專利名稱：降低峰均值功率比的相位旋轉方法及傳送器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于一無線通信系統中的相位旋轉方法及傳送器，尤其涉及一種可減低于無線通信系統的信號峰均值功率比的相位旋轉方法及傳送器。
背景技術：
無線局域網絡(Wireless Local Area Network，WLAN)技術是熱門的無線通信技術之一，最早用于軍事用途，近年來廣泛應用于各種消費性電子產品，如桌上型計算機、 筆記型計算機或個人數字助理，用以提供大眾更便利及快速的互聯網通信功能。無線局域網絡通信協議標準IEEE 802. 11系列是由國際電機電子工程師學會(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)所制定。符合無線局域網絡通信協議標準IEEE 802. 11的產品在通過無線相容性聯盟(Wireless Fidelity Alliance, WFA)的認證流程之后，會被授予一商標品牌名稱WiFi，用以表示產品已被無線相容性聯盟所認證。詳細來說，無線局域網絡通信協議標準IEEE 802. 11系列包含超過20個不同種類的標準，而以在IEEE 802. 11之后附加的字母互相區別。常見的無線局域網絡通信協議標準 IEEE 802. 11 系列為 IEEE 802. lla、802. llb、802. llg、802. Iln 標準等。在 IEEE 802. 11系列中，各標準間最大不同點在于調制技術與最大數據傳輸速率。舉例來說，以調制待傳信號而言，802. lla/g/n標準采用正交頻分復用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)調制技術，M 802. llb/g 采用直接序列擴頻(direct-sequence spread spectrum, DSSS)調制技術。與 IEEE 802. lla/g 標準不同的是，IEEE 802. Iln 標準使用多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)技術及其它新功能，大幅改善了數據速率及傳輸吞吐量(Throughput)，同時，通道帶寬由IEEE 802. lla/g標準的 20MHz 增加為 40MHz。正交頻分復用調制技術的優點在于頻譜利用率高，以及能夠抵抗多路徑傳輸 (Multipath Propagation)所造成的信號衰減效應等，然而，在無線局域網絡系統中的信號傳送機通過正交頻分復用調制技術以調制待傳信號之后，其調制信號的峰均值功率比 (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)容易過高，而造成調制信號在信號傳送機的射頻 (radio frequency,RF)電路進行處理時容易產生失真，最后導致信號接收機可正確檢測分組的機率降低。為了降低調制信號的峰均值功率比，IEEE 802. Iln標準采用相位旋轉的方法以應用在調制信號上。首先，將IEEE 802. Iln標準用來傳輸待傳信號的40MHz通道分成兩個 20MHz的子通道，其于頻域(Frequency domain)為一上半部20MHz子通道及一下半部20MHz 子通道。之后，套用相位旋轉90度的方法于上半部20MHz子通道的待傳數據上，使得傳輸待傳信號分組時，可減低IEEE 802. Iln標準的40MHz通道的峰均值功率比。因此，接收端可正確檢測分組的機率會提升。另外，為了實現更高品質的無線局域網絡系統傳輸，相關單位正在制定新一代的 IEEE 802. Ilac標準，是超高吞吐量(Very High Throughput, VHT)的無線局域網絡標準。相較于IEEE 802. Iln標準，IEEE 802. Ilac標準使用與IEEE 802. Iln相同的多輸入多輸出技術,但通道帶寬由IEEE802. Iln標準的40MHz提高至80MHz。此外，IEEE 802. Ilac標準可還提供160MHz傳輸的解決方案，以大幅提升數據傳輸速率及吞吐量。其中，160MHz傳輸可由具有頻率間隔的兩個80MHz通道片段所組成，而此種方式被稱為非連續(non-contiguous) 通道配置。由于IEEE 802. Ilac標準的帶寬增加與非連續通道配置的特性，原來用于IEEE 802. Iln標準的相位旋轉方法無法直接應用在IEEE 802. Ilac標準上。因此，減低IEEE 802. Ilac標準的傳輸信號的峰均值功率比是業界所關注的課題。

發明內容
