CN101518009A - 用于在电信系统中降低峰值平均功率比的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在电信系统中降低峰值平均功率比(PAPR)的方法。所公开的降低峰值平均功率比的方法包括：根据用于子载波组的调制方案，选择PAPR降低方法。一种类型的调制方案更适合于至少一个可能的PAPR降低方法，而另一个调制方案更适合于不同的PAPR降低方法。所公开的例子应用不同的PAPR降低技术以适应不同的调制方案的不同特征。
Description
技术领域
本发明通常涉及通信。更具体地，本发明涉及通信中的功率控制。
背景技术
无线和有线通信系统是众所周知的，并得到广泛地使用。有各种与促进成功和可靠的通信相关的挑战。其中一个是管理功率水平。
多载波传输通常在有线和无线应用中使用，例如，用于数字用户线路(DSL)技术的离散多音传输(DMT)和用于WLAN、WiMAX、DVB或未来E-UTRA无线通信标准的正交频分复用(OFDM)。多载波传输的主要缺点是传输信号的高的峰值平均功率比(PAPR)。高的PAPR要求大功率放大器从最大功率回退，以致功率放大器的运行保持近似线性，其降低了专门的功率放大器的平均传输功率和功效。
已经提出许多技术以降低PAPR，包括部分传输序列(PTS)、限幅、自适应星座扩展、载波注入(tone injection)和载波预留。
在这些技术中，PTS的应用似乎特别有利，因为该应用没有在带内传输信号中引入任何误差，没有造成任何带外传播，并且没有增加或降低传输信号的输出功率。正如已知的，PTS将一个旋转因子分别应用于N个非重叠子向量。每个子向量的特征在于每个OFDM符号与一个旋转因子相乘。旋转因子通常从单位圆上的一组离散的旋转因子中选择，例如{1，j，-1，-j}，从而保持传输能量。
上述的其它技术的每一个都有一些缺点。限幅造成带内和带外失真。自适应星座扩展和载波注入使传输功率改变并要求特定的接收机设计。载波预留和部分传输序列降低了传输系统的容量或数据速率。
发明内容
在多子载波通信系统中降低峰值平均功率比(PAPR)的实例性方法包括：根据用于子载波组的调制方案，从多个PAPR降低方法中选择一个PAPR降低方法。
根据下面的详细说明，本发明的各种特征和优点对于本领域的普通技术人员将变得明显。伴随详细的说明的附图将简要描述如下。
附图说明
图1是概括使用本发明的实施例的示例性过程的流程图。
具体实施方式
图1包括概括用于当在通信中使用合成信号时降低峰值平均功率比(PAPR)的示例性方法的流程图20。该例子从22开始，在22中，合成信号中的峰值被识别。在一个例子中，这发生在近似模拟信号的过采样域，因为使用合成信号的放大器具有模拟波形。
在24，确定合成信号的每个用户对所识别的峰值的贡献。在26，确定每个用户所使用的子载波组以及在每个子载波组上使用的调制方案。在大多数情况下，这种信息已被正在使用合成信号的通信系统知道。
在28，对于至少一个用户，选择PAPR降低方法。在大多数情况下，多个用户将对合成信号的峰值有贡献，以致PAPR降低方法将对每个对应的子载波组有用。该例子的一个特征是在每个子载波组上使用的调制方案指示哪个PAPR降低方法被选择用于对应的子载波组。该方法的一个特征在于其利用与具有不同信道条件的用户相关联的不同要求。
例如，具有良好信道条件的用户可使用高阶调制和编码率。较差质量的信道条件不一定与这种高阶调制技术兼容。不同的调制方案具有不同的要求。例如，与更高阶调制技术相比，更低阶调制技术可具有由于应用PAPR降低方法而引入的更高的误差。因此，对于使用不同调制技术的子载波组使用不同的PAPA降低方法考虑唯一地解决与所给定的子载波组相关联的要求。
在一个例子中，所引入的PAPR方法不影响导频符号，以使导频符号无需修改就进行传输，以允许在接收机进行可靠和简单的信道估计。
在一个例子中，当子载波组使用相关的高阶调制技术时，所选择的PAPR降低方法是部分传输序列(PTS)方法。在一个例子中，PTS只应用于使用更高阶调制方案的子载波组，因为用于传输关于旋转因子的信息的附加开销与用于这些用户的数据速率相比是小的。采用64QAM(也可能是16QAM)调制的每个用户将使OFDM符号通过因子{+1，j，-1，-j}中的任何一个进行旋转，这对于每个OFDM符号要求2比特的额外信息。在一个例子中，用于特定用户的所有子载波都是使用相同的因子旋转。在这样的例子中，用于传送有关旋转因子的信息的附加控制信令中的开销是相对小的。对于分别具有由12个子载波构成的用于用户分配的资源块的E-UTRA应用，用于16QAM用户的控制信令开销是大约2/48，用于64QAM的控制信令开销是大约2/72。
PTS具有的优点是由调度器决定的传输功率设置不会被PAPR方法改变。而且，PTS不会引入任何失真，这对于更高阶调制尤其重要，因为这些调制对于由误差向量幅度(EVM)测量的调制误差非常敏感。
