CN1157016C - 基站装置及峰值功率抑制方法 - Google Patents

Abstract

包络线计算部113计算复用后的发送信号的振幅。在算出的振幅超过容许振幅值的情况下，校正系数计算部114计算校正前的振幅值和校正后的振幅值之间的差分、即校正系数。乘法部115、116将校正系数乘以滤波器系数来计算校正值。减法部119、120从滤波运算后的发送信号中减去校正值。由此，不增加滤波运算电路的数目就能够抑制峰值时的发送振幅。

Description

基站装置及峰值功率抑制方法

技术领域

本发明涉及汽车电话、便携电话等蜂窝系统的基站装置及峰值功率抑制方法。

背景技术

近年来，需求激增的汽车电话、便携电话等蜂窝系统是下述系统：在各小区的中央设置基站，基站和小区内的1个或多个通信终端通过多址来同时进行无线通信。

作为多址之一的CDMA(码分多址)方式是下述方式：在发送端，发送将调制过的信息数据乘以扩频码而扩频到宽带所得的信号，在接收端，以与发送端相同的定时将接收信号乘以与发送端相同的扩频码来进行解扩，解调出信息数据。在CDMA方式中，各用户能够同时利用同一频带，所以能够增大信道容量，在蜂窝系统中引人注目。

然而，在CDMA方式中，由于各用户同时利用同一频带，所以基站复用并发送多个信号，具有峰值时的发送振幅比平均振幅高很多的问题。为了在峰值时也不使发送信号失真，必须使用工作线性区域大的放大器，需要高电位的电源，招致装置大型化。

因此，为了回避该问题，一直在研究抑制峰值时发送振幅的方法。作为现有能够抑制峰值时发送振幅的基站，有日本特开平10-126309号公报上记载的基站。

图1是现有基站的结构方框图。在以下的说明中，以初级调制使用QPSK调制的情况为例进行说明。此外，假设基站当前与3个用户(A～C)进行无线通信。

在图1中，调制部1对向用户A发送的发送信号A进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部4。同样，调制部2对向用户B发送的发送信号B进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部5。调制部3对向用户C发送的发送信号C进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部6。

扩频部4将QPSK调制过的发送信号A乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部7。同样，扩频部5将QPSK调制过的发送信号B乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部7。扩频部6将QPSK调制过的发送信号C乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部7。

复用部7将从扩频部4～6输出的扩频信号分为同相分量和正交分量分别相加，将同相分量的信号输出到插值部8及延迟部15，而将正交分量的信号输出到插值部9及延迟部16。

插值部8、9分别将采样率提高到M(M是自然数)倍，在没有信号的采样点上插入零以进行零内插插值。

滤波器10对从插值部8输出的插值后的信号用滤波器系数存储器12中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到振幅控制部13。同样，滤波器11对从插值部9输出的插值后的信号用滤波器系数存储器12中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到振幅控制部14。

振幅控制部13测定用滤波器10限带过的信号的振幅值，在测定值大于预先设定的容许振幅值的情况下，控制衰减部17中发送信号的同相分量的衰减量。同样，振幅控制部14测定用滤波器11限带过的信号的振幅值，在测定值大于预先设定的容许振幅值的情况下，控制衰减部18中发送信号的正交分量的衰减量。

延迟部15将从复用部7输出的同相分量的信号延迟与插值部8、滤波器10及振幅控制部13进行的一系列衰减量运算处理所需时间相等的时间，输出到衰减部17。同样，延迟部16将从复用部7输出的正交分量的信号延迟与插值部9、滤波器11及振幅控制部14进行的一系列衰减量运算处理所需时间相等的时间，输出到衰减部18。

衰减部17根据振幅控制部13的控制来衰减发送信号的同相分量的振幅。同样，衰减部18根据振幅控制部14的控制来衰减发送信号的正交分量的振幅。

插值部19、20分别将采样率提高到M(M是自然数)倍，在没有信号的采样点上插入零以进行零内插插值。

滤波器21对从插值部19输出的插值后的信号用滤波器系数存储器12中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到D/A变换部23。同样，滤波器22对从插值部20输出的插值后的信号用滤波器系数存储器12中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到D/A变换部24。

