CN1695335B - 发射机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够对应于载波的电平变动地、平均地抑制向放大器输入的输入电平的变动的发射机。该发射机包括:输入功率运算部(16),计算出各载波的平均输入功率;输出功率运算部(17),计算出各载波的频带限制后的平均输出功率;监视部(18),确定各载波中平均输入功率最大的载波,取得该最大值,进而取得所确定的载波的平均输出功率,求出已取得的平均输入功率和平均输出功率的比,算出作为该比与预先所设定的期望值的比的电平控制信息;以及信号电平调整部(15),对监视部(18)所输出的电平控制信息进行乘法计算,调整多载波信号的电平。

Description

发射机
技术领域
本发明涉及多载波信号的发射机,尤其涉及对于多个载波,能够与各载波的输入电平的变动相对应地、平均地抑制向放大器输入的多载波信号的输入电平的变动的发射机。
背景技术
一般地,在将W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access:宽带码分多址接入)方式作为移动通信方式使用的移动通信系统所具有的基站装置(CDMA基站装置)中,由于需要使无线信号到达物理上离开很远的移动台装置(CDMA移动台装置),因此需要用放大器(amplifier)将作为发射对象的信号大幅度地放大后再发射输出。
然而,由于放大器是模拟设备,因此其输入输出特性是非线性的函数。尤其是在被称为饱和点的放大界限之后,即使输入到放大器的功率增大,输出功率也变为大致恒定的饱和状态。而且,由于该非线性的输出,将导致输出信号产生非线性失真。
通常,在放大前的发射信号中,所希望的信号频带之外的信号成分由频带限制滤波器抑制在低电平,但是,在通过放大器之后的信号中,将产生非线性失真而使信号成分泄漏到所希望的信号频带之外(相邻信道)。
例如在基站装置中,由于如上述那样,发射功率是较高的,因此像这样向相邻信道的泄漏功率的大小受到严格的规定,使用了降低相邻信道泄漏功率(ACP:Adjacent Channel leakage Power)的技术。
作为上述技术之一,将限制并输出发射对象的信号的最大功率(峰值)的峰值限幅器设置在放大器的前段,将限制了峰值的信号作为放大器的输入信号的技术是众所周知的。
作为使用了峰值限幅器的CDMA基站发射机,已提出了日本平成14年2月8日公开的日本特开2002-44054号“带有限幅电路的载波合成发射电路”(专利申请人:株式会社日立国际电气;发明人:佐佐木宏平)。
在上述发明中,在发射来自基站的多载波时,限幅电路(峰值限幅器)根据将全部载波多路化后的信号,将其瞬时功率与平均功率的比率作为瞬时峰值因子算出,将该瞬时峰值因子与作为基准值的峰值因子阈值进行比较,根据该结果输出适于限幅的需要程度的限幅系数,将每一载波乘以该限幅系数来进行峰值限制,由此,能够有效地运用放大多载波的放大器的动态范围,而不进行不必要的峰值限制,使移动台的误码率降低。(专利文献1)
作为专利文献1,有日本特开2002-44054号公报(第5~7页、第1图)。
在以往的峰值限幅器中考虑有以下情况,即:由于抑制输入到放大器的信号的最大功率,因此对于输入信号,检测出输入信号的平均功率和输入信号的瞬时功率,进而由平均功率的信息和瞬时功率的信息检测出是否存在要实施限幅的峰值并输出峰值检测信息,根据该峰值检测信息,在检测出要实施限幅的峰值时,将所输入的输入信号的功率限制在预先确定的限幅功率内并输出输出信号,其结果是使得被限制在限幅功率内的信号被输入到放大器。
此外,在处理多个载波的发射机中,由于将多个载波多路化(合成)后的多载波信号被输入放大器,因此峰值限幅器算出载波多路化后的瞬时功率和平均功率,根据这些值,来进行峰值有无的检测。
在这里,作为峰值有无的检测方法,考虑有以下的方法,即:求出输入信号的瞬时功率和平均功率的比,与预先设定的峰值因子阈值进行比较,如果大于该峰值因子阈值就判断为它是要实施限幅的峰值。此处的峰值因子,指的是在如图8所示那样的放大器输入信号中的最大功率与平均功率的比,即最大功率与平均功率的差值越小,则峰值因子就越小。图8是普通的放大器的峰值因子的说明图。
通常,输入到峰值限幅器的输入信号,为频带限制前的基带信号,因为由峰值限幅器施以限幅处理后再由滤波器进行频带限制,所以在放大器中不会产生失真,而且,由于是被峰值限幅器限制了输入信号的峰值,因此输入信号的峰值因子变小,能在频带限制后提高进行放大的放大器的工作点,因而能够提高功率效率。
在这里,由于是在峰值限幅器限幅后再进行频带限制,因此通常频带限制后的峰值因子会变得比频带限制前的峰值因子大。这是由于频带限制前的矩形波,在频带限制后变钝,而出现峰值变高的点的缘故。于是,考虑到频带限制后的峰值因子会变大,预先设定在峰值限幅器内的峰值因子阈值就需要设定得较低。
然而,在一般的CDMA基站发射机中,存在以下的问题,即:在对多个载波进行峰值限制(限幅)时,如果载波的输入电平发生变动,则峰值限制后的电平将发生变动。
如上述那样,在进行多个载波的峰值限制时,峰值限幅器根据载波多路化后的输入电平,即载波的总功率来算出瞬时功率和平均功率,将它们的比与峰值因子的阈值进行比较,检测出有无峰值,对各载波进行峰值控制。
在峰值限幅器中,峰值因子阈值在各载波为最大输出、相同电平的情况下被进行了最优化,但是,即使在所有的载波不是最大输出、相同电平时也将被进行峰值限幅。而且,峰值因子阈值一般根据载波数来确定。
即,普通的发射机的峰值功率限幅部(峰值限幅器)的峰值限制,在由装置结构所输入的全部多个载波都存在载波信号,并且各载波信号为相同程度的电平这样的假设条件下,在根据载波的总功率检测出峰值时,对于各载波以统一的限幅率平均地施以峰值功率限幅,由此对全部载波的整体实现所希望的峰值限幅,结果将使多载波的峰值因子变小。
在将这样的峰值功率限幅部用于发射机时,就出现了以下的问题,即:如果确定的载波的输入电平暂时地急剧变动,全部的多个载波就会被施以峰值限制(限幅),使峰值限制后的电平发生变动,其结果是耦合后的多载波信号的电平发生变动。
在这里,由于在峰值因子阈值一直被固定,某个载波的输入电平发生了变动的情况下,载波的总功率发生变动,因此,基于峰值限幅器的峰值限制并不会成为最佳,会产生多载波信号的电平在±0.3dB的范围内进行变动的功率偏差。
此外,由于在确定的载波的输入电平恒定,而其他所有的载波的输入电平发生了变动的情况下,载波的总功率也发生变动,因此基于峰值限幅器的峰值限制不会成为最佳,会产生输入电平在恒定的载波的限制后的电平中发生变动的功率偏差。该功率偏差根据载波数,在总载波数是2载波时就在±0.3dB的范围变动,是4载波时就在±1.2dB的范围变动。
即,在普通的发射机的情况下,由于确定载波的输入电平急剧地变动时,载波的总功率也产生急剧的变动,因此即使平均功率不发生那样的变化,瞬时功率也会急剧地变大,峰值因子变大,从而检测出峰值。其结果是对于所有的载波施以统一的峰值限幅,给输入电平没有变动的载波带来较大的影响,产生总体的功率降低,多载波信号的电平降低这样的第1问题。
此外,例如在多个载波中的数个载波停止的情况下,正在动作的载波内的确定载波的输入电平急剧变动,在峰值限幅器中峰值因子变大而检测出峰值时,包含停止着的载波的所有载波,以处于同一电平这样的前提的限幅率来统一地进行峰值限幅,因此在数个载波停止的情况下,峰值限幅器的限幅率并不充分,就产生多载波信号的电平没有被充分地降低这样的第2问题。
而且,在如上述那样的峰值功率限幅部中,由于还考虑到后续的频带限制(波形整形滤波器)中产生的峰值而将峰值因子阈值设定得较低,因此存在有时会发生超出目前的电路中的所需要的峰值限幅动作这样的第3问题。
另一方面,在W-CDMA通信方式中,使得基站的发射机的输出差为0.1dB或0.5dB的功率控制得以实现,但是在上述发射机中,基于上述问题,由于发射载波数的增减和各载波的输入电平的增减,就产生峰值限制没有被充分地进行、或者施以过度的峰值限制而使电平被过度限幅等上述问题,因此就存在难以实现规定内的输出差这样的问题。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的,其目的在于,提供能够与发射载波数的增减和各载波的输入电平的变动对应,平均地抑制向放大器输入的多载波信号的输入电平的变动的发射机。
发明内容
本发明提供一种发射机,包括:峰值限幅部,根据所输入的信号的电平检测出峰值的有无,在检测出峰值时输出对电平进行了限幅的信号;输入功率运算部,计算向上述峰值限幅部输入前的信号的电平;输出功率运算部,计算从上述峰值限幅部输出后的信号的电平;以及调整装置,根据由上述输入功率运算部计算出的电平和由上述输出功率运算部计算出的电平来进行控制,使得输出的信号的信号电平被调整。
此外,本发明提供一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,其特征在于,包括:峰值限幅部,根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出峰值的有无,在检测出峰值时,输出为了使总功率电平变得比预先所确定的峰值阈值小而对各载波的功率电平进行了限幅的载波;输入功率运算部,分别对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算平均功率电平;输出功率运算部,分别对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算平均功率电平;监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的平均功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均功率电平,输出对上述多载波信号的信号电平进行控制的电平控制信息;以及电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
此外,本发明提供一种进行控制使得合成了多个载波的多载波信号的信号电平得到调整的发射机,其特征在于,包括:峰值限幅部,根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出峰值的有无,在检测出峰值时,输出为了使总功率电平变得比预先所确定的峰值阈值小而对各载波的功率电平进行了限幅的载波;输入功率运算部,分别对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算平均功率电平;输出功率运算部,分别对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算平均功率电平;监视部,针对各载波,根据由上述输入功率运算部计算出的平均功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均功率电平,输出对上述峰值限幅部所输出的各载波的信号电平进行控制的电平控制信息;以及电平调整部,针对各载波,根据相对应的上述电平控制信息来进行各载波的电平调整。
此外,本发明提供一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,其特征在于,包括:峰值限幅部,根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出峰值的有无,在检测出峰值时,输出为了使总功率电平变得比预先所确定的峰值阈值小而对各载波的功率电平进行了限幅的载波;输入功率运算部,对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算出总平均功率电平;输出功率运算部,对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算出总平均功率电平;监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的总平均功率电平和由上述输出功率运算部计算出的总平均功率电平,输出对上述多载波信号的信号电平进行控制的电平控制信息;以及电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
此外,本发明提供一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,其特征在于,包括:峰值限幅部,根据所输入的上述多载波信号的功率电平来检测峰值的有无,在检测出峰值时,输出为了使功率电平变得比预先所确定的峰值阈值小而对功率电平进行了限幅的多载波信号;输入功率运算部,对于向上述峰值限幅部输入前的多载波信号计算出平均功率电平;输出功率运算部,对于从上述峰值限幅部输出的多载波信号计算出平均功率电平;监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的平均功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均功率电平,输出对上述多载波信号的信号电平进行控制的电平控制信息;以及电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的发射机的结构框图。
图2是本发明的第2实施方式的发射机的结构框图。
图3是本发明的第3实施方式的发射机的结构框图。
图4是表示了关于本发明的第1实施方式的发射机和现有技术的CDMA基站发射机的、32位码多路时1载波发送信号时的输入设定电平和输出电平偏差的特性的曲线图。
图5表示关于本发明的第1实施方式的发射机和现有技术的CDMA基站发射机的、32位码多路时2载波发送信号时的输入设定电平和输出电平偏差的特性的曲线图。
图6是在一般的CDMA基站中使用的发射放大器的结构框图。
图7是一般的CDMA基站发射机的结构框图。
图8是普通的放大器峰值因子的说明图。
图9是本发明的第1实施方式的发射机的监视部18的电平控制信息的计算处理的流程图。
图10是本发明的第1实施方式的发射机的监视部18的电平控制信息的计算处理的流程图。
图11是本发明的第1~第3实施方式的发射机的监视部的、使用了表的电平控制信息的计算处理的流程图。
图12是本发明的第3实施方式的发射机的监视部32的电平控制信息和各载波的增益值的计算处理的流程图。
图13是本发明的第3实施方式的发射机的监视部32的载波的增益值的计算处理的流程图。
图14是本发明的第3实施方式的发射机的监视部32的载波的增益值的计算处理的流程图。
图15是本发明的第4实施方式的发射机的结构框图。
图16是本发明的第4实施方式的发射机的监视部41的载波的增益值的计算处理的流程图。
图17是本发明的第4实施方式的发射机的变形例的结构框图。
图18是在一般的CDMA基站使用的发射放大器的其他的结构框图。
图19是本发明的第5实施方式的发射机的结构框图。
图20是本发明的第6实施方式的发射机的结构框图。
图21是表示本发明的第6发射机的数字信号处理部的其他的内部结构例的框图。
图22是本发明的第5发射机的监视部的电平控制信息的设定处理的流程图。
图23是本发明的第7实施方式的第1发射机(第7-1发射机)的结构框图。
图24是表示本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部内部的第1结构例的结构框图。
图25是本发明的第7发射机的监视部的各载波的电平控制信息的设定处理的流程图。
图26是第7发射机的监视部的使用了表的电平控制信息的输出处理的流程图。
图27是表示了关于第7发射机和现有技术的发射机的、32位码多路时1载波发送信号时的输入设定电平和输出电平的模拟例的曲线图。
图28是表示了关于输入设定电平和电平偏差的模拟例的曲线图。
图29是表示了关于32位码多路时2载波发送信号时的、针对电平变动载波(载波1)的输入设定电平和输出电平的模拟例的曲线图。
图30是表示了关于针对载波1的输入设定电平和输入输出电平差的模拟例的曲线图。
图31是表示了关于针对电平固定载波(载波2)的、载波1的输入设定电平和载波2的输入输出电平差的模拟例的曲线图。
图32是表示本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60内部的第2结构例的结构框图。
图33是本发明的第7实施方式的第2发射机(第7-2发射机)的结构框图。
图34是本发明的第7实施方式的第3发射机(第7-3发射机)的结构框图。
图35是本发明的第8实施方式的发射机(第8发射机)的结构框图。
图36是表示本发明的第8发射机的峰值功率限幅调整部内部的第1结构例的结构框图。
