーディング、畳み込みコーディング、ターボ・コーディング、ブロック・コーディング、又はその他の任意の組み合わせを含むことができる。各エンコーダ２１２ａから２１２ｔからのコード化されたビットは、その後、それぞれのチャネル・インターリーバ２１４ａから２１４ｔに与えられる、これは、特定のインターリービング方式に基づいてコード化されたビットをインターリーブする。インターリービングは、コード化されたビットに対して時間ダイバーシティを与え、データ・ストリームに対して使用される送信チャネルに関する平均ＳＮＲに基づいてデータが送信されることを可能にし、フェーディングを克服し、そしてさらに各変調シンボルを形成するために使用された複数のコード化されたビット間の相関を取り除く。
【００３１】
各チャネル・インターリーバ２１４ａから２１４ｔからのコード化されそしてインターリーブされたビットは、それぞれのシンボル・マッピング・ブロック２２２ａから２２２ｔに与えられる、これはこれらのビットをマッピングして変調シンボルを形成する。各シンボル・マッピング・ブロック２２２ａから２２２ｔによって実行されようとしている固有の変調方式は、プロセッサ１３０によって提供される変調制御によって決定される。各シンボル・マッピング・ブロック２２２ａから２２２ｔは、ｑｉ個のコード化されそしてインターリーブされたビットのセットをグループ化して、非バイナリ・シンボルを形成し、そして選択された変調方式（例えば、ＱＰＳＫ，Ｍ−ＰＳＫ，Ｍ−ＱＡＭ、又はあるその他の変調方式）に対応する信号コンステレーションの特定の点に各非バイナリ・シンボルをさらにマッピングする。各マッピングされた信号点は、Ｍｊ個のアレイの変調シンボルに対応する、ここで、Ｍｊは、ｊ番目の送信アンテナに対して選択された特定の変調方式に対応し、そしてＭｊ＝２ｑｊである。シンボル・マッピング・ブロック２２２ａから２２２ｔは、その後、ＮＴ個の変調シンボルのストリームを与える。
【００３２】
図２に図示された特定の実施形態では、送信ＭＩＭＯプロセッサ２０４は、モジュレータ２２４及び逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：inverse Fourier transform）ブロック２２６ａから２２６ｔを含む。モジュレータ２２４は、サンプルを変調して、適切なサブバンド及び送信アンテナ上のＮＴ個のストリームに対する変調シンボルを形成する。その上、モジュレータ２２４は、禁止されている（proscribed）パワー・レベルでＮＴ個のシンボル・ストリームの各々を与える。１つの実施形態では、モジュレータ２２４は、プロセッサ、例えば、プロセッサ１３０及び１７０によって制御されるホッピング方式にしたがってシンボルを変調できる。そのような実施形態では、その周波数でＮＴ個のシンボル・ストリームが変調される周波数は、シンボルの各グループ又はブロック、フレーム、又は１送信サイクルの１フレームの部分に対して変えられる。
【００３３】
各ＩＦＦＴブロック２２６ａから２２６ｔは、関係する周期的プリフィックス発生器（図示されず）とともに、ＯＦＤＭモジュレータを備えることができる。各ＩＦＦＴブロック２２６ａから２２６ｔは、モジュレータ２２４からそれぞれ変調シンボル・ストリームを受け取る。各ＩＦＦＴブロック２２６ａから２２６ｔは、ＮＦ個の変調シンボルのセットを分類して対応する変調シンボル・ベクトルを形成し、そして各変調シンボル・ベクトルを逆高速フーリエ変換を使用して自身の時間ドメイン表記（これはＯＦＤＭシンボルと呼ばれる）に変換する。ＩＦＦＴ２２２は、任意の数の周波数サブチャネル（例えば、８，１６，３２，．．．，ＮＦ）に逆変換を実行するように設計されることができる。
【００３４】
ＩＦＦＴブロック２２６ａから２２６ｔによって発生された変調シンボル・ベクトルの各時間ドメイン表記は、非線形処理ブロック２２８ａから２２８ｔに与えられる。１つの実施形態では、非線形処理ブロック２２８ａから２２８ｔは、シンボル中の変調シンボル・ベクトル信号の各時間ドメイン表記の高い強度、すなわち、予め決められたレベルより高い送信パワーに結果としてなるはずのもの、をクリップ（clip）する。非線形処理ブロック２２８ａから２２８ｔからのクリップされた信号は、ローパス・フィルタ２３０ａから２３０ｔに与えられる。ローパス・フィルタは、変調シンボル・ベクトル信号の時間ドメイン表記をクリッピングすることからの結果であるクリップされた信号の帯域外成分を削除するように設計される。これは、１つの実施形態では、変調シンボル・ベクトル信号がそこを通過するパワー増幅器２３２ａから２３２ｔによって発生された帯域外干渉を減少させるために実行される。パワー増幅器２３２ａから２３２ｔは、信号を増幅して、送信のために適切なパワー・レベルを与える。
【００３５】