D/A变换部23将从滤波器21输出的数字的同相分量的发送信号变换为模拟信号。同样，D/A变换部24将从滤波器22输出的数字的正交分量的发送信号变换为模拟信号。

这样，现有基站测定通过滤波运算而限带过的信号的振幅值，在测定值大于预先设定的容许振幅值的情况下，通过控制发送信号的衰减量，来抑制峰值时的发送振幅。

然而，为了在通带中消除恶化，并且在阻带中得到非常大的抑制特性，滤波运算需要长的抽头长度。上述现有基站对每个分量需要2个滤波运算电路，例如，在QPSK调制的情况下，需要4个滤波运算电路。

即，上述现有基站为了抑制峰值时的发送振幅，必须增加滤波运算电路，具有电路规模增大、耗电增加这一问题。

发明概述

本发明的目的在于提供一种基站装置及峰值功率抑制方法，不增加滤波运算电路的数目，就能够抑制峰值时的发送振幅。

该目的是如下实现的：在发送信号的振幅超过容许振幅值的情况下计算校正系数，从滤波运算后的发送信号中减去校正系数乘以滤波器系数所得的校正值。

根据本发明的一个方面，提供了一种基站装置，包括：调制部件，对向各个用户发送的信号进行调制；扩频部件，将调制过的信号乘以固有的扩频码；复用部件，将扩频后的信号复用；插值部件，经提高复用后的信号的采样率，在没有信号点的采样点上插入信号来进行插值；滤波部件，对插值后的信号用滤波器系数存储器中预先设定的滤波器系数进行限带；包络线计算部件，计算作为限带后的信号的振幅的轨迹的包络线；校正系数计算部件，在所述包络线超过容许值的情况下，计算作为所述容许值与所述包络线之比的校正系数；乘法部件，通过将所述校正系数与所述滤波器系数相乘来计算校正值；延迟部件，将所述滤波部件输出的所述限带后的信号延迟与所述包络线计算部件、所述校正系数计算部件以及所述乘法部件进行的处理所需时间相等的时间；以及减法部件，从所述延迟部件输出的所述限带后的信号中减去所述校正值。

根据本发明的另一个方面，提供了一种峰值功率抑制方法，包括：对向各个用户发送的信号进行调制的步骤；将调制过的信号乘以固有的扩频码的步骤；将扩频后的信号复用的步骤；经提高复用后的信号的采样率，在没有信号点的采样点上插入信号来进行插值的步骤；对插值后的信号用滤波器系数存储器中预先设定的滤波器系数进行限带的步骤；计算作为限带后的信号的振幅的轨迹的包络线的步骤；在所述包络线超过容许值的情况下，计算作为所述容许值与所述包络线之比的校正系数的步骤；通过将所述校正系数与所述滤波器系数相乘来计算校正值的步骤；将所述限带后的信号延迟与所述计算包络线的步骤、所述计算校正系数的步骤以及所述计算校正值的步骤的处理所需时间相等的时间的步骤；以及从所述延迟过的限带后的信号中减去所述校正值的步骤。

附图的简单说明

图1是现有基站的结构方框图；

图2是本发明实施例1的基站的结构方框图；

图3是用于说明本发明实施例1的基站的校正系数计算处理的信号点配置图；以及

图4是本发明实施例2的基站的结构方框图。

实施发明的最好形式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。在以下的说明中，以初级调制使用QPSK调制的情况为例进行说明。此外，假设基站当前与3个用户(A～C)进行无线通信。

(实施例1)

图2是本发明实施例1的基站的结构方框图。

在图2中，调制部101对向用户A发送的发送信号A进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部104。同样，调制部102对向用户B发送的发送信号B进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部105。调制部103对向用户C发送的发送信号C进行QPSK调制，将调制后的信号的同相分量及正交分量输出到扩频部106。

扩频部104将QPSK调制过的发送信号A乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部107。同样，扩频部105将QPSK调制过的发送信号B乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部107。扩频部106将QPSK调制过的发送信号C乘以固有的扩频码以进行扩频处理，将扩频后的信号输出到复用部107。

