(57)【要約】  本発明のシステム８００、送信器６００、受信器７００及び方法は、特に非対称な配列（例えばＢＰＳＫ）が使用される場合に、シングルキャリア及びシングルキャリアブロック伝送（ＳＣＢＴ）変調に対するピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を減少させる技術を提供する。各シンボルの変調に使用される配列は、位相だけ回転する。前記配列のみが回転し、各配列に対するビットのマッピングは同様であってもなくてもよい。更に、代替実施例において、変調されたビットは、符号化されるか又は符号化されないかのいずれかである。他の代替実施例において、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）が使用される。前記位相回転は、先験的に既知であるか、又は先験的に既知の情報から決定されることができるので、前記受信器において容易に補正されることができる。
2010505294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ＞１である通信ストリームのシンボルｓ［ｎ］の連続したストリームのピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を減少させる方法において、
前記通信ストリームを変調する配列を指定するステップと、
各連続したシンボルｓ［ｎ］に対して、
ａ．各連続したシンボルｓ［ｎ］に対する前記指定された配列の位相変更φ［ｎ］を決定するステップ、
ｂ．前記決定された位相φ［ｎ］だけ前記指定された配列を回転させるステップ、及び
ｃ．前記回転した配列を用いて前記連続したシンボルｓ［ｎ］を変調するステップ、
を実行するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記変調するステップが、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）、インタリーブを用いる畳み込み符号、インタリーブを用いない畳み込み符号、及びマルチレベル符号化変調（ＭＬＣＭ）からなるグループから選択された符号を使用するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記決定するステップが、インクリメント、疑似乱数及び記憶された表からなるグループから前記位相変更φ［ｎ］を選択するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記記憶された表は、前記回転が、対応する最適な回転より実施する複雑さが低くなるような最適に近いφ［ｎ］を提供する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
所定の配列に対して、前記回転するステップが、以下の表、すなわち、
【表２】
2010505294.tif 000004
から回転φ［ｎ］を選択するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ｎ＞１である通信ストリームの連続したシンボルｓ［ｎ］の変調に対する少なくとも１つの所定の配列位相変更／回転φ［ｎ］が記憶されるメモリと、
前記メモリに記憶された前記少なくとも１つの所定の位相変更／回転φ［ｎ］の１つの関数により前記通信システムの各連続したシンボルに対する変調配列の位相を変更／回転し、これにより低いピーク対平均電力比を持つストリームが送信される変調器／位相回転器と、
を有する送信器。
【請求項７】
前記変調器が、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）、インタリーブを用いる畳み込み符号、インタリーブを用いない畳み込み符号、及びマルチレベル符号化変調（ＭＬＣＭ）からなるグループから選択された符号を使用するように更に構成される、請求項６に記載の送信器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの所定の位相変更が、インクリメント、疑似乱数及び記憶された表からなるグループから選択される、請求項７に記載の送信器。
【請求項９】
前記記憶された表は、前記回転が、対応する最適な回転より実施する複雑さが低くなるような最適に近いφ［ｎ］を提供する、請求項８に記載の送信器。
【請求項１０】
所定の配列に対して、前記記憶された変更／回転が、以下の表、
【表３】
2010505294.tif 000005
から選択されたφ［ｎ］を有する、請求項９に記載の送信器。
【請求項１１】
連続したシンボルｓ［ｎ］の通信ストリームの送信に対する通信システムにおいて、
既知の回転を用いて配列を変更／回転し、前記回転された配列を用いて前記通信ストリームの連続したシンボルｓ［ｎ］を変調し、前記変調されたストリームを送信し、これにより前記送信されたストリームが低いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を持つ少なくとも１つの送信器と、