图37是表示本发明的第8发射机的峰值功率限幅调整部内部的第2结构例的结构框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外,以下说明的功能实现装置,只要是能实现该功能的装置,无论是什么样的电路或者装置都是可以的,而且功能的一部分或者全部也可以通过软件来实现。进而,既可以将功能实现装置通过多个电路来实现,也可以将多个功能实现装置以单一的电路来实现。
本发明的实施方式的发射机能大致分为4个类型。
第1类型为发射多个载波被进行峰值功率限制、频带限制、正交调制(总称为“数字信号处理”)后而合成的多载波信号的发射机,该第1类型的发射机,或者进行载波电平调整,按每一载波,根据载波的平均输入功率(以及根据情况需要再加上该载波的数字信号处理后的平均功率),调整该载波的数字信号处理后的信号电平;或者进行多载波电平调整,根据确定的载波的平均输入功率(以及根据情况需要再加上该载波的数字信号处理后的平均输出功率),调整多载波信号的信号电平;或者进行载波电平调整和多载波电平调整这两者。
对于第1类型的发射机,用第1~第4实施方式来进行详细的说明。
第2类型为发射多个载波被进行峰值功率限幅、频带限制、正交调制后而合成的多载波信号的发射机,该第2类型的发射机,根据全部载波的总和的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波信号的平均输出功率),来调整多载波信号的信号电平。
对于第2类型的发射机,用第5、第6实施方式来进行详细的说明。
第3类型为发射多个载波被进行峰值功率限幅、频带限制、正交调制后而合成的多载波信号的发射机,该第3类型的发射机,按每一载波,根据载波的峰值功率限幅前的平均输入功率、及根据情况需要再加上该载波的峰值功率限幅后的平均输出功率,来调整该载波被峰值功率限幅后的信号的信号电平。
对于第3类型的发射机,用第7实施方式来进行详细的说明。
第4类型为对多个载波进行频带限制、正交调制后而合成的多载波信号进行峰值功率限幅后再发射的发射机,该第4类型的发射机,根据多载波的峰值功率限幅前的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波的峰值功率限幅后的平均输出功率),来调整多载波被峰值功率限幅后的信号的信号电平。
对于第4类型的发射机,用第8实施方式来进行详细的说明。
另外,在各类型的发射机中,确定用于调整载波或多载波信号的信号电平的电平控制量的方法,有以下3种方法。
第1方法,算出载波或多载波信号的平均输入功率和平均输出功率,从所算出的平均输入功率和平均输出功率对电平控制量进行运算而求出并确定,该方法称作“基于运算的前馈控制”。
第2方法,使用将载波或多载波信号的平均输入功率的预测值与电平控制量进行了相互关联的表,来确定与载波或多载波信号的平均输入功率对应的电平控制量,该方法称作“基于表的前馈控制”。
第3方法,使用将载波或多载波信号的平均输入功率的预测值与平均输出功率的理想值进行了相互关联的表,来确定与载波或多载波信号的平均输入功率对应的平均输出功率的理想值,一边调整电平控制量一边使其收敛于适当的电平控制量,以使实际的平均输出功率变得等于该理想值,该方法称作“基于表的反馈控制”。
另外,各方法的详细内容,将在各实施方式内说明。
另外,在本发明的实施方式的说明中,各图中的监视部18、32、41,和信号电平调整部15、以及乘法器31相当于权利要求中的调整装置。此外,信号电平调整部15或乘法器31相当于权利要求中的电平调整部。
在说明本发明的实施方式的发射机之前,对使用了本发明的发射机的发射放大器加以说明。
使用了本发明的发射机的发射放大器(以下称为“本发射放大器”),如图6所示那样,具有:调制和合成n个(n>2)载波,作为多载波信号输出的发射机1;进行数字模拟转换的D/A转换器2;进行向无线频率的转换处理的频率转换部3;以及放大无线频率信号的功率放大器4。图6是在一般的CDMA基站使用的发射放大器的结构框图。
本发射放大器,在CDMA通信方式的基站,对n个(n>2)载波进行调制,合成各载波生成多载波信号并放大,进行无线发射。
在本发射放大器中,发射机1的载波的电平控制是不同于以往的CDMA基站的发射放大器的。
发射机1对作为数字信号的多个载波的发射数据进行扩展调制、频带限制和正交调制,进而将各载波(仅I相成分)合成后作为多载波信号输出到D/A转换器2。
此外,发射机1根据各载波的输入电平,进行多载波信号的电平的调整控制。对于上述调整控制的详细内容,将在发射机的说明中阐述。
D/A转换器2对来自发射机1的多载波信号进行模拟转换,并将其输出到频率转换部3。
频率转换部3将多载波信号转换成在无线发射中使用的无线频率,并将其输出到功率放大部4。
功率放大部4将被转换成无线频率的多载波信号放大,经由天线(未图示)进行无线发射。
此外,作为使用本发明的发射机的发射放大器的其他结构,如图18所示那样,也可以用于如下的结构:由发射机1′对作为数字信号的多个载波的发射数据进行扩展调制、频带限制和正交调制,进而将各载波合成后作为多载波信号输出I相成分、Q相成分,由对于I相成分、Q相成分而设置的D/A转换器2′-1、2′-2各自进行模拟转换,被模拟转换后的多载波信号由模拟正交调制部3′转换成在无线发射中使用的无线频率,由功率放大部4放大,经由天线(未图示)进行无线发射。
图18是在一般的CDMA基站中使用的发射放大器的其他结构的框图。
接着,将按不同的类别对相当于本发射放大器的发射机1、1′的本发明的发射机的各方式进行说明,在此之前,对于作为本发明的发射机之前提的普通的发射机,使用图7进行说明。图7是一般的CDMA基站发射机的结构框图。
图7所示的普通的发射机,相当于图6的发射机1,具有:按每一载波将发射数据扩展调制后合成的载波码分多路信号生成部50-1~50-n、按每一载波作为独立的序列进行信号峰值的限制的峰值功率限幅部(峰值限幅器)51、进行各载波的频带限制的波形整形滤波器52-1~52-n、对各载波进行数字正交调制的数字正交调制部53-1~53-n、以及对数字正交调制后的载波进行合成的加法器54。
图7的CDMA基站发射机的动作,是以下的动作,即:作为数字数据的各载波的发射数据输入到对应的载波码分多路信号生成部50-1~50-n,用固有的扩展码进行扩展调制后合成,输出各载波的同相成分(I成分)和正交成分(Q成分),进而由峰值功率限幅部51对于各载波,根据预先设定的峰值因子阈值限制峰值的数值。峰值的数值受到限制的各载波,在对应的波形整形滤波器52-1~52-n中进行频带限制,进而由对应的数字正交调制部53-1~53-n进行正交调制。然后,正交调制后的各载波由加法器54合成,作为多载波信号输出。
从图7的发射机输出的多载波信号,在图6中,由D/A转换器2进行模拟转换,由频率转换部3进行了向无线频率的转换后,由功率放大器4放大。放大后的多载波信号经由天线(未图示)进行无线发射。
即,在图6的发射放大器中,各载波的峰值的数值由发射机1的峰值功率限幅部51进行限制,并且该放大器还进行频带限制、上变频,之后进行结合,由功率放大部4将结合后的多载波信号放大,由于结合前的载波的峰值因子变小,造成结合后的多载波信号的峰值因子也变小,结果是能够对向功率放大器4的输入信号的峰值因子进行限幅,能够提高功率放大器4的工作点。
接着,对属于本发明的第1类型的发射机进行说明。
如果以装置的结构对属于本发明的第1类型的发射机进行说明,则该结构具有:算出各载波的平均输入功率的输入功率运算部;算出作为各载波频带限制后的平均功率的平均输出功率的输出功率运算部;确定各载波中的平均输入功率最大的载波,取得该最大值,进而取得所确定的载波的平均输出功率,求出已取得的平均输入功率和平均输出功率的比,输出作为上述比和预先所设定的期望值的比的电平控制信息的监视部;以及对从监视部输出的电平控制信息进行乘法计算,调整多载波信号的电平的信号电平调整部,由此,能够与载波的输入电平的变动对应而将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,按每一载波设置进行频带限制后的载波和增益值的乘法计算的乘法器,监视部对每一载波求出平均输入功率和平均输出功率的比,根据该比和预先设定的期望值的比来算出各载波的增益值,输出到对应的乘法器,由此能够按每一载波将载波的频带限制后的电平的变动平均地抑制,能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,因为作为在监视部中,上述多载波的电平控制信息、或者各载波的增益值的其他的确定方法,实现有以下的方法,即:使用将载波的平均输入功率的预测值与电平控制量或增益值进行了相互关联的表来确定的方法,或者使用将载波的平均输入功率的预测值同多载波信号或者载波的平均输出功率的理想值进行了相互关联的表,来调整并确定电平控制量或者增益值使得平均输出功率变得与理想值相等的方法,所以,通过简单的控制,就能够按每一载波将载波的频带限制后的电平的变动平均地抑制,能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
对于属于本发明的第1类型的发射机的具体的结构例,用实施方式1~4进行说明。
[实施方式1]
本发明的第1实施方式的发射机,是对多个载波被频带限制和正交调制后合成的多载波信号的发射信号电平进行调整的发射机,该发射机具有:求出作为在多个载波中,以特定的条件所选择的载波的平均输入功率与平均输出功率的比的输入输出电平比,输出作为上述比和预先所设定的期望值的比的电平控制量的监视部;将电平控制量和多载波信号相乘而进行电平调整的电平调整部,由于该发射机具有上述结构,因此能够与载波的输入电平的变动对应,抑制多载波信号的电平的变动。
此外,本发明的第1实施方式的发射机,是对多个载波被频带限制和正交调制后合成的多载波信号的发射信号电平进行调整的发射机,该发射机具有:包括将载波的平均输入电平的预测值和多载波信号的电平控制量进行了相互关联后存储的表,根据相当于在多个载波中,以特定的条件被选择的载波的平均输入电平的预测值,从表中读出、并输出对应的电平控制量的监视部;将电平控制量和多载波信号相乘而进行电平调整的电平调整部,由于该发射机具有上述结构,因此能够与载波的输入电平的变动对应而抑制多载波信号的电平的变动。
首先,对本发明的第1实施方式的发射机(以下简称“第1发射机”)的结构例,使用图1进行说明。图1是第1发射机的结构框图。
第1发射机具有:载波码分多路信号生成部10-1~10-n;峰值功率限幅部11;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;加法器14;信号电平调整部15;输入功率运算部16-1~16-n;输出功率运算部17-1~17-n;以及监视部18。
接着,对第1发射机的各部分的结构进行说明。
载波码分多路信号生成部10-1~10-n,按每一载波设置,预先存储有对应于载波的扩展码。
载波码分多路信号生成部10-1~10-n,在对应的载波的发射数据以信道单位输入时,使用所存储的扩展码进行扩展调制,合成扩展调制后的发射数据,分成同相成分(以下简称“I成分”)和正交成分(以下简称“Q成分”),输出到峰值功率限幅部11。
峰值功率限幅部11,根据从各个载波码分多路信号生成部10-1~10-n输出的扩展调制后的载波的电平,进行载波的功率限幅,将限幅后的各载波输出到对应的波形整形滤波器12-1~12-n。
峰值功率限幅部11,是与以往相同的限幅器,在这里特别重要的是,使用所输入的各载波,根据暂时合成的功率进行峰值检测,在检测出峰值时,对各载波以统一的限幅率进行功率限幅,以使各载波合成后的多载波在被输入到发射放大器的功率放大部4时,峰值因子能够得到抑制。
关于峰值功率限幅部11的动作的详细内容,将在后面说明。
波形整形滤波器12-1~12-n,按每一载波设置,对从峰值功率限幅部11输出的限幅后的载波进行频带限制,输出到对应的数字正交调制部13-1~13-n。
在波形整形滤波器12-1~12-n中,通过进行频带限制,实施将对应的载波的占有频带收纳进预先所设定的值中这样的频谱整形。
数字正交调制部13-1~13-n,按每一载波设置,对从对应的波形整形滤波器12-1~12-n输出的频带限制后的载波进行正交调制,将正交调制后的I成分输出到加法器14。此外,正交调制后的I、Q两种成分,被输出到对应的输出功率运算部17-1~17-n。
加法器14,对从各数字正交调制部13-1~13-n输出的正交调制后的载波的I成分进行合成,作为多载波信号输出到信号电平调整部15。
信号电平调整部15,根据从后面叙述的监视部18输出的电平控制信息,对来自加法器14的多载波信号进行电平调整控制。
输入功率运算部16-1~16-n,按每一载波设置,根据从载波码分多路信号生成部10-1~10-n输出的扩展调制后的载波的功率值,算出对应的载波的平均输入功率,输出到监视部18。关于输入功率运算部16-1~16-n的平均输入功率的计算方法,将在后面说明。
输出功率运算部17-1~17-n,按每一载波设置,根据从数字正交调制部13-1~13-n输出的正交调制后的载波(I、Q两种成分)的功率值,算出对应的载波的平均输出功率,输出到监视部18。关于输出功率运算部17-1~17-n的平均输出功率的计算方法,将在后面说明。
在输入功率运算部16-1~16-n和输出功率运算部17-1~17-n中,考虑到向监视部18输入平均输入功率和平均输出功率的延迟时间、平均化时间,优选的是,将用于平均化操作的结构和平均化操作的方法设定为相同。
监视部18,根据从输入功率运算部16-1~16-n输出的平均输入功率,和从输出功率运算部17-1~17-n输出的平均输出功率,算出关于多载波信号的电平调整的参数,作为电平控制信息输出到信号电平调整部15。
关于监视部18的电平控制信息的计算方法的详细内容,将在后面说明。
接着,对第1发射机的动作进行说明。
在图1中,作为数字信号的各载波的发射数据,以信道单位被输入到在发射机中对应的载波码分多路信号生成部10-1~10-n。在载波码分多路信号生成部10-1~10-n中,发射数据利用预先存储的扩展码进行扩展调制,进行合成后,分别按I、Q成分输出到峰值功率限幅部11。
在扩展调制后的载波被输入后,峰值功率限幅部11算出相对于载波的总功率的瞬时功率和平均功率,求出它们的比,通过将所算出的比与预先所设定的峰值因子阈值比较,来进行峰值有无的检测,根据比较结果进行载波的电平调整。
在这里,对于载波的总功率的瞬时功率和平均功率的计算方法,使用算式进行说明。各载波的输入信号如下式(1)所示。
Sk=Ik(t)+j·Qk(t)  (k=1,2,…n)    (1)
峰值功率限幅部11,首先,对所输入的载波进行合成并将其多路化。载波的多路化处理,可以如下式(2)那样表示。
A i ( t ) = Σ k = 1 n I k ( t ) , A q ( t ) = Σ k = 1 n Q k ( t ) - - - ( 2 )
在式(2)中,Ai(t)、Aq(t)分别代表输入信号的同相成分的多路结果和正交成分的多路结果。
如果使用式(2)的表述方法,则对于各载波的总功率的瞬时功率和平均功率,可以如下式(3)、(4)那样表示。
瞬时功率=Pint(t)=Ai(t)2+Aq(t)2  (3)
Figure G038A0769019970227D000172
在式(4)中,T表示在过去的瞬时功率值中,作为平均化的对象的个数,是预先由峰值功率限幅部11设定的值。此外,峰值功率限幅部11,每算出一次瞬时功率值就存储到存储装置(未图示)一次,在算出平均功率时从存储装置读出。
峰值功率限幅部11,通过求出载波的总功率的瞬时功率对平均功率的比(以下简称“瞬时平均功率比”),与预先所设定的峰值因子阈值进行比较,来进行峰值有无的检测。
在峰值功率限幅部11中使用的峰值因子阈值,是依于载波数的固定值。此外,峰值因子阈值虽然是当各载波在最大电平时被优化,但峰值功率限幅部11,即使在所有的载波不处于最大电平时,也进行峰值限幅。
比较的结果,如果与峰值因子阈值比较,瞬时平均功率比是较大的,则峰值功率限幅部11,判断为要对载波施以限幅,限制各载波的功率使得各载波的合成后的功率变成预定的功率,输出到对应的波形整形滤波器12-1~12-n。具体地说,通过对各载波统一乘以与总功率对应的乘法系数来进行功率限制(峰值限制)。
如果与峰值因子阈值比较,瞬时平均功率比是较小的,则不进行功率限制而将各载波输出到波形整形滤波器12-1~12-n。
如在背景技术中已说明的那样,由于各载波在峰值限制后进行频带限制,所以频带限制后的载波的峰值因子,变得比频带限制前大,由此功率放大部4的输出特性变成非线性,产生非线性失真。
峰值功率限幅部11,为了抑制被输入到功率放大部4的多载波信号的最大功率,根据对载波的总功率的瞬时功率和平均功率进行峰值的检测,在检测出峰值时,限制后再输出各载波的功率值,由此能够降低多载波信号的峰值因子,防止在功率放大部4产生非线性失真。
第1发射机如上述那样使用了以峰值因子阈值为基准进行各载波的峰值限制的峰值功率限幅部11,但是,只要是以限制多载波信号的峰值为目的,也可以使用以其他的方法进行峰值限制,例如以功率阈值为基准进行各载波的峰值限制。
