JP2012520032A

JP2012520032A - クリッピングのパワー損失を補償するための設備及び方法

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Publication number: JP2012520032A
Application number: JP2011553248A
Authority: JP
Inventors: ペローラス，ジェームズ; リャオ，チュン
Original assignee: ZTE Wistron Telecom AB
Current assignee: ZTE Wistron Telecom AB
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: US8731104B2; EP2406926A4; JP5226881B2; US20120020429A1; CN101690057A; CN101690057B; EP2406926B1; BRPI0924412A2; EP2406926A1; WO2010102440A1

Abstract

本発明は、送信電力損失を補償するための設備及び方法を提供し、該送信電力損失が通信システムの送信パスにおけるクリッピング又はクレストファクタ低減モジュールの追加によって生じた。前記方法は、ゲインをクレストファクタ低減モジュールにインプットしたシグナルに応用するステップを含み、これにより、クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーが送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーに等しくする。本発明の利益は、送信待ちシグナルのクレストが広い範囲の送信電力値の内において一致することである。

Description

本発明は、通信システムに関し、特に通信システムにクリッピング（chipping）パワー損失を補償するための設備及び方法に関する。

図1は、通信システムに使用する典型的な送信ラインアップを示す。ベースバンドシグナルが発生され[1]、理論の面には、所期のキャリア周波数にアップコンバージョンすることができ、且つ通信メディアによって送信する。ところで、従来の通信システムに振幅変調を使用して、大きいピーク対平均値比（PAR）のシグナルを生成する。PARもシグナルのクレストファクタ（CF）と称する。大きいPARを有するシグナルが現実世界の送信器に増幅し難く、送信パスのアナログコンポーネントに対して厳格的な要求を提出するからである。特にD/A[2]がより大きい動的な範囲を必要し、且つパワー増幅器（PA）が非常に低効率になる。

普通には、クレストファクタ低減（CFR）モジュールが送信ラインアップに差し込まれる。CFRモジュール[4]（クリッピングモジュールと称する場合もある。）の目的は、シグナルのPARをへらすとともに、できるだけ少ないディストーションをシグナルに導入する。複数の異なるCFRアルゴリズムを有するが、共通の1つの要素は、CFRモジュールのゲインが変化しないことではない。例えば、低送信電力レベルにおいて、CFRモジュールのゲインが0dBである。ところで、高送信電力レベルにおいて、CFRモジュールのゲインが-0.9dBである可能性がある。

ここで、ベースバンドシグナル発生モジュール[1]が通信メディアに伝送された実際シグナルパワーレベルを保証し難いという問題が現れた。実際の送信電力レベルがベースバンドシグナル発生器に仮定されたパワーレベルよりも低い、又は高いであるかも知れない。システム性能から考えると、もし送信パスのゲインを一定に保持することを保証する方法があれば、より好ましいである。

よくあるCFRモジュールのゲインミスを修正する方法は、図2に示すように、CFRモジュール[4]の後ろにゲインモジュール[15]を増加することである。ゲインモジュール[15]において1つのゲインを応用して、該ゲインがCFRモジュール[4]によるゲインの値と同じであるが、符号では、逆である。従って、CFRモジュール[4]とゲインモジュール[15]の総ゲインが0dBである。

典型的なCFRモジュールの1つの有益な特徴は、広い範囲の平均インプットパワー値に対して、CFRモジュールのアウトプットにおけるピーク瞬時値がほぼ不変を保持し、又は、非常にわずかに変化することである。例えば、送信器の最大定格パワーで送信する際、CFRモジュールのアウトプットにおける平均パワーが-13dBである可能があって、ピークが約-5dBの箇所に位置する。平均送信電力が-15dBに減少すると、普通には、CFRモジュールのアウトプットにおけるピークが依然として約-5dBの箇所に位置する。

実際に、広い範囲の送信電力値に対して、CFRモジュールからのピーク瞬時パワー値の不変がCFRモジュールの後ろに現したすべてのコンポーネントに利益がある。例えば、ピークパワーの値が殆ど一定とすると、D/Aコンバータ[2]の必要の活動空間が少なくなって、変化のピークパワーレベルを含む余地の必要がなくなるからである。

図2に示す従来の技術問題は、ゲイン乗算器[15]のゲインが変化するので、ゲイン乗算器からのピークが一致になることない、且つ時間に従って変化する。これはD/Aコンバータに対して更に難しい要求を出して、且つ送信ラインアップにおける存在可能であるデジタルプリディストーション（DPD）システムさえに対して更に難しい要求を出しかもしれない。