パワー増幅器２３２ａから２３２ｔが非線形のデバイスであるので、それらによって与えられる信号は、帯域外成分を含む。これらの成分は、非線形処理ブロック２２８ａから２２８ｔによるクリッピングのために発生されたものと良く似ており、近接の周波数帯域を使用する別のデバイス又は隣接する送信機による送信に対して干渉を生じることがある。その上、エミッション・マスク（emission mask）は、ワイアレス・デバイスが発生する帯域外パワーに対する特有の制限を含む。それゆえ、モジュレータが信号を出力できる最大パワーからクリッピング及び／又はバック・オフすることを与える必要性があり、これは帯域外エミッションを減少させる。しかしながら、バック・オフ機能及びクリッピング機能の両者は、パワー増幅器２３２ａから２３２ｔに与えられる信号のパワーを減少させ、これは、それらの効率を低下させる、その理由は、バック・オフ及び／又はクリッピングのためにパワー増幅器２３２ａから２３２ｔに与えられるパワー・レベルよりも高いパワー・レベルで実質的に直線的な増幅が可能である点で信号がバイアスされるからである。
【００３６】
そのようにして、１つの実施形態では、プロセッサ、例えば、プロセッサ１３０又は１７０は、そのアンテナに結び付けられたパワー増幅器２３２ａから２３２ｔが接続されている特定のアンテナ２０８ａから２０８ｔ上で送信しようとしているモジュレータ２２４によって発生されている周波数の位置に基づいてモジュレータ信号だけバック・オフの量を及び／又は非線形処理ブロック２２８ａから２２８ｔがクリップするレベルを変化させる。このようにして、パワー増幅器の効率は、可能であるところで最大化され、一方で、同時にエミッション・マスクが必要に応じて維持される。
【００３７】
ある種の実施形態では、パワー増幅器２３２ａから２３２ｔは、クラス−Ａ増幅器、クラス−ＡＢ増幅器、クラス−Ｂ増幅器、及びクラス−Ｃ増幅器であり得る。クラス−Ａ増幅器は、一般的により高い直線性の程度を与えるために利用されることができる。しかしながら、クラス−Ａ増幅器は、同様に一般的にその他のタイプの線形増幅器よりも効率が低い。別のタイプのパワー増幅器も、同様に利用されることができる。
【００３８】
図３Ａを参照して、個々の周波数位置に基づいたパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図が、示される。エミッション・マスク３００は、エッジ領域パワー・レベル、最小周波数Ｆｍｉｎに関係する３０２及び最大周波数Ｆｍａｘに関係する３０４、を含む。ここで、Ｆｍｉｎ及びＦｍａｘは、（複数の）通信プロトコルに関係する周波数バンドを規定し、そのプロトコルを使用して送信機２００のような送信機が動作する。
【００３９】
１シンボルの間に又は１シンボルの一部分の間に、アンテナ、例えば、アンテナ２０８ａから、信号３１２は、周波数Ｆ１を使用して送信され、信号３１０は、周波数Ｆ２を使用して送信され、そして信号３０８は、周波数Ｆ３を使用して送信される。図３Ａに示されたそのシンボルのあいだ又は１シンボルの一部分のあいだ、周波数Ｆ１，Ｆ２及びＦ３はそれぞれ周波数ＦｍｉｎとＦｍａｘとの間の帯域の中央近くに又は中央にあるので、ほとんど又は全くクリッピング及び／又はバック・オフをする必要がない。これは、信号３０８，３１０及び３１２のパワー・レベル３１４がエミッション・マスク３００によって許容される帯域内信号に対する最大パワー・レベル３０６の近くであることを知ることができる。このようにして、信号が周波数範囲の中央又は中央近くの周波数を利用して送信される時に、そのシンボル又は１シンボルの一部分を送信するアンテナに結び付けられたパワー増幅器は、最大効率の近くで利用される。
【００４０】
図３Ｂを参照して、別の１つのシンボル又は１シンボルの別の部分は、アンテナ、例えば、アンテナ２０８ａから、周波数Ｆ６を使用して送信された信号３２０、周波数Ｆ５を使用して送信された信号３２２、そして周波数Ｆ４を使用して送信された信号３２４を含む。このフレームのあいだ、周波数Ｆ６は、周波数帯域の最大周波数Ｆｍａｘの近くであり、そしてそれゆえエミッション・マスク３００のエッジ領域３０４の近くである。したがって、信号３２０の、そしてそれゆえ信号３２２及び３２４の最大パワー・レベル３２６は、エミッション・マスク３００のエッジ領域３０４のパワー・レベルを超えないように減少される。減少量は、クリッピング及び／又はバック・オフによって与えられることができる。図３Ｂの送信フレームのあいだ、帯域外信号パワーは、エミッション・マスクの範囲内に維持され、そしてそれゆえ帯域外干渉は、許容可能な限界の範囲内である。
【００４１】
