專利名稱：用于控制papr的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制PAPR。盡管本發(fā)明適合很寬范圍的應(yīng)用，但是特 別地適用于降低在正交頻分復(fù)用(下文簡稱為OFDM)系統(tǒng)中的PAPR 特性。
背景技術(shù)：
通常，在OFDM系統(tǒng)中，在頻域中具有趨于頻率選擇性衰落的信 道上進行信號處理以出現(xiàn)平衰落，因此，OFDM系統(tǒng)使得能夠更有效 地通信。由于這個優(yōu)點，無線通信系統(tǒng)廣泛采用OFDM。
同時，OFDM系統(tǒng)有峰均功率比(下文簡寫為PAPR)的問題。 如果PAPR很大，需要具有很大線性間隔以放大對應(yīng)于峰值功率的信 號的功率放大器。然而，生產(chǎn)具有很大線性間隔的功率放大器的成本 太高，在功率放大器具有很小的線性間隔的情況下，非線性間隔中放 大的信號就會失真。
為了降低PAPR，已提出了各種方法。作為這些方法中的示例，提 供如SC-FDMA、偏移DFT-SOFDM和預(yù)編碼DFT-S-OFDM的OFDM 的變形。在修改的OFDM信號產(chǎn)生的這些方法中，以下述方式增強傳 輸信號的PAPR特性，所述方式為在將數(shù)據(jù)映射到頻域中的子載波之 前通過DFT擴展傳輸數(shù)據(jù)向量，然后將數(shù)據(jù)映射到子載波。在修改的 OFDM信號產(chǎn)生的方法中，通常通過DFT擴展信號。
具體地，因為在最終傳輸步驟通過IDFT進行由子載波映射數(shù)據(jù)信 號，因此抵消具有峰值功率的信號的功率以減小最后傳輸信號的功率 變化。
4圖1是支持SC-FDMA的OFDM信號產(chǎn)生器的示例的框圖。
參考圖1，串并轉(zhuǎn)換單元ll將串行輸入的數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)換為并行信 號。信號擴展單元12在產(chǎn)生OFDM信號之前，在頻域內(nèi)對于并行的數(shù) 據(jù)符號使用離散傅立葉變換(以下縮寫為DFT)進行展開。等式1表 示使用NbSNbDFT矩陣展開并行信號的方法等式1
在等式1中，，N'表示向OFDM信號提供的子載波的數(shù)目，'Sx' 表示數(shù)據(jù)符號向量，'S/表示在頻域內(nèi)擴展的數(shù)據(jù)的向量，'Sn'表示在 時域內(nèi)傳輸?shù)腛FDM符號向量。此外，,W"^^'是在展開數(shù)據(jù)符號中使 用的M-b的DFD矩陣。
子載波映射單元13，使用子載波分配圖案將擴展向量Sp映射到子 載波。離散傅立葉反變換(以下縮寫為IDFT)單元14，將映射到子載 波的信號變換為時域中的信號。等式2表示離散傅立葉反變換。
等式2
在等式2中，^w是用于將頻域內(nèi)的信號變換為時域中的信號的 Wb美DFT矩陣，并且STx是通過IDFT在時域中產(chǎn)生的信號。并串轉(zhuǎn)換 單元15，將在時域中轉(zhuǎn)換的并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號。循環(huán)前綴插入 單元16，將循環(huán)前綴插入到信號中以避免OFDM符號間的干擾，并傳
輸信號。
偏移DFT-S-OFDM系統(tǒng)改進了 SC-FDMA的PAPR性能。然而， 偏移DFT-S-OFDM系統(tǒng)要求很大的計算負載使得其實現(xiàn)很復(fù)雜。具體地，在進行DFT展開處理中，以將輸入符號分為實部和虛部的方式應(yīng) 用DFT矩陣。因此，計算負載增加使得相應(yīng)的實現(xiàn)更加復(fù)雜。從而， 需要一種比偏移DFT-S-OFDM系統(tǒng)的實現(xiàn)更為簡單，PAPR性能好于 偏移DFT-S-OFDM系統(tǒng)的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請涉及控制PAPR和控制PAPR方法，其基本上消除 了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點導(dǎo)致的一個或多個問題。
本申請的一個目的在于提供用于在OFDM系統(tǒng)中控制PAPR的裝 置及其方法，通過本申請簡化了實現(xiàn)并提供增強的PAPR特性。