伝送しているシグナルのピークが広い範囲の送信電力値の内に一致を保持することに対する技術解決方案のニーズがある。

本発明は、送信待ちシグナルのピークが広い範囲の送信電力値の内に一致を保持する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための設備を提供する目的とする。前記設備は、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーが前記送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットするシグナルのパワーと等しくなるように、ゲインを送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットするシグナルに応用するゲイン乗算器を含み、その中、前記ゲイン乗算器が前記ベースバンドシグナル発生モジュールと前記クレストファクタ低減モジュールの間に配置する。

本発明のある実施方案に従って、前記設備は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワー及び前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算し、且つ計算した前記ゲインを前記ゲイン乗算器にアウトプットするための装置を含む。

本発明の更なる実施方案に従って、前記設備は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定し、且つ推定された前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記装置にアウトプットするための第1パワー推定器と、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定して、且つ推定した前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記装置にアウトプットするための第2パワー推定器を含む。

本発明の更なる実施方案に従って、前記装置は、反復アルゴリズムを実施してゲインを計算する。

本発明の更なる実施方案に従って、反復アルゴリズムが以下数式で提出し、

その中、P_BBが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、P_CFRが前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、G(0)が0dBに設置され、nが反復回数であり、及び、alphaが前記クレストファクタ低減モジュールのゲイン特性によって設置される。

本発明の更なる実施方案に従って、計算した前記ゲインが指定した範囲内に規定され、前記の指定した範囲の外にあることではいけない。

本発明のまた1つの実施方案に従って、前記設備は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算し、計算した前記ゲインを前記ゲイン乗算器にアウトプットする装置を含み、前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルのパワーの関数である。

本発明の更なる実施方案に従って、前記設備は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定し、且つ推定したパワーを前記装置にアウトプットするパワー推定器を含む。

本発明の更なる実施方案に従って、前記装置は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを受信し、且つテーブルを検索することによって前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに対応する計算した前記ゲインをゲイン乗算器にアウトプットするための部材を含み、前記テーブルが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを計算した前記ゲインにマッピングするように、前記装置によって生成し、且つ前記テーブルが前記部材に記憶される。

本発明の更なる実施方案に従って、前記関数が前記装置に記憶され、且つ前記装置は、前記装置に記憶された前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって、前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルに応用するゲインを計算し、直列した前記ゲイン乗算器及び前記クレストファクタ低減モジュールの総ゲインを0dBとする。

本発明の更なる実施方案に従って、前記装置は第2パワーから第1パワーを引くことによって前記ゲインの値を計算し、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーと等しく、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線との交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値が前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBである。

本発明の更なる実施方案に従って、スロープが-1dBである前記直線と前記関数の前記曲線の複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーの1つの交差点の水平座標値に近づくように設置される。

本発明のもう1つの目的は、送信待ちシグナルのピークを広い範囲の送信電力値の内に一致する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための設備を提供し、前記設備は、ゲイン補償装置を含み、前記ゲイン補償装置が、送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワー及び前記送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーを使用することによってゲインを計算し、且つ計算した前記ゲインを前記クレストファクタ低減モジュールにインプットするシグナルに応用し、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しくするように設置される。

本発明のある実施方案に従って、前記ゲイン補償装置が反復アルゴリズムを実施することによって前記ゲインを計算するように設置される。

本発明の更なる目的は、送信待ちシグナルのピークを広い範囲の送信電力値の内に一致する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための設備を提供し、前記設備は、ゲイン補償装置を含み、前記ゲイン補償装置が、送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーを使用することによってゲインを計算し、且つ該ゲインを前記送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットするシグナルに応用し、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーを前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しくするように設置され、前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルのパワーの関数である。

本発明のある実施方案に従って、前記ゲイン補償装置は、1つのテーブルを生成し、これにより、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを計算した前記ゲインにマッピングし、且つ前記テーブルを検索することによって前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーの1つの計算した前記ゲインの1つを応用するように設置される。

本発明の更なる実施方案に従って、前記ゲイン補償装置は、第2パワーから第1パワーを引くことによって前記ゲインの値を計算し、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しくし、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線の交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値は前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBであるように設置される。

本発明の更なる実施方案に従って、スロープが-1dBである前記直線が前記関数の前記曲線と複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標が前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーの1つの交差点の水平座標値であるように設置される。