図３Ｃを参照して、別の１つのシンボル又は１シンボルの別の部分は、アンテナ、例えば、アンテナ２０８ａから、周波数Ｆ９を使用して送信された信号３３０、周波数Ｆ８を使用して送信された信号３３２、そして周波数Ｆ７を使用して送信された信号３３４を含む。このフレームのあいだ、周波数Ｆ７は、周波数帯域の最小周波数Ｆｍｉｎの近くであり、そしてそれゆえエミッション・マスク３００のエッジ領域３０４の近くである。したがって、信号３３４の、そしてそれゆえ信号３３０及び３３２の最大パワー・レベル３３６は、エミッション・マスク３００のエッジ領域３０２のパワー・レベルを超えないように減少される。減少量は、クリッピング及び／又はバック・オフによって与えられることができる。この送信フレームのあいだ、帯域外信号パワーは、エミッション・マスクの範囲内に維持され、そしてそれゆえ帯域外干渉は、許容可能な限界の範囲内である。
【００４２】
図３Ｂ及び図３Ｃから、パワー・レベル３３６は、パワー・レベル３２６よりも大きいことが分る。これは、この実施形態では、Ｆｍｉｎ又はＦｍａｘへの１又はそれより多くの信号の近さに基づいてクリッピング・レベル及び／又はバック・オフを変化させることが可能であるためである。例えば、Ｆ６のＦｍａｘからの距離よりもＦ７がＦｍｉｎより遠くに離れているので、おおよそのクリッピング・レベル及び／又はバック・オフは、信号３２０に対するものよりも信号３３４に対して少なくなることがある。そのようにして、パワー増幅器の効率は、特定の送信シンボル、１シンボルの部分、複数のシンボルのグループ、フレーム、又は１フレームの複数の部分に対してアンテナによって送信されようとしている周波数の位置に基づいて可能な限り最適レベルの近くに維持される。そのようにして、各シンボル、１シンボルの部分、複数のシンボルのグループ、フレーム、又は１フレームの複数の部分に対する各アンテナから出力されるパワーは、独立して制御されることができ、それゆえ、効率を最適化しそして各シンボル、１シンボルの部分、複数のシンボルのグループ、フレーム、又は１フレームの複数の部分に対する帯域外干渉を同時に維持する。
【００４３】
３つの周波数の３つの信号が１つのアンテナからの送信から利用されることを、図３Ａから図３Ｃは示しているが、バック・オフ制御及び／又はクリッピング制御のために使用されるシンボルの数又は１シンボルの部分の数は、シンボルの長さ及び／又は送信フレームの長さに応じて変化できる。
【００４４】
図４を参照して、１実施形態にしたがってバック・オフ制御及び／又はクリッピング制御アルゴリズムを説明するフローチャートが図示される。所定のアンテナから送信されようとしている信号に対する周波数の系列が決定される、ブロック４００。この系列は、１シンボル、１シンボルの一部分、複数のシンボルのグループ、１フレーム、又は１フレームの一部分に対してであり得る。そのような情報は、ワイアレス通信デバイスを動作させるプロセッサにアクセス可能であり得る。周波数帯域のエッジに最も近い周波数又は系列の周波数は、それから決定される、ブロック４０２。その近さは、例えば、（ｉ）最小周波数又は最大周波数のいずれかに最も近い周波数、（ｉｉ）最小周波数に最も近い周波数及び最大周波数に最も近い周波数、（ｉｉｉ）最小周波数及び最大周波数の両方又はいずれかへの一定の距離の範囲内にある周波数、である。
【００４５】
アンテナに結び付けられたパワー増幅器に与えられる出力パワーは、系列の周波数とエッジ、すなわち、その周波数帯域でワイアレス通信デバイスが動作される周波数帯域の最小周波数及び最大周波数、との近さに基づいて減少される、ブロック４０４。クリッピング及び／又はバック・オフによって与えられることができるパワーの削減は、エミッション・マスクのエッジに最も近い周波数を使用して変調された信号の最大パワーをエミッション・マスクの許容される帯域外干渉の範囲内になるように維持するために実行される。
【００４６】
図５を参照して、１つの実施形態にしたがってバック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムを説明するフローチャートが図示される。その周波数を使用して信号が所定のアンテナから送信されようとしている周波数の系列が、決定される、ブロック５００。この系列は、１シンボル、１シンボルの一部分、複数のシンボルのグループ、１フレーム、又は１フレームの一部分に対してであり得る。そのような情報は、ワイアレス通信デバイスを動作させるプロセッサにアクセス可能であり得る。周波数帯域のエッジからの系列の複数の周波数の平均距離が、それから決定される、ブロック５０２。アンテナに結び付けられたパワー増幅器に与えられる信号の出力パワーは、その後、この平均距離、すなわち、その周波数帯域においてワイアレス通信デバイスが動作される周波数帯域の最小周波数及び／又は最大周波数への各周波数の距離の平均値、に基づいて減少される、ブロック５０４。すなわち、平均値が低いほど、より大きなバック・オフ及び／又はより低いクリッピング・レベルが利用される。平均値の利用は、有益であることがある、その理由は、周波数帯域の範囲内の位置に関係なく各周波数が帯域外である成分を有することがあり、それゆえ、平均値を使用することは、送信されようとしている信号の帯域外干渉の各成分からの入力を与えるためである。