复用部107将从扩频部104～106输出的扩频信号分为同相分量和正交分量分别相加，将同相分量的信号输出到插值部108，而将正交分量的信号输出到插值部109。

插值部108、109分别将采样率提高到M(M是自然数)倍，在没有信号的采样点上插入零以进行零内插插值。例如，在将采样率提高到4倍的情况下，插值部108、109在原来的采样点之间插入3个零。

滤波器110对从插值部108输出的插值后的信号用滤波器系数存储器112中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到包络线计算部113、校正系数计算部114及延迟部117。同样，滤波器111对从插值部109输出的插值后的信号用滤波器系数存储器112中预先设定的滤波器系数进行限带，将限带后的信号输出到包络线计算部113、校正系数计算部114及延迟部118。

包络线计算部113计算从滤波器110输出的同相分量的平方和从滤波器111输出的正交分量的平方之和的平方根、即发送信号的振幅，输出到校正系数计算部114。算出的发送信号的振幅的轨迹是包络线。

校正系数计算部114对包络线计算部113算出的发送信号的振幅和预先设定的容许振幅值进行大小比较，在发送信号的振幅超过容许振幅值的情况下，计算后述的校正系数，输出到乘法部115及乘法部116。此外，在发送信号的振幅未超过容许振幅值的情况下，校正系数计算部114将零作为校正系数而输出到乘法部115及乘法部116。

乘法部115通过将从校正系数计算部114输出的校正系数、和滤波器系数存储器112中设定的滤波器系数相乘，来计算后述的同相分量的校正值，输出到减法部119。同样，乘法部116通过将从校正系数计算部114输出的校正系数、和滤波器系数存储器112中设定的滤波器系数相乘，来计算后述的正交分量的校正值，输出到减法部120。

延迟部117将从滤波器110输出的限带后的信号延迟与包络线计算部113、校正系数计算部114及乘法部115进行的一系列校正处理所需时间相等的时间，输出到减法部119。同样，延迟部118将从滤波器111输出的限带后的信号延迟与包络线计算部113、校正系数计算部114及乘法部116进行的一系列校正处理所需时间相等的时间，输出到减法部120。

减法部119从延迟部117的输出信号中减去乘法部115算出的校正值，来降低发送信号的振幅。同样，减法部120从延迟部118的输出信号中减去乘法部116算出的校正值，来降低发送信号的振幅。

D/A变换部121将从减法部119输出的数字的同相分量的发送信号变换为模拟信号。同样，D/A变换部122将从减法部120输出的数字的正交分量的发送信号变换为模拟信号。

接着，参照图3的信号点配置图来说明校正系数计算部114进行的校正系数计算处理。

在图3中，用d(n)、d(n+1)、...来表示输入信号，用y(k)、y(k+1)、...来表示插入的信号。图3是以2倍过采样(オ一バ一サンプリング)滤波器为例来示出的，所以各输入信号之间插入的信号是1个。输入信号d和插入的信号y合起来为滤波器输出，连接用实线表示的滤波器输出的轨迹为校正前的包络线。

在图3中，包络线在d(n+1)和d(n+2)之间的y(k+1)处超过用半径r表示的容许振幅值。因此，基站对输入信号d进行校正，使得y(k+1)成为y′(k+1)。

校正系数计算部114首先检查时刻k前后的输入信号d(n+1)、d(n+2)的振幅值，将振幅值大的选择为校正对象。这是因为校正振幅值大的输入信号能够有效地修正滤波器输出的包络线。因此，校正系数计算部114将输入信号d(n+1)选择为校正对象。

然后，为了将选择出的输入信号d(n+1)校正为d′(n+1)，使得包络线不超过容许振幅值，校正系数计算部114通过以下所示的过程来计算校正系数。

假设y(k+1)的同相分量为y_i(k+1)，y(k+1)的正交分量为y_q(k+1)，则y(k+1)的包络线y_e(k+1)为以下所示的式(1)。

$y_e(k+1)=\sqrt{y_i^2(k+1)+y_q^2(k+1)}...\left(1\right)$

校正系数计算部114从包络线计算部113输入包络线y_e(k+1)，从滤波器110输入d(n+1)的同相分量d_i(n+1)，从滤波器111输入d(n+1)的正交分量d_q(n+1)，用以下的式(2)来计算d′(n+1)的同相分量d_i′(n+1)，用以下的式(3)来计算d′(n+1)的正交分量d_q′(n+1)。