因此，本發明的主要目的在于提供一種相位旋轉方法，以減低于一無線通信系統中的一傳輸通道的峰均值功率比。本發明公開一種減低信號峰均值功率比的方法，用于一無線通信系統的一傳輸通道，該傳輸通道分成多個通道片段。該方法包含有利用多個相位旋轉向量，計算對應于該多個通道片段的多個峰均值功率比；根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量；以及使用該多個特定相位旋轉向量中一特定相位旋轉向量，旋轉一待傳信號的一相位。本發明另公開一種傳送器，用于一無線通信系統，用來執行一種減低信號峰均值功率比的方法，用于一無線通信系統的一傳輸通道，該傳輸通道分成多個通道片段。該方法包含有利用多個相位旋轉向量，計算對應于該多個通道片段的多個峰均值功率比；根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量；以及使用該多個特定相位旋轉向量中一特定相位旋轉向量，旋轉一待傳信號的一相位。


圖1為本發明實施例具有一非連續通道配置的一傳送器系統的示意圖。圖2為本發明實施例于頻域中具有一通道遮罩的非連續80MHz通道片段示意圖。圖3為本發明實施例于頻域中一 80MHz通道的示意圖的示意圖。圖4為本發明實施例一流程的示意圖。圖5為本發明實施例一表格的示意圖。主要元件符號說明10102、104106、108110,11
114116
11840400、402、404、406、40850
傳送器系統基頻處理單元模擬數字轉換器中頻處理單元頻率偏移器加法器
射頻處理單元流程
步驟
表格
具體實施例方式請參考圖1，圖1為本發明實施例具有一非連續通道配置的一傳送器系統10的示意圖。傳送器系統10用于提供非連續通道片段，以傳送調制信號。由圖1可知，傳送器系統10分為上半部與下半部兩個部分，其用來表示傳輸調制信號的兩個獨立通道，且上、 下半部具有相似的架構。傳送器系統10的上半部包含一基頻(baseband)處理單元102、 一模擬數字轉換器(analog-to-digital converter, ADC) 106 以及一中頻(intermediate frequency, IF)處理單元110。同樣地，傳送器系統10的下半部包含一基頻處理單元104、 一數字模擬轉換器108以及一中頻處理單元112。另外，相較于上半部，傳送器系統10的下半部尚包含一頻率偏移器114。其中，模擬數字轉換器106、108將基頻模擬信號轉換為基頻數字信號，中頻處理單元110、112將基頻數字信號轉換為中頻數字信號，而下半部的頻率偏移器114則用來使下半部的中頻數字信號偏移exp(j2 π At)。接著，上半部及下半部的中頻數字信號通過一加法器116相加之后，通過一射頻(radio frequency, RF)處理單元 118將加法器116相加后的結果轉換為射頻數字信號。由上可知，在傳送器系統10中，由于下半部的中頻數字信號與上半部的中頻數字信號相隔βΧρ(」2π At)的頻率偏移，因此，當上、下半部的中頻數字信號相加后并轉換至射頻數字信號時，射頻數字信號于頻域(frequency domain)上會呈現具有一頻率分隔的兩個非連續(non-contiguous)通道片段。值得注意的是，傳送器系統10的設計根據所需的非連續通道片段的數目以及在非連續通道片段之間所需的頻率分隔，然而，本領域技術人員當可據以做不同的變化及修飾，而不限于此。另外，通過模擬數字轉換器轉換模擬信號至數字信號的步驟會于傳送器系統10的上半部與下半部均產生峰均值功率比(peak to average power ratio，PAPR)，如圖1所示的峰均值功率比PAPR1、PAPR2。而傳送器系統10的總峰均值功率比為峰均值功率比PAPR3，且與峰均值功率比PAPR1、PAPR2以及上下半部通道的頻率分隔有關。請參考圖2，圖2為本發明實施例于頻域中具有一通道遮罩(channel mask)的非連續80MHz通道片段的示意圖。非連續80MHz通道片段的每一 80MHz通道片段分為四個 20MHz子通道(subchannels)。通道遮罩用于指示一子通道是否有效(active)，當通道遮罩標記為「1」時，則該子通道被視為閑置(idle)且有效，因此，可在該子通道上傳輸信號。舉例來說，160MHz的數據傳輸需要由八個有效20MHz子通道組成以實現需求。請參考圖3，圖3為本發明實施例于頻域中一 80MHz通道的示意圖。該80MHz通道分為四個20MHz子通道(subchannels)，由低頻至高頻分別標示為A、B、C、D。信號Sa、SB、 Sc, Sd分別表示子通道A、B、C、D所傳送的信號。為了減低該80MHz通道的峰均值功率比， 子通道A、B、C、D分別使用相位旋轉數值θ” θ2、θ3、94來相對應旋轉信號54、&、5。、&。 因此，在子通道A、B、C、D上的待傳信號可分別表示為\XeXp(j2Ji θ 1)>SBXexp(j2Ji θ 2)、 ScX exp (j2 π θ 3)、SdX exp (j2 π θ 4)。請參考圖4，圖4為本發明實施例一流程40的示意圖。流程40用來于無線通信系統中，減低傳輸通道的峰均值功率比，該傳輸通道由多個通道片段所組成。在該多個通道片段的其中的二個通道片段之間具有一特定頻率分隔，所以該傳輸通道被視為一非連續通道配置。流程40包含下列步驟