【００４７】
上記の方式が、同様に、周波数ホッピングが生じる単一周波数システムに対して適用できることに注意する。そのような実施形態では、単一送信周波数は、周波数帯域のエッジに関係して決定され、そしてクリッピング及び／又はバック・オフは、ほぼ本明細書中に説明されたように提供される。
【００４８】
図６を参照して、１実施形態にしたがってホップ・ピリオド中のホップ領域位置に基づいたバック・オフ及び／又はクリッピング制御のアプリケーションの１つのブロック図が図示される。ホップ領域６００は、複数のシンボル・ピリオド６０２を備え、これはキャリア周波数の連続した範囲内のそして複数のシンボル・ピリオドの連続するグループ内の特定のキャリア周波数にしたがって変調されるシンボルを含むことが可能である。ホップ領域６００は、ホップ・ピリオド６０２の一部分に指定され、そのホップ・ピリオド６０２は、複数の周波数の大きな連続したグループ及びバースト送信又は送信機による送信のために利用可能なフレームを備えるシンボル・ピリオドである。
【００４９】
ホップ領域６００内で送信された任意のシンボルは、周波数帯域の最大キャリア周波数Ｓから距離Δ１であるＭの最大キャリア周波数、及び周波数帯域の最大キャリア周波数１から距離Δ２であるｉの最大キャリア周波数を有することができる。したがって、１つの実施形態ではバック・オフ及び／又はクリッピング・レベルは、Δ１及びΔ２に基づいて決定されることができる、又はある場合ではおそらくΔ１とΔ２のどちらかに基づいて決定されることができる。このアプローチは、モジュレータの出力のパワー・レベルに対するわずかな変更及び／又は複数のシンボル又はサンプルを備える個々の信号の個々のキャリア周波数に基づいてそれらのいずれか又は両方を変えるよりもクリッピング・レベルへのよりわずかな変更しか必要としない。
【００５０】
さらに、ある複数の実施形態では、図６のアプローチは、ホッピング領域に基づいてクリッピング及び／又はバック・オフの量の最大値及び／又は最小値を設定することによって、そしてそれから最大及び／又は最小のクリッピング量又はバック・オフ量によって設定された範囲内で個々のキャリア周波数に対するクリッピング量又はバック・オフ量を変化させることによって図３Ａ−３Ｃのものと統合されることができる、これらの場合にはホップ領域がホッピング方式として利用される。
【００５１】
図７を参照して、１実施形態にしたがったバック・オフ及びクリッピング制御アルゴリズムを説明するフローチャートが図示される。ホップ・ピリオド内のホップ領域の位置が決定される、ブロック７００。そのような情報は、ワイアレス通信デバイスを動作させるプロセッサにとってアクセス可能であり得る。ホップ領域の最大周波数と送信機に割り当てられた最大周波数との近さ、又はホップ領域のホップ・ピリオド最大周波数と送信機に割り当てられた最大周波数との近さ、又はホップ・ピリオド及び／又はホップ領域の最小周波数と送信機に割り当てられた最小周波数との近さ、又はホップ領域のホップ・ピリオド最大周波数と送信機又はホップ・ピリオドに割り当てられた最大周波数との近さ、ブロック７０２。アンテナに結び付けられたパワー増幅器に与えられる信号の出力パワーは、その後、ホップ領域において送信されたシンボルの全てに対するこれらの近さ決定のどれか又は２つに基づいて減少される、ブロック７０４。パワーの削減は、エミッション・マスクのエッジに最も近い周波数を使用して変調された信号の最大パワーをエミッション・マスクの許容される帯域外干渉の範囲内になるように維持するために実行される。
【００５２】
図８を参照して、信号帯域幅に基づいたパワー削減の実施形態を利用しているエミッション・マスクの範囲内の信号のスペクトル図が、図示される。エミッション・マスクは、最小周波数Ｆｍｉｎに関係するエッジ領域パワー・レベル８０２及び最大周波数Ｆｍａｘに関係するエッジ領域パワー・レベル８０４を含む、ここで、Ｆｍｉｎ及びＦｍａｘは、そのプロトコルを使用して送信機２００のような送信機が動作する（複数の）通信プロトコルに関係する周波数帯域を規定する。１シンボル又は１シンボルの一部分のあいだ、アンテナ、例えば、アンテナ８０８ａから、信号８０８は周波数Ｆ１を使用して送信され、信号８１０は周波数Ｆ２を使用して送信され、そして信号８１２は周波数Ｆ３を使用して送信される。送信された信号の最小周波数である周波数Ｆ１と送信された信号の最大周波数である周波数Ｆ３との間の距離は、送信された信号の帯域幅Ｂである。クリッピング・レベル及び／又はバック・オフは、帯域幅に基づくことができる。例えば、帯域幅Ｂが大きいほど、クリッピング・レベル及び／又はバック・オフは大きい。このアプローチは、モジュレータの出力のパワー・レベルに対する変更及び／又はクリッピング・レベルに対する変更をシンボル又はサンプルを備えた個々の信号の個々のキャリア周波数に基づいてこれらのいずれか又は両方を変えるよりも少しの変更しか必要としないはずである。