本発明のもう1つの目的は、送信待ちシグナルのピークを広い範囲の送信電力値の内に一致する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための方法を提供する。前記方法は、ゲインを送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットしたシグナルに応用することを含み、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーが前記送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーに等しくする。

本発明の更なる実施方案に従って、前記方法は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーと前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算することを含む。

本発明の更なる実施方案に従って、計算ステップにおいて前記ゲインが反復アルゴリズムを実施することによって計算される。

本発明の更なる実施方案に従って、反復アルゴリズムは以下数式によって提出し、

本発明の更なる実施方案に従って、計算した前記ゲインが指定した範囲内に規定し、前記の指定した範囲の外にあることではいけない。

本発明の更なる実施方案に従って、前記方法は、さらに、前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって前記ゲインを計算し、前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが前記クレストファクタ低減モジュールにアウトプットする前記シグナルのパワーの関数であることを含む。

本発明の更なる実施方案に従って、前記計算ステップにおいて、前記ゲインが前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって計算され、したがって、計算した前記ゲインに前記クレストファクタ低減モジュールの前記ゲインを加えて総ゲインが0dBである。

本発明の更なる実施方案に従って、前記ゲインが第2パワーから第1パワーを引くことによって計算され、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しく、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線との交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値が前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBである。

本発明の更なる実施方案に従って、スロープが-1dBである前記直線が前記関数の前記曲線と複数の交差点を有すると、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに近づく1つの交差点の水平座標値であるように設置される。

本発明の更なる目的は、送信待ちシグナルのピークを広い範囲の送信電力値の内に一致する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための方法を提供する。前記方法は、送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーと前記送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーによってゲインを計算し、且つ計算した前記ゲインを前記クレストファクタ低減モジュールにインプットしたシグナルに応用することを含み、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーをベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しくする。

本発明のある実施方案に従って、計算ステップにおいて、前記ゲインが反復アルゴリズムを使用することによって計算される。

本発明の更なる目的は、送信待ちシグナルのピークを広い範囲の送信電力値の内に一致する利益を有するクリッピングのパワー損失を補償するための方法を提供する。前記方法は、送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーを使用することによってゲインを計算し、且つ計算した前記ゲインを前記送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットしたシグナルに応用することを含み、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しく、前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルのパワーの関数である。

本発明のある実施方案に従って、計算ステップにおいて、前記ゲインが前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって計算され、これにより、計算したゲインに前記クレストファクタ低減モジュールのゲインを加えて総ゲインが0dBである。

本発明の更なる実施方案に従って、スロープが-1dBである前記直線が前記関数の前記曲線と複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーの1つの交差点に近づく水平座標値であるように設置される。

CFRモジュールの普通の通信送信チェーン（従来の技術）を示す。後ろのCFRゲイン補償（従来の技術）を示す。本発明の閉ループ実施方案を示す。本発明の開ループ実施方案を示す。本発明のCFRゲイン関数f()を参考する1つの実例を示す。本発明のCFRゲイン関数f()を参考する他の実例を示す。本発明の他のCFRゲイン関数f()を参考する実例を示す。

参考図3は実施方案を示す。この実施方案において、ベースバンドシグナル発生モジュール[1]がベースバンド形式のシグナルを生成し、該シグナルが通信メディアによって送信される。該モジュールのアウトプットがゲイン乗算器[8]によって送信し、該ゲイン乗算器[8]がゲインを前記シグナルに応用し、これにより、後ろのCFRモジュール[4]のアウトプットにおけるパワーをベースバンド発生モジュール[1]からのシグナルのパワーに等しくする。CFRモジュール[4]のアウトプットがD/Aコンバータ[2]に伝達され、ここから、前記アウトプットがミキサー[9]によってアップコンバージョンされ、且つ最後にパワー増幅器[3]に送信される。

2つのパワー推定器[5]と[16]は、それぞれベースバンド発生モジュール[1]のシグナルのパワー及びCFRモジュール[4]からのシグナルのパワーを推定することに用いられる。シグナルを推定するためのパワーのいくつのアルゴリズムは、普通に公知である。1種のアルゴリズムにおいて、いくつのサンプルの絶対値の平方の平均値を計算する。平均されたサンプル数がパワー推定器の希望正確度によって変化する。もう1種のアルゴリズムは、前記シグナルの絶対値の平方がalphaウエーブフィルターによって送信されることができ、該ウエーブフィルターが長期平均を実施する。前記ウエーブフィルターのalpha値を調整することによって、より多い平均を使用することができ、これにより、シグナルパワーの次第により正確の推定を発生する。

