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SINGLE CARRIER MODULATION METHOD, AND SINGLE CARRIER MODULATION APPARATUS

Patent code P110004966
Posted date Aug 18, 2011
Application number P2006-170743
Publication number P2008-005067A
Patent number P4882066
Date of filing Jun 20, 2006
Date of publication of application Jan 10, 2008
Date of registration Dec 16, 2011
Inventor
  • (In Japanese)落合 秀樹
  • (In Japanese)棚橋 誠
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人横浜国立大学
Title SINGLE CARRIER MODULATION METHOD, AND SINGLE CARRIER MODULATION APPARATUS
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for determining a proper metric and determining a metric adaptable to reduction in peak power in single carrier modulation for applying QAM modulation to a single carrier.
SOLUTION: The single carrier modulation has a form of a metric value provided to symbols of a QAM constellation to suppress the peak power and a form of a transition metric applicable to transition between the symbols obtained by QAM mapping. The metric value is provided to the symbols of the QAM constellation so as to suppress occurrence of symbols increasing the peak power, a dispersion in an instantaneous power is fixed as the metric on the basis of a relationship between the peak power and the dispersion in the instantaneous power, and encoding is executed to minimize the transition metric to reduce the peak power.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

第4世代移動通信システム(4G)では,周波数選択性フェージングに優れた耐性をもつOFDMの採用が有力となっているが、OFDMにはPAR(Peak-to-Average Ratio)特性が非常に悪いという欠点がある。このPAR特性の不良は、送信に際して行う信号増幅において、パワーアンプの非線形性が問題となり、信号の歪みや、帯域外への電力輻射といった問題が発生する。

このパワーアンプの非線形歪みを防止するためには、パワーアンプは大量のバックオフを必要とするため、電力付加効率が著しく低下するという問題が生じる。バッテリ駆動である携帯端末には省電力が求められるため、この電力付加効率が低いことは重大な問題となる。また、高特性のパワーアンプは高価となるため、携帯端末は大量生産されることも考えると、形態端末に高特性のパワーアンプを搭載することはコストの面から見て難しい。

このような理由から,上り回線にOFDMを用いるのは難しく,代わりにシングルキャリア方式を採用することが検討されている。

また、第4世代移動通信システム(4G)では、静止時で1[Gbps],移動時でも100[Mbps]という高速通信が目標として掲げられており、周波数資源の枯渇を考慮すると、変調において高い周波数利用効率が求められる。例えば、1[Hz]あたり4~10[bit/sec]という目標がある。このような高い周波数利用効率の変調を達成するためには、QAMなどの多値変調が必要になってくる。しかし,シングルキャリアにおいても、QAM変調を用いるとOFDMほどではないがPARが劣化するという問題があり、大容量伝送にためにQAM値変調を用いると、大きなピーク電力が生じ、電力利用効率の低下を招く。

電力を削減する技術としてシェイピングが知られている。このシェイピングは、変調後のシンボルの分布を正規分布に近づけ、平均電力を削減して、通信路容量に近づけることを指すが、一般には、正規分布に限らず、通信路の特性に対して、シンボルに分布が好ましくなるように、入力ビット系列を符号化している。このシェイピングとして、ビタビアルゴリズムによける符号語検索メトリックを適当に定義することで、任意のシェイピングが可能なトレリスシェイピングが知られている。このトレリスシェイピングによって、平均電力の低減だけでなく、信号のダイナミックレンジを低減することが検討されている(非特許文献1)。
【非特許文献1】
I.S.Morrison:”Trellis shaping applied to reducing the envelope fluctuations of MQAM and band-limited MPSK”,Proc.Int/Conf.Digital Satellite Commum.(ICDSC’92),pp.143-149(1992)

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、トレリスシェイピングによりシングルキャリアをQAM変調するシングルキャリア変調に関し、特に、多値QAMにおけるピーク電力の低減に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
トレリスシェイピングによりシングルキャリアを多値PSK変調するシングルキャリア変調方法であり、
入力信号をトレリスシェイピングして得られる出力信号の上限電力としてリミッタを設定し、
前記リミッタを超える入力信号については当該入力信号の電力値をメトリック値として定め、
前記リミッタ以下の入力信号については0の値をメトリック値として定めることによって、入力信号のシンボルに付与するメトリック値を入力信号の電力値に応じて定め、
前記リミッタを超えるメトリック値のシンボルの出現確率を抑制してピーク電力を低減することを特徴とするシングルキャリア変調方法。

【請求項2】
 
トレリスシェイピングによりシングルキャリアを多値PSK変調するシングルキャリア変調装置であり、
入力信号をトレリスシェイピングして得られる出力信号の上限電力としてリミッタを設定し、
前記リミッタを超える入力信号については当該入力信号の電力値をメトリック値として定め、
前記リミッタ以下の入力信号については0の値をメトリック値として定めることによって、入力信号のシンボルに付与するメトリック値を入力信号の電力値に応じて定め、
前記リミッタを超えるメトリック値のシンボルの出現確率を抑制してピーク電力を低減することを特徴とするシングルキャリア変調装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006170743thum.jpg
State of application right Registered
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