周波数選択性フェージング環境下での固有モードMIMO-OFDM伝送におけるクリッピング・フィルタリングに基づくピーク電力抑圧法

摘要

This paper investigates a tradeoff between peak-to-average power ratio (PAPR) and achievable capacity of the proposed PAPR reduction method based on clipping and filtering (CF) for precoded orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-multiple-input multiple-output (MIMO) transmission in frequency-selective faded channel. While the conventional CF method adds roughly the same interference power to each of the transmission streams, the proposed method restricts the interference power applied to the streams that experience good channel conditions. Since the sum capacity is dominated by the capacity of the streams that experience good channel conditions and the interference caused by the PAPR reduction process severely degrades the achievable capacity of these streams, the proposed method can significantly improve the achievable sum capacity compared to the conventional CF method for a given PAPR. Simulation results elucidate that the proposed method significantly increases the capacity for given PAPR in comparison to that when using the conventional method, especially when the channel is frequency-selectively faded.%本稿では，先に提案した固有モードMMO-OFDM伝送におけるクリッピング・フィルタリング（CF）法に基づいたピーク電力対平均電力比（PAPR)抑圧法を周波数選択性フエージングチャネルに適用できるように改良し，チャネル容量とRAFR間のトレードオフを評価する．従来のCF法が全てのストリームに平均的に均等なピーク抑圧に伴う干渉電力を割り振るのに対して，提案法ではチャネル状態の良好なストリームへの干渉電力割り当てを制限する．この結果，合計のチャネル容量はチャネル状態の良好なストリームによって実現されるチャネル容量が支配的であるため，提案法は従来法に比較して，同一のPAPR値に対する合計チャネル容量を大きく改善することができる．提案法の欠点として，従来のCF法に比較してビータ抑圧信号の自由度が小さいことが挙げられるが，この影響は，周波数選択性フェージングチャネルで周波数ブロック毎に異なるプリコーディング行列が適用される場合には軽減され，結果的に，特に周波数選択性フェージング環境下において提案法は従来のCF法に比較して同一のPAPR値に対するチャネル容量を大幅に増大できることを示す．