前記変調／回転されたストリームを受信し、前記ストリームの前記既知の回転を補正する少なくとも１つの受信器と、
を有する通信システム。
【請求項１２】
前記配列が、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）、インタリーブを用いる畳み込み符号、インタリーブを用いない畳み込み符号、及びマルチレベル符号化変調（ＭＬＣＭ）からなるグループから選択された符号である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの送信器が、
ｎ＞１である通信ストリームの連続したシンボルｓ［ｎ］の変調に対する少なくとも１つの所定の配列位相変更／回転φ［ｎ］が記憶されるメモリと、
前記メモリに記憶された前記少なくとも１つの所定の位相変更／回転φ［ｎ］の１つの関数により前記通信システムの各連続したシンボルに対する変調配列の位相を変更／回転し、これにより低いピーク対平均電力比を持つストリームが送信される変調器／位相回転器と、
を更に有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの所定の位相変更が、インクリメント、疑似乱数及び記憶された表からなるグループから選択される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記記憶された表は、前記回転が、対応する最適な回転より実施する複雑さが低くなるような最適に近いφ［ｎ］を提供する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
所定の配列に対して、前記記憶された変更／回転が、以下の表、
【表４】
2010505294.tif 000006
から選択されたφ［ｎ］を有する、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のシステム、装置及び方法は、特に非円対称の配列（例えばＢＰＳＫ）が使用される、シングルキャリア及びシングルキャリアブロック伝送（ＳＣＢＴ）変調に対するピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を減少させる技術を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）は、通信信号の性能の重要な基準の１つである。ＰＡＰＲは、平均信号電力Ｐaveに対するピーク瞬時信号電力Ｐpeakの比である。ＰＡＰＲの重要性は、実際的な送信器（特に電力増幅器）が限定的な線形のダイナミックレンジを持つ、すなわち信号値が特定の制限を超過する場合に非線形歪が引き起こされるという事実から生じる。所望の信号に雑音（歪）を加える他に、非線形歪は、前記信号の高調波を作成し、したがって前記送信器の帯域外放射を増加させる。
【０００３】
これを防止するために、前記信号は、前記送信器の線形レンジ内に保たれなければならない。前記ＰＡＰＲの特定の値を仮定すると、前記信号のピーク値に対するこの制限は、平均送信電力に対する制限を意味する。したがって、小さなＰＡＰＲ値を持つ信号を設計することが有益である。
【０００４】
前記ＰＡＰＲは、変調シングルキャリア、シングルキャリアブロック伝送（ＳＣＢＴ）又はＯＦＤＭ、配列（ＰＳＫ、ＱＡＭ）及びパルス形状に依存する。
【０００５】
ＱＰＳＫ変調信号のＰＡＰＲを減少させるのに使用される方法の１つは、π／４ＱＰＳＫとして知られる。この方法において、一つおきのＱＰＳＫ変調シンボルが、π／４ラジアンの角度だけ回転する。結果として、異なるシンボルに対応するパルスは、同じ位相では追加しない。更に、結果として生じる信号は、１つのシンボルの配列点から次に行くのに、ゼロを通過する必要がない。しかしながら、発明者の最良の知識に対して、他の配列に対する同様の方法は存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって小さなＰＡＰＲ値を達成する手段が必要とされる。
【０００７】
本発明は、シングルキャリア及びＳＣＢＴ変調のＰＡＰＲを減少させる装置、方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
好適な実施例において、各シンボルの変調に使用される配列は、位相だけ回転する。前記配列のみが回転し、各配列に対するビットのマッピングは、同様であってもなくてもよい。更に、代替実施例において、変調されたビットは、符号化されるか又は符号化されないかのいずれかである。他の代替実施例において、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）又はマルチレベル符号化変調（ＭＬＣＭ）が使用される。
【０００９】
位相回転は、先験的に既知であるか、又は先験的に既知の情報から決定されることができるので、受信器において容易に補正されることができる。
【００１０】