ベースバンドシグナル発生器[1]のアウトプットにおけるパワー推定器[5]には、dBで測定した規律あるパワー推定P_BB(n)を生成するであろう。CFRモジュール[4]のアウトプットにおけるパワー推定器[16]には、dBで測定した規律あるパワー推定P_CFR(n)を生成するであろう。閉ループゲイン計算器[7]は、P_BB(n)及びP_CFR(n)を検査するであろう、これにより、前のCFR乗算器[8]で使用された次のゲイン値G(n+1)を決定する。閉ループゲイン計算器[7]に使用した更新等式が以下数式で提出し、

その中、G(n)、P_BB及びP_CFRがdBで表示し、且つGの初期値、即ちG(0)が0dBである。Alphaが普通に0と1の間の値を取って、且つ収束性及び安定性を平衡することができる。Alphaの値が高いほど、アルゴリズムの収束が早くなる。Alphaの値が低いほど、アルゴリズムが安定になる。しかも注意しなければならないのは、複数の場合には、CFRモジュールのゲイン特性によって、1よりも大きい値が適当であるかもしれない。1つの実例において、alphaが約0.8の値を取る。他の実例において如何なCFRゲインが異なるパワーレベルに適用することに対して大ざっぱな概念を有すると、この情報を利用してシステムの収束がより速いことを許可する。

等式1に示す更新プログラムの外に、いくつの強制制限が指定されることができ、これにより、ゲインが絶対に指定した範囲の外にあるではいけないことを確保する。強制制限を設置する原因は、いずれのパワー推定モジュールがパワー推定間違いを生成する可能性があるからである。多い間違いを生成すると、ゲイン値がとても大きく又はとても小さくなる可能性がある。この状況を防止する方法は、最大と最小可能なゲイン値を提出する。このため、多い重大なパワー推定誤差を存在しても、ゲインが相変わらず1つの合理的な範囲に保持することができる。例えば、G(n)に上限と下限を指定することができる。いずれの更新が上限よりも高いG(n)を生成すると、G(n)を強制的にこの上限値に戻させることができる。いずれの更新が下限よりも低いG(n)を生成すると、G(n)を強制的にこの上限値に戻させることができる。

パワー推定誤差がない理想的な状況において、P_BB(n)がP_CFR(n)に等しくすると、反復プログラムが終了する。そして、ゲイン乗算器[8]に使用したゲイン値G(n)は、CFRモジュール[4]のゲインが再び変化開始するまで不変になる。ところで、実際情况において、パワー推定モジュールが理想ではないので、実際のゲイン値が絶えず変化して、送信電力の変化が発生しないでも、そうである。このため、P_CFR(n)が絶えず変化するであろうが、P_BB(n)の値に近づくことを保持することができる。

多くの状況には、CFRモジュールのゲインがCFRモジュールのインプットにおけるパワーレベルの関数だけではない。複数の状況には、ゲインも複数のほかの要素の関数であり、例えば、送信されたキャリアの数量又は異なるキャリアにおいてパワーの精確な分布。この場合には、図3に示す実施方案は最適化したのです、適応性に検索してCFRモジュールのインプットに応用の最良のゲイン値を見つけることができるからである。且つ、該実施方案は、CFRモジュールのゲインがCFRモジュールに入ったシグナルの平均パワーの公知且つ不変の関数である場合の状況に適応する。

本発明のもう1つの実施方案が図4に示される。該実施方案は、CFRモジュールのゲインがCFRモジュールに入ったシグナルの平均パワーの公知且つ不変の関数である状況に適応することができる。言い換えると、CFRモジュールのゲインが以下数式に表示する時、該実施方案に適応することができ、

その中、G_CFRがCFRモジュールのゲインであり、P_{CFR_in}がCFRモジュールに入るシグナルの平均パワーであり、且つf()が0とP_{CFR_in}の最大希望値の間の範囲内に連続しているいずれの関数である。