步驟400:開始。步驟402 利用多個相位旋轉向量，計算對應于該多個通道片段的多個峰均值功率比。步驟404 根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量。步驟406 使用該多個特定相位旋轉向量中一特定相位旋轉向量，旋轉一待傳信號的一相位。步驟408:結束。根據流程40，本發明利用多個相位旋轉向量，計算對應于多個通道片段的多個峰均值功率比，然后根據已計算的多個峰均值功率比的數值，從該多個相位旋轉向量中選擇多個特定相位旋轉向量，最后使用其中的一特定相位旋轉向量旋轉待傳信號的相位(為簡單說明起見，待傳信號以下稱為信號sig_tx)。簡單地說，通過本發明，相位旋轉向量用來計算對應于各通道片段的峰均值功率比，且選自相位旋轉向量的特定相位旋轉向量用來計算信號sig_tx的相位。在此情形下，當傳輸通道使用特定相位旋轉向量計算對應于通道片段的峰均值功率比時，本發明根據已計算的峰均值功率比，由多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量，再利用其中的一特定相位旋轉向量旋轉信號sig_tx的相位。通過流程40，在計算對應于傳輸通道中通道片段的峰均值功率比之后，本發明根據已計算的峰均值功率比的數值，從相位旋轉向量中選擇特定相位旋轉向量，以旋轉信號 sig_tx的相位，因而可降低傳輸通道的峰均值功率比。值得注意的是，流程40為本發明實施例，本領域技術人員當可據以做不同的變化或修飾。舉例來說，以降低傳輸通道的峰均值功率比而言，利用步驟404從已計算的峰均值功率比中決定較低峰均值功率比數值之后， 由多個相位旋轉向量中，選擇對應于較低峰均值功率比數值的多個特定相位旋轉向量。另外，可在多個特定相位旋轉向量的其中的一特定相位旋轉向量中加入一常數相位向量，用以減低對應于通道片段的峰均值功率比。當然，用于選擇特定相位旋轉向量的標準并不局限于上述，其他標準，例如選擇最低峰均值功率比數值，也可套用在步驟404中，以符合不同系統需求。以160MHz傳輸通道為例，160MHz傳輸通道分為兩個80MHz通道片段，且如圖3所示，每一個80MHz通道片段由四個20MHz子通道A、B、C、D所組成。因此，根據流程40，先利用相位旋轉向量來計算對應于兩個80MHz通道片段的峰均值功率比，再由相位旋轉向量中選擇特定相位旋轉向量，用以旋轉信號sig_tx的相位。在此情形下，子通道A、B、C、D上的信號 sA>sB,sc,sD以相對應于已選擇的相位旋轉向量的相位旋轉值θρ θ2、θ3、θ4旋轉，則子通道 A、B、C、D 上的待傳信號表示為 \Xexp(j23i θ ^ , SbX exp (j2 π θ 2), ScX exp (j2 π θ 3)、 SdX exp (j2 π θ 4)。由上可知，一個80MHz通道片段的四個子通道需要配置四個相位旋轉值以旋轉相對應子通道的信號，而相關于四個相位旋轉值的相位旋轉向量的集合可使用如下的NX4 旋轉矩陣Φ表示
權利要求
1.一種減低信號峰均值功率比PAPR的方法，用于一無線通信系統的一傳輸通道，該傳輸通道分成多個通道片段，該方法包含有利用多個相位旋轉向量，計算對應于該多個通道片段的多個峰均值功率比； 根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量；以及使用該多個特定相位旋轉向量中一特定相位旋轉向量，旋轉一待傳信號的一相位。
2.如權利要求1所述的方法，其中根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量， 選擇該多個特定相位旋轉向量的步驟包含有由該多個峰均值功率比，判斷多個較低峰均值功率比；以及由該多個相位旋轉向量，選擇對應于該多個較低峰均值功率比的該多個特定相位旋轉向量。
3.如權利要求1所述的方法還包含有加入一常數相位向量至該多個特定相位旋轉向量，以降低對應于該多個通道片段的該峰均值功率比。
4.如權利要求1所述的方法，其中該多個通道片段的每一通道片段包含有四子通道以及該多個特定相位旋轉向量為W。180° 0° 0° ]、W。0° 180° 0° ]、
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、
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。
5.如權利要求3所述的方法，其中該常數相位向量是一零向量。
6.一種傳送器，用于一無線通信系統，用來執行如權利要求1所述的方法。
全文摘要
一種降低峰均值功率比的相位旋轉方法及傳送器，該方法用于一無線通信系統的一傳輸通道，該傳輸通道分成多個通道片段。該方法包含有利用多個相位旋轉向量，計算對應于該多個通道片段的多個峰均值功率比；根據該多個峰均值功率比，由該多個相位旋轉向量，選擇多個特定相位旋轉向量；以及使用該多個特定相位旋轉向量中一特定相位旋轉向量，旋轉一待傳信號的一相位。
文檔編號H04L27/26GK102244632SQ20111000465
公開日2011年11月16日 申請日期2011年1月11日 優先權日2010年5月15日
發明者吳承軒, 廖彥欽, 杜勇賜 申請人:雷凌科技股份有限公司