$d_i^{\′}(n+1)=d_i(n+1)\×\frac{r}{y_e(k+1)}...\left(2\right)$

$d_q^{\′}(n+1)=d_q(n+1)\×\frac{r}{y_e(k+1)}...\left(3\right)$

校正系数是输入信号和抑制振幅后的信号之间的差分，所以校正系数计算部114用以下的式(4)来计算d′(n+1)的同相分量的校正系数δ_i(n+1)，而用以下的式(5)来计算d′(n+1)的正交分量的校正系数δ_q(n+1)。

${\mathrm{\δ}}_i(n+1)=d_i(n+1)\×\frac{1-r}{y_e(k+1)}...\left(4\right)$

${\mathrm{\δ}}_q(n+1)=d_q(n+1)\×\frac{1-r}{y_e(k+1)}...\left(5\right)$

校正系数计算部114将δ_i(n+1)输出到乘法部115，而将δ_q(n+1)输出到乘法部116。校正后的包络线在图3中用虚线来表示。

接着，说明乘法部115、乘法部116进行的校正值计算处理。

假设滤波器的抽头长度为J，则如以下的式(6)所示，乘法部115通过将从校正系数计算部114输入的δ_i(n+1)乘以滤波器系数存储器112中设定的各滤波器系数h(j)(j是整数，0≤j≤J)进行∑运算，来计算同相分量的校正值Δ_i(k+1)。同样，如以下的式(7)所示，乘法部116通过将从校正系数计算部114输入的δ_q(n+1)乘以滤波器系数存储器112中设定的各滤波器系数h(j)进行∑运算，来计算正交分量的校正值Δ_q(k+1)。

${\mathrm{\Δ}}_i(n+1)={\mathrm{\δ}}_i(n+1)\×\underset{j=0}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}h\left(j\right)...\left(6\right)$

${\mathrm{\Δ}}_q(n+1)={\mathrm{\δ}}_q(n+1)\×\underset{j=0}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}h\left(j\right)...\left(7\right)$

乘法部115将Δ_i(k+1)输出到减法部119。此外，乘法部116将Δ_q(k+1)输出到减法部120。

然后，通过用减法部119及减法部120分别从滤波器输出中减去校正值，将y(k+1)校正为y′(k+1)。

接着，说明上述结构的基站中发送信号的流程。

给各用户的发送信号由调制部101～103分别进行调制，由扩频部104～106分别进行扩频处理后，由复用部107进行复用。

复用过的发送信号的同相分量由插值部108在没有信号的部分插入零，由滤波器110根据滤波器系数进行限带。同样，复用过的发送信号的正交分量由插值部109在没有信号的部分插入零，由滤波器111根据滤波器系数进行限带。

然后，包络线计算部113根据滤波器110及滤波器111的输出来计算包络线，校正系数计算部114根据包络线和容许振幅值之间的大小关系来判断是否需要校正。

在判断为包络线大于容许振幅值、而需要校正的情况下，校正系数计算部114计算输入信号和抑制振幅后的信号之间的差分、即校正系数，乘法部115及乘法部116将校正系数乘以滤波器系数来计算校正值。

用滤波器110限带过的发送信号的同相分量通过延迟部117进行延迟后，由减法部119减去从乘法部115输出的校正值来进行校正。同样，用滤波器111限带过的发送信号的正交分量通过延迟部118进行延迟后，由减法部120减去从乘法部116输出的校正值来进行校正。

校正后的发送信号的同相分量及正交分量由D/A变换部120及D/A变换部121分别变换为模拟信号。

这样，通过在发送信号的振幅超过容许振幅值的情况下计算校正系数，从滤波运算后的发送信号中减去将校正系数乘以滤波器系数所得的校正值，不增加滤波运算电路的数目就能够抑制峰值时的发送振幅。

(实施例2)

图4是本发明实施例2的基站的结构方框图。在图4中，对与图2相同的结构附以与图2相同的标号，并且省略其说明。图4所示的基站采用对图2所示的基站追加乘法部201、201及平均部203、204的结构。