ベースバンドシグナル発生モジュール[1]がベースバンド形式のシグナルを生成し、該シグナルが通信メディアによって送信される。該モジュールのアウトプットがゲイン乗算器[8]によって送信し、該ゲイン乗算器[8]がゲインをシグナルに応用し、後ろのCFRモジュールからアウトプットしたパワーがベースバンドシグナル発生モジュール[1]からのシグナルのパワーに等しい。CFRモジュールのアウトプットがD/Aコンバータ[2]に伝達して、ここから、前記シグナルがミキサー[9]を使用してアップコンバージョンされ且つ最後にパワー増幅器[3]に送信される。

ベースバンドシグナル発生器[1]のアウトプットもパワー推定モジュール[5]に送信され、パワー推定モジュール[5]がベースバンドシグナル発生器[1]からのシグナルのパワーを推定することを試みる。シグナルのパワーを推定することができる複数のアルゴリズムが普通に公知である。1種のアルゴリズムにおいて、複数のサンプルの絶対値の平方の平均値を計算する。平均されたサンプル数がパワー推定器の希望正確度に従って変化する。もう1種のアルゴリズムは、前記シグナルの絶対値の平方がalphaウエーブフィルターによって送信されることができ、該ウエーブフィルターが長期平均を実施することである。前記ウエーブフィルターのalpha値を調整することによって、より多い平均を使用することができ、これにより、シグナルのパワーのますますより精確の推定を生成する。

パワー推定モジュール[5]のアウトプットが開ループゲイン計算モジュール[6]に送信され、該開ループゲイン計算モジュール[6]がいずれのゲイン値がゲイン乗算器[8]に応用すべきであることを決定し、これにより、CFRモジュール[4]からのシグナルのパワーがベースバンドシグナル発生器[1]からのシグナルのパワーに等しいことを確保する。

ゲイン乗算器[8]に使用したゲイン値を計算するプログラムが図5を使用して図形の方式で示す。線[10]は、典型的なCFRゲイン曲線を示し、本実例中において、-16dBよりも低いCFRインプットパワーレベルに対して、ゲインが0dBである。-16dBの上に、インプットパワーレベルがますますより多く増加している時、CFRモジュール[4]のゲインが次第に低下し始める。線[10]及び-16dBが本実例においてCFRモジュールに対して“代表性”であることを注意する。異なるCFRモジュールに異なる曲線を有する。

本例の目的のために、かりにベースバンドシグナル発生モジュール[1]からのパワーレベルが-13dBであるとしたら、それで、CFRモジュール[4]のアウトプットにおける所期のパワーレベルも-13dBである。線[12]は該ベースバンドパワーレベルを示し、-13dBパワーレベルを有するシグナルをCFRモジュール[4]のインプットに入れると、ゲインが約-0.7dBであり、且つCFRモジュール[4]のアウトプットのパワーが約-13.7dBであることを見える。

このゲイン損失を補償するために、CFRモジュール[4]のインプットにおけるシグナルのパワーを増やししなければならないことがはっきり分かる。ところで、CFRモジュール[4]に入るシグナルのパワーを0.7dBから-12.3dBまで増加することは足りないである。CFRモジュール[4]のインプットに-12.3dBパワーレベルが出現すると、CFRモジュール[4]に約-0.9dBのゲインを有させ、該インプットパワーレベルにおいて、CFRモジュール[4]のゲインがインプットパワーレベルの増加に従って低下するからである。このため、CFRモジュール[4]からのシグナルのパワーが-12.3dB-0.9dB=-13.2dBである。これは-13dBの希望アウトプットパワーに近づくが、でも厳格に精確ではない。

必ずCFRモジュール[4]のインプットに応用しなければならない正確的なゲイン値を計算するために、必ず1つの線を描かなければならない、該線が-13dBベースバンドパワーレベルの垂直線[12]とCFRモジュール[4]の0dBゲインの水平線の交差点から始まる。該線がスロープを有し、x軸方向における+1dBの変化ごとに対して、y軸方向に-1dBの変化を有し、且つ図5に線[13]で表す。

線[13]と線[10]の間の交差点が所期の仕事点を表する。現在の実例には、該交差点が約 (-11.9,-1.1)にある。もしCFRモジュール[4]にインプットしたシグナルが-11.9dBのパワーを有すると、希望に従って、CFRモジュール[4]のゲインが-1.1dBであり、且つCFRモジュール[4]のアウトプットが-13dBのパワーを有するという意味を有する。このため、CFRモジュール[4]のインプットに応用すべきであるゲインが線[14]の長さで表示し、1.1dBである。