【００５３】
さらに、ある複数の実施形態では、図８のアプローチは、帯域幅Ｂに基づいて最大及び／又は最小のクリッピング量又はバック・オフ量を設定することによって、そしてそれから帯域幅Ｂに基づいて最大及び／又は最小のクリッピング量又はバック・オフ量により設定された範囲の中で個々のキャリア周波数に対するクリッピング量又はバック・オフ量を変化させることによって図３Ａ−図３Ｃのものと統合されることができる。
【００５４】
図９を参照して、バック・オフ及び／又はクリッピング制御アルゴリズムのさらなる実施形態を説明するフローチャートが、図示される。その周波数を使用して所定のアンテナから送信されようとしている周波数の系列が決定される、ブロック９００。そのような情報は、ワイアレス通信デバイスを動作するプロセッサにアクセス可能であり得る。送信されようとしている信号の周波数の帯域幅が、その後決定される、ブロック９０２。アンテナに結び付けられたパワー増幅器に与えられる信号の出力パワーは、その後、帯域幅に基づいて減少される、ブロック９０４。パワーの削減は、エミッション・マスクのエッジに最も近い周波数を使用して変調された信号の最大パワーをエミッション・マスクの許容される帯域外干渉の範囲内になるように維持するために実行される。
【００５５】
本明細書中に開示された複数の実施形態に関連して説明された各種の例示の論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムが、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、又は両者の組み合わせとして与えられることができることを、当業者は、価値を認めるはずである。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、各種の例示の複数の構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムが、それらの機能性の面から一般的に上記に説明されてきている。そのような機能性が、ハードウェア又はソフトウェアとして与えられるかどうかは、固有のアプリケーション及びシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。知識のある者は、述べられた機能性を各々の固有のアプリケーションに対して違ったやり方で実行することができる。しかし、そのような実行の判断は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるように説明されるべきではない。
【００５６】
本明細書中に開示された実施形態に関連して述べられた、各種の例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、用途特定集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）又はその他のプログラマブル・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲート・ロジック又はトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア素子、若しくは本明細書中に説明された機能を実行するために設計されたこれらのいずれかの組み合わせで、与えられる又は実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、しかし代わりに、プロセッサは、いずれかの従来型のプロセッサ、プロセッサ、マイクロプロセッサ、又はステート・マシン(state machine)であり得る。プロセッサは、しかも演算デバイスの組み合わせとして与えられることができる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサの組み合わせ、ＤＳＰコアとともに１又はそれ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、又はいずれかの他のそのような構成の組み合わせであることができる。
【００５７】
本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された方法又はアルゴリズムは、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェア・モジュールにおいて、又は両者の組み合わせにおいて直接実現されることができる。ソフトウェア・モジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハード・ディスク、脱着可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、この技術において公知の他のいずれかの記憶媒体の中に常駐できる。ある具体例の記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そこに情報を書き込めるようにプロセッサと接続される。あるいは、記憶媒体は、プロセッサに集積されることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に常駐できる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末中に常駐できる。あるいは、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中に単体素子として常駐できる。
