(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被割当コードにより符号化される複数の信号から形成される複合信号のピーク対平均電力比を低減する方法であって：
前記複数の被割当コードに直交する１つ以上のコードで符号化されるピーク低減波形を生成する段階であって、
前記ピーク低減波形の推定値を生成する段階；および
前記複数の被割当コードに直交する１つ以上のコードで符号化されるように前記ピーク低減波形の前記推定値を修正する段階を含む前記生成段階；および
前記ピーク低減波形を前記複合信号に加算して、低減されたピーク対平均電力比を有する複合信号を生成する段階を備え、
前記低減されたピーク対平均電力比を有する前記複合信号が、前記ピーク低減波形の反復生成および反復生成されるピーク低減波形を前記複合信号と加算するプロセスを通じて生成され、
前記ピーク低減波形の推定値が：
基本の複合信号を所望レベルにクリッピングする段階；
前記クリップ済み部分を抽出する段階；および
前記被抽出部分を逆転して前記ピーク低減波形の前記推定値を生成する段階の実行を通じて生成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の反復生成されるピーク低減波形が前記複合信号に基づき、後続の反復生成されるピーク低減波形が低減されたピーク対平均電力比を有する前記複合信号に基づくことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記修正段階が：
前記ピーク低減波形の前記推定値をコードの成分の集合に分解する段階；
前記複数の被割当コードの成分に対応するコードの成分の前記集合の成分の値をゼロに置き換えて、コードの成分の被修正集合を生成する段階；および
コードの成分の前記被修正集合を前記ピーク低減波形に合成する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
複数の被割当コードにより符号化される複数の信号から形成される複合信号のピーク対平均電力比を低減する装置であって：
前記複数の被割当コードに直交する１つ以上のコードで符号化されるピーク低減波形（２０３）を生成する手段（２０３）であって；
前記ピーク低減波形の推定値を生成する手段；および
前記複数の被割当コードに直交する１つ以上のコードで符号化されるように前記ピーク低減波形の前記推定値を修正する手段を含む前記ピーク低減波形生成手段；および
前記ピーク低減波形を前記複合信号に加算して、低減されたピーク対平均電力比を有する複合信号を生成する加算器（２０１）を備え、
前記低減されたピーク対平均電力比を有する前記複合信号が、前記ピーク低減波形の反復生成および反復生成されるピーク低減波形を前記複合信号と加算するプロセスを通じて生成され、
前記ピーク低減波形の推定値を生成する手段が：
基本の複合信号を所望レベルにクリッピングする手段；
前記クリップ済み部分を抽出する手段；および
前記被抽出部分を逆転して前記ピーク低減波形の前記推定値を生成する手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
前記推定値を修正する手段が：
前記ピーク低減波形の前記推定値をコードの成分の集合に分解する手段；
前記複数の被割当コードの成分に対応するコードの成分の前記集合の成分の値をゼロに置き換えて、コードの成分の被修正集合を生成する手段；および
コードの成分の前記被修正集合を前記ピーク低減波形に合成する手段を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記ピーク低減波形を生成する前記手段は：
前記複合信号を分解して、前記複合信号に割り当てられるコードの成分の集合を識別する手段；
前記複合信号または低減されたピーク対平均電力比を有する前記複合信号のいずれか一方に基づいて前記ピーク低減波形の推定値を生成する手段；および
前記ピーク低減波形の前記推定値を分解して、前記ピーク低減波形の前記推定値に含まれるコードの成分の集合を識別する手段を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は通信装置に関し、詳しくは電気通信装置内に実現される送信機に関する。
発明の背景