在以功率阈值为基准的峰值限制中,峰值功率限幅部11,预先设定功率阈值,在各载波的合成后的多载波信号的功率值超出功率阈值时,进行各载波的功率限制使得超出功率阈值的那部分功率得到限制。
在图1中,从峰值功率限幅部11输出的各载波,由对应地设置的波形整形滤波器12-1~12-n进行频带限制,再由数字正交调制部13-1~13-n进行正交调制后,I成分由加法器14合成并作为多载波信号被输出到信号电平调整部15。
此外,由载波码分多路信号生成部10-1~10-n进行扩展调制后的各载波,除了被输入到峰值功率限幅部11之外,还被输入到对应的输入功率运算部16-1~16-n。
输入功率运算部16-1~16-n,根据所输入的载波算出作为各载波的平均功率的平均输入功率,输出到监视部18。
在这里,对于输入功率运算部16-1~16-n的平均输入功率的计算方法,使用算式进行说明。输入功率运算部16,首先算出所输入的载波的功率值。在使用式(1)表示载波的输入信号时,该输入信号的功率Pow,如下式(5)那样表示。
Pow(t)=I(t)2+Q(t)2    (5)
接着,输入功率运算部16,使用已算出的功率值Pow,算出平均功率。输入功率运算部16,使用预先存储的加权系数λ(0≤λ≤1),进行如下式(6)所示的加权平均化的运算处理。
AvgW ( t ) = Pow ( t ) λ + 1 - λ λ · AvgW ( t - 1 ) - - - ( 6 )
在式(6)中,AvgW(t-1)表示在此之前算出的加权平均化的运算结果。输入功率运算部16,每算出一次加权运算结果就存储到内置的存储装置(未图示)一次,在进行新的加权运算时从存储装置读出。
进而,输入功率运算部16,使用式(6)的运算结果,进行下面的式(7)所示的平均化处理。
Avg ( t ) = 1 x · Σ k = t t - x AvgW ( k ) - - - ( 7 )
在式(7)中,x表示在过去的加权平均运算结果中,作为平均化的对象的个数,是预先由输入功率计算部16设定的值。此外,输入功率计算部16,每算出一次加权运算结果就存储到存储装置一次,在算出平均功率时从存储装置读出。
输入功率计算部16,将通过式(7)算出的平均功率Avg(t)作为平均输入功率输出到监视部18。以上为输入功率计算部16的平均输入功率的计算方法。
此外,由数字正交调制部13-1~13-n正交调制的各载波的I、Q两种成分,除了被输入到加法器14(仅I成分)之外,还被输入到对应的输出功率运算部17-1~17-n。输出功率运算部17-1~17-n,根据所输入的载波,算出作为各载波的频带限制后的平均功率的平均输出功率,输出到监视部18。
输出功率运算部17-1~17-n的平均输出功率的计算方法,由于除了使用正交调制后的载波的功率值之外,其余和上述的输入功率运算部16-1~16-n中的平均输入功率的计算方法相同,因此省略其说明。
监视部18根据从输入功率运算部16-1~16-n输出的平均输入功率,和从输出功率运算部17-1~17-n输出的平均输出功率,算出关于多载波信号的电平调整的参数,作为电平控制信息输出到信号电平调整部15。
此处说明的监视部18,为实现作为确定用于调整多载波信号的信号电平的电平控制量的第1方法即“基于运算的前馈控制”的装置。
以下,对于监视部18的电平控制信息的计算方法,使用图9和图10进行说明。图9和图10是第1发射机的监视部18的电平控制信息的计算处理的流程图。
另外,图9的流程图中的(A),与图10的流程图中的(A)是相连的。
监视部18通过监视平均输入功率、平均输出功率的值和输出状况,来监视输入功率运算部16-1~16-n和输出功率运算部17-1~17-n的动作状况。通过动作状况的监视,监视部18例如能够获知当前的载波数等。
在图9中,监视部18通过动作状况的监视,从由输入功率运算部16-1~16-n以相同的定时输出的平均输入功率中,取得最大值A(t)(S11)。接着,监视部18通过确定输出最大值A(t)的输入功率运算部16,来确定平均输入功率最大的载波F(t)(S12),进而取得与在处理S12中所确定的载波对应的由输出功率运算部17输出的平均输出功率B(t)(S13)。
此处在第1发射机处理1个载波的情况下,监视部18可以替代处理S11~S13,只需取得所输入的平均输入功率和平均输出功率。
然后监视部18确认平均输入功率的最大值A(t)是否为0、即载波是否不存在(S14),如果为除0之外的值(S14的否),确认对应的平均输出功率B(t)是否未达到预先所设定的阈值(S15)。
在这里,S15的平均输出功率B(t)和阈值的比较判断,为装置结构上所需的处理,关于阈值则是在监视部18中所预先设定的值。
作为装置结构上所需的理由,是由于当监视数据(此处为平均输入功率最大的载波)的发射电平变低时,电平调整的精度会变差,因此以特定的电平阻止精度变差的缘故。
特别地,由于在后述的S17、S18、S19的步骤中进行增益计算时,当作为S18的除数的平均输出功率B(t)变小而接近于0时,计算结果就会发散,因此要使得在最大平均输出功率B(t)没有达到阈值的情况下避免S17、S18、S19的计算处理。
在处理S15中,如果B(t)大于或等于阈值(B(t)≥阈值)(S15的否),监视部18就判断为可以进行多载波信号的电平控制,进行电平控制信号的计算。
在算出电平控制信息时,监视部18首先将A(t)乘以系数α(S17),进而将作为乘法计算结果的C(t)除以B(t)(S18),求出D(t)。因此处理S17和S18的运算处理,可以表示为D(t)=α·A(t)/B(t)。以下,将A(t)/B(t)称为输入输出功率比。
此处系数α(α>0)是由载波的功率值确定的值,预先在监视部18设定。在监视部18中,在确定系数α时,先求出载波的功率值的基准数据(例如,在峰值功率限幅部中不成为峰值限制的对象的功率值)的输入输出功率比,然后将其倒数设定为α。
因此可以说D(t)表示了实测数据的输入输出功率比(A(t)/B(t))对于基准数据的输入输出功率比1/α的比值。以下,将D(t)称为基准实测比。
然后监视部18求出在处理S19中所获得的基准实测比D(t)的平方根,设定为增益值GAIN(t)(S19)。增益值GAIN(t)为关于多载波信号的电平调整的参数。
在处理S14中,当A(t)为0,即载波不存在时(S14的是),或者在处理S15中,当B(t)小于阈值(B(t)<0)时(S15的是),监视部18将在此之前使用过的增益值GAIN(t-1)设定为增益值GAIN(t)。
在图10中,监视部18接着确认GAIN(t)是否比上限值大(S20)。在处理S20中,如果GAIN(t)比上限值大(GAIN(t)>上限值)(S20的是),则监视部18将GAIN(t)的值置换为上限值(S21),如果GAIN(t)小于或等于上限值(GAIN(t)≤上限值)(S20的否),则继续确认GAIN(t)是否比下限值小(S22)。
在处理S22中,如果GAIN(t)比下限值小(GAIN(t)<下限值)(S22的是),则监视部18将GAIN(t)的值置换为下限值(S23),如果大于或等于下限值(GAIN(t)≥下限值)(S22的否),则直接使用当前的GAIN(t),来确定GAIN(t)的值。
此处GAIN(t)的上限值和下限值,为由载波的功率值和动作中的载波数确定的值,预先在监视部18设定。
监视部18在增益值GAIN(t)的值确定后,将GAIN(t)作为电平控制信息输出到信号电平调整部15(S24)。以上为监视部18的电平控制信息的计算处理。
监视部18以预定的定时定期地进行上述的电平控制信息的计算处理。此外,监视部18将以过去的定时算出的增益值GAIN(t)存储到内置的存储装置(未图示),在算出新的增益值时从存储装置读出。
在图1中,信号电平调整部15,通过将由监视部18输出的增益值GAIN(t),与由加法器14输出的多载波信号进行乘法计算,来进行多载波信号的电平调整。
如上述那样,监视部18根据输入输出功率比的平方根算出GAIN(t)。由于载波的功率值如式(5)所示那样,能够以同相成分和正交成分的平方和来表示,因此通过将多载波信号乘以GAIN(t),就能够进行所希望的电平调整。
进行了电平调整的多载波信号,在被施以D/A转换器2的模拟转换、频率转换部3的无线频率的转换后,由功率放大部4放大后进行无线发射。以上为第1发射机的动作。
第1发射机由于在信号电平调整部中进行与多载波信号的电平对应的电平调整,因此从第1发射机的干线系统(峰值功率限幅部11~加法器14)输出的多载波信号,与从控制系统(输入功率运算部16、输出功率运算部17和监视部18)输出的对应于上述多载波信号的电平控制信息,最好以相同的定时输入到信号电平调整部15。
为此,也可以在干线系统或者控制系统中设定延迟器等,以谋求干线系统和控制系统的数据输出的同步。
通过第1发射机,由于可以根据向各载波的发射机的平均输入功率,和频带限制后的平均输出功率,算出各载波的合成后的多载波信号的电平调整的控制量,使用该控制量进行多载波信号的电平调整,因此能够与各载波的输入电平的变动对应,将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
通常的峰值功率限幅部,按照载波的总功率进行各载波的峰值控制。因此,即使存在向发射机的输入电平的变动剧烈的载波,只要载波整体的功率电平未达到预定值,就不进行峰值控制而直接进行频带限制后进行合成。因此,有时多载波信号的电平的变动也变得剧烈。
此外,当输入电平被固定的载波,与输入电平变动的载波混在一起时,由输入电平的变动造成峰值功率限幅部11的峰值控制的频率变多,导致对固定了输入电平的载波也需要进行峰值限制,这就造成固定了输入电平的载波的电平降低。
如上述那样,监视部18在算出电平控制信息时,对于取平均输入功率的最大值的载波,求出其输入输出功率比,根据作为与基准数据中的输入输出功率比之比值的基准实测比D(t),来算出增益值GAIN(t)。
即,第1发射机由于根据载波的平均输入输出功率算出增益值,再与多载波信号进行乘法计算,因此即使在峰值功率限幅部11中对载波的峰值限制没有被充分进行的情况,或对载波施以过度的峰值限制造成电平被过度限幅的情况也进行了对应,能够使与任意的区间(帧等)对应的多载波信号的电平总和接近于使用了基准数据时的电平总和。因此第1发射机,即使所输入的载波的电平发生变动,也能够稳定地将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,第1发射机可以通过在以往的发射机的结构上,增加与载波的数量对应的输入功率运算部16和输出功率运算部17、监视部18、信号电平调整部15来实现。因而,第1发射机能够直接利用以往的发射机的设备,就能够降低用于设置的成本。
第1发射机的监视部18,作为用于算出电平控制信息的平均输入功率的条件,除了为最大值之外,还可以设定不同的条件(例如第2大的平均输入功率)。由于在峰值功率限幅部11中各载波是通过公用的乘法系数来进行峰值限制的,因此无论对于哪个载波,其输入输出功率比都变成恒定的。
但是,在输出功率运算部的平均输出功率的值的精度变差,变得比实际的值小的情况下,输入输出功率比的误差会增大。尤其在平均输出功率的值原本就小的情况下,这一倾向就变得明显。因此,由于在输入输出功率比的运算中使用的平均输出功率,最好是能尽量大,所以平均输入功率也希望能采用最大值。
接着,对于第1发射机和以往的发射机的载波的输入输出特性,使用图4和图5进行说明。图4是表示了关于第1发射机和现有技术的发射机在32位码多路时1载波发送信号时,输入设定电平和输出电平偏差的特性的曲线图,图5是表示了关于第1发射机和现有技术的发射机在32位码多路时2载波发送信号时,输入设定电平和输出电平偏差的特性的曲线图。
作为图4和图5的说明,所谓与输出电平期望值的电平差,指的是与发射机的输出电平的期望值的电平差。即,在使输入电平增加为线性时,也使输出电平增加为线性的值被设定为期望值。此外,所谓电平校正量,指的是由监视部18设定的电平控制信息,在将现有技术的发射机的输出根据电平控制信息,通过后段的信号电平调整部15进行振幅控制时,理论上将变得与第1发射机的输出电平相等。
在图4所示的特性的测量中,在第1发射机和以往的发射机中使用的峰值功率限幅部11,进行载波的电平限制,阈值设定成固定值。如图4所示那样,在为以往的发射机时,如果使输入的设定电平增加,该部分就会超出峰值功率限幅部的阈值,结果就实施峰值限制,因此会产生±0.2dB程度的偏差。就第1发射机而言,通过在信号电平调制部15中将控制信息和载波进行乘法计算,就能够将偏差抑制在±0.1dB程度。此外,该±0.1dB可以通过改变(例如,增大)各功率测量部的平均化时间常数(式(7)中的x),而使偏差变得更小。
此外,只要提高在各功率测量部中计算平均功率时的(位)精度,就能够使监视部18的增益值计算精度提高,由电平控制装置15进行的电平控制的精度得到提高,使输出功率的误差变小。
此外,在图5所示的特性的测量中,在2个载波中,将载波1的输入电平固定,使载波2的输入电平变动。此外,峰值功率限幅部11的规格是根据载波的总功率来进行动作。
如图5所示那样,在为以往的发射机时,如果使载波2的输入设定电平增大,峰值功率限幅部11的动作频率就会变多,即使是以恒定电平输入的载波1,输出电平也变得不稳定并降低。由此,载波1的输出电平,就产生±0.3dB程度的偏差。
另一方面,就第1发射机而言,与图4的1载波时的发射时一样,根据由监视部18设定的电平控制信息,在信号电平调整部15中进行多载波信号的电平控制,其结果是可以使载波1的输出电平的偏差抑制在±0.05dB程度。
通过图5的曲线图可以得知,第1发射机在W-CDMA通信方式中,即使在有多个载波的情况下,也可以实现等于0.1dB或0.5dB的功率控制。
即,第1发射机,由于根据确定的载波的平均输入功率,和根据峰值限幅、频带限制、正交调制这些按每一载波进行的一连串的信号处理后的平均输出功率,使用由实际的载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对多载波信号施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能够解决在背景技术中特别说明的第2、第3问题。
[实施方式2]
接着,对于本发明的第2实施方式的发射机(以下,简称“第2发射机”),以与第1发射机的不同点为中心进行说明。图2是第2发射机的结构框图。另外,对于与第1发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
第2发射机在数字正交调制部13-1~13-n和加法器14之间,设置有第2峰值功率限幅部21。第2峰值功率限幅部21的结构,与峰值功率限幅部11相同。此外,在第2发射机中,输出功率运算部17-1~17-n,对于由第2峰值功率限幅部21进行峰值限制的各载波,算出其平均输出功率。
根据第2发射机,第2峰值功率限幅部21,对于在波形整形滤波器12-1~12-n中的频带限制后的各载波进行峰值限制,由此能够对因频带限制而增大的、即电平突出的载波,对其突出部分的电平进行限幅。
因此,监视部18根据已经被进行了峰值限制的载波的平均输出功率,进行电平控制信息的运算处理,将算出的电平控制信息输出到信号电平调整部15,所以能够可靠地将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
[实施方式3]
本发明的第3实施方式的发射机,是对多个载波被频带限制和正交调制后合成的多载波信号的发射信号电平进行调整的发射机,该发射机具有:求出对于各载波,作为平均输入电平与频带控制和正交调制后的平均输出电平的比的输入输出电平比,输出作为上述比和预先所设定的期望值的比的电平控制量的监视部;将对应的电平控制量,与频带限制和正交调制后的各载波进行乘法计算的乘法部,由于该发射机具有上述结构,因此能够将载波的频带限制后的电平的变动,按每一载波平均地抑制,能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
本发明的第3实施方式的发射机,是对多个载波被频带限制和正交调制后合成的多载波信号的发射信号电平进行调整的发射机,该发射机具有:监视部,包括将载波的平均输入功率的预测值,与关于根据平均输入电平的预测值所求出的载波的电平调整的控制值进行了相互关联后存储的表,根据等于各载波的平均输入电平的预测值,从表中读出对应的控制值,根据控制值输出各载波的电平控制量;乘法部,将对应的电平控制量,与频带限制和正交调制后的各载波进行乘法计算,由于该发射机具有上述结构,因此能够将载波的频带限制后的电平的变动,按每一载波平均地抑制,能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,在上述发射机中,由于设定监视部将与各载波对应的电平控制量中确定的电平控制量作为多载波的电平控制量输出,并设定该发射机具有将多载波的电平控制量与多载波信号进行乘法计算而进行电平调整的电平调整部,因此能够将载波的频带限制后的电平的变动,按每一载波平均地抑制,进而能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