在包络线计算部113算出的发送信号的振幅超过容许振幅值的情况下，校正系数计算部114计算该时刻前后的发送信号中振幅的差分，对差分的绝对值和预先设定的阈值进行大小比较，在差分的绝对值未超过阈值的情况下，对各发送信号计算校正系数，将同相分量的校正系数输出到乘法部115和乘法部201，将正交分量的校正系数输出到乘法部116和乘法部202。

在发送信号的振幅未超过容许振幅值的情况下，或者在差分的绝对值超过阈值的情况下，与实施例1同样，校正系数计算部114将校正系数输出到乘法部115及乘法部116。

乘法部201通过将从校正系数计算部114输出的校正系数、和滤波器系数存储器112中设定的滤波器系数相乘，来计算同相分量的校正值。同样，乘法部202通过将从校正系数计算部114输出的校正系数、和滤波器系数存储器112中设定的滤波器系数相乘，来计算正交分量的校正值。

然后，乘法部115及乘法部201将算出的同相分量的校正值输出到平均部203。此外，乘法部116及乘法部202将算出的正交分量的校正值输出到平均部204。

平均部203对从乘法部115及乘法部201输入的同相分量的校正值进行平均，输出到减法部119。同样，平均部204对从乘法部116及乘法部202输入的正交分量的校正值进行平均，输出到减法部120。

这样，通过在超过容许振幅值的发送信号前后的发送信号中振幅之差小的情况下，对各发送信号计算校正系数，根据算出的校正系数来抑制峰值时的发送振幅，能够比实施例1精度更好地抑制峰值时的发送振幅。

从以上的说明可知，根据本发明的基站装置及峰值功率抑制方法，不增加滤波运算电路的数目就能够抑制峰值时的发送振幅，所以不用增大电路规模，用工作线性区域小的放大器就能够不失真地发送信号。因此，能够实现装置的小型化及耗电的降低。

本说明书基于1999年4月23日申请的特愿平11-116054号。其内容包含于此。

Claims (4)

1、一种基站装置，包括：

调制部件，对向各个用户发送的信号进行调制；

扩频部件，将调制过的信号乘以固有的扩频码；

复用部件，将扩频后的信号复用；

插值部件，经提高复用后的信号的采样率，在没有信号点的采样点上插入信号来进行插值；

滤波部件，对插值后的信号用滤波器系数存储器中预先设定的滤波器系数进行限带；

包络线计算部件，计算作为限带后的信号的振幅的轨迹的包络线；

校正系数计算部件，在所述包络线超过容许值的情况下，计算作为所述容许值与所述包络线之比的校正系数；

乘法部件，通过将所述校正系数与所述滤波器系数相乘来计算校正值；

延迟部件，将所述滤波部件输出的所述限带后的信号延迟与所述包络线计算部件、所述校正系数计算部件以及所述乘法部件进行的处理所需时间相等的时间；以及

减法部件，从所述延迟部件输出的所述限带后的信号中减去所述校正值。

2、如权利要求1所述的基站装置，其中，校正系数计算部件在校正经插值处理插入的信号的情况下，所述插入的信号的前后被输入的信号中，对振幅较大的信号计算校正系数。

3、如权利要求1所述的基站装置，其中，校正系数计算部件在校正经插值处理插入的信号的情况下，若在所述插入的信号的前后被输入的信号彼此的振幅差小于阈值，则分别计算各个所述插入的信号的校正系数并进行平均。

4、一种峰值功率抑制方法，包括：

对向各个用户发送的信号进行调制的步骤；

将调制过的信号乘以固有的扩频码的步骤；

将扩频后的信号复用的步骤；

经提高复用后的信号的采样率，在没有信号点的采样点上插入信号来进行插值的步骤；

对插值后的信号用滤波器系数存储器中预先设定的滤波器系数进行限带的步骤；

计算作为限带后的信号的振幅的轨迹的包络线的步骤；

在所述包络线超过容许值的情况下，计算作为所述容许值与所述包络线之比的校正系数的步骤；

通过将所述校正系数与所述滤波器系数相乘来计算校正值的步骤；

将所述限带后的信号延迟与所述计算包络线的步骤、所述计算校正系数的步骤以及所述计算校正值的步骤的处理所需时间相等的时间的步骤；以及

从所述延迟过的限带后的信号中减去所述校正值的步骤。

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