ゲイン乗算器とCFRモジュールの総ゲインは、

であり、
その中、G、P_BB及びf()がすべてdBで表示する。総ゲインが数学で0dBであることを希望しているので、Gの値を見つける必要があり、

をさせ、
線[14]の長さが以上数式の解であることを注意すべきである。

図6にベースバンドパワーレベルが-14dBFSである他の実例を示す。この場合には、以上に記載の同じプログラムを実施し、CFRモジュールの前のゲインが+0.5dBに設置すべき、これにより、CFRモジュールのアウトプットに-14dBFSのパワーレベルを有する。

図7にベースバンドパワーレベルが再び-14dBFSである他の実例を示し、ところで、この場合、CFRモジュールのゲインが正であり、このため、Gが必ず負のdB値に設置しなければならない、これにより、システムの総ゲインが0dBである。該実例において、CFRモジュールの前のゲインが-0.9dBに設置すべき、これにより、CFRモジュールのアウトプットが-14dBFSのパワーレベルを有する。

線[13]（又は線[23]又は線[33]）及び線[10]（又は線[30]）がいくど交差する可能があることを注意すべきである。この場合には、いずれの交差点が有効な解であり、しかし、システムにおけるパワーレベルをできるだけ一致するために、x軸座標ができるだけ線[12]（又は線[23]又は線[33]）に近づくの解を選択する方がよいである。線[13]と線[10]が一度交差したことがない可能性がもある。この場合には、使用できる解がなくて、且つCFRモジュール[4]に進入したシグナルのゲインを調整して、これによって、ゲイン乗算器[8]とCFRモジュール[4]を直列して0dBの総ゲインを生成することができない。

該実施方案において、ゲイン乗算器[8]に用いられたゲイン値を計算するプログラムは、開ループゲイン計算器に実施され、このため、CFRゲイン関数が開ループゲイン計算器に記憶されたことを注意すべきである。

以上に記載したプログラムが図形方法を使用することによって示されたが、該プログラムが計算機によって易く実施されることができる。且つ、すべての可能のベースバンドパワーレベルに対するすべての計算がオフラインで実施されたことができ、すなわち、計算がもう計算机で完成されることができ、それがベースバンドパワー推定をゲイン値にマッピングするテーブルを発生する。そして、計算したゲイン値が開ループゲイン計算器[6]に記憶され、これにより、開ループゲイン計算器[6]が簡単に検索テーブルに実現される。現在の推定されたベースバンドシグナルパワーが検索テーブルにおける索引として使用され、且つ検索テーブルから返した値をCFRモジュール[4]の前の前記乗算器[8]のゲインとして使用する。

本発明が主に2つの利益を有する。1つの有益は、本発明がCFRモジュールのゲインが一定であるかどうかに関わらず、一体の送信チェーンの全部形式のゲインが一定であることを確保する。送信チェーンにおけるすべてのほかのモジュールの総ゲインが一定のゲインであることを仮設することを注意すべきである。該利益が図2に示された従来の技術によって実現することもできる。また、本発明は、送信待ちシグナルのピークが広い範囲の送信電力値の内において一致する利益を有し、送信待ちシグナルが直接にCFRモジュールからのものである。D/Aコンバータの選択及び送信ラインアップに出現可能があるいずれのDPD回路に対して積極的な影響を有する。該利益は、本発明の主な利益であり、且つ図2に示された従来の技術によって実現することができない。

本発明の多種の実施方案を示して記載したのに、これらの実施方案は、本発明のすべての可能形式を示して記載しない。さらに正確に言うと、本説明書に使用された言葉が記載性のもので、制限性の言葉ではなく、且つ本発明の精神及び範囲に離れない場合、異なる変更及び修正を行うことができることを理解すべきである。

Claims

クリッピングのパワー損失を補償するための設備であって、前記設備は、クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーが送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットするシグナルのパワーと等しくなるようにゲインを送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットするシグナルに応用するゲイン乗算器を含み、その中、前記ゲイン乗算器が前記ベースバンドシグナル発生モジュールと前記クレストファクタ低減モジュールとの間に配置される。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワー及び前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算し、且つ計算した前記ゲインを前記ゲイン乗算器にアウトプットするための装置をさらに含む請求項１に記載の設備。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定し、且つ推定された前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記装置にアウトプットするための第１パワー推定器と、
前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定し、且つ推定した前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを前記装置にアウトプットするための第２パワー推定器とをさらに含む請求項２に記載の設備。
前記装置は、反復アルゴリズムを実施して前記ゲインを計算する請求項２に記載の設備。
前記反復アルゴリズムが以下数式で提出し、