【００５８】
開示された実施形態のこれまでの説明は、本技術に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への各種の変形は、当業者に容易に明白にされるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、その他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、本明細書中に示された実施形態に制限することを意図したものではなく、本明細書中に開示した原理及び新規な機能と整合する最も広い範囲に適用されるものである。
【符号の図示】
【００５９】
１００…ＭＩＭＯシステム，１１０…送信機システム，１５０…受信機システム，１２４…アンテナ，１５２…アンテナ，２００…送信機ユニット，２０２…送信データ・プロセッサ，２０４…送信ＭＩＭＯプロセッサ，３００…エミッション・マスク，３０２，３０４…エッジ領域パワー・レベル，３０６…最大パワー・レベル。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月10日(2011.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリに記憶されておりプロセッサによって実行される命令に関連する方法であって、
アンテナから信号の系列を送信するために複数の周波数を決定することと、
最小周波数と最大周波数との間の周波数に対する最大送信パワーを規定するエミッション・マスクを決定することと、
前記複数の周波数の各々において、パワー増幅器に与えられるパワー・レベルを、前記複数の周波数に関して、前記エミッション・マスクによって規定される最大パワー・レベルに基づいて、同じパワー・レベルに減少させることと、を具備し、
ここにおいて、前記パワー・レベルは、クリッピングまたはバック・オフのうちの少なくとも１つによって調整される、方法。
【請求項２】
前記エミッション・マスクによって規定されるパワー・レベルは、前記複数の周波数の最小周波数および前記複数の最大周波数のうちの１つに関する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記エミッション・マスクによって規定されるパワー・レベルは、前記複数の周波数の平均周波数に関する、請求項１の方法。
【請求項４】
前記パワー増幅器に供給される前記パワー・レベルを減少させることは、前記パワー増幅器に接続されたモジュレータによって与えられる信号のパワーを減少させることを具備する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記信号の系列は、１シンボル、１シンボルの一部分、複数のシンボルのグループ、１フレーム、または、１フレームの一部分のうちの少なくとも１つに関連する、請求項１の方法。
【請求項６】
メモリに記憶されておりプロセッサによって実行される命令に関連する方法であって、
アンテナから複数の周波数で送信するために信号の系列を決定することと、
前記信号の系列の個々の出力送信パワーを、前記信号の系列における信号に関するエミッション・マスクによって規定される最大パワー・レベルに基づいて、同じパワー・レベルに調整することと、を具備する方法。
【請求項７】
前記複数の信号の平均周波数を決定することと、
前記複数の信号の前記平均周波数において前記エミッション・マスクによって規定される最小パワー・レベルに基づいて、前記信号の系列の前記出力送信パワー・レベルを調整すること、とをさらに具備する請求項６の方法。
【請求項８】
前記信号の系列に関連する１つまたはそれより多い周波数が前記エミッション・マスクの最大または最小周波数のうちの少なくとも１つからの周波数における閾値への差以内であるかどうかを決定することと、
前記信号の系列に関連する１つまたはそれより多い周波数が前記周波数における閾値への差以内であると決定されるとき、前記信号の系列の前記出力送信パワーを、前記エミッション・マスクの最大または最小周波数のうちの少なくとも１つに関連する同じ最大送信パワーに、制限することと、をさらに具備する請求項６の方法。