本申請的另外的優(yōu)點、目的和特征將在下文部分地說明，并且對 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)下文的描述或者本申請的實踐，所述優(yōu) 點、目的和特征將是顯而易見。
本申請的目的和其它優(yōu)點可以通過說明書、其權(quán)利要求以及附圖 中指出的結(jié)構(gòu)而獲得并實現(xiàn)。


附圖提供了本申請的進一步的理解并構(gòu)成本申請的組成部分，本 申請的示出實施例和說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。在圖中 圖1是根據(jù)SC-FDMA的OFDM信號產(chǎn)生器的框圖； 圖2是根據(jù)第一實施例的OFDM系統(tǒng)的框圖； 圖3是根據(jù)第二實施例的OFDM系統(tǒng)的框圖； 圖4是根據(jù)一個實施例的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能的曲線圖； 圖5是根據(jù)另一實施例的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考本申請的優(yōu)選實施例，在附圖中示出其示例。在可能的地方，相同的參考標號用于在所有圖中表示相同或相似的部件。
在基于DFT在頻域中擴展信號的情況下，如果數(shù)據(jù)向量的長度是 Nb，那么在傳輸符信號中出現(xiàn)最大數(shù)目Nb的數(shù)據(jù)向量。因此，使得能 夠以輸入數(shù)據(jù)盡可能多地出現(xiàn)在傳輸信號中的方式降低PAPR。并且， 能夠進行過采樣以增加輸入數(shù)據(jù)大小同時保持傳輸數(shù)據(jù)大小。具體地， 在對于數(shù)據(jù)向量進行過采樣后，變換被過采樣的向量以進行傳輸。
圖2是根據(jù)第一實施例的OFDM系統(tǒng)的框圖。
參考圖2，串并轉(zhuǎn)換單元21將串行輸入的數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)換為并行信 號。并且，過采樣單元22過采樣Nb數(shù)據(jù)符號G次(過采樣系數(shù))以 G次擴大輸入符號的數(shù)目，同時保持獨立數(shù)據(jù)符號的數(shù)目。在下文描 述中，說明'。=2'的示例。
首先，假設(shè)在通過串并轉(zhuǎn)換單元21并行轉(zhuǎn)換后輸入到過采樣單元 22的信號Sx是["o)，"i)Q"H^，等式3表示過采樣數(shù)據(jù)符號的方法。
<formula>formula see original document page 7</formula>
在等式3中，Sxe是輸入信號Sy過采樣的結(jié)果，^。和^分別在圖4 和圖5中示出。
<formula>formula see original document page 7</formula>
在等式5中，d是通過逐個移位厶而產(chǎn)生的，丄l能夠通過將4移位 任意K而產(chǎn)生。離散傅立葉變換單元23對于過采樣信號進行DFT以在頻域內(nèi)出 現(xiàn)展開效應(yīng)。并且，DFT能夠表示為等式6。
等式6
在等式6中，"^。和^。l能夠分別表示為等式7和等式8。等式7
等式8
在該情況下，"^"是由"^s^的上Nb組成的變換矩陣。子載波映 射和頻率窗單元24將DFT進行信號映射到子載波，然后進行頻率窗。
將被映射到子載波的頻域信號輸入到離散傅立葉反變換單元25。 離散傅立葉反變換單元25對于輸入信號進行快速傅立葉反變換(下文 縮寫為IFFT)以將其變換為時域信號。并且并串轉(zhuǎn)換單元26將被變換 的時域并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號。
用來消除OFDM符號間干擾的循環(huán)前綴(下文縮寫為CP)插入 和時間窗單元24向串行信號添加CP并執(zhí)行時間窗。
圖3是根據(jù)本申請第二實施例的OFDM系統(tǒng)的框圖。
參考圖3，在等式7和等式8中的^"。l和^》。的各分量能夠表示為 等式9。
等式9<formula>formula see original document page 9</formula>
在等式9中，如果過采樣向量被變換，那么結(jié)果與原始信號Sp相 關(guān)。并且，"^。和"^。在相位分量上彼此不同。因此，圖2中所示的OFDM 系統(tǒng)能夠通過圖3中所示的方法實現(xiàn)。