直接シーケンス符号分割多重接続（DS-CDMA：Direct Sequence Code Division Multiple Access）セルラ電気通信システムにおいては、セルラ基地局が、移動ユニットとの専用通信リンクを維持しながら、複数の移動ユニットと通信を行う。各専用リンクには、他のすべてのコードと直交するコードが割り当てられる。最もよく用いられるコードの種類は、ウォルシュ・コード（Walsh code）である。ウォルシュ・コードは、そのメンバー・コードが互いに直交するという特性をもつ。ウォルシュ・コードのこの特性により、DS-CDMAシステム内の基地局は、各搬送波信号が割り当てられたウォルシュ・コードで符号化される搬送波信号の複合体を送信することができる。各受信ユニットは、割り当てられたウォルシュ・コードに基づき所望の情報を引き出し、他の直交するウォルシュ・コードは無視する。
複合搬送波信号は、有限のピーク電力容量を有する線形電力増幅器によって増幅されるが、複合搬送波信号の有限ピーク電力はかなり大きい。このようなシステムにおいては、線形電力増幅器は、困難な線形動作領域を有することになり、そのために設計および線形動作要件内での線形電力増幅器の維持が極端に困難になる。その結果、DS-CDMAシステムにおける線形電力増幅器の価格が実質的に増大する。
線形電力増幅器の動作要件を緩和するためによく用いられる方法はクリッピング（clipping）法である。この方法では、複合搬送波信号のピーク振幅が一定のレベルより高いと、送信機の線形電力増幅器に入力される前に、信号振幅が制限される。
たとえば、第１図を参照して、クリッパ１０３を備える複合搬送波信号を送信するDS-CDMA送信機システムが図示される。複数のチャネル１０１−１〜１０１−Ｌが加算器１０５内で合計されて、複合信号１０２ｘ（ｎ）となるが、このとき複数のチャネル１０１−１〜１０１−Ｌはそれぞれ、割り当てられた複数のウォルシュ・コード１〜Ｌで符号化される。特定のウォルシュ・コード空間においては、通常は、利用可能なウォルシュ・コードの総数は、１回に実際に割り当てられるよりも多い。
複合信号１０２ｘ（ｎ）がクリッパ１０３に入力される。クリッパ１０３は、複合信号１０２ｘ（ｎ）のピークをクリップして（切り取って）、クリップ済みの複合信号１０４ｙ（ｎ）を生成する。しかし、クリッピング法は、割り当てられたウォルシュ・コードにおいて一般に再変調効果と呼ばれる大きな信号低下歪みを複合信号１０４ｙ（ｎ）に加える。
従って、クリッピング法の有害な効果を持たずに複合搬送波信号のピーク対平均電力比を低減することのできる解決策が必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、複合搬送波信号を送信するDS-CDMA送信機システムを示す。
第２図は、本発明による装置のブロック図を一般的に示す。
好適な実施例の詳細説明
本発明において、ピーク低減波形は反復プロセスを通じて得られる。ピーク低減波形の推定値が、割り当てられたウォルシュ・コードに直交するウォルシュ・コード成分を持つように修正される。次の推定値を最適化するプロセスが所望の回数だけ繰り返され、複合信号と加算されるとそれに由来する複合信号が所望のレベルにおいてピーク対平均比を有し、被割当ウォルシュ・コードを再変調する効果を持たないピーク低減波形を生成する。本発明をさらに拡大して、未割当ウォルシュ・コード成分の強度に関する制約を与え、未割当のウォルシュ・コードのもとで電力レベルを制御することもできる。
本発明においては、ピーク低減波形は未割当ウォルシュ・コードのもとで電力を有するように制限され、複合信号と加算されると、それに由来する複合信号は所望のピーク対平均電力比を有し、未割当ウォルシュ・コードのもとでの電力量が所望のレベルより低くなるように最適化される。
本発明により実行される反復プロセスは、ピーク低減波形の第１推定値を生成することにより開始される。ピーク低減波形の第１推定値は、まず複合信号１０２ｘ（ｎ）を所望のレベルまでクリップして、クリップされた部分を抽出し、抽出された信号を反転して、ピーク低減波形の第１推定値を生成する。ピーク低減波形の第１推定値を複合信号１０２ｘ（ｎ）と加算して、低減されたピーク対平均電力比を有する複合信号が生成できると理想的てきである。しかし、ピーク低減波形の第１推定値が複合信号内の被割当ウォルシュ・コードに直交するウォルシュ・コード成分を有する確率は非常に低い。
本発明において、ピーク低減波形の第１推定値が被割当ウォルシュ・コードに直交するウォルシュ・コードを有するように修正される。ウォルシュ・アダマール変換（WHT：Walsh Hadamard Transform）演算により、ピーク低減波形の第１推定値はウォルシュ・コードの成分に分解される。被割当ウォルシュ・コードに対応する成分が次に強制的にゼロになり、WHT演算の逆数によって、ウォルシュ・コード成分の修正済みの集合から第１被再構築ピーク低減波形を再構築する。これが、被割当ウォルシュ・コードに直交するウォルシュ・コード成分を有する第１被再構築ピーク低減波形である。
