专利名称：降低峰均值功率比的相位旋转方法及传送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一无线通信系统中的相位旋转方法及传送器，尤其涉及一种可减低于无线通信系统的信号峰均值功率比的相位旋转方法及传送器。
背景技术：
无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)技术是热门的无线通信技术之一，最早用于军事用途，近年来广泛应用于各种消费性电子产品，如桌上型计算机、 笔记型计算机或个人数字助理，用以提供大众更便利及快速的互联网通信功能。无线局域网络通信协议标准IEEE 802. 11系列是由国际电机电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)所制定。符合无线局域网络通信协议标准IEEE 802. 11的产品在通过无线相容性联盟(Wireless Fidelity Alliance, WFA)的认证流程之后，会被授予一商标品牌名称WiFi，用以表示产品已被无线相容性联盟所认证。详细来说，无线局域网络通信协议标准IEEE 802. 11系列包含超过20个不同种类的标准，而以在IEEE 802. 11之后附加的字母互相区别。常见的无线局域网络通信协议标准 IEEE 802. 11 系列为 IEEE 802. lla、802. llb、802. llg、802. Iln 标准等。在 IEEE 802. 11系列中，各标准间最大不同点在于调制技术与最大数据传输速率。举例来说，以调制待传信号而言，802. lla/g/n标准采用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)调制技术，M 802. llb/g 采用直接序列扩频(direct-sequence spread spectrum, DSSS)调制技术。与 IEEE 802. lla/g 标准不同的是，IEEE 802. Iln 标准使用多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)技术及其它新功能，大幅改善了数据速率及传输吞吐量(Throughput)，同时，通道带宽由IEEE 802. lla/g标准的 20MHz 增加为 40MHz。正交频分复用调制技术的优点在于频谱利用率高，以及能够抵抗多路径传输 (Multipath Propagation)所造成的信号衰减效应等，然而，在无线局域网络系统中的信号传送机通过正交频分复用调制技术以调制待传信号之后，其调制信号的峰均值功率比 (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)容易过高，而造成调制信号在信号传送机的射频 (radio frequency,RF)电路进行处理时容易产生失真，最后导致信号接收机可正确检测分组的机率降低。为了降低调制信号的峰均值功率比，IEEE 802. Iln标准采用相位旋转的方法以应用在调制信号上。首先，将IEEE 802. Iln标准用来传输待传信号的40MHz通道分成两个 20MHz的子通道，其于频域(Frequency domain)为一上半部20MHz子通道及一下半部20MHz 子通道。之后，套用相位旋转90度的方法于上半部20MHz子通道的待传数据上，使得传输待传信号分组时，可减低IEEE 802. Iln标准的40MHz通道的峰均值功率比。因此，接收端可正确检测分组的机率会提升。另外，为了实现更高品质的无线局域网络系统传输，相关单位正在制定新一代的 IEEE 802. Ilac标准，是超高吞吐量(Very High Throughput, VHT)的无线局域网络标准。相较于IEEE 802. Iln标准，IEEE 802. Ilac标准使用与IEEE 802. Iln相同的多输入多输出技术,但通道带宽由IEEE802. Iln标准的40MHz提高至80MHz。此外，IEEE 802. Ilac标准可还提供160MHz传输的解决方案，以大幅提升数据传输速率及吞吐量。其中，160MHz传输可由具有频率间隔的两个80MHz通道片段所组成，而此种方式被称为非连续(non-contiguous) 通道配置。由于IEEE 802. Ilac标准的带宽增加与非连续通道配置的特性，原来用于IEEE 802. Iln标准的相位旋转方法无法直接应用在IEEE 802. Ilac标准上。因此，减低IEEE 802. Ilac标准的传输信号的峰均值功率比是业界所关注的课题。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种相位旋转方法，以减低于一无线通信系统中的一传输通道的峰均值功率比。本发明公开一种减低信号峰均值功率比的方法，用于一无线通信系统的一传输通道，该传输通道分成多个通道片段。该方法包含有利用多个相位旋转向量，计算对应于该多个通道片段的多个峰均值功率比；根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量；以及使用该多个特定相位旋转向量中一特定相位旋转向量，旋转一待传信号的一相位。本发明另公开一种传送器，用于一无线通信系统，用来执行一种减低信号峰均值功率比的方法，用于一无线通信系统的一传输通道，该传输通道分成多个通道片段。该方法包含有利用多个相位旋转向量，计算对应于该多个通道片段的多个峰均值功率比；根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量；以及使用该多个特定相位旋转向量中一特定相位旋转向量，旋转一待传信号的一相位。