類似于圖2中所示的前實施例，串并轉(zhuǎn)換單元31將串行輸入的數(shù) 據(jù)符號轉(zhuǎn)換為并行信號。并且，離散傅立葉變換單元32使用N^Nb的 DFT矩陣對轉(zhuǎn)換的并行的數(shù)據(jù)符號進行擴展。
如等式9中所示，如果各擴展輸入符號的相位被移位并求和，那 么將出現(xiàn)過采樣的相同效果。
因此，相位移位單元33以等式9中所示的方式移位輸入符號的相 位。求和單元34產(chǎn)生作為將輸入相位移位符號和非移位符號求和的結(jié) 果的信號。圖3示出G (過采樣系數(shù))的值是2的情況。然而，輸入 到求和單元34的輸入信號的數(shù)目通常是'G'。例如，如果G是3，則將 從離散傅立葉變換單元32中輸出的信號、作為對從離散傅立葉變換單 元32中輸出的信號進行第一相位移位的結(jié)果的信號以及作為對從離散 傅立葉變換單元32中輸出的信號進行第二相位移位的結(jié)果的信號求 和。
子載波映射和頻率窗單元35將進行DFT的信號映射到子載波并 然后執(zhí)行頻率窗。映射到子載波的頻域信號被輸入到傅立葉反變換單 元36。傅立葉反變換單元36通過對輸入的信號進行快速傅立葉反變換
一l l一
1加 2』
淘幼
IT
= 11
9(以下縮寫為IFFT)將輸入的信號變換為時域信號。并串轉(zhuǎn)換單元37 將被變換為時域信號的并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號。并且用來避免 OFDM符號間干擾的循環(huán)前綴CP (下文縮寫為CP)插入和時間窗單 元38將CP添加到串行轉(zhuǎn)換的信號并然后執(zhí)行時間窗。
圖4是根據(jù)一個實施例的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能的曲線圖。
首先，在圖4中，如果N二512， Nb=128，并且如果子載波被分 配到連續(xù)的子載波組，每個系統(tǒng)的PAPR性能表示為CCDF (互補累積 分布函數(shù))除以PAPR。
參考圖4，曲線41表示沒有使用PAPR性能增強的系統(tǒng)的情況下 的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能，并且曲線42表示應(yīng)用了 SC-FDMA系統(tǒng) 的情況下的PAPR性能。
曲線43表示應(yīng)用偏移-DFT-S-OFDM SC-FDMA的情況下的PAPR 性能，并且曲線44表示根據(jù)本申請的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能。
圖5是根據(jù)另 一實施例的OFDM系統(tǒng)的PAPR執(zhí)行的曲線圖。
在圖5中，如果N二512， Nb=64，并且如果子載波被分配到連續(xù) 的子載波組，每個系統(tǒng)的PAPR性能可表示為CCDF (互補累積分布函 數(shù))除以PAPR。
參考圖5，曲線51表示沒有使用PAPR性能增強的系統(tǒng)的情況下 的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能，并且曲線52表示應(yīng)用SC-FDMA系統(tǒng)的 情況下的PAPR性能。
曲線53表示應(yīng)用偏移-DFT-S-OFDM SC-FDMA的情況下的PAPR 性能，并且曲線54表示根據(jù)本申請的OFDM系統(tǒng)的PAPR性能。工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明提供了如下效果和優(yōu)點。
最主要的是，本發(fā)明能用實現(xiàn)的簡單的結(jié)構(gòu)使得能夠有效地控制