第１被再構築ピーク低減波形は複合信号と加算されても被割当ウォルシュ・コードを再変調しないが、そのピーク低減性は理想的な値より低い。
第１被再構築ピーク低減波形をさらに最適化するために、ピーク低減波形の第２推定値が生成されて、より効果的なピーク低減性と被割当ウォルシュ・コードに直交するウォルシュ・コード成分とを有する。第１被再構築ピーク低減波形が複合信号１０２ｘ（ｎ）と加算され、ピーク対平均比が低減された第１複合信号を生成する。これに由来する信号が所望のレベルにクリップされ、クリップされた部分が抽出および反転されて、ピーク低減波形の第２推定値を生成する。
ピーク低減波形の第２推定値は、WHTを通じて、ウォルシュ・コード成分に分解される。次に、被割当ウォルシュ・コードに対応するウォルシュ・コード成分が強制的にゼロになる。次に、WHTの逆数により、最後に修正されたウォルシュ・コード成分から第２ピーク低減波形が再構築される。第２被再構築ピーク低減波形は、第１被再構築ピーク低減波形がさらに最適化されたものである。
第２被再構築ピーク低減波形は、複合信号と加算されても被割当ウォルシュ・コードを再変調せず、第１被再構築ピーク低減波形よりも効果的なピーク低減性を有する。最適化のプロセスは所望の回数だけ繰り返され、複合信号と加算されるとそれに由来する複合信号が所望のレベルのピーク対平均比を有し、被割当ウォルシュ・コードを再変調する効果を持たないピーク低減波形を生成する。
WHT演算は効率的な実行を行うよう修正される。このような効率的実行の１つは、WHT演算全体を行う代わりに部分的なWHT演算を実行することである。WHT演算は、コードの空間内の可能なすべてのコードに関して実行され、どのコードが複合信号内で割り当てられているか、またピーク低減波形の推定値に被割当コードが含まれるか否かを検証する。従って、どのコードが割り当てられており、ピーク低減波形の推定値に被割当コードが含まれるか否かに関して教示する任意の効率的方法はWHT演算の代替となる。
部分WHT演算は、未割当コードが部分WHT演算に先立ち既知である場合に、ピーク低減波形の未割当コード内のエネルギ含有量を調べるために実行される。WHT演算は、この場合、未割当コードの対応成分を決定する際に未割当コードに関して制限されるという意味で部分的となる。
ピーク低減波形の推定値における被割当コードの成分がゼロに設定される修正段階において、本発明では代替法として被割当コード成分をゼロ以外の値に設定するか、あるいは別の代替の方法では、複数の被割当コード成分をゼロに、残りの部分をゼロ以外の値に設定する。再変調の効果は、ピーク低減波形における被割当コードのゼロ以外のコード成分値を有することによるが、システムはある程度の再変調効果を許容する。
上記の最適化プロセスは未割当ウォルシュ・コード成分の強度を制限しないが、本発明をさらに拡大して未割当ウォルシュ・コード成分の強度に制限を加えて、未割当ウォルシュ・コードのもとで電力レベルを制限するようにすることもできる。上記の最適化プロセスは、被割当ウォルシュ・コード成分が強制的にゼロになる段階でさらに修正されて、未割当ウォルシュ・コード成分の強度が制限付きの強度に制約される段階を含むようにする。これにより、未割当ウォルシュ・コードのもとでの電力量がそれに応じて制限される。
第２図は、本発明による装置のブロック図を示す。第２図に示される本発明は、第１図のクリッパ１０３の代用となる。第１図に示される送信機のすべての他の構成部品に関して、これが信号１０２ｘ（ｎ）を受信し、信号１０４ｙ（ｎ）を生成する。本発明は、ピーク低減波形２０２ｚ（ｎ）を生成する装置である。信号２０２ｚ（ｎ）が加算器２０１で複合信号１０２ｘ（ｎ）と加算されると、それに由来する信号１０４ｙ（ｎ）は所望のピーク対平均電力比を有し、被割当ウォルシュ・コードの再変調効果は信号１０４ｙ（ｎ）においては低減または排除されている。さらに未割当ウォルシュ・コードのもとでの電力レベルが所望のレベルに制限される。
入力信号１０２ｘ（ｎ）が次式で記述されることは当業者には明白であろう：
0004036903.tif 000002