图1为本发明实施例具有一非连续通道配置的一传送器系统的示意图。图2为本发明实施例于频域中具有一通道遮罩的非连续80MHz通道片段示意图。图3为本发明实施例于频域中一 80MHz通道的示意图的示意图。图4为本发明实施例一流程的示意图。图5为本发明实施例一表格的示意图。主要元件符号说明10102、104106、108110,11
114116
11840400、402、404、406、40850
传送器系统基频处理单元模拟数字转换器中频处理单元频率偏移器加法器
射频处理单元流程
步骤
表格
具体实施例方式请参考图1，图1为本发明实施例具有一非连续通道配置的一传送器系统10的示意图。传送器系统10用于提供非连续通道片段，以传送调制信号。由图1可知，传送器系统10分为上半部与下半部两个部分，其用来表示传输调制信号的两个独立通道，且上、 下半部具有相似的架构。传送器系统10的上半部包含一基频(baseband)处理单元102、 一模拟数字转换器(analog-to-digital converter, ADC) 106 以及一中频(intermediate frequency, IF)处理单元110。同样地，传送器系统10的下半部包含一基频处理单元104、 一数字模拟转换器108以及一中频处理单元112。另外，相较于上半部，传送器系统10的下半部尚包含一频率偏移器114。其中，模拟数字转换器106、108将基频模拟信号转换为基频数字信号，中频处理单元110、112将基频数字信号转换为中频数字信号，而下半部的频率偏移器114则用来使下半部的中频数字信号偏移exp(j2 π At)。接着，上半部及下半部的中频数字信号通过一加法器116相加之后，通过一射频(radio frequency, RF)处理单元 118将加法器116相加后的结果转换为射频数字信号。由上可知，在传送器系统10中，由于下半部的中频数字信号与上半部的中频数字信号相隔βΧρ(」2π At)的频率偏移，因此，当上、下半部的中频数字信号相加后并转换至射频数字信号时，射频数字信号于频域(frequency domain)上会呈现具有一频率分隔的两个非连续(non-contiguous)通道片段。值得注意的是，传送器系统10的设计根据所需的非连续通道片段的数目以及在非连续通道片段之间所需的频率分隔，然而，本领域技术人员当可据以做不同的变化及修饰，而不限于此。另外，通过模拟数字转换器转换模拟信号至数字信号的步骤会于传送器系统10的上半部与下半部均产生峰均值功率比(peak to average power ratio，PAPR)，如图1所示的峰均值功率比PAPR1、PAPR2。而传送器系统10的总峰均值功率比为峰均值功率比PAPR3，且与峰均值功率比PAPR1、PAPR2以及上下半部通道的频率分隔有关。请参考图2，图2为本发明实施例于频域中具有一通道遮罩(channel mask)的非连续80MHz通道片段的示意图。非连续80MHz通道片段的每一 80MHz通道片段分为四个 20MHz子通道(subchannels)。通道遮罩用于指示一子通道是否有效(active)，当通道遮罩标记为「1」时，则该子通道被视为闲置(idle)且有效，因此，可在该子通道上传输信号。举例来说，160MHz的数据传输需要由八个有效20MHz子通道组成以实现需求。请参考图3，图3为本发明实施例于频域中一 80MHz通道的示意图。该80MHz通道分为四个20MHz子通道(subchannels)，由低频至高频分别标示为A、B、C、D。信号Sa、SB、 Sc, Sd分别表示子通道A、B、C、D所传送的信号。为了减低该80MHz通道的峰均值功率比， 子通道A、B、C、D分别使用相位旋转数值θ” θ2、θ3、94来相对应旋转信号54、&、5。、&。 因此，在子通道A、B、C、D上的待传信号可分别表示为\XeXp(j2Ji θ 1)>SBXexp(j2Ji θ 2)、 ScX exp (j2 π θ 3)、SdX exp (j2 π θ 4)。请参考图4，图4为本发明实施例一流程40的示意图。流程40用来于无线通信系统中，减低传输通道的峰均值功率比，该传输通道由多个通道片段所组成。在该多个通道片段的其中的二个通道片段之间具有一特定频率分隔，所以该传输通道被视为一非连续通道配置。流程40包含下列步骤