【請求項９】
前記信号の系列は、１シンボル、１シンボルの一部分、複数のシンボルのグループ、１フレーム、または、１フレームの一部分のうちの少なくとも１つに関連する、請求項６の方法。
【請求項１０】
前記信号の系列に関連する前記周波数の帯域幅を決定することと、
前記帯域幅に応じて前記信号の系列の前記出力送信パワーをさらに調整することと、をさらに具備する請求項６の方法。
【請求項１１】
コンピュータによって実行可能な構成要素を記憶したメモリと、コンピュータによって実行可能な以下の構成要素を実行するプロセッサとを具備するシステム：
信号の系列に関連するエミッション・マスクによって規定される最大パワー・レベルに基づいて、アンテナから前記信号の系列を送信するための最大パワー・レベル決定する、非線形処理構成要素と、ここにおいて、前記信号の系列における信号の各々は同じパワー・レベルで送信され、
前記信号の系列が前記アンテナから送信される前に、前記信号の系列から帯域外周波数成分を削除するローパス・フィルタ構成要素と、
前記アンテナからの送信のために、前記信号の系列を最大パワー・レベルに増幅するパワー増幅器構成要素と、
それぞれの信号の前記最大パワー・レベルに基づいて前記アンテナから前記信号を送信する送信構成要素。
【請求項１２】
前記非線形処理構成要素は、前記アンテナから信号を送信するための前記最大パワー・レベルを、前記エミッション・マスクの上側または下側の境界における周波数に関連するパワー・レベルに制限する、請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記非線形処理構成要素は、前記アンテナから信号を送信するための前記最大パワー・レベルを、前記エミッション・マスクの前記上側または下側の境界における周波数への前記信号の系列の周波数の近さに基づいて制限する、請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記非線形処理構成要素は、前記アンテナから信号を送信するための前記最大パワー・レベルを、前記エミッション・マスクの前記上側または下側の境界における周波数と前記信号の系列の周波数との間の距離の平均量に基づいてさらに制限する、請求項１２のシステム。
【請求項１５】
前記非線形処理構成要素は、前記信号の帯域幅に基づいて、前記最大パワー・レベルをさらに決定する、請求項１１のシステム。
【請求項１６】
前記非線形処理構成要素は、前記信号の前記帯域幅に応じて、前記最大パワー・レベルを調整する、請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記非線形処理構成要素は、前記アンテナが動作する最小および最大周波数と前記信号の系列の前記周波数との間の距離の平均量をさらに決定し、ここにおいて、前記パワー増幅構成要素は前記距離の平均量に基づいて信号の出力パワー・レベルを減少させる、請求項１１のシステム。
【請求項１８】
前記信号の系列は、１シンボル、１シンボルの一部分、複数のシンボルのグループ、１フレーム、または、１フレームの一部分のうちの少なくとも１つに関連する、請求項１１のシステム。
【請求項１９】
アンテナから信号の系列を送信するために複数の周波数を決定する手段と、
最小周波数と最大周波数との間の周波数に対する最大送信パワーを規定するエミッション・マスクを決定する手段と、
前記複数の周波数の各々において、パワー増幅器に与えられるパワー・レベルを、前記複数の周波数に関して、前記エミッション・マスクによって規定される最大パワー・レベルに基づいて、同じパワー・レベルに減少させる手段と、を具備し、
ここにおいて、前記パワー・レベルは、クリッピングまたはバック・オフのうちの少なくとも１つによって調整される、装置。
【請求項２０】
コンピュータに以下の手順を実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体：
アンテナから信号の系列を送信するために複数の周波数を決定することと、
最小周波数と最大周波数との間の周波数に対する最大送信パワーを規定するエミッション・マスクを決定することと、
前記複数の周波数の各々において、パワー増幅器に与えられるパワー・レベルを、前記複数の周波数に関して、前記エミッション・マスクによって規定される最大パワー・レベルに基づいて、同じパワー・レベルに減少させること、
ここにおいて、前記パワー・レベルは、クリッピングまたはバック・オフのうちの少なくとも１つによって調整される、コンピュータ可読記憶媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月1日(2011.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2011188529.tif 000014
【外国語明細書】
2011188529000001.pdf