その中、P_BBが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、P_CFRが前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、G(0)が0dBに設置され、nが反復回数であり、及び、alphaが前記クレストファクタ低減モジュールのゲイン特性によって設置される請求項４に記載の設備。
計算した前記ゲインが指定した範囲内に規定され、前記の指定した範囲外におけることはいけない請求項５に記載の設備。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算し、計算した前記ゲインを前記ゲイン乗算器にアウトプットする装置をさらに含み、
前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルのパワーの関数である請求項１に記載の設備。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを推定し、且つ推定したパワーを前記装置にアウトプットするパワー推定器をさらに含む請求項７に記載の設備。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを受信し、且つテーブルを検索することによって前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに対応する計算した前記ゲインをゲイン乗算器にアウトプットするための部材をさらに含み、前記テーブルが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを、計算した前記ゲインにマッピングするように、前記装置によって生成し、且つ前記テーブルが前記部材に記憶される請求項７に記載の設備。
前記関数が前記装置に記憶され、且つ前記装置は、前記装置に記憶された前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって、前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルに応用することになるゲインを計算し、直列した前記ゲイン乗算器及び前記クレストファクタ低減モジュールの総ゲインを0dBとする請求項７に記載の設備。
前記装置は第2パワーから第1パワーを引くことによって前記ゲインの値を計算し、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーと等しく、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線との交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値が前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBである請求項１０に記載の設備。
スロープが-1dBである前記直線と前記関数の前記曲線が複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーの1つの交差点の水平座標値に近づくように設置される請求項１１に記載の設備。
前記関数が前記装置に記憶され、且つ前記装置は、前記装置に記憶された前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって、前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルに応用することになるゲインを計算し、直列した前記ゲイン乗算器及び前記クレストファクタ低減モジュールの総ゲインを0dBとする請求項９に記載の設備。
前記装置は、第2パワーから第1パワーを引くことによって前記ゲインの値を計算し、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しく、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線との交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値は前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBである請求項１３に記載の設備。
スロープが-1dBである前記直線が前記関数の前記曲線と複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに近づく1つの交差点の水平座標値であるように設置される請求項１４に記載の設備。
クリッピングのパワー損失を補償するための方法であって、ゲインを送信チェーンにおけるクレストファクタ低減モジュールにインプットしたシグナルに応用するステップを含み、これにより、前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーが前記送信チェーンにおけるベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットしたシグナルのパワーに等しくする。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーと前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを利用することによって前記ゲインを計算することをさらに含む請求項１６に記載の方法。
前記計算ステップにおいて前記ゲインが反復アルゴリズムを実行することによって計算される請求項１７に記載の方法。
前記反復アルゴリズムは以下数式によって提出し、

その中、P_BBが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、P_CFRが前記クレストファクタ低減モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、G(0)が0dBに設置され、nが反復回数であり、及び、alphaが前記クレストファクタ低減モジュールのゲイン特性によって設置される請求項１８に記載の方法。
計算した前記ゲインが指定した範囲内に規定され、前記の指定した範囲外におけることはいけない請求項１９に記載の方法。
前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって前記ゲインを計算し、
前記送信チェーンにおいて、前記クレストファクタ低減モジュールのゲインが、前記クレストファクタ低減モジュールにインプットする前記シグナルのパワーの関数であることをさらに含む請求項１６に記載の方法。
前記計算ステップにおいて、前記ゲインが前記関数及び前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーを使用することによって計算され、したがって、計算した前記ゲインに前記クレストファクタ低減モジュールの前記ゲインを加えて総ゲインが0dBである請求項２１に記載の方法。
前記ゲインが第2パワーから第1パワーを引くことによって計算され、前記第1パワーが前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに等しく、前記第2パワーは、スロープが-1dBである直線と前記関数の曲線の交差点の水平座標値であり、スロープが-1dBである前記直線は、垂直線と水平線との交差点を通過し、前記垂直線の水平座標値が前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーであり、前記水平線の垂直座標値が0dBである請求項２２に記載の方法。
スロープが-1dBである前記直線が前記関数の前記曲線と複数の交差点を有する時、前記第2パワーは、水平座標がもっとも前記ベースバンドシグナル発生モジュールからアウトプットした前記シグナルのパワーに近づく1つの交差点の水平座標値であるように設置される請求項２３に記載の方法。