步骤400:开始。步骤402 利用多个相位旋转向量，计算对应于该多个通道片段的多个峰均值功率比。步骤404 根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量。步骤406 使用该多个特定相位旋转向量中一特定相位旋转向量，旋转一待传信号的一相位。步骤408:结束。根据流程40，本发明利用多个相位旋转向量，计算对应于多个通道片段的多个峰均值功率比，然后根据已计算的多个峰均值功率比的数值，从该多个相位旋转向量中选择多个特定相位旋转向量，最后使用其中的一特定相位旋转向量旋转待传信号的相位(为简单说明起见，待传信号以下称为信号sig_tx)。简单地说，通过本发明，相位旋转向量用来计算对应于各通道片段的峰均值功率比，且选自相位旋转向量的特定相位旋转向量用来计算信号sig_tx的相位。在此情形下，当传输通道使用特定相位旋转向量计算对应于通道片段的峰均值功率比时，本发明根据已计算的峰均值功率比，由多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量，再利用其中的一特定相位旋转向量旋转信号sig_tx的相位。通过流程40，在计算对应于传输通道中通道片段的峰均值功率比之后，本发明根据已计算的峰均值功率比的数值，从相位旋转向量中选择特定相位旋转向量，以旋转信号 sig_tx的相位，因而可降低传输通道的峰均值功率比。值得注意的是，流程40为本发明实施例，本领域技术人员当可据以做不同的变化或修饰。举例来说，以降低传输通道的峰均值功率比而言，利用步骤404从已计算的峰均值功率比中决定较低峰均值功率比数值之后， 由多个相位旋转向量中，选择对应于较低峰均值功率比数值的多个特定相位旋转向量。另外，可在多个特定相位旋转向量的其中的一特定相位旋转向量中加入一常数相位向量，用以减低对应于通道片段的峰均值功率比。当然，用于选择特定相位旋转向量的标准并不局限于上述，其他标准，例如选择最低峰均值功率比数值，也可套用在步骤404中，以符合不同系统需求。以160MHz传输通道为例，160MHz传输通道分为两个80MHz通道片段，且如图3所示，每一个80MHz通道片段由四个20MHz子通道A、B、C、D所组成。因此，根据流程40，先利用相位旋转向量来计算对应于两个80MHz通道片段的峰均值功率比，再由相位旋转向量中选择特定相位旋转向量，用以旋转信号sig_tx的相位。在此情形下，子通道A、B、C、D上的信号 sA>sB,sc,sD以相对应于已选择的相位旋转向量的相位旋转值θρ θ2、θ3、θ4旋转，则子通道 A、B、C、D 上的待传信号表示为 \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，一个80MHz通道片段的四个子通道需要配置四个相位旋转值以旋转相对应子通道的信号，而相关于四个相位旋转值的相位旋转向量的集合可使用如下的NX4 旋转矩阵Φ表示
权利要求
1.一种减低信号峰均值功率比PAPR的方法，用于一无线通信系统的一传输通道，该传输通道分成多个通道片段，该方法包含有利用多个相位旋转向量，计算对应于该多个通道片段的多个峰均值功率比； 根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量；以及使用该多个特定相位旋转向量中一特定相位旋转向量，旋转一待传信号的一相位。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量， 选择该多个特定相位旋转向量的步骤包含有由该多个峰均值功率比，判断多个较低峰均值功率比；以及由该多个相位旋转向量，选择对应于该多个较低峰均值功率比的该多个特定相位旋转向量。
3.如权利要求1所述的方法还包含有加入一常数相位向量至该多个特定相位旋转向量，以降低对应于该多个通道片段的该峰均值功率比。
4.如权利要求1所述的方法，其中该多个通道片段的每一通道片段包含有四子通道以及该多个特定相位旋转向量为W。180° 0° 0° ]、W。0° 180° 0° ]、
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、
、
。
5.如权利要求3所述的方法，其中该常数相位向量是一零向量。
6.一种传送器，用于一无线通信系统，用来执行如权利要求1所述的方法。
全文摘要
一种降低峰均值功率比的相位旋转方法及传送器，该方法用于一无线通信系统的一传输通道，该传输通道分成多个通道片段。该方法包含有利用多个相位旋转向量，计算对应于该多个通道片段的多个峰均值功率比；根据该多个峰均值功率比，由该多个相位旋转向量，选择多个特定相位旋转向量；以及使用该多个特定相位旋转向量中一特定相位旋转向量，旋转一待传信号的一相位。
文档编号H04L27/26GK102244632SQ20111000465
公开日2011年11月16日 申请日期2011年1月11日 优先权日2010年5月15日
发明者吴承轩, 廖彦钦, 杜勇赐 申请人:雷凌科技股份有限公司