一度本発明による変更が連続した配列の位相において行われると、結果として生じる信号のＰＡＰＲの著しい減少が生じる。例えば、シンクパルス（Sinc pulse）を持つ１０個の連続したＢＰＳＫシンボルを考える（図２）。これら１０個のシンボルが｛１，−１，１，−１，１，１，−１，１，−１，１｝に等しくなる場合（これはｔ＝０．５において最大のピークを作成するシーケンスである）、１０個のパルスの追加が、かなり大きなピークを作成することを認めることができる。しかしながら、各シンボルの配列がπ／２だけ回転する場合、結果として生じる和は、大きなピークを持たない。同様の結果は、多くの他の配列及びパルス形状に当てはまる。
【００１１】
本発明は、π／４ＱＰＳＫにおいて使用された概念を一般化することにより、特に非対称な配列（例えばＢＰＳＫ）が使用される場合に、シングルキャリア及びＳＣＢＴ変調に対するＰＡＰＲを大幅に減少させる装置、方法及びシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】ｎ  ｍｏｄ  ３＝−１である、長方形８ＱＡＭに対する回転した配列を示す。
【図１Ｂ】ｎ  ｍｏｄ  ３＝０である、長方形８ＱＡＭに対する回転した配列を示す。
【図１Ｃ】ｎ  ｍｏｄ  ３＝１である、長方形８ＱＡＭに対する回転した配列を示す。
【図２Ａ】配列回転を用いる、シンクパルスを持つ１０個の連続したＢＰＳＫシンボルに対するＰＡＰＲを示す。
【図２Ｂ】配列回転を用いない、シンクパルスを持つ１０個の連続したＢＰＳＫシンボルに対するＰＡＰＲを示す。
【図３Ａ】長方形８ＱＡＭ配列を示す。
【図３Ｂ】非正方形（ＮＳ）８ＱＡＭ配列を示す。
【図３Ｃ】星形８ＱＡＭ配列を示す。
【図３Ｃ】正方形位相８ＱＡＭ配列を示す。
【図４】位相変更を用いる及び用いない、異なる配列を持つＳＣＢＴシステムのＰＡＰＲを示す。
【図５】異なる位相回転に対する長方形８ＱＡＭのＰＡＰＲを示す。
【図６】本発明によって変更された送信器を示す。
【図７】本発明によって変更された受信器を示す。
【図８】本発明のよって変更された通信システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の記載は、限定ではなく説明の目的で与えられると当業者に理解されるべきである。当業者は、本発明の精神及び添付の請求項の範囲に入る多くの変形が存在することを理解する。既知の機能及び構造の不要な細部は、本発明をあいまいにしないようにこの記載から省略されうる。
【００１４】
本発明は、特に非対称な配列（例えばＢＰＳＫ）が使用される場合に、シングルキャリア及びＳＣＢＴ変調に対するＰＡＰＲを大幅に減少させる装置、方法及びシステムを提供する。
【００１５】
好適な実施例において、各シンボルｓ［ｎ］の変調に使用される配列は、位相φ［ｎ］だけ回転する。例えば、ＢＰＳＫ配列及びφ［ｎ］＝０は、偶数のｎに対して使用されることができ、φ［ｎ］＝π／２は、奇数のｎに対して使用されることができる。これは、全ての奇数番号シンボルが配列｛１，−１｝を使用し、全ての偶数番号シンボルが配列｛ｊ，−ｊ｝を使用することを意味する。他の例は、長方形８ＱＡＭ配列及びφ［ｎ］＝（ｎ  ｍｏｄ  ３）π／３を使用することである。この場合、前記配列は、図１に描かれる。
【００１６】
前記配列のみが回転することに注意すべきであり、各配列に対するビットのマッピングは、同様であってもなくてもよい。また、変調されたビットは、符号化されてもされなくてもよい。トレリス符号化変調（ＴＣＭ）又はマルチレベル符号化変調（ＭＬＣＭ）が使用されることも可能である。
【００１７】
上述のように、前記位相回転は、先験的に既知であるか、又は先験的に既知の情報から決定されることができるので、前記受信器において容易に補正されることができる。
【００１８】
連続した配列の位相の変更が、本発明の一実施例によって実行される場合、結果として生じる信号のＰＡＰＲを大幅に減少させることができる。例えば、シンクパルスを持つ１０個の連続したＢＰＳＫシンボルを考える（図２）。これら１０個のシンボルが｛１，−１，１，−１，１，１，−１，１，−１，１｝に等しくなる場合（これはｔ＝０．５において最大のピークを作成するシーケンスである）、１０個のパルスの追加が、かなり大きなピークを作成することを認めることができる。しかしながら、各シンボルの配列が（ｊを乗算された）π／２だけ回転する場合、結果として生じる和は、大きなピークを持たない。同様の観測が、多くの他の配列及びパルス形状に対して行われることができる。
【実施例１】
【００１９】
位相変更のインクリメント
本発明の第１の実施例において、各配列に対する位相回転φ［ｎ］は、以前の位相を一定値だけインクリメントすることにより得られ、すなわち、
φ［ｎ］＝φ［ｎ］＋θ
であり、所定の配列に対して、θの最適値は、シミュレーションを使用して見つけられることができる。この位相回転を用いる及び用いない、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、様々な８ＱＡＭ（図２）及び１６ＱＡＭ配列を持つＳＣＢＴシステムのＰＡＰＲ性能が、図４に描かれる。明らかに、同様の技術が、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等のような他の配列に対して使用されることができる。