接着,对本发明的第3实施方式的发射机(以下,简称“第3发射机”),以与第1发射机的不同点为中心进行说明。图3是第3发射机的结构框图。另外,对于与第1发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
第3发射机在数字正交调制部13-1~13-n和加法器14之间,设置有对应于各载波的乘法器31-1~31-n。此外,监视部32除了算出电平控制信息并输出到信号电平调整部15之外,还算出对于被数字正交调制后的各载波的增益值,输出到乘法器31-1~31-n。
另外,此处说明的监视部32,是实现作为确定用于调整各载波的信号电平的增益值和调整多载波的信号电平的电平控制量的第1方法的“基于运算的前馈控制”的装置。
在这里,对第3发射机的监视部32中电平控制信息和对于各载波的增益值的计算方法,使用图12~14进行说明。图12是第3发射机的监视部32的电平控制信息和各载波的增益值的计算处理的流程图,图13和图14是监视部32的载波的增益值的计算处理的流程图。另外,图13的流程图中的(A),与图14的流程图中的(A)是相连的。
在算出电平控制信息和各载波的增益值时,监视部32预先设定(以下,简称“算出对象的设定”)进行:1)只算出电平控制信息,2)只算出各载波的增益值,3)算出电平控制信息和各载波的增益值两者中的任一者处理。
在1)~3)的处理中,已知电平调整后的多载波信号或者载波的电平的精度存在差异,精度按3)、2)、1)的顺序变高。由此,希望根据各载波所要求的发射功率电平的精度来确定监视部32是执行1)~3)中的哪一项的处理。
此外,作为处理的设定方法,也可以是预先对监视部32进行设定使其只执行特定的处理,或者管理者通过手动选择处理而在监视部32设定。
在图12中,监视部32首先通过确认算出对象的设定内容,确认是否被设定为算出各载波的增益值(S41)。在处理S41中,当确认被设定为1)的只算出电平控制信息时(S41的否),监视部32按图9和图10所示的流程图的步骤,进行电平控制信息的计算处理,并输出到电平信号调整部15(S42),结束电平控制信息的计算处理。
在处理S41中,当确认被设定为2)的只算出各载波的增益值、或者3)的算出电平控制信息和各载波的增益值这两者时,监视部32算出各载波的增益值(S43)。
在处理S43中,监视部32根据由输入功率运算部16-1~16-n输出的各载波的平均输入功率,和由输出功率运算部17-1~17-n输出的各载波的平均输出功率,按每一载波算出增益值。对于各载波的增益值的详细的计算方法,将在下面说明。
由监视部32算出的各载波的增益值,被输出到对应的乘法器31-1~31-n(S44),进行同频带限制和数字正交调制后的载波的乘法计算。乘法器31-1~31-n的乘法计算结果,由加法器14合成后,作为多载波信号被输出到信号电平调整部15。
接着,监视部32通过确认算出对象的设定内容,确认是否被设定成算出电平控制信息(S45)。在处理S45中,当确认被设定为2)的只算出各载波的增益值(S45的否)时,监视部32结束各载波的增益值的计算处理。
在处理S45中,当确认被设定为3)的算出电平控制信息和各载波的增益值(S45的是)时,监视部32将在处理S43中算出的增益值中为最大的增益值确定为电平控制信息,输出到电平信号调整部15(S46),结束计算处理。
在处理S46中,监视部32也可以设定不同的条件(例如第2大的增益值)来作为设为电平控制信息的增益值的条件,但是,如在第1发射机中已说明的那样,用于输入输出功率比的平均输入功率,希望采用最大值。
接着,对各载波的增益值的计算处理,使用图13和图14进行说明。另外,图13和图14表示的是算出对载波n的增益值时的处理,但监视部32对其他的载波也进行同样的处理,算出增益值。
监视部32通过监视平均输入功率、平均输出功率的值和输出状况,监视输入功率运算部16-1~16-n和输出功率运算部17-1~17-n的动作状况。
在图13中,监视部32通过动作状况的监视,取得从输入功率运算部16-1~16-n中的输入功率运算部16-n输出的平均输入功率A(t)(S51)。接着监视部32取得从输出功率运算部17-n输出的平均输出功率B(t)(S52)。
然后监视部32确认平均输入功率的最大值A(t)是否为0,即载波n是否不存在(S53),如果为除0之外的值(S53的否),则确认对应的平均输出功率B(t)是否未达到预先所设定的阈值(S54)。
在这里,S54的平均输出功率B(t)与阈值的比较判定,与图9的情况相同,为装置结构上所需的处理,关于阈值则是在监视部18预先所设定的值。
在处理S54中,如果B(t)大于或等于阈值(B(t)≥阈值)(S54的否),监视部32就判断为可以进行载波n的电平控制,进行对载波n的增益值的算出。
增益值的算出,与电平控制信息的情况相同,监视部32首先将A(t)乘以系数α(S56),进而将作为乘法计算结果的C(t)除以B(t)(S57),求出基准实测比D(t)。
此处系数α(α>0)与电平控制信息的情况相同,是由载波n的功率值确定的值,由监视部32预先设定。监视部32在确定系数α时,求出载波n的功率值的基准数据的输入输出功率比,将其倒数设定为α。
然后监视部32求出在处理S58中所获得的基准实测比D(t)的平方根,再乘以校正系数β,算出增益值GAINn(t)(S58)。
此处系数β(β>0)为考虑了各载波的频率差的校正系数,由监视部32预先设定。此外,增益值GAINn(t)为关于载波n的电平调整的参数。
在处理S53中,当A(t)为0,即载波n不存在时(S53的是),或者在处理S54中,当B(t)小于阈值(B(t)<0)时(S54的是),监视部32将在此之前使用过的增益值GAINn(t-1)设定为增益值GAINn(t)。
在图14中,监视部32接着确认GAINn(t)是否比上限值大(S59)。在处理S59中,如果GAINn(t)比上限值大(GAINn(t)>上限值)(S59的是),则监视部32将GAINn(t)的值置换为上限值(S60),如果GAINn(t)小于或等于上限值(GAINn(t)≤上限值)(S59的否),则继续确认GAINn(t)是否比下限值小(S61)。
在处理S61中,如果GAINn(t)比下限值小(GAINn(t)<下限值)(S61的是),则监视部32将GAINn(t)的值置换为下限值(S62),如果大于或等于下限值(GAINn(t)≥下限值)(S61的否),则变成直接使用当前的GAINn(t),确定GAINn(t)的值。
此处GAINn(t)的上限值和下限值,与电平控制信息的情况相同,为由载波的功率值和动作中的载波数确定的值,由监视部32预先设定。
监视部32在增益值GAINn(t)的值确定后,将GAINn(t)存储到内置的存储装置(S63)。以上为监视部32的对载波的增益值的计算处理。
监视部32以预定的定时定期地进行电平控制信息和各载波的增益值的计算处理。此外,监视部32将以过去的定时算出的对多载波信号的增益值GAIN(t)和对各载波的增益值GAINn(t)存储到内置的存储装置(未图示),在算出新的增益值时从存储装置读出。
根据第3发射机,监视部32连同算出对于多载波信号的电平控制信息一起,一并根据各载波的平均输入功率和平均输出功率,按每一载波算出增益值并输出到对应的乘法器31-1~31-n,乘法器31-1~31-n进行与频带限制后的对应的载波的乘法计算。
由此,能够进行符合各载波的电平的电平调整,例如对于输入电平暂时急剧变动的载波,根据该变动,不仅有峰值功率限幅部11统一地实施的电平限幅,还进一步地对电平进行限幅,相反,对于输入电平没有变动的载波,则是恢复由峰值功率限幅部11统一地实施的电平限幅,抑制输出信号的变动。
第3发射机由于是在载波的合成前进行频带限制后的各载波的电平调整从而将载波的电平变动平均地抑制,进而进行对多载波信号的电平调整,因此能够更为可靠地将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
在上述说明中,作为第1~第3发射机的监视部的电平控制信息或者增益值的确定方法,以第1方法(“基于运算的前馈控制”)进行了说明,下面对第2方法(“基于表的前馈控制”)进行说明。
作为第1~第3发射机的监视部的电平控制信息或者增益值的第2确定方法,也可以设定为使用平均输入功率的预测值和电平控制信息预先编组后所构成的表,输出电平控制信息。
对于第2方法(“基于表的前馈控制”)的动作,以第1、第2发射机的监视部18的例子,使用图11进行说明。图11是第1、第2发射机的监视部中的、使用了表的电平控制信息的输出处理的流程图。
在进行上述确定方法时,在监视部预先设定有将载波的平均输入功率的预测值,及增益值GAIN(t)进行了相互关联后存储的表。增益值GAIN(t)存储有在平均输入功率为预测值时通过测量所获得的增益值的最佳值。
监视部监视输入功率运算部16-1~16-n的动作状况,从由输入功率运算部16-1~16-n以相同的定时输出的平均输入功率中,取得最大值A(t)(S31)。接着监视部32从存储在表中的平均输入功率的预测值中,确定等于最大值A(t)的预测值(S32)。在处理32中,监视部具体地,通过从存储在表中的预测值中,选出最接近于最大值A(t)的预测值,来确定预测值。
然后监视部读出对应于所确定的预测值的增益值GAIN(t)(S33),作为电平控制信息输出到信号电平调整部15(S34)。以上为使用了表的电平控制信息的输出处理。
在第3发射机的监视部32中,通过按每一载波设定将载波的平均输入功率的预测值,同增益值进行了相互关联后存储的表,按每一载波进行上述处理,能够使用该表输出各载波的增益值。
根据第1~第3发射机,只要实现作为监视部的电平控制信息或者增益值的确定方法的第2方法(“基于表的前馈控制”),就能够通过使用表输出电平控制信息或增益值,用于电平控制信息或者增益值的算出的结构就不再需要,使监视部的结构变得简单,此外由于能够降低输出电平控制信息或者增益值所需要的时间,因此能够使多载波信号或各载波与对应的电平控制信息或增益值的输出定时的偏差减小。
[实施方式4]
接着,对实现作为第1~第3发射机的监视部的电平控制信息或增益值的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时的结构,作为第4实施方式来进行说明。
本发明的第4实施方式的发射机,是对多个载波被频带限制和正交调制后合成的多载波信号的发射信号电平进行调整的发射机,该发射机具有:乘法部,将所输入的电平控制量,与频带限制和正交调制后的各载波进行乘法计算,并将被进行了电平调整的载波输出;监视部,包括将载波的平均输入功率的预测值,与根据平均输入电平的预测值所求出的载波的平均输出电平的理想值进行了相互关联后存储的表,根据等于各载波的平均输入电平的预测值,从表中读出对应的平均输出功率的理想值,对各载波的电平控制量进行调整使得从乘法部输出的对应的载波的平均输出电平变得与平均输出电平的理想值相等,并输出到乘法部,由于该发射机具有上述结构,因此通过按每一载波进行电平控制使得对应于平均输入电平的平均输出电平变成理想值,能够将频带限制后的电平的变动,按每一载波平均地抑制,从而可以将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,在上述发射机中,监视部是将对应于各载波的电平控制量中确定的电平控制量作为多载波的电平控制量输出的监视部,该发射机具有将多载波的电平控制量与多载波信号进行乘法计算而进行电平调整的电平调整部,因此能够将载波的频带限制后的电平的变动,按每一载波平均地抑制,进而能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
接着,对本发明的第4实施方式的发射机(以下,简称“第4发射机”),以与第1~第3发射机的不同点为中心进行说明。图15是第4发射机的结构框图。图16是第4发射机的监视部41的各载波的增益值的计算处理的流程图。另外,对于与第1~第3发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
在第4发射机中,输出功率运算部17-1~17-n,算出在乘法器31-1~31-n中同增益值进行了乘法计算后的载波的平均输出功率,输出到监视部41。此外,监视部41算出对各载波的增益值,输出到乘法器31-1~31-n。而且,在第4发射机上,没有设置信号电平调整部,由加法器14生成的多载波信号,被直接输出到D/A转换器2。
接着,就监视部41中对各载波的增益值的确定方法,使用图16进行说明。另外,图16表示的是确定对载波n的增益值时的处理,但监视部41对其他的载波也进行同样的处理,算出增益值。
在进行上述确定方法时,在监视部41中,预先按每一载波设定有将平均输入功率的预测值,与平均输出功率的理想值进行了相互关联后存储的表。平均输出功率的理想值为存储的在平均输入功率为预测值时通过测量所获得的平均输出功率的最佳值。
首先作为前提条件,监视部41将预先所设定的各载波的增益值的初始值(例如:1),输出到对应的乘法器31-1~31-n。
作为增益值的计算处理,监视部41首先通过监视动作状况,取得从输入功率运算部16-1~16-n中的输入功率运算部16-n输出的平均输入功率A(t)(S71)。接着监视部41从存储在表中的平均输入功率的预测值中,确定等于平均输入功率A(t)的预测值(S72)。在处理72中,监视部41具体地说,通过从存储在表中的预测值中,选出最接近于平均输入功率A(t)的预测值,来确定预测值。
然后监视部41从表中读出作为对应于所确定的预测值的平均输出功率的理想值的理想输出功率B′(t)(S73)。
进而监视部41取得从输出功率运算部17-n输出的载波n的平均输出功率B(t)(S74),同在处理S73中所读出的理想输出功率B′(t)进行比较,确认是否一致(S75)。
在处理S75中,如果平均输出功率B(t)与理想输出功率B′(t)不一致(S75的否),则监视部41对于之前一次的增益值GAINn(t-1),加上或者减去校正系数γ,算出新的增益值GAINn(t),输出到对应的乘法器31-n(S76)。通过处理S76,新的增益值GAINn(t)被输出到乘法器31-n,进行与载波n的乘法计算。
在处理S76中,校正系数γ(γ>0)为由监视部41预先设定的参数,通过载波的平均输入功率或者平均输出功率的值等改变值的大小。此外,在处理S76中,是进行校正系数γ的加法计算还是进减法计算,由平均输出功率B(t)、和理想输出功率B′(t)的大小确定。例如,如果平均输出功率B(t)比理想输出功率B′(t)小,则进行加法计算,如果大则进行减法计算。
监视部41设定有将理想输出功率B′(t)、平均输出功率B(t)和校正系数γ进行了相互关联的表,由理想输出功率B′(t)和平均输出功率B(t)的关系,确定使用的修正系数γ,算出新的增益值GAINn(t)。
进而,监视部41在执行处理S76之后,返回处理S74,重新取得载波n的平均输出功率,进行与处理S75的理想输出功率B′(t)的比较。监视部41在处理S75中,进行该一连串的操作直到平均输出功率B(t)和理想输出功率B′(t)一致为止(S75的是)。以上为监视部41的增益值的确定处理。
在上述已说明的第4发射机中,监视部41使用表求出各载波的平均输出功率的理想值,控制增益值使得实际的平均输出功率变成该理想值,并进行输出,但是,也可以设定为以下的结构,即:与第3发射机的监视部32的情况相同,计算由各载波的平均输入功率估算的电平控制量,或者从表中读出电平控制量,并输出到乘法器31,在乘法器31中校正并输出增益值,使得与电平控制量进行了乘法计算后的平均输出功率,与平均输入功率比较变为相同。
第1~第3发射机在以确定用于调整载波或多载波信号的信号电平的电平控制量的第1方法进行实现时,通过根据峰值限制前的各载波的平均输入功率,和峰值限制以及频带限制后的载波的平均输出功率,算出并输出对于多载波信号或者各载波的增益值,将峰值限制不充分或施以了过度的峰值限制的多载波信号或载波,与增益值进行乘法计算,以返回基准的电平的前馈控制,进行多载波或者各载波的电平调整。
与此相对应地,第4发射机则是重复以下的操作:监视部41一开始预先将对于各载波的增益值的初始值,输出到对应的乘法器31-1~31-n,接着根据峰值限制前的各载波的平均输入功率,读出对应的理想的平均输出功率,与峰值限制、频带限制和同增益值进行乘法计算后的载波的平均输出功率进行比较,如果不同就加上或者减去校正值以算出新的增益值,再输出到乘法器31-1~31-n。