PAPR。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以在不脫離本發(fā)明的精祌和范圍的 情況下做出各種修改和改變。因此，意在使本發(fā)明覆蓋處于所附的權(quán) 利要求及其等同物的范圍中提供的所有修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種控制PAPR(峰均功率比)的方法，其被應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)，所述方法包括通過過采樣Nb并行數(shù)據(jù)符號輸出GNb數(shù)據(jù)符號；使用DFT(離散傅立葉變換)擴展過采樣的數(shù)據(jù)符號；以及將擴展信號映射到子載波。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中G為2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過^。=4+& (^"。是過采 樣向量，[["0) 0 "1) 0…、W-1) of，并且4。l是通過移位所 述^。l的分量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)向量)進行過采樣。
4. 一種控制PAPR (峰均功率比)的方法，其被應(yīng)用于移動通信 系統(tǒng)，所述方法包括使用DFT (離散傅立葉變換)擴展Nb并行數(shù)據(jù)符號； 將每個所述擴展數(shù)據(jù)符號的相位移位對應(yīng)于過采樣所述數(shù)據(jù)符號 的一種情況的相位值；將所述擴展數(shù)據(jù)符號與所述相位移位的數(shù)據(jù)符號求和；以及 將所述求和的符號映射到子載波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在移位所述每個數(shù)據(jù)符號的 相位的步驟中，如果過采樣的系數(shù)為G，對于一個數(shù)據(jù)符號并行地進 行(G-1)次相位移位，并且其中在將所述數(shù)據(jù)符號求和的步驟中，將所 述擴展符號和從進行(G-1)次相位移位產(chǎn)生的值求和。
6. —種用于控制PAPR (峰均功率比)的裝置，其被應(yīng)用于移動 通信系統(tǒng)，所述裝置包括過采樣單元，其通過過采樣Nb并行數(shù)據(jù)符號輸出GNb數(shù)據(jù)符號;離散傅立葉變換單元，其使用DFT (離散傅立葉變換)擴展所述 過采樣的數(shù)據(jù)符號；以及子載波映射單元，其將擴展信號映射到子載波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述G是2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中通過^=&+^2。 (^x。是過采 樣向量，《"0) 0 0…"^-i) of，并且4。l是通過移位所述^。l的分量產(chǎn)生的數(shù)據(jù)向量)進行所述過采樣。
9. 一種控制PAPR (峰均功率比)的裝置，其被應(yīng)用于移動通信 系統(tǒng)，所述裝置包括離散傅立葉變換單元，其使用DFT (離散傅立葉變換)擴展Nb 并行數(shù)據(jù)符號；相位移位單元，其將每個擴展數(shù)據(jù)符號的相位移位對應(yīng)于所述過 采樣數(shù)據(jù)符號的一種情況的相位值；信號求和單元，其將所述擴展數(shù)據(jù)符號與相位移位的數(shù)據(jù)符號求和；以及子載波映射單元，其將所述求和的符號映射到子載波。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述相位移位單元包括(G-1) 個相位移位單元，每個并行地執(zhí)行相位移位以對應(yīng)于每個所述數(shù)據(jù)符 號，并且其中所述信號求和單元包括Nb信號求和單元，每個將從(G-l) 個相位移位單元輸出的信號求和以對應(yīng)于每個所述數(shù)據(jù)符號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在OFDM通信系統(tǒng)中控制PAPR的裝置以及其控制方法，通過該裝置和方法提供了簡化的實現(xiàn)以及增強的PAPR特性。本申請包括通過過采樣Nb并行數(shù)據(jù)符號輸出GNb數(shù)據(jù)符號，使用DFT擴展被過采樣的數(shù)據(jù)符號以及將擴展信號映射到子載波。
文檔編號H04J13/02GK101636948SQ200780008886
公開日2010年1月27日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者盧珉錫, 權(quán)英現(xiàn), 韓承希 申請人:Lg電子株式會社