具有较低阶相关调制技术的信号，诸如QPSK调制信号，对调制误差不太敏感，并且对于EVM更宽容。由于EVM要求是E-UTRA专用的指定调制，而EVM要求对于QPSK，与用于更高的调制技术的相比，不太严格，因此，这可以在QPSK子载波信号中引入有限量的信号失真，用于降低PAPR。
仅仅对于QPSK，还可以更容易地引入其它可选的PAPR降低方法。特别地，自适应星座扩展或载波注入可被定义为用于QPSK调制信号，仅适度增加接收机复杂度，而相同的方法对于更高的调制会明显更困难。
在某些例子中使用的其它PAPR降低方法的例子包括限幅、自适应星座扩展、载波预留和载波注入。根据本说明，本领域的普通技术人员将认识到哪个PAPR降低方法可以与特定的调制方案更好工作，以满足其特定情况的要求。
在30，所选择的PAPR降低方法被应用于对应的子载波组。所应用的PAPR降低方法用于降低合成信号的峰值的幅度。
在一个例子中，至少两个用户对合成信号的峰值有贡献，这确保对其各自的子载波应用PAPR降低。如果不同的用户在给定时间对其所分配的子载波使用不同的调制方案，则选择不同的PAPR降低方法，并用于其各自的子载波组。
在一个例子中，暂时或永久不被使用并且不承载任何调制数据符号的至少一个子载波(在某些情况下是多个子载波)，可被用于引入用于降低PAPR的补偿信号。对于永久用于补偿PAPR的子载波，该技术被称为载波预留方法。
所公开的例子的一个特征在于考虑了通信系统设备的成本节约。例如，较低的PAPR意味着要求较低的功率放大器回退，并增加功率放大器的功效。换句话说，通过所公开的例子，可以避免要求更昂贵的放大器以适应更高的PAPR，而如果没有采用所公开的技术，则这种情况是存在的。
前面的说明是示例性的，而不是限制。在不脱离本发明的精神的情况下，对所公开的例子的变形和修改对于本领域的普通技术人员会变得明显。本发明的法律保护的范围仅通过随后的权利要求书确定。
Claims (15)
1.一种在多子载波通信系统中降低峰值平均功率比(PAPR)的方法，包括以下步骤：
根据用于子载波组的调制方案，从多个PAPR降低方法中选择一个PAPR降低方法；以及
将所选择的PAPR降低方法应用于所述子载波组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，不同的调制方案用于不同的子载波组；所述方法包括：
根据用于每个组的对应调制方案，自动选择各自将要应用于每个子载波组的PAPR降低方法。
3.根据权利要求2所述的方法，包括：
将第一PAPR降低方法应用于使用第一调制方案的子载波组的第一组；以及
将第二PAPR降低方法应用于使用第二调制方案的子载波组的第二组，所述第二调制方案是比所述第一调制方案低的调制方案。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一PAPR降低方法包括部分传输序列(PTS)PAPR降低方法，所述第二PAPR降低方法包括不同的PAPR降低方法。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二PAPR降低方法包括限幅。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二PAPR降低方法包括自适应星座扩展。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二PAPR降低方法包括载波注入。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一调制方案是16QAM调制方案。
9.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一调制方案是64QAM调制方案或比64QAM高的调制方案中的一个。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，同时有至少两个用户使用不同的子载波组，每一个组使用不同的调制方案；所述方法包括：
对于所述至少两个用户使用至少两个不同的PAPR降低方法进行操作。
11.根据权利要求1所述的方法，包括：
在没有用于用户数据的子载波上承载用于PAPR降低的补偿信号。
12.根据权利要求1所述的方法，包括：
确定用于所述子载波组的调制方案。
13.根据权利要求1所述的方法，包括：
确定包括所述子载波组的合成信号中的峰值；
确定至少一个用户对所述峰值的贡献；
确定用于所述至少一个用户的调制方案；以及
根据所确定的用于所述至少一个用户的调制方案，选择用于所述至少一个用户的PAPR降低方法。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：
确定多个用户的每一个对所述峰值的贡献；
确定用于所述多个用户的每个用户的调制方案；以及
根据对应的所确定的用于每个用户的调制方案，分别选择用于所述多个用户的每个用户的PAPR降低方法
15.根据前述权利要求的任意一项所述的方法，包括：
减小包括所述子载波组的合成信号的峰值的幅度。
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