即,第4发射机通过将电平调整后的载波的平均输出功率同理想值进行比较,对增益值进行校正直到该平均输出功率变得与理想值相等为止,然后通过输出到乘法器31-1~31-n的反馈控制,进行各载波的电平调整。
通过设定为像这样的结构,相比进行算出多载波信号或者各载波的增益值的处理的前馈控制(第1方法),监视部41不使用复杂的运算电路就能够迅速地确定最佳的增益值。
就第4发射机而言,也可以与第1~第3发射机同样地,在加法器14的后段设置用于进行多载波信号的电平调整的电平信号调整部。图17是第4发射机的变形例的结构框图,在加法器14的后段设置有用于进行多载波信号的电平调整的电平信号调整部15。此时,监视部41例如与第3发射机的监视部32同样地,在确定各载波的增益值之后,将最大的增益值确定为电平控制信息,输出到电平控制调整部15。在该处理中,监视部41也可以设定不同的条件(例如第2大的增益值)来作为设定为电平控制信息的增益值的条件,但希望使用最大的增益值。
此外,第4发射机由于进行基于反馈控制的电平调整,因此到各载波的平均输出功率变成理想值为止需要花费时间。于是,作为电平信号调整部15的电平控制信息的其他的确定方法,可以通过在各载波的平均输出功率达到理想值的这段时间里,在监视部41中与第1发射机的监视部18同样地,对于取平均输入功率的最大值的载波,由该平均输入功率和平均输出功率算出电平控制信息,输出到电平信号调整部使其与多载波信号进行乘法计算,来解除在反馈控制中未能够彻底对应的与各载波的平均输出功率的理想值之间的偏差。
上述已说明的第3、第4发射机,由于根据各载波的平均输入功率,和峰值限幅、频带限制、正交调制这些按每一载波进行的一连串的信号处理后的平均输出功率,使用由实际的载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对各载波施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能专门解决在课题中说明的第1问题。
此外,只要进而对多载波进行也进行电平调整,就变成也对多载波施信号施以符合装置的当前动作状况的电平调整,能解决所有的问题。
如上述那样,根据属于本发明的第1类型的实施方式的发射机,具有如下的效果:通过在监视部中确定各载波中的平均输入功率最大的载波,取得该最大值,进而取得所确定的载波的平均输出功率,求出已取得的平均输入功率与平均输出功率的比,算出作为上述比和预先所设定的期望值的比的电平控制信息,在信号电平调整部中进行多载波信号同电平控制信息的乘法计算而调整多载波信号的电平,能够与载波的输入电平的变动对应将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,还具有如下的效果:通过按每一载波设置将频带限制后的载波同增益值进行乘法计算的乘法器,监视部按每一载波求出平均输入功率和平均输出功率的比,根据该比同预先所设定的期望值的比算出各载波的增益值,输出到对应的乘法器,能够按每一载波将载波的频带限制后的电平的变动平均地抑制,能够将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,属于本发明的第1类型的发射机,由于使用根据确定载波或者每一载波的平均输入功率和频带限制后的平均输出功率算出的增益值进行各载波或者多载波的电平调整,因此还能包括对由各载波的频带限制产生的峰值进行调整,就可以在设定峰值功率限幅部11的峰值因子阈值时,无需再因为考虑由频带限制产生的峰值,而将阈值设定得较低,成为符合实际发生的峰值的电平调整。
另外,到目前为止说明的发射机的结构(图1、图2、图3、图15、图17),都是用于图6所示的发射放大器的发射机1的结构,为以下结构,即:对于从数字正交调制部13-1~13-n输出的各载波的正交调制后的I、Q两种成分中的I成分,由加法器合成后输出多载波信号,信号电平调整部15,进行对合成了I成分的多载波信号的电平调整。以后,将这种形式的发射机1称为数字正交调制式的发射机。
与此对应,为了设定成用于图18所示发射放大器的发射机1′的结构,在各发射机中,位于数字正交调制部13的后段的峰值电压限幅部21(图2)或乘法器输入从数字正交调制部13-1~13-n输出的各载波的正交调制后的I、Q两种成分,进行峰值电压限幅或者增益的乘法计算。
而且,在数字正交调制部13、或者峰值电压限幅部21、或者乘法器31的后段,设置2个加法器14-1、14-2,分别将各载波的I、Q成分进行加法计算,再分别将合成后的多载波信号作为I成分、Q成分输出。
而且,在包括信号电平调整部15的结构中,设定为进行对多载波信号的I、Q各成分的电平调整。以后,将这种形式的发射机1′称为模拟正交调制式的发射机。
由此,即便是用于图18所示的发射放大器的模拟正交调制式的发射机1′,也进行与数字正交调制式的发射机同样的动作,能够获得相同的效果。
接着,对属于本发明的第2类型的发射机进行说明。
属于本发明的第2类型的发射机,为发射多个载波被峰值功率限幅、频带限制、正交调制后合成的多载波信号的发射机,是根据全部载波的总的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波信号的平均输出功率),调整多载波信号的信号电平的发射机。
如果以实现功能的装置来说明属于本发明的第2类型的发射机,则该发射机具有:算出全部载波的总的平均输入功率的输入功率运算部;算出作为进行频带限制并合成了各载波的多载波信号的平均功率的平均输出功率的输出功率运算部;求出已取得的平均输入功率同平均输出功率的比,输出作为该比与预先所设定的期望值的比的电平控制信息的监视部;将从监视部输出的电平控制信息进行乘法计算,调整多载波信号的电平的信号电平调整装置,由此能够与载波的输入电平的变动对应,将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,作为在监视部中的上述多载波的电平控制信息的确定方法,有以下的方法:使用将载波的总的平均输入功率的预测值与电平控制量进行了相互关联的表来确定的方法,或者使用将载波的总的平均输入功率的预测值与多载波信号的平均输出功率的理想值进行了相互关联的表,来调整并确定电平控制量以使平均输出功率变得与理想值相等的方法,由于在上述监视部实现上述方法,因此通过简单的控制,就能够与载波的输入电平的变动对应而将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
对于属于本发明的第2类型的发射机的具体的结构例,通过实施方式5、实施方式6来进行说明。
[实施方式5]
接着,对本发明的第5实施方式的发射机(以下,简称“第5发射机”),以同第1发射机的不同点为中心进行说明。
首先,使用图19对第5发射机的结构进行说明。图19是第5实施方式的发射机的结构框图。另外,对于与第1发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
第5发射机作为与第1发射机相同的结构部分,具有:载波码分多路信号生成部10-1~10-n;峰值功率限幅部11;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;加法器14-1、14-2;信号电平调整部15;输入功率运算部16′;输出功率运算部17;以及监视部18。
另外,对于第5发射机,输入功率运算部16′的输入功率运算对象、输出功率运算部17的输出功率运算对象、监视部18的电平控制信息计算方法,与第1发射机存在若干差异。
此外,在第5发射机中,所谓的数字信号处理部70,具有:峰值功率限幅部11;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;以及加法器14-1、14-2。
接着,对第5发射机的各部的结构进行说明,关于载波码分多路信号生成部10~信号电平调整部15,因为与第1发射机相同,故在此省略其说明。另外,加法器14-1、14-2为分别与I成分、Q成分对应而设置。
第5发射机的输入功率运算部16′,输入从载波码分多路信号生成部10-1~10-n输出的扩展调制后的所有的载波,根据各载波的功率值,算出所有的载波的总的平均输入功率,输出到监视部18。
在这里,对于输入功率运算部16′的平均输入功率的计算方法,以与第1发射机的输入功率运算部16的不同点为中心进行说明。
与在第1发射机中,输入功率运算部16为按每一载波设置,算出对于1个载波的输入信号的功率值相对应地,在第5发射机的输入功率运算部16′中,取所有的载波的输入信号的总和来算出功率值。
因此,在将各载波的输入信号以式(1)表示时,全部载波的输入信号的总功率Pow,可以如下式(8)这样表示。
A i ( t ) = Σ k = 1 n I k ( t ) , A q ( t ) = Σ k = 1 n Q k ( t )
Pow(t)=Ai(t)2+Aq(t)2(8)
接着,输入功率运算部16′,使用上述已算出的总功率值Pow,与在第1发射机中的说明同样地,进行式(6)所示的加权运算处理,和式(7)所示的平均化处理。
输出功率运算部17,输入分别加上了I、Q各成分的多载波信号,算出多载波信号的平均输出功率,输出到监视部18。输出功率运算部17的平均输出功率的计算方法,除了所输入的信号为多载波信号这一点外,与第1发射机相同。
监视部18根据从输入功率运算部16′输出的平均输入功率,和从输出功率运算部17输出的平均输出功率,算出关于多载波信号的电平调整的参数,作为电平控制信息输出到信号电平调整部15。
此处说明的监视部18,为实现作为确定用于调整多载波信号的信号电平的电平控制量的第1方法的“基于运算的前馈控制”的装置。
在这里,对第5发射机的监视部18的电平控制信息的计算方法,使用图22进行说明。图22是本发明的第5发射机的监视部18的电平控制信息的设定处理的流程图。
在图22中,监视部18首先根据从输入功率运算部16′输出的载波的总平均输入功率,和从输出功率运算部17输出的多载波信号的平均输出功率,算出多载波信号的电平控制信息(增益值)(S110),把算出的电平控制信息输出到信号电平调整部15(S111)。
第5发射机的监视部18中的电平控制信息计算处理(S110)的详细的处理流程,由于与使用图9、图10,作为第1发射机的监视部18中的多载波的电平控制信息(增益值)计算处理流程而说明的流程大致相同,因此省略详细的说明。
在图9、图10中,有从多个载波中选择平均输入功率最大的载波的处理(S12),根据该被选择的载波的平均输入功率和平均输出功率进行了运算。
与此相对应地,第5发射机的监视部18,由于是作为平均输入功率输入载波的总平均输入功率,作为平均输出功率输入多载波信号的平均输出功率,根据平均输入功率和平均输出功率算出多载波信号的电平控制信息,因此仅在不需要(S12)这一点上存在差异。
而且,在处理中对平均输出功率B(t)进行比较的阈值以及GAIN(t)的上限值和下限值,为由载波的功率值和动作中的载波数所确定的对于多载波的值。
此外,关于此处用于运算处理的系数α(α>0),是由多个载波信号的总功率值确定的值,由监视部18预先设定。监视部18在确定系数α时,求出多个载波信号的总功率与多载波信号的功率值的基准数据的输入输出功率比,将该倒数设定为α。
接着,对第5发射机的动作,以与第1发射机的不同点为中心进行说明。
第5发射机的干线系统的动作,与第1发射机同样地,为作为数字数据的各载波的发射数据被输入到对应的载波码分多路信号生成部10-1~10-n,通过固有的扩展码扩展调制后合成,输出各载波的同相成分(I成分)和正交成分(Q成分),进而在峰值功率限幅部11中对于各载波,根据载波的总功率统一地实施峰值限制,在波形整形滤波器12-1~12-n中进行频带限制,在数字正交调制部13-1~13-n中进行正交调制,在加法器14-1、14-2中I、Q各成分分别被合成后,作为多载波信号被输出。
而且,作为第5发射机的特征动作,从载波码分多路信号生成部10-1~10-n输出的各载波的I、Q成分被输入输入功率运算部16′,在输入功率运算部16′中根据各载波的功率值,算出所有的载波的总的平均输出功率,输出到监视部18。
此外,在上述加法器14-1、14-2中合成的多载波信号的I、Q成分被输入到输出功率运算部17,在输出功率运算部17中,算出多载波信号的平均输出功率,输出到监视部18。
在监视部18中,根据来自输入功率运算部16′的平均输入功率,和从输出功率运算部17输出的平均输出功率,算出多载波信号的电平控制信息并输出,在信号电平调整部15中对于多载波信号进行电平调整。
第5发射机由于在信号电平调整部15中进行与多载波信号的电平对应的电平调整,因此从第5发射机的干线系统(峰值功率限幅部11~加法器14)输出的多载波信号,与从控制系统(输入功率运算部16′、输出功率运算部17和监视部18)输出的与上述多载波信号对应的电平控制信息,最好以相同的定时输入信号电平调整部15。
为此,也可以在干线系统或控制系统设置延迟器等,以谋求干线系统和控制系统的数据输出的同步。
根据第5发射机,由于可以在监视器18中根据各载波的总平均输入功率,和多载波信号的平均输出功率,算出各载波的合成后的多载波信号的电平调整的控制量,在信号电平调整部15中使用该控制量进行多载波信号的电平调整,因此能够与由各载波的输入电平的变动而引发的总功率的变动对应,将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
通常的峰值功率限幅部11,根据载波的总功率进行各载波的峰值控制,在之后的频带限制等中多存在发生峰值等的情况,对于第5发射机而言,由于是根据载波的总平均输入功率和各载波被实际进行频带限制、合成后的多载波信号的平均输出功率,算出多载波信号的电平调整的控制量进行电平调整,因此能够也包括在频带限制等中产生的峰值等在内,一边控制最终被输入到放大器的信号的峰值,一边稳定地将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
在上述说明中,作为第5发射机的监视部18的电平控制信息的确定方法,以第1方法(“基于运算的前馈控制”)进行了说明,但是,也可以与第1发射机同样地,以使用平均输入功率的预测值和电平控制信息预先编组后而构成的表,输出电平控制信息的第2方法(“基于表的前馈控制”)来实现。
在这种情况下,在监视部18中预先设定有将平均输入功率(就第5发射机而言,为各载波的总平均输入功率)的预测值,与控制对象信号(就第5发射机而言,为多载波信号)的电平控制信息GAIN(t)进行了相互关联后存储的表。
在这里,电平控制信息GAIN(t)存储有在各载波的总平均输入功率为预测值时通过测量所获得的电平控制信息的最佳值。
而且,对于在监视部18中,实现第2方法(“基于表的前馈控制”)时的动作处理,由于同使用图11已说明的第1发射机的监视部18的处理动作大致相同,因此在此省略详细的说明。
与第1发射机的监视部18的处理动作的不同点在于,在图11的S31中,是从由多个输入功率运算部16-1~16-n输入的各载波的平均输入功率中取得最大值,而在第5发射机的监视部18中,只需直接取得从输入功率运算部16′输入的载波的总平均输入功率即可,仅这一点存在不同。
[实施方式6]
接着,对实现作为第5发射机的监视部的电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时的结构,作为第6实施方式进行说明。
对本发明的第6实施方式的发射机(以下,简称“第6发射机”),以与第5发射机的不同点为中心进行说明。图20是本发明的第6实施方式的发射机的结构框图。另外,对于与第5发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
本发明的第6发射机的结构,与图19所示的第5发射机大致同样地,具有:各载波的干线系统(载波码分多路信号生成部10-1~10-n;峰值功率限幅部11;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;加法器14-1、14-2);信号电平调整部15;输入功率运算部16′;输出功率运算部17;以及监视部41。
另外,在第6发射机中,输出功率运算部17的输出功率运算对象与第5发射机不同,而且监视部41的电平控制信息的控制方法,与第5发射机的监视部18不同。
第6发射机的输出功率运算部17,为计算出所输入的信号的平均输出功率的装置,输入在信号电平调整部15中的与电平控制信息进行了乘法计算后的多载波信号(I、Q两种成分),算出与上述电平控制信息进行了乘法计算后的多载波信号的平均输出功率并输出。
第6发射机的监视部41,在实现作为对于多载波的电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时,预先设定有将平均输入功率(就第6发射机而言,为各载波的总平均输入功率)的预测值,与控制对象信号(就第6发射机而言,为多载波信号)的平均输出功率的理想值进行了相互关联后存储的表。