ただし，ｘ（ｎ）は１からＬまでの、割り当てられた全ウォルシュ・コード関数Wiの総計であり、各々には各ウォルシュ・コード関数Wiに割り当てられる電力レベルを表す力率（power factor）αが乗算される。信号１０４ｙ（ｎ）は、信号１０４ｙ（ｎ）が所望のピーク対平均電力比を有するまで信号２０２ｚ（ｎ）を最適化する反復法により生成され、次式で記述される：
0004036903.tif 000003
等式（２）の右側の第１項は信号１０２ｘ（ｎ）であり、第２項は信号２０２ｚ（ｎ）の貢献項（contribution）であることは当業者には理解頂けよう。合計で「Ｎ」個の利用可能なウォルシュ・コードがある。信号１０２ｘ（ｎ）の被割当ウォルシュ・コードすなわちｉ＝１〜Ｌはいかなる追加項によっても変形しておらず、信号２０２ｚ（ｎ）の貢献項はすべて未割当ウォルシュ・コードＬ＋１〜Ｎであることに注目されたい。未割当ウォルシュ・コードの関数Wiの各々は力率γを有する。
複合信号１０２ｘ（ｎ）は、WHTブロック２１０でそのウォルシュ・コード成分に分解され、全部の被割当ウォルシュ・コード成分を識別する。ブロック２１０は、α項である被割当ウォルシュ・コード力率を識別する。
複合信号１０２ｘ（ｎ）は、ピーク低減波形発生器２０３にも入力される。ブロック２０３は、複合信号１０２ｘ（ｎ）に基づくピーク低減波形２０４の第１推定値を生成する。信号２０４はWHTブロック２０５において、そのウォルシュ・コード成分に分解される。
ブロック２０７は、ブロック２０５および２１０のWHT演算の結果を受け取る。ブロック２０７はウォルシュ・コード力率成分を強制的にゼロにするが、この成分はブロック２１０で識別された被割当コードであるα項に対応する、ブロック２０５で識別されたものである。その結果、残りのウォルシュ・コード力率成分はγ力率になる。
ブロック２０７の結果がブロック２０９に送られ、逆WHT演算が行われて、γ力率乗数のみをもち、α力率乗数は持たない信号２０２ｚ（ｎ）が生成される。信号２０２ｚ（ｎ）は信号１０２ｘ（ｎ）と加算器２０１において加算され、等式（２）に示されるように第１信号１０４ｙ（ｎ）を生成する。
第１獲得信号１０４ｙ（ｎ）がブロック２０３に帰還される。次にブロック２０３は第１信号１０４ｙ（ｎ）に基づくピーク低減波形２０４の第２推定値を生成する。ピーク低減波形２０４の第２推定値は、ブロックWHT２０５でそのウォルシュ・コード成分に分解される。その結果がブロック２０７に送られ、そこで識別されるα項に対応するウォルシュ・コード成分が強制的にゼロになる。次にブロック２０７からの結果がブロック２０９に送られ、逆WHTが実行される。ブロック２０９の演算結果は更新されたγ力率のみを有する新規に獲得された信号２０２ｚ（ｎ）である。新規に獲得された信号２０２ｚ（ｎ）は第１の被獲得信号２０２ｚ（ｎ）よりも効果的なピーク低減性を有する。信号１０２ｘ（ｎ）と新規に獲得されたピーク低減信号２０２ｚ（ｎ）が加算器２０１で加算され、新信号１０４ｙ（ｎ）を生成する。新信号１０４ｙ（ｎ）は第１反復よりも所望のレベルに近いピーク対平均電力比を有し、等式（２）に示されるように記述される。
次の反復に関して、新規に獲得された信号１０４ｙ（ｎ）が再びブロック２０３に戻され、別のピーク低減波形を生成する。ブロック２０５のWHTプロセス，ブロック２０７のα項のゼロへの割当，ブロック２０９の逆WHTおよびブロック２０１の加算が繰り返されて、所望のレベルにはるかに近いピーク対平均電力比を有し、等式（２）で図示されるように被割当ウォルシュ・コードのもとで変形項をもたない最新の信号１０４ｙ（ｎ）が生成される。この反復プロセスは、所望の信号１０４ｙ（ｎ）が得られるまで繰り返される。
反復プロセスは、信号１０４ｙ（ｎ）においてさらなる最適化が行われなくなると終了する。ブロック２０３は、所望の信号１０４ｙ（ｎ）が得られたか否かの最終判断を行う。
さらに、本発明により、ブロック２０７は、α項に対応するウォルシュ・コード成分を強制的にゼロにすることに加えて、γ力率である残りのウォルシュ・コード成分の強度を制限する。未割当コードのもとでの電力レベルは、γ力率の強度を制限することにより制御される。それに由来する信号２０２ｚ（ｎ）が複合信号１０２ｘ（ｎ）に加算され、それに由来する信号１０４ｙ（ｎ）は未割当ウォルシュ・コードのもとで電力レベルを制限される。
本発明は、特定の実施例に関して図示および説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形式および詳細に種々の変更が可能であることは当業者には理解頂けよう。
【図１】
0004036903.tif 000004
【図２】
0004036903.tif 000005