【００２０】
ＰＡＰＲの大きな利得が達成される。特に、（Ｐ(ＰＡＰＲ)＞γ＝０．０１において）達成された利得は、表１に与えられる。
【表１】
2010505294.tif 000003
【００２１】
多くの場合、本発明が、ほとんど又は全く追加の複雑さ無しで実施されることができることは容易に認められる。また、良い結果が、必ずしも最適ではないが良好なθの値を使用することにより得られることは容易に示される。例えば、図５は、θ＝π／３、θ＝π／２及びθ＝π／４に対して長方形８ＱＡＭ変調を用いるＳＣＢＴシステムのＰＡＰＲ性能を比較する。θ＝π／３が最良の性能を生じるが、θ＝π／２及びθ＝π／４もＰＡＰＲにおいて同様の減少（約１ｄＢ）を提供することが認められることができる。これら後者の回転は、しかしながら、実際に実施するのがより容易である。例えば、長方形８ＱＡＭ配列（図３Ａ）のθ＝π／２の回転は、同相成分及び直角位相成分を切り替えることにより単純に実施されることができる。
【実施例２】
【００２２】
疑似乱数位相変更
本発明の第２の実施例において、前記位相変更は、疑似乱数生成器を使用して得られる。
【実施例３】
【００２３】
記憶された位相変更
本発明の第３の実施例において、前記位相変更は、所定の記憶された表から得られる。
【００２４】
図６は、本発明によって変更された送信器６００のブロック図を示す。入力ビットストリーム６０１は、潜在的に符号化及びインタリーブされる６０２。次いで、このデータは、６０３において本発明によって位相回転された配列を使用して変調される。次いで、ＳＣＢＴシステムにおいて、ガードインターバル（循環プレフィックス又はゼロ詰め）が挿入される６０４。パルス成形及びアナログデジタル変換６０５の後に、結果として生じる波形は、本発明の配列位相回転が６０３において実行されない場合に大きなピークを示すことができる。これに対応して、大きなピークが存在する場合、前記ＰＡＰＲは高く、高いＰＡＰＲは、ＲＦチェーンにおいてＤ／Ａコンバータ６０５の大きなダイナミックレンジを必要とするので、望ましくない。本発明の実施例１ないし３及びこれらの代替例のいずれかを使用して配列６０３を回転させるように本発明によって送信器６００を変更することにより、前記ピークは大きく減少される。他の処理が、破線矢印の場所だけでなく前記ビットストリームに対して送信器６００において行われることができる。
【００２５】
図７は、本発明の配列位相回転を考慮に入れるように変更された受信器７００のブロック図を示す。受信された信号７０１は、７０２においてＡ／Ｄ変換され、前記ガードインターバルは除去される７０３。前記信号は、この場合、７０４において、チャネルにより引き起こされた機能障害を取り除くために均一にされる。次いで、既知の位相回転が、７０５においてこのストリームの復調において考慮される。前記復号されたビットは、次いで、潜在的に復号及びデインタリーブされる。他の処理は、図７に図示される破線の場所だけでなく前記受信器において行われることができる。
【００２６】
図８は、本発明によって変更された少なくとも１つの送信器６００ｉと、本発明によって変更された少なくとも１つの受信器７００ｊとを有するＰＡＰＲを減少させるように変更された通信システムを示す。
【００２７】
本発明の好適な実施例が図示及び説明されているが、ここに記載されたシステム、装置及び方法が、説明的であり、本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正が行われることができ、同等物が、要素と置換されてもよいと当業者により理解される。加えて、多くの修正は、中心的範囲から逸脱することなく特定の状況に本発明の教示を適合するように行われてもよい。したがって、本発明が、本発明を実行することを意図された最良の形態として開示された特定の実施例に限定されず、本発明が、ここに添付される請求項の範囲に入る全ての実施例及び一例として使用される実施に対するオブジェクト指向のアプローチだけでなく全ての実施技術を含むことが意図される。
【図１Ａ】
2010505294.tif 000007
【図１Ｂ】
2010505294.tif 000008
【図１Ｃ】
2010505294.tif 000009
【図２Ａ】
2010505294.tif 000010
【図２Ｂ】
2010505294.tif 000011
【図３Ａ】
2010505294.tif 000012
【図３Ｂ】
2010505294.tif 000013
【図３Ｃ】
2010505294.tif 000014
【図３Ｄ】
2010505294.tif 000015
【図４】
2010505294.tif 000016
【図５】
2010505294.tif 000017
【図６】
2010505294.tif 000018
【図７】
2010505294.tif 000019
【図８】
2010505294.tif 000020
【国際調査報告】
2010505294.tif 000021
2010505294.tif 000022
2010505294.tif 000023