在这里,平均输出功率的理想值存储有在平均输入功率为预测值时通过测量所获得的平均输出功率的最佳值。
接着,第6发射机的监视部41中的对于多载波的电平控制信息的确定处理的概要,为进行如下的处理:从表中读出对应于由输入功率运算部16′输出的载波的总平均输入功率的平均输出功率的理想值(理想输出功率),对电平控制信息进行再次调整使得来自输出功率运算部17的同电平控制信息进行了乘法计算后的多载波的平均输出功率变得与理想输出功率相等,并输出到信号电平调整部15。
另外,第6发射机的监视部41中的电平控制信息的确定处理的具体处理流程,由于与使用图16已说明的属于第1类型的第4发射机中监视部41的控制流程相同,故在此省略其说明。在图16中,表示的是取得确定的载波的平均输入功率控制对于该载波的增益值的处理,而在第6发射机中,为取得总平均输出功率控制对于多载波的电平控制信息,在这一点上有所不同。
另外,到目前为止说明的第5、第6发射机的结构(图19、图20),都是用于图6所示的发射放大器的数字正交调制式发射机1的结构,或者只将从数字信号处理部70输出中的I成分输入到信号电平调整部15(图19),或者只将从信号电平调整部15输出中的I成分设为由发射机输出(图20)。
与此相对应地,为了设定为用于图18所示的发射放大器的模拟正交调制式发射机1′的结构,只需在各发射机中,将从数字信号处理部70输出中的I、Q两种成分输入到信号电平调整部15进行电平调整(图19),或者将从信号电平调整部15输出中的I、Q两种成分设为由发射机输出即可。
由此,即便是用于图18所示的发射放大器的发射机1′,也进行与发射机1同样的动作,能够获得相同的效果。
图19、图20所示的第5、第6发射机,表示了数字信号处理部70的内部与图7所示的以往的及属于第1类型的发射机(第1~第4发射机)同样地,具有:峰值功率限幅部11;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;以及加法器14-1、14-2,但是,数字信号处理部70的内部,也可以是其他的结构。
作为第5、第6发射机的数字信号处理部70的内部的其他的结构例,如图21所示那样,由第1~第4峰值功率限幅部11-1~11-4;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;加法器14-1、14-2构成。图21是表示本发明的第6发射机的数字信号处理部70的其他的内部结构例的框图。
第1~第3峰值功率限幅部11-1~11-3的各自的结构,为根据所输入的载波的电平,或者根据在合成了各载波时的电平,对各载波进行统一的功率限制,输出限制后的各载波信号。
此外,第4峰值功率限幅部11-4,根据所输入的多载波的电平,进行该多载波信号的功率限制,输出限制后的多载波信号。
关于各峰值功率限幅部11的动作的详细内容,由于与在第1发射机中已说明的相同,故在此省略其说明。
另外,第1~第4峰值功率限幅部,设定为可以通过在功能内部多次实施峰值降低操作,来更理想地实现峰值功率的降低。
此外,在图21的结构中,设置了第1~第4峰值功率限幅部,但是,无需全部设置,考虑目标效率、电路规模等,以至少配置于1处为条件。
如上述那样,根据属于本发明的第2类型的发射机,由于在监视部中,根据已取得的全部载波的总的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波信号的平均输出功率),使用由实际的载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对多载波信号施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能解决在背景技术中专门说明的第2、第3问题,能够也包括在频带限制等中产生的峰值等在内,一边控制最终被输入到放大器的信号的峰值,一边稳定地将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
接着,对属于本发明的第3类型的发射机进行说明。
属于本发明的第3类型的发射机,为发射多个载波被峰值功率限幅、频带限制、正交调制后合成的多载波信号的发射机,该发射机按每一载波,根据载波的峰值功率限幅前的平均输入功率、以及根据情况需要再加上的该载波的峰值功率限幅后的平均输出功率,调整该载波被峰值功率限幅后的信号的信号电平。
如果以实现功能的装置来说明属于本发明的第3类型的发射机,则该发射机具有峰值功率限幅调整部,该峰值功率限幅调整部具有:峰值限幅部,包括对于各载波进行基于载波的总和的统一的峰值功率限制;输入功率运算部,作为与各载波进行了相互关联的结构的、算出作为峰值功率限幅前的平均功率的平均输入功率;输出功率运算部,算出作为峰值功率限幅后的平均功率的平均输出功率;监视部,求出已算出的平均输入功率同平均输出功率的比,输出作为该比同预先所设定的期望值的比的电平控制信息;以及信号电平调整部,将从监视部输出的电平控制信息同峰值功率限幅后的信号进行乘法计算,调整载波信号的电平,由此,通过在基于载波的总和的统一的峰值功率限制后,进行按每一载波的电平调整,能够与载波的输入电平的变动对应,将载波信号的电平的变动平均地抑制。
属于本发明的第3类型的发射机,为发射多个载波被峰值功率限幅、频带限制、正交调制后合成的多载波信号的发射机,上述峰值功率限幅调整部,配置在频带限制前、或者频带限制与正交调制之间、正交调制与合成之间,由此能够在配置的各处与载波的输入电平的变动对应,将载波信号的电平的变动平均地抑制。
此外,由于作为监视部中上述载波的电平控制信息的确定方法,实现有以下的方法,即:使用将载波的平均输入功率的预测值同电平控制量进行了相互关联的表来确定的方法,或者使用将载波的平均输入功率的预测值同载波的平均输出功率的理想值进行了相互关联的表,来调整并确定电平控制量使得平均输出功率变得与理想值相等的方法,因此,通过简单的控制,就能够与载波的输入电平的变动对应,将载波信号的电平的变动平均地抑制。
对于属于本发明的第3类型的发射机的具体的结构例,用实施方式7进行说明。
[实施方式7]
接着,对本发明的第7实施方式的发射机的第1结构例(以下,简称“第7-1发射机”)的结构,使用图23以与第1发射机的不同点为中心进行说明。图23是本发明的第7实施方式的第1发射机(第7-1发射机)的结构框图。另外,对于与以往的发射机或者第1发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
另外,图23表示的是数字正交调制式的发射机1的结构,但只要将数字正交调制部13-1~13-n以后设定为输出I、Q这两种成分,就成为模拟正交调制式的发射机1′。
本发明的第7-1发射机,作为与图7所示的以往的或者本发明的第1~4的发射机大致相同的结构,具有:载波码分多路信号生成部10-1~10-n;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;以及加法器14,并且,取代以往的峰值电压限幅部51,设置有峰值功率限幅调整部60。
接着,对第7-1发射机的各部分的结构进行说明,对于作为与以往的或者本发明的第1~4的发射机相同的结构的载波码分多路信号生成部10-1~10-n、波形整形滤波器12-1~12-n、数字正交调制部13-1~13-n、以及加法器14,省略其说明。
另外,加法器14只对从数字正交调制部13-1~13-n输出的正交调制信号的I成分进行加法计算。
作为第7-1发射机的特征部分的峰值功率限幅调整部60,根据所输入的各载波的总和对各载波统一地进行峰值功率限幅,进而进行基于各载波的平均输入功率的电平调整,或者基于各载波的平均输入功率和峰值功率限制后的平均功率的电平调整,输出电平调整后的各载波。
对第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60的具体的结构例(第1结构例),使用图24进行说明。图24是表示本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60内部的第1结构例的结构框图。
作为本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60内部的第1结构例,如图24所示那样,具有:包括多个(图中为n个)峰值功率限幅部的峰值功率限幅部11;与各载波进行了相互对应而设置的信号电平调整部15-1~15-n、输入功率运算部16-1~16-n、输出功率运算部17-1~17-n;以及2监视部18。
接着对峰值功率限幅调整部60内部的各部分进行说明。
峰值功率限幅部11是与以往的一样的峰值功率限幅部,为了控制输入到发射放大器的功率放大部中的多载波信号的最大功率,根据对于载波的总功率的瞬时功率和平均功率进行峰值的检测,在检测出峰值时,将各载波的功率值统一地限幅并输出。
另外,在图24中,是多级地设置第1~第n峰值功率限幅部,通过多次实施降低峰值操作,来更理想地实现峰值功率的降低,但考虑目标效率、电路规模等,条件为至少配置1个。
关于峰值功率限幅部11的动作的详细内容,由于与第1发射机相同,故在此省略其说明。
信号电平调整部15-1~15-n,根据从下述的监视部18所输出的电平控制信息,对来自峰值功率限幅部11的各载波信号进行电平调整控制并输出。
输入功率运算部16-1~16-n,按每一载波设置,以输入峰值功率限幅部11前,即峰值功率限幅前的载波作为输入,根据该输入信号的功率值算出平均输入功率,输出到监视部18。另外,关于输入功率运算部16-1~16-n中平均输入功率的计算方法,由于与第1发射机相同,故在此省略其说明。
输出功率运算部17-1~17-n,按每一载波设置,以从输入峰值功率限幅部11输出的峰值功率限幅后的载波作为输入,根据该输入信号的功率值算出平均输出功率,输出到监视部18。另外,关于输出功率运算部17-1~17-n中平均输出功率的计算方法,由于只是所输入的运算对象的信号不同,而对于运算对象信号的平均输出功率的计算方法是与第1发射机相同的,故在此也省略其说明。
监视部18输入从输入功率运算部16-1~16-n输出的平均输入功率,和从输出功率运算部17-1~17-n输出的平均输出功率,根据从同各载波进行了相互关联的两个运算部输出的2种平均功率,算出关于各载波信号的电平调整的参数,作为电平控制信息输出到对应于运算对象的载波的信号电平调整部15-1~15-n。
对于监视部18中各载波的电平信息的计算方法,使用图25进行说明。图25是本发明的第7发射机的监视部18的各载波的电平控制信息的设定处理的流程图。
在图25中,监视部18按每一载波算出增益值(S143-1~S143-n),输出到对应的信号电平调整部15-1~15-n(S144)。
作为处理S143-1~S143-n的处理的概要,为根据从与算出对象的载波对应的输入功率运算部16-1~16-n所输出的平均输入功率,和从输出功率运算部17-1~17-n输出的平均输出功率,算出该载波的增益值。另外,关于增益值算出的具体的处理方法,由于与使用图13、图14在第3发射机中已说明的处理相同,故在此省略其说明。
监视部18以预定的定时定期地进行各载波的电平控制信息(增益值)的计算处理。此外,监视部18将以过去的定时算出的对于各载波的增益值GAINn(t)存储到内置的存储装置(未图示),在算出新的增益值时从存储装置读出。
对第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60的动作,参照图24进行说明,所输入的各载波的信号,在峰值功率限幅部11中根据各载波的总和被统一地施以峰值功率限制后输出。
而且与此平行地,向峰值功率限幅部11输入前的各载波被输入到输入功率运算部16-1~16-n,并求出平均输入功率,来自峰值功率限幅部11的各载波被输入到输出功率运算部17-1~17-n,并求出平均输出功率,在监视部18中按每一载波由平均输入功率和平均输出功率算出电平控制信息(增益值),输出到与算出对象的载波对应的信号电平调整部15-1~15-n。
然后,在信号电平调整部15-1~15-n中,由峰值功率限幅部11输出的被统一地进行了峰值功率限幅的各载波,与由监视部18输出的各增益值进行乘法计算,输出按每一载波进行了电平调整的信号。
对本发明的第7发射机的动作,参照图23进行说明,该动作为以下的动作,即:作为数字数据的各载波的发射数据被输入到对应的载波码分多路信号生成部10-1~10-n,通过固有的扩展码扩展调制后合成,输出I、Q各成分,在峰值功率限幅调整部60中,根据各载波的总和对各载波统一地进行峰值功率限幅,进而进行基于各载波的平均输入功率的电平调整、或者基于各载波的平均输入功率和峰值功率限制后的平均功率的电平调整,输出电平调整后的各载波。
然后,峰值限幅、电平调整后的各载波信号在对应的波形整形滤波器12-1~12-n中进行频带限制,进而在数字正交调制部13-1~13-n中进行正交调制,在加法器14中正交调制后的各载波的I成分被合成,作为多载波信号被输出。
根据第7发射机,预测在由峰值功率限幅部11进行了峰值限幅动作的区间中,来自输出功率运算部17的平均输出功率的电平,相对于来自输入功率运算部16的平均输入功率得到了控制,但是,由于是根据平均输入功率和峰值限幅后的平均输出功率,使用由实际的载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对各载波施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能够使对应于任意的区间(帧等)的各载波信号,与使用了基准数据时的电平接近,因此能专门解决在背景技术中说明的第1问题,即使所输入的载波的电平发生变动,也能够稳定地将各载波信号的电平的变动平均地抑制,最终将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
在上述说明中,作为第7发射机的监视部18的电平控制信息的确定方法,以第1方法(“基于运算的前馈控制”)进行了说明,但是,也可以与第1~第6发射机同样地,以使用平均输入功率的预测值同电平控制信息预先编组后所构成的表,输出电平控制信息的第2方法(“基于表的前馈控制”)来实现。
在这种情况下,在监视部18中预先设定有将平均输入功率(就第7发射机而言,为各载波的平均输入功率)的预测值,与控制对象信号(就第7发射机而言,为峰值限幅后的载波信号)的电平控制信息GAIN(t)进行了相互关联后存储的表。
在这里,电平控制信息GAIN(t)中存储有在各载波的平均输入功率为预测值时通过测量所获得的电平控制信息的最佳值。
而且,对于在监视部18中,实现第2方法(“基于表的前馈控制”)时的动作处理,使用图26进行说明,图26是第7发射机的监视部18的使用了表的电平控制信息的输出处理的流程图。另外,图26表示了关于确定对载波n的电平控制信息时的处理,但监视部18对其他的载波也进行同样的处理,来确定电平控制信息。
监视部监视输入功率运算部16-n的动作状况,从输入功率运算部16-n取得平均输入功率An(t)(S171)。接着监视部,从存储在表中的平均输入功率的预测值中,确定等于平均输入功率An(t)的预测值(S172)。在处理172中,具体地说,监视部通过从存储在表的预测值中,选出最接近于平均输入功率An(t)的预测值,来确定预测值。
然后监视部读出与所确定的预测值对应的电平控制信息(增益值)GAINn(t)(S173),作为电平控制信息输出到信号电平调整部15-n(S174)。以上为使用了表的电平控制信息的输出处理。
根据第7发射机,由于在峰值功率限幅调整部60中,在与以往的一样的峰值功率限幅部11,根据所输入的各载波的总和对各载波统一地进行峰值功率限幅时,监视部18按每一载波,求出有关基于各载波的输入功率的电平调整、或者基于各载波的输入功率和峰值功率限制后的功率的电平调整的电平控制信息,进行峰值功率限幅后的电平调整,因此能够将基于载波的总和的统一的峰值功率限幅的弊端,与各载波信号的电平一致地调整,能够将各载波的输出电平的变动平均地抑制。
接着,对第7发射机和以往的发射机的1载波的输入输出特性,使用图27~图31进行说明。图27是表示了关于第7发射机和现有技术的发射机的、32位码多路时1载波发送信号时的输入设定电平和输出电平的模拟例的曲线图;图28是表示了关于输入设定电平和电平偏差的模拟例的曲线图。此外,图29是表示了关于32位码多路时2载波发送信号时的、对于电平变动载波(载波1)的输入设定电平和输出电平的模拟例的曲线图;图30是表示了关于对于载波1的输入设定电平与输入输出电平差的模拟例的曲线图;图31是表示了关于对电平固定载波(载波2)的、载波1的输入设定电平与载波2的输入输出电平差的模拟例的曲线图。
作为图27和图28的说明,所谓输入输出电平差,表示发射机的输入设定电平与输出电平的电平差。即在使输入电平增加为线性时,也使输出电平线性地增加的值为期望值。
在图27和图28所示的特性的测量中,在第7发射机和以往的发射机中使用的峰值功率限幅部11,进行载波的电平限制,阈值设定为固定值(以0dBm发射时平均功率为+6dB)。如图27所示那样,在为以往的发射机时,如果使输入的设定电平增加,该部分就会超出峰值功率限幅部11的阈值,结果峰值限制被实施,因此伴随输入的设定电平的增加就会产生电平偏差。就第7发射机而言,通过在信号电平调制部15中电平将控制信息与载波相乘,可以使将输入输出特性保持为线性。即,能够将输入输出电平差变得恒定。
此外,在图29~图31所示的特性的测量中,2个载波中,将载波2的输入电平固定,使载波1的输入电平变动。此外,峰值功率限幅部11,为根据载波的总功率进行动作的规格。阈值设定为固定值(2载波一并以0dBm发射时平均功率为+6dB)。
如图29和图30所示那样,关于载波1,与1载波发射时相同,如果使输入的设定电平增加,该部分就会超出峰值功率限幅部的阈值,结果峰值限制被实施,因此伴随输入的设定电平的增加会产生电平偏差。
此外,如图31所示那样,关于载波2,在为以往的发射机时,如果将载波1的输入设定电平增大,峰值功率限幅部11的动作频度变多,即使是以恒定电平输入的载波2,输出电平也变得不恒定而降低。为此,载波2的输出电平,伴随载波1的设定电平的增加会产生电平偏差。
另一方面,就第7发射机而言,与图28的1载波时的发射时一样,根据由监视部18设定的电平控制信息,在信号电平调整部15-1~15-n中进行载波信号的电平控制,其结果是使控制各载波的输出电平的变动成为可能。
接着,对于实现作为第7发射机的监视部中电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时,峰值功率限幅调整部60的具体结构例(第2结构例),使用图32进行说明。图32是表示本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60内部的第2结构例的结构框图。另外,对于与图24的第1结构例的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
作为本发明的第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60内部的第2结构例,如图32所示那样,具有:包括多个(图中为n个)峰值功率限幅部的峰值功率限幅部11;与各载波进行了相互对应而设置的信号电平调整部15-1~15-n、输入功率运算部16-1~16-n、输出功率运算部17-1~17-n;以及监视部41。
另外,在第2结构例中,输出功率运算部17的输出功率运算对象与第1结构例不同,而且监视部41的电平控制信息的控制方法,与第1结构例的监视部18不同。
第2结构例的输出功率运算部17-1~17-n,为算出所输入的信号的平均输出功率的装置,在信号电平调整部15-1~15-n中与电平控制信息进行了乘法计算后的各载波信号被输入,算出上述与电平控制信息进行了乘法计算后的载波信号的平均输出功率并输出。
第2结构例的监视部41,在实现作为对于各载波的电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时,预先设定有将平均输入功率(就第7发射机而言,为各载波的平均输入功率)的预测值,与控制对象信号(就第7发射机而言,为各载波信号)的平均输出功率的理想值进行了相互关联后存储的表。
在这里,平均输出功率的理想值存储有在平均输入功率为预测值时通过测量所获得的平均输出功率的最佳值。
接着,第2结构例的监视部41中对于各载波的电平控制信息的确定处理的概要,为进行如下的处理:按每一载波从表中读出与从输入功率运算部16-1~16-n输出的载波的平均输入功率对应的平均输出功率的理想值(理想输出功率),对电平控制信息进行再次调整使得来自对应的输出功率运算部17-1~17-n的、与电平控制信息进行了乘法计算后的多载波的平均输出功率变得相等,并输出到对应的信号电平调整部15-1~15-n。
另外,第2结构例的监视部41中电平控制信息的确定处理的具体处理流程,由于同使用图16已说明的属于第1类型的第4发射机中监视部41的控制流程相同,故在此省略其说明。
在上述使用图32已说明的第7发射机中,监视部41使用表求出各载波的平均输出功率的理想值,控制增益值使得实际的平均输出功率变成该理想值,并进行输出,但是,也可以设定为以下的结构,即:与第3发射机的监视部32的情况相同,计算由各载波的平均输入功率所预测的电平控制量,或者从表中读出电平控制量,输出到信号电平调整部15,在信号电平调整部15中校正并输出增益值,使得与电平控制量进行了乘法计算后的平均输出功率,与平均输入功率相比将变得相同。
就第7发射机而言,由于只需将第2结构例用于峰值功率限幅调整部60,通过将电平调整后的各载波信号的平均输出功率与理想值进行比较,对增益值进行校正直到该平均输出功率变得与理想值相等为止,然后输出到信号电平调整部15-1~15-n的反馈控制,就能进行各载波的电平调整,因此相比进行算出各载波的电平控制信息的处理的前馈控制(第1方法),监视部41不使用复杂的运算电路就能够迅速地确定最佳的电平控制信息。
到目前为止,作为属于本发明的第3类型的发射机的具体结构例,都是以如图23所示那样,将峰值功率限幅调整部60配置于波形整形滤波器12-1~12-n的前段的结构的发射机(第7-1)进行的说明,但也可以是将峰值功率限幅调整部60配置于其他的位置的结构。
作为具体例,可以考虑设定为如图33所示那样,将峰值功率限幅调整部60设置于波形整形滤波器12-1~12-n和数字正交调制部13-1~13-n之间的发射机(第7-2发射机)的例子,或者设定为如图34所示那样,将峰值功率限幅调整部60设置于数字正交调制部13-1~13-n和加法器14之间的发射机(第7-3发射机)的例子。
图33是本发明的第7实施方式的第2发射机(第7-2发射机)的结构框图。图34是本发明的第7实施方式的第3发射机(第7-3发射机)的结构框图。
在第7-2发射机中,将峰值功率限幅调整部60设置于波形整形滤波器12-1~12-n的后段,对于波形整形滤波器12-1~12-n的频带限幅后的各载波,一边进行基于各载波的总和的统一的峰值功率限幅,一边进行与各载波的平均输入功率对应的电平调整,由此能够一边对因频带限制造成的峰值因子增大的、即电平突出的载波,对其突出部分的电平进行限幅,一边对基于载波的总和的统一的峰值功率限幅的弊端,与各载波信号的电平一致地进行调整。
此外,在第7-3发射机中,将峰值功率限幅调整部60设置于数字正交调制部13-1~13-n的后段,对于数字正交调制部13-1~13-n调制后的各载波,一边进行基于各载波的总和的统一的峰值功率限幅,一边进行对应于各载波的平均输入功率的电平调整,由此能够根据由频带限制和数字正交调制等按每一载波进行的总的信号处理造成的峰值因子增大、即电平的突出等,一边施以基于载波的总和的统一的峰值功率限幅,对载波的突出部分的电平进行限幅,一边对基于载波的总和的统一的峰值功率限幅的弊端,与各载波信号的电平一致地进行调整。
第3类型的发射机由于在信号电平调整部15-1~15-n中进行与各载波信号的电平对应的电平调整,因此从干线系统(峰值功率限幅部11)输出的载波信号,与从控制系统(输入功率运算部16;输出功率运算部17和监视部18、41)输出的对应于上述各载波信号的电平控制信息,最好以相同的定时输入信号电平调整部15-1~15-n。
为此,也可以在干线系统或者控制系统设定延迟器等,以谋求干线系统和控制系统的数据输出的同步。
根据第3类型的发射机,由于能够根据对于各载波的峰值功率限幅部11的峰值限幅前的平均输入功率和峰值限幅后的平均输出功率,算出各载波的电平调整的控制量,使用该控制量进行峰值限幅后的各载波信号的电平调整,因此能够对峰值功率限幅部11中基于载波的总和的统一的峰值功率限幅的弊端,与各载波的平均输入电平一致地进行调整,能够将各载波信号的电平的变动平均地抑制。
作为具体的表现,由于通常的峰值功率限幅部11,是对应于载波的总功率进行各载波的峰值控制,因此即使存在输入电平变动剧烈的载波,只要全部载波的总功率电平没有达到预定值,就不进行峰值限制,而监视部18、41则是对变动剧烈的载波,算出适当的增益值,在与该载波对应的信号电平调整部中进行电平的限幅,抑制电平的变动,最终使多载波信号的电平的变动得到抑制。
此外,作为其他的表现,当输入电平的变动小的载波A,和输入电平剧烈地变动的载波B混在一起时,由载波B的输入电平的变动造成在峰值功率限幅部11中峰值控制(限幅)的频度变多,导致即使对载波A也施以统一的峰值限制,造成载波的电平降低。
与此相对应地,监视部18、41则是由载波A的峰值控制(限幅)前后的平均功率比,算出能够恢复在峰值功率限幅部11中所进行的统一的峰值限幅的增益值,在与载波A对应的信号电平调整部15中进行电平的控制(实施时为上升)来恢复电平,最终使多载波信号的电平的变动得到抑制。
根据第3类型的发射机,由于是根据各载波的平均输入功率,和峰值限幅、频带限制、正交调制这些按每一载波进行的一连串的信号处理后的平均输出功率,使用由实际的载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对各载波施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能够使对应于任意的区间(帧等)的各载波信号,与使用了基准数据时的电平接近,因此能专门解决在背景技术中说明的第1问题,即使所输入的载波的电平发生变动,也能够稳定地将各载波信号的电平的变动平均地抑制,最终将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
接着,对属于本发明的第4类型的发射机进行说明。
第4类型为对多个载波被峰值功率限幅、频带限制、正交调制后合成的多载波信号进行峰值功率限幅后发射的发射机,该发射机根据多载波的峰值功率限制前的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波的峰值功率限制后的平均输出功率),调整多载波被峰值功率限幅后的信号的信号电平。
如果以实现功能的装置来说明属于本发明的第4类型的发射机,则该发射机具有峰值功率限幅调整部,该峰值功率限幅调整部具有:对于多载波进行峰值功率限幅的峰值限幅部;算出作为峰值功率限幅前的平均功率的平均输入功率的输入功率运算部;算出作为峰值功率限幅后的平均功率的平均输出功率的输出功率运算部;求出已算出的平均输入功率同平均输出功率的比,输出作为该比同预先所设定的期望值的比的电平控制信息的监视部;将从监视部输出的电平控制信息同峰值功率限幅后的信号进行乘法计算,调整多载波信号的电平的信号电平调整部,由此,通过在多载波的峰值功率限制后进行电平调整,能够与多载波信号的输入电平的变动对应,将峰值限幅后的多载波信号的电平的变动平均地抑制。
对于属于本发明的第4类型的发射机的具体的结构例,用实施方式8进行说明。
[实施方式8]
接着,对本发明的第8实施方式的发射机的结构例的结构,使用图35以与第7发射机的不同点为中心进行说明。图35是本发明的第8实施方式的发射机(第8发射机)的结构框图。另外,对于与第7发射机的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。
另外,图35表示的是模拟正交调制式的发射机1′的结构,但只要将数字正交调制部13-1~13-n之后设定为只输出I成分,就成为数字正交调制式的发射机1。
本发明的第8发射机,是与图23等所示的本发明的第7发射机相同的结构,具有:载波码分多路信号生成部10-1~10-n;波形整形滤波器12-1~12-n;数字正交调制部13-1~13-n;以及加法器14,取代在第7发射机中按每一载波的处理的过程而设置的峰值功率限幅调整部60,在加法器14的后段相对于多载波信号设置有峰值功率限幅调整部60′。
作为第8发射机的特征部分的峰值功率限幅调整部60′,为根据所输入的多载波进行峰值功率限幅,并且进行基于多载波的平均输入功率的电平调整,或者基于多载波的平均输入功率和峰值功率限制后的平均功率的电平调整,输出电平调整后的各载波。
对第8发射机的峰值功率限幅调整部60′的具体的结构例(第1结构例),使用图36进行说明。图36是表示第8发射机的峰值功率限幅调整部60′内部的第1结构例的结构框图。另外,图36表示的是模拟正交调制式的发射机1′的结构,但是,只要将输入输出只设定为I成分,就成为数字正交调制式的发射机1的结构。
作为本发明的第8发射机的峰值功率限幅调整部60′内部的结构例,如图36所示那样,具有:包括多个(图中为n个)峰值功率限幅部的峰值功率限幅部11;信号电平调整部15;输入功率运算部16;输出功率运算部17;以及监视部18。
接着对峰值功率限幅调整部60′内部的各部分进行说明。
峰值功率限幅部11′为了控制输入到发射放大器的功率放大部中的多载波信号的最大功率,根据多载波信号的瞬时功率和平均功率进行峰值的检测,在检测出峰值时,对多载波的功率值进行限幅并输出。
另外,虽然在图36中,是多级地设置第1~第n峰值功率限幅部,通过多次实施降低峰值操作,来更理想地实现峰值功率的降低,但考虑目标效率、电路规模等,以至少配置1个为条件。
峰值功率限幅部11′的动作的概要,与第1发射机大致相同,只是相对于在第1发射机中,是由所输入的多个载波的总功率求出峰值因子,对于各载波进行峰值限幅,而在第8发射机中,由于已经被输入了合成了多个载波的多载波信号,所以由所输入的多载波信号的功率求出峰值因子,对于多载波进行峰值限幅这一点上存在差异。
关于信号电平调整部15、输入功率运算部16、输出功率运算部17、监视部18,由于与第7发射机的峰值功率限幅调整部60内部的结构相同,只是相对于在第7发射机中,输入各部的信号是各载波信号,而在第8发射机中,输入各部的信号是多载波信号上存在差异,具体的运算方法、控制方法都相同,故在此省略其说明。
在上述说明中,作为第8发射机的监视部18的电平控制信息的确定方法,用第1方法(“基于运算的前馈控制”)进行了说明,但是,也可以与第1~第7发射机同样地,以使用平均输入功率的预测值与电平控制信息预先编组后构成的表,输出电平控制信息的第2方法(“基于表的前馈控制”)来实现。
在这种情况下,在监视部18中预先设定有将平均输入功率(就第8发射机而言,为多载波的平均输入功率)的预测值,和控制对象信号(就第8发射机而言,为峰值限幅后的多载波信号)的电平控制信息GAIN(t)进行了相互关联后存储的表。
在这里,电平控制信息GAIN(t)存储有在多载波的平均输入功率为预测值时通过测量所获得的电平控制信息的最佳值。
而且,关于在监视部18中,实现第2方法(“基于表的前馈控制”)时的动作处理,由于与使用图26在第7发射机的监视部18中已说明的相同,故在此省略其说明。另外,图26表示的是关于确定对载波n的电平控制信息时的处理,而在第8发射机的监视部18中,则变成对多载波信号的控制。
第8发射机的第1峰值功率限幅调整部60′的动作,由于同第7-1发射机的峰值功率限幅调整部60的动作相同,因此省略其详细说明,在峰值功率限幅部11中根据多载波实施峰值功率限制(限幅),在输入功率运算部16中求出多载波在峰值功率限幅前的平均输入功率,根据情况需要再在输出功率运算部17中求出峰值功率限幅后的平均输出功率,在监视部18中由平均输入功率和平均输出功率算出电平控制信息(增益值),或者使用表获得对应于平均输入功率的电平控制信息,在信号电平调整部15中将由峰值功率限幅部11输出的多载波同增益值进行乘法计算,输出进行了电平调整的多载波信号。
接着,对于实现作为第8发射机的监视部中电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时,峰值功率限幅调整部60′的具体结构例(第2结构例),使用图37进行说明。图37是表示第8发射机的峰值功率限幅调整部60′内部的第2结构例的结构框图。另外,对于与图36的第1结构例的相同的结构部分,添加相同的标号来进行说明。另外,图37表示的是模拟正交调制式的发射机1′的结构,但只要将来自发射机的输出只设定为I成分,就成为数字正交调制式的发射机1的结构。
作为本发明的第8发射机的峰值功率限幅调整部60′内部的第2结构例,如图37所示那样,具有:包括多个(图中为n个)峰值功率限幅部的峰值功率限幅部11′;信号电平调整部15;输入功率运算部16;输出功率运算部17;以及监视部41。
另外,在第2结构例中,输出功率运算部17的输出功率运算对象与第1结构例不同,而且监视部41的电平控制信息的控制方法,与第1结构的监视部18不同。
第2结构例的输出功率运算部17,为算出所输入的信号的平均输出功率的装置,在信号电平调整部15中与电平控制信息进行了乘法计算后的多载波信号被输入,算出上述与电平控制信息进行了乘法计算后的多载波信号的平均输出功率并输出。
第2结构例的监视部41,在实现作为对于多载波的电平控制信息的确定方法的第3方法(“基于表的反馈控制”)时,预先设定有将平均输入功率(就第8发射机而言,为多载波的平均输入功率)的预测值,与控制对象信号(就第8发射机而言,为多载波信号)的平均输出功率的理想值进行了相互关联后存储的表。
在这里,平均输出功率的理想值存储有在平均输入功率为预测值时通过测量所获得的平均输出功率的最佳值。
接着,第2结构例的监视部41中对于各载波的电平控制信息的确定处理的概要,为进行如下的处理,即:从表中读出由输入功率运算部16输出的与多载波对应的平均输入功率的平均输出功率的理想值(理想输出功率),对电平控制信息进行再次调整使得来自输出功率运算部17的与电平控制信息进行了乘法计算后的多载波的平均输出功率变得相等,并输出到对应的信号电平调整部15。
另外,第2结构例的监视部41中电平控制信息的确定处理的具体处理流程,由于与使用图16已说明的属于第1类型的第4发射机中监视部41的控制流程相同,故在此省略其说明。
在上述使用图37说明的第8发射机中,监视部41使用表来求出多载波信号的平均输出功率的理想值,控制增益值使得实际的平均输出功率变成该理想值,并进行输出,但也可以设定为以下的结构,即:与第3发射机的监视部32的情况相同,计算由多载波信号的平均输入功率所预测的电平控制量,或者从表中读出电平控制量,输出到信号电平调整部15,在信号电平调整部15中校正并输出增益值,使得与电平控制量进行了乘法计算后的平均输出功率,与平均输入功率比较变得相同。
就第8发射机而言,由于只需将第2结构例用于峰值功率限幅调整部60′,通过将电平调整后的多载波信号的平均输出功率与理想值进行比较,对增益值进行校正直到该平均输出功率变得与理想值相等为止,然后输出到信号电平调整部15的反馈控制,就能进行多载波的电平调整,因此相比进行算出多载波的电平控制信息的处理的前馈控制(第1方法),监视部41不使用复杂的运算电路就能够迅速地确定最佳的电平控制信息。
如果参照图35对本发明的第8发射机动作进行说明,则作为数字数据的各载波的发射数据被输入到对应的载波码分多路信号生成部10-1~10-n,通过固有的扩展码扩展调制后合成,输出I、Q各成分,在对应于各载波的波形整形滤波器12-1~12-n中进行频带限制,进而在数字正交调制部13-1~13-n中进行正交调制,在加法器14-1、14-2中正交调制后的各载波被合成,I、Q各成分被作为多载波信号输出。
峰值功率限幅调整部60′,则是由多载波的功率求出峰值因子,对于多载波进行峰值功率限幅,进而进行基于多载波的平均输入功率的电平调整,或者基于多载波的平均输入功率和峰值功率限制后的平均功率的电平调整,输出电平调整后的多载波。
根据第4类型的发射机,由于是根据对于多载波的峰值功率限幅部11的峰值限幅前的平均输入功率和峰值限幅后的平均输出功率,使用由实际的多载波的功率值确定的阈值和上、下限值,对多载波施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能够对峰值功率限幅部11中对于求出平均功率的区间所施加的统一的电平限幅的弊端,与多载波的平均输入电平一致地进行调整,因此能专门解决在背景技术中说明的第2、3问题,能将多载波信号的电平的变动平均地抑制。
作为具体的表现,当多载波的输入电平剧烈地变动,变成峰值电限幅部11的峰值限制(限幅)的对象时,峰值功率限幅部11在用于算出峰值因子的平均化区间(限幅区间),施以统一的峰值限幅,多载波的电平整体地降低,而监视部18、41,则根据多载波的峰值控制(限幅)前后的平均功率比,算出能够恢复在峰值功率限幅部11中所进行的统一的峰值限幅的增益值,在对应于多载波的信号电平调整部15中同增益值进行乘法计算而恢复电平,使多载波信号的电平的变动得到抑制。
在以上已说明的本发明中,第1~第3类型的发射机具有以下的效果,即:所输入的多个载波,在作为干线系统的峰值功率限幅部11中被施以基于总功率的各载波统一的电平控制,在被进行频带限制、正交调制后被合成,从而变成多载波信号的过程中,在控制系统(输入功率运算部、输出功率运算部、监视部、信号电平调整部、乘法部)中,根据载波的平均输入功率进行电平调整,使得干线系统的各处的载波或者多载波的平均功率,变成恢复了峰值功率限幅部11的电平限幅的弊端的理想值,使得即使输入发射机的载波的输入电平发生变动,也能够抑制载波或者多载波信号的电平的变动,能够使最终从发射机输出的多载波信号变得稳定。
此外,在本发明中,第4类型的发射机具有以下的效果,即:合成后的多载波信号在峰值功率限幅部11中被施以电平限幅的过程中,在控制系统,根据多载波信号的平均输入功率进行电平调整,使得多载波的平均输出功率,变成恢复了峰值功率限幅部11的电平限幅的弊端的理想值,使得即使输入发射机的载波的输入电平发生变动而导致刚合成完的的多载波信号发生变动,也能够抑制多载波信号的电平的变动,能够使最终从发射机输出的多载波信号变得稳定。
此外,本发明的发射机具有如下的效果,即:在峰值功率限幅部11中峰值限幅动作的区间,施以统一的峰值限幅,多载波的电平整体地降低,但由于根据平均输入功率和平均输入功率,使用由实际的载波或者多载波的功率值和动作中的载波数所确定的阈值和上、下限值,对各载波或者多载波施以符合装置的当前动作状况的电平调整,因此能够使对应于任意的区间(帧等)的各载波信号,与使用了基准数据时的电平接近,恢复在峰值功率限幅部11中伴随急剧的电平变动所进行的统一的电平限幅造成的弊端,即使所输入的载波的电平发生变动,也能够稳定地将各载波信号的电平的变动平均地抑制,可以最终抑制多载波信号的电平的变动。
此外,就本发明的各种类型的发射机而言,如果作为监视部的电平控制信息的确定方法,使用第2方法(“基于表的前馈控制”),则通过以使用了表的相互关联来输出电平控制信息,用于电平控制信息的算出的结构就变得不再需要,所以监视部的结构可以变得简单,而且能够减少输出电平控制信息所需要的时间,因而具有能够减少控制对象的信号、和对应的电平控制信息的输出定时的偏差的效果。
此外,在使用了第2方法(“基于表的前馈控制”)的情况下,变成在各发射机的结构中,不再需要输出功率运算部17或者输出功率运算部17-1~17-n,与第1方法相比具有减轻发射机的整体结构的效果。
此外,如果作为监视部的电平控制信息的确定方法,使用第3方法(“基于表的反馈控制”),则由于通过将电平调整后的载波或者多载波信号的平均输出功率与理想值进行比较,对增益值进行调整使得该平均输出功率变成理想值,然后输出到信号电平调整部15的反馈控制,来进行载波或者多载波信号的电平调整,因此相比进行算出载波或者多载波信号的电平控制信息的处理的前馈控制(第1方法),则具有监视部41不使用复杂的运算电路就能够迅速地确定最佳的电平控制信息的效果。
此外,本发明的发射机只需通过在以往的发射机的结构上,增加输入功率运算部16;以及根据情况需要再增加输出功率运算部17、监视部18、信号电平调整部15,以及根据情况需要再增加乘法器31就能实现。因此,本发明的发射机,由于能够直接利用以往的发射机设备,因此具有能够降低用于设置的成本的效果。
另外,到目前为止,第3、第4类型的发射机,都是作为根据对于各载波或者多载波设置的峰值功率限幅部11(限幅器)的峰值功率限幅前的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波的峰值功率限幅后的平均输出功率),调整被峰值功率限幅后的信号的信号电平的发射机进行的说明,但并不局限于限幅器,也适宜于进行非线性的动作的功能,例如只在比预先设定的电平低的电平的情况下动作的电路、非线性滤波器等根据前后的信号的平均输入功率(以及根据情况需要再加上多载波的峰值功率限幅后的平均输出功率),调整所输出的信号的信号电平的装置。
到目前为止已说明的本发明的发射机,都以功率电平作为控制对象,即根据各载波或者多载波信号的功率电平,进行载波或者多载波信号的功率电平调整,但是,也可以将电压电平作为控制对象,即使在这样的情况下,也能够达到与上述相同的效果。
此外,由于通过将上述本发明的发射机作为图6、图18的发射放大器的发射机1、1′使用,从发射机1、1′提供具有稳定的电平的多载波信号,因此通过功率放大部4的放大能够控制非线性失真的发生,能够实现高质量的无线发射。
此外,本发明的发射机,通过变更载波码分多路信号生成部10的结构,即使在CDMA通信方式之外的无线通信方式(例如TDMA(Time Division Multiple Access)、OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing))下,也能够达到同样的效果。
此外,本发明的发射机,通过变更载波码分多路信号生成部10的结构,也能够用于基站之外的装置(中继站)。
根据本发明的发射机,由于是设定为,峰值限幅部根据所输入的信号的电平检测出有无峰值,在检测出峰值时输出对电平进行了限幅的信号;输入功率运算部运算朝峰值限幅部输入前的信号的电平;输出功率运算部运算从峰值限幅部输出后的信号的电平;调整装置根据输入功率运算部运算的电平和输出功率运算部运算的电平进行控制,使得输出的信号的信号电平得到了调整,因此,具有能够与输入信号的电平的变动对应,控制输出信号的电平的变动的效果。
根据本发明,一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,由于是设定为,峰值限幅部根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出有无峰值,在检测出峰值时对载波的功率电平进行限幅并输出;输入功率运算部和输出功率运算部各自运算功率电平限幅前的各载波的平均功率电平和功率电平限幅后的各载波的平均功率电平;监视部根据功率电平限幅前的平均功率电平和功率电平限幅后的平均功率电平,输出多载波信号的电平控制信息;电平调整部进行多载波信号的电平调整,因此,具有能够与载波的输入电平的变动对应,控制多载波信号的电平的变动的效果。
根据本发明,一种进行控制使得合成了多个载波的多载波信号的信号电平得到了调整的发射机,由于是设定为,峰值限幅部根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出有无峰值,在检测出峰值时对载波的功率电平进行限幅并输出;输入功率运算部和输出功率运算部各自运算功率电平限幅前的各载波的平均功率电平和功率电平限幅后的各载波的平均功率电平;监视部根据功率电平限幅前的平均功率电平和功率电平限幅后的平均功率电平,输出各载波的电平控制信息;电平调整部进行各载波信号的电平调整,因此,具有能够与载波的输入电平的变动对应,按每一载波将载波的功率电平限幅后的电平的变动平均地抑制,可以最终将多载波信号的电平的变动平均地抑制的效果。
根据本发明,一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,由于是设定为,峰值限幅部根据所输入的各载波的功率电平的总和检测出有无峰值,在检测出峰值时对载波的功率电平进行限幅并输出;输入功率运算部和输出功率运算部各自运算功率电平限幅前的各载波的总平均功率电平和功率电平限幅后的各载波的总平均功率电平;监视部根据功率电平限幅前的总平均功率电平和功率电平限幅后的总平均功率电平,输出多载波信号的电平控制信息;电平调整部进行多载波信号的电平调整,因此具有通过根据多个载波的总平均功率进行多载波信号的电平控制,能够与载波的输入电平的变动对应,控制多载波信号的电平的变动的效果。
根据本发明,一种调整合成了多个载波的多载波信号的信号电平的发射机,由于是设定为,峰值限幅部根据所输入的多载波信号的功率电平的总和检测出有无峰值,在检测出峰值时对多载波信号的功率电平进行限幅并输出;输入功率运算部和输出功率运算部各自运算功率电平限幅前的多载波信号的平均功率电平和功率电平限幅后的多载波信号的平均功率电平;监视部根据功率电平限幅前的平均功率电平和功率电平限幅后的平均功率电平,输出多载波信号的电平控制信息;电平调整部进行多载波信号的电平调整,因此,具有能够与多载波的输入电平的变动对应,控制峰值限幅后的电平的变动的效果。
(工业可利用性)
本发明适于对于多个载波,能够与各载波的输入电平的变动对应,将向放大器的多载波信号的输入电平的变动平均地抑制的发射机。

Claims (4)

1.一种对合成多个载波而得到的多载波信号的输入电平的变动进行限幅的发射机,其特征在于,包括:
峰值限幅部,通过将所输入的各载波的功率电平的总和的瞬时功率与平均功率之比与预先设定的峰值因子阈值进行比较来检测出峰值的有无,当检测出峰值时对各载波一律乘以与功率电平的总和相对应的乘法系数来输出对各载波的功率电平进行了限幅的载波,以使各载波的合成后的功率成为规定的功率;
输入功率运算部,分别对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算平均输入功率电平;
输出功率运算部,分别对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算平均输出功率电平;
监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的平均输入功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均输出功率电平来确定增益值,并将上述增益值作为控制上述多载波信号的信号电平的电平控制信息来进行输出;以及
电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
2.一种对多载波信号的输入电平的变动进行限幅以调整合成多个载波而得到的上述多载波信号的信号电平的发射机,其特征在于,包括:
峰值限幅部,通过将所输入的各载波的功率电平的总和的瞬时功率与平均功率之比与预先设定的峰值因子阈值进行比较来检测出峰值的有无,当检测出峰值时对各载波一律乘以与功率电平的总和相对应的乘法系数来输出对各载波的功率电平进行了限幅的载波,以使各载波和合成后的功率成为规定的功率;
输入功率运算部,分别对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算平均输入功率电平;
输出功率运算部,分别对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算平均输出功率电平;
监视部,针对各载波,根据由上述输入功率运算部计算出的平均输入功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均输出功率电平来确定增益值,并将上述增益值作为控制各载波的信号电平的电平控制信息来进行输出;以及
电平调整部,针对各载波,根据相对应的上述电平控制信息来进行各载波的电平调整。
3.一种对合成多个载波而得到的的多载波信号的输入电平的变动进行限幅的发射机,其特征在于,包括:
峰值限幅部,通过将所输入的各载波的功率电平的总和的瞬时功率和平均功率之比与预先设定的峰值因子阈值进行比较来检测出峰值的有无,当检测出峰值时对各载波一律乘以与功率电平的总和相对应的乘法系数来输出对各载波的功率电平进行了限幅的载波,以使各载波的合成后的功率成为规定的功率;
输入功率运算部,对于向上述峰值限幅部输入前的各载波计算出总平均输入功率电平;
输出功率运算部,对于从上述峰值限幅部输出后的各载波计算出总平均输出功率电平;
监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的总和的平均输入功率电平和由上述输出功率运算部计算出的总和的平均输出功率电平来确定增益值,并将上述增益值作为控制上述多载波信号的信号电平的电平控制信息来进行输出;以及
电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
4.一种对合成多个载波而得到的多载波信号的输入电平的变动进行限幅的发射机,其特征在于,包括:
峰值限幅部,通过将所输入的上述多载波信号的功率电平的瞬时功率与平均功率之比与预先设定的峰值因子阈值进行比较来检测峰值的有无,当检测出峰值时对多载波一律乘以与功率电平相对应的乘法系数来输出对功率电平进行了限幅的多载波信号,以使多载波的功率成为规定的功率;
输入功率运算部,对于向上述峰值限幅部输入前的多载波信号计算出平均输入功率电平;
输出功率运算部,对于从上述峰值限幅部输出的多载波信号计算出平均输出功率电平;
监视部,根据由上述输入功率运算部计算出的平均输入功率电平和由上述输出功率运算部计算出的平均输出功率电平来确定增益值,并将上述增益值作为控制上述多载波信号的信号电平的电平控制信息来进行输出;以及
电平调整部,根据上述监视部输出的电平控制信息来进行上述多载波信号的电平调整。
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